Воздействие электромагнитных полей на человека
Электромагнитная среда, в которой обитает человек, формируется естественными электромагнитными полями в глобальной системе космическое пространство – Солнце – Земля и техногенными полями, созданными деятельностью человека. Естественные электромагнитные поля, которые можно назвать фоновыми, согласуются с полями человеческого организма. Их взаимосвязь существует в течение длительного времени, к естественным полям человек адаптирован. Интенсивность техногенных полей многократно (в сотни и тысячи раз) превышает интенсивность естественных полей. Распространение техногенных полей в пространстве имеет дискретный характер (в основном в зонах сосредоточения энергоемких электротехнических комплексов). Техногенные поля вызывают изменения окружающей среды: химические, физические, биологические. Создаются условия для дисгармонии в системе, элементом которой является человек.
Биологический эффект электромагнитных полей характеризуется тепловым действием и нетепловым эффектом, который связан с переходом электромагнитной энергии в объекте в нетепловую форму энергии (молекулярное резонансное истощение, фотохимические реакции и т.д.). Воздействие зависит от диапазона частот, интенсивности и продолжительности облучения, характера излучения (непрерывное или модулированное) и режима облучения (постоянное, периодическое или кратковременное).
Действие электромагнитных полей частотой 50 Гц может проявляться болевыми ощущениями при электрических разрядах при токе утечки более 50 мкА. Исследованиями, проведенными в середине 80-х годов 20 века, установлено, что электромагнитные поля промышленной частоты 50 Гц влияют на здоровье человека. Хроническое действие электромагнитных полей низкой частоты выражено как субъективными расстройствами в виде головной боли в височной и затылочной области, вялости, сонливости, бессонницы, снижения памяти, повышенной раздражительности, апатии, боли в области сердца. Характерны также нарушения ритма и замедление частоты сердечных сокращений, могут наблюдаться функциональные нарушения в центральной нервной и сердечно-сосудистой системах, появляются изменения некоторых биохимических показателей крови.
С воздействием электромагнитных полей промышленной частоты (50 Гц), источники которых чрезвычайно широко распространены не только в различных отраслях промышленности, но и в быту, зарубежные исследователи связывают повышенный риск возникновения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера (слабоумие), рак крови (лейкемия), опухоли головного мозга и различной степени неврологические нарушения.
Биологическое воздействие электромагнитных полей радиочастот характеризуется тепловым эффектом вследствие поглощения энергии. Тепловое действие электромагнитного поля определяется повышением температуры тела, а также локальным избирательным нагревом тканей, органов, клеток вследствие перехода электромагнитной энергии в тепловую за счет диэлектрических потерь, возрастающих с увеличением частоты колебания тканей. Избыточная теплота до известного предела отводится путем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции. Однако, начиная с некоторой величины, называемой тепловым порогом, организм не справляется с отводом теплоты и температура тела повышается (для электромагнитных полей в диапазоне частот 300 МГц—300 ГГц интенсивность теплового порога составляет 10 мВт/см2).
Как при кратковременном облучении глаз, так и при длительном воздействии невысоких уровней СВЧ-излучений возможно развитие катаракты (помутнение хрусталика), а также ожоги роговицы глаза.
Для длительного воздействия электромагнитных полей радиочастот атермических интенсивностей характерно развитие функциональных расстройств центральной нервной системы с нерезко выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови, расстройств сердечно-сосудистой систем, органов дыхания, пищеварения, причем проявление этих нарушений выражается различными признаками. На ранних стадиях воздействия характерны жалобы на головную боль, повышенную утомляемость, раздражительность, нарушение сна, боли в области сердца. В дальнейшем отмечаются усиление возбудимости, снижение памяти, приступообразные головные боли, обморочные состояния, сжимающие боли в области сердца. В момент приступов наблюдается дрожь, побледнение или покраснение лица, резкая слабость, повышение температуры тела, подъем артериального давления. Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы тела. Наблюдаются изменения возбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного аппарата. На ранней стадии изменения носят обратимый характер, при продолжающемся воздействии электромагнитных излучений происходит стойкое снижение работоспособности.
Наиболее биологически активен диапазон СВЧ, менее активен УВЧ и затем ВЧ. Комбинированное воздействие ЭМП с другими факторами производственной среды (повышенная температура – более 28оС, присутствие мягкого рентгеновского излучения) – вызывает усиление действия электромагнитных полей.
