2. Воздействие электромагнитных полей на человека.

Воздействие электромагнитных полей на человека зависит от напряженности электрического и магнитного полей, размера облучаемой поверхности тела, потока энергии, частоты колебаний, режима облучения (непрерывный, прерывистый, импульсный), индивидуальных способностей организма, наличия сопутствующих факторов (повышение температуры окружающего воздуха свыше 28ºС, присутствия рентгеновского излучения).

В зависимости от места и условий воздействия ЭМИ различают четыре вида облучения: профессиональное, непрофессиональное, облучение в быту и в лечебных целях, а по характеру облучения – общее и местное.

Электромагнитное поле воздействует на организм человека следующим образом: в электрическом поле атомы и молекулы, из которых состоит тело человека, поляризуются, полярные молекулы ориентируются по направлению распространения электромагнитного поля; в электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей, крови и т.п., после воздействия внешнего поля появляются ионные токи. Переменное электрическое поле вызывает нагрев тканей человека как за счет переменной поляризации диэлектрика (сухожилия, хрящи и т.д.), так и за счет появления токов проводимости. Тепловой эффект является следствием поглощения энергии электромагнитного поля. Чем больше напряженность поля и время воздействия, тем сильнее проявляются указанные эффекты.

Начиная с величины I=10мВт/см², называемой тепловым порогом, системы терморегуляции организма человека на справляются с отводом образующейся теплоты, и температура повышается, что приносит вред здоровью.

Наиболее интенсивно электромагнитные поля воздействуют на органы с большим содержанием воды. Перегрев же особенно вреден для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или же с недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный пузырь и мочевой), так как кровеносную систему можно уподобить системе водяного охлаждения. Облучение глаз вызывает помутнение хрусталика (катаракту), которое обнаруживается не сразу, а через несколько дней или недель после облучения. Развитие катаракты является одним из немногих необратимых поражений, вызываемых ЭМИ радиочастот в диапазоне от 300 МГц до 300 ГГц при плотности потока энергии свыше 10 мВт/см².

При длительном действии ЭМИ различных диапазонов волн и умеренной интенсивности (выше ПДУ) возможны расстройства центральной нервной системы, а также нарушения обменных процессов и изменение состава крови. Могут появиться головные боли, изменение артериального давления, снижение пульса, изменения в сердечной мышце, нервно-психические расстройства, быстрое развитие утомления. Могут наблюдаться выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы

Электромагнитные поля оказывают специфическое воздействие на ткани человека как биологические объекты при интенсивности поля значительно меньшей теплового порога. Они изменяют ориентацию клеток или цепей молекул в соответствии с направлением силовых линий электрического поля, ослабляют биохимическую активность белковых молекул, нарушают функции сердечно-сосудистой системы и обмена веществ. Однако эти изменения носят обратимый характер – после окончания облучения болезненные явления исчезают.

Воздействие постоянных магнитных и электростатических полей зависит от напряженности и времени воздействия. При воздействии полей, имеющих напряженность выше предельно допустимого уровня, развиваются нарушения со стороны нервной, сердечно-сосудистой систем, органов дыхания, органов пищеварения и некоторых биохимических показателей крови.

Основным параметром, характеризующим биологическое действие электромагнитного поля промышленной частоты, является электрическая напряженность. Магнитная составляющая заметного влияния на организм не оказывает, так как в действующих установках напряженность магнитного поля не превышает 25 А/м, а вредное биологическое действие проявляется при напряженностях 150-200 А/м.

Воздействие электрического поля промышленной частоты на организм человека сводится к влиянию электрического поля непосредственно на мозг и центральную нервную систему. Наряду с биологическим действием электрическое поле обуславливает возникновение разрядов между человеком и металлическим предметом, имеющий иной, чем у человека, потенциал. Ток разряда может вызвать судороги.

