ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТН ЫХ ПОЛЕЙ НА ОРГАНИЗМ Электромагнитные

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТН ЫХ ПОЛЕЙ НА ОРГАНИЗМ

Электромагнитные колебания -периодические изменения напряженности и индукции Электромагнитными колебаниями являются радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи, гамма-лучи.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СПЕКТР

Уравнение электрических колебаний Дифференциальное уравнение электрических колебаний R UR L UL C UC

Электромагнитные волны Ток смещения - в гипотезе Максвелла гипотетический источник магнитного поля, обусловленный изменением напряженности электрического поля со временем. , . здесь, ток проводим -ток смещения -заряд на обкладках плоского конденсатора.

Ток смещение в электрическом круге с конденсатором jпр jcм + E

Формулы • Сила тока смещения в конденсаторе • плотность тока смещения • исходя из этой формулы, плотность тока смещения равна скорости изменения со временем индукции электрического поля. • соотношение между вектором напряженности E и поляризации P • плотность тока смещения в диэлектрике Самое главное свойство тока смещения заключается в том, что он, как и ток проводимости, создает вихревое поле: Вихрова магнитное поле это поле с замкнутыми силовыми линиями

Уравнения Максвелла Дж. К. Максвелл записал свои гениальные уравнения в 1865 г. Уравнения Максвелла - это фундаментальные уравнения электродинамики, описывающие электромагнитные явления в любой среде. Они обобщают экспериментальные и теоретические труды физиков первой половины XIX в. и прежде всего исследования М. Фарадея. Основные законы электродинамики Максвелл сформулировал в виде четырех уравнений.

Приведены уравнения Максвелла не учитывают строение вещества и взаимодействие электромагнитного поля с частицами вещества. Влияние среды на электромагнитное поле задается через его электропроводность, а также диэлектрическую ε и магнитной μ проницаемости. Поэтому к уравнениям Максвелла следует добавить еще три уравнения, называемых материальными: j=σE

Плоские электромагнитные волны. Вектор условие. Пойнтинга Периодические изменения электрического или магнитного поля в некоторой области пространства дают начало совокупности последовательных взаимосвязанных преобразований этих полей, которые охватывают все новые области пространства. Оба эти поля являются вихревыми, причем векторы Е и Н находятся во взаимно перпендикулярных плоскостях. Электромагнитное поле, которое периодически меняется, распространяясь в пространстве, образует электромагнитную волну. Электромагнитная волна - волна, порожденная колебанием параметра электромагнитного поля.

Условие Пойнтинга • вектор плотности потока энергии электромагнитного поля, одна из компонент тензора энергии-импульса электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга S можно определить через векторное произведение двух векторов: • (в системе СГС), • (в системе СИ), • где E и H — векторы напряжённости электрического и магнитного полей соответственно. • (в комплексной форме)[1], • где E и H — векторы комплексной амплитуды электрического и магнитного полей соответственно. • Этот вектор по модулю равен количеству энергии, переносимой через единичную площадь, нормальную к S, в единицу времени. Своим направлением вектор определяет направление переноса энергии.

Уравнение для изотропного диэлектрика, в котором нет свободных электрических зарядов: Уравнение для напряженности магнитного поля Н: , Где Магнитная постоянная, ε и μ - относительные диэлектрическая и магнитная проницаемости среды.

-Магнитная постоянная, ε и μ - относительные диэлектрическая и магнитная проницаемости среды. В вакууме скорость распространения электромагнитных волн равна - Тогда как в среде

Абсолютный показатель преломления среды - это отношение скорости света в вакууме к фазовой скорости света в заданном среде.

Действие магнитного поля на биологические объекты В основе действия лежат первичные физические процессы: • изменение концентрации молекул в неоднородном поле, • действие силы Лоренца на ионы, • эффект Холла, • различные кинетические процессы.

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ЖИВЫХ ТКАНЕЙ

Электропроводность тканей организма

Conductivity of tissues BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ ЖИВЫХ ТКАНЕЙ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИВЫХ ТКАНЕЙ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИВЫХ ТКАНЕЙ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИВЫХ ТКАНЕЙ

Permittivity of tissues BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT

Глубина проникновения ПМП

Глубина проникновения ПМП

Depth of penetration • Any wave that enters a lossy medium will be attenuated after some distance • Depth of penetration (D. O. P. ) characterizes the distance after which the field intensity is 1 / e of its incident value • For a low-loss dielectric medium, the D. O. P. is described by the following equation, in which tan( c) is the loss tangent of the material BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT

DOP of tissues BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА

Магнитные свойства живых тканей

ИМПЕДАНС

Дисперсия импеданса живых тканей

Биологическое действие ЭМП РЧ тепловое нетепловое интегральное повышение температуры тела или отдельных его частей при общем или локальном облучении связано с переходом электромагнитной энергии в объекте в нетепловую форму энергии СВЧ Ø расстройство ЦНС, Ø нарушение эндокринно-обменных процессов, Ø изменение состава крови, Ø помутнение хрусталика (катаракта). Биологическая активность УВЧ ВЧ

