Влияние шума, электромагнитного излучения и радиации на организм человека

Однако наблюдения за людьми, которые регулярно пользовались электродрелями, показали неблагоприятное для здоровья действие низкочастотных электромагнитных полей частотой 50 — 60 Гц: ночью у большинства испытуемых повышался в крови уровень мелатонина — гормона шишковидной железы, или эпифиза. Эпифиз выполняет роль основного “ритмоводителя” функций организма: чувствительные клетки сетчатки, воспринимающие свет, передают информацию о его интенсивности и качестве по нервным путям в эпифиз, специфические клетки которого чутко реагируют на свет и обеспечивают регуляцию синтеза мелатонина (свет “угнетает” синтез мелатонина, поэтому ночью его содержание в крови самое высокое, а утром и днём — минимальное). Нарушение этого ритма (например, вследствие систематического искусственного освещения человека ночью) может повлечь за собой серьёзные заболевания, в частности, образование опухоли. Особенный вред избыточная освещённость приобретает тогда, когда на организм действуют какие-либо канцерогенные факторы, например химические или радиационные. На человека, работающего за видеотерминалом компьютера, оказывают влияние не только разнообразные электромагнитные поля (в том числе изменяющиеся с частотой 50 — 60 Гц), но и интенсивный свет, который действует на глаза, а значит, и на эпифиз (на рисунке частоты, “угнетающие” функцию эпифиза, показаны штриховкой). Поэтому операторам видеотерминалов желательно проводить за ними не более половины рабочего времени, воздерживаться от работы в вечернее, тем более в ночные, часы. Ещё более строгие ограничения пользования необходимы для детей и подростков, поскольку они более чувствительны к воздействию электромагнитных волн. Пока соответствующие исследования не внесут полную ясность в этот вопрос, следует придерживаться рекомендаций американских специалистов: располагаться от дисплея на расстоянии вытянутой руки и 1,2 м от боковых и задних стенок других видеомониторов, но самое главное — обязательно оснащать видеотерминалы защитными фильтрами, причём не дешёвыми, которые лишь уменьшают мерцание экрана и рассеяние света, а теми, которые ослабляют электромагнитные поля и фоновое свечение экрана (фильтрами с плёночным или специальным оптическим покрытием). Конечно, исследования возможных вредных влияний видеотерминалов, и их электрических и магнитных полей на организм находятся только в начальной стадии (ведь даже не ясно, где вообще проходит грань между физическими характеристиками электрических и магнитных полей, дающих лечебный эффект, и полей, оказывающих вредное воздействие). Однако, учитывая, что без компьютеров уже трудно представить себе современный мир и, тем более, завтрашний, важно не бояться пользоваться ими (как это обычно происходит со многими техническими новшествами) и точно знать, при каких условиях их эксплуатация безопасна. Но для этого необходимы дальнейшие исследования и совершенствования конструкций видеотерминалов с целью уменьшения и нейтрализации их возможных неблагоприятных воздействий на человека. Как выявили исследования, самым действенным способом защиты от вышеперечисленных проблем остаются защитные экраны - ведь, например, защитные экраны "Русский Щит" снижают уровень:ультрафиолетового излучения – на 100%электромагнитного поля – на 99,4%электростатического поля – на 99,1% Изменения электрического переменного и электростатического полей компьютера при использовании защитных экранов хорошо видны на рисунке: [pic]Радиотелефон – исключительно удобное средство связи, стремительно завоевывающее „ жизненное пространство“ . К 2000 г., по прогнозам специалистов, число людей (абонентов сети), пользующихся им в России, превысит 1 млн., а к 2010 г. – 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 учёных практически нет дискуссии о том, влияет или нет сотовый телефон на состояние людей. Накопленные знания о влиянии электромагнитного поля (ЭМП) на организм человека позволяют однозначно говорить, что электромагнитное излучение радиотелефона, как и любого другого источника ЭМП, оказывает влияние на физиологическое состояние и здоровье человека, находящегося с ним в контакте. В связи с этим исследователи многих стран активно работают в последние годы над определением чётких критериев опасности и разработкой рекомендаций для создания нового поколения техники, работающей в так называемом режиме воздействия, чтобы снизить до минимума вредное влияние ЭМП. Область облучения во время работы радиотелефона – прежде всего головной мозг и периферические рецепторы вестибулярного, зрительного анализаторов. При использовании сотовых телефонов с несущей частотой 450-900 МГц длина волны излучения незначительно превышает линейные размеры головы человека. В этом случае излучение поглощается неравномерно и могут образоваться так называемые горячие точки, особенно в центре головы. Расчёты поглощённой энергии электромагнитного поля в мозге человека показывают, что при использовании радиотелефона 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 изменению биоэлектрической активности различных структур мозга и расстройствам его функций (например, состояния кратковременной и долговременной памяти). Излучение сотового телефона носит сложномодулированный характер. Одна из составляющих сигнала всех телефонов – 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 электромагнитным полям в определённых режимах модуляции уже при низкой дозе излучения (1-4 мкВт/см2). Это следует учитывать при намерении использовать сотовые телефоны. Важно и также предупреждение: особому риску подвергаются люди, разговаривающие по радиотелефону внутри автомашины. Если антенна аппарата находится внутри металлического корпуса автомобиля, то он служит резонатором и многократно усиливает дозу поглощённого излучения. Естественно, что все эти научно обоснованные опасения не могут служить достаточным основанием для безоговорочного вывода о вредности мобильных телефонов; они должны стимулировать дальнейшие серьёзные исследования в этой области и модернизацию, усовершенствование радиотелефонных аппаратов (в частности, снижения их мощности излучения до 20 мВт по сравнению с 100- 600 мВт сегодня), а также обеспечивать пользователей подробной информацией о правильном применении этого удобного переговорного устройства. Электромагнитный прибор “Каскад”. Может ли электромагнитное поле быть полезным? Положительный ответ на данный вопрос - изучив принцип действия электромагнитного прибора “Каскад”. Этот медицинский прибор, разработанный специалистами МГТУ им. Н. Э. Баумана совместно с медиками, лечит самые разные заболевания, связанные с нарушением кровотока (варикозные болезни, тромбофлебит, сложные травмы, некоторые раны, язвы и др.) Принцип его действия таков: больную руку (или любую часть тела) помещают внутрь индуктора и она становится как бы сердечником-проводником, находящимся в переменном электромагнитном поле. В руке возникает электрический ток, а сила тока в ней регулируется изменением силы тока в индукторе согласно предварительным расчётам (в соответствии с диагнозом, особенностями организма больного и т. д.). Конструкция прибора обеспечивает проникновение электромагнитного поля на всю глубину руки, а не только вблизи её поверхности, как это делают другие физиотерапевтические средства. При этом пациент испытывает лишь приятное тепло. В результате в тканях восстанавливаются электрофизиологические процессы. И если, к примеру, рука находится в гипсе, организм ведёт себя так, будто она действует нормально. Прибор создаёт условия, при которых организм самостоятельно борется с недугом, тренируя его и увеличивая его защитный потенциал. Такое лечение безвредно для пациента, и осложнения от применения прибора “Каскад” отсутствуют. Прибор прошёл испытания в клиниках; полученные при этом результаты уникальны: с его помощью вылечиваются, например, особо сложные и тяжёлые поражения опорно-двигательной системы, причём некоторые из них впервые в мировой практике без хирургического вмешательства. Сейчас “Каскад” изготовляется серийно.

