Электромагнитные поля и здоровье

Введение

Жизнь на Земле возникла, развивалась и долгое время протекала в условиях относительно слабых электромагнитных полей (ЭМП), создаваемых естественными источниками. К ним относятся электрическое и магнитное поле Земли, космические источники радиоволн (Солнце и другие звезды), процессы, происходящие в атмосфере Земли, например, разряды молнии, колебания в ионосфере. Человек тоже источник слабого ЭМП. Являясь постоянно действующим экологическим фактором, эти поля имеют определенное значение в жизнедеятельности всех организмов, в том числе и человека.  
   Однако, за последние 50-60 лет возник и сформировался новый значимый фактор окружающей среды — ЭМП антропогенного происхождения. Их создают 2 большие группы искусственных источников:  
- изделия, которые специально создавались для излучения электромагнитной энергии: радио- и телевизионные вещательные станции, радиолокационные установки, физиотерапевтические аппараты, различные системы радиосвязи, технологические установки в промышленности;  
- устройства, предназначенные не для излучения электромагнитной энергии в пространство, а для выполнения какой-то иной задачи, но при работе которых протекает электрический ток, создающий паразитное излучение ЭМП. В основном это системы передачи и распределения электроэнергии (ЛЭП, трансформаторные подстанции) и приборы, потребляющие ее (электроплиты, электронагреватели, холодильники, телевизоры, осветительные приборы и т.п.).  
   Излучаемые этими устройствами электромагнитные поля вместе с естественными полями Земли и Космоса создают сложную и изменчивую электромагнитную обстановку. В результате суммарная напряженность ЭМП в различных точках земной поверхности увеличилась по сравнению с естественным фоном в 100-10000 раз. Особенно резко она возросла вблизи ЛЭП, радио- и телевизионных станций, средств радиолокации и радиосвязи, различных энергетических и энергоемких установок, городского электротранспорта. В масштабах эволюционного прогресса этот колоссальный рост напряженности ЭМП можно рассматривать как одномоментный скачок с плохо предсказуемыми биологическими последствиями.

1. Электромагнитные поля и здоровье

В последнее время одной из причин, вызывающей некоторые заболевания человека, называют электромагнитные поля (ЭМП) Земли, которые реализуются через геопатогенные зоны естественного происхождения и представляют собой источники отрицательной энергии. Причиной заболеваний могут стать ЭМП искусственного происхождения, которые обусловлены различными антропогенными факторами. К потенциально неблагоприятным источникам магнитного поля в квартире относятся электроплиты (50Гц, ППЭ 50 мВт/см2); микроволновые печи (2,45 ГГц, ППЭ 50 мВт/см2); базовые станции беспроводного телефона (1,9 ГГц, ППЭ 500-1700 мВт/см2); базовые станции сотовой связи (0,9 ГГц, ППЭ 21000 мВт/см2); мобильные телефоны (0,9ГГц, SAR 0,04-1,5 мВт/см3).

Рис 1. Электромагнитное поле

В нашей работе исследованы эффекты действия ЭМИ в диапазоне частот 8 - 10ГГц и ППЭ 1 мкВт/см2 на клетки про- и эукариот. В качестве тестов оценки биологического действия низкоинтенсивных ЭМП мы выбрали выживаемость клеток дикого штамма E.сoli WP2, мутантного штамма E.coli hcr- exr-, динамику спонтанной двигательной активности (СДА) одноклеточных инфузорий Spirostomum ambiguum, выживаемость и поведенческую активность Daphnia magna, а также показатель численности и биомассы планктонных водорослей Chlorella vulgares. Выявленное нами достоверное повышение СДА инфузории-спиростомы, как защитного механизма эукариот, лишенных нервной системы, на воздействие ЭМИ с частотами 8-9 ГГц и временем воздействия 1-10 мин, мы можем объяснить свойством живых организмов адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды увеличением энергетического потенциала клетки. При дальнейшем повышении частоты ЭМИ до 10 ГГц и времени до 20-30 мин наблюдали достоверное ингибирование СДА, вплоть до лизиса клеток. Как известно, с увеличением времени и частоты ЭМИ увеличивается количество энергии, поглощенное суспензией клеток. Поглощение электромагнитной энергии осуществляется молекулами свободной воды и связанной, входящей в состав биологических мембран. При этом происходит изменение структуры воды и pH раствора. Кроме того, ЭМП увеличивает проницаемость биологических мембран, что приводит к усилению транспорта веществ из окружающей среды в клетку.

