Воздействие электромагнитных полей на организм человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Электромагнитное поле и его характеристики

2. Источники электромагнитного излучения

3. Механизм воздействия электромагнитного излучения

4. Влияние электромагнитных лучей на организм человека

4.1 Влияние электромагнитного излучения на нервную систему

4.2 Влияние ЭМИ на иммунную систему

4.3 Влияние ЭМИ на эндокринную систему

4.4 Влияние электромагнитного излучения на сердечно-сосудистую систему

4.5 Влияние электромагнитного излучения на половую систему

5. Способы защиты от вредного воздействия электромагнитных полей

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Все вещества непрерывно излучают электромагнитные волны. Спектр излучения охватывает большой диапазон длин волн: от радиоволн длиной сотни метров до жесткого космического излучения с длиной волны 10-12 м. Природный электромагнитный спектр охватывает волны длиной от 0,00000000000001 метров до 100000 километров. Тепловое (инфракрасное) излучение испускают тела в определенном диапазоне температур. Чем выше температура тела, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения.

Инфракрасный обогреватель идеален везде, где нужно получить локальный обогрев поверхности. Будучи абсолютно безвредными, инфракрасные обогреватели обеспечивают эффективный обогрев.

В процессе жизнедеятельности человек постоянно находится в зоне действия электромагнитного (ЭМ) поля Земли. Такое поле, называемое фоном, считается нормальным и не наносит здоровью людей никакого вреда.

Так прочно вошедшие к нам в жизнь различные "умные" машины (компьютеры, сотовые телефоны, микроволновые печи, телевизоры) на самом деле способны принести человеку намного больше вреда, чем кажется на первый взгляд.

Широкие исследования о влиянии электромагнитного излучения на здоровье человека в мире были начаты еще в 60 годы прошлого столетия. Был накоплен большой клинический материал о неблагоприятном воздействии магнитных и электромагнитных полей. Уже в это время было предложено ввести новые заболевания «Радиоволновая болезнь» или «Хроническое поражение микроволнами». В дальнейшем, работами ученых в России было установлено, что наиболее чувствительной к воздействию электромагнитных полей является нервная система человека. Результаты проведенных работ были использованы при разработке санитарных нормативных документов в России.

Поэтому рассмотрение влияния электромагнитного излучения на организм человека является актуальным.

Цель реферата: узнать воздействие электромагнитных полей на организм человека и основные способы защиты от влияния электромагнитных полей.

Для достижения поставленной цели реферата можно выделить следующие задачи:

1. проанализировать литературу по данной проблеме;

2. изучить понятие электромагнитного поля и его характеристику;

3. определить источники электромагнитного излучения;

4. изучить механизм воздействия электромагнитного излучения;

5. изучить влияние электромагнитных лучей на организм человека

6. рассмотреть основные способы защиты от вредного воздействия электромагнитных полей.

Объектом исследования является электромагнитное поле.

