Исследовательская работа Влияние электромагнитного излучения на организм человека

XIV Российская научная конференция школьников «Открытие»
СЕКЦИЯ ФИЗИКИ
Влияния электромагнитного излучения на организм человека
Исследовательская работа
Выполнена учениками
9 класса МОУ Карачихской СОШ
п. Карачиха Ярославского района Ярославской области
Кононовым Артемом Владимировичем
Зеленым Даниилом Ивановичем
Научный руководитель –
учитель физики МОУ Карачихской СОШ
п. Карачиха Ярославского района Ярославской области
Гвоздарева Нина Михайловна
ЯрославльСодержание
Введение…………………………………………………………………………...3
1.Теоретические исследования электромагнитного излучения………………..6
1.1. Электромагнитное излучение и его характеристики……………………....7
1.2. Источники электромагнитного излучения и их влияние наорганизм человека………………………………………………………………...7
1.2.1. Электротранспорт…………………………………………………………..8
1.2.2. Линии электропередач……………………………………………………..9
1.2.3. Электропроводка………………………………………………….............10
1.2.4. Бытовые приборы…………………………………………………………11
1.2.5. Сотовая связь……………………………………………………………...12
1.2.6. Радары…………………………………………………………………..….14
1.2.7. Персональные компьютеры……………………………………................15
2. Экспериментальные исследования вредного воздействия электромагнитного излучения…………………………………………………..19
2.1. Социологическое исследование мнения обучающихся о вредном воздействии электромагнитного излучения……………………………...........19
2.2. Исследование средств измерения электромагнитных полей…….............20
2.3. Выявление возможных источников вредного электромагнитного излучения на территории п. Карачиха………………………………………….22
2.4. Экспериментальное исследование влияния сотовой связи
и компьютера на сердечнососудистую систему………………………………23
3. Практические советы школьнику «Как защититься
от электромагнитного излучения»……………………………………………...26
Заключение………………………………………………………………….........27
Список литературы………………………………………………………………28
Приложения
Введение
Электромагнитное излучение – проблема, с которой человечество столкнулось не так давно. Современные технологии уже прочно вошли в нашу жизнь, стали ее неотъемлемым атрибутом, присутствуют в каждом доме. Именно поэтому риск оказаться в зоне, где плотность потока энергии превышает нормы, сегодня предельно высок; и опасность электромагнитного излучения, его негативного воздействия не идет ни в какое сравнение с другими (даже угроза радиации стоит не так остро).
Всемирная организация здравоохранения включила проблему защиты человека от электромагнитного излучения в число наиболее актуальных для человечества, а многие ученые относят ее к сильнодействующим экологическим факторам с катастрофическими последствиями для всего живого на Земле. Несмотря на это, гласного контроля над уровнем электромагнитного излучения в нашей стране нет.
Исследования, проведенные в данной работе, направлены на изучение актуальной проблемы электромагнитной безопасности. По нашему мнению очень важно, чтобы каждый школьник владел информацией о действии электромагнитного излучения на организм человека и возможных источниках этого излучения. В данной ситуации мы считаем необходимым вести просветительскую и исследовательскую работу в рамках своей школы, ведь именно дети особенно подвержены воздействию электромагнитному излучению. Возможно, осведомленность по данному вопросу поможет сохранить здоровье.
Основной причиной непонимания многими опасности электромагнитного воздействия на человека является «незаметность» вреда – ведь излучение действует на наш организм, минуя органы чувств. Мы не можем его услышать, увидеть, пощупать, и потому нормальный человек его почти не опасается. К сожалению, уровень этого вредного излучения с развитием цивилизации постоянно растет.
Источниками исследования в данной работе являются:
учебные пособия по теме электромагнитного излучения, результаты исследований российских и зарубежных ученых;
статьи периодической печати.
нормативные правовые акты.
Цель работы: исследовать влияние электромагнитного излучения на человека.
Задачи:
изучить теорию электромагнитного излучения;
изучить механизм и последствия влияния электромагнитного излучения на организм человека;
провести социологическое исследование мнения обучающихся о вредном воздействии электромагнитного излучения;
провести экспериментальные исследования средств измерения ЭМИ;
выявить источники ЭМИ на территории поселка Карачиха;
исследовать влияния электромагнитного излучения на сердечнососудистую систему человека;
разработать практические рекомендации «Как защититься от ЭМП».
Исследования проблемы влияния электромагнитного излучения на человека» проводились на базе школьной физической лаборатории муниципального образовательного учреждения Карачихской средней общеобразовательной школы, с участием специалистов ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии Ярославской области» и офиса врача общей практики в п. Карачиха.
Для решения поставленных задач применялся комплекс методов исследования:
теоретические методы (анализ учебной и научно-популярной литературы, обобщение исследовательского материала);
эмпирические методы (наблюдение, измерение, анкетирование, сравнительный анализ);
Практическая значимость работы заключается в том, разработанные материалы по защите от электромагнитного излучения используются классными руководителями при проведении бесед с детьми и родителями. Проведенный инструментальный контроль и гигиеническая оценка уровней электромагнитных полей в кабинете информатики, позволили улучшить гигиеническую обстановку. Материалы исследований будут использованы для дальнейшего изучения данной проблемы членами нашей творческой физической лаборатории.
1. Теоретические исследования электромагнитного излучения.
1.1. Электромагнитное излучение и его характеристики.
Электромагнитное поле неразрывно связано с электрическим и магнитным полями. Электрическое поле создается зарядами. Основное свойство электрического поля – это действие на заряды с некоторой силой. Магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами (электрическим током) и действует на движущиеся заряды (ток).
Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрическими заряженными частицами. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле порождает магнитное поле, а изменяющееся магнитное - вихревое электрическое поле и т. д. Электромагнитное поле неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, электромагнитное поле "отрывается" от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне).
Процесс возбуждения электромагнитных волн какой-либо системой в окружающем пространстве называется излучением этих волн, а сама система излучающей системой. [Приложение 1]
Электромагнитное поле в вакууме характеризуется вектором напряженности электрического поля Е [В/м] и вектором напряженности магнитного поля Н [А/м]. При измерении сверхнизких и крайне низких частот часто также используется понятие магнитная индукция В [Тл], одна миллионная часть Тл соответствует 1,25 А/м.
Электромагнитные волны характеризуются длиной волны, частотой, и фазой, определяющей состояние волнового процесса в каждый момент времени. Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме равна 3*108 м/с. Источник, генерирующий излучение, а по сути создающий электромагнитные колебания, характеризуются частотой.
Важная особенность электромагнитного поля - это деление его на "ближнюю" и "дальнюю" зоны. В "ближней" зоне, или зоне индукции, на расстоянии от источника r < для характеристики электромагнитного поля измерения переменного электрического поля Е и переменного магнитного поля Н производятся раздельно. Поле в зоне индукции служит для формирования бегущих составляющей полей (электромагнитной волны), ответственных за излучение. "Дальняя" зона - это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинается с расстояния r > 3.
В "дальней" зоне излучения есть связь между Е и Н: Е = 377Н, где 377 - волновое сопротивление вакуума, Ом. Поэтому измеряется, как правило, только Е. В России на частотах выше 300 МГц обычно измеряется плотность потока электромагнитной энергии (ППЭ), или вектор Пойтинга. Обозначается как S, единица измерения Вт/м2. ППЭ характеризует количество энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны.
1.2. Источники электромагнитного излучения и их влияние на организм человека.
Диапазон частот электромагнитных волн, фиксируемых в настоящее время, простирается от 0 до 3*1022 Гц. Этот диапазон соответствует спектру электромагнитных волн с длиной волны, изменяющейся от 10-14 м до бесконечности. По длине волны спектр электромагнитных волн условно делят на восемь диапазонов. Отличие частот, излучаемых в различных диапазонах, связано с различием микроскопических источников излучения. [Приложение 2].
Причиной появления, источниками электромагнитных полей становятся разнообразные излучающие объекты микромира, например, заряженные частицы, атомы, молекулы, и макромира, в современной жизни человека ими в частности являются:
электротранспорт – трамваи, троллейбусы, электропоезда;
линии электропередач – городское освещение, высоковольтные линии;
электропроводка;
бытовые электроприборы;
теле- и радиостанции – транслирующие антенны;
спутниковая и сотовая связь – транслирующие антенны;
радары;
персональные компьютеры.
Каждый из перечисленных источников создает электрические и магнитные поля в различном диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. При этом создаются такие значения магнитной индукции и напряженности электрического поля, которые в некоторых случаях намного превышают предельно допустимые нормы (ПДН).
Ученые установили, что наиболее опасными для здоровья человека являются излучения в двух диапазонах:
от 30 до 300 Гц (сверхнизкие частоты) - опасны для отдельных функциональных органов;
от 0,3 до 30 ГГц (ультравысокие и сверхвысокие частоты) – опасны для большинства элементов тела, крови и ее составляющих. Этот диапазон частот представляет для человека наибольшую опасность, так как в этом случае даже 1 квант энергии способен нанести большие повреждения живой ткани.
Учеными доказано также, что безопасный для здоровья человека предел интенсивности электромагнитных полей - 0,2 мкТл.
Все электрические приборы, которые мы используем, излучают на ультравысоких и сверхвысоких частотах!
1.2.1. Электротранспорт.
Электротранспорт – электропоезда (в том числе поезда метрополитена), троллейбусы, трамваи и т. п. – является относительно мощным источником магнитного поля в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. Максимальные значения плотности потока магнитной индукции в пригородных "электричках" достигают 75 мкТл, при среднем значении 20 мкТл. Среднее значение плотности потока магнитной индукции на транспорте с электроприводом постоянного тока зафиксировано на уровне 29 мкТл. При этом в роли главного излучателя в подавляющем большинстве случаев выступает тяговый электродвигатель (для троллейбусов и трамваев воздушные токоприёмники по напряженности излучаемого электрического поля соперничают с электродвигателем).
1.2.2. Линии электропередач.
Линии электропередач (ЛЭП), сильные радиопередающие устройства создают электромагнитное поле, которое в разы превышает допустимый уровень. Для защиты человека были разработаны специальные санитарные нормы, в том числе и те, которые запрещают строительство жилых и прочих объектов вблизи сильных источников излучения. [Приложение 3].
Провода работающей линии электропередачи создают в прилегающем пространстве электрическое и магнитное поля промышленной частоты. Расстояние, на которое распространяются эти поля от проводов линии, достигает десятков метров. Дальность распространение электрического поля зависит от класса напряжения ЛЭП (цифра, обозначающая класс напряжения стоит в названии ЛЭП – например, ЛЭП 220 кВ), чем выше напряжение - тем больше зона повышенного уровня электрического поля.
Электрические и магнитные поля являются очень сильными факторами влияния на состояние всех биологических объектов, попадающих в зону их воздействия. Например, в районе действия электрического поля ЛЭП, у насекомых проявляются изменения в поведении: так у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток. У жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых наблюдается изменение поведенческих реакций, в том числе изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем поля.
