Курсовая работа
Электромагнитное загрязнение окружающей среды от передающих радиотехническихобъектов на территории г. Красноярска
Содержание
Введение
1.Характеристика и биологическое действие ЭМП РЧ
1.1 ИсточникиЭМИ РЧ и их применение
1.2 Биологическоедействие ЭМИ РЧ
2.Расчетные методы оценки ЭМИ РЧ, ГИС и тематическое картографированиеэкологической информации
2.1 Представлениезнаний об окружающей среде в виде электронной карты, этапы созданиятематического слоя
2.2 Методырасчетного прогнозирования уровней ЭМИ РЧ
3.Формирование электромагнитного загрязнения в условиях городской среды
3.1 АнализПРТО г. Красноярска
3.2 Определениеудельной мощности ПРТО г. Красноярска
Заключение
Списокиспользуемых сокращений
Литература
Приложения
/>Введение
Отличительной особенностью современногоэтапа развития человечества является переход комплекса опасностей, имевшихместо в техносфере, в гео- и биосферу. Работы последних лет убедительнопоказали важную роль естественных электромагнитных полей (ЭМП) дляжизнедеятельности человека и всей биосферы в целом [1, 2, 3]. Между тем, запоследние годы сформировался новый значительный фактор окружающей среды –электромагнитные поля техногенного происхождения [2, 4]. Источниками такихполей являются линии электропередач (ЛЭП), электротранспорт, передающиерадиотехнические объекты (ПРТО). Особенность ситуации заключается в том, чтоприродные электромагнитные поля – это фактор поддержания жизни на Земле, авызванное деятельностью человека искусственное электромагнитное загрязнение,интенсивность которого во много раз превышает естественный фон, отрицательновлияет на все живое и является причиной многих заболеваний. В настоящее время всвязи с хозяйственной деятельностью человека уровень электромагнитных излучений(ЭМИ) антропогенного происхождения в десятки тысяч раз превысил естественныйэлектромагнитный фон. Масштабы электромагнитного загрязнения стали стольсущественными, что Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в 1992г.включила эту проблему в число актуальных проблем человечества [5].
Актуальность и важность проблемы дляРоссии была определена Постановлением Президиума РАМН еще в 1994г. В решенииМежведомственной Комиссии Совета Безопасности Российской Федерации поэкологической безопасности №2-2 от 20.02.96г. указано, что«неблагоприятное воздействие на человека и окружающую средуэлектромагнитных излучений принимает опасные размеры» [6].
Современный крупный промышленный город,к которому относится и Красноярск, является сложной многокомпонентнойурбанизированной системой, которая изменяет почти все компоненты природнойсреды, образуя техногенную среду, к которой человек как вид эволюционно неадаптирован. Говоря об электромагнитном загрязнении, следует отметить, что,если буквально 20 — 25 лет назад воздействию значимых уровней ЭМИ подвергалсяограниченный круг людей-профессионалов, то в настоящее время можно говорить обугрозе воздействия ЭМИ на все население. Характерной чертой электромагнитногозагрязнения городов является его многочастотность и многофакторность [7], когдана определенный участок городской территории оказывают воздействие несколькоисточников излучения с различными частотами, интенсивностью и местамирасположения. Проведение достоверных измерений в случае многочастотноговоздействия весьма проблематично и возможно лишь при отключении всех ПРТО, заисключением контролируемого. Близкое соседство источников ЭМП с жилымирайонами, тенденция к сплошной застройке, вытеснение зеленых зон – все этоуказывает на существование значимого неблагоприятного воздействия на здоровьечеловека.
Актуальность экологических проблем дляжителей г. Красноярска послужила причиной создания электронного атласа города — информационной базы, которая дает возможность изучить электромагнитное загрязнениесреды по всей территории города.
В настоящей работе в качествеознакомления рассмотрены источники электромагнитного загрязнения среды и методыпостроения электронных карт с использованием прикладной программы к пакету MapInfo-5.0.
Целью данной работы явилось изучение источниковформирования электромагнитной нагрузки (ЭМН) в условиях населенных мест городаКрасноярска, структуры и уровня загрязнения в административных районах и вцелом по городу, а так же выявить приоритетные районы.
/>1. Характеристика и биологическое действие ЭМП РЧ
/>/>
1.1 Источники ЭМИ РЧ иих применение
К электромагнитным излучениямрадиочастотного (или радиоволнового) диапазона(ЭМИ РЧ) относятся ЭМП с частотойот 3 Гц до 3000ГГц (соответственно с длиной волны от 100000 км до 0,1 мм). В соответствии с международным регламентом радиосвязи в этом диапазоне выделяют12 частотных поддиапазонов (приложение 1).
Различают два наиболее частовстречающихся типа электромагнитных колебаний:
Гармонические, в которых электрическая(Е) и магнитная (Н) составляющие изменяются по закону синуса или косинуса;
Модулированные, в которых амплитуда,частота или фаза, дополнительно, медленно по сравнению с периодом колебаний,изменяются по определенному закону.
Модуляция используется с помощьюэлектромагнитных волн информации. Особый интерес при этом представляетимпульсная модуляция, при которой гармонические колебания несущей частотыпринимают вид кратковременных посылок – импульсов. Для характеристики импульсныхизлучений наряду с несущей (генерируемой) частотой и длительностью импульса(τ) используются такие параметры, как частота следования (F), или период повторения (Т) импульсов- Т=1/F, и скважность импульсной модуляции (Q),которая представляет собой отношение периода следования импульсов к ихдлительности Q=Т/τ=1/(τ F).
