Реферат з екології

Вплив на людський організм електромагнітного випромінювання.

З часів існування життя на Землі всі організми перебувають під впливом
природних електромагнітних полів (ЕМП): електричне поле, що утворюється
між іоносферою й земною поверхнею, електричні й магнітні імпульси, що
утворюються в моменти блискавок і які розпоширюються в атмосфері на
великі відстані, магнітне поле нашої планети зі всіма його коливаннями.
Живі істоти в ході еволюції пристосувались до впливу цих хвиль. Але з
розвитком техніки, крім природних джерел ЕМП, у великому обсязі
з’являються технічні (штучні): телевізори й електробритви, лампи й
холодильники, мікрохвильові печі, радарні станції, постійно зростає
число телевізійних та радіостанцій, які випромінюють хвилі від середніх
до ультракоротких, виникають мільйони радируючих пунктів управління на
дорогах і в автомашинах, застосовуються ВЧ й НВЧ-енергія в різноманітних
виробництвах, при будівництві й ремонті доріг; штучні супутники
опромінюють нашу планету з космічного простору. Слід додати сюди й
радіаційне випромінювання в тих місцях, які найбільше постраждали від
аварії на Чорнобильській АЕС. Людство живе в так званій «хвильовій
ванні», інтенсивність полів якої в мільйони разів перевищує
інтенсивність природних полів, тому все складнішим стає процес їх
кількісної оцінки.

Майже неможливо передбачити наслідки цього електромагнітного впливу на
наше здоров’я. Але оскільки сучасне буття людини неможливе без цих
технічних засобів, необхідно шукати шляхів захисту нашого організму від
впливу хвильового випромінювання. Органи чуття людини в змозі зі всього
електромагнітного спектру реєструвати лише вузький діапазон світлового й
теплового випромінювань. Усе інше висковзає від нашого сприйняття й може
зумовлювати небезпеку. Чим коротші хвилі будь-якого випромінювання, тим
вони більше енергонасичені. Тому нижче певного порогу довжини хвилі вони
мають загрозливий характер: можуть іонізувати атоми й молекули в
клітинах організму й призводити до хаотичних станів біохімію клітин.
Електромагнітні коливання з більшою довжиною хвилі хоча й не створюють
іонів, можуть привести в рух молекули в клітинах організму. Внаслідок їх
тертя виділяється тепло, організм розігрівається зсередини, а наші
температурні датчики-рецептори шкіри не в змозі стати на перешкоді
всього цього, бо містяться в поверхневих прошарках шкіри. Крім того, ЕМП
викликають перешкоди в біострумах організму.

При оцінці впливу на людський організм електромагнітного випромінювання
(ЕМВ) різноманітних частот особливий інтерес викликають високі (ВЧ),
ультрависокі (УВЧ) й надвисокі частоти (НВЧ), бо тканини живого
організму погано розсіюють високочастотне ЕМВ. Підвищена увага до
НВЧ-випромінювання (й особливо до вкрай високочастотного (ВВЧ)
випромінювання) пояснюється широким його застосуванням у сучасній
радіолокації, промисловості, медицині, проведенні аварійно-рятувальних
робіт й т. ін.

До так званої проблеми резонансних біоефектів, за твердженням Ю. Г.
Григор’єва (Роль модуляции в биологическом действии электромагнитного
излучения // Радиационная биология. Радиоэкология. – 1996. – Т. 36. –
Вып. 5., тісно торкається гіпотеза про можливий інформаційний вплив (чи
дію) ЕМВ. Ще в 1964 році А. С. Пресман (Электромагнитные поля и живая
природа. – М.: Наука, 1968.) сформулював гіпотезу про так званий
інформаційний вплив та інформаційну значущість ЕМВ. Як вважає К. А.
Іванов-Муромський (Электромагнитная биология. – К.: Наукова думка,
1977.), біологічну дію й роль ЕМВ й ЕМП в організмі слід розглядати не
тільки з позиції енергетичних ефектів, але й з погляду інформаційної
взаємодії з біологічними підсистемами.

