Действие электромагнитных волн на человека

Жизнь на земле зарождалась миллиарды лет тому назад под действием достаточно обильного электромагнитного излучения (ЭМИ). Электрические, магнитные и электромагнитные поля и волны в процессе эволюции живых организмов оказывали на них существенное влияние.
измерительные приборы и датчики на любой вкус

Чувствительность живых систем к внешним электромагнитным колебаниям биосферы, в первую очередь, зависит от диапазона частот и интенсивности колебаний. Условно доступный для изучения диапазон электромагнитных явлений подразделяется на три области, в пределах которых имеются специфические особенности взаимодействия электромагнитных полей с биологическими системами:

Действие электромагнитных волн на человека
низкочастотные поля (примерно до метрового диапазона длин волн)
СВЧ - метровые, дециметровые и сантиметровые волны
КВЧ - миллиметровые и субмиллиметровые волны.

Электромагнитные волны несут определенную энергию и при их взаимодействии с веществом эта энергия волны превращается в тепло.

Последнее также является немаловажным условием для жизнедеятельности различных живых существ биосферы. При малых дозах облучения электромагнитными волнами в человеческом организме каких-либо существенных физиологических изменений не происходит. Однако вредны для живых организмов электромагнитные волны любых частот с плотностью мощности облучения, превышающей 10 Вт/см.

Ответная реакция живой системы на внешние электромагнитные воздействия может происходить на различных структурных уровнях живого организма - от молекулярного, клеточного до уровня всего организма.

Характер взаимодействия электромагнитной волны с живым организмом определяется как особенностями самого излучения (частотой или длиной волны, фазовой скоростью распространения, когерентностью колебания, поляризацией волны и т. д.), так и физическими свойствами данного биологического объекта как среды, в которой распространяется волна. К таким свойствам вещества относятся диэлектрическая проницаемость, электрическая проводимость, глубина проникновения волн и т. д.

В наши дни биологическое действие электромагнитных волн в диапазоне от постоянных магнитных полей до видимого света (область неионизирующего излучения) начали изучать весьма интенсивно. Однако результаты этих исследований известны только узкому кругу специалистов, и, как правило, вся остальная общественность живет тихо и мирно по своим законам. В какой-то мере к этому привело широко распространенное в народе мнение о том, что раз человек не ощущает электромагнитных волн, отмеченных выше диапазона, то они совсем не действуют на человека

Действие низкочастотных электромагнитных волн

Долгое время считали, что низкочастотные электромагнитные поля (ЭМП), вплоть до медленно изменяющихся магнитного и электрического полей Земли, не оказывают сколь-нибудь заметного влияния на живые организмы. Такое убеждение основывалось на том, что биологические эффекты, связанные с преобразованием энергии этих весьма слабых полей в тканях живых организмов, ничтожно малы. Однако в последнее десятилетие выяснилось, что эти низкочастотные электромагнитные поля играют существенную роль в функционировании живой природы. При этом возникла концепция о том, что живые организмы эволюционно приспособились к использованию низкочастотных электромагнитных полей для получения информации об изменениях во внешней среде, для информационных связей между организмами и внутри живых организмов.

Помимо этого, высказывается также предположение о возможном влиянии полей на сверхнизких частотах, когда его частота находится в инфранизком диапазоне 10'3-10 Гц, близком к важнейшим биологическим ритмам. Действительно, ритмы электрической активности мозга, сердца и других органов по существу находятся в том же интервале частот

Действие миллиметровых волн

Почему электромагнитное излучение миллиметрового диапазона длин волн оказывает специфическое воздействие на живые организмы?

Ответ на этот вопрос заключается в следующем: миллиметровое излучение внеземного происхождения сильно поглощается атмосферой Земли. Поэтому живые организмы не могли иметь естественных механизмов приспособления к колебаниям заметной интенсивности в этом диапазоне, обусловленным внешними причинами. Однако они могли приспособиться к собственным аналогичным колебаниям.

