Автор: Пользователь скрыл имя, 13 Марта 2012 в 15:24, курсовая работа
Природа не дает человеку в готовом виде всего того, что ему необходимо для удовлетворения его потребностей. Возникла необходимость в труде и производственной деятельности. Прогресс развития человечества, рост производства, образование инфраструктуры (транспорт, связь и т.п.) привели к резкому возрастанию обмена веществ и энергии между человеческим обществом и биосферой. Воздействия человека на окружающую среду – это антропогенное воздействие.
Исследованиями ряда авторов
подтверждены общие неспецифические
механизмы влияния ЭМП
В ряде проведенных исследований также была выявлена позитивная связь между низкочастотным электромагнитным излучением и развитием опухолей. Однако эта картина обнаруживается не во всех исследованиях. Наиболее выражен эффект ЭМП в развитии лейкоза у детей и лейкоза и опухолей мозга у взрослых людей, которые на работе облучаются этими полями.
Влияние радиочастотного
диапазона термической
Особенно опасны сверхнизкочастотное поля, а также детектированное высоко- и сверхвысокочастотное со сверхнизкочастотной вредной модуляцией поля, высвобождающие активные свободные радикалы. Они действуют на ДНК и РНК как жесткая радиация и могут вызывать крайне негативные отдаленные последствия, вплоть до вырождения генотипа. Обнаружить эти эффекты непосредственно весьма затруднительно.
2. Биологическое действие ЭМП высокой частоты
В отличие от реакций организма
на ЭМП низкой частоты, высокочастотные
биологические эффекты
В диапазоне частот от 1,0 до 300 МГц механизмы взаимодействия ЭМП с организмом определяются как током проводимости, так и током смещения, причем на частоте порядка 1 МГц ведущая роль принадлежит току проводимости, а на частотах более 20 МГц — току смещения. Обе разновидности тока вызывают нагревание тканей. Тепловой эффект усиливается по мере возрастания частоты внешнего поля. Высокочастотный ток проводимости (при частоте более 105 Гц), в отличие от низкочастотного, не возбуждает нервы и мышцы. Ток смещения также не вызывает возбуждения.
Длина волны на частотах от 1,0 до 3000 МГц превосходит размеры тела человека. Такие поля могут оказывать как локальное, так и общее воздействие на него. Характер воздействия определяется тем, все ли тело или часть его находится в поле. На более высоких частотах (частота более 3000 МГц) длина волны меньше размеров тела человека, что обусловливает только локальное действие ЭМП. Кроме того, с повышением частоты уменьшается глубина проникновения электромагнитных колебаний в организм. Глубиной проникновения электромагнитного излучения в любую среду называют расстояние, на котором амплитуда поля уменьшается в е раз (е = 2,718...). Преодолев этот путь, электромагнитная волна сохраняет примерно 13% своей начальной интенсивности. Глубина проникновения зависит не только от частоты внешнего ЭМП, но и от электрических свойств тканей, в которые оно проникает. Для жировой и костной тканей эта величина на порядок больше, чем для мышечной.
Тепловой эффект высокочастотных полей используется в качестве лечебного средства. Среди методов высокочастотной электротерапии различают диатермию, индуктотермию, УВЧ терапию и микроволновую терапию. При диатермии применяют ЭМП частотой 0,5—2,0 МГц. Методиндуктотерапии основан на применении ЭМП частотой 10—15 МГц. Биологический эффект (гипертермия) определяется магнитной составляющей ЭМП, генерируемого аппаратом индуктотермии. Под действием магнитного поля в тканях возникают вихревые токи, нагревающие объект облучения. Для УВЧ терапии применяют ЭМП частотой 40—50 МГц. Как и при двух предыдущих методах, пациент пребывает в зоне несформировавшейся волны. Поскольку электроды имеют форму пластины, биологическое действие обусловлено электрической составляющей ЭМП, причем тепло образуется под влиянием как тока проводимости, так и тока смещения. Примикроволновой терапии тепловой эффект создастся только током смещения, который возникает в организме человека под действием СВЧ излучений. Их частотный диапазон находится в пределах от 3-108 до 3 - 1011 Гц. Для физиотерапевтических процедур обычно пользуются волнами длиной 12,7 см. Они действуют на человека в зоне сформировавшейся волны. Поэтому тепловой эффект определяется интенсивностью электромагнитного поля. Поскольку в частотный диапазон СВЧ излучений попадает характеристическая частота релаксации воды, то именно водные среды организма поглощают энергию СВЧ полей в наибольшей степени. Поскольку волны СВЧ слабо взаимодействуют с кожей и жировой клетчаткой, а в мышцах и внутренних органах интенсивно поглощаются. Поэтому мышцы и внутренности претерпевают наибольшее нагревание при микроволновой терапии. Много тепла выделяется в жидкостях, заполняющих различные полости.
