Почему ЭМ-излучение вредно для жизни? Каков механизм нанесения вреда?

Владимир К.
  ·
1,9 K
Илья Ширшов  · 1,5K
работаю программистом, по образованию информатик с матмеха и переводчик с...

В целом ЭМ может наносить повреждения разным органам человека и разным образом. Если вы не находитесь долго вблизи промышленных источников ЭМ излучения или неисправных или используемых не по инструкции бытовых (таких как микроволновая печь, например) или большого количества (сверх предполагаемых разумных лимитов) исправных бытовых, источников ионизирующего излучения, лазеров то беспокоиться в общем-то не о чем.

Интересный факт: люди и большинство объектов на земле состоят из молекул. Атомы в молекулах держатся вместе благодаря электромагнитному излучению. Кроме того, когда вы трогаете что-то, то вы чувствуете сопротивление именно через электромагнитное взаимодействие молекул вашей кожи и поверхности объекта. Именно ЭМ излучение позволяет вам не провалиться сквозь кровать когда вы на ней спите. Правда, в таком случае устоявшийся термин ЭМ взаимодействие, но сути это не меняет.

Далее под ЭМ излучением будем понимать именно ЭМ волны и не будет рассматривать электрический ток (постоянный, переменный, высокочастотный, импульсный, молнии и др.), электростатику и т.п., а также постоянное магнитое поле или относительно медленно с т.з. ЭМ излучения меняющееся магнитное поле, такое как в томографах. Хотя формально постоянное магнитное поле можно считать ЭМ излучением и на его напряжённость тоже есть свои нормативы по безопасным уровням. По умолчанию считаем источником опасности лазеры и им подобное и отдельно не упоминаем

Интересный факт: самый простой способ побывать в относительно постоянном магнитном поле наибольшей напряжённости для большинства людей - пройти томограф - сейчас есть томографы, напряжённость ПМП в которых достигает значений больше 5 Тесла.

Пройдёмся по спектру.

Радиоволны СДВ, ДВ, СВ по идее должны огибать человеческое тело и не должны особо взаимодействовать с ним (поправьте, если не прав). Тем не менее на них тоже есть свои нормативы. Примеры источников - радио и телепередатчики.

Радиоволны КВ, УКВ, УВЧ способны наводить внутри человеческого тела т.н. токи Фуко, что при определённых уровнях напряжённости может повлечь за собой различные проблемы. По сути это как если бы вы были подключены к источнику переменного напряжения. Возможна потеря контроля над мышцами, проблемы со стороны ЦНС и другие проблемы. Токи Фуко также будут разогревать внутренности вдоль своего пути. На их напряжённость есть свои нормативы. Примеры источников - радио и телепередатчики, радары. При работе на мощных радарах/станциях слежения персонал инструктируется не попадать в зону активного излучения.

Радиоволны УВЧ, СВЧ, КВЧ также способны наводить токи Фуко, но кроме этого ещё и воздействовать на полярные молекулы человеческого тела. Наиболее широко этот эффект используется в микроволновых печах (СВЧ печах) - излучатель в таких печах (магнетрон) настроен излучать ЭМ излучение, которое попадает в частоту поглощения полярной молекулы воды (молекула воды - диполь), заставляя её колебаться в такт, таким образом повышая её энергию, что в свою очередь повышает внутреннюю энергию молекул воды помещенного в такое излучение тела. Молекулы воды передают часть энергии соседним молекулам. Таким образом повышается внутренняя энергия всех молекул такого тела, а это и есть температура. Не рекомендую, но если случайно поставить в микроволновку что-то металлическое - тарелку с металлическим напылением, например, то можно увидеть проскакивающие по поверхности маленькие молнии, которые образуются благодаря наведённым вихревым токам в проводнике. Тем не менее вы надёжно защищены в случае исправной микроволновки, эксплуатируемой по правилам, металлическим корпусом, который отражает ЭМ излучение, а со стороны дверцы сеткой Фарадея - размер дырочек на металлической сетке микроволновки подобран таким образом, чтобы можно было увидеть внутренности микроволновки, но СВЧ излучение не может сквозь них проникнуть, т.к. длина волны больше диаметра отверстия. Примеры источников - радары, микроволновые печи, вайфай, сотовая связь, радары, терагерцовые рамки безопасности. Есть свои нормативы на мощность излучения. Следует понимать, что не весь диапазон УВЧ и СВЧ воздействует таким образом, как микроволновка. Вайфай работают на частотах 2,4ГГц, 5ГГц; сотовые телефоны на частотах 0,9ГГц, 1,8ГГц, 2,1ГГц, 2,6ГГц; микроволновки на частотах 2,45ГГц или 0,915ГГц. При этом мощность микроволновки начинается от 500Вт, а мощность домашнего вайфай роутера обычно до 0,1Вт, а устройств-клиентов обычно ещё меньше. Мощности GSM телефонов до 2Вт, хотя в тестах на просторе интернета умельцы измерили максимальный выход ЭМ излучения до 0,2Вт. При этом микроволновка излучает относительно постоянно (есть устройства с прерывистым излучением), тогда как вай-фай и сотовые телефоны излучают импульсно, так что скорее всего эффективная мощность и того меньше. Чтобы превысить допустимые параметры вам придётся находиться рядом с десятками активных вай-фай роутеров и/или сотовых телефонов. Даже поездка в метро рядом с кучей людей с телефонами, которые на полной мощности пытаются достучаться до базовых станций не даст нужной плотности ЭМ излучения чтобы достигнуть пределов нормативов. А вот неисправная микроволновка - с нарушенным корпусом - вполне может. Скорее всего вы почувствуете это довольно быстро, но лучше до такого не доводить.

