Wpływ prądu elektrycznego na organizmy żywe

Oddziaływanie pól elektrycznego i magnetycznego na organizmy żywe jest na ogół bardzo złożone. Zależy ono od rodzaju tych pól, wielkości ich natężeń i charakteru zmienności w czasie, oraz oczywiście elektrycznych własności samego organizmu. Organizmy żywe nie mają na ogół specjalnych receptorów pola elektromagnetycznego, wyjąwszy receptory światła widzialnego w oczach i reakcję powierzchni ciała na naświetlenie promieniowaniem cieplnym. Promieniowanie radiowe i mikrofale nie jest rejestrowane przez ludzkie zmysły. Dlatego też wykrycie wpływu tych pól na organizm wymaga nieraz długotrwałych i skomplikowanych badań. Jak zwykle jest trochę wyjątków. Jest nim na przykład węgorz elektryczny, który wysyła silne impulsy elektryczne, którymi oszałamia lub zabija swoje ofiary. Modyfikacja jego własnego pola elektrycznego przez otoczenie służy mu do orientowania się w przestrzeni. Węgorz elektryczny jest jednak raczej wyjątkiem niż regułą, chociaż słyszy się informacje o zadziwiającej orientacji w przestrzeni pewnych gatunków ptaków powracających bezbłędnie z odległości tysięcy kilometrów do swych siedzib na maleńkich wyspach, czy ryb, np. węgorzy europejskich, odbywających podobnie zadziwiające wędrówki. Sugeruje się wtedy czułość tych zwierząt na ziemskie pole magnetyczne lub pewne rodzaje promieniowania, np. polaryzację światła słonecznego. Są to jednak tylko spekulacje i nie ma żadnych w pełni potwierdzających to badań. Życie na Ziemi rozwinęło się w obecności naturalnych pól elektromagnetycznych, trudno jest więc uznać a priori, że ich wpływ na żywy organizm musi być szkodliwy.

Prąd stały działa na człowieka inaczej niż prąd zmienny. Jedną z różnic jest działanie prądu na obdarzone ładunkiem elektrycznym cząsteczki będące składnikami komórek. Pod wpływem doprowadzonego napięcia cząsteczki te przemieszczają się , co prowadzi do zmian stężenia jonów w komórkach i przestrzeniach międzykomórkowych. Im dłuższy jest czas przepływu prądu w tym samym kierunku, tym większych przemieszczeń jonów należy oczekiwać. Od właściwych stężeń jonów zależy czynność wielu komórek, miedzy innymi komórek mięśni i komórek nerwowych, dlatego też, zmieniają się stężenia jonów w wyniku przepływu prądu prowadzą do zaburzenia czynności tych komórek. Prądy przemienne o dużej częstotliwości nie wywołują zaburzeń przewodnictwa w nerwach, skurczów mięśni i zaburzeń w czynności mięśnia sercowego, mogą jednak doprowadzić do poważnych uszkodzeń w skutek wytwarzania ciepła na drodze przepływu przez ciało. Prądu o bardzo wielkich częstotliwościach (rządu kilku tysięcy Hz) mają stosunkowo małą zdolność przenikania w głąb tkanki. Im częstotliwości są większe, tym działanie prądu jest bardziej powierzchniowe. W praktyce najbardziej niebezpieczne dla człowieka są prądy przemienne o częstotliwości 50, 60 Hz, a więc częstotliwości przemysłowej.
Zerowanie może być stosowane w przystosowanych do zerowania sieciach trójfazowych o napięciu mniejszym niż 500V. Polega ono na połączeniu dostępnych części metalowych urządzeń z uziemionym przewodem zerowym.
Sieć przewodów ochronnych wolno stosować w urządzeniach przemiennoprądowych i stałoprądowych niezależnie od rodzaju i wartości napięcia. Wszystkie dostępne części metalowe nie znajdują się pod napięciem oraz dostępne metalowe konstrukcje wsporcze i osłony powinny być połączone z przewodem ochronnym.
Ciała, które nie mają swobodnych nośników elektryczności, a polaryzują się w polu elektrycznym, nazywamy dielektrykami. Polaryzacja dielektryków związana jest z faktem, że poza pojedynczymi ładunkami elektrycznymi istnieją jeszcze inne obiekty podlegające działaniu pola elektrostatycznego, a mianowicie dipole elektryczne.
Dipol elektryczny tworzy para ładunków elektrycznych, dodatni i ujemny, znajdujących się w niewielkiej odległości od siebie i związanych ze sobą w jeden obiekt. Dobrym przykładem dipola elektrycznego jest cząsteczka wody (patrz rys. 1). Środki ciężkości ładunku ujemnego i dodatniego w cząsteczce wody nie pokrywają się ze sobą i cząsteczka ta tworzy dipol elektryczny. Pod wpływem pola elektrostatycznego dipol ustawia się wzdłuż linii sił pola.
Statyczne pole magnetyczne może być wytwarzane przez sztabkowe magnesy trwale i przez elektromagnesy: Nie istnieją pojedyncze bieguny magnetyczne - monopole, najprostszym obiektem magnetycznym jest dipol magnetyczny, który w polu magnetycznym ustawia się zgodnie z liniami sił tego pola, podobnie jak igła magnetyczna w ziemskim polu magnetycznym skierowuje się na północ. Wyższe multipole magnetyczne nie odgrywają istotniejszej roli w omawianych przez nas zagadnieniach i nie będziemy się nimi zajmowali.
Z punktu widzenia oddziaływania z polem magnetycznym wszystkie ciała możemy podzielić na ferromagnetyki, silnie oddziałujące z zewnętrznym polem (np: żelazo, nikiel i kobalt), oraz diamagnetyki i paramagnetyki; których oddziaływanie z polem magnetycznym jest znacznie słabsze. W diamagnetyku indukowane przez zewnętrzne pole dipole magnetyczne ustawiają się przeciwnie do kierunku pola magnetycznego, nieznacznie je osłabiając wewnątrz ciała. Żywe organizmy zachowują się w polu magnetycznym jak diamagnetyki. Tylko niektóre cząsteczki mają własności paramagnetyczne, tzn. ustawiają się zgodnie z kierunkiem zewnętrznego pola magnetycznego. Własności paramagnetyczne ma np. cząsteczka hemoglobiny. Z wymienionych własności żywej tkanki wynika, że natężenie pola magnetycznego wewnątrz tkanki niewiele różni się od natężenia tegoż pola na zewnątrz ciała, inaczej niż dla pola elektrycznego. Wszystko, co żyje na Ziemi, podlega działaniu wszechobecnego ziemskiego pola magnetycznego. Kula ziemska jest rodzajem dużego magnesu, wytwarzającego wokół siebie stałe pole magnetyczne. Na naszych szerokościach geograficznych kierunek tego pola jest lekko nachylony do powierzchni Ziemi, a jego natężenie wynosi około 36 A/m i jest mało zależne od pogody. Dla porównania: pole magnetyczne w odległości jednego metra od przewodnika, w którym płynie prąd o natężeniu 1 A, wynosi 0,16 A/m
Podobnie jak każdy prąd, również prąd wirowy powoduje taki skutek, a gdy wydzielona energia jest duża, system regulacyjny organizmu nie jest w stanie odprowadzić nadmiaru energii i następuje wzrost temperatury ciała, co nazywamy efektem termicznym. Fala elektromagnetyczna wnika w tkankę na głębokość, która zależy od oporu elektrycznego tkanki i długości fali. W tabeli 3 podane są oporności tkanki mięśniowej i wyliczona głębokość wnikania w tkankę fal elektromagne–tycznych o różnych częstotliwościach. Jak widać, prądy wirowe o częstotliwości radiowej, odpowiadające falom od fal radiowych długich do krótkich, indukowane są praktycznie w całej objętości ciała. Aby zdać sobie sprawę, jakie efekty mogą być wywołane oddziaływaniem fal radiowych na człowieka, obliczmy gęstość energii emitowanej przez radiostację o mocy 100 kW w różnych odległościach od anteny nadawczej. Wyniki podane są w tabeli 4, wraz z odpowiednimi wielkościami natężeń pół elektrycznego i magnetycznego. Przyjmuje się, że próg wyczuwania skutków termicznych promieniowania elektromagnetycznego wynosi około 4 W/m2. Stacje radiowe, przynajmniej w naszym kraju, były dawniej obiektami wydzielonymi i chyba nie zdarzało się, aby ktoś mieszkał w odległości od anteny nadawczej mniejszej niż kilkaset metrów. Wydawać by się więc mogło, że oddziaływanie biologiczne fal radiowych jest zaniedbywalne. Od czasu do czasu ukazują się jednak w czasopismach informacje o zaobserwowanym negatywnym wpływie promieniowania radiowego na zdrowie ludzkie. Jedno z takich doniesień ukazało się w czasopiśmie amerykańskim New Scientist z dnia 9 lipca 1987.

