ЛЕКЦИЯ № 8

Тема: «Электромагнитные поля»

1. Источники и характеристики ЭМП

2. Воздействие ЭМП на организм человека

3. ЭМП токов промышленной частоты

4. ЭМП радиочастотного диапазона

5. Инфракрасное излучение

6. Ультрафиолетовое излучение

1. Источники и характеристики эмп

Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 10²¹ Гц. В зависимости от энергии фотонов его подразделяют на область неионизирующих излучений и ионизирующие излучения.

В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят:

- электростатические поля;

- постоянные магнитные поля;

- электромагнитные излучения радиочастотного диапазона;

- электромагнитные излучения оптического диапазона (инфракрасное, видимое, УФИ)

ЭМ излучениями пронизано все окружающее пространство. Человек тоже является источником ЭМИ слабой интенсивности. В природе также существуют естественные источники ЭМИ.

Природные источники ЭМ полей: 1) атмосферное электричество; 2) радио излучение солнца и галактик (реликтовое излучение, равномерно распространенное во Вселенной); 3) электростатическое и геомагнитное поля Земли (грозы - испускание низких ЭМИ).

Проблема вредного воздействия ЭМИ на человека возникла во 2 половине XX века в связи с возросшей ролью техногенных источников ЭМИ. Техногенные источники ЭМИ: 1) на производстве - а) устройства для индукционной и диэлектрической обработки различных материалов (печи, плавильни); б) источники для ионизации газов, поддержания разряда при сварке, получения плазмы; в) устройства для сварки и прессования синтетических материалов; г) линии электропередач, особенно высоковольтные; д) распределительные устройства; е) измерительные устройства и т.д.; 2) в быту - проводка; эл. приборы; 3) радиостанции, ТВстанции, блоки передатчиков, антенные системы и т.д.

ЭМП, создаваемое источниками, непрерывно распределяется в пространстве, способно распространяться со скоростью света, воздействовать на заряженные частицы и токи, вследствие чего энергия поля преобразуется в другие виды энергии. Переменное ЭМП является совокупностью двух взаимосвязанных переменных полей – электрического и магнитного, которые характеризуются соответствующими параметрами:

1). Напряженность электрического поля Е (В/м)

2). Напряженность магнитного поля Н (А/м).

Фазы колебания векторов Е и Н происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Кроме того, характеристики ЭМИ:

3). длина волны, частота колебаний, скорость распространения, которые между собой связаны соотношением:

f *  = V

где f – частота (Гц), лямбда - длина волны (м), V –скорость распространения электромагнитных волн (м/с);

для вакуума V = с - скорость света, для воздуха V  с

4). ЭМП несет энергию, определяемую плотностью потока

I = Е _* Н , (Вт/м²)

I - (плотность потока энергии – ППЭ) - показывает, какое количество энергии протекает за 1 с сквозь площадку в 1 м², расположенную перпендикулярно движению волны.

2. Воздействие эмп на организм человека

Характер воздействия на человека ЭМИ в разных диапазонах различен.

Воздействие ЭМП на человека зависит от факторов: 1) частота колебаний (f) – чем выше частота, тем опаснее для организма; 2) значения напряженности электрического и магнитного полей (до 300 МГц) и плотности потока энергии (СВЧ, ИКИ и т.д.) - речь о силе воздействия; 3) размеры облучаемой поверхности тела; 4) индивидуальные особенности организма; 5) комбинированные действия с другими факторами среды.

Замечено, что биологическая активность ЭМИ убывает с увеличением длины волны (или снижением частоты) излучения.

Различают воздействие ЭМИ 2-х видов: 1) тепловое и 2) специфическое. 1) Тепловое воздействие (механизм) - в электрическом поле молекулы и атомы, из которых состоит тело человека, поляризуются, а полярные молекулы ориентируются по направлению распространения ЭМ поля; в электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей и крови (составляют основной %-т от веса человека), возникают ионные токи. Таким образом, переменное электрическое поле вызывает нагрев тканей человека как за счет поляризации диэлектрика, так и за счет появления токов проводимости. Диэлектрики: сухожилия, хрящи, кости. Чем больше напряженность поля и время воздействия, тем сильнее нагрев.

До определенного порога избыточная теплота отводится от тканей за счет механизма терморегуляции. Тепловой порог: I = 10 мВт/см². Начиная с этой величины - возможность организма отводить тепло исчерпывается и начинается нагрев.

Наиболее интенсивно ЭМП воздействуют на органы с большим содержанием воды. Перегрев же особенно вреден для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или с недостаточным кровообращением: глаза (хрусталик), мозг (ткань головного мозга), почки, желудок, желчный и мочевой пузырь.

2) Специфическое воздействие ЭМ полей сказывается при интенсивностях, значительно меньших теплового порога. ЭМ поля изменяют ориентацию белковых молекул, тем самым, ослабляя их биохимическую активность. В результате наблюдается изменение структуры клеток крови, изменения в эндокринной системе, а также ряд трофических заболеваний (нарушение питания тканей: ломкость ногтей, волос и т.д.), нарушение ЦНС, сердечно-сосудистой системы; при низких дозах есть опасность воздействия на иммунитет. Однако эти изменения носят обратимый характер: достаточно прекратить облучение, и болезненные явления исчезают.