Реферат: Электромагнитные поля и их воздействие на окружающую среду

Увеличение или уменьшение плотности мощности облучения на 1-2 порядка без изменения прочих параметров сигнала приводило к невозможности выработки условного рефлекса. К тому же приводило изменение частоты до 500 или 50 Гц.

Отмеченные результаты экспериментальных исследований имеют принципиально важное значение, так как они указывают на наличие резонансных параметров облучающего излучения, при которых реализуются и, соответственно, наблюдаются результаты воздействия. Наличием резонансных параметров можно объяснить существо бимодальных дозовых зависимостей.

Особенности резонансных воздействий можно объяснить с помощью результатов теоретических и экспериментальных исследований, проведенных под руководством П.П. Гаряева. Эти результаты дают основание утверждать, что первоосновой кодовой иерархии биологических систем являются инфраструктуры внеклеточных матриксов (ВКМ) цитомембраны, цитоскелета и ядра клетки. Все изменения в живом организме связаны в первую очередь с изменениями в этих структурах. ДНК, рибосомы и коллаген (основная составляющая часть белков ВКМ) - главные информационные биополимеры. Между ними в эпигенетическом режиме происходит обмен информацией по физическим каналам нелинейных акустических и электромагнитных колебаний. Кроме того, генераторами и акцепторами информационных волн внутри биообъектов являются различные жидкокристаллические структуры и внутриклеточная вода со способностью образовывать фрактальные структуры.

Экспериментально определены приблизительные резонансные частоты в Гц некоторых структур живой клетки: соматическая клетка - 2,39× 10¹² ; ядро соматической клетки - 9,55× 10¹² ; митохондрии из клетки печени - 3,18× 10¹³ ; геном клетки человека - 2,5× 10¹³ ; хромосома интерфазная - 7,5× 10¹¹ ; хромосома метафазная - 1,5× 10¹³ ; ДНК - (2...9) × 10⁹ ; нуклеосома - 4,5× 10¹⁵ ; рибосомы - 2,65× 10¹⁵ ; клеточные мембраны - 5× 10¹⁰ ; цитоскелет - 10⁸ ; эритроциты - (3,5...4,0) × 10¹⁰ .

Одной из главных особенностей реализации резонансных воздействий является мизерная мощность и малое время облучения. Так, аппараты информационно-волновой терапии "Порог-1" и "Минитаг" работают при сверхмалой плотности потока мощности приблизительно 10^-17 Вт/см² в течение нескольких секунд или минут.

Отмеченные выше резонансные частоты живой клетки совпадают с частотами излучений космических аппаратов связи (КАС). Создаваемые же этими аппаратами плотности мощности и длительности облучения будут существенно превышать (на 10 и более порядков - такое облучение возможно в течение всей жизни) энергетические уровни, вызывающие изменения в живых клетках. В связи с этим рассмотрим возможные последствия от действия электромагнитных излучений КАС на биологические объекты. Особое внимание уделим наиболее чувствительным к энергетическому воздействию механизмам генетического кодирования биологической информации.

Фундаментальным свойством живого, в гораздо большей степени присущим живым организмам, чем природе в целом, является способность к генерированию посредством самоорганизации новых, отсутствовавших ранее свойств и процессов. Прогрессивная эволюция с этой точки зрения представляет собой процесс самоорганизации, выражающийся в самопроизвольном образовании все более сложных структур. Однако любая однажды возникшая структура не является статичной, она может потерять устойчивость либо вследствие изменения условий среды, либо из-за изменения параметров самой системы. Мутации, которые несут селективное преимущество, имеют тенденцию усиливаться, т.е. порождают неустойчивость. Таким образом, естественный отбор фактически основан на неустойчивостях, вызванных появлением благоприятных мутантов, которые приводят к развалу ранее устойчивых структур, а эволюция представляет собой бесконечную смену одних устойчивых состояний другими через неустойчивые.

Такое представление об эволюции хорошо стыкуется с современными представлениями о синергетике. Современный синергизм - это признание роли малых по энергии флуктуаций, которые в сложных системах могут изменять структуру систем в точке бифуркации.

