Elektromagnetické vlnenie sféra vplyvu

SFÉRA VPLYVU ELEKTROMAGNETICKÉHO VLNENIA

Mnohí ľudia dnešnej doby si svoj život nedokážu predstaviť bez moderných zariadení, ktoré im uľahčujú prácu, a to nielen v zamestnaní, ale aj v domácnosti. Tieto moderné prístroje využívajú rôzne technológie a fyzikálne princípy.

Jedným z nich je i elektromagnetické žiarenie, ktoré nás tak obklopuje zo všetkých svetových strán. Elektromagnetickým žiarením na nás pôsobí každý spotrebič, ktorý je napájaný elektrickým prúdom. Je to neuveriteľné, ale akoby plávame v neviditeľnom mori elektromagnetických vĺn.

Elektromagnetické žiarenie je považované za formu hmoty, za nositeľa energie schopného konať prácu. Zahŕňa veľký rozsah vlnových dĺžok, podľa ktorých rozlišujeme jednotlivé druhy žiarenia, tzv. elektromagnetické spektrum. Biologický význam elektromagnetického žiarenia šíriaceho sa vo voľnom priestore rýchlosťou svetla s rôznymi vlnovými dĺžkami je rozličný.  

3.1 Vplyv elektromagnetického žiarenia

Z hľadiska biologických účinkov sa rozlišuje:
·  neionizujúce žiarenie,
·  ionizujúce žiarenie.

V prípade neionizujúceho žiarenia kvantá žiarenia nemajú dostatočnú energiu, aby ničili molekulárnu štruktúru látok. Biologický účinok je preto závislý od intenzity žiarenia, teda množstva kvánt žiarenia dopadajúceho na plochu a od času trvania účinku. Preto pre tento typ žiarenia možno definovať prahové hodnoty intenzity pre priame biologické poškodenie.

Avšak pri ionizujúcom žiarení je už kvantum žiarenia tak energeticky bohaté, že môže zmeniť chemický vzorec molekuly a prakticky zničiť jej štruktúru. To znamená, že v prípade ionizujúceho žiarenia, nezávisle od intenzity, stále trvá nebezpečenstvo biologického poškodenia. Hranice medzi neionizujúcim a ionizujúcim žiarením ležia (v závislosti od druhu látky) približne na rozhraní medzi viditeľnou a ultrafialovou časťou svetla. Ak vynecháme oblasti tepelného žiarenia, viditeľného svetla a ionizujúceho žiarenia s ešte kratšími vlnovými dĺžkami, potom spektrum technicky využívaného elektromagnetického žiarenia zahŕňa frekvenčný rozsah od 1 Hz až po 1 000 GHz.

V rámci tohto veľkého rozsahu je vplyv žiarenia veľmi rozdielny čo do šírenia a prieniku hmotou, tak aj do svojej biologickej účinnosti. Preto nemožno súborne hodnotiť zdravotné nebezpečia, ktoré môžu mať pôvod v žiarení. Absorpcia v elektromagnetických poliach s frekvenciami do 100 kHz nemá za následok zvýšenie teploty tela, ale pri frekvenciách nad 100 kHz dochádza k zvyšovaniu teploty  tela.

Pred dvadsiatimi rokmi boli skúmanými osobami len pracovníci na vysielačoch TV a rozhlasu a operátori rádiolokačných systémov, ale s rozvojom mobilných sietí GSM, ako aj miestnych FM a TV vysielačov (sú to vysielače umiestňované v mestách, pretože majú menšie výkony), sa stále viac začal pozorovať vplyv na obyvateľstvo, keďže vysielače sa stavajú na miestach s trvalým pobytom obyvateľstva.  Vplyvom tohto žiarenia na obyvateľstvo sa zaoberá svetová zdravotnícka organizácia WHO, ako aj nezávislá organizácia pre neionizujúce žiarenie ICNIRP. Najcitlivejšie ľudské orgány na účinky elektromagnetického poľa sú okrem nervového systému pohlavné orgány a oči. Jednotlivé typy elektromagnetického žiarenia majú rôzne vlastnosti a teda aj rôzne účinky na ľudský organizmus.

3.1.1 Ultrafialové žiarenie

Najväčším prírodným zdrojom UV žiarenia je Slnko, umelými zdrojmi sú ortuťové výbojky (horské slnko, germicídne lampy) a elektrický oblúk (elektrozváranie, plazmové horáky). Pri nedostatočnej ochrane môže vyvolať na pokožke erytém až prudké sčervenanie, na očiach keratitídu a konjuktivitídu (pocit cudzieho telieska v očiach, bolesť, slzenie, blefrospazmus = opakujúci sa kŕč zvierača viečok). 