Мы покинули область радиоволн.

ИК - инфракрасное излучение. Практически все тела светятся в ИК спектре - это наиболее характерный спектр для теплового излучения. Да, если нагреть до определённых температур тело начнёт светиться и в видимом спектре. Когда вы кожей чувствуете жар от печки, хотя нагретый воздух до вас не доходит, или тепло от солнца - это ИК излучение нагревает вашу кожу. Опасности ИК излучения - особенно если сильное ИК излучение не сопровождается видимым светом и недостаточно сильно чтобы вызвать беспокойство из-за нагрева кожи - иссушение оболочки глаз - ощущение жжение глаз, "песок в глазах" - это оно. Для достижения такого эффекта вам понадобятся, скорее всего, специальные ИК-лампы. Вроде как их можно найти в продаже, но экспериментировать не советую. Для защиты от такого есть специальные очки. Обычно не приводит к долговременным последствиям. Примеры источников - все тела с температурой выше абсолютного нуля (возможно есть исключения), лампы накаливания и другие лампы, ИК-лампы (в т.ч. диодные), приборы и камеры ночного видения с активной подсветкой, пульты дистанционного управления. Слишком интенсивное ИК излучение начнёт просто подогревать поверхность кожи. Можно получить ожоги.

Интересный факт: большинство камер в том числе видят и в инфракрасном диапазоне. Попробуйте направить на камеру пульт дистанционного управления и понажимать кнопки. На экране, отображающем что видит камера, вы увидите как мигает лампочка в окошке ПДУ. Невооружённому глазу мигание лампочки не видно - люди не видят в ИК диапазоне.

Мы входим в область видимого спектра.

Видимое излучение. Есть нормативы на освещённость на рабочих местах. Слишком слабая освещённость или слишком сильная, равно как и определённые цвета освещения и отсутствие мерцания рекомендованы для рабочих мест, тогда как иные параметры не рекомендуются. Слишком интенсивное видимое излучение вызвает реакцию на сужение зрачка, можно почувствовать боль в глазах, может остаться видимый след на сетчатке, который скорее всего пройдёт через какое-то время. Примеры источников: звёзды, лампы, диодные лампы, нагретые до свечения тела, некоторые ионизированные газы, в т.ч. огонь, люминисцентные материалы, некоторые жидкости при эффекте Черенкова. Если не рассматривать чрезмерно высокие интенсивности излучения, то вред может быть при мерцании (раздражает/возбуждает ЦНС), при искусственном освещении особенно с чувствительной долей синего цвета (сбивает циркадные ритмы).

Мы покидаем область видимого спектра.