The Frequency of the Human Body… • “According to Dr. Robert O. Becker in his book “The Body Electric, ” the human body has an electrical frequency and that much about a person’s health can be determined by it. Frequency is the measurable rate of electrical energy flow that is constant between any two points. Everything has frequency. ”

The Frequency of the Human Body… • “Dr. Royal R. Rife found that every disease has a frequency. He has found that certain frequencies can prevent the development of disease and that others would destroy diseases. Substances of higher frequency will destroy diseases of lower frequency. ”

The Frequency of the Human Body… • “In 1992, Bruce Taino of Taino Technology, an independent division of Eastern State University in Cheny, Washington, built the first frequency monitor in the world. Taino has determined that the average frequency of a healthy human body during the daytime is 62 to 68 Hz. When the frequency drops, the immune system is compromised. If the frequency drops to 58 Hz, cold and flu symptoms appear; at 55 Hz, diseases like Candida take hold; at 52 Hz, Epstein Bar and at 42 Hz, Cancer. Taino’s machine was certified as 100 percent accurate and is currently being used in the agricultural field today. ”

The Frequency of the Human Body… • “The study of frequencies raises an important question concerning the frequencies of substances we eat, breathe, and absorb. Many pollutants have low frequencies and cause the bodies healthy frequencies to be lowered and weakened. Processed or canned food has a frequency of zero and tend to lower healthy frequencies within the body towards degenerative diseases. Fresh produce has up to 15 Hz; dry herbs from 12 to 22 Hz; and fresh herbs from 20 to 27 Hz. Essential oil frequencies start at 52 Hz and go as high as 320 Hz; which is the frequency of Rose Oil. These higher frequencies create an environment in which disease, bacteria, virus, fungus, cancer, etc. , CANNOT live. ”…. . “In one study the doctors took two young men who had a 66 hertz frequency. One held coffee and his frequency dropped to 58 in 3 seconds. The other gentleman drank it and his frequency dropped to 52 in 3 seconds. ”

What happens macroscopically? • Problem of electromagnetic wave incidence on a lossy medium (tissue) • Incident EM energy is reflected and refracted at the interface of air and tissue • Fundamental constants defining how much is reflected and refracted are parameters of the medium Air Biological Tissue Sr Interface Er Hr Ei BIOE 200 C Spr ‘ 05 Hi Si Inan, OT Et Ht St

Resonance and mirror effect • Transmitted component of the incident wave adds energy to the tissue, resulting in heating The change in tissue temperature for a given wave intensity is strongly dependent on frequency of the wave: 2. 24 m – Human body absorbs waves at frequencies that are close to its resonant frequency much more strongly than others – Resonance is approximately 35 MHz ( = 8. 56 m) for a human that is grounded and 70 MHz ( = 4. 28 m) for one who is insulated (figure describes why) – RF waves, for example, are much closer to this resonant frequency of the body than 60 Hz power lines or other forms of LF energy thus they are absorbed much more efficiently Yao = 8. 96 m = 4. 48 m Yao • Conductor (Mirror effect) Note: = c / f Inan, OT

Human body resonance • In order to understand why the human body is resonant at frequencies in the megahertz and gigahertz, we must look at the problem from an electromagnetics viewpoint as in the following simple example – Consider the body as a cylindrical cavity resonator (for simplification purposes) with dimensions as shown below filled with water: d = 2. 00 m 2 a = 0. 6 m r = 81 – Boundary conditions and Maxwell’s equations can be used to derive an expression for different modes of wave propagation inside the medium – Consequent to these calculations is that there will be discrete frequencies at which resonance will occur – The following calculation is for the smallest of these frequencies for a water filled cavity of above dimensions (insulated): BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT

Microwave thermotherapy • Microwave thermotherapy (. 4 - 2. 5 GHz)1 – Tissue is heated with microwaves because of the efficiency of energy absorption unique to this frequency band shown previously – Additionally, higher frequencies (than human body resonance) are used to reduce depth of penetration and effectively focus the energy of the wave to a shallow region (tumor) – Cancerous cells are killed by the heating since healthy cells can survive at higher temperatures due to greater blood flow (45 degrees Celsius for healthy cells, 41 for cancerous) – Vrba et al. state that they have treated over 500 patients with tumors ranging up to 4 cm in depth using these methods – Their results show, in the long run: • Complete response of tumor: 53% • Partial response of tumor: 31% • No response of tumor: 16% Vrba, J. et al. , Microwave Thermotherapy in the Czech Republic: Technical and Clinical Aspects. www 2. elec. qmul. ac. uk/iop/files/HTin. CR. pdf BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT 1