Влияние радиации на человека

Радиация по самой своей природе вредна для жизни. Малые дозы облучения могут "запустить" не до конца еще установленную цепь событий, приводящую к раку или к генетическим повреждениям. При больших дозах радиация может разрушать клетки, повреждать ткани органов и явиться причиной скорой гибели организма. Повреждения, вызываемые большими дозами облучения, обыкновенно проявляются в течение нескольких часов или дней. Раковые заболевания, однако, проявляются спустя много лет после облучения - как правило, не ранее чем через одно-два десятилетия. А врожденные пороки развития и другие наследственные болезни, вызываемые повреждением генетического аппарата, по определению проявляются лишь в следующем или последующих поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки индивидуума, подвергшегося облучению. Красный костный мозг и другие элементы кроветворной системы наиболее уязвимы при облучении и теряют способность нормально функционировать; уже при дозах облучения 0,5-1 Гр. К счастью, они обладают также замечательной способностью к регенерации, и если доза облучения не настолько велика, чтобы вызвать повреждения всех клеток, кроветворная система может полностью восстановить свои функции. Если же облучению подверглось не все тело, а какая-то его часть, то уцелевших клеток мозга бывает достаточно для полного возмещения поврежденных клеток. Репродуктивные органы и глаза также отличаются повышенной чувствительностью к облучению. Однократное облучение семенников при дозе всего лишь в 0,1 Гр приводит к временной стерильности мужчин, а дозы свыше двух грэев могут привести к постоянной стерильности: лишь через много лет семенники смогут вновь продуцировать полноценную сперму. сказываются на способности к деторождению. Наиболее уязвимой для радиации частью глаза является хрусталик. Погибшие клетки становятся непрозрачными, а разрастание помутневших участков приводит сначала к катаракте, а затем и к полной слепоте. Чем больше доза, тем больше потеря зрения. Помутневшие участки могут образоваться при дозах облучения 2 Гр и менее. Более тяжелая форма поражения глаза - прогрессирующая катаракта - наблюдается при дозах около 5 Гр. Показано, что даже связанное с рядом работ профессиональное облучение вредно для глаз; дозы от 0,5 до 2 Гр, полученные в течение 10-20 лет, приводят к увеличению плотности и помутнению хрусталика. Дети также крайне чувствительны к действию радиации. Относительно небольшие дозы при облучении хрящевой ткани могут замедлить или вовсе остановить у них рост костей, что приводит к аномалиям развития скелета. Чем меньше возраст ребенка, тем сильнее подавляется рост костей. Суммарной дозы порядка 10 Гр, полученной в течение нескольких недель при ежедневном облучении, бывает достаточно, чтобы вызвать некоторые аномалии развития скелета. Крайне чувствителен к действию радиации и мозг плода, особенно если мать подвергается облучению между восьмой и пятнадцатой неделями беременности. В этот период у плода формируется кора головного мозга, и существует большой риск того, что в результате облучения матери (например, рентгеновскими лучами) родится умственно отсталый ребенок. Облучение в терапевтических дозах, однако, применяют обыкновенно для лечения рака, когда человек смертельно болен.