электромагнитный излучение защита



1. Электромагнитное поле и его характеристики

Электромагнитное поле (ЭМП) - физическое поле движущихся электрических зарядов, в котором осуществляется взаимодействие между ними. Частные проявления ЭМП - электрическое и магнитное поля. Поскольку изменяющиеся электрическое и магнитное поля порождают в соседних точках пространства соответственно магнитное и электрическое поля, эти оба связанных между собой поля распространяются в виде единого ЭМП. ЭМП характеризуются частотой колебаний f (или периодом Т = 1/f), амплитудой Е (или Н) и фазой, определяющей состоянии волнового процесса в каждый момент времени. Частоту колебаний выражают в герцах (Гц), килогерцах (1 кГц = 10³ Гц), мегагерцах (1 МГц = 10⁶ Гц) и гигагерцах (1х 10⁹ Гц). Фазу выражают в градусах или относительных единицах, кратных . Колебания электрического (Е) и магнитного (Н) полей, составляющих единое ЭМП, распространяются в виде электромагнитных волн, основными параметрами которых являются длина волны (), частота (f) и скорость распространения. Формирование волн происходит в волновой зоне на расстоянии больше от источника. В этой зоне волны изменяются в фазе. На меньших расстояниях - в зоне индукции - Е - волны изменяются не в фазе и быстро убывают с удалением от источника. В зоне индукции энергия попеременно переходит то в электрическое, то в магнитное поле. Раздельно оценивают Е и Н. В волновой зоне излучение оценивается в величинах плотности потока мощности - ваттах на квадратный сантиметр. В электромагнитном спектре ЭМП занимают диапазон радиочастот (частота от 3х104 до 3х1012 Гц) и подразделяются на несколько видов (рис.1). В экстремальных условиях, в частности, в условиях космического полета источником ЭМП различных характеристик становится радио- и телевизионная аппаратура. В основе биологического действия ЭМП на живой организм лежит поглощение энергии тканями. Его величина определяется свойствами облучаемой ткани или ее биофизическими параметрами - диэлектрической постоянной () и проводимостью. Ткани организма в связи с большим содержанием в них воды следует рассматривать как диэлектрики с потерями. Глубина проникновения ЭМП в ткани тем больше, чем меньше поглощение. При общем облучении тела энергия проникает на глубину 0,001 длины волны. В зависимости от интенсивности воздействия и экспозиции, длины волны и исходного функционального состояния организма ЭМП вызывают в изучаемых тканях изменения с повышением или без повышения их температуры.

Рис. 1 Диапазон ЭМВ



2. Источники электромагнитного излучения

Линии электропередач, сильные радиопередающие устройства создают электромагнитное поле, которое в разы превышает допустимый уровень. Для защиты человека были разработаны специальные санитарные нормы (ГОСТ 12.1.006-84 регламентирует воздействие электромагнитных излучений на человека), в том числе и те, которые запрещают строительство жилых и прочих объектов вблизи сильных источников излучения.

Зачастую более опасными являются источники слабого электромагнитного излучения, которое действует в течение длительного промежутка времени. К таким источникам относится в основном аудио-видео техника, бытовая техника. Наиболее существенное влияние на человека оказывают мобильные телефоны, СВЧ печи, компьютеры и телевизоры.

Телефоны и микроволновые печи действуют в основном непродолжительное время (в среднем от 1 до 7 минут), телевизоры не наносят существенного вреда, т.к. обычно располагаются на расстоянии от зрителей. Проблема электромагнитного излучения, исходящего от персональных компьютеров, встает достаточно остро ввиду нескольких причин:

· компьютер имеет сразу два источника излучения (монитор и системный блок);

· пользователь ПК практически лишен возможности работать на расстоянии;

· очень длительное время воздействия.

К еще более тяжелым последствиям могут привести игровые консоли, или приставки, которые подключаются к телевизору. Основная проблема в этом случае сводится к тому, что телевизоры излучают более мощное поле, но дети (основная категория пользователей приставок) не могут удалиться от экрана на достаточное расстояние из-за коротких проводов, расстановки мебели, или картинка просто становиться очень мелкой. Особую опасность представляют старые телевизионные приемники (отечественные "Рассвет", "Рубин") - их ЭМ фон в несколько раз выше, чем у современных мировых брендов (Sony, LG, Panasonic и т.д.). После 5-8 часов, проведенных перед таким телевизором (что в наших семьях не редкость) ребенка бросает в жар, быстро поднимается температура, появляется головная боль. В этом случае детей нужно немедленно выводить из зоны действия ЭМ поля, желательно на улицу. Симптомы быстро исчезают после прекращения действия ЭМ излучения.

Диапазон частот электромагнитных волн, фиксируемых в настоящее время, простирается от 0 до 3*10²² Гц. Этот диапазон соответствует спектру электромагнитных волн с длиной волны, изменяющейся от 10-14 м до бесконечности. По длине волны спектр электромагнитных волн условно делят на восемь диапазонов. Отличие частот, излучаемых в различных диапазонах, связано с различием микроскопических источников излучения. Основными источниками электромагнитного излучения в современной жизни человека являются:

· электротранспорт - трамваи, троллейбусы, электропоезда;

· линии электропередач - городское освещение, высоковольтные линии;

· бытовые электроприборы;

· теле- и радиостанции - транслирующие антенны;

· спутниковая и сотовая связь - транслирующие антенны;

· радары;

· персональные компьютеры.

