XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ПОЗИТИВНОЕ И НЕГАТИВНОЕ ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Цивилизация так облегчает жизнь, что скоро жизнь станет не выносимой
Александр Кумор
Введение
Развитие технического прогресса, создание все новых и новых приборов и устройств, так облегчающих повседневную жизнь, дающих неоспоримые преимущества во всех сферах трудовой деятельности, несут человечеству комфорт и процветание - с одной стороны. С другой - оказывают крайне негативное влияние на состояние здоровья и, что не мало важно, жизнеспособность человека.
Проблема электромагнитного излучения на сегодняшний день является одной из наиболее серьезных угроз для всех живых организмов на Земле. И это не пустые слова. В 2000 году ученые цивилизованных стран вынуждены были признать, что угроза электромагнитного загрязнения существует, и убедили правительственные организации принять жесткие законы, призванные регулировать уровень ЭМИ. Но, несмотря на это, количество и мощность источников излучения постоянно увеличивается. Поэтому в 2010 году электромагнитное излучение объявили не менее опасным фактором в глобальных масштабах, чем загрязнение воздуха, воды и много другого.
Актуальность исследовательской работы обусловлена тем, что с развитием цивилизации, существующие естественные поля дополнились различными полями и излучениями антропогенного происхождения, и они играют важную роль для всего живого на Земле. Человек при помощи радиотехнических и радиоэлектронных приборов создал невидимую электромагнитную паутину, в которой мы все находимся. Особенно сильно она разрослась в последние годы. В своей работе я хочу показать то, что использование новейших достижений науки и техники в повседневной жизни несёт как свои несомненные плюсы, так и определённые минусы.
Целью этого исследования является изучение проблемы влияния электромагнитного излучения бытовых приборов, сотовых телефонов и различного оборудования на здоровье человека.
В связи с этим задача работы – изучить литературу о влиянии электромагнитного излучения на организм человека, выявить механизм влияния электромагнитного излучения, предостеречь людей об опасности электромагнитного излучения и выработать конкретные предложения по её уменьшению.
1. История возникновения электромагнитного излучения
Одно из ключевых понятий физики — электромагнитные волны. Человек не может их увидеть, но активно использует. Радио и радары, рентгены и лазеры — все это работает благодаря существованию электромагнитного поля.
Теорию электромагнитного поля в середине XIX века, в 1862 году, разработал Джеймс Максвелл. Он дал теоретическое определение электромагнитным волнам и излучению. Талантливый физик предсказал возможность существования электромагнитных волн как способа, с помощью которого электромагнитное поле распространяется в пространстве и во времени. Источником этого явления ученый назвал электрические заряды, которые движутся с ускорением. Его теорию продолжили исследовать на практике такие ученые, как: Дэвид Эдвард Хьюз. В 1879 году продемонстрировал эффект распространения электромагнитных волн в воздухе. Генрих Герц. В серии экспериментов 1886–1889 гг. показал генерацию и прием электромагнитных волн. Опыты Герца сыграли решающую роль для доказательства и признания электромагнитной теории Максвелла. Русский изобретатель радио Александр Степанович Попов. В своей первой радиограмме в 1896 году передал два слова: «Генрих Герц». А за год до этого, пользуясь небольшими вибраторами, он получил электромагнитные волны длиной около 2–6 мм. С тех пор электромагнитное излучение определяют как одноименные волны, которые приводят в возбуждение различные объекты излучения.
Электромагнитным излучением называют дивергенцию электрического и магнитного полей. Распространение электромагнитного поля происходит с помощью электромагнитных волн, которые в свою очередь излучают частицы заряда, молекулы, атомы и другие составляющие. Вред электромагнитного излучения официально доказан и подтвержден соответствующими исследованиями ученых, поэтому по мере возможности нужно ограничивать его влияние на организм человека.
2.Образование и использование электромагнитного излучения
Электромагнитные поля принято делить на естественные, то есть те, что существуют независимо и антропогенные (Приложение 1).
В состав природных факторов входят магнитные и электромагнитные излучения, что генерируются ядром земного шара. К созданным человеком видам излучения относятся волны высокочастотного и ультра-частотного диапазона, а также световые лучи и лазерное излучение. Воздействие на человека электромагнитных полей и излучений как природного, так и антропогенного происхождения имеет тенденцию к негативному влиянию почти на все органы и системы, а также тело в целом.
