приводит к появлению утомляемости, головокружению, нарушению сна, психическим расстройствам, нарушению периферического кровообращения, функции центральной нервной системы и пищеварения. Колебания, с уровнем звукового давления более 120-130 дБ в диапазоне частот от 2 до 10 Гц могут приводить к резонансным явлениям в организме.

Для органов дыхания опасны колебания с частотой 1-3 Гц, для сердца – 3-5 Гц, для биотоков мозга – 8 Гц, для желудка – 5-9 Гц.

Уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц должны быть не более 105 дБ, а в полосе с частотой 32 Гц – не более 102 дБ.

Снижение неблагоприятного воздействия инфразвука достигается комплексом инженерно-технических и медицинских мероприятий, основными из которых являются: устранение причин генерации инфразвука в источнике образования (повышение жесткости конструкций больших размеров), устранение низкочастотных вибраций, применение глушителей реактивного типа (резонансных и камерных), применение индивидуальных средств защиты (специальные противошумы) и проведение медицинской профилактики (предварительных и периодических медицинских осмотров).

Первостепенное значение в борьбе с инфразвуком имеют методы, снижающие его возникновение и ослабление в источнике, так как методы, использующие звукоизоляцию и звукопоглощение малоэффективны.

3.5 Защита от неионизирующих электромагнитных излучений

3.5.1 Естественные и искусственные источники

Одним из биологически значимых физических факторов, формирующих условия труда и определяющих экологическую ситуацию на Земле, являются электромагнитные излучения различного происхождения и различных диапазонов частот.

Электромагнитное поле (ЭМП) представляет собой особую форму материи. Всякая электрически заряженная частица окружена электромагнитным полем, составляющим с ней единое целое. ЭМП может существовать и в свободном, отделенном от заряженных частиц состоянии в виде движущихся со скоростью близкой к 3*108 км/с фотонов или в виде излучений движущихся с этой скоростью

172

электромагнитных волн.

Спектр электромагнитных колебаний по частоте охватывает свыше 20 порядков, от 5·10-3 до 1021 Гц. В зависимости от энергии фотонов его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излечениям относят также электрические и магнитные поля.

Движущееся ЭМП (электромагнитное излучение – ЭМИ) характеризуется векторами напряженности электрического Е и магнитного Н полей, которые отражают силовые свойства ЭМП.

Вэлектромагнитной волне векторы Е и Н всегда взаимно перпендикулярны.

Ввакууме и в воздухе Е=377 Н. Длина волны λ, частота колебаний f и скорость распространения электромагнитных волн в воздухе с связаны соотношением:

c = λ × f

Около источника ЭМП выделяют ближнюю зону, или зону индукции, которая находится на расстоянии r≤λ/2π , и дальнюю зону, или зону излучения, в которой r>λ/2π . В зоне индукции электрическое и магнитное поля можно считать независимыми друг от друга. Поэтому количественными характеристиками поля в этой зоне являются напряженность электрической Е и магнитной Н составляющих. В зоне излучения (волновой зоне), где уже сформировалась бегущая электромагнитная волна, наиболее важным параметром является плотность потока энергии (интенсивность), которая в общем виде определяется векторным произведением Е и Н, а для сферических волн при распространении в воздухе может быть выражена в следующем виде:

где Рист – мощность излучения; r – расстояние от источника.

Многие тысячелетия электромагнитный фон Земли формировался, главным образом, естественными источниками, основными из которых являются геоэлектрическое и геомагнитное поля, излучения космического, солнечного и околоземного происхождения, а также излучения живых организмов.

Электрическое поле Земли направлено перпендикулярно к земной поверхности, заряженной отрицательно относительно верхних слоев атмосферы.

173

У поверхности Земли напряженность его составляет порядка 130 В м и с высотой убывает приблизительно по экспоненциальному закону. На высоте около 9 км

напряженность уменьшается до 5 В м .

Годовые изменения электрического поля Земли сходны по характеру на всем

земном шаре и достигают максимума в январе – феврале (до 150-250 В м ) и

минимума в июне – июле (100-120 В м ). Суточные вариации, обусловлены в

основном грозовой деятельностью как по земному шару, так и местной грозовой активностью.

Частотный спектр атмосферного электричества простирается в диапазоне от сотен Гц до десятков МГц . Максимум интенсивности (напряженности) находится вблизи 10 кГц и убывает с частотой. Интенсивность грозовой деятельности всегда и везде минимальна в утренние часы и повышается к ночи. В холодное время максимум отмечается среди ночи, в теплое – в 15-18 часов. Во время вспышек на Солнце интенсивность грозовой деятельности усиливается.

Магнитное поле Земли характеризуется двумя параметрами – горизонтальной и вертикальной составляющими.

Горизонтальная составляющая имеет максимальную напряженность у

экватора (20-30 А м ), которая убывает к полюсам до единиц А м .