Каждый из перечисленных источников создает электрические и магнитные поля в различном диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. При этом создаются такие значения магнитной индукции В, мкТл и напряженности электрического поля Е, В/м, которые в некоторых случаях намного превышают предельно допустимые нормы (ПДН).



3. Механизм воздействия электромагнитного излучения

ЭМ волны изменяют обстановку на рабочем месте, наполняя воздух положительно заряженными ионами. Такие ионы вредны для людей, поэтому помещение необходимо проветривать. Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности электромагнитных полей во всех частотных диапазонах. При относительно высоких уровнях облучающего электромагнитного поля современная теория признает тепловой механизм воздействия. При относительно низком уровне - принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм. Механизмы действия ЭМП в этом случае еще мало изучены.

На биологическую реакцию влияют следующие параметры электромагнитного поля:

· интенсивность электромагнитного поля;

· частота излучения;

· продолжительность облучения;

· модуляция сигнала;

· сочетание частот электромагнитных полей;

· периодичность действия.

Сочетание вышеперечисленных параметров может давать существенно различающиеся последствия для реакции облучаемого биологического объекта. Особенно опасными электромагнитные излучения могут быть для детей, беременных женщин, людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом. Лица, длительное время находящиеся в зоне ЭМ - излучения, предъявляют жалобы на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти, нарушение сна.

На данный момент наукой количественно не доказано прямой связи между уровнем электромагнитных полей и онкологической и другого рода заболеваемостью. Однако качественно такая связь прослеживается: в местах, где люди подвергаются воздействию электромагнитного излучения чаще выявляются раковые заболевания и расстройства сердечно-сосудистой и вегетативной нервной системы.

Ясно для всех, что электромагнитное излучение представляет реальную угрозу для здоровья человека. Оказывается, что электромагнитные и радиационные поля близки по некоторым своим параметрам. Это было доказано как российскими, так и зарубежными учеными. Исследования, проводимые в этих направлениях очень перспективны, результаты их сейчас даже трудно представить и оценить.



4. Влияние электромагнитных лучей на организм человека

4.1 Влияние электромагнитного излучения на нервную систему

Уровень электромагнитного излучения, даже не вызывающий теплового воздействия, способен повлиять на важнейшие функциональные системы организма. К наиболее уязвимой из них большинство специалистов относят нервную систему. Механизм воздействия очень прост -- установлено, что электромагнитные поля нарушают проницаемость клеточных мембран для ионов кальция. В результате нервная система начинает неправильно функционировать. Кроме того, переменное электромагнитное поле индуцирует слабые токи в электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей. Спектр вызываемых этими процессами отклонений весьма широк -- в ходе экспериментов фиксировались изменения ЭЭГ головного мозга, замедление реакции, ухудшение памяти, депрессивные проявления и т.д.

4.2 Влияние ЭМИ на иммунную систему

Иммунная система также подвержена влиянию. Экспериментальные исследования в этом направлении показали, что-то у животных, облученных ЭМП, изменяется характер инфекционного процесса - течение инфекционного процесса отягощается. Есть основания считать, что при воздействии ЭМИ нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону их угнетения. Этот процесс связывают с возникновением аутоиммунитета. В соответствии с этой концепцией, основу всех аутоиммунных состояний составляет в первую очередь иммунодефицит по тимус-зависимой клеточной популяции лимфоцитов. Влияние ЭМП высоких интенсивностей на иммунную систему организма проявляется в угнетающем эффекте на Т-систему клеточного иммунитета.

