Иондалмаған сәулеленудің денсаулыққа әсері

Кіріспе

Қоғамдық денсаулық саласы
иондаушы емес сәулеленудің денсаулыққа әсері

Электромагниттік сәулеленуді екі түрге бөлуге болады: иондаушы сәулелену және иондаушы емес сәулелену. Бұл жіктеу 10 эВ-тан жоғары энергиясы бар бір фотонның атомдарды иондау немесе химиялық байланыстарды үзу қабілетіне негізделген. Күн сәулесінен тыс ультракөк сәуле және одан жоғары жиілікті рентген немесе гамма сәулелері иондаушы болып табылады және олардың ерекше қауіптері бар: сәулелену салдарынан улану туралы қараңыз. Электромагниттік сәулеленудің күшін вольт/метр (В/м) бірлігімен өлшейді. Сәулеленудің ең көп кездесетін қаупі – күн күйігі, ол АҚШ-та жыл сайын шамамен 100 000-нан 1 миллионға дейін жаңа тері қатерлі ісігіне себеп болады.

Қауіптер

Электромагниттік сәулеленудің диэлектрлік қызуы биологиялық қауіп тудыруы мүмкін. Мысалы, жоғары қуатты хабар таратушы жұмыс істеп тұрғанда антеннаға қол тигізу немесе оның маңында тұру күйікке әкелуі мүмкін. Бұл механизм микротолқынды пеште қолданылатын механизммен ұқсас. Қыздыру әсері электромагниттік энергияның қуаты мен жиілігіне, сондай-ақ көзінен бастап қашықтықтың квадратына кері пропорционалды түрде өзгереді. Көздер мен атау органдары радиожиілікпен қыздыруға ерекше сезімтал, себебі бұл аймақтарда қан ағыны жеткіліксіз, бұл жылудың таралуына кедерілді етеді.

Жұмыс орнында әсер ету

Радиожиілік (RF) энергиясы 1–10 мВт/см2 немесе одан жоғары қуат тығыздығы деңгейінде тіндердің өлшенетін қызуын тудыруы мүмкін. Көбінесе жалпы халыққа кездесетін радиожиілік энергия деңгейі маңызды қыздыруға жеткілікті деңгейден төмен, бірақ жоғары қуатты радиожиілік көздеріне жақын жұмыс орындарындағы орталар қауіпсіз әсер ету шегінен асып кетуі мүмкін. Сондықтан көптеген ұлттық үкіметтер SAR негізінде, негізінен ICNIRP нұсқаулықтарына сүйене отырып, электромагниттік энергияның әртүрлі жиіліктеріне қатысты қауіпсіздік шектерін белгіледі, бұл жылулық зақымданудан қорғайды. Индукциялық қатаю және балқытуға арналған немесе дәнекерлеу жабдықтарындағы өнеркәсіптік орналымдар айтарлықтай жоғары өріс күшін тудыруы мүмкін және олардың қосымша тексеруді қажет етуі мүмкін. Егер өндірушілер ұсынған ақпарат бойынша әсерді анықтау мүмкін болмаса, ұқсас жүйелермен салыстыру немесе талдамалық есептеулер жасау қажет, содан кейін өлшеулер жүргізілуі керек. Бағалау нәтижелері жұмысшылардың қауіпсіздігі мен денсаулығына қатысты ықтимал қауіптерді бағалауға және қорғау шараларын анықтауға көмектеседі. Электромагниттік өрістер жұмысшылардың пассивті немесе белсенді имплантаттарына әсер етуі мүмкін болғандықтан, тәуекелді бағалау кезінде олардың жұмыс орындарындағы әсерін жеке қарастыру қажет.