Microscopic approach • 1020 Hz -ray X-ray 1018 Hz UV 1014 Hz 1 THz IR mm IONIZING RADIATION 300 GHz RF 300 k. Hz 30 k. Hz LF VLF NON-IONIZING RADIATION We will consider two classifications of electromagnetic radiation separately because their effects on the human body are vastly different: – Non-ionizing Radiation • Frequency range: 0. 1 - 1013 Hz • Designations: VLF, RF, millimeter, submillimeter • Sources: Power lines, radio / TV broadcasting, radar, cellular phones – Ionizing Radiation • Frequency range: > 1013 Hz • Designations: IR, UV, X-rays, gamma rays • Sources: Optical communications, sunlight, cosmic radiation, medical applications BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT

Non-ionizing radiation • • • Microscopic effects of non-ionizing EM energy have been studied extensively over the past few decades because we are exposed to these waves more often than ever before However, many mechanisms of interaction are still not well known nor are relevant results consistent In contrast, effects and health/safety standards are widely accepted in the science community Level of understanding of mechanisms of interaction decreases as we move from extracellular (membrane) to intracellular (enzyme, DNA) components We will consider these effects of non-ionizing radiation in two separate frequency bands, distinguished by the relative size of wavelength versus medium (human body) – Low frequency radiation: >> D – Radio frequency radiation: ~ D, << D BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT

Lower frequencies Radio beacons (Navigation) 30 k. Hz 300 k. Hz LF VLF Submarine Comm. Power Lines BIOE 200 C Spr ‘ 05 Audio Inan, OT

Low frequency EMF effects • Prevailing theory is that interactions occur primarily in the plasma membrane, then a cascade of changes propagates from the membrane to the nucleus of the cell as shown below 2: Plasma Membrane • Cellular Membrane Enzymes, Genes, Proteins Biochemical Messenger Nucleus An alternate theory suggests the possibility that EMF interacts directly with the nucleus and the DNA based on the following analysis – Membrane blocks low-level electric fields but not magnetic fields – Although cellular dimensions limit the induced electric field resulting from the penetrating magnetic field to very small values, the magnetic field itself may interact with cellular components – Recent studies by Blank and Goodman 3 show that the magnetic field may interact with enzymes and DNA within the cell through classical physics based mechanisms 2 Behari, J. , Biological Effects and Health Implication of Radiofrequency and Microwave, International Conference on Electromagnetic Interference and Compatibility'99, 6 -8 Dec. 1999, New Delhi, India; p. 449 -52. 3 Blank, M. and R. BIOE 200 C Spr Goodman, Do Electromagnetic Fields Interact Directly With DNA? , Bioelectromagnetics; 1997; ‘ 05 Inan, OT vol. 18, no. 2, p. 111 -15

Theory of signal transduction • First, consider the signal transduction theory in which an enzymatic cascade is responsible for changes in biosynthesis Plasma Membrane • Cellular Membrane Enzymes, Genes, Proteins Biochemical Messenger Nucleus, DNA The following is a step by step account (from Behari 1999) of how the signal reaches the DNA in order for changes in biosynthesis to occur: – Faraday induction creates currents in the ionic aqueous solution of the plasma membrane – These currents are blocked by the strong dielectric barrier of the cell membrane; however, they cause changes in the cell surface involving counter ion layer, ion channel permeability, glycoproteins, and ligand receptors – Consequently, there is enzyme activation, gene induction, protein synthesis, and mitogenesis / cell proliferation – Secondary biochemical messengers then pass this signal to the nucleus and the DNA of the cell BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT

Direct interaction theory • Many current studies present possible direct EM interaction mechanisms with DNA to explain changes in biosynthesis of the cell exposed to EMF – Blank suggests Mobile Charge Interaction (MCI) model from a variety of experiments 4 • Magnetic fields interact with moving charges via the classical electromagnetics relation: • In the case of intracellular flowing charges, such as enzymes, this force will result in a change in velocity and a resulting alteration in intended biological function (demonstrated in Na, K-ATPase and cytochrome oxidase reactions) • In addition, moving electrons in DNA helices will begin to experience forces which may repel them from each other and bend, or even break, the chain, resulting in increased DNA multiplication BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT 4 Blank, M. , Electromagnetic fields: biological interactions and mechanisms. Washington, DC: American Chemical Soc. , p. 498, 1995.

