انسان و امواج الکترومغناطیس

چكيده
انسان در معرض انواع ميدان‌هاي الكترومغناطيسيي ناشي از منابع طبيعي و مصنوعي است. اين ميدان‌ها باعث ايجاد ميدان الكتريكي در بدن و تاثير حركت يون‌ها، ايجاد گرما، تحريك عصبي و عضلاني و آثار مختلف ديگري مي‌شوند. به نظر مي‌رسد ميدان‌هاي الكترومغناطيسي ناشي از وسايل خانگي معمولي كه در حد متعارف هستند، خطري براي انسان نداشته باشند، اما در حالت‌هاي خاص مانند زندگي در نزديكي خطوط انتقال قدرت و پست‌هاي فشار قوي، كار و يا زندگي در مجاورت ايستگا‌هاي فرستنده پرقدرت راديويي و تلويزيوني و رادارها و انواع ديگر پرقدرت، ميدان الكترومغناطيسي آثار زيانباري دارد و بايد حتي‌الامكان از چنين ميدان‌ها و امواج الكترومعناطيسي اجتناب و يا جوانب بهداشتي را رعايت كرد.

 

مقدمه
امواج الكترومغناطيسي سرتاسر فضاي اطراف ما را پر كرده است، بسياري از اين ميدان‌ها و امواج از ابتداي جهان وجود داشته‌اند و ميليون‌ها سال قبل در منشاء حيات و تكامل آن نقش داشته‌اند. امروزه نيز علاوه بر ميدان‌هاي طبيعي با پيشرفت تكنولوژي و توسعه صنعت و با كابردهاي بيشتر ميدان‌هاي الكترومغناطيسي در علوم، صنعت و پزشكي، هر روزه اين ميدان‌ها سلامت محيط زيست انسان را در معرض تهديد قرار مي‌دهند. آثار زيست‌شناختي ناشي از اين ميدان‌ها به شدت ميدان، بسامد (فركانس)، تغييرات آن و خصوصيات فيزيكي فرد مورد تابش يا قسمتي از بافت كه مورد تابش قرار گرفته، بستگي دارد.

از سوي ديگر اكثر وسايل خانگي كه از برق شهر استفاده مي‌كنند، در اطراف خود داراي ميداني هستند كه با بسامد برابر با بسامد بر شهر تغيير مي‌كند. دستگاه‌هاي مخابراتي شبكه‌هاي انتقال قدرت، اجاق‌هاي ماكروويو، تلفن‌هاي همراه، دستگاه‌هاي تصويري و دستگاه‌هاي MRI از جمله منابع ميدان‌هاي الكترومغناطيسي هستند. ميدان‌هاي داراي بسامد پائين، معمولاً مي‌توانند باعث تحريك عصبي شوند، اما آثار ناشي از ميدان‌هاي داراي بسامد بالا، بيشتر آثار گرمايي هستند.

منابع طبيعي ميدان‌هاي الكترومغناطيسي
طبقات يونسفر و مگنتوسفر جو زمين، آن را در مقابل قسمتي از تابش الكترومغناطيسي ناشي از بيرون جو حف مي‌كنند. اما خود باعث ايجاد ميدان‌هاي الكتريكي و مغناطيسي بر روي زمين مي‌شوند. تابش خورشيدي و اشعه‌ي كيهاني از منابع مهم ميدان‌هاي طبيعي برون جوي هستند، زمين نيز از منابع تابش است.

 

منابع ميدان‌هاي الكترومغناطيس ساخت بشر
دستگاه‌ها و خطوط انتقال قدرت ميدان‌هاي الكترومغناطيسي ايجاد مي‌كنند كه معمولاً با بسامدهاي ۵۰ تا ۶۰ هرتز نوسان مي‌كنند. ميدان الكتريكي و مغناطيسي ناشي از يك خط انتقال قدرت ۴۰۰kv و ۱۰۰۰A در زير خط به ترتيب عبارتند از ميدان الكتريكي ۱۰۰۰۰v/m و ميدان مغناطيسي در حدود ۲۰ut.
دستگاه‌ها و وسايل خانگي كه از شبكه توزيع برق استفاده مي‌كنند، در اطراف خود داراي ميدان‌هاي الكتريكي و مغناطيسي با فركانس ۵۰ تا ۶۰ هرتز هستند.
به عنوان مثال يك سشوار در فاصله‌ي ۱ فوتي (۳۰cm) داراي ميدان مغناطيسي به شدت ۱۰ تا ۲۰ گوس و ميدان الكتريكي به شدت ۴۰v/m مي‌باشد. تلويزيون‌هاي معمولي در فاصله‌اي كه بيننده قرار دارد، داراي ميدان الكتريكي در حدود ۰/۱ut هستند.

