Воздействие электромагнитного и ионизируещего излучения на организм человека

Содержание
Введение
Глава 1. Влияние электромагнитного излучения на организм человека
Глава 2. Влияние ионизирующего излучения на организм человека
Заключение
Список использованной литературы

Воздействие электромагнитного и ионизируещего излучения на организм человека

Механизмы действия электромагнитных полей нетермогенной интенсивности сводятся к выстраиванию суспензированных частиц (в том числе лейкоцитов и эритроцитов) параллельно электрическим силовым линиям, диэлектрическому насыщению в растворах белков и других макромолекул, что приводит к разрыву межмолекулярных связей, резонансному поглощению электромагнитного излучения молекулами белка. При воздействии электромагнитного поля ниже допустимой энергии возникает возбуждение в блуждающем нерве и синапсах.
Биологические эффекты при воздействии токов высокой и сверхвысокой частоты на организм способны кумулировать. При этом возникают функциональные изменения в нервной и сердечно-сосудистой системах, отличающиеся фазностью развития (стимуляция-угнетение).
Существует иное мнение о развитии биологических эффектов в организме при действии высокочастотных электромагнитных полей. Индуцируемое в теле человека электрическое поле направлено вдоль оси тела, магнитное - в плоскости, перпендикулярной оси тела.
Максимальные значения плотности тока в теле человека в условиях производства существенно меньше пороговых значений для раздражения нервных клеток. Поэтому ни нагрев тканей, ни раздражение нервных клеток не могут рассматриваться как биологические эффекты электромагнитных полей с высокой частотой колебаний.
Изменения возбудимости клеток в этих условиях связывают с влиянием высокочастотных токов на ионные процессы: меняются перемещения ионов, условия поляризации и деполяризации мембран нервной клетки и т. д. Микроволны обладают дезадаптирующим действием на организм, а именно нарушают устойчивость к различным неблагоприятным факторам и извращают некоторые защитно-приспособительные реакции8.
Наблюдения и результаты экспериментов последних лет показывают, что ЭМИ космического, земного и околоземного происхождения играют значительную роль в развитии жизни на Земле.
Так, давно известна высокая степень влияния солнечной активности на все виды биологической деятельности организмов: состав крови, лимфы и клеточные протоплазмы, а также на рост эпидемий разных инфекционных заболеваний, скорость размножения рыб, насекомых и некоторых млекопитающих.
С изменением интенсивности геомагнитного поля тесно коррелируют годовой прирост деревьев, урожай зерновых культур, число инфарктов миокарда, психических заболеваний и даже число дорожных несчастных случаев. Установлено, что цикличность этих изменений оказывает регулирующее действие, а резкие аритмические изменения приводят к нарушению процессов жизнедеятельности, особенно заметных в период становления организма и в патологическом состоянии.
Биологическое воздействие электромагнитных излучений обычно связывают с их тепловым и нетепловым воздействием. Основными факторами, влияющими на нагрев и глубину проникновения волн, являются частота и мощность электромагнитного поля, причем в зависимости от частотного диапазона излучения человеческое тело может рассматриваться как проводящая, так и диэлектрическая среда. При нетепловом воздействии следует учитывать и информационные параметры поля (вид модуляции, ее частоту, поляризацию волны).
Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона могут вызывать заболевания нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной систем, изменять показатели крови, обмена веществ. При длительном воздействии СВЧ излучений могут иметь место изменения в крови, помутнение хрусталика, нервно-психологические заболевания, нарушение работы механизмов адаптации организма к изменениям условий внешней среды, а при увеличении энергии излучений – к нагреванию тканей, ожогам. Поэтому параметры электромагнитного поля, достигающие весьма значительных величин по отношению к тем, к которым человек и другие биологические объекты приспособились в течение эволюционного развития, могут обуславливать серьезные функциональные сдвиги, перерастающие в заболевания.
Нетепловое, или специфическое действие электромагнитного поля сводится к тончайшим изменениям в организме, обусловленным сильными и слабыми взаимодействиями электромагнитные излучения с облучаемой средой. К первому типу относятся эффекты насыщения диэлектрика, ориентации поля, которые возникают при мощных источниках излучения. Возможным физическим механизмом слабого взаимодействия нетеплового характера является резонансное поглощение электромагнитной энергии белковыми молекулами, с которыми связывают, в частности, мутагенное действие СВЧ радиоволн.
Наиболее общим эффектом действия электромагнитных излучений малых плотностей энергии (единицы мВт/см2) на организм человека является нарушение работы механизмов адаптации организма к изменениям условий внешней среды (холод, шум, химические реагенты и т.п.).