Считается, что именно низкоэнергетические сигналы влияют на выбор пути дальнейшего развития в момент бифуркации, когда имеется ряд равноценных продолжений.

В результате суперпозиции полей нескольких излучений возможно возникновение стоячих волн, частота которых будет совпадать с резонансными частотами живых клеток и ритмами различных органов и функциональных систем организма. Поэтому появляется вероятность изменения (в том числе и негативного) генетического аппарата живых клеток при длительном воздействии низкоэнергетических электромагнитных излучений КАС. В результате такого воздействия на генетические механизмы транскрипции, трансляции, репарации, а также на механизм экспрессии генов, могут возникать особи отдельных биологических видов с непредсказуемыми свойствами.

Освоение механизма управления экспрессией генов с помощью электромагнитных излучений может открыть двери к управлению поведением и состоянием биологических объектов, вплоть до их клонирования. Использование такого управления даст возможность дистанционно подавлять активность болезнетворных микроорганизмов, бактерий, насекомых и т.д.

В отношении человека возникает опасность того, что у населения облученных территорий могут быть спровоцированы нежелательные последствия на генном и физиологическом уровнях. Так, при облучении организма человека возможно ингибирование ряда участков генома лимфоцитов. Это может привести к различным отклонениям, в первую очередь - к наиболее сложной системе иммунной защиты организма. Такое воздействие позволит путем ингибирования трансляции определенных генов прекратить синтез иммуноцитов, отвечающих за выработку антител к определенному антигену. Спустя некоторое время после воздействия иммунная система облученных будет не в состоянии противостоять инфекции, вызванной антигеном, реакция на который ингибирована, и даже грипп окажется смертоносным.

Поскольку мутации по большей части вредны, ни один биологический вид не может позволить себе быстро накапливать их в своих половых клетках. Сохранение вида требует, чтобы половые клетки организмов были защищены от быстрых генетических изменений, но сохранение каждого конкретного индивидуума требует такой же защиты и для всех остальных клеток организма. Нуклеотидные замены в соматических клетках могут способствовать естественному отбору в пользу тех клеток, которые лучше приспособились к существующим условиям. Это может привести к их неконтролируемому размножению, например, развитию рака, на долю которого в Западном полушарии приходится более 20% преждевременных смертей. Убедительные исследования показывают, что гибель людей в данном случае вызвана главным образом накоплением изменений в последовательностях ДНК соматических клеток. Десятикратное повышение частоты мутаций привело бы, вероятно, к катастрофическому росту числа раковых заболеваний.

Таким образом, учитывая недостаточную изученность воздействия электромагнитных излучений на биологические объекты, а также тенденции развития космических систем связи, следует отметить необходимость проведения электромагнитного мониторинга окружающей среды с целью контроля над теми процессами в жизни общества, которые могут получить развитие в период активного ввода в действие новых систем и устройств, генерирующих электромагнитное излучение. Этот вопрос приобретает наибольшую актуальность именно теперь, когда создаются глобальные системы космической связи.

2. Механизм воздействия электромагнитных полей на биологические объекты

Для решения проблемы создания биологически безопасных технических систем необходимо выяснить механизм опасного воздействия искусственных полей на живые организмы. Исследования в области теории физического вакуума позволили получить ряд принципиально новых результатов, которые заставляют пересмотреть сложившееся понимание механизма поглощения энергии полей биологическими объектами. Очевидно, у биосистем существует особый, не изученный механизм поглощения энергии электромагнитных полей и превращения ее в электричество, который до сих пор не имел аналогов в технике. Процесс преобразования энергии в клетках происходит под действием электромагнитного поля в физической среде, не обладающей магнитными свойствами. При этом отсутствуют привычные резонансные контуры и индуктивности. Вышесказанное означает, что не всегда нужно искать аналогию с известными радиотехническими методами при объяснении явлений поглощения или преобразования энергии.