У растений распространены аномалии развития - часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки. Здоровый человек страдает от относительно длительного пребывания в поле ЛЭП. Кратковременное облучение (минуты) способно привести к негативной реакцией только у гиперчувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергии. Хорошо известны работы английских ученых в начале 90-х годов показавших, что у ряда аллергиков по действием поля ЛЭП развивается реакция по типу эпилептической. При продолжительном пребывании (месяцы - годы) людей в электромагнитном поле ЛЭП могут развиваться заболевания преимущественно сердечнососудистой и нервной систем организма человека. В последние годы в числе отдаленных последствий часто называются онкологические заболевания.
Несмотря на то, что магнитное поле во всем мире сейчас считается наиболее опасным для здоровья, предельно допустимая величина магнитного поля для населения в России не нормируется. Причина - нет денег для исследований и разработки норм. Большая часть ЛЭП строилась без учета этой опасности.
На основании массовых эпидемиологических обследований населения, проживающего в условиях облучения магнитными полями ЛЭП как безопасный или "нормальный" уровень для условий продолжительного облучения, не приводящий к онкологическим заболеваниям, независимо друг от друга шведскими и американскими специалистами рекомендована величина плотности потока магнитной индукции 0,2 - 0,3 мкТл.
1.2.3. Электропроводка.
Электропроводка является одним из основных источников влияния электромагнитного излучения в наших квартирах. Большинство наших квартир малогабаритные, с небольшими кухнями, с близкорасположенной электропроводкой, заставленные холодильниками, печами СВЧ, электроплитами, электрочайниками, вытяжками и стиральными машинами. В отличие от западных стран, где используется трехпроводная сеть, кожухи и панели электроприборов заземлены и не излучают, у нас используется двухпроводная сеть без заземления и соответственно с большим излучением. Электропроводка монтируется без экрана на высоте 1 метра от пола, как раз на уровне головы и верхней части спины сидящего человека, облучая, таким образом, самые важные органы.
1.2.4. Бытовые приборы, аудио-видео техника.
Бытовые приборы, аудио-видео техника являются опасными источники слабого электромагнитного излучения, так как действуют в течение длительного промежутка времени и имеют интенсивность излучения от 0,2 до нескольких сотен мкТл. [Приложение 4].
Холодильник излучает волны на расстояние 1,2 м. от дверцы и 1,4 м. от задней стенки во время работы компрессора.
Утюг в режиме нагрева излучает электромагнитные волны на 0,25 м. от ручки. Вывод простой – не трогайте утюг, пока он не нагрелся.
Телевизор, в среднем, опасен на расстоянии 1,1 м. от экрана и 1,2 м. от боковой стенки. Но лучше всего внимательно ознакомиться с инструкцией и рекомендациями, которые дает производитель. И, конечно же, современные телевизоры гораздо безопаснее своих пузатых собратьев, место которым в музеях, а не в наших домах.
К тяжелым последствиям могут привести игровые консоли, или приставки, которые подключаются к телевизору. Основная проблема в этом случае сводится к тому, что телевизоры излучают более мощное поле, но дети (основная категория пользователей приставок) не могут удалиться от экрана на достаточное расстояние из-за коротких проводов, расстановки мебели, или картинка просто становиться очень мелкой.
Электропечи. Магнитные поля на корпусе некоторых экземпляров достигают 120мкТл, что в 60 раз выше предельно допустимых норм. Приобретая микроволновую печь, выбирайте надежных производителей, которые заботятся и о потребителях и об окружающей среде и о своем авторитете. Когда печь включена, соблюдайте дистанцию! Не рекомендуется находиться на расстоянии ближе, чем 1,5 метра от работающей печи;Рекомендуется использование микроволновых печей как можно меньшей мощности.
Пылесосы и миксеры создают на корпусе магнитное поле, которое в 10 раз превышает предельно допустимые нормы, а на корпусе электродрели и перфоратора — в 25 раз. Что-то советовать здесь сложно, остается только сравнивать вред электроволн и, например, пыли в непропылесошенной комнате.
Очень важный момент: работающий и неработающий, но включённый в розетку прибор, создают практически одинаковые излучения! Необходимо выключать из розеток все неработающие приборы - шнуры питания под напряжением создают электромагнитные поля. Очень важно размещать приборы, включающиеся часто и на продолжительное время (электропечь, СВЧ-печь, холодильник, телевизор, обогреватели), на расстоянии не менее полутора метров от мест продолжительного пребывания или ночного отдыха, особенно детей. Помещение, где работает электробытовая техника, нужно проветривать и делать влажную уборку - это снижает статические электрические поля, а также нормализует аэроионный режим воздуха, который нарушается при работе электроприборов.
1.2.5. Сотовая связь.
Сотовая радиотелефония является сегодня одной из наиболее интенсивно развивающихся телекоммуникационных систем. Основными элементами системы сотовой связи являются базовые станции (БС) и мобильные радиотелефоны (МРТ). Базовые станции поддерживают радиосвязь с мобильными радиотелефонами, вследствие чего БС и МРТ являются источниками электромагнитного излучения в УВЧ диапазоне.
Исходя из технологических требований построения системы сотовой связи, диаграмма направленности антенн в вертикальной плоскости рассчитана таким образом, что основная энергия излучения (более 90 %) сосредоточена в довольно узком "луче". Он всегда направлен в сторону от сооружений, на которых находятся антенны БС, и выше прилегающих построек, что является необходимым условием для нормального функционирования системы.
