Hiệu ứng sinh học của trường bức xạ tần số radio tới cơ thể sinh vật và con người

Nội dung bài viết trình bày hiệu ứng sinh học của trường bức xạ tần số radio tới cơ thể sinh vật và con người. Để hiểu rõ hơn, mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung bài viết

HIỆU ỨNG SINH HỌC CỦA TRƯỜNG BỨC XẠ TẦN SỐ RADIO TỚI CƠ THỂ SINH VẬT VÀ CON NGƯỜI PGS.TS Lê Khắc Đức Đặt vấn đề Hiện xạ tần số radio (Radio Frequency viết tắt - RF) dùng rộng rãi nhiều lónh vực: khoa học công nghệ, y học, quân đặc biệt thông tin vô tuyến viễn thông Theo đó, hàng ngày số lượng người phơi nhiễm với RF ngày tăng mức độ ảnh hưởng sinh học RF tới thể sức khỏe người cộng đồng quan tâm tìm hiểu để có giải pháp phòng ngừa Ảnh hưởng sinh học xạ RF không gây tác hại trực tiếp lên phân tử, mô sống không phá vỡ cấu trúc dây liên kết phân tử tế bào sống để tạo nên ion hoá Nên ảnh hưởng việc gia nhiệt trường xạ RF có công suất đủ lớn gây nung nóng quan, phận toàn thể Tổ chức Y tế giới tổng kết 30 88 năm qua có gần 25000 báo khoa học viết ảnh hưởng sinh học xạ RF sức khỏe người kết luận: “Các chứng chưa đủ sở kết luận xạ RF mức thấp có ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ người Mặc dù điều chưa hiểu hết ảnh hưởng sinh học cần tiếp tục nghiên cứu” Việt Nam nước nhiệt đới gió mùa có khí hậu nóng ẩm, trung bình năm có 223 ngày có khí hậu nóng ẩm, độ ẩm trung bình 80 %, nhiệt độ không khí trung bình năm 210C Điều liên quan nhiều tới hiệu ứng sinh học việc gia nhiệt trường xạ RF ảnh hưởng tới người làm việc tiếp xúc với xạ RF dân cư khu vực Đặc điểm vật lý xạ RF tác động lên thể sinh vật người Bức xạ RF dạng xạ không ion hoá Dải tần radio (RF) trải rộng từ KHz đến 300GHz Nguồn phát xạ nhân tạo chủ yếu hệ thống truyền thông Trong dải RF hệ thống phát quảng bá điều chế biên độ (AM) điều chế tần số (FM), hệ thống vô tuyến truyền hình quảng bá VHF UHF, hệ thống điện thoại di động, hệ thống radar hệ thống thông tin vệ tinh Năng lượng lượng tử tần số radio thấp Năng lượng lượng tử cực đại tần số 300 GHz 1,2 milielectronvolts (meV) làm thay đổi cấu trúc phân tử phá vỡ liên kết phân tử Trong để phá vỡ liên kết hydro yếu cần lượng 80 meV (WHO 1993) ( xem bảng 1) Khi xạ RF tác động vào thể sinh vật, phần bị phản lại, phần lọt qua thể truyền vào không gian, phần lại hấp thụ vào thể Phần lượng bị hấp thụ phụ thuộc vào chiều Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1&2-2012 Bảng 1: Phổ xạ điện từ (từ sóng cực thấp đến vùng tia γ) dài bước sóng Nếu chiều dài bước sóng ngắn 10cm phần lượng bị hấp thụ da, lớp mỡ da lớp cơ; chiều dài bước sóng từ 30-100cm lượng bị hấp thụ phần lớn vào quan bên thể Ảnh hưởng nhiệt trường xạ RF chia thành dải sau (TCVN 3718-1:2005): + Mật độ dòng lượng cao (>10mW/cm2), xuất hiệu ứng nhiệt rõ rệt + Mật độ dòng lượng trung bình (từ 0110 mW/cm2), có hiệu ứng nhiệt yếu, đáng kể + Mật độ dòng lượng thấp ( 100 kHz: cần mức lượng kích thích cao tác động khác để ảnh hưởng tế bào nhạy cảm Mức thường > W/kg (SAR) Ở mức tác động sinh nhiệt quan tâm ý - Tương tác với tế bào nhạy cảm: Trong tế bào dòng điện cảm ứng khuếch đại qua màng tế bào Với cường độ đủ lớn, chúng ảnh hưởng tới khả dẫn điện tế bào thần kinh Theo Lacourse cs (1985) tương tác diễn