Новая эра техники создаёт компьютеры, сотовые телефоны и другую технику передающую информацию на тысячи километров за доли секунд и обеспечивает фирмы, предприятия и семьи информацией.
Исследования шведских ученых показали, что пользователи сотовых телефонов (особенно владельцы старых аналоговых моделей) подвергаются риску возникновения новообразований в области мозга.
Опухоль чаще всего появляется на той стороне головы, куда говорящий прикладывает трубку. Именно эта часть подвергается наиболее интенсивному воздействию телефонных микроволн. Такой вывод содержится в исследовании, результаты которого были опубликованы в интерактивном обзоре популярного медицинского журнала MedGenMed.
13 обследованных пациентов, страдавших злокачественными или доброкачественными опухолями мозга (за исключением одного), долгое время подвергались воздействию микроволн, излучаемых телефонами. Причем все они использовали старые аналоговые мобильные аппараты, имеющие более мощный выходной сигнал по сравнению с новыми моделями9.
«По мере дальнейшего распространения сотовых телефонов — а многие старые аппараты с мощным выходным сигналом по-прежнему продолжают находить применение — необходимо проводить крупномасштабные исследования, позволяющие выявить причины и оценить вероятность заболевания», — отметил главный редактор журнала MedGenMed д-р Джордж Лундберг.
В основу отчета «Изучение трудовой деятельности в условиях электромагнитного излучения, влияние медицинских рентгеновских лучей и использования сотовых телефонов на возникновение опухолей мозга» было положено двухлетнее исследование 233 пациентов, имевших новообразования в области мозга. Для проведения анализа в двух регионах Швеции отбирались люди одинакового пола и возраста, проживавшие в одной и той же местности. По результатам анализа выделялись основные факторы риска заболевания раком.
Одной из причин биологического действия современных электронных средств является применение в их производстве микросхем последнего поколения, которые представляют собой высокоплотные, часто многослойные матричные структуры, способные генерировать высокой интенсивности вредное для организма человека тонкополевое излучение. А так как интегральные микросхемы (БИС) представляют собой неправильной формы рисунки, то и генерируют они вредные для организма человека тонкополевые излучения.
Результаты исследований заставили расстаться с иллюзией высокой вредности излучаемого современными малогабаритными электронными средствами электромагнитного поля, в том числе и низкоинтенсивного.
Специальной методикой удалось разделить эффекты тонкополевого и электромагнитного излучения и показать, что основную опасность для организма человека представляет тонкополевое излучение, источником которого является интегральная микросхема.
Было проверено исследование влияния выключенного сотового телефона на структурную динамику воды. Уровень структурной динамики воды оценивался по спектральным параметрам (спектральной дисперсии) флуктуаций интенсивности квазиупругого рассеивания света на флуктуацинном спектрометре (метод Черникова). Результаты показывают резко отрицательное влияние сотового телефона в выключенном состоянии на структурную динамику воды, выражающееся в значительном снижении ее уровня и изменения спектрального состава флуктуаций10.
Исходя из этого, необходимо отметить и то, что негативное влияние тонкополевого излучения генерируется микросхемой постоянно, т. е. как в рабочем состоянии, так и при отсутствии источника питания в устройстве.
Результаты проведенных исследований на биологических объектах достоверно указывают на негативное влияние именно тонкополевых излучений электронных средств, имеющих в своем устройстве современные микросхемы.
Результаты проведенных исследований показывают, что электронные средства, в устройстве которых применяются современные микросхемы, опасны всегда: и в рабочем режиме, и когда выключены.
На сегодняшний день неизвестны какие-либо исследования по отдаленным последствиям воздействия на организм человека сотового телефона или компьютера. Об этом пишет и профессор Ю. Григорьев: «Статистически достоверные данные о развитии возможных отдаленных последствий у пользователей сотовых телефонов в настоящее время отсутствуют». Что касается онкологических заболеваний, то исследования по влиянию электронных средств ведутся давно и во всем мире, но, тем не менее, нет данных о связи воздействия сотового телефона с этой болезнью.
На основании выявленных причин возникновения в организме человека различных заболеваний можно утверждать, что взаимодействие с сотовыми телефонами является дополнительным фактором риска более быстрого развития в организме человека различных заболеваний, в том числе и онкологических. Можно предположить, что тонкополевое излучение от сотового телефона может являться причиной заболевания человека. Для выяснения этой проблемы необходим дополнительный ряд исследований.
Глава 2. Влияние ионизирующего излучения на организм человека
Ионизирующее излучение является одним из видов электромагнитного излучения. Оно обладает энергией, достаточной для того, чтобы выбить один или более электронов из атомов и образовать положительно заряженные ионы, которые в свою очередь могут вступать в реакцию и разрушать ткани живых организмов.
