03Promieniowanie elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości, Promieniowanie elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości


Promieniowanie elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości (niejonizujące)

Wszystkie żywe organizmy od prapoczątków swego rozwoju pozostawały zawsze w naturalnym ziemskim polu magnetycznym i elektrycznym o dość znacznych natężeniach. Człowiek nie odczuwa istnienia tych pól, lecz nie jest wykluczone, że są mu one potrzebne do życia i prawidłowego rozwoju. Szereg organizmów zwierzęcych i roślinnych wykazuje zdolność rozróżniania kierunków geograficznych i ustawiania się wzdłuż lub prostopadle do linii sił pola magnetycznego. Uważa się , że ptaki w swych przelotach na tysiące kilometrów orientują się właśnie wg. pola magnetycznego.

Naturalne środowisko elektromagnetyczne jest skutkiem procesów zachodzących bądź na ziemi

( wyładowania elektryczne w atmosferze ziemskiej), bądź na słońcu ( promieniowanie radiowe słońca) czy w kosmosie. Sztuczne środowisko elektromagnetyczne składa się z pól wytworzonych celowo bądź też jako produkt uboczny stosowania niektórych urządzeń.

Sztuczne źródła promieniowanie elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości wykorzystywane są m.in. w telekomunikacji, radiolokacji, lecznictwie, diagnostyce i wytwarzają pola lokalne o wartościach przewyższających tło naturalne o wiele rzędów wielkości.

Źródłem fal elektromagnetycznych wysokiej częstotliwości (30 kHz-300GHz) są więc stacje radiowe i telewizyjne, systemy radarowe, różne urządzenia techniczne (np.urządzenia do których wkłada się przedmioty przeznaczone do obróbki termicznej tj. piece indukcyjne do hartowania i topienia metali, zgrzewarki do łączenia materiałów plastycznych) diatermie długo i krótkofalowe. Z kolei w codziennym życiu mamy do czynienia z takimi urządzeniami jak: kuchenki mikrofalowe, monitory komputerów, telewizorów, grzejniki indukcyjne, urządzenia alarmowe, telefony komórkowe.

Fale o częstotliwości 300MHz-300GHz (1m-1mm) nazywamy mikrofalami.

Fale o częstotliwości 30kHz-300MHz (10 km -1m) nazywamy falami radiowymi.

W pobliżu źródła promieniowania linie pola sił mają styczność ze źródłem. W pewnej odległości fale odrywają się od źródła i nie mają już z nim łączności. Przestrzeń wokół źródła ograniczoną miejscem odrywania się fal nazywamy strefą indukcji, jej średnica jest porównywalna z długością fali. Poza strefą indukcji rozpoczyna się strefa promieniowania.

Dla oceny narażenia w strefie indukcji określa się natężenie pola elektrycznego w V/m i magnetycznego A/m lub jednostkach strumienia pola magnetycznego w teslach.

Natomiast w strefie promieniowania ze względu na ustalony stosunek natężenia pola elektrycznego do magnetycznego wystarczy wyznaczyć gęstość mocy w W/m2.

Pole elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości łatwo przedostaje się do półprzewodzącego otoczenia jakim jest ciało człowieka i jest przez nie pochłaniane powodując intensywne nagrzewanie się ciała w całej jego objętości. Ten rodzaj oddziaływania nazywamy efektem termicznym i ten typ zmian jest stosunkowo najlepiej poznanym rodzajem oddziaływania fal elektromagnetycznych wysokiej częstotliwości (30 kHz-300GHz).

Najczęściej występującą odpowiedzią org. zwierząt na obciążenie cieplne związane z oddziaływaniem fal elektromagnetycznych wielkiej częstotliwości jest uruchomienie normalnych mechanizmów termoregulacyjnych takich jak zredukowanie produkcji ciepła metabolicznego i rozszerzenie naczyń krwionośnych ( zjawiska te zachodzą już przy tempie pochłaniania właściwego rzędu 0.5-5 W/kg wagi ciała).

Do odwracalnych efektów, będących konsekwencją wzrostu temperatury ciała o 1ºC lub więcej, które są obserwowane u eksponowanych zwierząt należą : między innymi pogorszenie wykonywania wyuczonych zadań czy wzrost poziomu kortykosteroidów w osoczu.

Obserwuje się również odwracalne odpowiedzi układu krwionośnego i odpornościowego ( być może związane ze wzrostem kortykosteroidów). Najbardziej widoczne to obniżenie liczby krążących leukocytów, wzrost liczby neutrofilów i makrofagów oraz obniżenie aktywności typu NK (natural kiler).