Төмен деңгейдегі әсер

Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы (ДДҰ) 1996 жылы адамдардың әртүрлі ЭМЖ көздеріне ұшырауының денсаулыққа тигізетін әсерін зерттеу мақсатында ғылыми зерттеулерді бастады. 2011 жылы ДДҰ/Ракты зерттеу жөніндегі халықаралық агенттік (IARC) радиожиілікті электромагниттік өрістерді адамға қатерлі ісік тудыру мүмкіндігі бар (2B тобы) деп жіктеді, бұл сымсыз телефондарды пайдаланумен байланысты мидың глиома деп аталатын қатерлі ісігіне шалдығу қаупінің жоғарылауына негізделген. Эпидемиологиялық зерттеулер ЭМ өрістерінің әсері мен нақты денсаулық салдары арасындағы статистикалық байланыстарды анықтауға бағытталған. 2019 жылға қарай, ағымдағы жұмыстың басым бөлігі қатерлі ісіктерге қатысты ЭМ өрістерін зерттеуге шоғырланған. Әлсіз, термиялық емес электромагниттік өрістердің (биоэлектромагнетиканы қараңыз) күрделі биологиялық және неврологиялық әсерлерін көрсететін жарияланымдар бар, соның ішінде әлсіз ELF электромагниттік өрістері және модуляцияланған RF және микротолқынды өрістер де бар.

Жиілігі бойынша әсерлері

Электромагниттік сәулеленудің зиянды деңгейіне тікелей түсудің ең ауыр салдары күйік түрінде бірден білінеді, бірақ созылмалы немесе кәсіби қызмет барысындағы әсерлер айлар немесе жылдар бойы көрінбей қалуы мүмкін. (120 В қуат жүйелері құрылғыда ішкі кернеу түрлендіргіші болмаса, осы қарқынға жете алмайды.) Ауа желілері жергілікті тарату үшін 1 кВ-тан бастап, аса жоғары кернеулі желілер үшін 1150 кВ-қа дейін өзгереді. Олар тікелей төмендегі жерде 10 кВ/м дейін электр өрісін тудыра алады, бірақ 50-100 метр қашықтықта бұл деңгейлер шамамен нормативтік мәнге жақындайды. Төмен жиілікті электрмагниттік толқындарға (ЭЛТ) түсу электр тогын тудыруы мүмкін. Адам денесі электрөткізгіш болғандықтан, электр тогы мен кернеудің айырмашылығы көбінесе теріде жиналады, бірақ ішкі тіндерге жетпейді. Халықаралық қатерлі ісіктерді зерттеу агенттігі (IARC) адамдарда қатерлі ісік тудыруға байланысты "жеткілікті дәлелдер" жоқтығын анықтады.