Сотовые телефоны имеют интенсивность излучения - 40 мкТл. Результаты измерений некоторых моделей сотовых телефонов, проведенных Центром электромагнитной безопасности, показали, что на расстоянии 5 см от антенны уровень плотности потока мощности составлял до 7 Вт/см, что в несколько тысяч раз превышает допустимую норму Госсанэпиднадзора и в 100 раз плотность теплового потока Солнца в ясный день на широте Москвы. По сравнению с другой бытовой техникой мобильный телефон наиболее вреден. Ведь он вместе с излучающей антенной, создающей довольно большой поток электромагнитных излучений в момент разговора, располагается в непосредственной близости от головы. Поток волн с частотой от 400 до 1200 МГц облучает головной мозг, причем уровень плотности энергии довольно велик - несколько сот микроватт на квадратный сантиметр. Самое сильное облучение человек получает от мобильного телефона, действующего на частоте 812 МГц. А это наиболее распространенный цифровой стандарт». Когда человек разговаривает по мобильному телефону, его мозг подвергается "локальному" перегреву. Со временем это неблагоприятно сказывается на функционировании всего организма, в частности, на работе нервной, сердечнососудистой, а также эндокринной систем. В тканях головного мозга есть отдельные микроскопические участки, способные поглотить довольно большую дозу электромагнитного излучения, под действием которого происходит тепловой перегрев, что может привести к раку мозга. Это подтвердили и эксперименты на животных: при увеличении доз высокочастотного излучения в их мозгу образовывались буквально сваренные участки. Опухоль чаще всего появляется на той стороне головы, куда говорящий прикладывает трубку.
От мобильного телефона страдают зрение и иммунитет. Эксперименты на крысах, проведенные в России, показали, что у животных, подверженных воздействию излучения с интенсивностью, в 20 раз большей нормального излучения мобильного телефона, электромагнитные волны оказывают пагубное влияние на зрение. Излучение отрицательно сказывается и на состоянии иммунной системы животных.
Дети, пользующиеся мобильными телефонами, подвергаются повышенному риску расстройства памяти и сна. А причина - в электромагнитном излучении малой интенсивности, которое способно проникать в менее массивный и более тонкий череп ребенка. Это излучение влияет на мозговые ритмы, может нанести вред иммунной системе ребенка, которая находится в процессе развития.
Рекомендуется ограничить продолжительность однократного разговора до 3 мин. и максимально увеличить период между разговорами (не менее 15 мин.). Минздрав РФ рекомендует детям до 12 лет и беременным женщинам запретить использование сотовых телефонов.
1.2.6. Радары.
Радиолокационные станции оснащены, как правило, антеннами зеркального типа и имеют узконаправленную диаграмму излучения в виде луча, направленного вдоль оптической оси.
Радиолокационные системы работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц, однако отдельные системы могут работать на частотах до 100 ГГц. Создаваемый ими ЭМ-сигнал, принципиально отличается от излучения иных источников. Связано это с тем, что периодическое перемещение антенны в пространстве приводит к пространственной прерывистости облучения. Временная прерывистость облучения обусловлена цикличностью работы радиолокатора на излучение. Время наработки в различных режимах работы радиотехнических средств может исчисляться от нескольких часов до суток. Так у метеорологических радиолокаторов с временной прерывистостью 30 мин - излучение, 30 мин - пауза суммарная наработка не превышает 12 ч, в то время как радиолокационные станции аэропортов в большинстве случаев работают круглосуточно. Ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости обычно составляет несколько градусов, а длительность облучения за период обзора составляет десятки миллисекунд.
Радары метрологические могут создавать на удалении 1 км плотность потока энергии ~ 100 Вт/м2 за каждый цикл облучения. Радиолокационные станции аэропортов создают плотность потока энергии ~ 0,5 Вт/м2 на расстоянии 60 м. Морское радиолокационное оборудование устанавливается на всех кораблях, обычно оно имеет мощность передатчика на порядок меньшую, чем у аэродромных радаров, поэтому в обычном режиме сканирование, создаваемое на расстоянии нескольких метров, не превышает плотность потока энергии 10 Вт/м2.
Возрастание мощности радиолокаторов различного назначения и использование остронаправленных антенн кругового обзора приводит к значительному увеличению интенсивности ЭМИ СВЧ-диапазона и создает на местности зоны большой протяженности с высокой плотностью потока энергии. Наиболее неблагоприятные условия отмечаются в жилых районах городов, в черте которых размещаются аэропорты.
1.2.7. Персональные компьютеры.
Проблема электромагнитного излучения, исходящего от персональных компьютеров, встает достаточно остро ввиду нескольких причин:
компьютер имеет сразу два источника излучения (монитор и системный блок);
пользователь ПК практически лишен возможности работать на расстоянии;
очень длительное время воздействия;
портативные компьютеры обычно располагаются гораздо ближе к жизненно важным органам пользователя, соответственно увеличивая их облучение.
Интенсивность излучения персональных компьютеров - от 1 до 100 мкТл.
Для работы на компьютере надевайте одежду из неэлектризующихся тканей - шерсти, хлопка, вискозы. Синтетика усугубляет электромагнитную обстановку. «Прислушивайтесь» к своему организму. Каждый человек обладает индивидуальной чувствительностью к электромагнитным излучениям - то, что не влияет на здоровье у одного, может вызвать недомогание у другого. Дети могут пользоваться ПК в первом классе - 10 минут в день, в 10-11 классах - 30 минут в первой половине дня и 20 минут во второй. Женщина может работать с ПК не более 6 часов в день с 15-минутными перерывами ежечасно. Беременным женщинам и кормящим матерям, а также детям до 18 лет вообще запрещено работать оператором ПК. [Приложение 5].
Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности электромагнитных полей во всех частотных диапазонах. При относительно высоких уровнях облучающего электромагнитного поля современная теория признает тепловой механизм воздействия. При относительно низком уровне – принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм. Механизмы действия ЭМП в этом случае еще мало изучены.
На биологическую реакцию влияют следующие параметры электромагнитного поля:
интенсивность электромагнитного поля;
частота излучения;
продолжительность облучения;
модуляция сигнала;
сочетание частот электромагнитных полей;
периодичность действия.
Сочетание вышеперечисленных параметров может давать существенно различающиеся последствия для реакции облучаемого биологического объекта. Особенно опасными электромагнитные излучения могут быть для детей, беременных женщин, людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечнососудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.
На данный момент наукой количественно не доказано прямой связи между уровнем электромагнитных полей и онкологической и другого рода заболеваемостью. Однако качественно такая связь прослеживается: в местах, где люди подвергаются воздействию электромагнитного излучения, чаще выявляются раковые заболевания и расстройства сердечнососудистой и вегетативной нервной системы.
Электромагнитное излучение представляет реальную угрозу для здоровья человека. Оказывается, что электромагнитные и радиационные поля близки по некоторым своим параметрам. Исследования, проводимые в этих направлениях очень перспективны, результаты их сейчас даже трудно представить и оценить.
Электромагнитное излучение оказывает наибольшее влияние на иммунную, нервную, эндокринную и половую систему.
Иммунная система уменьшает выброс в кровь специальных ферментов, выполняющих защитную функцию, происходит ослабление системы клеточного иммунитета.
Эндокринная система начинает выбрасывать в кровь большее количество адреналина, как следствие, возрастает нагрузка на сердечнососудистую систему организма. Происходит сгущение крови, в результате чего клетки недополучают кислород.
У человека, в течение длительного времени подвергавшегося электромагнитному излучению, уменьшается сексуальное влечение к противоположному полу (отчасти это является следствием банальной усталости, отчасти вызвано изменениями в деятельности эндокринной системы), падает потенция.
Изменения в нервной системе видны невооруженным глазом. Как уже отмечалось выше, признаками расстройства являются раздражительность, быстрая утомляемость, ослабление памяти, нарушение сна, общая напряженность, люди становятся суетливыми.
Таковы последствия воздействия электромагнитного излучения. В качестве защитных мер можно назвать регулярные прогулки на свежем воздухе, проветривание помещения, занятия спортом, соблюдение элементарных правил работы, работа с хорошей техникой, которая удовлетворяет всем стандартам безопасности и санитарным нормам.
На основе знания о причиняемом электромагнитным излучением вреде был введен ряд нормативных документов, которые регламентируют уровень допустимого облучения для профессионалов и обычного населения. В России предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия электромагнитного излучения закреплены СанПиН 2.1.8/ 2.2.4.1383-03 (Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов.)
Этот документ нормирует параметры и единицы измерения уровней электромагнитного излучения, оценки воздействия электромагнитных полей на организм, определяет гигиенические требования к передающим радиотехническим объектам (ПРТО), требования к контролю уровня электромагнитных полей.
2.Экспериментальные исследования вредного воздействия электромагнитного излучения.
2.1.Социологическое исследование мнения обучающихся о вредном воздействии электромагнитного излучения.
Цель: изучить знания обучающихся о вредном воздействии электромагнитного излучения.
Задачи:
выявить представление обучающихся об электромагнитной угрозе;
изучить знания обучающихся санитарно-гигиенических правил;
изучить негативные последствия, которые испытывают обучающиеся после работы на компьютере и разговоров по сотовому телефону;
сделать выводы по результатам социологического опроса.
Среди обучающихся 8 -9–х классов МОУ Карачихской СОШ была проведена анкета. [Приложение 6].
В анкетировании приняли участие 28 человек.
Результаты анкетирования:
25% респондентов считают, что знают о влиянии ЭМИ. 18% - не слышали об электромагнитной угрозе, а 67% - знают недостаточно;
В основном респонденты назвали такие источники электромагнитного излучения, как компьютер, телевизор и микроволновую печь;
60% правильно назвали минимальное безопасное расстояние человека от монитора (от 50см до 70см);
только 15% знают, на каком расстоянии должна располагаться клавиатура от монитора (40см);
55% респондентов не знают минимальное безопасное расстояние от экрана телевизора;
лишь 9% респондентов соблюдают гигиенические требования и не превышают время работы за компьютером;
35% респондентов соблюдают гигиенические требования и не превышают время просмотра телевизора;
65% респондентов назвали негативные последствия после длительной работы за компьютером: утомляемость, головную боль, сонливость, раздражительность. Последствий после телефонных разговоров обучающиеся не испытывают. [Приложение 7].
Вывод: Социологическое исследование показало, что многие школьники не знают о вредном действии электромагнитного излучения и не соблюдают санитарно-гигиенические правила. Зачастую школьники испытывают негативные последствия после работы на компьютере и разговоров по сотовому или радиотелефонам. Необходимо проводить профилактическую работу по защите от вредного влияния электромагнитного излучения.
2.2. Исследование средств измерения электромагнитных полей.
Цель: изучить методику измерения электромагнитных полей.
Задачи:
познакомиться с различными типами измерительных приборов;
выполнить экспериментальные замеры с применением различных приборов.
Работа проводилась на базе «Отдела физических факторов с лабораторией неионизирующих излучений» ФГУЗ Центра гигиены и эпидемиологии по Ярославской области под руководством физика – эксперта Шениной Татьяны Вячеславовны.
Эксперимент №1: Измерение напряженности электрического поля и плотности магнитного потока от ВДТ на расстоянии 0,5 м от монитора
Прибор: измеритель параметров электрического и магнитного полей ВЕ-МЕТР-АТ-002, погрешность измерения +_20%. [Приложение 8].