СВЧ-излучения мобильных телефонов воздействуют на головной мозг, зоны вестибулярного слухового анализатора, сетчатку глаза, увеличивают температуру кожи головы в зоне расположения антенны и температуру барабанной перепонки. Экспериментальные исследования на различных видах сотовых телефонов выявили повышение температуры кожи головы от 1,7 до 4,5°С.
Исследования, проведенные учеными Австралии, Канады, Норвегии, показали, что электромагнитные излучения мобильных телефонов способствуют возникновению злокачественных опухолей головного мозга. Данные десятилетних обследований в Австралии говорят о том, что среди пользователей мобильных телефонов опухоль головного мозга встречается у мужчин на 50 % , а у женщин на 60 % чаще, чем у людей, предпочитающих разговаривать по обычному телефону.
В Швеции была проведена большая эпидемиологическая работа по исследованию вредного воздействия ЭМП промышленной частоты на человека, которая закончилась в 1992 г. Под наблюдением находились до 500 тыс. человек, проживающих от одного до 25 лет в 800-метровых коридорах вдоль трасс ЛЭП 200 кВ и 400 кВ. Статистическая обработка данных показала, что существует корреляция между развитием рака, в особенности детской лейкемии, и воздействием полей ЛЭП. При повышении индукции магнитного поля выше 0,1 мкТл риск заболевания возрастает почти в 4 раза.
Ученые США из университета штата Северная Каролина обследовали большое количество пациенток, имеющих контакт с электромагнитным излучением промышленной частоты, и пришли к выводу, что воздействие электромагнитных полей увеличивает риск развития рака молочной железы.
Изучение заболеваемости показало, что уровень распространенности болезней сердечно-сосудистой системы среди машинистов электровозов и их помощников значительно выше, чем у городского населения. Это, прежде всего, ишемическая болезнь сердца, болезни системы кровообращения. Повышенный риск заболеваний можно связать с повышенной магнитной профессиональной нагрузкой.
На электротранспортных объектах ЭМП формируются за счет излучения различными электрическими установками: системами управления, оборудованием, приборами. Уровни магнитных полей определяются потребляемой мощностью электродвигателей, компоновкой силовых приборов, схемами прокладки кабеля, скоростью разгона и торможения. Например, в электропоездах метрополитена электромагнитная обстановка характеризуется широким спектром значений индукции как постоянных, так и переменных магнитных полей в рабочей зоне машиниста и в пространстве салона. Уровни индукции колеблются от величин ниже естественных фоновых значений до нескольких сотен мкТл. На рабочем месте машиниста вдоль пульта управления индукция постоянного магнитного поля составляет 80—200 мкТл, у трубки переговорного устройства – 600 мкТл, у микрофона – до 200 мкТл, за машинистом (со спины) индукция постоянного магнитного поля варьирует от 60 до 100 мкТл, а индукция переменного магнитного поля – до 15 мкТл в зависимости от компоновки приборов.
Сложная структура магнитного поля выявлена в пространстве салонов метрополитена. Разброс значений индукции постоянного магнитного поля составляет от 10 до 400 мкТл, а переменного магнитного поля в диапазоне до 50 Гц – от единиц до 40 мкТл. При равномерном движении поезда на пассажиров воздействуют одновременно как постоянное магнитное поле со значением индукции 30—40 мкТл, так и переменное магнитное поле – до 50 мкТл. В процессе разгона и торможения регистрируются броски индукции от 60 до 80 мкТл, максимум плотности магнитного потока регистрируется в кабине машиниста (более 280 мкТл).
Исследованиями УрГУПС (г.Екатеринбург) и СГУПС (г.Новосибирск) установлено, что обращения работников с заболеваниями эндокринной системы, нервной системы, кровеносной системы у железнодорожников за последние 25 лет выросла в 5—10 раз, а в сравнении с городским населением – в 4—6 раз. Этот факт можно, в частности, объяснить переходом железной дороги 25 лет назад на электрическую тягу, вследствие чего увеличилась продолжительность воздействия и уровни электромагнитных полей, действующих на работников железной дороги.
Магнитные поля диапазона ультранизких частот, источником которых является электротранспорт, могут представлять опасность не только для профессионалов, но и для населения, так как иррегулярные воздействия фактора риска (электромагнитных полей) способны провоцировать нарушения в состоянии здоровья.