2. Шкідлива дія та захист від неіонізуючого випромінювання радіочастотного діапазону

Розглянемо біологічні дії ЕМХ. До них відносяться такі дії, як термічна, морфологічна та функціональна.

Термічна (теплова) дія ЕМХвиявляється в нагріванні тканин і органів, що може призвести до змін і навіть ушкоджень їх. Під впливом ЕМХ і випромінювань відбувається поглинання енергії поля тканинами тіла. Механізм поглинання енергії складний. У тканинах, що опромінюються, виникає повна дисперсія, дипольне і резонансне поглинання.

Якщо в зоні ЕМХ знаходиться людина, то частина ЕМВ, що потрапляє на людину, поглинається, а частина – відбивається. Дія ЕМВ на організм людини залежить від поглинутої енергії. Поглинута енергія ЕМП переходить у теплову енергію. Процес поглинання залежить від довжини хвилі:

• хвилі міліметрового діапазону поглинаються поверхневими шарами шкіри;

• хвилі сантиметрового – шкірою і підшкірною клітковиною;

• хвилі дециметрового – внутрішніми органами;

• хвилі метрового – всім тілом.

Малоінтенсивне (менше 10 мВт / см² ) високочастотне (ВЧ) випромінювання нагріває тканину не більше, ніж на 0,1С за проміжок часу, менший 6 хв (0,1 год). Високоінтенсивне ВЧ електромагнітне випромінювання (більше 10 мВт / см² ) може поляризувати тканини тіла, переміщувати іони, поляризувати бокові ланцюжки макромолекул й орієнтувати їх в даний момент паралельно вектору напруженості електричного поля.

Електричні властивості живих тканин залежать від частоти, причому зі зростанням частоти вони втрачають властивості діелектриків і здобувають властивості провідників. Енергія, що поглинається тканинами, перетворюється в теплову енергію. Якщо частота ЕМХ збігаються з власними частотами коливання молекул, то можливо повне резонансне поглинання енергії макромолекулами і біологічними структурами. Збуджені молекули при зіткненні з іншими передають придбану енергію, що витрачається на хімічне перетворення останніх, на процеси біокаталітичного характеру. Як наслідок, викликаються нервові реакції та інші нетеплові ефекти.

При довжині хвилі , порівнянної з розмірами тіла людини чи його окремим органом, утворюються стоячі хвилі, що призводить до концентрації теплової енергії в живому організмі та наступному ушкодженню його навіть при опроміненні малої інтенсивності. Нагрівання тканин і органів є функцією інтенсивності та частоти ЕМХ, а також тривалості опромінення.

При загальному опроміненні підвищення температури тіла більш ніж на 1С неприпустимо.Наприклад, у настроювачів радіоапаратури у кінці робочого дня обличчя рожеве.

Нагрівання особливо небезпечне для органів зі слабкою терморегуляцією, що мають невелику кількість кровоносних судин, в яких недостатньо інтенсивний кровообіг. Це мозок, очі (в т.ч. кришталик), жіночі молочні залози, ряд органів кишкового та сечостатевого тракту (нирки, шлунок, кишечник, жовчний і сечовий міхури, насінники, яєчники). ЕМХ з довжиною хвилі 1–20 см (f 50 мГц) впливають на очі, викликаючи катаракту, що може прогресувати і після припинення опромінення (звертаються і темніють екзини в кришталику ока).

При інтенсивності ЕМХ нижче, так і вище теплових порогів, установлена нетеплова дія поля, яка може бути морфологічною або (і) функціональною.

Морфологічна дія ЕМПполягає в зміні структури і зовнішнього вигляду тканин і органів тіла людини в найбільш важких випадках (опіки, омертвляння, крововиливи, зміни структури клітин крові), до помірних чи слабких, зворотних судинних змін, розладів живлення тканин, органів чи організму в цілому і т.д.

Під дією ЕМХ тверді зважені частинки, що містяться в жировій тканині, розчинах еритроцитів, крові та лімфі утворюють так званий орієнтаційний ефект, чи “ефект перлової нитки”, а саме вони збираються в кільцеподібні ланцюжки, подібно ниткам перлів. Це шкірне захворювання, що виявляється в появі на шкірі ряду послідовно розташованих пухирців, наповнених мутнуватою рідиною.

Функціональні зміни в організміскладаються з змін кров’яного тиску (гіпотонія чи гіпертонія), уповільнення серцевого пульсу, виникнення нервово-психічних захворювань, головних болів, пітливості, безсоння, тремтіння пальців, зниження полової потенції, а також трофічних явищ (випадання волосся, ламкість нігтів). Проведені в Англії дослідження показали, що при потужності передавача в 1мВт і при діапазоні частот= 390 – 450 МГц у людини збуджується інстинкт кусання. Сама чуттєва область до ЕМП у людини – область від скроні до вуха.