В последние 30 лет проводилось целенаправленное изучение влияния миллиметровых электромагнитных волн на живые организмы.

Оригинальные исследования в этом направлении выполнены, и достаточно интересные и экспериментальные данные получены учеными Девятковым Н. Д., Голонтом М. Б., Диденко Н. П., Гайдуком В. И., Калмыковым Ю. П. и другими (Россия), Ситько С. П. (Украина), Кайлманом Ф. и Грундлером В. (Германия), Берто А. (Франция) и другими. Анализ накопленного к настоящему времени экспериментального материала позволяет сделать два вывода:

1.  Электромагнитные колебания низкой интенсивности в мил-лиметровом диапазоне длин волн оказывают существенное влияние на жизнедеятельность различных организмов.

2.  Обнаружены два взаимосвязанных эффекта, различающихся наличием или отсутствием частотных зависимостей резонансного поглощения.

Нерезонансные эффекты связаны с молекулами воды (НгО) в облучаемых организмах, которые сильно поглощают миллиметровое излучение. Действительно, вода выполняет исключительно важные функции в жизнедеятельности биологических объектов и человеческого организма.

Например, плоский слой воды толщиной всего 1 мм ослабляет излучение при Х~8 мм в 100 раз, а при X ~ 2 мм - уже 10000 раз. Поэтому при облучении кожи человека миллиметровыми волнами практически все излучение поглощается в поверхностных слоях толщиной в несколько десятых миллиметра, поскольку весовое содержание воды в коже составляет более 65%. Поглощение мил-лиметрового излучения молекулами воды в организме объясняется тем, что частоты их вращательных движений в значительной степени приходятся на область миллиметровых и субмиллиметро- вых длин волн. Далее эта поглощенная энергия переходит в тепло.

Помимо этого учеными получен уникальный экспериментальный результат: при взаимодействии миллиметрового излучения с биообъектами обнаружены хорошо воспроизводимые резонансные кривые поглощения. Частотная зависимость данного эффекта взаимодействия очень напоминает по форме резонансную харак-теристику колебательного контура. Например, тело человека может рассматриваться как хорошая антенна для электромагнитных колебаний частотой 70-100 МГц; что на этих частотах оно "резонирует" с полем.

В настоящее время нет общепринятой точки зрения, объяс-няющей природу данного явления. Вопрос о механизмах остро-резонансного действия миллиметрового излучения на живые организмы - это, пожалуй, один из интересных вопросов в об-суждаемой проблеме, который будоражит умы ученых и является предметом многочисленных дискуссий в научной литературе, на семинарах и конференциях.

Действие радиоволн

На заре развития радиовещания электромагнитные волны ра-диочастотного диапазона для организма человека считались безо-пасными. Но радиотехника развивалась, появились мощные гене-раторы излучения, и тогда ученые обнаружили, что радиоволны прежде всего действуют на центральную нервную систему.

Биологическое действие радиоволн всех диапазонов сходно, однако с увеличением частоты колебаний поля его болезнетворный эффект возрастает, достигая наибольшей выраженности у радиоволн сверхчастотного диапазона (СВЧ). В легких случаях в организме из-за так называемого нетеплового действия возникают в основном функциональные нарушения, которые могут накапливаться при повторных воздействиях СВЧ-поля. Облучение большой интенсивности дает тепловой эффект, приводящий к стойким изменениям в нервной системе.

Другой случай связан с излучением так называемого "радио- волнового слуха" - явления, известного с 1947 года. Очень часто, когда микроволновые импульсы действуют на голову, человек слышит "щелчки" в такт с импульсами; причем у него создается впечатление, что щелчки раздаются внутри головы. Это явление имеет место, если плотность потока мощности импульсного излу-чения достаточно высока (порядка 500 кВт/м2).

Действие видимого спектра электромагнитных волн

Открывая каждое утро глаза, мы не задумываемся, что это за чудо - видеть окружающий мир и его неизбывную красоту. В наш компьютерный век можно добавить и прозы: более 80% информации, поступающей в "центральный процессор" организма человека, идет через главный сенсорный (чувствительный) видеотерминал - глаза.