Obserwowano również wzrost wytwarzania przeciwciał przez limfocyty B w przebiegu pierwotnej odpowiedzi immunologicznej.

Obciążenie ciepłem związane z ekspozycją na pola elektromagnetyczne wielkiej częstotliwości powoduje zmiany w układzie krążenia takie jak: wzrost częstości akcji serca i pojemności minutowej ( objętość krwi wyrzucana z komory w ciągu 1minuty). Zmiany te jednocześnie wpływają na obniżenie efektu działania niektórych leków np. barbituranów.

W badaniach na ciężarnych samiczkach szczurów, eksponowanych na duże natężenia (>100W/m2) pól elektromagnetycznych wielkiej częstotliwości , powodujących wzrost temp. ciała o więcej niż 1ºC, obserwowano takie niekorzystne zjawiska jak zaburzenia w implantacji i rozwoju zarodka, opóźnienie wzrostu płodu i zaburzenie laktacji u matek i postnatalne zmiany w zachowaniu noworodka. Nieprawidłowości te były tym poważniejsze im wzrost temp. ciała samiczek był większy.

U samców w tych warunkach stwierdzano zmiany degeneracyjne w nabłonku nasiennym i zaburzenia spermatogenezy.

Także w przypadku ludzi istnieje szereg opisów ekspozycji nadmiernych na promieniowanie elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości.

Szczególne zaniepokojenie budzi wpływ pól radiowych na proces kancerogenezy. Dotychczas brak jest niezbitych dowodów, że promieniowanie elektromagnetyczne wywołuje ten efekt, konieczne są dalsze badania nad tym zagadnieniem. W niektórych badaniach stwierdzano wzmożenie działania chemicznego kancerogenu pod wpływem ekspozycji na pola radiowe. Np. długotrwała ekspozycja myszy, którym wcierano chemiczny kancerogen na pola o częstotliwości radiowej prowadziła do progresji guzów sutka i nowotworów skóry.

W badaniach in vitro stwierdzono wzmożenie transformacji komórkowych po ekspozycji na P.R. , w hodowlach do których dodawano wcześniej chemicznego promotora.

Wyniki tego typu badań uzyskiwane w różnych ośrodkach są często niezgodne.

Innym problemem jest oddziaływanie słabych pól radiowych, o natężeniach nie wywołujących efektu termicznego.

Skutki oddziaływania takich pól są słabo poznane. W badaniach in vitro na poziomie komórkowym wykazano , że głównym miejscem oddziaływania słabych pól radiowych jest błona komórkowa ( co jest zrozumiałe ze względu na jej elektryczny charakter). Depolaryzacja błony komórkowej pod wpływem pól elektromagnetycznych i związane z tym zmiany jej przepuszczalności, zmiany w przepływie jonów mogą wpływać na aktywność enzymów i powodować supresję niektórych odpowiedzi immunologicznych.

Jednak z większości badań wykonywanych na zwierzętach wynika , że ekspozycje na pola radiowe nie wywołujące wzrostu temperatury powyżej poziomu fizjologicznego nie są mutagenne nie wywołują zarówno mutacji somatycznych jak i efektów w dziedziczności. Nie znaleziono żadnego efektu w proliferacji komórkowej , szczególnie związanego z promocją nowotworów, który byłby powodowany przez oddziaływanie inne niż termiczne.

Nie jest więc możliwe zaburzenie męskiej płodności , czy rozwoju płodu pod wpływem nawet długotrwałych ekspozycji o poziomach nie powodujących wystarczającego wzrostu temperatury ciała czy gonad.

MIKROFALE

Pod wpływem fal elektromagnetycznych szczególnie z zakresu mikrofalowego może dochodzić do niejednorodnego nagrzewania różnych części ciała ( co jest spowodowane niejednorodnością różnych struktur biologicznych, różnymi właściwościami elektrycznymi tkanek, zawartością w nich wody, stopniem ukrwienia i związaną z tym możliwością odpływu wytwarzanego ciepła)- ten typ zmian jest nazywany specyficznym efektem termicznym i jest szczególnie charakterystyczny przy oddziaływaniu promieniowania zakresu mikrofalowego.