4.3 Влияние ЭМИ на эндокринную систему

Эндокринная система тоже является мишенью для ЭМИ. Исследования показали, что при действии ЭМП, как правило, происходила стимуляция гипофизарно-адреналиновой системы, что сопровождалось увеличением содержания адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови. Было признано, что одной из систем, рано и закономерно вовлекающей в ответную реакцию организма на воздействие различных факторов внешней среды, является система гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников.

4.4 Влияние электромагнитного излучения на сердечно-сосудистую систему

Можно также отметить нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы. Она и проявляются в форме лабильности пульса и артериального давления. Отмечаются фазовые изменения состава периферической крови.

4.5 Влияние электромагнитного излучения на половую систему

Наблюдается угнетение спермакинеза, увеличение рождаемости девочек, повышение числа врожденных пороков и уродств. Яичники более чувствительны к влиянию электромагнитного излучения.

Женская половая сфера более восприимчива к воздействию электромагнитных полей, создаваемых компьютерами и другой офисной и бытовой техникой, чем мужская.

Сосуды головы, щитовидная железа, печень, половая сфера -- это критические зоны воздействия. Это только основные и самые очевидные последствия воздействия ЭМИ. Картина реального воздействия на каждого конкретного человека очень индивидуальна. Но в той или иной степени эти системы поражаются у всех пользователей бытовой техникой в различные сроки.

Рис. 2 Влияние электромагнитного излучения различных бытовых приборов, мкВт/кв.см (плотность потока мощности)



5. Способы защиты от вредного воздействия электромагнитных полей

Защита человека от опасного воздействия электромагнитного излучения осуществляется следующими способами:

· уменьшение излучения от источника;

· экранирование источника излучения и рабочего места;

· установление санитарно-защитной зоны;

· поглощение или уменьшение образования зарядов статического электричества;

· устранение зарядов статического электричества;

· применение средств индивидуальной защиты.

Уменьшение мощности излучения от источника реализуется применением поглотителей электромагнитной энергии; блокированием излучения или снижением его мощности для вращающихся антенн в секторе, в котором находится защищаемый объект.

Поглощение электромагнитных излучений осуществляется поглотительным материалом путем превращения энергии электромагнитного поля в тепловую. В качестве такого материала применяют каучук, поролон, пенополистирол, ферромагнитный порошок со связывающим диэлектриком, волосяные маты, пропитанные графитом.

Экранирование источника излучения и рабочего места осуществляется специальными экранами по ГОСТ 12.4.154-85 “ССБТ. Устройства, экранирующие для защиты от электрических полей промышленной частоты”.

Различают отражающие и поглощающие экраны. Первые изготавливают из материала с низким электросопротивлением - металлы и их сплавы (медь, латунь, алюминий, сталь). Они могут быть сплошные и сетчатые. Более эффективными являются экраны, изготовленные из проволочной сетки или из тонкой (толщиной 0,01-0,05 мм) алюминиевой, латунной или цинковой фольги.

Экраны из металлической сетки и металлических прутков в виде навесов, козырьков применяют для защиты от излучений промышленной частоты (рис. 2). Они должны быть заземлены. Допустимая величина защитного сопротивления заземления экранирующих устройств не должна быть более 10 Ом.

Защитные свойства отражающих экранов заключаются в том, что под действием электромагнитного поля в материале экрана возникают вихревые токи (токи Фуко), которые наводят в нем вторичное поле. Амплитуда наведенного поля приблизительно равна амплитуде экранируемого поля, а фазы полей противоположны. Результирующее поле, возникающее в результате сложения двух рассмотренных полей, быстро затухает в материале экрана, проникая в него на малую глубину.

Хорошей экранизирующей способностью обладают токопроводящие краски на основе коллоидного серебра, порошкового графита, сажи, оксида железа, меди, алюминия. Этими красками окрашивают экраны с металлизированной поверхностью со стороны падающей электромагнитной волны. В качестве экранов могут применяться различные пленки и ткани с металлизированным покрытием. Для экранирования смотровых окон, окон помещения, потолочных фонарей применяется металлизированное стекло. Такое свойство стеклу придает тонкая прозрачная пленка либо из окислов металлов, чаще всего олова, либо из металлов - меди, никеля, серебра - и их сочетаний. Радиоэкранирующими свойствами обладают практически все строительные материалы.