С СВЧ излучениями приходится иметь дело не только в физиотерапевтическом кабинете. Они широко используются в радиолокации. Нарушение техники безопасности при работе на радиолокационных установках может нанести очень серьезный ущерб здоровью.
Особый интерес представляют
работы, касающиеся изучения влияния
на ЦНС низкоинтенсивных СВЧ-полей,
модулированных в частотном диапазоне
собственных биологических
Низкоэнергетическое СВЧ-поле, модулированное в ритме собственных частот мозга, обладает выраженным кардиотропным действием. Подвернув мозговую (нервную) ткань воздействию ЭМП, модулированных частотой собственных биоритмов мозга, можно достичь усиления биологического действия ЭМП за счет резонансных явлений.
Значительную роль играют резонансные процессы, связанные с биологическими ритмами человека. Резонансное усиление или ослабление этих ритмов, появление гармоник и субгармоник и результаты перекрестной модуляции в нелинейных элементах клеток могут порождать разнообразные психофизиологические эффекты с отрицательными последствиями.
Среди множества электромагнитных явлений особого внимания заслуживают микроволновые излучения (МВИ), причем наиболее существенный вклад в микроволновое загрязнение ОС вносят радиолокационные и радиорелейные станции и другие объекты, работа которых основана на генерации ЭМИ СВЧ-диапазона. У людей, которые работают на тропосферных, спутниковых, радио- и радиолокационных станциях, появляются головная боль, раздражительность, сонливость, ослабление памяти и т.д.
По величине дозы и характеру облучения выделяют острое и хроническое поражение микроволновыми излучениями (табл.1). К острым поражениям относят нарушения, возникающие в результате кратковременного воздействия микроволн плотностью потока энергии (ППЭ), вызывающей термогенный эффект. Хроническое поражение - результат длительного воздействия МВИ субтепловой ППЭ.
Таблица 1
Картина клинических проявлений воздействия микроволн на организм человека при различных интенсивностях излучения (модификация с дополнениями данных Б. А. Минина, 1974)
Интенсивность микроволн, мВт/см2 |
Наблюдаемые изменения |
1 |
2 |
600 |
Болевые ощущения в период облучения* |
200 |
Угнетение окислительно-восстановительных процессов тканей* |
100 |
Повышение артериального давления с последующим его снижением, в случае хронического воздействия - устойчивая гипотония. Двухсторонняя катаракта. |
40 |
Ощущение тепла. Расширение сосудов. При облучении повышение давления на 20-30 мм рт.ст.* |
20 |
Стимуляция окислительно- |
10 |
Астенизация после 15 мин. облучения, изменение биоэлектрической активности мозга |
8 |
Неопределенные сдвиги со стороны крови с общим временем облучения 150 ч, изменение свертываемости крови |
6 |
Электрокардиографические изменения, изменения в рецепторном аппарате |
4-5 |
Изменение артериального давления при многократных облучениях, непродолжительная лейкопения, эритропения |
3-4 |
Ваготоническая реакция с симптомами брадикардия, замедление электропроводимости сердца |
2-3 |
Выраженный характер снижения артериального давления, учащение пульса, колебания объема крови сердца |
1 |
Снижение артериального давления, тенденция к учащению пульса, незначительные колебания объема крови сердца. Снижение офтальмотонуса при ежедневном воздействии в течение 3,5 мес. |
0,4 |
Слуховой эффект при воздействии импульсных ЭМН |
0,3 |
Некоторые изменения со стороны
нервной системы при |
0,1 |
Электрокардиографические изменения |
До 0,05 |
Тенденция к понижению артериального давления при хроническом воздействии* |
* - значения интенсивности
являются наименьшими из
Со стороны ССС наблюдали
нейроциркуляторную дистонию (НЦД) гипертонического
типа, миокардиодистрофию, сопровождавшуюся
быстро прогрессирующей коронарной
недостаточностью. Для картины периферической
крови были характерны лейкопения и
тромбоцитопения. У специалистов, обслуживающих
электромагнитные устройства, обнаруживается
фазовый характер изменений в
системе периферического
Биологическими исследованиями установлено, что наиболее чувствительными к воздействию ЭМИ являются: центральная нервная система, глаза, гонады. При этом могут происходить нарушения деятельности сердечно-сосудистой, нейроэндокринной, кроветворной, иммунной систем и обменных процессов. Исследования показали, что репродуктивная система человека очень чувствительна к облучению ЭМП. При этом у мужчин выявлен довольно высокий процент случаев импотенции, снижение тестостерона в крови. У женщин могут наблюдаться нарушения детородной функции (токсикозы беременности, самопроизвольные выкидыши, патология родов).