Ультрафиолетовое излучение. Некоторые частоты способны вызвать катаракту, некоторые меланому, ожоги. Поэтому врачами рекомендуется отказаться от практики загара, кроме того не рекомендуется смотреть на источники УФ излучения незащищённым глазом, такие как солнце, дуга электросварки. При покупке и использовании тёмных очков для нахождения на открытом воздухе или для наблюдения солнечых затмений рекомендуется подобрать очки, которые блокируют УФ спектр, опасный для хрусталика, чтобы не вызвать преждевременную катаракту. Если очки не блокируют этот спектр, но затемняют видимый свет, то зрачок будет шире, чем без очков, и получит больше опасного УФ излучения. Говорят, в салонах очков должны быть специальные приборы, которые проверяют тёмные очки на блокирование именно этой части спектра. Также тёмные очки следует подобрать при длительном нахождении на море (отражает прилично УФ излучения) и в снегах (та-же петрушка, плюс просто слишком ярко). Примеры источников: солнце, дуга электросварки, УФ-лампы (в том числе в клубах, дискотеках), кабинки для загара в соляриях.

Рентгеновское и гамма-излучение. Являются ионизирующими излучениями. Опасность - лучевая болезнь. В принципе существует некий фон гамма-излучения, в нашем городе видел от 12 до 32 мкРг/ч. Вроде как предельный фоновый уровень до 50 мкРг/ч. Это именно то излучение, которое измеряется счётчиком Гейгера. Регулируется нормами связанными с радиоактивностью - это уже их вотчина. Примеры источников: некоторые радиоактивные материалы/изотопы, высокоэнергетическая ионизированная плазма, рентгеновские трубки и аппараты, звёзды, в том числе Солнце, аккреционные диски вокруг чёрных дыр, ускорители частиц (при столкновении частиц).

Вроде бы прошлись по всему спектру ЭМ излучений и механизму их воздействий на здоровье человека. Спасибо за вопрос, было самому интересно ) надеюсь, нигде сильно не наврал.

Использованные материалы (рекомендую ознакомиться, если интересна тема):

  1. Wi-Fi: неочевидные нюансы (на примере домашнего Wi-Fi) [часть 1]
  2. Измеряем мощность сотового телефона
  3. Частоты сотовой связи 2G, 3G, 4G/LTE сотовых операторов
  4. Микроволновая печь
  5. Электромагнитная безопасность
  6. Электромагнитное излучение

Спасибо большое, исчерпывающе!

Комментировать ответ...
Ещё 2 ответа
Радиодиапазон.  В целом - безопасен.  Но возможны и неприятные казусы.  Вот начнёт ваша пломба радиопередачи принимать - и это окажется реальной проблемой.  Ну, или если прямо по передающей антенне радиостанции полезть, возможна неравномерная в различных тканях тепловая индукция.  Стерилизовать может, в частности. Тепловой диапазон.  Опять-таки, он -... Читать далее
Комментировать ответ...
Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопрос
Читайте также

Какие, на первый взгляд безобидные вещи, на самом деле медленно разрушают психическое здоровье?

Автор в интернет-журнале Royal Cheese. Немного того, немного сего.  · vk.com/royalcheese

Опаснее всего в повседневной жизни делать вид, что у тебя всё хорошо, пока внутри эмоции разрывают на части. Излишнее терпение и сдерживание эмоций могут разорвать нервную систему, как воздушный шарик, в который задули слишком много воздуха. "Зачем мне нервничать из-за этого, потерплю пока". А в это время давление уже подбирается к критическим отметке.

Это приводит к тому, что любой раздражитель воспринимается острее, ваши близкие замечают, что вы уже не можете нормально общаться, а продолжать трудовую деятельность очень тяжело без утренней дозы успокоительного. А дальше возможны неконтролируемые вспышки гнева и проблемы с психическим здоровьем, которые уже не решить простыми беседами у психоаналитика: всё это сильно отражается на работе сердца и головного мозга.

Так получилось, что у нас не принято ни открыто выражать свои эмоции, ни обращаться к специалистам с подобными жалобами, поэтому такая проблема очень актуальна. Если же такие моменты повышенного эмоционального напряжения сопровождаются вспышками гнева, который вредит вашей жизни, то тут есть несколько практичных советов.

13 августа 2019  · 91,6 K
Прочитать ещё 27 ответов

Опасно ли жить рядом с Останкинской телебашней? И какое расстояние считается безопасным? Влияют ли электромагнитное излучение на канцерогены?