فرستنده‌هاي مخابراتي سيستم‌هاي رادار، فرستنده‌هاي راديويي و تلويزيوني ميدان‌هاي الكتريكي و مغناطيسي شديدي توليد مي‌كنند كه با بسامدهاي بالا نوسان مي‌كنند. كارگراني كه در برجهاي خبري راديويي و يا تلويزيوني از مرتبه ۱۰kv/m و ميدان‌هاي مغناطيسي با شدت بالاتر از ۵A/m قرار مي‌گيرند، اجاق‌هاي مايكرووير نيز از منابع توليد ميدان‌هاي الكترومغناطيسي با بسامد راديويي (RF) هستند كه در بسامدهاي z245MHz-915MHz با توان خروجي ۶۰۰-۱۰۰۰w كار مي‌كنند.

در فاصله بسامدهاي ۱MHz-1GHz انرژي ميدان الكترومغناطيسي توسط بدن جذب و به انرژي حرارتي تبديل مي‌گردد كه اگر ميزان جذبل انرژي دريافتي از تعداد ۴w/m2 بيشتر شود، ا تا ۲ درجه افزايش دما را باعث مي‌شود و به همين دليل از اين امواج در دياتري براي درما استفاده مي‌شود.

انسان در ميدان الكترومغناطيسي
بدن انسان از نظر ميدان الكترومغناطيسي يك محيط ناهمگون است كه خواص الكتريكي و مناطيسي قسمت‌هاي مختلف آن با هم متفاوت است. ميدان الكتريكي با بسامد كم باعث جاري شدن بارها، پلاريزاسيون بارهاي مقيد، شكل‌گيري دي‌پل‌هاي الكتريكي و تغيير جهت دي‌پل‌هاي موجود دريافت مي‌شوند. ميدان مغناطيسي نيز باعث القاي ميدان الكتريكي در بدن و ايجاد جريان بسته مي‌شود. اندازه ميدان القائي و چگالي جريان، متناسب با شعاع حلقه هدايت جريان و ميزان تغييرات فلوي ميدان مغناطيسي است.

 

اثر ميدان و چگونگي جذب انرژي از ميدان توسط بدن
پيشينه جذب از يك ميدان با بسامد راديويي (RF) زماني اتفاق مي‌افتد كه جهت ميدان الكتريكي موازي مشخص باشد. هم‌چنين براي يك انسان متوسط فركانس‌هاي بين ۷۰-۱۵۰ MHz يعني باند VHF بيشترين جذب را در بدن دارند.

به طور كلي ميزان جذب در فركانس‌هاي مختلف به صورت زير است:
• فركانس‌هاي زير ۱۰۰KHz باعث جذب انرژي ناچيز و افزايش دماي اندك و غيرقابل اندازه‌گيري مي‌شود و اثر آن بيشتر به ايجاد جريان القايي و تا حدي تحريك عصبي برمي‌گردد.

• در فركانس‌هاي بالاتر از ۱۰۰KHz جذب بيشتر است. با افزايش فركانس‌ ميزان جذب انرژي بيشتر مي‌شود و همين‌طور جذب جايگيزيده منطقه‌اي مي‌شود. در فركانس‌هاي بيشتر از ۱۰GHz يعني باند EHF جذب انرژي از ميدان الكترومغناطيسي بيشتر به سطح پوست محدود مي‌شود.
به همين دليل نيز در بسامد مختلف از واحدهاي متفاوتي براي اندازه‌گيري شدت ميدان استفاده مي‌شود.