Таблица №1
Место измерения Напряженность электрического поля (В/м) Плотность магнитного потока (нТл/м2)
результат замера на уровне ПДУ
В/мрезультат замера на уровне ПДУ
нТл/м2головы груди головы груди ВДТ 5 Гц-2кГц 1 1 25 0 0 250
2 кГц-400кГц 0 0 2,5 14 14 25
Вывод: напряженность электрического поля и плотности магнитного потока от ВДТ на расстоянии 0,5 м от монитора соответствует требованиям СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.
Эксперимент №2: Измерение уровня магнитного поля, создаваемого сигналом мобильного телефона
Прибор: ПЗ-31 – измеритель уровня магнитного поля, создаваемого УВЧ СВЧ сигналами, погрешность измерения +_15%. [Приложение 9].
Результаты измерений:
пиковая величина создаваемого сигналом магнитного поля – 5,5 мкТл (Норма - 0,2мкТл);
уровень магнитного поля в момент разговора – 3,8 мкТл.
Вывод: уровень магнитного поля в момент приема сигнала, и в момент разговора по сотовому телефону превышает установленную норму в среднем в 50 раз.
Для измерения напряженности электрического поля, создаваемого током промышленной частоты – 50 Гц используется прибор - ИНЭП – 8, погрешность измерения - +_15%. [Приложение 10].
Для измерения напряженности электростатических полей используется прибор ИЭСП-7, погрешность измерения +_10%. Пределы измерения от20 до 2000В/м. [Приложение 11]
Счетчик аэроионов МАС-01 позволяет контролировать состояние воздуха в соответствии с ПДУ [Приложение 12]
В ходе работы мы познакомились с методами измерения электромагнитных полей, а также провели экспериментальные замеры уровней электрических и магнитных полей.
2.3. Выявление возможных источников вредного электромагнитного излучения на территории п. Карачиха.
Цель: выявить источники электромагнитного излучения на территории п. Карачиха.
Используя теоретические исследования на территории п. Карачиха были выявлены источников возможного вредного электромагнитного излучения, с которыми школьники сталкиваются в повседневной жизни.
Измерения производились с помощью прибора «Альфа – 21», предназначенного для обнаружения и индикации электромагнитных излучений в частотном диапазоне от 50Гц до 300Гц.
Таблица №3
Источник ЭМИ Место нахождения Превышение ПДУ, раз
Линия электропередач п. Карачиха
ул. Кузнечная Более 64
Трансформаторная будка 10 метров от жилого дома по ул. Школьная64
Вышка сотовой связи СМАРТ GSM На территории Карачихской СОШ (аэродром) -
Вышка сотовой связи МТС п. Карачиха, ул. Школьная -
Электротранспорт п. Карачиха – г. Ярославль 16
(трамвай, кабина водителя)
Электрощит Карачихская СОШ (1 этаж, у лестничной площадки) 16 (R – 0,5м)
Устройство КЭФ кабинет физики, Карачихская СОШ 8 (R – 0,5м)
Сетевой фильтр Кабинет информатики, Карачихская СОШ 16
[Приложение 13].
Проведен инструментальный контроль, и гигиеническая оценка уровней электромагнитных полей в кабинете информатики. В результате установлено, что напряженность электрического поля и плотности магнитного потока от ВДТ на расстоянии 0,5 м от монитора соответствует требованиям СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.
Обнаружены нарушения требований к организации рабочих мест:
количество компьютеров не соответствует общей площади кабинета (из расчета – одна единица на 4 м2);
расположение компьютера №4 и №1 неправильное;
обнаружен источник электромагнитного излучения превышающего ПДУ: сетевой фильтр (таблица №3).
Данные нарушения были устранены.
Вывод: В ходе исследования были обнаружены источники электромагнитного излучения на территории п. Карачиха. Проведенные замеры показывают, что уровень электромагнитного излучения многих источников превышает предельно допустимые уровни. Необходимо соблюдать меры предосторожности и гигиенические требования.
2.4.Экспериментальное исследование влияния сотовой связи и компьютера на сердечнососудистую систему.
Цель: выявить, как влияет электромагнитное излучение сотового телефона и компьютера на сердечнососудистую систему.
Задачи:
провести контрольные замеры пульса и артериального давления до и после разговора по сотовому телефону;
провести контрольные замеры пульса и артериального давления до и после работы на персональном компьютере;
сделать выводы о влиянии электромагнитного излучения сотового телефона и персонального компьютера на сердечнососудистую систему.
В данном исследовании приняли участие 6 человек. Замеры пульса и артериального давления провела медсестра Орлова Ю.А. [Приложение14].
Результаты исследования:
Влияния сотовой связи на сердечнососудистую систему.
Таблица №1
Возраст,
(лет) Время разговора,
(мин.) Артериальное давление,
(мм рт. ст.) Пульс,
(ударов в мин.)
Систолическое
(верхнее) Диастолическое
(нижнее) Кононов А.
15 лет 0 100 60 70
3 110 65 75
Бахвалова В.
15 лет 0 104 67 72
3 120 78 75
Нарышкин И. 15 лет 0 115 67 60
3 115 70 63
Влияния компьютера на сердечнососудистую систему.
Таблица №2
Возраст,
с(лет) Время работы
(мин.) Артериальное давление,
(мм рт. ст.) Пульс,
(ударов в мин.)
Систолическое
(верхнее) Диастолическое
(нижнее) Кононов А.