Как электромагнитное излучение влияет на человека, а так же к каким последствиям оно приводит, известно довольно давно, однако ограничить его применение почти невозможно. Это обусловлено тем фактором, что данный вид излучения лежит в основе деятельности теле и радиосвязи, поскольку именно благодаря электромагнитным импульсам становится возможной визуализация передаваемого изображения от телецентра к каждому телевизору.
Данный вид излучения также широко распространен в работе мобильных телефонов, поскольку соединения между абонентами происходят с помощью электромагнитных импульсов. Воздействие электромагнитных сетей на организм человека также имеет место при использовании компьютерных технологий, подключения к Интернету и многое другое.
Образованное электромагнитное излучение широко используется в современном обществе, поскольку благодаря его генерации мы имеем доступ к радио и телекоммуникациям, мобильной связи, компьютерным технологиям и многому другому.
3. Общие характеристики электромагнитного излучения
Воздействие электромагнитного излучения на организм человека напрямую зависит от особенностей его действия и других существенных характеристик. К основным из них относятся:
Частота
Количество единиц электромагнитных импульсов, что образуется за единицу времени, чем больше частота такого излучения, тем условно больше вредных последствий она вызывает
Длина волны
Физическая величина, что означает периодичность колебания волны, при котором совпадает кратчайшее расстояние между точками в пространстве которых, такая волна будет иметь одну и ту же фазу. То есть, в счет берется наименьшее расстояние между условными точками такого излучения.
Поляризация волн
Величина для условного обозначения напряженности и распространенности магнитного и электрического полей при образовании электромагнитного излучения.
Продолжительность его действия. То есть, время, в течение которого электромагнитное излучение прямо или косвенно будет влиять на человека, оно пропорционально поражениям, которые могут быть вызваны вследствие этого.
От величины и интенсивности образования таких факторов зависит влияние на человека электрических и электромагнитных полей, его пагубное действие на все органы и системы человеческого организма. Важным фактором, который также влияет на степень поражения, является режим излучения. То есть, прерывность или непрерывность контакта между человеком и источниками электромагнитного излучения.
Во внимание также принимается площадь контакта с полем (которое губительно влияет на человека), способность организма к сопротивлению и резистентности. Обстоятельством, на которое стоит обратить внимание при определении такого явления, как электромагнитное излучение, является последствия такого влияния.
4. Влияние электромагнитного излучения на организм человекаК
Физиолог В.Я.Данилевский доказал, что электромагнитное поле, направленное на изолированную мышцу крысы, вызывает её сокращение. Так было положено начало исследованиям, которые продолжают развиваться и в наши дни. В современном мире в связи с разработкой новых технологий, развитием техники, ухудшается внешняя среда обитания человека. С появлением первых радиостанций и развитием телерадиотрaнcляций начались и первые исследования отрицательного воздействия электромагнитных полей на организм человека.В 1958 году были определены первые санитарные нормы для работающих с электромагнитными полями. В 1968 году радиологи разработали первые нормативы для населения, проживающего в поле излучения радио- и телестанций. C момента начала использования радиоволн для беспроводной связи мы настолько к ним привыкли, что не представляем их смертельную опасность для живых организмов.
Влияние ЭМИ на живые организмы изучалось многими, но мы, прежде всего, отметим, что оно способно поражать защитные системы живого организма, и делать его беззащитным перед любыми вредными воздействиями. Результаты исследований здоровья людей, постоянно проживающих в условиях электромагнитного микроволнового «смога», проведённые учёными Военно-медицинской академии Санкт-Петербурга, показали, что постоянное воздействие СВЧ ЭМИ на людей привело к «снижению гуморального иммунитета и факторов неспецифической защиты» [1]. К таким же результатам привели учёных Института Биофизики, г. Пущино Московская область в исследованиях на животных [2].
Влияние электромагнитных полей на тело человека проявляется в ряде негативных последствий для организма в целом, а также отдельных его составляющих.
5. Негативное влияние электромагнитного излучения
Естественный геомагнитный фон, обеспечиваемый Землей и космосом, обеспечивает циркуляцию воздушных масс, мирового океана, нормальную инсоляцию и другие планетарные условия жизни. По сравнению с ним масштабы техногенного мизерны. Но есть нюанс — электромагнитная паутина, произведенная людьми, воздействует направленно непосредственно на своих пользователей. Силовые кабели, линии высокого напряжения, теле и радиооборудование, компьютерная и бытовая техника создают второй фон. Для человека он оказывается агрессивнее природного. Под его влиянием организм находится круглосуточно: на улице, дома, во время работы и сна. А мощность некоторых источников способна нарушать физиологические процессы, особенно при близких или непосредственных контактах.