Экраны должны быть заземлены для обеспечения стекания в землю образующихся на них зарядов.

Эффективность экранов оценивают в децибеллах по формулам

, (1)

,(2)

,(3)

где Е₀, Н₀, ППЭ₀ - соответственно напряженность электрического и магнитного полей и плотность потока энергии перед экраном;

Е, Н, ППЭ - те же параметры после экрана.

Поглощающие экраны выполняют из радиопоглощающих материалов, а именно: эластичных или жестких пенопластов, резиновых ковриков, листов поролона или волокнистой древесины, обработанной специальным составом, а также из ферромагнитных пластин. Отраженная мощность излучения от этих экранов не превышает 4%. Как поглощающий экран можно рассматривать лес и лесозащитные полосы.

Защита от статического электричества осуществляется путем подбора пар материалов элементов машин, которые взаимодействуют между собой трением, одинаковых или максимально близко расположенных в электростатическом ряду. Другим способом исключения образования зарядов является смешение материалов, которые при взаимодействии с элементами оборудования заряжаются разноименно.

Для устранения зарядов статического электричества используют заземление частей оборудования. Электрическое сопротивление заземлителя может быть повышено до 100 Ом.

Для увеличения интенсивности стекания статических зарядов с поверхностей в воздух помещений последние увлажняют.

Для нейтрализации зарядов статического электричества на поверхностях оборудования, материалов применяются ионизаторы-нейтрализаторы, которые создают вблизи наэлектризованных поверхностей положительные и отрицательные ионы. Ионы, несущие противоположный заряд поверхности, притягиваются к ней и нейтрализуют ее заряд. По принципу действия нейтрализаторы подразделяются:

· на коронного разряда (индукционные и высоковольтные);

· радиоизотопные и аэродинамические.

Принцип действия индукционных ионизаторов состоит в том, что около разрядных электродов в виде заземленных игл в электростатическом поле наэлектризованного материала возникает ударная ионизация воздуха. Иглы индукционных ионизаторов необходимо располагать на расстоянии не более 20 мм от наэлектризованной поверхности. В высоковольтных нейтрализаторах коронный разряд образуется под действием высокого напряжения, создаваемого специальным источником. Дальность действия таких нейтрализаторов от 35 до 600 мм.

Во взрывоопасных помещениях применяют радиоизотопные нейтрализаторы, действие которых основано на ионизации воздуха альфа-излучением плутония-239 и бета-излучением прометия-147.

В аэродинамических нейтрализаторах для генерации ионов используется или ионизирующее излучение, или коронный разряд, а подача ионов к месту образования зарядов статического электричества осуществляется воздушным потоком.

К средствам индивидуальной защиты (СИЗ) от статического электричества и электрических полей промышленной частоты относят защитные халаты, комбинезоны, очки, спецобувь (рис. 3), заземляющие браслеты.

Материалом для защитных халатов, комбинезонов, фартуков служит специальная ткань, в структуре которой используются тонкие металлические нити, скрученные с хлопчатобумажными. Шлем и бахилы костюма делаются из такой же ткани, но в шлем спереди вшиты очки и специальная проволочная сетка для дыхания. СИЗ должны быть заземлены.

Очки изготавливаются из стекол специальных марок металлизированных диоксидом олова.

Защита от действия инфракрасного излучения предполагает дистанционное управление процессом; теплоизоляцию поверхности оборудования; устройство защитных экранов, покрытых теплоизоляционными материалами; водяные и воздушные завесы; применение теплозащитных костюмов.