15 лет 0 105 75 68
40 мин 120 80 75
Бахвалова В. 15 лет 0 110 65 70
40 мин 125 76 80
Нарышкин И. 15 лет 0 120 67 63
40 мин 122 67 64
Коротких И.А.
55 лет 0 125 70 80
5 часов 148 85 98
Вывод:
При исследовании влияния электромагнитного излучения, создаваемого сотовым телефоном, были определены следующие параметры: низкочастотный сигнал батареи электропитания - около 2 Гц,
пиковая величина создаваемого сигналом магнитного поля - 6 мкТл, при норме - 0,2 мкТл (это почти ЛЭП на поясе, при этом сигнал мобильного радиотелефона проникает в мозг на 37,5 мм). Установлено, что электромагнитное излучение сотового телефона влияет на сердечнососудистую систему, приводит к повышению артериального давления на 10 мм рт. ст. и увеличению пульса.
В ходе исследования влияния компьютера на сердечнососудистую систему использовались компьютеры, соответствующие требованиям СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Несмотря на это, у исследуемых наблюдается повышение артериального давления и пульса, особенно это заметно проявилось у учителя информатики, работающего за компьютером 5 часов.
При использовании сотового телефона и при работе за компьютером следует соблюдать санитарно- гигиенические правила.
3. Практические советы школьнику «Как защититься от электромагнитного излучения».
Проведя теоретические и экспериментальные исследования, проанализировав научно-популярную, учебную литературу и санитарно-эпидемиологические правила и нормативы мы составили практические советы для школьников «Как защитится от электромагнитного излучения».
Сборник советов «Как защитится от электромагнитного излучения» состоит из глав:
«Безопасный дом»: содержит советы по правильному и безопасному использованию электробытовых приборов.
«Чтобы телефон был другом!»: знакомит школьника с правилами безопасного использования сотового и радиотелефонов.
«Мой компьютер»: содержит рекомендации по защите от электромагнитного излучения компьютера.
«Смотрите на здоровье!»: содержит рекомендации по защите от электромагнитного излучения телевизора.
«Осторожно – вредное излучения!»: знакомит школьника с источниками электромагнитного излучения и содержит таблицу источников ЭМИ в п. Карачиха.
Надеемся, что наша работа не пройдет даром, и школьники воспользуются полезными советами. [Приложение 15].
Заключение
В ходе теоретических и экспериментальных исследований влияния электромагнитного излучения на организм человека было установлено:
современные приборы, бытовая электронная аппаратура, все виды современных средств связи, офисная техника и многое другое являются источниками электромагнитного излучения в широком частотном диапазоне;
электромагнитные излучения, превышающие предельно допустимые уровни, представляют реальную угрозу для здоровья человека;
для снижения ущерба здоровью необходимо соблюдение установленных гигиенических требований к режимам труда и организации рабочих мест.
Результаты, полученные в работе, имеют практическую значимость:
Выявлены источники электромагнитного излучения, превышающие предельно допустимый уровень на территории п. Карачиха и Карачихской СОШ.
Проведена гигиеническая оценка уровней электромагнитных полей в кабинете информатики, которая позволила улучшить гигиеническую обстановку.
Разработаны материалы по защите от электромагнитного излучения, которые используются классными руководителями при проведении бесед с детьми и родителями.
Материалы исследований будут использованы для дальнейшего изучения данной проблемы членами нашей творческой физической лаборатории по теме «Влияние электромагнитного излучения на растения»
Список литературы
Григорьев Ю.Г. // Материалы конференции «Проблемы электромагнитной безопасности человека. Фундаментальные и прикладные исследования». М.,1996. с.15-19
Дёмин А.К. Электромагнитное загрязнение окружающей среды и здоровье населения России // Серия докладов//М.,1997.
«Как выжить в условиях электромагнитной катастрофы», Центр информатики «Гамма». – Москва, 1997.
Мякишев Г.Я., Синяков А.З. Физика. Колебания и волны. 10 класс. - М.: Дрофа, 2008.
Павленко А.Р. «Компьютер, TV и здоровье». – Киев: «Основа», 2002.
Перышкин А.В., Гутник Е.М., Физика 9 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2008.
Пивоваров Ю.П. Влияние электромагнитного излучения компьютера на здоровье и профилактика его вредного воздействия / Ю.П. Пивоваров, И.Е. Чернозубов // Мед. помощь. – 2002. – № 5. – С.43-46.
Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.2.2/2.4.40-03. – М.:2003.
Физика: Энциклопедия./Под ред. Ю.В. Прохорова. – М., 2003.
Материалы сайтов
http://www.pole.com.ru/: «Центр электромагнитной безопасности».
www.parent.fio.ru, статья «Реакция организма детей разного возраста на работу за компьютером».
http://vspu.ac.ru, статья «Медицинские и психологические последствия работы с компьютером».
Приложение 1

Схема электромагнитной волны.