DNA chain bending B F I I • • F After time I I A direct result of equation (7) is the relationship between flowing charge (current), magnetic field, and induced force shown in equation (8) below When two wires have currents flowing in opposite directions, an applied magnetic field will cause repulsion • Expanding this idea by thinking about the DNA helix simply as two “wires” which may carry charge. Inan, OT electron transport in opposing through BIOE 200 C Spr ‘ 05 directions, we expect chain bending in some instances:

Influence on cancer promotion? • Possibility of cancer promotion and progression by RF fields has been studied extensively because of the implications: – Cell phone usage -> tumor? • Results from a few of these studies are provided below: – Exposure of glioma cells to RF fields leads to effects on transcription and cell proliferation 8 at high SAR values of 5 - 25 W / kg – Low-level 2. 45 GHz fields produced cell-cycle alterations which may be associated with cancer promotion 9 – Studies conducted on lymphocyte transformation as a result of RF energy have mostly been negative Cleary SF, Liu L-M, Merchant RE, Glioma proliferation modulated in vitro by isothermal radiofrequency radiation exposure, Radiat Res 121: 38 - 45, 1990. 8 Cleary SF, Cao G, Liu L-M, Effects of isothermal 2. 45 GHz microwave radiation on the mammalian cell BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT cycle: Comparison with effects of isothermal 27 MHz radiofrequency radiation exposure. Bioelectrochem Bioenerg 39: 167 - 173, 1996. 9

Thermal effects of RF EMF Period, T = 1 / f Biological Tissue • The above diagram depicts the electric field alternations, at a frequency f, of the electromagnetic wave that is incident on biological tissue. • Remember: For RF and microwave fields, this frequency is generally between 30 k. Hz and 300 GHz BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT

Thermal effects: Heat generation • • Ionic conduction and vibration of dipole molecules following alternations of the field lead to an increase of kinetic energy which is converted to heat The simplistic model below elucidates this phenomenon by first demonstrating induction of dipole moments by an applied electric field (electronic polarization) No field Field applied E Electron Orbit Induced moment No induced moment • • These dipole moments are internally induced electric fields that oppose the externally applied field They try to (unsuccessfully) follow the alterations of the electric field at RF and microwave frequencies but instead lag behind the transmitted wave, thus energy is gained MA Stuchly, “Fundamentals of the Interactions of Radio-frequency and Microwave Energies with Matter, ” In: Biological effects and dosimetry of nonionizing radiation, radiofrequency and microwave energies; NATO advanced study institutes series, Plenum Press, NY, 1983. BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT

Thermoregulation Sense and Thermoregulate RF Field Induced Heat Tissue T • If T exceeds a certain threshold value (usually determined based on the Basal Metabolic Rate), thermoregulation feedback system will break down and the tissue temperature will rise beyond control • Biological damage and, possibly, tissue death will result if the RF field continues to be applied especially if the tissue is of a control organ BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT

Thermoregulatory breakdown • After this breakdown, localized tissue damage can occur, resulting from insufficient heat diffusion by the active processes • Other possible results include hyperthermia, or heat exhaustion, accompanied by irreversible damage once the human tissue exceeds temperatures of approximately 43 degrees Celsius, and heat stress via the induction of the relevant gene (heat shock protein, hsp 70) • Health and safety standards are developed given these potentially hazardous effects and specific absorption rate (SAR in W / kg) limits are set for various frequencies of radiation • In general, these levels are set such that the bulk body temperature does not rise more than 1 degree Celsius • A common standard is also the approximate Basal Metabolic Rate (BMR) that should, in general, not be exceeded by the SAR R Kitchen, RF and Microwave Radiation Safety Handbook, Newnes, Oxford, 2001. BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT

At risk? • Tissues which are at highest risk are those with lower blood concentration: – Eyes – Gall bladder – Testes • These tissues are least able to dissipate heat through the active thermoregulatory mechanism of blood flow • CAVEAT: – Although thermal effects are by far those which carry the greatest potential for biological hazard, it is perhaps more critical to study and bring to light the non-thermal effects of RF radiation – This is because thermal effects are generally not encountered at lower-level radiations since the body can effectively dissipate the generated heat at these levels – And it is these lower levels of RF radiation to which we are most often exposed BIOE 200 C Spr ‘ 05 Inan, OT

• Мобильные радиотелефоны Вопрос о воздействии излучения МРТ на организм пользователя до сих пор остается открытым. Многочисленные исследования, проведенные учеными разных стран, включая Россию, на биологических объектах (в том числе, на добровольцах), привели к неоднозначным, иногда противоречащим другу, результатам. Неоспоримым остается лишь тот факт, что организм человека "откликается" на наличие излучения сотового телефона. Поэтому владельцам МРТ рекомендуется соблюдать некоторые меры предосторожности: • не пользуйтесь сотовым телефоном без необходимости; • разговаривайте непрерывно не боле 3 – 4 минут; • не допускайте, чтобы МРТ пользовались дети; • при покупке выбирайте сотовый телефон с меньшей максимальной мощностью излучения

• Расчеты физиков показывают, что при использовании радиотелефона с мощностью 0, 6 Вт и рабочей частотой 900 МГц удельная энергия ЭМП в головном мозге равняется от 120 до 230 мк. Вт/см 2. В России нормой для сотовых телефонов является удельная энергия в 100 мк. Вт/см 2, поэтому длительное повторное воздействие предельно допустимых доз излучения (особенно в дециметровом диапазоне волн) может привести к изменению (нарушению) биоэлектрической активности различных структур мозга и расстройствами его функций (внимания, кратковременной и долговременной памяти), нарушениям сна, раздражительности. • Телефон стандарта GSM 900/1800 опаснее телефона стандарта NMT 450, поскольку частота его СВЧ излучения выше. В то же время в NMT 450 используются большие мощности. Мобильный елефон, т помимо волн СВЧ, излучает сложный модулированный сигнал, несущий в себе информацию.