Қысқа толқын

Қысқа толқындық (1,6 - 30 МГц) диатермия (электромагниттік толқындар жылу өндіру үшін қолданылса) анальгетикалық әсері мен терең бұлшықеттерді босаңсыту үшін терапиялық тәсіл ретінде қолданылуы мүмкін, бірақ көбінесе ультрадыбыспен алмастырылды. Бұлшықеттердегі температура 4–6 °C-қа, ал тері астындағы май тінінде 15 °C-қа дейін көтерілуі мүмкін. FCC медициналық емдеу үшін рұқсат етілген жиіліктерді шектеді, ал АҚШ-тағы көптеген құрылғылар 27,12 МГц жиілігін қолданады. Қысқа толқындық диатермияны үздіксіз немесе импульстік режимде қолдануға болады. Екіншісі, үздіксіз режим тым жылдам және күшті қыздыруға алып келгендіктен, пациенттерге ыңғайсыздық тудырғандықтан, кеңінен таралды. Бұл тәсіл тек электр өткізгіштігі жақсы тіндерді, мысалы, қан тамырларын және бұлшықеттерді қыздырады. Майлы тіндер (май) индукциялық өрістерден аз қыздырылады, себебі электр тогы тіндер арқылы өтеді. Қысқа толқындық сәулеленуді қатерлі ісіктерді емдеу және жараларды жазылуын жеделдету үшін зерттеулер жүргізілді, олардың кейбірі сәтті аяқталды. Дегенмен, жеткілікті жоғары энергия деңгейінде қысқа толқындық энергия адам денсаулығына зиян келтіруі мүмкін, мысалы, биологиялық тіндерге зақым келтіру арқылы, мысалы, қыздыру немесе электр тогын тудыру арқылы. FCC 3–30 МГц диапазонындағы қысқа толқындық радиожиілік энергиясына жұмыс орнындағы максималды рұқсат етілген әсердің шегі (900/f²) мВт/см² тең жазық толқынға эквивалентті қуат тығыздығын құрайды, мұнда f – МГц-тегі жиілік, ал 0,3–3,0 МГц аралығында 100 мВт/см². Бақылаусыз, жалпы халыққа әсер ету үшін шек 1,34–30 МГц аралығында 180/f² құрайды. 2011 жылы Халықаралық қатерлі ісіктерді зерттеу агенттігі (IARC) ұялы телефон сәулесін 2B тобына "мүмкін канцерогенді" (бірақ 2A тобына "вероятно канцерогенді" немесе "канцерогенді" 1 тобына емес) деп жіктеді. Бұл "қандай да бір канцерогендік қаупі болуы мүмкін" дегенді білдіреді, сондықтан ұялы телефондарды ұзақ және көп пайдалануды зерттеу қажет. Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы (WHO) 2014 жылы "Соңғы екі онжылдықта ұялы телефондардың денсаулыққа қауіптілігін бағалау үшін көптеген зерттеулер жүргізілді. Қазіргі таңда ұялы телефонды пайдаланудың денсаулыққа зиянды екені анықталған жоқ" деген қорытынды жасады. 1962 жылдан бері, радиожиілік әсерінен немесе құлақ шуынан (тиннитус) маңызды қыздыру деңгейінен төмен деңгейде де әсер етуі мүмкін екені көрсетілді. 1960 жылдардағы Еуропа мен Ресейдегі зерттеулер төмен энергиялы радиожиілік сәулеленудің адамдарға, әсіресе жүйке жүйесіне әсерін көрсетті; бұл зерттеулер сол кезде дау тудырды. 2019 жылы Chicago Tribune газетінің тілшілері смартфондардан шығатын сәулелену деңгейін тексеріп, кейбір модельдердің өндірушілер көрсеткеннен көп, ал кейбір жағдайларда АҚШ Федералды байланыс комиссиясының (FCC) рұқсат етілген шегінен асып кеткенін анықтады. Бұл тұтынушыларға зиян келтірді ме, жоқ па, әлі белгісіз. Кейбір мәселелер телефонның адам денесіне жақындығын анықтап, радио қуатын төмендету қабілетімен байланысты болды. Осыған жауап ретінде FCC өндірушілердің сертификаттарына ғана сүйенудің орнына, кейбір телефондарды өзі тексеруді бастады. Микротолқынды және басқа радиожиіліктер қыздыруға әкеледі, және егер олар жоғары қарқындылықпен жеткізілсе, күйік немесе көзге зақымдануға немесе кез келген күшті жылу көзі сияқты гипертермияға әкелуі мүмкін. Микротолқынды пештер осы сәулелену түрін пайдаланады және оның сыртқа шығып, жақын жердегі заттар мен адамдарды ыстыққа түсіруіне жол бермеу үшін қорғанышпен жабдықталған.