У дослідженнях з ЕМП міліметрового діапазону були встановлені
гострорезонансні ефекти. Ці ефекти слабо змінюються при варіаціях
граничних порогів модуляції (ГПМ) в межах кількох порядків величин і
виникають при дуже низьких ГПМ, що дає змогу авторам сформулювати
гіпотезу про нетепловий вплив на організм міліметрового випромінювання
(ВВЧ) (Дев’ятков Н. Д., Голант М. Б., Бецький О. В. та ін. Нетепловые
эффекты миллиметрового излучения / – М.: ИЗЭ АН СССР, 1981.). Автори
вважають, що вплив ЕМВ мм-діапазону має інформаційний характер й
реалізується через внутрішні системи прийому, обробки й передачі
інформації організму. Під керівництвом академіка Н. Д. Дев’яткова було
організовано широкий спектр досліджень ЕМВ мм-діапазону, на основі яких
сформульовано ряд, з нашого погляду, важливих висновків: 1) біологічні
ефекти ЕМВ практично не залежать від інтенсивності ЕМВ; 2) характерною
особливістю ЕМВ, яке діє на живі організми, є його «резонансний»
характер; 3) відносна ширина активних частотних смуг досить мала – не
перевищує одиниць процентів, а частіше становить навіть десяті й соті
долі відсотка; 4) спостерігається ефект «запам’ятовування» організмом
впливів ЕМВ.

Автори отримали результати, які показують роль модуляції ЕМВ у зміні
імунологічного статусу експериментальних тварин. Досить різке збільшення
чи зменшення імунної реактивності відбувалось при специфічних частотах
амплітудної модуляції. Ці два ефекти, мабуть, є незалежними, бо вони
можуть бути результатом взаємодії ЕМВ з певними параметрами модуляції й
різними біологічними мішенями.

З огляду на це яскравим прикладом слугують дослідження, які проведені на
людях. Як вважає автор цієї праці, мається на увазі група хворих
алергіків, у яких може розвинутись гіперчутливість до електричних полів.
Такі хворі можуть навіть втратити свідомість під час блискавки чи при
русі вздовж або під лініями електропередач. Подальші дослідження (Chey
R., Monro J., Smith C. // J. Clinical Ecology. – 1986.) підтведжують
наявність гіперчутливості в деяких алергіків уже до міліметрового ЕМВ
при низькому ГПМ порядку 1 – 4 мк Вт/см2.

Таким чином, було показано виключно високу сприйнятливість частини
людей, які страждають алергією, до електричних та електромагнітних полів
у певних режимах модуляції. Цей феномен вимагає особливої уваги, бо він
тісно пов’язаний з механізмами сенсибілізації певних імунокомпетентних
структур до ЕМВ й можливістю корекцій патологічних імунологічних станів
за допомогою міліметрового ЕМВ, що особливо важливо для тих, хто
постраждав внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС.

Дослідження А. В. Горбунової, М. М. Расулова, Н. В. Петрової, В. В.
Португалова (Расулов М. М. // Пат. физиол. и эксп. терапия. – 1984. – №
3.; Горбунова А. В., Петрова Н. В., Португалов В. В. и др. // Язв. АН
СССР. Сер. биолог. – 1981. – № 5.) та інших показали, що міліметрове ЕМВ
впливає на досліджуваних тварин, які перебувають у стані емоційного
стресу. Можливість впливу на функціональний стан центральної нервової
системи (ЦНС) людини після психоемоційного стресу за допомогою
модульованого низької інтенсивності ЕМВ мм-діапазону було встановлено у
праці Н. Н. Лебедєвої та О. П. Сулімової (Магнитобиология. – 1994. – №
1.).

Отримані дані, які дають змогу В. Н. Ласко, Н. К. Сластеновій, В. П.
Чернову (Магнитобиология. – 1994. – № 1.) та іншим стверджувати про
можливість відтворення фармакологічних ефектів спазмолітиків на ЦНС
тварин при дії модульованого ЕМВ. Автори використовували модуляцію, яка
нав’язується головному мозку за допомогою біоритміки у сігма-і
тета-діапазонах. В іншому керованому експерименті були отримані
результати, які показують можливість придушення умовних рефлексів у
щурів під впливом мм-ЕМВ слабкої інтенсивності (Чернов В. П., Шиврин С.
В., Сластенова Н. К. и др. // Магнитобиология. – 1994. – № 1.). У
хронічних так званих експериментах Н. Н. Ткаченко, Н. К. Тумасової та Є.
Л. Шульги (Магнитобиология. – 1994. – № 1.) на кішках був отриманий
ефект полегшення міжзональних відношень між зоровою і соматичною
областями кори лівої півкулі головного мозку при комплексному впливі
спалахів світла й модульованого мікрохвильового впливу. Цей «ефект», на
думку авторів, вказує на можливість біотропного впливу мм-ЕМВ.