Чувствительность человеческого глаза к свету очень высока. Он способен воспринимать и большие световые потоки. Эти потоки превосходят наименьший световой поток, который ощущает глаз, в триллионы раз.

Наш орган зрения позволяет также различать цвета, т. е. поразному воспринимать излучение в зависимости от его спектрального состава.

При одной и той же мощности светового потока, желто-зеленые лучи будут восприниматься глазом как самые яркие, а красные и фиолетовые покажутся самыми слабыми. Если яркость желто- зеленого света с длиной волны X ~ 0,555 мкм принять за единицу, то яркость голубого света той же мощности будет равна 0,2; а яркость красного света - 0,1 от яркости желто-зеленого потока. Даже мощные потоки излучений с длиной волны короче 0,3 мкм и длиннее 0,9 мкм человеческий глаз не воспринимает. Максимум чувствительности глаза от длины волны попадающего в него света совпадает с максимумом излучательной способности Солнца.

Еще великий Гете подметил, что желтый цвет пробуждает светлые чувства, синий - вызывает ощущение холода, сиреневый - чего-то безотрадного, а красный - создает целую гамму впечатлений. Дальнейшие исследования ряда поколений ученых позволили использовать цветовой спектр для лечения и профилактики многих заболеваний. Анализ этих многочисленных наблюдений и результатов специально поставленных экспериментов приводит к следующим выводам:

Красный цвет стимулирует нервные центры, левое полушарие, заряжает энергией печень и мышцы. Однако, при длительном воздействии может вызвать усталость и учащение сердцебиения. Противопоказан красный цвет при лихорадке, нервном возбуждении, гипертонии, воспалительных процессах, невритах, плохо воздействует он и на ярко рыжих людей.

Желтый и лимонный цвета активизируют двигательные центры, генерируют энергию для мышц, стимулируют работу печени, кишечника, кожи, обладают слабительными и желчегонными действиями, вызывают радостное настроение. Эти цвета противопоказаны при повышенной температуре тела, невралгиях, перевозбуждении, воспалительных процессах и зрительных галлюцинациях.

Зеленый цвет устраняет спазмы кровеносных сосудов и по-нижает кровяное давление, расширяет капилляры, стимулирует гипофиз, способствует хорошему настроению.

Синий же цвет, наоборот, способствует спазму сосудов и по-вышает кровяное давление, а потому противопоказан при гипер-тонической болезни. Обладает противомикробным действием. Используют при дезинфекции помещений, лечении болезней уха, горла и носа, желудочно-кишечного тракта. Однако следует помнить, что темно-синий цвет при длительном воздействии на человека может вызвать усталость и депрессию.

Показания и противопоказания фиолетового цвета в клинике примерно те же самые, что и для синего цвета.

Действие высокого напряжения

В последнее время высказывается предположение, что дети, живущие вблизи высоковольтных линий электропередач (ЛЭП), более подвержены риску заболевания некоторыми видами рака, в частности лейкозом. Правда, прямых доказательств у медицины нет. Тем не менее результаты эпидемиологических исследований, проведенных в Швеции, Финляндии, Дании и США (Поиск, 1995, № 9), все же позволяют предположить, что высоковольтные ЛЭП и различные электросиловые установки могут влиять на заболеваемость детей лейкозом и опухолями мозга. Непосредственно под проводами ЛЭП, даже при минимальном напряжении 220 В, интенсивность электромагнитного излучения превышает норму 0,5 кВт/м2. Действительно, если выйти на просеку ЛЭП, то можно увидеть зеленую траву и яркие цветы, но на них не будет пчел. Они оказываются наиболее чувствительны к воздействию электромагнитных волн.

Сотовый телефон: благо или вред?

