Действия электромагнитных полей на организм человека
Воздействие электромагнитного поля на организм человека зависит
от напряженности электрического и магнитного полей, интенсивности потока энергии, частоты колебаний, локализации облучений на поверхности тела и индивидуальных особенностей организма.
Существует два основных вида воздействия ЭМП на живые организмы: тепловое и биологическое.
Механизм теплового воздействия заключается в том, что под действием ЭМП происходит нагрев тканей. Его можно разделить на две основные составляющие:
- поляризацию молекул и атомов. В электрическом поле молекулы и атомы поляризуются, а полярные молекулы (например, воды) еще ориентируются по направлению линий поля;
- выделение Джоулева тепла вследствие протекания токов проводимости. Так как тело человека обладает электрической проводимостью, переменное ЭМП вследствие электромагнитной индукции возбуждает в нем электрические токи. По закону Джоуля количество выделяемого тепла пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени действия. В электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей (кровь, межклеточная жидкость), под воздействием ЭМП возникают ионные токи.
Поляризация диэлектриков - возникновение электрического дипольного момента у каждого элементарного объема (атома, молекулы).
Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.
Ток проводимости - электрический ток, связанный с упорядоченным движением заряженных частиц относительно среды.
Ион - одноатомная или многоатомная электрически заряженная частица, образующаяся в результате потери или присоединения атомом или молекулой одного или нескольких электронов.
Тепловой эффект наиболее опасен для органов со слабо развитой кровяной системой, играющей важную роль в терморегуляции. К таким органам относятся: мозг, глаза, желудок, кишечный тракт, желчный и мочевой пузыри.
Биологическое действие ЭМП на организм проявляется в изменении ориентации клеток или цепей молекул в направлении силовых линий поля, биохимической активности белковых молекул и состава крови.
Негативное влияние ЭМП на организм проявляется в виде нарушений нервной, иммунной, эндокринной, половой и сердечнососудистой систем. Воздействие ЭМП на человека выше допустимых норм как правило приводит к общей слабости, повышенной потливости, сонливости, нарушению работы желудка, печени, селезенки, органов зрения, поджелудочной и половых желез. Возможны заболевания сердечно-сосудистой системы, онкологические и другие заболевания.
Нормирование эмп радиочастотного диапазона
Как отмечалось выше, ЭМП имеет ближнюю и дальнюю зоны (соответственно, зоны индукции и излучения). Находясь вблизи источника ЭМП, в зависимости от длины волны, человек может оказаться в ближней или дальней зоне.
С точки зрения воздействия ЭМП на организм важна энергетическая нагрузка (ЭН). Чем больше ЭН, тем тяжелее последствия для организма.
Для ближней зоны (в диапазоне 0…300 МГц) ЭН определяется отдельно по электрической и магнитной составляющим ЭМП.
ЭН, создаваемая электрической составляющей ЭМП, равна
.
(6)
ЭН, создаваемая магнитной составляющей ЭМП, равна
.
(7)
Значения
и
нормированы для различных интервалов
частоты. Однако на практике из-за удобства
измерений целесообразно пользоваться
не значениями ЭН, а соответствующими
значениями напряженности электрического
и магнитного поля. Нормированные
(допустимые) значения напряженности
электрического и магнитного поля
выводятся из выражений (6) и (7):
,
(8)
. (9)
Одновременное воздействие электрического и магнитного полей в диапазоне 0…300 МГц считается допустимым при условии
.
(10)
В дальней зоне (в диапазоне 300 МГц…300 ГГц) ЭН определяется величиной ППЭ. Предельно допустимая плотность потока энергии равна
,
(11)
где W- нормированное значение допустимой энергетической нагрузки на организм.