Приложение 2
Классификация электромагнитных волн по частотам
INCLUDEPICTURE "http://elementy.ru/images/eltbook/electromagnetic_spectrum_ru.jpg" \* MERGEFORMATINET
Наименование частотного диапазона Границы диапазона Наименование волнового диапазона Границы диапазона
Крайние низкие, КНЧ 3 - 30 Гц Декамегаметровые100 - 10 Мм
Сверхнизкие, СНЧ 30 – 300 Гц Мегаметровые10 - 1 Мм
Инфранизкие, ИНЧ 0,3 - 3 кГц Гектокилометровые1000 - 100 км
Очень низкие, ОНЧ 3 - 30 кГц Мириаметровые100 - 10 км
Низкие частоты, НЧ 30 - 300 кГц Километровые 10 - 1 км
Средние, СЧ 0,3 - 3 МГц Гектометровые 1 - 0,1 км
Высокие частоты, ВЧ 3 - 30 МГц Декаметровые100 - 10 м
Очень высокие, ОВЧ 30 - 300 МГц Метровые 10 - 1 м
Ультравысокие,УВЧ0,3 - 3 ГГц Дециметровые 1 - 0,1 м
Сверхвысокие, СВЧ 3 - 30 ГГц Сантиметровые 10 - 1 см
Крайне высокие, КВЧ 30 - 300 ГГц Миллиметровые 10 - 1 мм
Гипервысокие, ГВЧ 300 – 3000 ГГц Децимиллиметровые1 - 0,1 мм
Приложение 3
Границы санитарно-защитных зон для ЛЭП согласно СН № 2971-84
Напряжение ЛЭП 330 кВ500 кВ750 кВ1150 кВРазмер санитарно-защитной (охранной) зоны 20 м 30 м 40 м 55 м
Допустимые уровни воздействия электрического поля ЛЭП
ПДУ, кВ/м Условия облучения
0,5 внутри жилых зданий
1,0 на территории зоны жилой застройки
5,0 в населенной местности вне зоны жилой застройки; (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа в пределах поселковой черты и сельских населенных пунктов в пределах черты этих пунктов) а также на территории огородов и садов;
10,0 на участках пересечения воздушных линий электропередачи с автомобильными дорогами 1 – IV категорий;
15,0 в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя бы и часто посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья);
20,0 в труднодоступной местности (недоступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения.
Приложение 4
Уровни магнитного поля промышленной частоты бытовых электроприборов на расстоянии 0,3 м.
Бытовой электроприбор От, мкТлДо, мкТлПылесос 0,2 2,2
Дрель 2,2 5,4
Утюг 0,0 0,4
Миксер 0,5 2,2
Телевизор 0,0 2,0
Люминесцентная лампа 0,5 2,5
Кофеварка 0,0 0,2
Стиральная машина 0,0 0,3
Микроволновая печь 4,0 12
Электрическая плита 0,4 4,5
Приложение 5
Предельно допустимые уровни электромагнитного поля для потребительской продукции, являющейся источником ЭМП
Источник Диапазон Значение ПДУ Условия измерения:расстояниеИндукционные печи 20 - 22 кГц Епду = 500 В/м4 А/м 0,3 м от корпуса
СВЧ печи 2,45 ГГц 10 мкВт/см20,50 ± 0,05 м от любой точки, при нагрузке 1 литр воды
Видеодисплейный терминал ПЭВМ 5 Гц - 2кГц Епду = 25 В/мВпду = 250нТл 0,5 м вокруг монитора ПЭВМ
2 - 400кГц Епду = 2,5В/м
Впду = 25нТл поверхностный электростатический потенциал V = 500В 0,1 м от экрана монитора ПЭВМ
Прочая продукция 50 Гц Е = 500В/м 0,5 м от корпуса изделия
0,3 - 300кГц Е = 25В/м 0,3 - 3МГц Е = 15В/м 3 - 30МГц Е = 10В/м 30 - 300МГц Е = 3В/м 0,3 - 30ГГц ППЭ = 10мкВт/см2
Приложение 6
Анкета социологического опроса
Знаете ли вы о негативном влиянии электромагнитного излучения?
ДаНетНемного
Назовите источники, дающие вредное для здоровья человека электромагнитное излучение вы знаете?
____________________________________________________________________________________________________________________________
Как вы считаете, какое наименьшее безопасное расстояние до экрана монитора?
30см50см70см90см
На каком расстоянии от монитора должна располагаться клавиатура?
40см20см60см
На каком минимальном расстоянии следует смотреть телевизор?
0,5м1м2м3м
Сколько времени вы сидите за компьютером?
1 ч2ч3ч4ч5ч
Сколько времени, чаще всего вы смотрите телевизор?
Менее 1ч2ч3ч4ч5ч и более
Какие негативные симптомы вы испытываете после длительной работы за компьютером, длительного разговора по телефону?
____________________________________________________________________________________________________________________________
Какие способы защиты от вредного воздействия монитора и телевизора вам знакомы?
____________________________________________________________________________________________________________________________
Что бы вы хотели узнать о влиянии электромагнитного излучения на человека?
Приложение 7
Результаты социологического опроса обучающихся 8-9-х классов




Приложение 7
Результаты социологического опроса обучающихся 8-9-х классов

Негативные последствия работы за компьютером.

Приложение 8
Измерение напряженности электрического поля и плотности магнитного потока с помощью прибора: измерителя параметров электрического и магнитного полей ВЕ-МЕТР-АТ-002 (погрешность измерения +_20%).


Приложение 9
Измерение уровня магнитного поля, создаваемого сигналом мобильного телефона с помощью прибора ПЗ-31 –


Приложение 10
Прибор - ИНЭП – 8 для измерения напряженности электрического поля, создаваемого током промышленной частоты – 50 Гц (погрешность измерения - +_15%).

Приложение 11
Прибор ИЭСП-7 для измерения напряженности электростатических полей (погрешность измерения +_10%.) Пределы измерения от20 до 2000В/м.

Приложение 12
Счетчик аэроионов МАС-01 для контроля состояния воздуха.

Приложение 13
Измерения с помощью прибора «Альфа – 21», предназначенного для обнаружения и индикации электромагнитных излучений в частотном диапазоне от 50Гц до 300Гц.

Приложение 14
Контрольные замеры артериального давления и пульса проводит медсестра Орлова Ю.А.