• При использовании • сотовых телефонов с частотой 450 — 900 МГц длина волны излучения несколько превышает размеры (линейные) головы человека. В данном слу чае излучение головой поглощается неравномерно, что может привести к образованию так называемых горячих точек. Ученые утверждают, что если разговоры по мобильному телефону составляют 10— 60 мин, то организму необходимо дать отдых (восстановление) в течение 8 — 14 ч. Следует обратить внимание на тот факт, что ежедневный режим (разговоры по мобильному телефону по 10— 60 мин без периода восстановления) может привести через 8 лет к необратимым последствиям (различным заболеваниям).

НАШ ОРГАНИЗМ - АНТЕННА • Он принимает электромагнитное излучение как антенна радиоприёмника • Это создаёт ток внутри нас. • Кровеносные сосуды - проводники постоянного тока и низких частот. • Высокие частоты также могут проходить через клеточные мембраны.

Alternating currents “shake” cell membranes and release calcium • They generate alternating voltages that drive the negative membrane and its bound positive ions in opposite directions. • These ions bounce on and off the membrane with each half cycle. • If the field is weak, only the more strongly charged divalent ions like calcium are bounced far enough to leave the membrane completely.

Electromagnetic calcium loss has been shown many times • Suzanne Bawin and her colleagues first showed this in 1975. • Carl Blackman and his co-workers followed it up and found that calcium loss only occurred in restricted “amplitude windows” • These are the field strengths that selectively drive the strongly charged divalent ions clear of the membrane.

Кардиомиоцит в состоянии покоя

Mechanism of Cardiac Muscle Excitation, Contraction & Relaxation Figure 14 -11: Excitation-contraction coupling and relaxation in cardiac muscle

Потенциал действия

Low frequency pulses work best • The lost calcium ions can be replaced by other ions to give a net loss of calcium. • Low frequencies work best because they give more time for the calcium to be replaced before the field reverses. • Pulses are more effective than smooth sine waves because they catapult the calcium from the membrane and then leave more time for it to be replaced.

Radio waves • Radio waves have high frequencies and have little biological effect on their own. • But if they are pulsed or amplitude modulated at a lower biologically active frequency, they have a similar “shaking” effect on the membrane and give similar biological effects. • 16 Hz is particularly effective.

What’s special about 16 Hz? • Potassium ions resonate and increase their energy of motion when exposed to a combination of electromagnetic fields at 16 Hz and the Earth’s steady magnetic field. • Potassium is by far the most abundant positive ion in living cells and is the one most likely to replace calcium lost from membranes. • 16 Hz energises it to make it even more effective in replacing calcium.

Biological significance of 16 Hz • Many bioelectromagnetic responses peak or trough at around 16 Hz. • These include growth in yeast and higher plants, movement in diatoms, and reported neurophysiological symptoms from TETRA radiation (17. 6 Hz). • This suggests that they may all be secondary effects due to the loss of divalent ions from cell membranes and their replacement by potassium.

Positive ions stabilise membranes • Cell membranes are made of islands of protein embedded in a sheet of negatively charged phospholipids. • They are stabilised by positive ions that fit between the phospholipid molecules and reduce their tendency to repel one another.

Calcium loss makes membranes leak • Calcium ions, with their double charge, are better at holding the phospholipids together than monovalent ions such as potassium. • The electromagnetic replacement of calcium by monovalent ions weakens the membrane, making it more likely to tear, develop temporary holes and leak.

Mobile phone signals • GSM phones compress the digital speech data into a series of microwave pulses that are transmitted at a biologically active low frequency (217 Hz). • Within each pulse, the coded speech signal is also pulsating. • So, information-carrying signals are potentially more damaging.

Cell phones damage DNA • Many studies have shown that the radiation from GSM phones breaks DNA molecules in cultured cells within 24 hours. • Because DNA is an extremely stable molecule, the most likely explanation is the leakage of digestive enzymes through the membranes of damaged lysosomes.

Not all cells are equally affected • According to an independent study sponsored by the European Commission, fibroblasts show severe DNA damage but lymphocytes are almost unaffected. • This may be because lymphocytes routinely break and rejoin their DNA as part of their role in the immune system. • Consequently, they may have unusually good DNA repair mechanisms.

Cell phones reduce male fertility • Several studies have shown significant reductions in sperm count and viability in heavy cell phone users. • This is an expected consequence from damage to the DNA of cells in the germ line. • Further consequences are genetic mutations that will appear in future generations.