Shortwave (1.6 to 30 MHz) diathermy (where EM waves are used to produce heat) can be used as a therapeutic technique for its analgesic effect and deep muscle relaxation, but has largely been replaced by ultrasound. Temperatures in muscles can increase by 4–6 °C, and subcutaneous fat by 15 °C. The FCC has restricted the frequencies allowed for medical treatment, and most machines in the US use 27.12 MHz. Shortwave diathermy can be applied in either continuous or pulsed mode. The latter came to prominence because the continuous mode produced too much heating too rapidly, making patients uncomfortable. The technique only heats tissues that are good electrical conductors, such as blood vessels and muscle. Adipose tissue (fat) receives little heating by induction fields because an electrical current is not actually going through the tissues. Studies have been performed on the use of shortwave radiation for cancer therapy and promoting wound healing, with some success. However, at a sufficiently high energy level, shortwave energy can be harmful to human health, potentially causing damage to biological tissues, for example by overheating or inducing electrical currents. The FCC limits for maximum permissible workplace exposure to shortwave radio frequency energy in the range of 3–30 MHz has a plane wave equivalent power density of (900/f2) mW/cm2 where f is the frequency in MHz, and 100 mW/cm2 from 0.3 to 3.0 MHz. For uncontrolled exposure to the general public, the limit is 180/f2 between 1.34 and 30 MHz. In 2011, International Agency for Research on Cancer (IARC) classified mobile phone radiation as Group 2B "possibly carcinogenic" (rather than Group 2A "probably carcinogenic" nor the "is carcinogenic" Group 1). That means that there "could be some risk" of carcinogenicity, so additional research into the long term, heavy use of mobile phones needs to be conducted. The WHO concluded in 2014 that "A large number of studies have been performed over the last two decades to assess whether mobile phones pose a potential health risk. To date, no adverse health effects have been established as being caused by mobile phone use." Since 1962, the microwave auditory effect or tinnitus has been shown from radio frequency exposure at levels below significant heating. Studies during the 1960s in Europe and Russia claimed to show effects on humans, especially the nervous system, from low energy RF radiation; the studies were disputed at the time. In 2019, reporters from the Chicago Tribune tested the level of radiation from smartphones and found that certain models emitted more than reported by the manufacturers and in some cases more than the U. S. Federal Communications Commission exposure limit. It is unclear if this resulted in any harm to consumers. Some problems apparently involved the phone's ability to detect proximity to a human body and lower the radio power. In response, the FCC began testing some phones itself rather than relying solely on manufacturer certifications. Microwave and other radio frequencies cause heating, and this can cause burns or eye damage if delivered in high intensity, or hyperthermia as with any powerful heat source. Microwave ovens use this form of radiation, and have shielding to prevent it from leaking out and unintentionally heating nearby objects or people.

Милиметрлік толқындар

2009 жылы АҚШ-тың Көлік қауіпсіздігі басқармасы әуежай қауіпсіздігін тексерудің негізгі құралы ретінде дене сканерлерін енгізді, бастапқыда иондаушы сәулелерді қолданатын кері шашырату рентген сканерлерін, оларды Еуропалық Одақ 2011 жылы денсаулық және қауіпсіздік алаңдауларына байланысты тыйым салды. Одан кейін иондаушы емес миллиметрлік толқын сканерлері пайдаланылды. Сол сияқты, WiGig жеке аймақтық желілері 60 ГГц және одан жоғары жиілікті микротолқынды жолақты SAR қадағалау ережелеріне ашты. Бұрын осы жиіліктердегі микротолқынды қолданыстар негізінен адамға минималды әсер ететін жерсеріктік байланысқа арналған еді.

Инфрақызыл

750 нм-ден ұзын инфрақызыл толқын ұзындығы көздің линзасында өзгерістер тудыруы мүмкін. Шыны өңдеушілердің катарактасы – қорғалмаған шыны және темір жұмысшыларында алдыңғы линза қабықшасына зақым келтіретін жылудан болатын жарақаттың мысалы. Көп жылдар бойы қорғаныш көзілдіріксіз, шыны немесе темірдің қызып жарылған массасын ұзақ уақыт қараған жұмысшыларда катарактаға ұқсас өзгерістер пайда болуы мүмкін. Теріні көрінетін жарыққа жақын инфрақызыл сәулеленуге (IR A) ұшырату еркін радикалдардың өндірісін арттырады. Қысқа мерзімді әсер пайдалы болуы мүмкін (қорғаныш реакцияларын белсендіреді), ал ұзақ мерзімді әсер фотоқартаюға алып келуі мүмкін. Тағы бір маңызды фактор – жұмысшы мен сәулелену көзі арасындағы қашықтық. Аркалық дәнекерлеу кезінде инфрақызыл сәулелену қашықтыққа байланысты жылдам төмендейді, сондықтан дәнекерлеу орынынан үш футтан артық қашықтықта ол көзге қауіпті болмайды, бірақ ультракүлгін сәулелену қауіптілігін сақтайды. Сондықтан дәнекерлеушілер күңгірт көзілдірік киеді, ал айналасындағы жұмысшылар тек ультракүлгін сүзгісі бар мөлдір көзілдірік киеді.