Врачи и ученые отмечают, что искусственный электромагнитный фон может менять деятельность головного мозга, эндокринной, репродуктивной, сердечно-сосудистой систем, — тех сфер, где все биохимические процессы протекают с высокой скоростью. Воздействие избыточного излучения снижает иммунитет, может увеличивать риск злокачественных опухолей, нарушает выработку гормонов, синтез белка, внутриклеточный обмен, приводит к перегреву тканей, способствует накоплению свободных радикалов и токсинов.
В группу риска, наиболее подверженную влиянию электромагнитных полей входят:
беременные;
пожилые люди;
нервно и физически истощенные;
люди с генетическими и врожденными заболеваниями;
маленькие дети.
Чем больше разнообразных источников излучения находится вблизи или внутри мест проживания и работы, тем агрессивнее их совокупное влияние на здоровье. Коварство искусственных ЭМП в том, что их ущерб для организма не всегда очевиден. Для его изучения требуются иногда годы наблюдений.
6. К каким нарушениям приводит электромагнитное излучение
Под влиянием вредного для организма излучения у людей часто развиваются нарушения со стороны центральной нервной системы. Типичные жертвы ЭМП страдают:
бессонницей;
неврастенией;
депрессивными расстройствами;
повышенной тревожность;
головными болями;
быстрой утомляемостью;
астеническим синдромом.
У тех, чьи дома напичканы электронными и электроприборами, ухудшается память, снижается стрессоустойчивость, часто возникают перепады настроения, апатия или состояния ажитации.
Характерные нарушения со стороны сосудистой системы:
брадикардия или тахикардия;
регулярное учащение пульса;
одышка;
давящие тупые боли в области сердца;
повышенная потливость;
ощущение жара в теле;
скачки артериального давления.
У гипотоников и страдающих гипертензией обострения патологических состояний вблизи источников излучения возникают чаще, чем на «чистой» территории. Иногда отмечается лейкоцитоз и снижение количества эритроцитов в крови.
Из-за снижения функции гипофиза вероятно ухудшение состояния эндокринной системы. Под воздействием ЭМП активнее выделяются адреналин и кортизол, снижается синтез половых гормонов. Установлено, что агрессивное электромагнитное излучение усугубляет инфекционные и воспалительные процессы, угнетает клеточный иммунитет, снижая сопротивляемость различным внешним патогенам.
Есть сведения, что некоторые виды облучения способны проявлять тератогенное свойство. Беременным это грозит преждевременным прерыванием, критичными нарушениями в развитии плода, формированием врожденных уродств или серьезных заболеваний у ребенка. У мужчин плотная работа с электромагнитными оборудованием чревата нарушением сперматогенеза, снижением либидо.
7. Как защититься от вредного излучения
Опасность могут представлять не только мощные телевышки и линии передач. Привычные для большинства электроприборы, кухонная техника, компьютеры, навигаторы, телефоны и другие гаджеты вредны не менее, чем большие промышленные установки. Потоки их лучей имеют четкую направленность, а траектория пересекается с телом человека. При регулярном использовании большого количества техники вред усугубляется. От линий высоковольтных передач и вышек скрыться практически некуда, но и ущерб здоровью от них ниже благодаря рассеянности полей. По сути, все воздушное пространство Земли пронизано сетью лучей, однако влияние многих источников можно снизить. Отвечая на вопрос как защититься от превышения нормы электромагнитного излучения в квартире, стоит отметить, что соблюдение всех условий безопасности и сведения контакта с источниками данного вида негативного воздействия к минимуму, поможет снизить риск наступления последствий. Для этого разработаны правила техники безопасности (Приложение 2).
8. Магнитотирапия
К позитивному влиянию электромагнитного излучения на здоровье человека относят их применение в области медицины.
Об использовании постоянных магнитов в лечебных целях встречаются упоминания в трудах Гиппократа, Парацельса, учёных древнего Китая. В 17 веке способ прикладывания к «Болезненному месту» магнитного железняка стал распространенным и даже упоминался в книгах – лечебниках. Современные учёные, врачи, зоологи, физики - получили научное, экспериментальное и клиническое объяснение биологического действия магнитного поля. Это позволило создать одну из физиотерапевтических методик восстановления здоровья, известная своими обезболивающими, противовоспалительными и дренирующими свойствами. Данная методика получила название магнитотерапия.Она используется для лечения широкого спектра проблем со здоровьем (хроническая боль, мигрень, бессонница и т. д.). Как работает магнитотерапия, остается загадкой. До конца неизвестно, как электромагнитные поля (ЭМП) влияют на функционирование биологических механизмов. Было выдвинуто несколько гипотез, но пока ни одна из них не доказана.