Примерами ионизирующего излучения являются ультрафиолетовые излучения Солнца и аппаратов ультрафиолетового облучения, рентгеновское излучение, нейтронное излучение, возникающее в ходе реакций ядерного деления и ядерного синтеза, а также альфа-, бета- и гамма-излучение, испускаемое радиоактивными изотопами.
Известно, что в природе существуют химические элементы устойчивые и неустойчивые (уран, торий, радий и д.р.). Внутриядерных сил для сохранения прочности ядра у последних недостаточно, и ядра атомов неустойчивого элемента превращаются в ядра атомов другого элемента. Такой процесс самопроизвольных превращений ядер атомов неустойчивых элементов называют радиоактивным распадом или радиоактивностью. Акт распада сопровождается испусканием излучений в виде гамма-лучей, альфа- и бета- частиц и нейтронов.
Радиоактивные излучения характеризуются различной проникающей ионизирующей (повреждающей) способностью.
Альфа-частицы обладают такой малой проникающей способностью, что задерживаются листом обыкновенной бумаги. Их пробег в воздухе равняется 2-9см., в тканях животного организма – долями миллиметров. Эти частицы при наружном воздействии на живой организм не способны проникнуть через слой кожи. Вместе с тем ионизирующая способность этих частиц чрезвычайно велика и опасность их воздействия возрастает при попадании внутрь организма с водой, пищей, вдыхаемым воздухом, через открытую рану11.
Различают следующие основные виды излучения:
α-излучение, представляющее собой поток ядер атомов гелия (заряд одной α -частицы равен 2, массовое число 4);
β-излучение, иначе поток электронов или позитронов, с зарядом одной b-частицы, равным 1, и массой, составляющей 1/1040 массы атома водорода;
γ-излучение (часть которого составляет и рентгеновское излучение) — поток γ-квантов, или фотонов, обладающих различной энергией12.
Своеобразие природы различных видов излучения сказывается в основном на первичном физическом эффекте их взаимодействия со средой.
Особенности первичных реакций создаются различием в проникающей способности тех или иных видов излучения, числом актов ионизации на единицу объема ткани или длины пробега частицы и некоторыми другими факторами (такими как количество энергии, поглощенной единицой массы или объема ткани). Однако конечный результат для всех них принципиально один и тот же — это ионизация и возбуждение атомов облучаемой среды. Вновь образовавшиеся ионы различного знака либо атомы с неустойчивым положением электронов на орбитах являются более химически активными, чем это присуще устойчивым ядерным системам.
В конечном итоге от воздействия ионизирующего излучения вслед за первичным физическим действием в облученной среде возникают интенсивные радиохимические преобразования, представляющие собой вторую фазу процессов, развивающихся при облучении. Следует помнить, что длительность первичных фаз ничтожна (доли секунды), так же как крайне невелика и доля атомов, принимающих участие в этом первоначальном взаимодействии энергии ионизирующего излучения с веществом.
Во втором физико-химическом цикле реакций, развивающихся в подвергшихся облучению тканях, ионизация и возбуждение могут происходить как непосредственно в молекулах живого вещества (прямое действие радиации), так и в молекулах растворителя (в жидкой фазе) с образованием свободных радикалов и промежуточных соединений.
Последние в свою очередь взаимодействуют с белковыми молекулами и другими соединениями, входящими в состав облучаемой ткани (непрямое действие). Длительность существования радикалов в тканях крайне невелика и исчисляется тысячными и миллионными долями секунды даже при образовании промежуточных соединений.
Также огромное значение для процесса образования радикалов в объекте, который подвергается облучению, принадлежит концентрации кислорода в окружающей среде. Значимость насыщения кислородом облучаемого вещества для эффективности различных видов излучений неодинакова, что обусловлено различием плотности возникающей ионизации и в связи с этим иными возможностями рекомбинации образующихся ионов и радикалов.
Была установлена роль в развитии тяжелой патологии крови от воздействия ионизирующего излучения на дисперсность и вязкость коллоидных растворов (система гиалуронидаза — гиалуроновая кислота). Облучение также приводит к изменению оптической плотности и структуры некоторых важнейших соединений (пуриновых и пиримидиновых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот).
Непосредственная денатурация белков сыворотки возникает при более высоких дозах облучения, а при некотором снижении дозы облучения наблюдают лишь изменения в макро- и микроструктуре белковых молекул. Выявляются данные изменения только при помощи специальных методов исследования. Отмечаются также нарушения в процессе окислительного фосфорилирования, что может явиться основой нарушений обмена нуклеиновых кислот при воздействии радиации.