اثر غيرمستقيم ميدان
اثر غيرمستقيم ميدان، اولاً به جريان تماس حاصل از اتصال بين شخص و رساناي الكتريكي ديگري كه در ميدان قرار دارد و در پتانسيل متفاوتي است، بستگي دارد. با تماس شخص با اين رسانا جريان الكتريكي از بدن او مي‌گذرد كه شدت اين جريان بستگي به شدت ميدان، فركانس، محل تماس، سن و جنس فرد دارد. ثانياً به جفت‌شدگي ميدان با وسائلي كه در بدن شخص كار گذاشته مي‌شود يا همراه اوست، مثل سمعك، پيس‌ميكر (ضربانساز قلبي يا مصنوعي) يا

الكترودهايي كه براي تحريك و يا براي اندازه‌گيري در داخل بدن شخص قرار داده مي‌شوند، بستگي دارد و باعث وقفه در كار آنها مي‌شود. براي بدن خطرناكترين بسامدهاي ELF (در حدود ۵۰ تا ۸۰ هرتز) هستند. در اين بسامدها جريان‌هاي بسيار كوچك، باعث آثار زيست‌شناختي و قابل توجه مي‌شوند. به عنوان مثال، عبور جريان ۲۳mA در فركانس‌هاي حدود ۵۰-۶۰Hz مي‌تواند باعث شوك دردناك و مشكلات قلبي و تنفسي شديد شود، در حالي كه اين اثر در فركانس ۱۰۰KHz با جرياني حدود ۳۲۰mA ايجاد مي‌شود.

 

آثار ناشي از ميدان‌هاي الكترومغناطيسي EMF
ميدان الكتريكي ايستا

ميدان الكتريكي ايستا باعث ايجاد جريان ايستا مي‌شود كه اين جريان آثار زير را به دنبال دارد.
الكتروليز بافتي: با عبور جريان الكتريسيته مستقيم از بدن الكتروليز رخ مي‌دهد و مايعات بين‌بافتي و خون الكترولي مي‌شوند.
عبور جريان پيوسته باعث احساس سوزش، سوزن سوزن شدن قرمزي، احساس حرارت، ايجاد مزه آهن، سرگيجه و آثار ديگري مي‌شود. هم‌چنين اعصاب و عضلات در اثر عبور جريان الكتريسيته تحريك و منقبض مي‌شود.

 

ميدان مغناطيس ايستا
مطالعه بر روي كارگراني كه با توليد آهنرباهاي دائمي سروكار دارند، نشان داده است كه ميدان مغناطيسي ايستا مي‌تواند باعث كاهش فشار خون، كاهش گلبول‌هاي سفيد خون، كاهش ضربان قلبو تغيير الكتروانسفالوگرام گردد. هم‌چنين در افرادي كه زمان‌هاي طولاني تحت تاثير ميدان‌هاي مغناطيسي بوده‌اند.
علائمي مثل افسردگي، سردرد، زودرنجي، كم‌اشتهايي، خارش و سوزش مشاهده شده است. كساني كه در معرض چگالي شار مغناطيسي قرار گرفته‌اند، هنگام حركت در ميدان سرگيجه، تهوع و طعم فلز داشته‌اند.

 

ميدان‌هاي الكترومغناطيس ELF
درباره‌ي ميدان‌هاي الكترومغناطيسي كه با بسامدهاي پائين نوسان مي‌كنند، (۱۰۰Hz) مثل شبكه‌هاي انتقال قدرت و يا ميدان‌هاي الكترومغناطيس ناشي از بعضي از وسائل خانگي مطالعات زيادي انجام شده است. افزايش خطر انواعي از سرطان مثل سرطان خون و يا سرطان سينه، در تحقيقات زيادي مشاهده شده است.