Рис. 3. Сродства защиты от электромагнитных излучений: а - радиозащитный костюм: 1 - металлическая или металлизированная каска; 2 - комбинезон из токопроводящей ткани; 3 - проводники, обеспечивающие электрическую связь между отдельными элементами экранирующего костюма; 4 - рукавицы из токопроводящей ткани; 5 - ботинки с электропроводящими подошвами; 6 - вывод от токопроводящей подошвы; б - защитная маска с перфорационными отверстиями: 1,2,3 - поролоновые прокладки; 4 - ремни крепления маски; 5 - перфорационные отверстия

Существуют различные способы защиты от действия ультрафиолетового облучения: защита расстоянием, экранирование источников излучения и рабочих мест, использование средств индивидуальной защиты, специальная окраска помещений, рациональное размещение рабочих мест.

Наиболее рациональным является экранирование источника излучения. Для экрана применяют материалы и светофильтры, не пропускающие или снижающие интенсивность излучений.

Стены в помещениях окрашивают в светлые тона с добавлением в краску оксида цинка.

Для защиты от ультрафиолетового излучения обязательно применение индивидуальных средств защиты (куртка, брюки, рукавицы, фартук из специальной ткани и щиток со светофильтром, очки со стеклами, содержащими оксид цинка и др.).

Для защиты кожи от УФИ применяют мази, содержащие вещества, служащие светофильтрами для излучений (салол, салицилово-метиловый эфир, бензофенол и проч.).



Заключение

Результаты проведенных исследований по влиянию электронных средств на различные организмы убедительно свидетельствуют о том, что за контакт с подобными устройствами пользователь расплачивается своим здоровьем. Главным источником биологического действия на организм является слабое электромагнитное излучение, которое действует в течение длительного промежутка времени.

К основным источникам электромагнитного излучения в современной жизни относят электротранспорт (трамваи, троллейбусы, электропоезда), линии электропередач (городское освещение, высоковольтные линии), бытовые электроприборы, теле- и радиостанции (транслирующие антенны), спутниковая и сотовая связь (транслирующие антенны), радары, персональные компьютеры.

Сегодня во всем мире большое внимание уделяется разработке средств защиты от различного рода излучений электронных средств. Традиционно большинство средств защиты направлены на экранирование электромагнитных излучений. Но бессмысленно экранировать электромагнитное излучение сотового телефона или радиотелефона, так как сам принцип их работы противоречит этому. Защита необходима от тонкополевого излучения БИС (интегральные микросхемы). Для всего человечества опасным становится и тот факт, что в окружающей его среде наравне с электромагнитным излучением идет нарастание плотности патогенной тонкополевой энергии (применение сотовых телефонов, радиотелефонов, компьютеров, принтеров, копировальных аппаратов и других средств, в устройстве которых используются высокоплотные матричные структуры, излучающие вредные для организма человека тонкие поля).

Тонкие поля, создаваемые современными электронными средствами, которыми окружил себя человек, представляют серьезную опасность для его здоровья. Накопленный опыт и многочисленные исследования ученых в разных странах показывают, что за удобства, приносимые научно-техническим прогрессом, приходится расплачиваться здоровьем и не только пользователю сотового телефона, но и людям, находящимся в непосредственной близости от него.

Все это говорит о том, что разработка эффективных способов защиты от негативного влияния тонкополевого излучения электронных средств, использующих современные микросхемы, является одной из важнейших задач профилактической медицины.

Список использованной литературы

1. Аполлонский С.М., Каляда Т.В., Синдаловский Б.Е. Безопасность жизнедеятельности человека в электромагнитных полях. - Санкт-Петербург: Политехника, 2006. - С. 264.

2. Блейк Левитт Б. Защита от электромагнитных полей. - М: АСТ, Астрель, 2007. - С. 448.

3. Гордиенко В.А. Физические поля и безопасность жизнедеятельности. - М: Астрель, 2006. - С. 320.

4. Гурский И.П. Элементарная физика. - М.: Наука, 1973. - С. 368.

5. Колтун Марк Мир физики. - М.: Детская литература, 1987 - С. 271.

6. Малахов Г. Электромагнитное излучение и ваше здоровье. - Санкт-Петербург: Невский проспект, 2003. - С. 128.

7. Пресман А.С. Электромагнитные поля и живая природа. - М: Наука, 1968. - С. 287.

Размещено на Allbest.ru

...