Ten zakres mikrofalowy (od 1mm do kilku cm) okazał się niebezpieczny dla wzroku. Soczewka oka w porównaniu z innymi tkankami ma mniejszą zdolność rozpraszania ciepła, ze względu na słabe ukrwienie , ograniczoną zdolność regeneracji i tendencję do akumulacji

Efektów mniejszych uszkodzeń. Przy dużych natężeniach rzędu 1000 W/m2 dochodzi do zmętnienia soczewki i rogówki. W opisach przypadków po nadmiernych ekspozycjach od uszkodzonych kuchenek mikrofalowych stwierdzano przewlekłe neuropatie (miejscowe uszkodzenie nerwów) i nieprawidłowe, przykre odczuwanie bodźców. Z prawidłowo zaprojektowanej kuchenki ewentualny wyciek mocy jest bardzo niewielki, może wzrastać w miarę jej zużywania, podczas nieprawidłowego użytkowania i powstawania w niej mechanicznych uszkodzeń. Niewielki wyciek mocy może mieć również miejsce poprzez ekran na wzierniku do kuchenki. Przeciętna moc kuchenki MF 1000-2000 W.

Cyfrowa telefonia komórkowa używa dwóch częstotliwości: 860-900 MHz oraz 1800-2200 MHz, moc ok.2W. Elementem promieniującym jest antena i głowa użytkownika jest najbardziej narażoną częścią ciała.

Z różnych badań na zwierzętach nad związkiem między ekspozycją na fale emitowane przez telefony, a rakiem mózgu wynika, że mikrofale o częstotliwościach i mocy charakterystycznych dla telefonów komórkowych nie indukują ani nie przyspieszają wzrostu raka mózgu. Oczywiście należy pamiętać , że wykorzystanie zwierząt (chociaż prostsze od badań epidemiologicznych) dostarczają niepewnych danych jeśli chodzi o zdrowie człowieka. Nawet jeżeli telefony komórkowe nie powodują raka mózgu i tak np. w USA zachoruje 6 na 100 000 użytkowników

Chodzi o to, że ustalenie związku między jakimś czynnikiem, a ryzykiem zachorowania na raka mózgu czy inne nowotwory jest trudne ze względu na długi okres rozwoju tych chorób i obecność różnych czynników maskujących , szczególnie wtedy gdy ryzyko zachorowania nie jest duże.

W obserwacjach pracowników narażonych zawodowo na działanie fal elektromagnetycznych wysokiej częstotliwości oraz mieszających w pobliżu stacji nadawczych stwierdza się stosunkowo częste występowanie takich objawów jak :

W oddziaływaniu pól E.M o częstotliwości niższej niż 100MHz niebezpieczne mogą być również oddziaływania pośrednie. Kiedy w takim polu znajdują się przedmioty metalowe np. samochody lub metalowe ogrodzenie indukuje się w nich ładunek elektryczny. W przypadku kontaktu ciała z takim przedmiotem może nastąpić ich rozładowanie i powstanielokalnych prądów mogących wywołać u człowieka szok elektryczny ( pobudzenie nerwów obwodowych) i poparzenia.

Zastosowania medyczne:

W celu ulżenia bólom stosowane jest nieinwazyjne przekazywanie energii elektromagnetycznej (nagrzewanie ) tkankom ciała za pomocą diatermii krótko i mikrofalowych. Takie zabiegi stosowane sągłównie przy mięśniobólach, zwyrodnieniach stawów , chorobie reumatycznej. Pomiary natężeń pól w pobliżu elektrod czyli aplikatorów diatermii często wykazywały emisję wysokich pól zmiennych i poziomów promieniowania w kierunkach innych niż zamierzonedo celów terapeutycznych. W zwiąku z tym operatorzy diatermii fizykoterapeuci i personel pomocniczy są podczas pracy eksponowani na te pola i promieniowanie rozproszone.

U kobiet obsługujących diatermie (lub zgrzewarki) często występuje skrócenie cyklu menstruacyjnego z wydłużonym czasem krwawienia.

Stwierdzono również podwyższoną częstość poronień, urodzeń wcześniaków i zgonów niemowląt w 1 roku życia.

Ponad 80% dzieci urodzonych przez kobiety wysokoeksponowane to dziewczynki.

U fizykoterapeutów obsługujących diatermie występuje zwiększone ryzyko wystąpienia chorób serca.

Ograniczenie niepożądanej ekspozycji jest możliwe przez odpowiednie ekranowanie urządzeń na etapie ich projektowania i rozsądne planowanie ów terapeutycznych.