Дослідження В. І. Кузнецова та М. М. Юринської (Радиобиология. – 1991. –
Т. 31. – Вып. 2.; Реакция ГАМК-ГЛУТАМАТ – и холинергической систем мозга
на действие электромагнитного излучения дециметрового диапазона:
Автореф. дис. … канд. биол. наук. – М., 1994.) показало, що реакція
ГАМКа-глутаматних рецепторів на дію ЕМВ залежить від частоти модуляції.
Максимальні ефекти були отримані при частоті модуляції 16 Гц.

У праці Ю. А. Сьоміна та ін. (Радиационная биология. Радиоэкология. –
1995. – Т. 35. – Вып. 1.) встановлене «енергетичне вікно», що виражає
послаблення структури ДНК, яке було отримане тільки за певної ГПМ, що
дорівнювала 0,55 – 0,6 мВт/см2. При зниженні енергії випромінювання до
0,4 мВт/см2 й при підвищенні енергії до 0,7 мВт/см2 цей ефект не
спостерігався. Ефективність НВЧ-випромінювання залежала не тільки від
енергії поля, але й від частоти модуляції. При неперервному
опромінюванні ЕМП й при частоті постачань імпульсів 1,5 й 6 Гц з
амплітудою 0,6 мВт/см2 (тривалість імпульсів 25 мс) ефекту не було, тоді
як випромінювання з тією ж ГМП в імпульсі, але модульоване частотами 3 й
4 Гц, дестабілізувало вторинну структуру ДНК.

Л. Х. Гаркаві та ін. (Магнитобиология. – 1994. – № 1.) вважають, що «чим
більш складною є жива система, тим більшу роль у її життєдіяльності
відіграють кодові, інформаційні сигнали». Приймаючи за основу цей
висновок, автори обѓрунтовують нові підходи у використанні змінних
мікрохвильових полів у лікувальних цілях.

Наявні резонансні ефекти повинні прикувати до себе увагу теоретиків –
біофізиків, радіобіологів, а також гігієністів з тим, щоб визначити
адекватні підходи до оцінки небезпеки ЕМВ і в розробці нормативних
документів, таких як гігієнічні вимоги до відеодисплейних терміналів,
портативних ЕОМ і організацій робіт, санітарних норм припустимих рівнів
фізичних чинників. У своїй праці Т. В. Коляда (Гигиена и санитария. –
1989. – № 10.) звернула увагу на актуальність проблеми гігієнічної
оцінки небезпеки модульованого ЕМВ.

В останніх наукових публікаціях було розглянуто результати досліджень з
мм-ЕМВ, які безпосередньо спрямовані на оцінку небезпеки для населення
побутової техніки і засобів зв’язку. На випробувачах-добровольцях
проведено фінськими вченими L. Miro, de R. Seze, P. Fabbro (Biomedical
effect relevant to amplitude modulated RF fields. – Kiopio. Sept. –
1995. – Finland.) серію досліджень з оцінки впливу модульованого ЕМВ
стільникового телефону на їх гормональний статус. Умови дослідження:
несуча частота – 900 МГц; модуляція – 217 Гц; користування телефоном 2
год на день протягом п’яти діб; тривалість експерименту – чотири тижні.
При статистичній обробці вдалось виявити деякі зсуви в гормональній
системі, що свідчать про включення компенсаторних процесів.