Сотовый телефон - исключительно удобное средство связи, стремительно завоевывающее "жизненное пространство". По про-гнозам специалистов, число людей (абонентов сети), пользующихся им в России, превысит 1 млн., а к 2000 году - 3 млн. Как всякое относительно новое техническое устройство, входящее в наш быт, его следует оценивать с точки зрения не только приносимых благ, но и безопасности для здоровья пользователей. Сегодня среди ученых практически нет дискуссии о том, влияет или нет сотовый телефон на состояние здоровья человека. Накопленные знания о влиянии электромагнитного поля (ЭМП) на организм человека позволяют однозначно говорить, что электромагнитное излучение сотового телефона, как любого другого источника ЭМП, оказывает влияние на физиологическое состояние и здоровье человека, находящегося с ним в контакте.

Область облучения во время работы сотового телефона - прежде всего головной мозг, периферические рецепторы вестибулярного, зрительного и слухового анализаторов. При использовании сотовых телефонов с несущей частотой 450-900 МГц длина волны незначительно превышает линейные размеры головы человека. В этом случае излучение поглощается неравномерно и могут образоваться так называемые горячие точки, особенно в центре головы. Расчеты поглощенной энергии электромагнитного поля в мозге человека показывают, что при использовании сотового телефона мощностью 0,6 Вт с рабочей частотой 900 МГц "удельная" энергия поля в головном мозге составляет от 120 до 230 мкВт/см2 (норматив в России для пользователей сотовых телефонов 100 мкВт/см2). Так что можно ожидать, что длительное повторное воздействие предельно допустимых доз излучения (особенно в дециметровом диапазоне волн) может привести к существенным изменениям биоэлектрической активности различных структур мозга и расстройствам его функций (например, состояния кратковременной и долговременной памяти).

Специальные эксперименты российских ученых показали, что мозг человека не только ощущает электромагнитное излучение сотового телефона, но и различает стандарты сотовой связи. Результаты эксперимента свидетельствуют о достоверных изменениях в биоэлектрической активности мозга человека. У большинства испытателей и во время, и после облучения электромагнитными волнами сотового телефона в спектрах электроэнцефалограммы усиливался а-диапазон биоэлектрической активности мозга. Особенно сильно эти изменения проявлялись непосредственно после выключения поля. Другие параметры (частота пульса, дыхание, электромиограмма, тремор, артериальное давление) не реагировали на облучение электромагнитным полем радиотелефона.

Излучение сотового телефона носит сложномодулированный характер. Одна из составляющих сигнала всех радиотелефонов - низкочастотная (например, у системы GSM/DCS-1800 она равна 2 Гц). Но именно низкие (1-15 Гц) частоты соответствуют ритмам мозга человека, которые по интенсивности превышают другие ритмы электрической активности здорового человека. Доказано, что модулированные ЭМП могут избирательно подавлять или усиливать эти биоритмы.

Сложный режим модуляции электромагнитных волн сотового телефона заставляет вспомнить об аллергиках: часть из них страдает исключительно высокой восприимчивостью к элект-ромагнитным полям в определенных режимах модуляции уже при низкой дозе излучения (1-4 мкВт/см2). Это следует учитывать при намерении использовать сотовый телефон. Важно и такое предупреждение: особому риску подвергаются люди, разговаривающие по сотовому телефону внутри автомашины. Если антенна аппарата находится внутри металлического корпуса автомобиля, то он служит резонатором и многократно усиливает дозу поглощенного излучения.

Видимо, никакие предостережения не смогут остановить стре-мительный рост числа абонентов сотовой связи. Именно поэтому специалисты во всем мире видят свою задачу в выработке четких рекомендаций для создания нового поколения техники, работающей в так называемом щадящем режиме воздействия.

Между тем, радиотелефоны - лишь малая часть системы сотовой связи. Основу ее образуют стационарные радиопередатчики - так называемые базовые станции (ВС). Чем больше ВС в системе, тем надежнее и устойчивее связь. В частности, в московском регионе уже более 500 ВС.

Может ли такая концентрация излучателей представлять опасность для населения?

