Влияние электромагнитного поля
Говоря о биологическом действии электрических полей, важно различать случаи контактирования тела человека с двумя проводниками различных потенциалов (случай контактирования с двумя проводами) и случаи, когда тело находится во внешнем электрическом поле, в изоляции от проводов (случай бесконтактного воздействия). Этот раздел в основном посвящен анализу биологического действия электрического поля при отсутствии прямого контакта с проводниками. Однако для лучшего понимания биологического бесконтактного действия электрического поля необходимо вкратце рассмотреть биологические эффекты, вызываемые воздействием электрического поля при контактировании с двумя проводниками.
Таблица 4. Пороговые уровни электрических токов по данным Швэна.
Когда тело человека находится в контакте с двумя проводниками различных потенциалов, через него начинает протекать электрический ток. Биологические реакции, наблюдаемые при воздействии «электрического шока». Типичные пороговые значения для токов промышленной частоты 50—60 гц, составляющие длительность воздействия в несколько секунд, представлены в табл. 4. Пороговым значением для ощущения электрического тока в организме человека является показатель его силы приблизительно в 1 ма. При величине силы тока приблизительно в 10 ма достигается пороговый эффект «судорожного действия». Эта пороговая величина характеризуется нарушением способности пострадавшего человека выпустить из рук электрический проводник. Прохождение через корпус человека тока величиной приблизительно в 100 ма вызывает фибрилляцию желудочков сердца с последующей гибелью. Кизи и Летчер в качестве предельно допустимого порога силы электрического тока для взрослого населения и детей, рекомендуют величину в 5 ма.
Чувствительность различных органов и патологические изменения в них при воздействии электрического тока не одинаковы. Органические расстройства нервной системы наблюдаются в тех участках головного или спинного мозга ЦНС, через которые проходит ток. Эти расстройства неспецифичны и иногда напоминают патологические изменения, возникающие при других повреждениях головного мозга. Воздействие тока на кожу двоякое. Во-первых, при прохождении через кожу электрическая энергия трансформируется в тепло, которое нарушает структуру тканей на всем пути прохождения тока. Во-вторых, свободный разряд порождает образование электрических искр, которые вызывают ожоги третьей степени. Смерть от электрических ударов наступает, как правило, из-за паралича сердечной или дыхательной деятельности. Во многих случаях прекращение сердечной деятельности развивается вследствие фибрилляции желудочков. Остановка дыхания возникает в результате прямого действия тока на дыхательный центр или вторичного, из-за гипоксии клеток центра в связи с нарушением сосудистого кровообращения при фибрилляции желудочков.
На клеточном уровне биологическое действие тока является скорее всего функцией его плотности. Пороговое значение силы тока в 5 ма соответствует плотности тока от 0,1 до 1 ма/см2.
В случае бесконтактного воздействия переменное поле индуцирует в организме человека электрический ток. Швэн не исключает того, что низкочастотные поля могут способствовать появлению опасных плотностей тока в организме человека. Он показал, что плотность тока в равной мере зависит от напряженности поля и от его частоты.
Таблица 5. Характеристики электрических полей с частотой в 60 гц, создающих в организме человека опасные плотности тока, по данным Швэна.
Его результаты, представленные в табл. 5, свидетельствуют о том, что поле, необходимое для возникновения опасных плотностей тока, имеет величину на два порядка больше величины напряженности поля, при котором воздух теряет свои электроизолирующие свойства и возникает искрение.
Тем не менее имеется большой объем информации, которая свидетельствует о том, что при воздействии на животных стационарных и низкочастотных электрических полей наблюдаются биологические эффекты. Обзор литературы по этому вопросу представлен в работе Новицкого, Гордон, Пресмана и Холодова. Описан широкий диапазон физиологических реакций, включая изменения показателей крови, частоты сердцебиений, дыхания, варьирующих по своей тяжести от анафилактического шока в результате повторных воздействий до смертельного исхода. Описаны также обширные морфологические изменения. Уровни напряженности поля, при которых были выявлены биологические эффекты, варьировали в пределах величин порядка 50—5000 в/см, причем в большинстве случаев уровни напряженности поля составляли величину в диапазоне от 200 до 2000 в/см. В большинстве своем представленные в этой работе материалы трудны для интерпретации, поскольку в ней точные характеристики напряженности поля и его частоты не указаны и во многих случаях были скорее пульсирующие, нежели непрерывные поля.
Прямой противоположностью вышеупомянутой работы является исследование Кникер-бокера, Коувенховена и Барнса, в котором 22 мыши, особи мужского пола, были подвергнуты воздействию поля с частотой в 60 гц при величине напряженности в 1,9 кв/см в течение 1500 час. на протяжении 10,5 месяца наблюдения. Тщательное обследование подопытных животных не выявило каких-либо отклонений в состоянии их здоровья, в поведении или в функции размножения; патогистологическое исследование животных, проводившееся по окончании воздействия облучения, не выявило каких-либо патологических отклонений во внутренних органах.
Ряд исследований был проведен также на лицах, подвергающихся воздействию электрических полей высокой мощности в процессе профессиональной деятельности. В этих работах авторами описывается ряд субъективных симптомов, таких, как рассеянность, повышенная возбудимость, головные боли, сонливость и утомление, связанные с воздействием электрических полей высоких энергий. Однако трудность в интерпретации этих субъективных показателей состоит в том, что нередко очень сложно определить, какие факторы рабочей среды вызывают описанные симптомы, поскольку все эти субъективные явления наблюдаются и у лиц других профессиональных групп. Алрич и Ферин считают, что причиной отмеченных явлений и субъективных жалоб, по-видимому, являются факторы нерегулярного смещения суточной ритмики (т. е. работы в ночную смену) и воздействие сухого воздуха.
Ковенховен и др. провели обследование электромонтеров, обслуживающих линии высокого напряжения, многие из которых работали по нескольку лет на высоковольтных линиях передач. Они не обнаружили каких-либо отклонений в физическом, психическом или эмоциональном статусе обследованных лиц, которые можно было бы связать с воздействием электрических полей высокого напряжения.
Таким образом, ни результаты экспериментального наблюдения на животных, ни результаты клинического обследования не выявляют каких-либо отчетливых данных о неблагоприятном действии на человека стационарных или низкочастотных электрических полей. До того, как будут получены результаты, подтверждающие предполагаемое неблагоприятное влияние, предельно допустимыми величинами воздействия на человека электрического поля высокого напряжения следует считать, очевидно, пороговую величину электрического искрения.
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com