Көрінетін жарық

Фотикалық ретинопатия – бұл көздің торшасының макулярлық аймағына, әсіресе оқушылардың кеңейгенінен, ұзақ уақыт күн сәулесінің әсерінен туындайтын зақымдану. Мысалы, күн тұтылуын тиісті көз қорғанысысыз бақылау кезінде мұндай жағдай тууы мүмкін. Күн сәулесі фотохимиялық реакцияны тудырады, ол көздің жарықтан ауысуына және скотомаға әкелуі мүмкін. Бастапқы зақымданулар мен ісіну бірнеше аптадан кейін жоғалады, бірақ көру қабілетінің тұрақты түрде төмендеуіне алып келуі мүмкін. Орташа және жоғары қуатты лазерлер қауіпті, себебі олар көздің торшасын, тіпті теріні де күйдіре алады. Жарақат алу қаупін бақылау үшін әртүрлі талаптар – мысалы, АҚШ-та ANSI Z136, Еуропада EN 60825 1/A2 және халықаралық деңгейде IEC 60825 – лазерлердің қуаты мен толқын ұзындығына байланысты "класс" белгілейді. Ережелер лазерлерді нақты ескертулермен белгілеу және жұмыс істеу кезінде лазерлік қауіпсіздік көзілдірігін кию сияқты қажетті қауіпсіздік шараларын қарастырады (лазерлік қауіпсіздік туралы қараңыз). Инфрақызыл және ультракөк сәулеленудің қауіптері сияқты, дәнекерлеу көрінетін жарық спектрінде қатты жарық тудырады, бұл уақытша жарық соқырлығына себеп болуы мүмкін. Кейбір дереккөздерде осындай сәулеленуге көзді қорғамай жақын арада тұрудың қауіпсіз қашықтығы жоқ екені айтылады.

Ультрафиолет

Күн сәулесінде бірнеше сағат ішінде күйік тудыруға жеткілікті ультракүлгін сәулет бар, ал күйіктің ауырлығы әсер ету ұзақтығына байланысты артады. Бұл әсер – терінің эритема деп аталатын реакциясы, ол жеткілікті мөлшерде УФ-В сәулесіне ұшырағаннан туындайды. Күннің ультракүлгін сәулесі УФ-А және УФ-В сәулелеріне бөлінеді: күннің УФ-А ағыны УФ-В ағынынан 100 есе артық, бірақ эритемаға реакция УФ-В үшін 1000 есе күштірек. Бұл әсер биіктеп көтерілгенде және қар, мұз немесе құмнан шағылысқанда күшейеді. Ультракүлгін сәулелердің ағыны күнің ортаңғы 4-6 сағатында 2-4 есе артады және бұлт жамылғысымен немесе бір метрге дейінгі сумен айтарлықтай сіңірілмейді. Дәлелдер ультракүлгін сәулелердің, әсіресе УФ-В сәулелерінің катарактаға себеп болатынын көрсетеді, сондай-ақ ерте жаста киген күн көзілдіріктер оның кейінірек дамуын баяулатуы мүмкін. Күннен келетін ультракүлгін сәуленің көп бөлігі атмосфера арқылы сүзгіленеді, сондықтан әуе шақырушылары жоғары атмосферадағы ультракүлгін сәулеленудің жоғары деңгейіне байланысты көбінесе катарактамен ауырады. Озон қабатының жұқаруы және нәтижесінде жердегі ультракүлгін сәулелену деңгейінің артуы болашақта катарактаның көбеюіне әкелуі мүмкін деп болжанады. Линза ультракүлгін сәулелерді сүзгілейтінін ескеріңіз, сондықтан хирургиялық жолмен алынса, ультракүлгін сәулелерді көруге болады. Күннен келетін ультракүлгін сәулелерге ұзақ уақыт бойы тону меланома және терідің басқа да қатерлі ісіктеріне әкелуі мүмкін. Нақты дәлелдер ультракүлгін сәулеленуді, әсіресе иондаушы емес орта толқынды УФ-В сәулесін, әлемдегі ең көп таралған қатерлі ісік түрі болып табылатын меланома емес тері қатерлерінің көпшілігінің себебі ретінде анықтайды. 300 нм-ден аз толқын ұзындығы бар ультракүлгін сәулелер (актиникалық сәулелер) мүйіз қабығының эпителийін зақымдауы мүмкін. Бұл көбінесе биік тауларда күнге ұшырағанда және қысқа толқынды сәулелер қар, су және құм сияқты жарқыраған беттерден оңай шағылысатын жерлерде болады. Дәнекерлеу доғасынан туындаған ультракүлгін сәулелер де мүйіз қабығына зақым келтіруі мүмкін, бұл "доғалы көз" немесе дәнекерлеу күйігі деп аталатын фотокератиттің бір түрі. Флуоресцентті шамдар мен түтіктер ішкі жағынан ультракүлгін сәулесін шығарады. Әдетте бұл сәуле қорғаныш қабатының ішіндегі люминофор пленкасымен көрінетін жарыққа айналады. Пленка дұрыс қолданылмаса немесе өндіріс ақауы болса, ультракүлгін сәулелер күйік тудыруға және тіпті тері қатерлі ісігіне әкелуі мүмкін деңгейде шығуы мүмкін.