f

h

h

h

h

h

літудою модуляції 217 Гц. Була відмічена залежність характеру нейронної
активності від модуляції при ГПМ від 0,1 до 0,5 мВт/см2. За відсутності
модуляції біоефект не був зареєстрований. В дослідженнях впливу мм-ЕМВ
на гематоенцефалічний бар’єр щурів (несуча 915 МГц, амплітудна модуляція
217 й 50 Гц) було показано, що модуляція 217 й 50 Гц модифікує
проникненість гематоенцефалічного бар’єру у порівнянні з контролем.
Дослідження С. Н. Лук’янової, В. В. Ринськова, С. Н. Чахоніна та ін.
(Biomedical effect relevant to amplitude modulated RF fields. – Kiopio.
Sept. – 1995. – Finland.) показали, що підвищення проникненості
гематоенцефалічного бар’єру у щурів було зафіксовано тільки при
використанні низькочастотної модуляції у 2 Гц (несуча 950 МГц).

В сучасних умовах в різноманітних галузях народного господарства широко
використовується електромагнітна енергія різних діапазонів частот, яка
генерується не тільки за синусоїдальним законом, як це має місце при
індуктотермії й діелектричному нагріванні, але й зі зміною структури
імпульсів і модуляції високочастотних коливань.

Найпоширеніші варіанти складної модуляції інформаційного сигналу
зустрічаються при розробленні й експлуатації радіопередавальних
пристроїв, що використовуються для зв’язку, радіомовлення, телебачення,
астрологічних досліджень, іоносферного зондування і т. п. Зв’язок за
допомогою радіопередавальних пристроїв здійснюється за рахунок
амплітудної і частотної модуляції, при яких змінюється або амплітуда у
відповідності з телеграфним сигналом, або частота коливань з постійною
генерацією енергії на іншій частоті під час пауз між сигналами. У
телефонному зв’язку, наприклад, при формуванні однополосного сигналу
високочастотні коливання (ВЧ) модулюються одночасно за амплітудою й за
частотою, тобто за фазою, при цьому глибина амплітуди змінюється від
нуля до максимальних значень при невеликій гучності. Радіомовні
передавачі хвиль генерують ЕМВ з амплітудною модуляцією, а
ультракороткохвильові – з частотною модуляцією. Телевізійне
радіомовлення на метрових хвилях здійснюється за рахунок амплітудної
модуляції, а в дм- та см-діапазонах – з частотною й імпульсно-кодовою
модуляцією. При експлуатації іоносферних станцій, наприклад, оператори
відчувають вплив імпульсних ЕМВ з ковзаючою частотою у широкому
діапазоні частот від 1 до 27,5 МГц за короткі проміжки часу (2 – 6 хв) з
частотою повторення імпульсу 50 Гц.

На жаль, діючі гігієнічні нормативи засновані лише на регламентації
енергетичного навантаження, що складається з інтенсивності (ГПМ) й часу
контакту з ЕМВ, і не дають змоги поширити гранично допустимі умови на
вплив ЕМВ зі складними фізичними характеристиками й насамперед стосовно
конкретних режимів амплітудної частотної модуляції. При обговоренні
рекомендацій з нормування ЕМВ у США (AHSI – C95.1.1982) були розглянуті
ефекти, які мають модуляційне походження в дослідженнях R. Petersen
(Health Physics. – 1991 .V. 61. – № 1.). Але робоча група не змогла їх
включити до подальшого розгляду, бо вчені, які входять до робочої групи,
не змогли віднести спостережувані так звані резонансні ефекти до впливу
на здоров’я людини (поки що визнаний лише вузький діапазон ефективних
моделюючих частот та є твердження про оберненість спостережуваних
ефектів). Пізніше Національна рада захисту від радіації та
випромінювання в США (NCRP) при розробленні нормативів рекомендувала
зменшити у п’ять разів нормативні рівні, якщо несуча частота модульована
з глибиною 50 % чи більше з частотою модуляції від 3 до 100 Гц, що
знайшло своє відображення в останньому стандарті США JЕЕЕ С95.1 (JEE
Standart for salety levels witl respect to human exposure to radio
frequency electromagnetic fields, 3 kHz to 300 GHz. JEEE C95.1 –
1991.Publ.JEEE,USA. – 1992).