Самая популярная теория заключается в том, что электромагнитные поля стимулируют работу клеток. Другие исследователи утверждают, что они активируют кровообращение, что способствует доставке кислорода и питательных веществ, или что железо в крови действует как проводник магнитной энергии.
Считается, что использование магнитов позволяет улучшить состояние пациентов с различными заболеваниями. Например:
Стимулирует заживление переломов.
Многие исследования сообщают о преимуществах магнитотерапии с точки зрения регенерации. Например, импульсные магниты обычно используются в классической медицине, когда переломы, особенно длинных костей, таких как большеберцовая, медленно заживают или не заживают полностью. Этот метод магнитотерапии безопасен и имеет хорошие показатели эффективности. Доказательства были продемонстрированы исследователями в некоторых статьях, опубликованных в Мексиканском журнале физической медицины и реабилитации в 2002 году[3]. Медики показали, что магнитные поля могут стимулировать рост костей и ускорять их восстановление.
Помогает облегчить симптомы остеоартрита.
В нескольких исследованиях оценивались эффекты магнитотерапии с использованием статических магнитов или устройств, излучающих электромагнитные поля, при лечении остеоартрита, особенно коленного сустава. Эти наблюдения обычно показывают некоторое уменьшение боли и других физических симптомов. Данные исследования были опубликованны в 2008 году в Медицинском журнале Коста-Рики и Центральной Америки [4]. Пациенты утверждали о снижении интенсивности боли и улучшении качества своего сна.
Облегчает некоторые симптомы рассеянного склероза.
Считается, что импульсные электромагнитные поля обладают рядом полезных свойств, для пациентов с таким диагнозом: дают спазмолитический эффект, снижение утомляемости и улучшение контроля над мочевым пузырем, улучшаются когнитивные функции, зрение и качество жизни.
Способствует облегчению мигрени.
В 2007 году обзор научной литературы показал, что использование портативного устройства, генерирующего импульсные электромагнитные поля, может помочь уменьшить продолжительность, интенсивность и частоту мигрени и некоторых типов головных болей. Однако эффективность этого метода следует оценивать с помощью более крупного клинического исследования.
9. Применение электромагнитного излучения при лечении онкологических заболеваний
Электромагнитные излучения различной частоты достаточно широко используются в различных областях биологии и медицины [5- 8]. Сложившееся представление о преимущественно стимулирующем влиянии высокочастотных физических факторов, особенно с тепловым компонентом действия, в определенной степени служило тормозом для использования электромагнитных излучений в терапии опухолей. В последние десятилетия появились сведения о применении в онкологии не только интенсивных, но и малоинтенсивных электромагнитных полей различного диапазона и высокочастотных токов, что повышает интерес к этим физическим факторам не только онкологов, но и врачей других специальностей.
В настоящее время разработаны и применяются в медицине три метода СВЧ-терапии: дециметроволновая терапия (ДМВ-терапия), сантиметроволновая терапия (СМВ-терапия) и миллиметроволновая терапия (ММВ-терапия или КВЧ-терапия).
Особым направлением использования электромагнитного излучения является радиочастотная абляция (РЧА), которая в последние годы заняла лидирующую позицию среди методов локального воздействия при злокачественных новообразованиях.
Как известно, абляция (от лат. ablatio — отнимание, разрушение) — это прямое направленное разрушение ткани, которое достигается различными способами физического или химического воздействия. Из методов абляции сегодня наиболее применяемым является высокочастотная абляция, прежде всего РЧА. Эта технология подразумевает введение специального атравматического электрода в опухоль и воздействие на последнюю током (полем) частотой 450—500 кГц (микроволновый диапазон используется значительно реже). В результате процедуры опухолевая ткань разогревается до высокой температуры (60—90°С), при которой происходят необратимые изменения в клетках: опухолевая масса постепенно некротизируется (коагуляционный некроз).
Метод радиочастотной термодеструкции впервые был применен для абляции опухолей печени. Первые экспериментальные работы были опубликованы в 80-х годах XX века, а уже в середине 90-х годов вышли в свет материалы о результатах предварительных клинических испытаний [9, 10].