مطالعات زيادي انجام شده است كه نشان مي‌دهد جريان‌هاي ضعيف ELF موجب برهم كنش مي‌شوند كه منجر به پاسخ‌هاي زيست‌شيمايي و تغيير در عملكرد سلولي و زاد و ولد مي‌شوند. مدارك نشان مي‌دهد كه خواص ساختماني و عملكرد سلول در پاسخ به ميدان‌هاي بيش از ۱۰۰mA/m عوض مي‌شوند.
كيرشوينگ و همكاران مدلي را پيشنهاد كرده‌اند كه در آن ذرات مغناطيسي در فضاي بين سلولي مي‌توانند غشاي سلول را شكافته و يا دريچه‌هاي آن را مسدود كنند، در رابطه با سرطان و وابستگي آن با ميدان‌هاي الكترومغناطيس با فركانس پايين مثل ميدانهاي وابسته به شبكه‌هاي انتقال قدرت و لوازم خانگي تحقيقات وسيعي انجام شده است.

تعداي از اين تحقيقات افزايش خطر انواع خاصي از سرطان خون و يا سرطان سينه را نشان داده‌اند. اما اين تحقيقات و حتي تحقيقاتي كه نتايج معكوس داشته‌اند، با نداشتن پشتيباني آزمايشگاهي كافي از توان لازم براي پيگيري يك استدلال قوي برخوردار نيستند.

نتيجه‌گيري
تحقيقات در مورد آثار زيست‌شناختي مربوط به ميدان‌هاي الكترومغناطيس هنوز در ابتداي راه است. مطالعات گوناگوني آثار زيانبار اين ميدان‌ها در حدود غيرمتعارف نشان داده است، اگرچه ممكن است مكانيزم‌هاي اين اين آثار ناشناخته باشد.

اما به طور كلي مي‌توان گفت در زندگ معمول و در حدود ناشي از دستگاه‌هاي خانگي هنوز آثار زيانبار ثابت‌شده‌اي وجود ندارد. افرادي كه به طور ناگزير به مدت طولاني تحت تاثير اين امواج و ميدان‌ها هستند، مثل افرادي كه در مجاورت خطوط انتقال قدرت پست‌هاي فشار قوي فرستنده‌هاي مخابراتي راديويي و تلويزيوني و كاركنان شاغل در اين مراكز و يا مراكزي كه با ميدان‌هاي الكترومغناطيس قوي به مدت طولاني سرو كار دارند، بهتر است استانداردهاي ايمني و بهداشتي توصيه شده توسط سازمان‌هايي نظير سازمان بهداشت جهاني و مراكز ديگر را مطالعه و رعايت كنند.

 

منابع:

• Health physics journal of radiation of epidemiology

مقدمه

همه با واژه‌ي جمعيت آشنا هستيم و هر روز اصطلاحاتي از قبيل جمعيت شهري، جمعيت روستايي، جمعيت دانش‌آموزان، جمعيت كشاورزان، جمعيت با سواد و … را در مكالمات روزمره‌ي خود به كار مي‌بريم يا در مجلات، روزنامه‌ها و كتاب‌ها مي‌خوانيم. تجمعي از افراد انساني كه در منطقه‌اي معين (محله، شهر، شهرستان، استان يا كشور) به طور مستمر و معمولاً به شكل تجمع از خانوارها و خانواده‌ها زندگي مي‌كنند، جمعيت گفته مي‌شود.

بخش اول
تحولات جمعيتي

آدمي براي بقاء خود نيازهاي متعددي دارد. غذا، پوشاك و مسكن از جمله نيازهايي هستندكه بدون آنها حيات انسان به خطر مي‌افتد و به عبارت ديگر، تا زماني كه انسان غذاي كافي و پوشاك و مسكن مناسب نداشته باشد، با احتمال مرگ و مير مواجه خواهد بود. تحولات زندگي انسان‌ها از گذشته تا حال بر اساس نحوه‌ي تامين نيازهاي فوق صورت گرفته است و افزايش يا كاهش جمعيت نيز متاثر از همين عامل بوده است.