Jako regułę można przyjąć, że na każdą pracę wykazującą ujemny wpływ na zdrowie ludzkie fal elektromagnetycznych o częstotliwościach 50 Hz i radiowych ukazuje się drugie tyle prac kwestionujących publikowane wcześniej wyniki. Wniosek końcowy można więc sformułować tak: nie wiadomo, czy pola elektromagnetyczne mają destrukcyjny wpływ na zdrowie człowieka, a nawet jeśli mają, to z całą pewnością efekt jest mały i dlatego trudno uchwytny. Na wszelki wypadek w USA i Wielkiej Brytanii podjęto badania nad wpływem pól elektromagnetycznych o częstotliwości 50 Hz na zachorowalność dzieci na raka. Badania takie z konieczności muszą być długotrwałe, gdyż dla uzyskania pewniejszych konkluzji niezbędne jest zebranie odpowiednio licznej, nie obciążonej próbki badanej i kontrolnej. Po kilkuletnich intensywnych i kosztownych badaniach komitety koordynujące badania w obu krajach opublikowały w 1992 roku raporty podsumowujące wyniki. Końcowa konkluzja jest następująca:
Nie ma żadnych przekonujących wyników popierających tezę, że promieniowanie elektromagnetyczne bardzo niskiej częstotliwości i częstotliwości radiowej może powodować nowotwory.
Wszystkie dotychczas przeprowadzone badania miały jednak pewne niedostatki. Dlatego nie można wykluczyć możliwości, że pewien wpływ istnieje, chociaż na pewno jest bardzo mały.
Należy pamiętać, że procesy życiowe zachodzące w ciele ludzkim często mają charakter elektryczny, a żywy organizm sam jest emiterem promieniowania elektromagnetycznego. Najbardziej popularnym wykorzystaniem tych zjawisk jest elektrokardiogram i encefalogram; czyli badania elektrycznych czynności serca i mózgu. Oczywiście rejestrowane w takich badaniach pola, a więc i wywołujące je prądy, są bardzo słabe i aby je zaobserwować trzeba stosować specjalne układy pozwalające skompensować zaburzający wpływ zawsze istniejących zakłóceń.
Trzeba uważać bezwzględu na wiek i osobowośc osoby . Z prądem elektrycznym nie ma ŻARTÓW !!!