Безопасность жизнедеятельности \ Безопасность жизнедеятельности

Ионизирующие и электромагнитные излучения и их воздействие на организм человека, страница 9

На рисунке 2.3 приведен график зависимости глубины проникновения  от частоты  для тканей с высоким и низким содержанием воды, рассчитанной по формуле (2.7) и данным рис.2.2. Из графика следует, что с увеличением частоты падающей волны глубина проникновения ЭМИ в ткани экспоненциально снижается. Если для ЭМИ промышленной частоты (50 Гц) глубина проникно-вения составляет более 100 м, то микроволны с частотой 2,45 ГГц (микроволновая печь) могут проникать в мышечную ткань на глубину около 2 см, а СВЧ излучение с частотой выше 10 ГГц (радиорелейная связь) только на несколько миллиметров, т.е. поглощается в основном кожей человека. Таким образом, для ЭМИ промышленной частоты тело человека является диэлектриком, а для частот порядка 108 Гц и выше (например, сотовая связь) хорошим проводником.

Рисунок 2.3 Глубина проникновения ЭМИ для тканей с высоким и низким содержанием воды [10]. Цифрами обозначены частоты: 1) промышленная; 2) беспроводная клавиатура компьютера; 3) – 5) мобильные телефоны стандартов CDMA-450; GSM-900; GSM-1800; 6) микроволновая печь; 7) радиорелейная связь.

2.4  Биоэлектрическая активность тканей

Любой живой организм является источником электромагнитных полей в широком диапазоне волн. Во многих случаях механизмы генерации биопотенциалов неизвестны. В то же время, знание характерных частот необходимо, чтобы исключить резонансное воздействие ЭМИ, или наоборот, более эффективно их использовать для решения прикладных задач в биологии и медицине [10]. Известные на сегодняшний день и зарегистрированные различными методами, данные о  биоэлектрической активности тканей и органов приведены в табл. 2.1. Работа по обнаружению и дифференциации специфических излучений отдельных органов, клеток, молекулярных кластеров и отдельных биомолекул продолжается.

Таблица 2.1. Собственные ЭМИ человека (по материалам [4, 10])

Частота (Гц)

Характеристика излучения

Биоэлектрические потенциалы мозга

0.5-3

Дельта-ритм, амплитуда ─ 500-1000 мкВ. Проявляется в глубоком сне, у детей до 10 лет и во время бодрствования

3-7

Тета-ритм, амплитуда ─ 140-250 мкВ. Связан с эмоциями, усиливается при их возникновении

8-13

Альфа-ритм, амплитуда ─ 0-120 мкВ. Амплитуда зависит от внешних раздражений (болевых, звуковых, тактильных и др.). Основной ритм взрослого человека

14-40

Бета-ритм, амплитуда ─ 5-50 мкВ. Основной ритм взрослого человека

40-100 и выше

Гамма-ритм. Регистрируется при значительном возбуждении, выполнении умственной работы

Электромагнитные излучения (диапазон 10-2-1012)

10-2-104

Регистрируются на расстоянии от 1 мм до 1 м от поверхности тела человека.

104-105

Наблюдается эффект Кирлиан ─ излучение, инициированное внешними ЭМИ видимой и ультрафиолетовой области спектра (электролюминисценция). Эффект наблюдается на живых и мертвых биообъектах.

106-108

Достоверные данные отсутствуют

109-1010

Собственное СВЧ излучение тела человека

1011-1012

Теоретические исследования показывают возможность генерации излучения этого диапазона за счет когерентных переходов в мембранных каналах между энергетическими уровнями, возникающими в электрическом поле мембранного потенциала. Также предполагается генерация электромагнитных волн с частотой 1011 Гц за счет эффекта Джозефсона у клеточных белков.

Инфракрасное излучение (1012-1014)

1012-1014

Любое нагретое тело излучает электромагнитные волны за счет преобразования энергии теплового движения частиц в энергию излучения. Органы и ткани человека, имеющие температуру 28-42 С0, испускают тепловое излучение в инфракрасном диапазоне. Максимум излучения (при Т кожи 30 0С) лежит на длине волны 9.6 мкм.

Излучение в видимой и ультрафиолетовой области спектра

1016-1017

Собственное ультрафиолетовое излучение тканей и клеток лежит в области длин волн 190-340 нм. Его субстратом служат белки, полипептиды и углеводы, и никогда жиры.
Скачать файл