Cell phones and female fertility • We do not yet know what heavy cell phone use does to female fertility since the eggs are formed in the unborn foetus and the effects will not become apparent until the child reaches puberty many years later. • This is potentially more serious than the effects on sperm since relatively few eggs are formed and they are irreplaceable. • Cell phone use should therefore be minimised during pregnancy.

Radiation and allergies • Much of the present rise in allergies and related conditions can be attributed to electromagnetic exposure releasing calcium from cell membranes and tight junction barriers. • By increasing leakage in the tight junction barriers that protect all of our body surfaces, it can promote the entry of allergens, toxins and carcinogens.

Many illnesses are exacerbated • An increase in the permeability of our cell membranes and tight junction barriers can account for the increase in many “modern illnesses”. • These include asthma, various allergies, multiple chemical sensitivities, skin rashes, bowel cancer, type-1 diabetes, Crohn’s disease, celiac disease, irritable bowel syndrome and multiple sclerosis.

Electromagnetic hypersensitivity • Some people can “feel” the radiation because it affects their nervous systems. • Symptoms include headaches, dizziness numbness, pins and needles, fatigue, cramps and cardiac arrhythmia. • These symptoms resemble those of low blood calcium and magnesium (which would also remove these ions from cell membranes and make them leak).

Electromagnetic exposure stimulates the brain • Electromagnetically-induced membrane leakage in neurones will increase their cytosolic calcium concentration. • Programmed rises in cytosolic calcium are a normal prerequisite for the release of neurotransmitters that pass signals to other neurones. • A higher background concentration means this happens sooner and speeds our reaction time to simple stimuli.

Membrane leakage and attention deficit hyperactivity disorder • In addition to its speeding signal transmission, membrane leakage in neurones will also increase the production of spurious signals. • These will stimulate random thoughts, create a mental fog, and result in a loss of concentration. • Tasks that could be affected include learning in classrooms fitted with Wifi and driving a car while using a cell phone (even hands-free types have this effect).

Autism • The present 6000 percent increase in autism coincides with the proliferation of cell phones and microwave ovens. • This too can be explained in terms of membrane leakage and the generation of spurious signals in the child’s brain.

Development of autism • A child learns the basics of social interactions in its first year of life. • These become hard-wired when underused neuronal connections are pruned. • Any electromagnetic disruption of this learning will then be made permanent. • The nature and severity of this disruption could then give rise to the whole spectrum of irreversible autistic disorders.

Defence mechanisms • Living organisms have evolved mechanisms to defend themselves against the non-ionising radiation from lightning in thunderstorms. • Extra calcium leaking into cells is expelled. • Heat-shock proteins are produced to protect enzymes from damage. • Ornithine decarboxylase is activated to make polyamines that protect nucleic acids.

Defence comes at a cost • When deployed, the defence mechanisms temporarily disrupt normal metabolism and place heavy demands on cellular resources. • This can normally be tolerated for a short time, e. g. the duration of a thunderstorm or a brief phone call. • But permanent exposure, e. g. from base station antennas may be more damaging. • Resources have to be diverted permanently from both physical activity and the immune system, causing fatigue and an increased risk of developing cancer and other illnesses.

DECT phones and Wifi • The continuous radiation from most DECT cordless phone base stations and Wifi routers can have similar effects to exposure to cell phone base stations. • The only currently-produced DECT phone that automatically switches off the base station when not in use is the Orchid Low Radiation Phone, which is available from www. rowtex. co. uk • Wifi and DECT baby alarms should be avoided.

Why are we not all affected? • This is due to natural biological variability. • Some people may be predisposed to radiation damage because of low blood calcium or magnesium. • Others may have weaker defence mechanisms. • N. B. Many people are electrosensitive but do not realise it; they have the symptoms, but because they are permanently exposed to the radiation, they regard them as “normal”.

Liquids are also affected • Water treated with pulsed non-ionising electromagnetic radiation can also remove calcium from surfaces and have biological effects similar to direct exposure to the radiation. • If this were to happen to the water in the bloodstream of cell phone users, the effects of the radiation could also be transmitted “chemically” to all parts of the body. • This would increase the range of transmission.

Antennas on water towers • A further consequence of this “chemical transmission” could be the distribution of toxic effects in water coming from water towers fitted with cell phone antennas. • We should therefore avoid putting antennas on water towers since it could spread the radiation effects through the water system far beyond the range of the radiation itself.

Postscript • There is an urgent need for both governments and the cell phone industries to recognise the full implications of what they are doing. • The effects on electrosensitive people and those with allergy-related conditions are bad enough in their own right but, with roughly half the world’s population already owning a cell phone, the genetic effects now threaten the future of the entire human race. Andrew Goldsworthy 2008

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТН ЫХ ПОЛЕЙ НА ОРГАНИЗМ нормирование ЭМП РЧ

Нормирование ЭМП РЧ • ГОСТ 12. 1. 006– 84 “ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности” • Сан. Пи. Н 2. 2. 4/2. 1. 8. 055– 96 “Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона”.