Есть данные о нарушениях от воздействия облучения в обмене углеводов, как то: синтез гликогена, изменение активности ферментов, регулирующих обмен углеводов и о сдвигах в синтезе ненасыщенных и насыщенных жирных кислот в костном мозге, увеличении содержания жиров и липидов в печени.
Обнаружены, особенно при воздействии излучения в больших дозах, изменения в минеральном обмене, лежащие в основе нарушения включения железа в эритроциты. Выявлены отклонения в интенсивности окислительных процессов, активности некоторых ферментативных систем. Хотя данные о всех вышеперечисленных изменениях уже доказаны, до конца весь механизм воздействия ионизирующего излучения не ясен. Однако определенно известно о затрагивании ионизирующим излучением в первую очередь субмикроскопических структур, имеющих огромное значение для жизнедеятельности организма.
В общем, отмечается усложнение действия на организм всех физико-химических процессов. Ионизирующее излучение выступает в роли и повреждающего агента, и своеобразного неспецифического раздражения. Ответные физиологические реакции на облучение протекают в течение значительных промежутков времени и отличаются большим многообразием: от сдвигов, лежащих в границах физиологической вариабельности реактивности, до развитых форм патологических состояний.
Характер и выраженность патологических нарушений физиологических систем и целостного организма во многом определяются дозой излучения (количеством энергии, поглощенной тканями при облучении). Эту энергию измеряют в электрон-вольтах или в эргах. При этом считают, что поглощение 1г вещества энергии в 100 эргов означает, что поглощенная доза облучения составляет величину, равную 1 раду.
Как правило, определить поглощенную дозу ионизированного облучения трудно, поэтому сопоставляют действие на ткань с ионизационным эффектом во внешней среде, отнесенным к определенному объему вещества и отрезку времени. Ионизационный эффект от источников внешнего излучения в воздухе определяют в рентгенах.
При дозе 1 рентген поглощенная энергия в воздухе составляет 87 эрг/г (расчет проводится по количеству энергии, расходуемой на образование одной пары ионов), а поглощенная доза — 0,87 рад. Поглощенная энергия в тканях человеческого тела незначительно (на 4—10 %) отличается от таковой в воздухе.
Помимо рентгена, для определения дозы от внешнего излучения пользуются также аналогичной по смыслу единицей измерения — биологическим эквивалентом рентгена (бэр); 1 р = 1 бэр в случаях, когда доза в рентгенах измерена в условиях, создающих известную однозначность эффекта ионизации и поглощенной энергии, как это имеет место для внешнего γ-излучения.
В связи со своеобразием первичных эффектов в тканях в зависимости от вида излучения, кроме определения количества поглощенной энергии, пользуются понятием «относительная биологическая эффективность» (ОБЭ), а также «фактор качества».
Для a-частиц, ядер отдачи и нейтронов ОБЭ принимается 2—30, для b-излучения она остается равной 1. Исходя из количества радиоактивного изотопа, находящегося в организме, рассчитывают и дозы облучения отдельных органов и тканей.
Доказана большая чувствительность к прямому действию излучения относительно менее зрелых клеточных элементов или систем с высоким уровнем обмена, находящихся в состоянии активного органогенеза и дифференцировки. В целом в организме, особенно при низком уровне доз, происходит нарушение нервно-эндокринной регуляции. Зависимость биологического эффекта от дозы учитывает всю сложность соотношений, а именно пространственное (общее и местное облучение) и временное (мощность и длительность облучения) распределение дозы.
Получить дозу ионизирующего облучения возможно на следующих видах работ
Работа с рентгеновскими и γ-лучами. Проведение диагностических рентгенологических исследований в медицинских учреждениях. Облучение медицинского персонала, исходящее от внешнего рентгеновского излучения трубки, носит неравномерный характер (преимущественно голова, грудь и руки). У части персонала (санитарок, поддерживающих больных детей, врачей-рентгенологов при торакоскопии) преимущественному облучению подвергаются другие участки тела (таз, область живота). Однако облучение большей силы имеет место при некоторых специальных процедурах и при работе на отдельных типах аппаратов (переносной аппаратуре, урографических исследованиях и др.). Превышение предельных уровней возможно при недостаточной защите трубки, неиспользовании средств индивидуальной защиты, увеличении принятых нормативов нагрузки.
При работе на рентгеновских терапевтических установках дозы облучения значительно ниже допустимых, так как γ-излучение проникает в комнату медицинского персонала только при недостаточной ее изоляции.