tần số hàng trăm kHz Sự thay đổi màng tế bào dẫn đến thay đổi trao đổi ion, thay đổi hình dạng protein liên kết; loạt cổng ion mở chí dẫn tới khử cực màng, làm màng không hoạt động Ngưỡng kích thích tế bào nhạy cảm ý nghóa sinh học chưa biết rõ - Tương tác sinh nhiệt: Tiếp xúc với TĐT-R dẫn tới tăng thân nhiệt thể Trong đó: T = nhiệt độ, t = thời gian, Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1&2-2012 89 SAR = suất hấp phụ riêng (specific absoption rate), C = khả chịu nhiệt tế bào Ở mức độ phân tử, tượng chuyển lượng điện từ thành lượng nhiệt trình hồi phục nhiệt Sự “lắng đọng” lượng TĐT-R thể chưa làm tăng nhiệt độ thể thể có chế điều hòa nhiệt - Tương tác gián tiếp TĐT-R tần số < 100 MHz tương tác với thể sinh vật qua điện tích bị tác động vật mặt đất mặt đất ô tô, hàng rào, dây điện Có thể diễn hai loại tương tác: - Có phóng tia lửa điện trước người đụng tới vật - Sự truyền điện xuống đất qua người diễn tiếp xúc với vật thể Độ lớn dòng điện tuỳ thuộc vào tổng điện tích vật thể Ngược lại điện tích phụ thuộc tần số, cường độ dòng điện, vào hình thể nội dung vật, trở kháng người với đất Dòng điện tới mặt đất qua người tiếp xúc với vật thể bị giảm mạnh người giầy dép Bỏng trường điện từ RF xảy có dòng điện từ từ vào thể qua điểm tiếp xúc nhỏ (ví dụ ngón tay) ngón tay tiếp xúc với vật thể bị nhiễm điện Một tương tác khác xảy 90 tần số thấp phóng điện qua tiếp xúc trực tiếp người vật thể dẫn điện qua khoảng trống không khí người vật [Tenforde & Kaune 1987] Tác động việc gia nhiệt trường xạ RF thể sinh vật người Hiệu ứng sinh học trường xạ RF (trường điện từ tần số radio) Vernatxki V.I phát từ năm 1926 quan sát thấy ruồi bị chết hai cực tụ cao tần Từ năm 1932 trở có nhiều công trình nghiên cứu tác hại sinh học trường điện từ tần số radio như: Slinkhae L (1932), Lazarev P.P, Debai P, Zakk K, (1936) vaø Lazarovich V.G, 1978 Sau chiến tranh giới lần thứ Mỹ Liên Xô, người ta thấy nhân viên sửa chữa trắc thủ đa than phiền triệu chứng nhức đầu, khó ngủ, mệt mỏi Năm 1948 bác sỹ bệnh viện Mayor ( Mỹ) nhận thấy tượng đục nhân mắt động vật bị chiếu sóng đa liều cao Từ có nhiều tác giả nghiên cứu hiệu ứng sinh học trường xạ RF thể sinh vật thừa nhận nung nóng vật thể trường xạ RF có mức công suất đủ lớn Những kết nghiên cứu mối quan hệ trường xạ RF với sức khỏe động vật người cho thấy sau: 3.1 Đối với động vật thí nghiệm WHO (1993) công bố xem xét đánh giá chi tiết tài liệu khoa học dựa vào để đưa giới hạn phơi nhiễm Các đánh giá thực từ báo cáo khoa học việc có hiệu ứng sinh học gây nguy hiểm cho sức khỏe hay không? Phản ứng vật thí nghiệm cho thấy chúng sinh vật nhạy cảm trước ảnh hưởng có hại đến sức khỏe Đó ngừng hoạt động, giảm khả hoạt động, giảm sức chịu đựng, nhận thấy có trường phơi nhiễm có biểu không thoải mái… Qua đó, WHO kết luận phơi nhiễm cao (dưới giờ) trường điện từ hấp thụ toàn thể với mức SAR trung bình nhỏ 4W/kg không gây ảnh hưởng có hại đến sức khỏe vật thí nghiệm Các hiệu ứng sinh học việc gia nhiệt trường xạ RF quan sát động vật (ở mức phơi nhiễm cao) bao gồm tổn thương phận cụ thể, thân nhiệt tăng cao chết Phơi nhiễm nhiều tần số vi sóng gây tổn thương cho mắt đục nhân mắt tổn thương võng mạc gây hỏng mắt Các thí nghiệm động