Exposure Limits The National Guidelines protect against established adverse health effects of RF by prescribing safe limits on human RF exposure. The exposure limits of the National Guidelines are consistent with the ICNIRP limits.

Характеристики ЭМП • частота f (Гц) f = 1/T; λ = v. T = v/f; v = c/(με)1/2 – скорость распространения в данной среде) • напряженность электрического поля Е (В/м); • напряженность магнитного поля H (А/м); • плотность потока энергии I (Вт/м²) - величина потока энергии, падающего в единицу времени на единицу поверхности, расположенную перпендикулярно потоку энергии. ППЭ

• Область распространения электромагнитной волны от источника делят на три зоны. 1. Зона индукции R = λ/2π. ЭМ-волна не сформирована, на человека действуют напряженности электрического и магнитного полей независимо друг от друга. Е, Н 2. Зона интерференции (промежуточная), λ/2π < R < 2πλ. Е, Н, ППЭ 3. Дальняя зона - зона сформировавшейся ЭМ-волны. R ≥ 2πλ. ППЭ

ЭМП РЧ в диапазоне частот 60 к. Гц – 300 МГц • Предельно допустимые напряженности электрического и магнитного полей и предельно допустимая энергетическая нагрузка за рабочий день. • Энергетическая нагрузка ЭНЕ, создаваемая электрическим полем: ЭНЕ = Е 2 Т, где Т – время воздействия, ч. • Энергетическая нагрузка ЭНН, создаваемая магнитным полем: ЭНН = Н 2 Т.

ЭМП РЧ в диапазоне частот 60 к. Гц – 300 МГц Энергетическая нагрузка ЭНЕ, создаваемая электрическим полем: ЭНЕ = Е 2 Т, Энергетическая нагрузка ЭНН, создаваемая магнитным полем: ЭНН = Н 2 Т. • Максимальные значения ЭНЕ = 20000 В 2·ч/м 2, ЭНН = 200 А 2·ч/м 2. • Максимальные напряженности электрического и магнитного полей ЕПД = 500 В/м, НПД = 50 А/м.

В диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц • Плотность потока энергии и предельно допустимая энергетическая нагрузка. • Энергетическая нагрузка : ЭНППЭ = ППЭ·Т. • Предельно допустимое значение ППЭ зависит от времени пребывания в зоне облучения, но в любом случае не должно превышать 10 Вт/м² (1000 мк. Вт/см²). • Предельно допустимая ЭНППЭ = 2 Вт·ч/м 2 (200 мк. Вт/см 2).

Что показывает SAR? SAR (Specific Absorption Rate) - это величина удельной поглощенной энергии электромагнитного поля (ЭМП) в тканях человека. Электромагнитная энергия, которая излучается, к примеру, сотовым телефоном, вызывает усиление колебательных, вращательных движений молекул, что выражается в увеличением температуры ткани. Величина SAR имеет размерность Вт/кг. Ватты - это та мощность ЭМП, которая поглотилась 1 кг ткани. До 2001 года приемлемой величиной было значение 2 Вт/кг. С 2001 года его уменьшили (из-за массы данных о негативных медицинских последствиях сотовой связи) до 0, 8 Вт/кг.

Thermal Effects • International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) • Identified behavioural changes i. e. a rise in whole body temperature in excess of 1°C at a Specific Energy Absorption Rate (SAR) of 1 - 4 w/kg • No firm evidence that health would be impaired at lower levels of exposure.

Thermal Effects (cont. ) • The ICNIRP SAR levels are the basis for occupational exposure • Guidelines for the general public recommend levels 5 times lower

ICNIRP basic restrictions on exposure on the frequency range 10 MHz to 10 GHz

ICNIRP Reference Levels for Public Exposure

Что нас окружает? Данные об излучении, а вернее о величинах плотности потока (ПП) электромагнитного излучения различных источников показывают, что их воздействие на организм человека превышает естественный уровень в миллионы и даже триллионы раз. Следовательно, мы живем в условиях чрезвычайно сильного электромагнитного шума, который бьет по нашему организму.

1. Электромагнитное поле радиочастот (ЭМП РЧ) • Основные источники ЭМП РЧ: телевизионные и радиолокационные станции, антенны радиосвязи, термические цеха и участки (индукционные катушки в печах), мониторы компьютеров, бытовые приборы. Диапазоны ЭМП радиочастот : • поля высокой частоты (ВЧ) f = 30 к. Гц-30 МГц; λ = 104 -10 м; • поля ультравысоких частот (УВЧ) f = 30 МГц -300 МГц; λ = 10 -1 м; • поля сверхвысоких частот (СВЧ) f = 300 МГц-300 ГГЦ; λ = 1 -10 -3 м.