3.1.1.1 Prevencia 

Prevencia spočíva v dôslednom používaní osobných pomôcok a zvýšenej ochrane zvlášť ohrozených osôb (svetlovlasí, albíni, osoby trpiace chronickou keratokonjuktivitídou) (David, 1982).

3.1.2 Viditeľné svetlo 

Poškodenie viditeľným svetlom nebolo známe do vynálezu laserov. Doposiaľ boli popísané profesionálne poškodenia oka a kože. Na koži prevláda tepelný účinok so vznikom popálenín. Na oku je závažnejšie poškodenie sietnice, než možné poškodenie rohovky či dúhovky. Vzniká priama nekróza tkaniva až rozsiahla devastácia spôsobená explóziou bubliniek vodnej pary. Liečenie patrí do rúk skúseného oftalmológa.

3.1.2.1 Prevencia 

Technická prevencia musí zabezpečiť, že oko nebude zasiahnuté priamym ani odrazeným laserovým paprskom. Pre prácu nie sú vhodní ľudia s očnými chorobami, ktoré by sa mohli ožiarením zhoršiť a so zachovaným videním len jedného oka. Súčasťou preventívnych prehliadok ohrozených osôb (osoby, ktoré prichádzajú do kontaktu s infračerveným žiarením), musí byť oftalmologické vyšetrenie (David, 1982).

3.1.3 Infračervené žiarenie

Ak je intenzita tepelného ožarovania celého tela veľká, môže vyvolať značnú záťaž termoregulácie. Na nechránenej koži môžu vzniknúť až popáleniny
(erytém). Pocit bolesti spôsobený ožarovaním však spravidla vylučuje vznik vážnejšieho poškodenia. 

3.1.4 Röntgenové  a gama žiarenie

Žiarenie, častice a vlny vyžarované nestálymi elementmi zachránili životy tisícom ľudí pri použití na diagnostikovanie a liečenie chorôb. Ale tridsať rokov po jeho objavení začali vedci zisťovať, že žiarenie je dvojitej povahy: môže zabíjať tak isto, ako liečiť. Pracujúc s primitívnymi prístrojmi vysokých dávok, mnoho prvých röntgenológov umrelo na chorobu z ožiarenia a rakovinu.

Je vedecky dokázané, že röntgenové žiarenie spôsobuje rakovinu. V roku 1927 bol Dr. H.J. Müller ocenený Nobelovou cenou za objav, že röntgenové lúče spôsobujú nárast množstva mutácií v ovocí. Müllerove objavy boli odvtedy potvrdené mnohými ďalšími výskumníkmi. Gény a chromozómy vzoriek zo zvierat a rastlín sa ukázali byť citlivé na žiarenie. Preslávené pre svoje výskumy s prvkom rádium, umreli Maria Curie a jej dcéra Irena na leukémiu.

Štúdie vypracovávané počas posledných štyridsiatich rokov ukázali, že u mnohých ľudí vystavených žiareniu počas detstva, sa bežné choroby ako akné, zväčšená štítna žľaza, bronchitída, pásový opar, angína a zápal mandlí zmenili na rakovinu štítnej žľazy, slinných žliaz, mozgu, hltanu a hrtanu o viac ako tridsať rokov neskôr. Štúdie o baníkoch v uránových baniach, pracovníkoch v komerčných činnostiach ako aj japonských svedkov atómových explózií poskytli dostatok evidencie na preukázanie toho, že rakovina krvi, pľúc, štítnej žľazy, prsníka, žalúdka a kostí sa u ľudí vyskytuje ako výsledok vystavenia žiareniu. Dnes je to akceptovaná lekárska skutočnosť, že rádioaktivita spôsobuje rakovinu.      

Mechanizmus, ktorým žiarenie spôsobuje rakovinu, nie je celkom objasnený. V súčasnosti sa verí, že spôsobuje poruchy génov. Naše telá sú postavené z miliárd buniek. V každej bunke je jadro a v jadre sú dlhé, korálkam podobné "motúzy" nazývané chromozómy. Tie motúzy sú molekuly DNA, časti, z ktorých pozostávajú špecifické gény. Gény kontrolujú každý aspekt jedincovej dedičnej charakteristiky: farbu vlasov a očí, osobnostné faktory, rozvoj mozgu. Polovica génov človeka je zdedená od otca, polovica od matky. Gény taktiež kontrolujú bunečné aktivity a predpokladá sa, že v každej bunke je regulačný gén, ktorý kontroluje podiel bunečného delenia.