Инфракрасное излучение в основном воздействует на кожный покров и органы зрения. При остром повреждении кожи возможны ожоги, резкое расширение капилляров, усиление пигментации кожи, при хроническом облучении изменение пигментации может быть стойким, красный цвет лица у рабочих – стеклодувов, сталеваров и др. К острым нарушениям зрения относится ожог и помутнение роговицы и хрусталика. Коротковолновая часть ИК излучения может фокусироваться на сетчатке, вызывая её повреждение. Возможно воздействие ИК излучения на другие системы и органы, в частности на обменные процессы в миокарде, вводно-электролитный баланс в организме, на состояние верхних дыхательных путей, не исключают мутагенного эффекта ИК излучения.

Видимое излучение при высоких уровнях энергии также может представлять опасность для кожи и глаз. Пульсации яркого света вызывают сужение полей зрения, ухудшают зрение, общую работоспособность, оказывают влияние на ЦНС. Световой импульс большой энергии приводит к ожогам открытых участков тела, временному ослеплению или ожогам сетчатки глаз (например, световое излучение ядерного взрыва). Минимальная ожоговая доза светового излучения колеблется от 2,93 до 8,37 Дж/(см²·с) за время мигательного рефлекса (0,15 с). Повреждение сетчатки может происходить при длительном воздействии света умеренной интенсивности голубой части света (400-550 нм), оказывающее на сетчатку специфическое фотохимическое воздействие. Излучение видимого и ИК диапазона может приводить к истощению обменных процессов, особенно к изменениям в сердечной мышце с развитием атеросклероза.

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) составляет примерно 5% плотности потока солнечного излучения и является жизненно необходимым фактором, оказывающим благотворное стимулирующее действие на организм. УФ облучение может понижать чувствительность организма к некоторым вредным веществам из-за усиления окислительных процессов в организме и более быстрого выведения ядов (марганца, ртути, свинца). Оптимальные дозы активизируют деятельность сердца, обмен веществ, повышают активность ферментов дыхания, улучшают кроветворение.

Вместе с тем УФИ искусственных источников может стать причиной острых и хронических заболеваний. Наиболее уязвимым органом для УФИ являются глаза. Острые поражения глаз называются электроофтальмией. К хроническим относят воспаление слизистой оболочки (хронический конъюнктивит), воспаление края век (блефарит), помутнение хрусталика (катаракта). Воздействие УФИ на кожу может протекать в форме острого воспаления кожи с покраснением, иногда отеком и образованием пузырей. Может подняться температура, появиться озноб, головная боль. Длительное воздействие УФИ приводит к старению кожи, к развитию рака кожи.

Степень воздействия лазерного излучения на человека зависит от интенсивности излучения, длины волны, длительности импульса, времени воздействия, а также от биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов. Лазерное излучение действует избирательно на различные органы, выделяют локальное и общее повреждение организма.

При облучении глаз легко повреждаются и теряют прозрачность роговица и хрусталик, причем нагрев хрусталика приводит к образованию катаракты. В спектральном диапазоне 0,4…1,4 мкм опасность для зрения резко возрастает, так как для этих длин волн оптические среды глаза становятся прозрачными. При повреждении сетчатки могут происходить временные нарушения, типа ослепления от высокой яркости вспышки, и повреждения, сопровождающиеся разрушением сетчатки в форме термического ожога с необратимыми повреждениями или в виде взрыва зерен пигмента меланина, причем сила взрыва такова, что зерна пигмента выбрасываются в стекловидное тело. Степень повреждения радужной оболочки лазерным излучением в значительной мере зависит от уё окраски. Зеленые и голубые глаза более уязвимы в сравнении с карими.

Повреждение кожи может быть вызвано ЛИ любой длины волны в спектральном диапазоне 180-100 000 нм. При воздействии ли в непрерывном режиме преобладают в основном тепловые эффекты, следствием которых является свертывание белка, а при больших мощностях – свертывание биоткани.

ЛИ особенно дальней инфракрасной области (свыше 1400 нм) способно проникать через ткани тела на значительную глубину, поражая внутренние органы.

Общее действие ЛИ (диффузно отраженного) может приводить к различным функциональным нарушениям нервной, сердечно-сосудистой систем, желез внутренней секреции, артериального давления, увеличению утомляемости, снижению работоспособности.