3.5.3 Вплив емп на організм людини

Сучасні наукові теорії не мають єдності щодо обґрунтування механізму впливу ЕМП на людину, особливо у випадку слабких електромагнітних випромінювань.

Ступінь і характер впливу ЕМП на організм людини залежать: від інтенсивності випромінювання; частоти коливань; площі поверхні тіла, що опромінюється; індивідуальних особливостей організму; режиму опромінення (безперервний чи переривчастий); тривалості впливу; комбінованої дії інших факторів виробничого середовища.

У діапазонах промислової частоти, радіочастот, інфрачервоного і частково ультрафіолетового світла (до частоти 310¹⁶ Гц) електромагнітні поля чинять тепловий вплив. У діапазоні частот рентгенівського спектра і вище ЕМП настільки змінюють енергію атомів, що їх називають іонізуючими.

Тепловий вплив ЕМП пояснюється наступним чином. Як відомо, тіло людини складається з клітин, що містять рідину (протоплазма, кров, лімфа та ін.), яка є електролітом. Під дією зовнішнього постійного електричного поля тканини живого організму поляризуються. Дипольні молекули (наприклад, води) та іони, що містяться у рідкому середовищі, переміщаються й орієнтуються за напрямком силових ліній зовнішнього поля. У змінному ЕМП електричні властивості живих клітин залежать від частоти випромінювання, і в міру її збільшення вони набувають властивостей провідників. Крім струмів провідності, змінне ЕМП приводить до змінної поляризації діелектричних складових організму (сухожилля, хрящі тощо). До того ж може мати місце резонансне поглинання енергії. При цьому найбільш небезпечними для організму людини є частоти до 1000 Гц, оскільки вони збігаються з частотами енергетичних центрів. Зокрема, частоти від 3 до 50 Гц збігаються з частотним ритмом мозку.

Вплив ЕМП на біологічний об'єкт оцінюється кількістю електромагнітної енергії W_погл (Вт), яка поглинеться цим об'єктом при перебуванні його в полі:

W_погл = S_еф, (3.74)

де  ─ густина потоку потужності випромінювання електромагнітної енергії, Вт/м²; S_еф – ефективна поглинаюча поверхня тіла людини, м².

Унаслідок поглинання людиною енергії ЕМП відбувається нагрівання тканин організму тим більше, чим вищою є напруженість поля і довшим час впливу.

Зайва теплота відводиться до деякої межі шляхом збільшення навантаження на механізм терморегуляції. Однак починаючи зі значення інтенсивності випромінювання I_пор = 10 м∙Вт/см² (100 Вт/м²), яка називається тепловим порогом, організм не справляється з відведенням теплоти, і температура тіла підвищується.

При загальному опроміненні підвищення температури тіла більш ніж на 1 ^оС неприпустиме. Може спостерігатися також локальне нагрівання тканин. Перегрівання особливо шкідливим є для тканин зі слаборозвиненою судинною системою (очі, мозок, нирки, шлунок, жовчний і сечовий міхури), тому що кровообіг відіграє роль водяного охолодження.

Тепловий ефект є найбільшим в області НВЧ. Так, дія ЕМП частотою 310⁹–310¹⁰ Гц викликає катаракту очей (помутніння хрусталика), а опромінення ЕМП великої інтенсивності призводить до руйнівних змін у тканинах й органах, опіків, омертвління тканин організму. Важкі ураження виникають тільки в аварійних випадках і зустрічаються вкрай рідко.

Крім теплового ефекту, біологічна дія ЕМП виявляється в зміні орієнтації клітин та молекул відповідно до напрямку силових ліній поля, в ослабленні біохімічної активності білкових молекул; зміні структури клітин крові (її складу), впливі на ендокринну систему й обмін речовин. Тому систематичний або тривалий вплив ЕМП навіть невеликої інтенсивності (нижче теплового порога) приводить до різних нервових і сердечно-судинних розладів – головного болю, підвищеної стомлюваності, порушення сну, зміни кров'яного тиску, уповільнення пульсу, болю в області серця й аритмії, випадання волосся, ламкості нігтів і т.д.

Вважається, що особливо чутливі до впливу ЕМП кора головного мозку і проміжний мозок. Їх ураження викликає порушення процесів регуляції функцій організму з боку центральної нервової системи. На ранніх стадіях ці порушення в стані здоров'я носять оборотний характер.

Поряд з біологічною дією, електричне поле зумовлює виникнення іскрових розрядів між людиною і будь-яким металевим предметом, що має інший, ніж у людини потенціал. Наприклад, це може спостерігатися у випадку дотику людини, ізольованої від землі, до металевого об'єкта, зв'язаного із землею. Струм розряду може викликати больові відчуття і судороги. При різниці потенціалів 15 кВ через людину протягом 0,05–0,5 мкс проходить струм розряду силою кілька десятків амперів, що викликає короткочасні шокові стани. При торканні до предметів великої довжини (трубопровід, дротова огорожа тощо) струм, що проходить через людину, може досягати значень, небезпечних для життя.