Как свидетельствуют приведенные данные, методы высокочастотной электротерапии, исходя из разнообразных механизмов их действия, могут занять определенное место в комплексном лечении онкологических больных. Их можно использовать как в небольших, принятых в физиотерапии, так и высоких дозировках. Первые показали свою эффективность главным образом при подготовке больных к специальному лечению, для борьбы с осложнениями традиционных для онкологии (химиотерапия, хирургическое лечение, лучевая терапия) методов лечения, а также в реабилитации онкологических больных. В высоких дозировках они в виде РЧА и гипертермии применяются значительно шире, прежде всего для повышения эффективности лучевой и химиотерапии, а в ряде случаев и самостоятельно. Однако, думается, что для окончательного выяснения места методов высокочастотной электротерапии в клинической онкологии необходимы широкие, хорошо организованные, доказательные комплексные исследования с длительным сроком наблюдения за больными, получавшими лечение злокачественных опухолей с использованием указанных физических методов.
Заключение.
Дальнейший рост благосостояния народа, развитие электронной техники, несомненно, будет сопровождаться появлением нового, возможно патологического воздействия на организм человека, отрицательно влияющего на морально-нравственную составляющую нашего общества. И дело тут не в технике, а в руках, которые обладают этой техникой и в голове, которая должна умело применять все достижения науки не во вред, а на благо человеку. Как любое физическое явление – электромагнитные волны, используемые человеком разумно, несут ему только пользу и делают его жизнь на планете более комфортной.
Литература
Ovsyannikov V. A. Influence of Electromagnetic radiations on dynamics of number of the children's population in St. Petersburg. Proc. of reports of the IV International conference "Person and Electromagnetic Fields", Sarov 2013, p. 222-233.
Petlenko S. V., et. Al. A condition of humoral immunity and factors of nonspecific protection at the persons living in conditions of influence of a microwave smog. – Topical issues of field medical therapy. Issue 3, P. 128 - 134. Medical consequences of extreme impacts on an organism. SPb. Prod. RVMA, 2000.
S. Cano, G. Diez, H. León, et al. Tratamiento de las fracturas no-unión y en el retardo de la consolidación con aplicación de la magnetoterapia. Rev Mex Med Fis Rehab; 14 (1). 2002.
C. Abadía, A. Mesén. Eficacia de la magnetoterapia en pacientes con osteoartrosis. Rev Med Cos Cen; 65 (582). 2008.
Пономаренко Г. Н. Электромагнитотерапия и светолечение.— СПб., 1995.
6. Пономаренко Г. Н. Улащик В. С. Общая физиотерапия.— СПб., 2011.
7. Пресман А. С. Электромагнитные поля и живая природа.— М, 1968.
8. Самойлов В. О. Медицинская биофизика.— СПб., 2007.
9. Overgaard J., Gonzaler G., Hulchof M., et al. // Lancet.— 1995.— Vol. 345.— P. 540—543.
10. Rossi S., Fornari F., Pathies C. // Tumor.— 1990.— Vol. 76.— P. 54—57.
11. Артюнина Г. П., Ливинская О. А., «Влияние компьютера на здоровье школьника.»/Журнал «Псковский регионологический журнал». Выпуск № 12 / 2011.
12. Скоробогатая И. В. «Гигиеническая оценка электромагнитных излучений» : учебно-методическое пособие / И. В. Скоробогатая, Э. И. Леонович – Минск : БГМУ, 2018. – 39.
Приложение1.
Приложение 2.
Основные правила техники безопасности:
1. Технику последнего поколения использовать предпочтительнее. Морально устаревшие приборы и мониторы излучают сильнее. Вред их мерцающих экранов не нуждается в профессиональных доказательствах. Жидкокристаллические по сравнению с такими почти безопасны для зрения и общего здоровья.
2. Время, проводимое за компьютером и гаджетами, рекомендуется нормировать. Например, выбирать для чтения не электронные, а бумажные книги, сократить просмотр телеканалов, вместо соцсетей и мессенджеров чаще выбираться в гости и на прогулку.
3. Организовать спальное место вдали от всех видов электроприборов. В крайнем случае — отключать кабели на ночь, отодвинуть кровать как можно дальше от телевизора или компьютерного стола. Не стоит класть у изголовья смартфон. Вместо электронного будильника желательно купить обычный механический.
4. Сотовая связь вызывает самое большое количество вопросов относительно здоровья. Отказаться от ее использования практически нереально. Но можно сократить время контактов и стараться держать гаджет подальше от тела. Карманы для мобильного телефона — место неподходящее, особенно поясные или нагрудные. Желательно помещать девайс в специальное отделении сумки или органайзера. Во время разговоров чаще пользоваться гарнитурой hands-free, своевременно заряжать аккумулятор устройства.