Рак – наиболее серьезное из всех последствий облучения человека при малых дозах, по крайней мере непосредственно для тех людей, которые подверглись облучению. В самом деле, обширные обследования, охватившие около 100 000 человек, переживших атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945 году, показали, что пока рак является единственной причиной повышенной смертности в этой группе населения Генетические последствия облучения. Изучение генетических последствий облучения связано с еще большими трудностями, чем в случае рака. Во-первых, очень мало известно о том, какие повреждения возникают в генетическом аппарате человека при облучении; во-вторых, полное выявление всех наследственных дефектов происходит лишь на протяжении многих поколений; и, в-третьих, как и в случае рака, эти дефекты невозможно отличить от тех, которые возникли совсем по другим причинам. Хотя наследственные дефекты и так встречаются достаточно часто, всякое дополнительное облучение может еще более увеличить частоту их появления. Около 10% всех живых новорожденных имеют те или иные генетические дефекты.

Радиация в Биосфере

С давних времен человек  совершенствовал себя, как физически, так и умственно, постоянно создавая и совершенствуя орудия труда. Постоянная нехватка энергии заставляла человека искать и находить новые источники, внедрять их не заботясь о будущем. Таких примеров множество: паровой двигатель побудил человека к созданию огромных фабрик, что за собой повлекло мгновенное ухудшение экологи в городах. Другим примером служит создание каскадов гидроэлектостаний, затопивших огромные территории и изменившие до неузнаваемости экосистемы отдельных районов. В порыве за открытиями в конце XIX в. двумя учеными: Пьером Кюри и Марией Сладковской-Кюри было открыто явление радиоактивности. Именно это достижение поставило существование всей планеты под угрозу. За 100 с лишним лет человек наделал столько глупостей, сколько не делал за все свое существование. Давно уже прошла Холодная война, мы уже пережили Чернобыль и многие засекреченные аварии на полигонах, однако проблема радиационной угрозы никуда не ушла и посей день служит главой угрозой биосфере.

Пути попадания и воздействие на организмы радиации.

В результате воздействия  ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить  сложные физические, химические и  биохимические процессы.

При попадании радиоактивных  веществ внутрь организма поражающее действиеоказываютвосновномальфа-источники,азатеми  бетта-источники, т.е. в обратной наружному  облучению последовательности. Альфа-частицы, имеющие небольшую плотность  ионизации, разрушают слизистую оболочку, которая является слабой защитой внутренних органов по сравнению с наружным кожным покровом.

Существует три пути поступления  радиоактивных веществ в организм: при вдыхание воздуха, загрязненного  радиоактивными веществами, через зараженную пищу или воду, через кожу, а также при заражении открытых ран. Наиболее опасен первый путь, поскольку:

• объем легочной вентиляции очень большой
• значения коэффициента усвоения в легких более высоки.

Пылевые частицы, на которых  сорбированы радиоактивные изотопы, при вдыхании воздуха через верхние дыхательные пути частично оседают в полости рта и носоглотке. Отсюда пыль поступает в пищеварительный тракт. Остальные частицы поступают в легкие. Степень задержки аэрозолей в легких зависит от дисперсионности. В легких задерживается около 20% всех частиц; при уменьшении размеров аэрозолей величина задержки увеличивается до 70%.