vật, chủ yếu loài gặm nhấm động vật linh trưởng cho thấy ngưỡng SAR (mức hấp thụ riêng) hiệu ứng nhiệt nguy hiểm khoảng Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1&2-2012 4W/kg Các hiệu ứng nhiệt xẩy mức SAR thấp hiệu ứng chưa có tác hại rõ rệt chúng coi đáng kể (TCVN 3718-1:2005) 3.2 Đối với người Đã có nhiều tác giả nêu: Trường điện từ RF gây nên hai hiệu ứng là: hiệu ứng sinh nhiệt hiệu ứng không sinh nhiệt Khi thể bị chiếu mật độ dòng lượng định, nhiệt độ quan bị chiếu tăng, tác giả gọi hiệu ứng sinh nhiệt Người ta thấy trường điện từ gây tác hại sinh học khác mà không làm nóng thể gọi hiệu ứng không sinh nhiệt Các tác hại sinh học thể qua hội chứng suy nhược thần kinh mạch chậm, huyết áp giảm, mồ hôi tay, chân Để giải thích chế tượng sinh nhiệt nhiều tác giả cho trường điện từ cưỡng ion phân tử lưỡng cực dao động với tần số cao Trong thể người, nước chiếm tới 70% trọng lượng thể, đặc biệt số phận thuỷ tinh thể, tinh hoàn, não Phân tử nước cấu trúc đặc biệt, phân tử lượng cực (dipol), bị chiếu xạ điện từ, thể nóng lên Bằng thực nghiệm động vật người ta thấy trường điện từ tần số radio gây tổn thương nặng phận mắt, dịch hoàn Trong lâm sàng người ta gặp trường hợp đục nhân mắt, sốt, đau bụng cấp, phù hợp với giả thiết Để giải thích hiệu ứng không sinh nhiệt trường điện từ, Petrov I.R (1970) cho trường điện từ làm nóng vi thể tế bào, Prexman A.X (1964) cho trường điện từ kích thích thục cảm thể, Grant F Illing F (1974) chứng minh trường điện từ làm rối loạn ion Natri Kali màng tế bào Mặc dù vấn đề tác động trường điện từ thể ngưỡng tác hại chưa thống người ta công nhận hiệu ứng không sinh nhiệt trường điện từ 3.3 Tác động việc gia nhiệt trường xạ RF thể sinh vật điều kiện khí hậu nóng ẩm WHO (1993) cho cần nắm dự đoán tác động sinh nhiệt trường xạ RF tạo thể người làm công tác trực tiếp với máy móc phát sóng điện từ điều kiện môi trường khí hậu nóng Trong môi trường nhiệt độ bình thường, thể trạng thái nghỉ ngơi, tổng lượng nhiệt người tạo khoảng 100 W Để trì cân nhiệt, thể cần thải 100 W 15-20 W qua bay mồ hôi qua thở; số lại qua đường trao đổi nhiệt khác xạ, dẫn truyền, đối lưu môi trường xung quanh Khi lao động thể lực môi trường nhiệt độ độ ẩm cao nhiệt độ thể có xu hướng tăng Với người khoẻ chịu đựng nhiệt độ cao từ 37-390C Khi nhiệt độ 390C thể thải tới lít mồ hôi/giờ tần số tim tăng lên Với nhiệt độ trung tâm, người ta lấy giới hạn không tăng 0,80C [WHO 1993] Trong điều kiện bình thường, gánh nặng nhiệt bị tác động trình chuyển hóa Trong môi trường nóng lao động thể lực có dao động lớn từ giá trị tối thiểu (1 W/kg đến 10 W/kg) Trong số thí nghiệm đối tượng nghỉ ngơi môi trường nhân tạo, người tình nguyện chịu SAR = W/kg 20-30’ dẫn đến tăng nhiệt độ thể từ 0,1 - 0,50C Sự tiếp xúc dẫn đến thay đổi với huyết áp tần số hô hấp Khi SAR tăng, đối tượng thấy tăng tiết mồ hôi trán, ngực, bụng Khi stress nhiệt tăng tăng chuyển hóa trình lao động, lượng trường xạ RF tiếp xúc với xạ mặt trời có xu hướng làm tăng nhiệt độ thể tăng hoạt động điều hòa nhiệt Tuỳ người mà khả đáp ứng với vấn đề có khác nhau: tuổi, giới, loại hình lao động, quần áo, môi trường nóng ẩm Stress nhiệt hấp thụ lượng Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1&2-2012 