Sunlight includes sufficient ultraviolet power to cause sunburn within hours of exposure, and the burn severity increases with the duration of exposure. This effect is a response of the skin called erythema, which is caused by a sufficient strong dose of UV B. The Sun's UV output is divided into UV A and UV B: solar UV A flux is 100 times that of UV B, but the erythema response is 1,000 times higher for UV B. This exposure can increase at higher altitudes and when reflected by snow, ice, or sand. The UV B flux is 2–4 times greater during the middle 4–6 hours of the day, and is not significantly absorbed by cloud cover or up to a meter of water. Ultraviolet light, specifically UV B, has been shown to cause cataracts and there is some evidence that sunglasses worn at an early age can slow its development in later life. Most UV light from the sun is filtered out by the atmosphere and consequently airline pilots often have high rates of cataracts because of the increased levels of UV radiation in the upper atmosphere. It is hypothesized that depletion of the ozone layer and a consequent increase in levels of UV light on the ground may increase future rates of cataracts. Note that the lens filters UV light, so if it is removed via surgery, one may be able to see UV light. Prolonged exposure to ultraviolet radiation from the sun can lead to melanoma and other skin malignancies. Clear evidence establishes ultraviolet radiation, especially the non ionizing medium wave UVB, as the cause of most non melanoma skin cancers, which are the most common forms of cancer in the world. Ultraviolet radiation of wavelengths shorter than 300 nm (actinic rays) can damage the corneal epithelium. This is most commonly the result of exposure to the sun at high altitude, and in areas where shorter wavelengths are readily reflected from bright surfaces, such as snow, water, and sand. UV generated by a welding arc can similarly cause damage to the cornea, known as "arc eye" or welding flash burn, a form of photokeratitis. Fluorescent light bulbs and tubes internally produce ultraviolet light. Normally this is converted to visible light by the phosphor film inside a protective coating. When the film is cracked by mishandling or faulty manufacturing then UV may escape at levels that could cause sunburn or even skin cancer.

Реттеу

АҚШ-та иондаушы емес сәулелену 1968 жылғы "Денсаулық пен қауіпсіздік үшін сәулеленуді бақылау туралы" заңы және 1970 жылғы "Еңбек қауіпсіздігі және денсаулық туралы" заңымен реттеледі.