Вредное влияние электронных систем на человека было замечено давно. Во многих областях применения таких систем принимались меры для уменьшения вредного воздействия. Наиболее эффективным считается экранирование. Это особенно касается технических систем с использованием СВЧ. При этом все меры направлены на ограждение человека от влияния вредного фактора, а не на принципиальное устранение самого вредного фактора. Экранирование позволяет уменьшить энергию полей в окружающем пространстве, но никак не влияет на структуру поля, поэтому фактор, оказывающий вредное воздействие на человека остается не устраненным. В радиотехнике известно, что условием значительного воздействия поля является наличие резонансных явлений. Такой подход часто пытаются распространить и на биологические системы. Но поскольку резонансные явления в организме человека, особенно на низких частотах, являются маловероятными, то отсюда делался ошибочный вывод об отсутствии опасного влияния низкоинтенсивных и низкочастотных излучений. При этом считалось, что пространство, окружающее человека – физический вакуум, во взаимодействии не участвует.

Исследования в области теории физического вакуума заставляют пересмотреть сложившееся понимание механизма поглощения энергии полей биологическими объектами. Главную роль играют геометрические особенности полей. Становится определяющим не уровень энергии, поглощенной веществом, а уровень энергетической насыщенности физического вакуума и особенности его структурной организации. Поэтому воздействие на вещество может проявляться даже при очень низких уровнях поглощаемой энергии и носить не пороговый характер. Полностью механизм влияния искусственных полей на биологические системы еще предстоит раскрыть, но уже ясно, что он мало коррелирует с механизмом поглощения энергии, который демонстрируют нам существующие ныне технические системы, использующие резонансные явления. Высказано предположение, что чрезвычайно высокая чувствительность биологических объектов к электромагнитным полям обусловлена геометрическими особенностям полей и тем, как асимметрия структуры ДНК соотносится с асимметрией поля. В двойной спирали ДНК – в этой геометрической особенности ДНК, необходимо искать причину высокой чувствительности живых организмов к электромагнитным полям.

Сложившийся ныне подход к созданию технических систем, безопасных для человека, состоит в создании опасного объекта с последующей борьбой с вредным фактором. Это связано с тем устоявшимся мнением, будто бы невозможно создание абсолютно безвредных технических систем и что естественным является признание неизбежности существования вредного фактора.

При этом вопрос о возможности создания абсолютно безопасных систем, в принципе не имеющих вредных факторов, даже не ставится.

Если спрогнозировать развитие электронных систем с учетом расширения их использования в жизни человека, то станет совершенно ясно, что совокупный фактор вредного воздействия скоро увеличится настолько, что поставит под сомнение столь широкое их применение. Электроника, развиваясь без устранения своего вредного влияния на человека, в будущем приведет саму себя к вырождению. Будущее за безопасными электронными системами, они полностью вытеснят нынешние вредные для здоровья компьютеры, телевизоры, мобильные телефоны, СВЧ-печи и т. д.

В последнее время значительно активизировались исследования, направленные как на выяснение сущности физического вакуума, так и на разработку прикладных вакуумных технологий. На вакуумные технологии возлагаются надежды как на многообещающие экологически чистые технологии. Новое понимание сущности физического вакуума, указывает на серьезные последствия насыщения его энергией искусственных электромагнитных полей. Влияние этого искусственно созданного “электромагнитного смога” на биосферу может оказаться непредсказуемым. Нужны принципиально новые решения проблемы биологической безопасности электронных устройств на совершенно новых идеях. Не только и не столько экранировкой можно защититься от опасных излучений. Более перспективным является избавление от опасного воздействия излучений путем перестройки структур полей, генерируемых электронными системами.