Вище розглянуті гранично допустимі значення напруженості і щільності потоку енергії на робочому місці потрібні для попередження професійних захворювань персоналу. ДсанПіН 3.3.6.096.-2002 [4] регламентує для персоналу значення щільності потоку електромагнітної енергії w_г.д., яке не повинно перевищувати 1 мВт /см²  10 Вт /м² за час дії t  0,2 год (табл. 6). Для населення значення щільності потоку енергії w_г.д. не повинно перевищувати 0,1 мВт /см²  1 Вт /м².

Пристрої надвисокої частоти (НВЧ) випромінюють довжини хвиль, які лежать в діапазоні від 30 см до 1 мм (= 1 – 300 ГГц). Зокрема, до них відносяться побутовімікрохвильові печі, в яких джерелом неіонізуючого випромінювання є магнетрон, який функціонує при стандартній частоті= 2,45 ГГц (= 12,245 см – дециметровий діапазон).

Потужності СВЧ-печей, як правило,лежать у діапазоні 500 – 2500 Вт. Щільність потоку енергії w за межами мікрохвильової печі залежить від її герметичності та від відстані від печі. За Інтернет оглядами, на відстані 5 см від побутової СВЧ-печіw = 5 – 10 мВт /см², на відстані 50 смw = 0,5 – 1 мВт /см², на відстані 150 смw = 0,005 – 0,02 мВт /см². Перетворення електромагнітної енергії в теплову енергію відбувається за рахунок високочастотного молекулярного дипольного зсуву полярних молекул (насамперед, молекул води та білків). Вважається, що нешкідливо перебування людини в полі випромінювання мікрохвильової печі не більше 40 хв за добу на відстані більше 1 м від корпусу печі.

Належить зазначити, що при інтенсивності випромінювання w 10 мВт /см²проявляєтьсятепловий ефект, що полягає в значному підвищенні температури опромінюваної живої тканини. Так при опроміненні собак протягом 15 хв ЕМХ довжиною= 1,5 м іw = 330 мВт /см²температура їх підвищувалася на 5С, при цьому 50 % опромінених собак загинуло [13].

Малоінтенсивне високочастотне ЕМВ нагріває тканину не більше, ніж на 0,1С за проміжок часуt  0,1 год (6 хв). Нагрівання пов’язане з іонною провідністю рідини, яка міститься в клітинах і поміж клітинами, а також завдяки коливань дипольних молекул. За порогове значення беруть w_гр.= 10 мВт /см²тому, що за нормальних умов і при виконанні легкої роботи тіло віддає в навколишнє середовище кількість теплотиQ= 10 мВт /см². За результатами експериментів зроблені висновки, що при інтенсивності випромінювання ЕМХ дециметрового діапазонуw = 25 мВт /см²перебувати в зоні опромінювання заборонено, а дозаw_гр.= 100 мВт/см²– граничне значення інтенсивності випромінювання, за якого створюються незворотні зміни в гонадах, очах, мозку людини.

Враховуючи те, що безпечний для життя людини електромагнітний фон становить w_фон = 1 мкВт /см², санітарні норми різних країн, як правило, у 50 – 100 разів менші від значень інтенсивності випромінювання, за яких в організмі відбуваються незворотні зміни. Разом з тим, допустимий для населення рівень фонового ЕМВ відрадіотехнічних об’єктів(радіотелевізійних передавачів, радіолокаційних станцій, станцій мобільного зв’язку та ін.)w_доп. = 110^-5Вт /см²= 10 мкВт /см².

Для виміру інтенсивності ЕМП застосовують прилади ИЭМП-1, ИЭМП-2, прилади П2-2, П3-2, П3-9 – для безупинних і середніх значень інтенсивності поля.

Основні методи захистувід електромагнітних полів радіочастот:

• захист часом (коли немає можливості знизити інтенсивність опромінення до припустимих значень);

• захист відстанню;

• зменшення випромінювання у самому джерелі (застосування аттенюаторов, що послабляють випромінювання);

• екранування джерел випромінювання;

• використання засобів індивідуального захисту (радіозахисні халати, комбінезони, головні убори із спеціальної радіотехнічної тканини, у структурі якої тонкі металеві нитки утворять сітку з розмірами 0,5мм, окуляри зі спеціальним металевим надтонким покриттям тощо).