Ak sú naše telá z vonku vystavené gama žiareniu, toto žiarenie sa môže stretnúť s regulačným génom a chemicky ho zničiť, niekedy zabíjajúc bunku, niekedy nechávajúc ju nažive. Žijúca bunka pokračuje v normálnych funkciách, až jedného dňa, päť až šesťdesiat rokov neskôr (napr. po inkubačnej dobe karcinogénov), sa namiesto rozdelenia na dve nové bunky vytvoria miliardy identicky poškodených buniek. Tento typ rastu, ktorý vedie k tvorbe nádoru, sa nazýva rakovina. Rakovinové bunky sa často oddelia od hlavnej časti nádoru a vstúpia do krvného alebo lymfatického obehu a cestujú do iných orgánov. A tu sa znovu nekontrolovateľne rozdeľujú a formujú nové nádory. Keďže sú agresívnejšie ako normálne bunky tela, zužitkovávajú výživu tela a spôsobujú, že normálne tkanivo odpadne a umrie. 

3.1.5 Rádiové vlny

Zdroje a generátory týchto vĺn sa delia podľa kmitočtu na vysokofrekvenčné (30 kHz až 300 MHz) a veľmi vysokofrekvenčné (300 MHz až 300GHz). Vysokofrekvenčné žiarenie preniká do tkanív do hĺbky rovnajúcej sa desatine až stotine jeho vlnovej dĺžky a poskytuje tu svoju energiu. Preto má biologické účinky na človeka hlavne žiarenie s vlnovou dĺžkou 20 až 200 cm.

Hlavný účinok je tepelný. Je popísaných niekoľko prípadov zákalu šošovky, ktoré sa vyvinuli po neopatrnej expozícii, a dokonca úmrtí v dôsledku hemorhagickej peritonitídy a gangreovej apendicitídy následkom náhodného pobytu v primárnom zväzku radaru v bezprostrednej blízkosti antény.

Veľa prác tiež preukazuje netermálny efekt prejavujúci sa poruchami funkčných regulácií, najmä nervových (únavový syndróm neurastenický, vegetatívne zmeny až diecefalický syndróm), i odchýlkami laboratórnymi (EEG, EKG, biochemické zmeny, krvné bielkoviny). Jeho biologické rozpoznanie je však veľmi ťažké a doposiaľ problematické.

3.2 Absorpcia elektromagnetického žiarenia ľudským telom

Absorpcia SAR (W/kg) uvádza množstvo energie absorbovanej  v jednotkovom množstve hmoty. Priemerná SAR a rozdelenie SAR v tele je možné vypočítať alebo určiť z laboratórnych meraní podľa stanovených noriem (EN50 361, EN50 383).

Hodnoty SAR závisia od nasledovných faktorov:
-  situačné parametre poľa, t.j. frekvencia, intenzita, polarizácia a konfigurácia objektu, ktorý je zdrojom poľa (či sa jedná o blízke pole alebo vzdialené); 
-  vlastnosti ožarovaného tela, jeho veľkosť, vnútorná a vonkajšia geometria a dielektrické vlastnosti rôznych povrchov tela;
-  vplyvy zeme a odrazových objektov, ktoré sa nachádzajú v blízkom okolí tela.

V prípade, že  pozdĺžna os tela je paralelná s elektrickým vektorom poľa  v podmienkach vzdialeného poľa (vlna v tomto mieste je plochá), celé telo absorbuje maximálny SAR a veľkosť absorbovanej energie závisí od vlastností ožarovaného tela. „Štandardný referenčný človek“ (charakteristika je uvedená v ICRP 1994), ak nie je uzemnený, má rezonančnú absorpčnú frekvenciu 70 MHz. Pre vyšších ľudí sa táto frekvencia znižuje, pre nižších zvyšuje a pri deťoch prekračuje až 100 MHz. V podmienkach blízkeho poľa je závislosť absorpcie na frekvencii úplne iná ako v podmienkach vzdialeného poľa.

Podmienky blízkeho poľa sú splnené hlavne v prípade mobilných telefónov, prenosných rádiostaníc a rádiových ovládačov (Ščehovič, 2004).