На то, что не уровень энергии, а структурные особенности так важны, указывают медицинские исследования. Так, например, феномен лазерной биостимуляции широко используется в медицинской практике, хотя его сущность и механизмы еще далеко не полностью раскрыты и поняты. Отсутствует убедительная теория "сильных" действий лазерных излучений малых интенсивностей при взаимодействии с биологическими объектами в методах лазерной терапии. Единственным способом оценки эффектов, возникающих при взаимодействии электромагнитных излучений с объектами облучения, являются методы экспертных оценок. Отсутствие как теоретических, так и экспериментальных обоснований воздействия электромагнитных излучений на человека приводит некоторых исследователей к рассмотрению наблюдаемых фактов, в частности, воздействия лазеров на различные процессы, как явлений, выходящих за границы современной научной парадигмы. В январе 1999 г. сотрудниками МКБ "Электрон" и МФТИ в процессе проведения исследований по влиянию излучений слабых полей различной физической природы на изменение некоторых физических параметров предельно чистой воды, в частности, электрической проводимости, был экспериментально зарегистрирован устойчивый эффект изменения величины удельной электрической проводимости образцов предельно чистой воды после воздействия излучения маломощных гелий-неоновых лазеров. Особенностью зарегистрированного эффекта являлось то, что характер изменения по величине, знаку и времени сохранения эффекта не соответствовал тепловому эффекту при поглощении электромагнитного излучения. Одна из наиболее приемлемых гипотез, высказанных экспериментаторами, заключается в том, что эффект изменения электрической проводимости воды под воздействием низкоинтенсивного лазерного излучения вызывается влиянием лазерного излучения на структуру водных молекулярных ассоциатов. Т.е. получаемые результаты могли быть следствием изменения структуры воды.

В 2001 году группой ученых медико-биологического отдела МКБ "Электрон" изучалось воздействие низкоинтенсивных излучений различных лазеров на показатель скорости оседания эритроцитов крови человека. В ходе этих экспериментов выяснилось, что под действием низкоинтенсивного лазерного излучения в человеческой крови происходит перерождение эритроцитов. В результате наступает разрушение иммунной системы в целом.

Лазерное излучение является плоскополяризованным. Т. е. плоскости электрической и магнитной составляющих взаимно ортогональны и их пространственная ориентация не меняется. Следовательно, структурные особенности излучений лазера могут играть решающую роль.

Лазеры все больше и больше входят в нашу жизнь. Уже выпускаются лазерные светильники, лазерные фонарики, дети с удовольствием пользуются лазерными указками. При этом трудно спрогнозировать последствия воздействия низкоинтенсивного лазерного излучения на здоровье людей.

3. Электромагнитный смог

Успешные эксперименты Генриха Герца 1886-1889 годов, в ходе которых он, с помощью изобретенного им вибратора, получил искусственные электромагнитные волны, стали вехой не только в науке и технике, но, и положили начало принципиально новой ситуации в окружающем пространстве на Земле. За все время существования планеты ни биосфера, ни человек не знали искусственных электромагнитных волн. Общий искусственный электромагнитный фон на Земле с момента изобретения радио начал значительно возрастать и сохраняет тенденцию роста. Особенно тревожным является факт нарастания уровня электромагнитного фона в среде жизнедеятельности человека, в непосредственной близости от него.

Среда обитания человека до предела насыщена вредными излучениями, в том числе человек ежедневно подвергается влиянию слабых магнитных полей промышленной частоты. Магнитные поля промышленной частоты (50 Гц) — это лишь небольшая часть вредных энергетических излучений, загрязняющих среду нашего обитания. Ученые многих цивилизованных стран пришли к выводу считать вредным для здоровья человека интенсивность магнитного поля, превышающую 0,2 микротеслы (мкТл, единица измерения магнитной индукции в Международной системе единиц). Но давайте посмотрим, с какими величинами этой интенсивности ежедневно приходится сталкиваться человеку на бытовом уровне.

Возьмем, к примеру, транспорт. Среднее значение полевой магнитной напряженности в пригородных электропоездах составляет 20, а в трамваях и троллейбусах — 30 мкТл. Еще выше эти показатели на платформах станций метрополитена — до 50 — 100 мкТл. И вовсе сущий ад представляют собой поездки в вагонах городской подземки: там интенсивность электромагнитного поля зашкаливает за 150 — 200 мкТл, что означает превышение допустимого уровня облучения до 1000 раз и более! Однако не следует думать, что комфортный автомобиль менее опасен для здоровья человека. Доказано, что на скорости свыше 80 км/час кабина любого транспортного средства превращается в кипящую энергетическую камеру, в которой буквально "варятся" заживо как водитель, так и пассажиры.