Вертикальная составляющая у полюсов имеет напряженность порядка 50-60

А м , уменьшаясь у экватора до пренебрежительно малой величины.

При высокой солнечной активности к Земле могут подходить высокоэнергетические частицы солнечной плазмы. Они вызывают магнитные бури, нарушающие структуру геомагнитного поля (магнитосферу).

Спектр космического и солнечного излучения занимает область приблизительно от 10 МГц до 10 ГГц . В «спокойном» состоянии интенсивности (плотность истока энергии) солнечного излучения находится в пределах

10−10 − 10−8 Втм2 . Во время вспышек излучение усиливается в несколько раз. Спектр и интенсивность излучения галактик близки к спектру и интенсивности

174

солнечного излучения.

Электромагнитная энергия различных диапазонов частот в настоящее время широко применяется в промышленности, науке, быту. Высокие и ультравысокие частоты используются в радиосвязи, радиовещании, телевидении, в промышленных установках и технологических процессах для нагрева, закалки и ковки металла, термической обработки диэлектриков и полупроводников. Сверхвысокие частоты применяются в радиолокации различного назначения, ядерной физике, медицине, промышленности, быту, в системах наземной и спутниковой связи и других коммуникационных системах (сотовая связь и др.).

Всвязи с этим значительное воздействие на электромагнитный фон Земли стали оказывать искусственные источники электромагнитного поля (ЭМП). В результате уже в настоящее время практически все население земного шара в большей или меньшей степени подвергается воздействию надфоновых уровней ЭМП.

Впроцессе эволюционного развития все живые существа на Земле приспособились к определенным изменениям природных электромагнитных полей и, по мнению большинства исследователей, вынуждены были выработать по отношению к ним не только защитные механизмы, но и в какой-то степени включить их в свою жизнедеятельность. Поэтому увеличение или уменьшение параметров ЭМП, значительно отличающихся от адекватных, могут вызывать в организмах функциональные сдвиги, в ряде случаев перерастающих в патологические.

О биологической значимости ЭМП свидетельствуют как давние наблюдения, так и экспериментальные исследования на различном уровне организации биологических систем. При этом установлено, что воздействие искусственных ЭМП на биообъекты обусловлено не только энергетическими, но и информационными его характеристиками, вызывая тепловое и нетепловое действие.

Тепловой механизм воздействия современная теория признает при относительно высоких уровнях (к примеру, в диапазоне сверхвысоких частот это более 1 мВт/см2). Информационные биоэффекты проявляются при более низких уровнях ЭМП. В этом случае механизмы воздействия ЭМП еще мало изучены, хотя достоверно установлено, что на биологическую реакцию, в таких случаях кроме интенсивности, влияют частота и комбинация частот излучения, продолжительность облучения, модуляция сигнала, периодичность действия и др.

175

Сочетание этих параметров может привести к существенно различающимся реакциям и последствиям облучаемого организма.

Многочисленные исследования позволили установить также, что наиболее чувствительными к действию ЭМП является нервная, сердечно-сосудистая, иммунная и эндокринная системы, при этом выявлена повышенная опасность ЭМП для растущих организмов, а также людей с заболеваниями указанных критических систем организма.

При хроническом облучении более ранние и более выраженные реакции обнаруживаются со стороны нервной системы, на уровне нервной клетки и структурных образований по передаче нервных импульсов. Изменяется проницаемость гемато-энцефалического барьера, угнетается высшая нервная деятельность. Психоневрологические симптомы проявляются в виде постоянной головной боли, повышенной утомляемости, слабости, нарушении сна, повышенной раздражительности, ослаблении памяти и внимания, могут развиваться стрессовые реакции. При многолетнем облучении биоэффекты могут накапливаться, в результате чего, возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы в центральной нервной системе, опухоли мозга, лейкозы, гормональные заболевания и др.

Нарушение функции сердечно-сосудистой системы чаще всего проявляется в виде нейроциркуляторной дистонии, наклонности к гипотонии, болей в области сердца и др. Возможны фазовые изменения и состав периферической крови с последующим развитием умеренной лейкопении, нейропении и эритроцитопении.

В развитии информационных (нетепловых) реакций организма важную роль играют некоторые формы модуляции, возможность возникновения так называемых резонансных эффектов, наличие частотных и амплитудных окон, обладающих высокой биологической активностью на клеточном уровне, при воздействии ЭМП на центральную нервную и иммунную системы.

Воздействие ЭМП незначительных интенсивностей на фоне действия физических и химических факторов усугубляет негативные последствия, а при некоторых их сочетаниях могут развиваться ярко выраженные патологические реакции.

При длительном воздействии СВЧ-излучений могут иметь место изменения в крови, помутнение хрусталика (катаракта), трофические нарушения (выпадение волос, похудение, ломкость ногтей) и др.

Таким образом, признанная биологическая значимость ЭМП, все

176