Metodą diagnostyczna wykorzystującą pola elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości jest magnetyczny rezonans jądrowy (NMR). Podczas klinicznego obrazowania pacjenci eksponowani są na statyczne pola magnetyczne i radioczęstotliwościowe pola elektromagnetyczne. Personel obsługujący urządzenia jest zwykle eksponowany na słabe pola występujące w otoczeniu urządzenia, u osób obsługujących tomografy NMR nie stwierdza się niekorzystnych zmian w stanie zdrowia związanych z charakterem pracy.

W czasie badania metodą NMR całe ciało znajduje się w obrębie pola magnetycznego i żadnej części ciała nie można osłonić (tak jak w przypadku prom. jonizującego).Metalowe ciało obce np. w głowie może zakłócać obraż , wynik tomografii każdego innego obszaru ciała, nawet bardzo odległego.

Metalowe odłamki, które przypadkowo dostały się do ustroju ( śród , pociski, bardzo drobne odłłamki metali) mogą być bardzo niebezpieczne. Szczególnie odnosi się to do odłamków śródgałkowych. Istnieją doniesienia o wywołaniu trwałej ślepoty po badaniu NMR spowodowaną uszkodzeniem i krwawieniem do ciała szklistego wywołanym przesunięciem odłamka przez pole magnetyczne. Dlatego takie ryzyko dotyczy osób zatrudnionych przy obróbce metali.

Pewne ograniczenia do badania za pomocą NMR dotyczą pacjentów z implantami. W oddziaływaniu pól mag. Z metalowymi wszczepami ( klipsy, chirurgiczne, hemostatyczne,, amalgamaty, dentystyczne) istotne są dwa zjawiska - siła i moment obrotowy przyłożony do mat. Ferromagnetycznych może powodować ich przemieszczenie lub ogrzewanie prze pola radiowe (ponieważ mat. te mają dużą przewodność elektryczną) Obawy te nie występują u osób posiadających wszczepy z mater. nieferromagnetycznych ( masy plastyczne. Tantal, tytan, stal asteniczna)

Zaniepokojenie budzą równieź pacjenci z rozrusznikiem serca. Pole magnetyczne tomografu może spowodować przemieszczenie położenia rozrusznika w tkance. Może wystąpić również interferencja sygnału rozrusznika z sygnałem szybko zmieniających się impulsów fal elektromagnetycznych emitowanych przez urządzenie diagnostyczne.

Przy czym niektóre rozruszniki serca posiadają specjalne filtry, ekrany zabezpieczajace przed takimoddziaływaniem i nie są przeciwskazaniem do badania za pomocą NMR inne zaś nie.

Ekranowanie- celowe (siatki metalowe) lub przypadkowe (ściany domów) działa na zasadzie odbicia lub pochłaniania, prowadzi do zmniejszenia działąnia pola elektromg. na człowieka.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Żywienie, PROMIENIOWANIE ELEKTROMAGNETYCZNE WYSOKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI-farm, PROMIENIOWANIE ELEKTROMAGN
Wpływ promieniowania elektromagnetycznego wysokiej częstotliwości o natężeniach nie termicznych
Wpływ pól elektromagnetycznych wysokich częstotliwości na ludzi Tomasz Bieńkowski
Oddziaływanie elektromagnetycznych częstotliwości 50Hz na organizmy żywe, PROMIENIOWANIE ELEKTROMAGN
g.POMIARY CZESTOTLIWOSCI, Studia, Podstawy elektroniki
Elektronika gotowe Różne metody pomiaru częstości drgań elektrycznych szczegó
Koncepcja czestotliwosci zespolonej, elektra, elektrotechnika gajusz, elektrotechnika gajusz, Wykład
Magnetyczne mnożniki częstotliwości v5, Elektrotechnika
Napęd elektryczny ?danie układu napędowego z przetwornicą częstotliwości sprawozdanie
Sygnały elektryczne – parametry czasowe i częstotliwościowe
PRĄDY ELEKTROMAGNETYCZNE WIELKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI, opracowania na fizjoterapie
9, Układ elektroniczny wytwarzający sygnał o określonej częstotliwości
Pomiar siły elektromotorycznej i oporu wewnętrznego ogniwa metodą kompensacji, Politechnika Częstoch
Tabela pomiarowa do czestotliwosci, Laboratorium z podstaw elektrotechniki i elektroniki
Sygnały Elektryczne – parametry częstotliwościowe i czasowe, PWR w3, Elektronika i Elektrotechnika,
Sprawko2 - Badanie zjawiska ulotu elektrycznego, Politechnika Poznańska, Elektrotechnika, Technika W
Badanie wytrzymałości powietrza przy napięciu przemiennym i pomiar wysokiego napięcia, Elektrotechni

więcej podobnych podstron