Также нами показано достоверное снижение выживаемости мутантного штамма E. сoli Hcr-exr- более, чем на 50% при экспозиции 150 мин и частоте 10 ГГц. У дикого штамма E.сoli система репарации не нарушена, и при наличии повреждений она активирует все жизненные процессы. По всей видимости, происходит компенсация повреждений за счет ускорения процессов метаболизма. Полученные результаты биологического действия ЭМИ на E.coli WP2 с частотами 8-10 ГГц и с ППЭ 1 мкВт/см2 при экспозиции 30 - 150 мин говорят о высокой устойчивости дикого штамма к воздействию ЭМИ в исследуемом диапазоне.

Выявленные в эксперименте эти и другие биологические эффекты, возможно, обусловлены кооперативными процессами, основанными на резонансных взаимодействиях биологических макромолекул. Считается, что ими являются белковые молекулы, входящие в состав мембраны. Для объяснения нетермических эффектов по теории Фрелиха при действии ЭМИ может произойти полярная перестройка биомолекул, способная дать на резонансной частоте колебания большой амплитуды за счет перекачки энергии. Полученные нами и другими исследователями данные относительно действия ЭМИ СВЧ-диапазона на биоту также свидетельствует о различии чувствительности живых организмов. Имеющиеся у нас экспериментальные данные подтверждают гипотезу о возможном существовании специфических рядов чувствительности живых организмов, по крайней мере, для ЭМИ тех частотных диапазонов, которые различаются механизмами передачи энергии биологической ткани. Известно, что чувствительность живых организмов к ионизирующим излучениям возрастает с увеличением морфологической и физиологической сложности организмов. По отношению к ЭМИ СВЧ-диапазона, по всей видимости, более чувствительны простейшие организмы. Установленные закономерности, возможно, вызваны и другим обстоятельством, связанным с характеристиками свойств окружающей среды в течение эволюции биосферы. В частности известно, что эволюция живого происходила в условиях экранирования озоном атмосферы коротковолнового ультрафиолета, который оказывает губительное воздействие на большинство живых организмов, среди которых высокую чувствительность демонстрирует микробиота. На современном этапе развития цивилизации все большее применение получают ЭМИ с параметрами, существенно отличающимися от характеристик ЭМИ естественного происхождения. Вполне возможно, что эти излучения способны оказать негативное влияние на некоторые организмы и эти эффекты мы можем приписывать к действию более привычных и изученных факторов.

По всей видимости, к задачам экологического нормирования следует отнести изучение рядов чувствительности живых организмов к приоритетным физическим и химическим факторам.

2. Электромагнитные поля искусственного происхождения

Многочисленные исследования свидетельствуют о большом влиянии освещенности рабочих мест на производительность труда. Например, солнечное освещение увеличивает производитель ность труда на К)"'»; создание искусственного освещения па 6 13"-п. при этом в некоторых производствах происходит сократденис 
 
Кроме того, второй раздел включает мероприятия по совершенствованию технологических процессов в целях устранения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.0.003-74, ГОСТ 12.1.007-76, ГОСТ 12.0.002-80 и другими нормативными документами; по устройству на действующих объектах новых и реконструкции имеющихся вентиляционных систем, аспира-ционных и пылегазоулавливающих установок в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88: по механизации процесса разлива и транспортирования используемых в производстве ядовитых, агрессивных, легковоспламеняющихся и i орючих жидкостей; по внедрению средств контроля уровней опасных и вредных производственных факторов на рабочих местах в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.001-83. ГОСТ 12.1.002-84. ГОСТ 12.1.003-83, ГОСТ 12.1.006-84, ГОСТ 12.1.008-76, ГОСТ 12.4.012-83 и дру! ими нормативными документами: по приведению уровней шума, вибрации, ультразвука, ионизирующих и других вредных излучений на рабочих местах в соответствие с требованиями ГОСТ 12.1.001-83, ГОСТ 12.1.003-83 и другими нормативными документами; по приведению уровня естественного и искусственного освещения на рабочих местах, в цехах, вспомогательных помещениях, в местах массового перехода людей в соответствие с требованиями СПи11 11-4-79. 
В электрической части проекта должны быть рассмотрены следующие вопросы: соответствие исполнения электрооборудования и светильников, установленных во взрывоопасных цехах и отделениях, группе взрывоопасных смесей; расположение светильников: обеспечение необходимой освещенности рабочих мест; наличие запорной арматуры, контрольных и измерительных приборов. При проверке естественного освещения необходимо требовать соблюдение СНиП П.4—79 и выборочно проверить расчет естественной освещенности по методу Данилюка-При проверке искусственного освещения следует требовать соблюдение СНиП П.4—79 и применения газоразрядных ламп; правильность прокладки кабелей во взрывопожароопасных производствах; заземление и защита от статического электричества аппаратуры, трубопроводов технологических эстакад, резервуаров, сливно-наливных и других устройств, связанных с переработкой, хранением и транспортировкой горючих жидкостей, газов, пылей; мероприятия по грозозащите зданий и сооружений; возможность использования элементов зданий и сооружений в 
 