Электротранспорт • Транспорт на электрической тяге – 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. По данным (Stenzel et al. , 1996), максимальные значения плотности потока магнитной индукции в пригородных "электричках" достигают 75 мк. Тл при среднем значении 20 мк. Тл. Среднее значение на транспорте с электроприводом постоянного тока зафиксировано на уровне 29 мк. Тл.

Бытовая электротехника • • Наиболее мощными следует признать СВЧ-печи, аэрогрили, холодильники с системой “без инея”, кухонные вытяжки, электроплиты, телевизоры. Все ниже приведенные данные относятся к магнитному полю промышленной частоты 50 Гц. Значения магнитного поля тесно связаны с мощностью прибора - чем она выше, тем выше магнитное поле при его работе. Значения электрического поля промышленной частоты практически всех электробытовых приборов не превышают нескольких десятков В/м на расстоянии 0, 5 м, что значительно меньше ПДУ 500 В/м.

Методы защиты от ЭМП РЧ • выбор рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего персонала; (ограничение места и времени работы, уменьшение мощности источника излучений, рациональное размещение оборудования в рабочем помещении); • экранирование источников излучения (листы или сетки из алюминия, меди, стали – отражающие экраны; резина, поролон, древесина, графит – поглощающие экраны);

• защита расстоянием: удаление рабочего места от источника ЭМИ ; • применение СИЗ: специальная одежда, выполненная из металлизированной ткани, защитные очки; • предварительные и периодические медосмотры, лечебно-профилактические мероприятия

2. ЭМП промышленной частоты (50 Гц) • Источники ЭМП промышленной частоты: ЛЭП до 1150 к. В, открытые распределительные устройства, коммутационные аппараты, измерительные приборы. • Длительное действие → головные боли, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенная раздражительность, боли в области сердца.

Нормирование ЭМП ПЧ • ГОСТ 12. 1. 002 – 84 “ССБТ. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах”. • Предельно допустимые уровни напряженности электрического поля частотой 50 Гц в зависимости от времени пребывания в нем.

• ЕПД = 25 к. В/м (не более 10 мин) • Допустимое время пребывания (ч) в электрическом поле напряженностью от 5 до 20 к. В/м включительно вычисляется по формуле T = 50/E – 2. • Присутствие персонала на рабочем месте в течение 8 ч допускается при напряженности, не превышающей 5 к. В/м.

Средства защиты от ЭМП ПЧ • стационарные и переносные заземленные экранирующие устройства (козырьки, навесы, щиты или перегородки); • СИЗ (защитный костюм, комбинезон, экранирующий головной убор, специальная обувь); составные элементы индивидуального комплекта объединяются в единую электрическую цепь и через обувь или с помощью специального проводника обеспечивают качественное заземление.

3. Обеспечение безопасности при работе с компьютером • • • На пользователей ПК в процессе работы оказывают действие следующие факторы (ГОСТ 12. 0. 003 -74) : повышенная ионизация воздуха; повышенный уровень статического электричества; повышенный уровень электромагнитных излучений; повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека; повышенный или пониженный уровень освещенности; пониженная контрастность; повышенный уровень прямой или отраженной блесткости; повышенная пульсация светового потока; повышенный уровень УФ и ИК излучения; повышенное содержание в воздухе рабочей зоны двуокиси углерода, озона, аммиака, фенола, формальдегидов; длительные статические нагрузки; монотонность труда.

Нормирование • Сан. Пи. Н 2. 2. 2/2. 4. 1340 – 03 “Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы” Наименование параметра Напряженность электромагнитного поля на расстоянии 50 см вокруг дисплея по электрической составляющей, В/м, не более: • в диапазоне частот 5 Гц – 2 к. Гц • в диапазоне частот 2 – 400 к. Гц Плотность магнитного потока на расстоянии 50 см вокруг дисплея, н. Тл, не более: • в диапазоне частот 5 Гц – 2 к. Гц • в диапазоне частот 2 – 400 к. Гц Поверхностный электростатический потенциал, В, не более Сан. Пи. Н TCO’ 99 25 2, 5 10 1, 0 25 200 25 500

• • • Общие гигиенические требования к помещениям для эксплуатации ПЭВМ: Площадь, приходящаяся на одно рабочее место, должна составлять не менее 6 м 2; (4, 5 м 2 – для ЖК-мониторов) Объем, приходящийся на одно рабочее место, должен составлять не менее 20 м 3 (24 м 3 в учебных и дошкольных учреждениях), что позволяет, кроме обеспечения общей гигиены, снижать концентрацию пылевидных частиц и аэроионов; (15 м 3 – для ЖК-мониторов) Экран монитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 60 -70 см, не ближе 50 см. При выполнении основной работы на ВДТ и ПЭВМ (диспетчерские, операторские, залы вычислительной техники и др. ) уровень шума на рабочем месте не должен превышать 50 д. БА. Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300 – 500 лк.

THANK YOU FOR ATTENDING OUR PRESENTATION Please Remember The Following: MAGNET THERAPY is a Godsend. It’s good for any condition and harmful to none!