1. Воздействие электромагнитных полей на живой организм.

Ткани живого организма состоят из множества клеток с жидко-стным содержанием и межклеточной жидкости, внутриклеточная и межклеточная среда обладают удельным электрическим сопротивлением от 100 до 300 [Ом*См] и относительной диэлектрической проница-тельностью отн = 80. Мембраны клеток имеют удельное поверхностное сопротивление до 1*10^5 [Ом см^2], их удельная поверхностная емкость 0.13 Ф/см^2. Если такую ткань поместить в постояннле электрическое поле то, она в той или иной степени полемеризуется: заряженные частицы- йоны переместятся вдоль силовых линий поля в стороны полюсов, противоположных их зарядам. (см. рис.19). Однако токи будут протекать только по межклеточной жидкости, так как при постоянном напряжении мембраны клеток, являясь хорошими изоляторами, надежно изолируют внутриклеточное содержание.

В переменных электромагнитных полях электрические свойства живых тканей оказываются зависящими от частоты, причем с возрастанием частоты они все более теряют свойства диэлектриков и приобретают свойства проводников. Необходимо отметить, что такое изменение свойств происходит неравномерно. Это особенно заметно для проводимости (рис. 20) : резкое возрастание на частотах 10^4  10^5 Гц, затем перелом, и при частотах 10^9  10^10 Гц обнаруживается новый резкий скачек  . Это объясняется тем , что на частотах 10^9 10^10 Гц и более поляризация молекул и токи смещения становятся преобла-дающими. Кроме того в етом диапазоне имеют место родоносные явле-ния. Возбужденные молекулы приходят в колебательное движение, сталкиваются с невозбужденными, передавая им свою энергию, которая расходуется на химические преобразования последних. В результате про-водимость резко возрастает. Поглощаемая тканями энергия ЭМП превращается в тепловую энергию. В диапазонах УВЧ и СВЧ, с длиной волны сравнимы и размеры тела и человека толщина слоев тканей. В тканях становятся существенными и даже преобладающими диэлектри-ческие потери, заметными оказываются и различия в свойствах тканей -тело уже нельзя считать однородным. В таком случае поглощенная энергия будет вычисляться как:

Pпогл = Po (1-)* e^ -2k”*r , (11)

где : Ро = Jo*Sэф – падающая на тело энергия [Вт];

Jo – скалярное значение плотности потока мощности, падающей на тело

[Вт/м^2];

Sэф – эффективная поверхность тела [м^2];

 - коэффициент отражения от границы кожа-воздух (Таблица 25);

r – расстояние, пройденное волной [м];

k” – коэффициент поглощения энергии поля в среде.

Эффективная поверхность тела человека является функцией частоты поля и может существенно отличаться от площади проекции тела на плоскость, нормально падающей волне.

Коэффициент отражения метровых, дециметровых и сантиметировых радиоволн от граничных поверхностей между тканями, при различных длинах волн (нормальное падение см. табл. 23).

В виду различных толщин слоев тканей и различных форм тела воздействие энергии ЭМП на разные ткани неодинаково. В таблице 24 приведены расчетные данные о глубинах проникновения радиоволн в некоторые ткани.

Фактически поглощенная телом энергия поля может существенно от-личаться от вычисленной по формуле (11) в следствии того, что подкожный жировой слой может играть роль четверть волнового трансформатора согласующего волновые сопротивления воздуха и мышечной ткани, граничащей с жировым слоем. При этом доля проходя-щей в тело энергии может значительно возрасти. Этот эффект зависит от толщин жирового слоя кожи и частоты поля (рис. 20).

Тепловая энергия возникая в тканях тела человека увеличивает общее тепловыделение тела. При этом возможно повышение температуры тела, а перегревание отрицательно отражается на организме человека. Перегревание его на 1 С и выше не допустимо. Минимальные интенси-вности излучений различных частот, вызывающие тепловой эффект при-ведены в табл. 24

Некоторые организмы и ткани человека, обладающие, за счет небольшого числа находящихся в них кровеносных сосудов или в след-ствии менее интенсивного кровообращения, слабо выраженными механизмами терморегулирования, более чувствительны к облучению, чем другие ткани и органы. Сюда относятся: мозг, глаза, почки, кишки, мочевой пузырь и селизенка. Последние наиболее подвергнуты воздействию сантиметровых волн. Для них тепловой порог составляет

5 [мВт/м^2].

На рис. 20 представлена зависимость поглощенной в тканях животных энергии полей различных частот в диапазоне УВЧ и СВЧ от толщины подкожного жирового слоя при толщине кожи от: 0; 0.2; 0.4(см).

Пороговые интенсивности ЭМП для тепловых эффектов в тканях живых организмов приведены в таблице 24.

При интенсивности ЭМП ниже теплового порога имеет место нетепловое воздействие на живой организм:

• эритроциты и лейкоциты крови выстраиваются в цепочки, вытянутые параллельно линиям электромагнитных полей, в следствии чего функции и структуры тканей изменяются;

• поляризация боковых цепей макромолекул тканей и ориентация их параллельно электросиловым линиям может приводить к разрыву внутри и межмолекулярных связей;

• положительные и отрицательные йоны в тканях организма такие, как и в электронах, перемещаются перпендикулярно электромагнитным силовым линиям, за счет сил Лоренца,

в результате нарушается химический состав и электролитическое равновесие тканей;

• резонансное поглощение энергии поля, отрицательное воздействие ЭМП вызывает различные изменения, которые могут быть обратимыми и необратимыми. Эти изменения могут быть морфологическими, то есть касающимися строения и внешнего вида тканей и органов человека: ожоги, омертвления, кровоизлияния, изменение структуры клеток и т. д. Результатом воздействия импульсных ЭМП может быть также нарушение естесственных биоэлектрических процессов в организме человека.

Функциональные изменения вызванные биологическим действием ЭМП, обладают способностью аккумулироваться в организме человека, но являются обратимыми, если воздействие излучения снижается или улучшаются условия труда.

Таким образом на основе результатов исследований воздействия ЭМП радиочастот выявляется степень опасности этих полей, установлена количественная связь этого воздействия с плотностью потока мощности и длттельностью облучения.

В качестве предельно допустимых интенсивностей СВЧ облучений на рабочих местах установлены следующие критерии:

• при облучении в течении всего рабочего дня - 10 мкВт/см^2;

• при облучении до 2 часов за рабочий день - 100 мкВт/см^2,

в остальное время дня – не более 10 мкВт/см^2;

• при облучении 15  20 мин. за рабочий день – 1 мкВт/см^2 при обязательном использовании индивидуальной защиты, в остальное время не более 10 мкВт/см^2.