Согласно рекомендациям Центра электромагнитной безопасности при Институте биофизики РАН (генеральный директор центра, доктор медицинских наук, профессор Юрий Григорьев), жителям дома, на котором установлена ВС, ничего не угрожает. Антенны сотовой излучают в узком секторе, направленном в сторону от дома. Неоднократные замеры, которые проводились в ходе изучения электромагнитной обстановки в г. Москве и Московской области, показывают, что независимо от принадлежности передатчика и режима его работы, даже на последнем этаже дома в непосредственной близости от излучателя, уровень электромагнитного поля не превышает фонового. Определенную дозу можно получить, если только влезть на крышу и встать прямо на пути сигнала. Этого делать не следует.

Что касается соседних домов, то в них напряженность поля действительно несколько выше фонового. Однако она не превы-шает 0,1-0,5 доли от предельно допустимого уровня (ПДУ). Так что жителям соседних домов тоже опасаться нечего. Тем более российские нормы электромагнитной безопасности - самые жесткие в мире.

Для сравнения: в США ПДУ составляет в зависимости от частоты излучения от 300 до 1000 мкВт/см2, в то же время у нас - всего 10 мкВт/см2.

Если читатель хочет точно знать, разрешена ли эксплуатация конкретного сотового передатчика, то следует обратиться в городской (республиканский) центр санитарно-эпидемиоло-гического надзора. Там же вы можете ознакомиться с результатами контрольных замеров электромагнитного поля в ваших домах.

4.8.    Влияние излучения телевизионных башен

Специалисты Центра электромагнитной безопасности провели замеры уровня электромагнитного излучения в квартирах домов, расположенных вблизи Останкинской телебашни. Во многих обследованных помещениях обнаружено превышение предельно допустимого уровня (ПДУ) в полтора-два раза.

Документ под названием "Санитарные правила и нормы защиты населения от электромагнитных полей радиопередающих объектов" устанавливает для населения предельно допустимый уровень ЭМИ в диапазоне 30-300 МГц следующим образом: напряженность переменного электрического поля, создаваемого радиотехническими объектами, не должна превышать 2 В/м для жилых зданий любого вида, детских, общеобразовательных учреждений и других помещений, предназначенных для круглосуточного пребывания людей. Специалисты рекомендуют, что уровень ЭМИ в жилых помещениях вблизи телебашен необходимо снижать не до ПДУ (2 В/м), а до значений, соответствующих среднестатистическому уровню фона - менее 0,1 В/м. Этот "жесткий" подход связан с тем, что на развитие патологических реакций конкретного организма существенно влияет величина поглощенной энергии ЭМИ, режим модуляции, длительность его воздействия и такие параметры, как возраст и образ жизни.

Поэтому говорить о безопасном уровне очень сложно. У разных людей он различен. Кроме того, важным фактом является возможность накопления биологического эффекта ЭМИ в условиях длительного воздействия (т. е. эффект кумуляции). Как результат этого процесса существует вероятность такой отдаленной патологии, как функциональные расстройства нервной системы, изменение гормонального статуса и как следствие - развитие опухолевого процесса. Особенно чувствительны к воздействию ЭМИ дети и эмбрионы, развивающиеся в утробе матери. Все это приводит к необходимости минимизировать контакт человека с ЭМИ, а в ряде случаев полностью исключить эту дополнительную нагрузку на человеческий организм.

Россия является первой страной, где были начаты исследования воздействия ЭМИ на нервную систему. В 1966 году в монографии профессора Ю.А. Холодова "Влияние электромагнитных и магнитных полей на центральную нервную систему" описывалось прямое воздействие излучения на мозг, изменение функции гематоэнцефалического барьера, влияние на мембраны нейронов, на память, условно-рефлекторную деятельность, описаны психофизиологические реакции человека, синдром хронической депрессии. Сегодня можно считать установленным фактом, что воздействие ЭМП даже низкой интенсивности вызывает склонность к развитию стрессорных реакций, нарушению памяти.