Web-разработчик

В научном сообществе периодически поднимается вопрос о влиянии электромагнитного излучения на организм человека. Проводился ряд исследований, где было выявлено некоторое превышение частоты заболеваний раком у людей, активно пользующихся мобильными телефонами. Но никаких статистически значимых результатов исследований не существует. То есть говорить о прямой связи между ЭМ облучением и риском заболеваний раком нельзя. Негативное влияние бытовых источников не доказано. Тем не менее, существуют строительные нормы по уровню электромагнитного излучений. Нельзя сказать, что ЭМ излучение безопасно так же, как и что оно вредно: если поместить голову в микроволновку, ничего хорошего не выйдет :). Возвращаясь к вашему вопросу. Нет, с башней рядом жить не опасно, потому что все строительные нормы были соблюдены. Безопасно находиться везде, где не ограничен доступ: под башней, на смотровых площадках и т.д. Антенны делаются направленными, чтобы попусту не тратить мощность, поэтому чтобы попасть под сильное излучение, надо очень постараться. Да и в таком случае, думаю, пребывание на пути излучения никак не скажется на вашем здоровье: для вещаний используются достаточно длинные волны, они просто пройдут сквозь вас.

Прочитать ещё 1 ответ

Есть ли гигиенические нормы по отношению к сотовым телефонам, сотовым вышкам, баовым станциям и электромагнитному излучению (ЭМИ) в целом?

Путник  · 9
Группа компаний СЕРКОНС – один из крупнейших в РФ представителей в сфере...
ОтвечаетСЕРКОНС

Здравствуйте! Гигиенические нормы в отношении подвижных и стационарных средств радиосвязи регламентированы санитарными правилами СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 «Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи» и СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 «Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов».

Данные санитарные правила действуют на всей территории Российской Федерации и устанавливают санитарно-эпидемиологические требования к эксплуатации средств подвижной радиосвязи, к размещению и эксплуатации стационарных передающих радиотехнических объектов, допустимым уровням электромагнитных полей, воздействие которых не может оказать неблагоприятное воздействие на здоровье человека.

За замерами излучения можно обратиться в стороннюю организацию, которая оказывает услуги в области охраны труда:
https://www.serconsrus.ru/services/proizvodstvennyi-kontrol/?utm_source=yandex&utm_medium=Znatoki&utm_campaign=Answers&utm_content=proizvodstvennyi-kontrol&utm_term=gigienicheskie_normy_k_ehlektromagnitnomu_izlucheniyu

27 апреля  · 1,3 K
Прочитать ещё 1 ответ

Так что же всё-таки с микроволновками, они правда вредны для здоровья (из-за излучения)?

Инженер, немного пилот. Физик, химик, электронщик-любитель. Независимый звукореж...

Как работает микроволновка? Радиоволны 2,4ГГц возбуждают полярные молекулы (в основном молекулы воды), заставляя их двигаться интенсивнее (быстрее). От этого увеличивается температура разогреваемых продуктов. Никаких других изменений не происходит. Вопреки распространённым мифам, не происходит образования радиоактивных изотопов, не происходит "вредных" химических реакций, кроме тех, что происходили бы при нагреве от любого другого источника.

А опасна микроволновка тем, что если под эти волны попадёт живая ткань, скажем, если обойти блокировку и в микроволновку засунуть руку, то получится термический ожог, причём объёмный - на глубину до 1,5-2см.

В исправной микроволновке всё излучение остаётся внутри и нее наносит вреда.

13 января 2018  · 2,3 K
Прочитать ещё 2 ответа

Какое напряжение является смертельно опасным для человека?

mail: shtab.htab@yandex.com

Многие думают, что напряжение в 200-250 вольт обязательно убьёт человека, однако это далеко не так. Потребуется целых пятнадцать минут для того, чтобы убить человека с таким напряжением. Да, разумеется, получить ожог от такого количества напряжения ещё как удастся, но чтобы убить человека, потребуется около трёх тысяч вольт и то человек может выжить после этого. Именно поэтому казнь на электрическом стуле происходит в напряжении трёх тысяч вольт по три раза, однако многие люди выживали и после этого, умирая с четвёртого. Самым же безопасным напряжением для человека является не менее 50-60 вольт - такое напряжение никак не вредит человеческому здоровью, кроме того, это идеальный способ быстро сменить причёску.

24 декабря 2018  · 26,7 K
Прочитать ещё 4 ответа