Организм человека небезразличен к локализации ЭМ-энергии на определенных органах (при эксплуатации ручных радиотелефонов — это голова; портативных раций — поясница или спина). Отмечается явная зависимость биоэффектов от интенсивности поля, поляризации и направления волн, соотношения размеров органов и тела человека с длиной волны ЭМИ. Сложность состоит в том, что необходимо учитывать все разнообразие факторов, определяющих количество поглощенной ЭМ-энергии, диэлектрические свойства тканей, геометрию, массу, ориентацию биообъекта, поляризацию ЭМП, конфигурацию и характеристики источника, экспозицию, интенсивность и частоту излучения, все особенности генерации и распространения ЭМИ СВЧ.
Излучение на частоте 900 МГц, разрешенной для мобильных радиотелефонов, имеет особенно высокую проницаемость, при этом нередко в голове возникает "эффект резонанса". Правда, отмечаются большие различия в индивидуальной чувствительности. Существует множество моделей, модификаций радиотелефонов и они существенно отличаются друг от друга мощностью и длиной волны. Поэтому говорить о конкретном воздействии того или иного аппарата можно лишь после соответствующей сертификации.
Мишенью для СВЧ-излучения является молекула, обладающая ЭМ-свойствами. Это, прежде всего, молекулы воды. Живой организм человека в основном (на 95 % в младенчестве и на 60% в старости) состоит из воды. Все вещества при растворении в воде образуют гидратные оболочки. Слабые ЭМП низкой частоты изменяют метастабильные структуры в воде, что резко снижает концентрацию ионов калия и ведет к образованию активных свободных радикалов.
ЭМ-энергия СВЧ-излучений, воздействия на воду, переходит в тепловую энергию и последующие биоэффекты в клетках и тканях связаны с повышением их температуры локально, а затем и с разогреванием всего организма. Чем больше величина СВЧ-волны, тем глубже в тканях тепловой ожог. Повышение температуры вызывает возбуждение терморецепторов. Раздражаются и механорецепторы в очаге поражения из-за "объемного эффекта" разогретой тканевой жидкости.
Одновременно с тепловым
проявляется и резонансный
Доля поглощения СВЧ-энергии водой составляет: на частотах 1 ГГц — 50 %, 10 ГГц — 90 %, а при 30 ГГц — 98 %. Эффект поглощения СВЧ-энергии клетками и тканями — тепловое и нетепловое действие. Нарушаются структура и функции нервной клетки, эритроцита, других клеток. Наиболее интенсивно перегреваются органы, которые не содержат кровеносных сосудов (хрусталик, семенники, яичники и др.). В том смысле ''органом-мишенью" для СВЧ является глаз, гонады и сперматозоиды.
Тепловое воздействие распространяется на ЦНС, возбуждая и перевозбуждая ее. ЦНС поражается очень рано из-за прямого и опосредованного действия СВЧ-излучения через эфферентную систему. В порочные круги включаются эндокринная, иммунная, сердечно-сосудистая, дыхательная системы. На поздних стадиях наступают признаки энергетического истощения и угнетения центров головного мозга.
При хроническом воздействии
СВЧ-излучений развивается
Информация о работе Виды и масштабы электромагнитного загрязнения окружающей среды