در شرايط ابتدايي و در اقتصاد ساده‌ي كشاورزي رشد جمعيت بسيار كند و در برخي شرايط استثنايي، منفي بوده است. در آن شرايط، گاه خطرات طبيعي از جمله سيل، زلزله و … موجب وضعيت بد اقتصادي در خانواده مي‌شد و در نتيجه تعداد زيادي را از بين مي‌برد. علاوه بر آن وقوع جنگ‌ها در جوامع نيز موجب هلاك بسياري از افراد مي‌گشت. در شرايط سخت زندگي كه احتمال زنده‌ماندن فرزندان خانواده‌ها تا ۲۰-۱۵ سالگي خيلي محدود بود، ميزان مواليد در سطح بالاي قرار داشت تا جايگزيني براي فرزندان فوت شده باقي بماند.

بر اساس محاسبات تقريبي، روند رشد جمعيت تا قبل از انقلاب صنعتي و حتي در شرايط مساعد، بسيار محدود بود و جمعيت به اندازه‌ي كمي افزايش مي‌يافت.

به عنوان مثال، همزمان با انقلاب كشاورزي، در هشت هزار سال قبل از ميلاد مسيح، جمعيت جهان احتمالاً ۱۰ ميليون نفر بود. اين رقم در آغاز عصر مسيحيت، در حدود ۲۵۰ ميليون نفر برآورد شده است. يعني در مدت هشت هزار سال، جمعيت جهان ۲۵ برابر شده است.

بعد از انقلاب صنعتي
در اواخر قرن هجدهم ميلادي، ابتدا در معدودي از كشورها و در طول قرن نوزدهم، در قاره‌ي اروپا و چند كشور ديگر، قوه‌ي بخار كشف و سبب تحولات اساسي در زندگي بشر شد كه به انقلاب صنعتي معروف است. در سايه‌ي اين انقلاب مقدار و كيفيت غذا بهتر شد و در وضع پوشاك و مسكن نيز پيشرفت‌هايي حاصل شد. در اين دوران انسان با پيشرفت تكنولوژي، سدها و اماكن مسكوني بهتري ساخت و زندگي خود را از خطر سيل و زلزله در امان نگه داشت.

توليد انواع مواد غذايي مقوي و بهبود كيفيت حمل و نقل نيز، خطر قحطي و خشكسالي را محدود كرد. بدين ترتيب، بيماري‌هاي ناشي از كمبود مواد غذايي كاهش يافت. به دنبال آن دانش پزشكي نيز پيشرفت كرد و نوآوري‌هاي اساسي و تحولات چشمگيري در تكنولوژي بهداشت و درمان تحقق يافت. توليد گسترده آنتي‌بيوتيك‌ها، ‌انواع واكسن‌ها و انواع ضدعفوني‌كننده‌ها موجب كاهش مرگ و ميرهاي زياد و غيرعادي شد. بدين ترتيب، در كشورهاي صنعتي مرگ و مير به طور چشمگيري كاهش يافت، اما ميزان باروري در اين كشورها همچنان در سطح بالايي قرار داشت و در نتيجه جمعيت روبه افزايش گذاشت، به طوري كه در قرن نوزدهم به ويژه در نيمه‌ي دوم آن كشورهاي اروپايي شاهد يك دوره رشد رسيع جمعيتي بودند.

در اين زمان، رشد سريع جمعيت در اروپا، موجب كاهش منابع غذايي در برابر جمعيت شد و افزايش جمعيت به عنوان يك مسئله اجتماعي، ذهن صاحب‌نظران و انديشمندان و سياستمداران را متوجه خود كرد و مسئله مهم، عدم تعادل بين جمعيت و وسايل و امكانات معيشتي مطرح شد.

كشورهاي اروپايي در مواجهه با اين مشكل، سعي كردند با استفاده از راه‌هاي مختلفي، ميزان مواليد را تقليل داد و از اين‌رو در سال‌هاي پس از جنگ جهاني دوم، ميزان مواليد در اين كشورها كنترل شد و در سطح پاييني قرار گرفت. امروز در اين كشورها، ميزان‌هاي مواليد و مرگ و مير، هر دو در سطح پاييني قرار گرفته و در نتيجه جمعيت آنها با رشد اندكي افزايش مي‌يابد و حتي برخي از آنها با پديده رشد منفي روبرو هستند، يعني حالتي كه در آن ميزان مرگ و مير از ميزان مواليد بيشتر است.