При всасывании радиоактивных  веществ из желудочно-кишечного  тракта имеет значение коэффициент  резорбции, характеризующий долю вещества, попадающего из желудочно-кишечного тракта в кровь. В зависимости от природы изотопа коэффициент изменяется в широких пределах: от сотых долей процента (для циркония, ниобия), до нескольких десятков процентов (водород, щелочно-земельные элементы). Резорбция через неповрежденную кожу в 200-300 раз меньше, чем через желудочно-кишечный тракт, и, как правило, не играет существенной роли.

При попадании радиоактивных  веществ в организм любым путем  они уже через несколько минут  обнаруживаются в крови. Если поступление радиоактивных веществ было однократным, то концентрация их в крови вначале возрастает до максимума, а затем в течение 15-20 суток снижается.

Концентрации в крови  долгоживущих изотопов в дальнейшем могут удерживаться практически  на одном уровне в течение длительного времени вследствие обратного вымывания отложившихся веществ.

Воздействие ионизирующего  излучения на ткани организма  Заряженные частицы. Проникающие в  ткани организма альфа- и бета-частицы  теряют энергию вследствие электрических  взаимодействий с электронами тех атомов, близ которых они проходят (Гамма-излучение и рентгеновские лучи передают свою энергию веществу несколькими способами, которые, в конечном счете, также приводят к электрическим взаимодействиям.) Электрические взаимодействия. За время порядка десяти триллионных секунды после того, как проникающее излучение достигнет соответствующего атома в ткани организма, от этого атома отрывается электрон. Последний заряжен отрицательно, поэтому остальная часть исходного нейтрального атома становится положительно заряженной. Этот процесс называется ионизацией. Оторвавшийся электрон может далее ионизировать другие атомы. Физико-химические изменения. И свободный электрон, и ионизированный атом обычно не могут долго пребывать в таком состоянии и в течение следующих десяти миллиардных долей секунды участвуют в сложной цепи реакций, в результате которых образуются новые молекулы, включая и такие чрезвычайно реакционноспособные, как "свободные радикалы". Химические изменения. В течение следующих миллионных долей секунды образовавшиеся свободные радикалы реагируют как друг с другом, так и с другими молекулами и через цепочку реакций, еще не изученных до конца, могут вызвать химическую модификацию важных в биологическом отношении молекул, необходимых для нормального функционирования клетки. Биологические эффекты. Биохимические изменения могут произойти как через несколько секунд, так и через десятилетия после облучения и явиться причиной немедленной гибели клеток, или такие изменения в них могут привести к раку.

Конечный эффект облучения является результатом не только первичного повреждения клеток, но и последующих процессов восстановления. Предполагается, что значительная часть первичных повреждений в клетке возникает в виде так называемых потенциальных повреждений, которые могут реализовываться в случае отсутствия восстановительных процессов. Реализация этих процессов способствуют процессы биосинтеза белков и нуклеиновых кислот. Пока реализация потенциальных повреждений непроизошла,клеткаможетвних "восстановиться". Это, как предполагается, связано с ферментативными реакциями и обусловлено энергетическим обменом. Считается, что в основе этого явления лежит деятельность систем, которые в обычных условиях регулируют интенсивность естественного мутационного процесса.

Мутагенное воздействие  ионизирующего излучения впервые  установили русские ученые Р.А. Надсон и Р.С. Филиппов в 1925 году в опытах на дрожжах. В 1927 году это открытие было подтверждено Р.Меллером на классическом генетическом объекте - дрозофиле.

Ионизирующие излучения  способны вызывать все виды наследственных перемен. Спектр мутаций, индуцированных облучением, не отличается от спектра  спонтанных мутаций.

Последние исследования Киевского  Института нейрохирургии показали, что радиация даже в малых количествах, при дозах в десятки бэр, сильнейшим образом воздействует на нервные клетки - нейроны. Но нейроны гибнут не от прямого воздействия радиации. Как выяснилось, в результате воздействия радиации у большинства ликвидаторов ЧАЭС наблюдается "послерадиоционная энцефлопатия". Общие нарушения в организме под действием радиации приводит к изменению обмена веществ, которые влекут за собой патологические изменения головного мозга.

Источники радиации.

Основную часть облучения  население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении, или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним. Облучению от естественных источников радиации подвергается любое существо Земли, однако, одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит, в частности, от того, где они обитают.