: Искусственное освещение нормируется количественными (минимальной освещенностью Дшп) и качественными показателями (показателями ослепленности и дискомфорта, коэффициентом пульсации освещенности k?). Принято раздельное нормирование искусственного освещения в зависимости от применяемых источников света и системы освещения. Нормативное значение освещенности для газоразрядных ламп при прочих равных условиях из-за их большей светоотдачи выше, чем для ламп накаливания. При комбинированном освещении доля общего освещения должна быть не менее 10 % нормируемой освещенности. Эта величина должна быть не менее 150 лк для газоразрядных ламп и 50 лк для ламп накаливания. 
Источники света и осветительные приборы. Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы — газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания 
 
При проектировании искусственного освещения необходимо выбрать тип источника света, систему освещения, вид светильника; наметить целесообразную высоту установки светильников и размещения их в помещении; определить число светильников и мощность ламп, необходимых для создания нормируемой освещенности на рабочем месте, и в заключение проверить намеченный вариант освещения на соответствие его нормативным требованиям. 
Расчет общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента использования светового потока. Световой поток (лм) одной лампы или группы люминисцентных ламп одного светильника 
Искусственное освещение нормируется количественными (минимальной освещенностью и качественными показателями (показателями ослепленности и дискомфорта, коэффициентом пульсации освещенности /tf). Принято раздельное нормирование искусственного освещения в зависимости от применяемых источников света и системы освещения. Нормативное значение освещенности для газоразрядных ламп при прочих равных условиях из-за их большей светоотдачи выше, чем для ламп накаливания. При комбинированном освещении доля общего освещения должна быть не менее 10 % нормируемой освещенности. Эта величина должна быть не менее 150 лк для газоразрядных ламп и 50 лк для ламп накаливания. 
 
Источники света и светильники. Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы — газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов 
 
Расчет производственного освещения. При проектировании искусственного освещения необходимо выбрать тип источника света, систему освещения, вид светильника; определить число светильников и мощность ламп, необходимых для создания нормируемой освещенности. 
Электромагнитные поля (ЭМП) бывают естественного и искусственного происхождения. Естественные ЭМП существовали в процессе всей эволюции живой природы, и организм человека приспособился к ним. Электромагнитные излучения искусственного происхождения, образованные за счет трудовой деятельности человека, могут быть большой интенсивности и нестандартными во времени, поэтому они могут оказывать вредное воздействие. Причиной возникновения статического электричества являются процессы электризации. Статическое электричество бывает естественного и искусственного происхождения. Естественное статическое электричество образуется на поверхности облаков в результате сложных физических процессов в атмосфере. Электризация облаков происходит за счет движения мощных воздушных потоков на конденсации в них водяных паров. Вследствие накопления в облаках значительных электрических зарядов происходит гроза. Разряды атмосферного статического электричества (молнии) могут явиться причиной взрывов, пожаров, поражения людей и уничтожения материальных ценностей.4 Разрушительное действие прямого удара молнии (первичного проявления молнии) довольно велико. Однако существует еще и вторичное проявление, которое заключается в том , что во время разряда молнии на изолированных от земли металлических предметах вследствие электромагнитной и электростатической индукции возникают электротоки высоких напряжений. Возможен перенос высоких потенциалов по проводам, через наземные или подземные металлические коммуникации. При этом в местах разрыва электрической цепи может возникнуть искрение, достаточное для воспламенения горючей среды. 
 