Враховуючи розглянуті особливості біологічної дії мм-ЕМВ, спеціалісти
радіобіологи й гігієністи порушують досить складні проблеми: знайти
найбільш оптимальний та універсальний шлях нормування модульованого
режиму ЕМВ, розробити методи захисту і профілактики, а також визначити
показники й методи терапевтичного використання мм-ЕМВ.

Таким чином, тепер ми маємо досить велику кількість фактів, що
підтверджують безумовну роль амплітудної та частотної модуляції ЕМВ у
формуванні біологічного ефекту. Важливе й те, що «частотні» та
«амплітудні» вікна встановлені при характеристиці біоефектів на всіх
рівнях організації організму й при дії виключно низької підпорогової
енергії, що дає змогу допустити нетиповий механізм біологічної дії ЕМВ.
Особлива чутливість різноманітних біостуктур до ЕМВ певної частоти чи до
вузького діапазону підпорогової енергії визначає не тільки специфічність
проблеми, а й її велику наукову й практичну значущість, з одного боку,
нормативних документів і засобів захисту населення, – з другого.

Аналіз літератури дає змогу зробити висновок, що визначальними в оцінці
небезпеки для працюючих з ЕМВ є не тільки час дії та інтенсивність
випромінювання, а й різноманітні види модуляції, тобто наявність самого
факту контакту людини з ЕМВ.

Усі перераховані особливості взаємодії ЕМВ ВВЧ-діапазону й біологічних
об’єктів та наслідки цієї взаємодії зумовили необхідність застосування
різноманітних методів захисту від шкідливого впливу згаданих вище полів.
Взагалі кажучи, останні поділялись на колективні, локальні та
індивідуальні.

Захист – це будь-які заходи, що спрямовані на зменшення впливу шкідливих
факторів. Заходи щодо захисту від ЕМВ можуть бути: організаційними, які
використовують засоби захисту, й лікувально-профілактичними.
Організаційні заходи спрямовані на оптимізацію проектування взаємного
розташування випромінюючих й опромінюваних об’єктів, а також зниження до
мінімуму часу знаходження людей під випромінювачем (джерелом) ЕМВ. Мета
лікувально-профілактичних заходів – підвищення опору організму до впливу
поля ВВЧ й лікування. Методи й засоби захисту поділяють на колективні,
що передбачають захист групи будинків, районів проживання або навіть
цілого населеного пункту; локальні – захист окремих будівель, квартир,
помешкань, приміщень; засоби захисту індивідуального користування.
Колективні методи та засоби мають перевагу, але система колективного
захисту безглузда при захисті невеликих населених пунктів.

У таких випадках застосовують локальні методи захисту, екрануючи окремі
приміщення та випромінювачі. Індивідуальні засоби захисту
використовуються для проходу через особливо небезпечні зони (об’єкти
«Укриття», території поблизу Чорнобильської АЕС), при ремонтних роботах,
в аварійних ситуаціях, під час короткострокових робіт в екстремальних
обставинах. Для створення індивідуальних засобів захисту застосовуються
екрануючі та поглинаючі матеріали, такі як металева фольга, сітки,
металеві, оксидні та інші покриття, феритові матеріали, діелектрики,
полімери та інше. Проведені дослідження фахівцями всього світу показали,
що найефективнішими є композиційні захисні матеріали, що складаються з
декількох прошарків, кожний з яких має певну діелектричну та магнітну
проникність, і в сумі вони створюють цілий ряд специфічних властивостей,
що дають змогу конструювати надійну, зручну і гігієнічну систему одягу
та взуття.