91 Bảng 2: Kết thực nghiệm chiếu sóng (cm), với mật độ dòng lượng 250mW/ cm2 lên chuột cống sóng điện từ trở nên nặng phối hợp với quần áo dày môi trường nóng ẩm Các ảnh hưởng sóng điện từ gây giảm diễn môi trường lạnh Stress nhiệt người “nhạy cảm” cần giảm người bình thường ví dụ trẻ nhỏ có hệ điều hòa nhiệt chưa hoàn thiện hay người già (có hệ điều nhiệt già cỗi) Tuy nhiên liều hấp thụ người ta chưa xác định Z.V Gordon (1966) tác động vi khí hậu nóng làm tăng biến đổi trường điện từ không trường hợp chiếu liều cao mà trường hợp chiếu liều thấp Vấn đề thức công nhận lần xuất năm 1993 Tổ chức Y tế giới tác hại trường xạ RF Việt Nam nước nhiệt đới gió mùa có khí hậu nóng ẩm có nhiều nghiên cứu tác dụng hợp lực trường xạ RF với khí hậu nóng Nguyễn Mạnh Liên CS (1985) chứng minh trường 92 xạ RF có tác động “hợp lực” với vi khí hậu nóng Bằng thực nghiệm tác giả chứng minh nhóm động vật thí nghiệm nhanh bị chết bị chiếu liều để môi trường nóng so với nhóm để môi trường lạnh bảng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Khắc Đức, Trần Văn Tuấn, (2008) Nghiên cứu biện pháp bảo đảm quân y cho đội đa Đề tài nghiêøn cứu khoa học cấp Bộ quốc phòng, thuộc Chương trình KCB.04 [2] Lưu Ngọc Hiền, Trần Công Huấn, Lê Khắc Đức & CS (1998) Khảo sát ảnh hưởng trường điện từ tần số radio điều kiện lao động tới sức khỏe đội trạm đa phòng không Tuyển tập công trình nghiên cứu khoa học 1990-1998 Học viện Quân y, Nhà xuất Quân đội nhân dân, tr.354-356 [2] Nguyễn Mạnh Liên cs (1985) Nghiên cứu ảnh hưởng trường điện từ tần số radio điều kiện khí hậu nóng ẩm tới thể người đề xuất biện pháp y sinh học nhằm đảm bảo an toàn cho người làm việc có tiếp xúc với trường điện từ tần số radio Báo cáo tổng kết toàn diện kết nghiên cứu đề tài 58-0106-01, Học Viện Quân Y 1985, 116 tr [3] Nguyễn Hồng Ngân, Nguyễn Văn Lâm (1986) Nhận xét sơ ảnh hưởng sóng siêu cao tần đến chức thị giác qua kiểm tra 1932 trường hợp Y học Việt Nam, tập 132, số 3, tr.37-39 [4] Tiêu chuẩn Việt Nam (2005): TCVN 3718-1: 2005 , Xuất lần 1, Hà Nội -2005: Quản lý an toàn trường xạ tần số radio- Phần1: Mức phơi nhiễm lớn dải tần từ kHz- 300GHz [5] http://WWW.thongtinconghe.com/article/1260: An toàn xạ điện vô tyến nhận thức http://vi.wikipedia.org/wiki/ Sóng_điện_từ [6] WHO, UNEP, IRPA (1989) Magnetic fields health and safety guide Environmental health criteria 69: Magnetic fields World health organization, Geneva 1989, 24p [7] World Health Organization (1993) Electromagnetic Fields (300 Hz-300 GHz) Environmental Health Criteria 137 WHO 1993, 257p Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1&2-2012 ... tiếp người vật thể dẫn điện qua khoảng trống không khí người vật [Tenforde & Kaune 1987] Tác động việc gia nhiệt trường xạ RF thể sinh vật người Hiệu ứng sinh học trường xạ RF (trường điện từ tần. .. nghiên cứu hiệu ứng sinh học trường xạ RF thể sinh vật thừa nhận nung nóng vật thể trường xạ RF có mức công suất đủ lớn Những kết nghiên cứu mối quan hệ trường xạ RF với sức khỏe động vật người cho... tăng, tác giả gọi hiệu ứng sinh nhiệt Người ta thấy trường điện từ gây tác hại sinh học khác mà không làm nóng thể gọi hiệu ứng không sinh nhiệt Các tác hại sinh học thể qua hội chứng suy nhược thần