В настоящее время вклад в генетическую дозу, обусловленный облучением персонала, не превышает 0,01 бэр за 30 лет, т. е. 1 % рекомендованной дозы, а от облучения населения за счет радиоактивных выпадений от испытаний атомного оружия и от облучения другими источниками радиации искусственного происхождения не превышает 0,2—0,3 бэр за 30 лет. Таким образом, общая генетическая доза от всех искусственных источников радиации в настоящее время значительно ниже регламентируемой, 5 бэр за 30 лет, и, по оценкам МКРЗ, по всей вероятности, не возрастет значительно в ближайшее время. В результате развития использования атомной энергии к концу нашего столетия генетическая доза облучения всего населения за счет технических источников радиации не превысит. 
 
Источники ионизирующих излучений. На производстве источниками ионизирующих излучений могут быть используемые в технологических процессах радиоактивные изотопы (радионуклиды) естественного или искусственного происхождения, ускорительные установки, рентгеновские аппараты, радиолампы. 
При оценке способов захоронения промышленных отходов следует учитывать важное в экономическом отношении обстоятельство. Если современный технический уровень не позволяет немедленно утилизировать те или иные отходы, то в будущем указанные отходы могут быть переработаны в полезные продукты. Поэтому наряду с традиционно рассматриваемым длительным захоронением промышленных отходов представляется актуальным временное хранение перспективных (с точки зрения утилизации) отходов производства в заглубленных и подземных хранилищах естественного и искусственного происхождения. С этой целью можно использовать выработанное пространство рудников, шахт, карьеров, подземные полости нефтяных и газовых месторождений, карстовые полости. 
 
Ионизирующие излучения - это поток частиц вещества или излучений естественного или искусственного происхождения, расщепляющий на ионы молекулы вещества, подвергшегося облучению. К ионизирующим излучениям относятся альфа-, бета- и гамма-излучения, рентгеновское излучение, поток нейтронов и других ядерных частиц, а также космические лучи. 
 
В настоящее время в околоземном пространстве находится большое количество мусора искусственного происхождения. Он возник в результате самоликвидации космических объектов, их разрушения вследствие аварий и т.п. Этот космический мусор как правило представляет собой частицы из алюминиевых сплавов (остатки разорванных оболочек ракет и спутников), массой от долей грамма до десятков и сотен грамм. Большие элементы мусора могут быть обнаружены заранее радиолокационными методами, что позволяет управляемому космическому объекту уйти от столкновения с ними. От мелких частиц, массой от долей грамма до нескольких грамм, летящих с относительными скоростями 3... 16 км/с, а также от метеорных частиц, имеющих скорости 30 ... 70 км/с, необходима защита космических объектов. Для исследования и конструирования такой защиты необходимо уметь разгонять на земле мелкие компактные частицы до высоких скоростей. 
 
Распространение. Оксид углерода получается при сжигании органического материала типа угля, древесины, бумаги, масла, бензина, газа, взрывчатых веществ или карбонатных материалов любого другого типа в условиях недостатка воздуха или кислорода. Когда процесс горения происходит при избыточном питании воздухом и пламя не контактирует с какими-либо поверхностями, окись углерода не образуется. СО образуется в том случае, если пламя контактирует с поверхностью, температура которой ниже, чем температура воспламенения газообразной части пламени. Естественным путем образуется 90% атмосферного СО, а в результате деятельности человека производится 10%. На двигатели транспортных средств приходится от 55 до 60% всего количества СО искусственного происхождения. Выхлопной газ бензинового двигателя (электрическое зажигание) является обычным источником образования СО. Выхлопной газ дизельного двигателя (компрессионное воспламенение) содержит приблизительно 0,1% СО, если двигатель работает надлежащим образом, однако неправильно отрегулированный, перегруженный или технически плохо обслуживаемый дизельный двигатель может выбрасывать значительные количества СО. Тепловые или каталитические дожигатели в выхлопных трубах значительно снижают количество СО. Другими основными источниками СО являются литейные производства, установки каталитического крекинга на нефтеперерабатывающих предприятиях, процессы дистилляции угля и древесины, известеобжигательные печи и печи восстановления на заводах крафт-бумаги, производство синтетического метанола и других органических соединений из оксида углерода, спекание загрузочного сырья доменной печи, производство карбида, производство формальдегида, заводы технического углерода, коксовые батареи, газовые предприятия и заводы по переработке отходов.