Останнім часом С. П. Сітько, Ю. А. Скринник, С. Н. Перегудов, А. Ф.
Яненко (Проблемы измерения низкоинтенсивного излучения миллиметрового
диапазона // Труды 1-й н/п конф. «СКИТ-97». – К., Мукачево, 1997.;
Результати експериментальних досліджень випромінювання деяких об’єктів в
мм-діапазоні // Праці 3-ї міжн. н/п конф. «Сучасні інформаційні та
енергозберігаючі технології життєзабезпечення людини». –
Кам’янець-Подільський, 1998.; Радиотелескопы и радиометры. – М.: Наука,
1972.; Проблемы освоения СВЧ-диапазона. – М.: Знание, 1982;
Высокочувствительный измеритель мощности излучения обьектов // Мат. 3
междунар. н/п конф. «Современные технологии в аэрокосмическом
комплексе». – Ж., 1997.; Пряма реєстрація нерівноважного
електромагнітного випромінювання людини в мм-діапазоні // Фізика живого.
– 1997. – T. 5, № 2.) провели дослідження електромагнітних властивостей
й випромінюючої здатності деяких природних матеріалів, які найчастіше
зустрічаються у виробничих приміщеннях, транспорті, на вулиці, в місцях
відпочинку людей. Це в основному будівельні та оздоблювальні матеріали –
цегла, пісок, гіпс, ракушник, граніт, білий мармур, соснова дошка.
Температура їх нагріву встановлювалась у межах 50 – 60 0С, що відповідає
максимально доступному градієнту температур, який отримують, наприклад,
улітку від прямого впливу сонячного світла на досліджуваний матеріал чи
при нагріванні від труб парового опалення взимку.

У порядку зростання рівня випромінювання матеріали розташувались таким
чином:

1) пісок – рівень випромінювання при нагріванні до 60 0С збільшився на
12 дБ, крутизна зростання характеристики випромінювання ВВЧ ЕМВ – 0,30
дБ/ 0С;

2) мармур білий – рівень випромінювання – 14 дБ, крутизна характеристики
– 0,35 дБ/0С;

3) цегла червона та гіпс – рівні випромінювання – 15 дБ, крутизна
характеристики – 0,4 дБ/0С;

4) граніт сірий та чорний – рівень випромінювання – 19 дБ, крутизна
характеристики – 0,5 дБ/0С;

5) дошка соснова – рівень випромінювання – 19 дБ, крутизна
характеристики – 0,5 дБ/0С;

6) ракушник – рівень випромінювання – 21дБ, крутизна характеристики –
0,52 дБ/0С.

Рівень випромінювання досліджуваних матеріалів при нагріванні до 50 – 60
0С більше рівня випромінювання ВВЧ хвиль електромагнітного поля самої
людини від 5 до 10 разів. Вид випромінюваного сигналу – шумовий,
неполяризований.

Таким чином, досліджувані природні матеріали мають різну випромінюючу
здатність у мм-діапазоні електромагнітних хвиль, і це необхідно
враховувати при їх використанні чи при знаходженні людини в їх оточенні
й діючих температурних градієнтів.

Можливо, що незабаром з’явиться новий науковий напрям у будівельній
екології, виробництві будівельних матеріалів та конструкцій, який буде
враховувати, досліджувати, аналізувати, синтезувати нові вироби з
урахуванням, по-перше, енергоінформаційного впливу ВВЧ електромагнітних
полів, а також здійснювати моніторинг, моделювання та створення захисту
від електромагнітних полів квазіоптичного діапазону (мм-діапазону), які,
по-друге, можуть впливати шкідливо на людину, яка проживає в помешканні,
збудованому з типових будівельних матеріалів, й такому, що не має
відповідних захисних покриттів. Авторам цієї праці такий напрям
майбутніх досліджень вбачається актуальним і своєчасним.

Список використаної літератури

Безпека життєдіяльності / За ред. Я. І. Бедрія. — Львів, 2000.

Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. —
К.. Либідь, 1995.

Будыко М.И. Глобальная экология. — М.. Мысль, 1977.

Величковский Б.Т., Кирпичев В.И., Суравегина И.Т. Здоровье человека и
окружающая среда. — М.. Новая шк., 1997.

Волович В.Г. Человек в экстремальных условиях природной среды. — М..
Мысль, 1983.

Гігієна праці / А.М. Шевченко, О.П. Яворовський, Г.О. Гончарук та ін. —
К.. Інфотекс, 2000.

Єлісєєв А.Т. Охорона праці. — К., 1995.

Каспаров А.А. Гигиена труда и промышленная санитария. — М.. Медицина,
1981.

Кириллов В.Ф., Книжников В.А. , Коренков И.П. Радиационная гигиена. —
М.. Медицина, 1988.

Корсак К.В., Плахоттк О.В. Основи екології. — 2-ге вид. — К.. МАУП,
2000.

Похожие записи