Пространство, окружающее источникизлучения, можно охарактеризовать тремя зонами: ближняя (зона индукции),промежуточная (зона интерференции) и дальняя (волновая зона).
В ближней зоне электромагнитное поле несформировано и представляет собой некоторый запас реактивной мощности,связанной с источником излучения. В это зоне соотношение между Е и Н полемможет быть самым различным.
В волновой зоне электромагнитное полесформировано и распространяется в виде бегущей волны. В этой зоне составляющиеЕ и Н изменяются в фазе и между их средними значениями за период существуетопределенное соотношение Е=377Н.
В промежуточной зоне помимо поляизлучения (распространяющаяся волна) присутствует так же поле индукции. Однакопоследнее весьма быстро убывает с расстоянием от источника (Е обратнопропорционально квадрату, Н- кубу расстояния). В зоне излучения Е и Н убываетобратно пропорционально расстоянию в первой степени. В связи с этим, на расстояниях,превышающих несколько длин волн, вклад поля индукции не значительный, ирезультирующее электромагнитное поле в основном определяется полем излучения.Строго говоря, в случае точечного источника излучения (то есть источника,геометрические размеры которого много меньше длины волны излучения) границы зонопределяются следующим образом:
r
λ/2π
r>2πλ – дальняя зона
Следует иметь в виду, что в случаеостронаправленных источников излучения (антенны) с размерами, значительнопревышающими длину волны излучения, граница дальней зоны отодвигается. Оназависит в этом случае от соотношения размеров антенны и длины волны.Теоретически в этом случае граница дальней зоны определяется соотношением r=2D2/ λ,где D – наибольший геометрический размер излучающейантенны. Практически же при решении задач по гигиенической оценке излучения приD >λ границадальней зоны может быть сужена до величины порядка нескольких Dпо причине быстрого убывания поля индукции и преобладания поля излучения впромежуточной зоне. Аналогично этому в случаях источников, имеющих формудлинных щелей, можно считать, что область сформировавшегося поля практическитак же находится на расстоянии нескольких D (где D – длина излучающей щели).
В соответствии с указанным выше,интенсивности ЭМИ правильно оценивать в зоне напряженности электрического (Е) имагнитного (Н) полей (единицы измерения В/м и А/м), в дальней – поверхностнойплотностью потока энергии (ППЭ), имеющей размерность Вт/м2. Напрактике, как правило, Е и Н оцениваются для ЭМИ с частотой менее 300 МГц, ППЭ– для частот выше 300 МГц; в случае импульсных излучений оценка производится посредней ППЭ, связь которой с импульсной (или пиковой ППЭ) выражаетсясоотношением:
ППЭср=ППЭимп/Q — ППЭимп τ F
Источники ЭМИ радиочастотного диапазонашироко используются в самых различных отраслях народного хозяйства (приложение2).
ЭМИ применяются для передачи информациина расстояние (радиовещание, радиотелефонная связь, телевидение, радиолокация,радиометеорология и др.). В промышленности ЭМИ РЧ используются дляиндуцированного и диэлектрического нагрева материалов (закалка, плавка,напайка, сварка, напыление металлов, сушка древесины, нагрев пластмасс,термообработка пищевых продуктов и др.). ЭМИ широко применяются в научныхисследованиях (радиоспектроскопия, радиоастрономия) и в медицине (физиотерапия,хирургия, онкология). В ряде случаев ЭМИ возникают как побочный неиспользуемыйфактор, например, вблизи воздушных линий электропередачи (ВЛ), трансформаторныхподстанций, электроприборов, в том числе бытового назначения. [8]
/>
1.2 Биологическоедействие ЭМИ РЧ
Основными источниками ЭМИ РЧ вокружающую среду служат антенные системы радиолокационных станций (РЛС), радио-и телерадиостанций, в том числе систем мобильной радиосвязи, ВЛ и пр.
Современный этап характеризуетсяувеличением мощностей источников ЭМИ РЧ, что приводит к электромагнитномузагрязнению окружающей среды и при определенных условиях может оказыватьнеблагоприятное влияние на организм человека.
Несмотря на большое число публикаций,посвященных изучению последствий воздействия ЭМП на биообъекты, до сих пор нетединого мнения о механизмах воздействия ЭМИ на живой организм. Только с помощьюэкспериментальных и клинических исследований можно оценить характер воздействияЭМИ на организм человека.
Взаимодействие внешних ЭМП сбиологическими объектами осуществляется путем наведения внутренних полей иэлектрических токов, величина и распределение которых в теле человека иживотных зависит от целого ряда параметров, таких как размер, форма,анатомическое строение тела, электрические и магнитные свойстватканей(электрическая/магнитная проницаемость и электрическая/магнитнаяпроводимость), ориентация объекта относительно поляризации тела, а так же отхарактеристик ЭМП (частота, интенсивность, модуляция и др.). Поглощение ираспределение поглощенной энергии внутри тела существенно зависит так же отформы и размеров облучающего объекта, от соотношения этих размеров с длинойволны излучения. С этих позиций в спектре ЭМИ РЧ можно выделить три области:ЭМП с частотой до 30МГц, ЭМП с частотой более 10ГГц и ЭМП с частотой 30МГц –10ГГц. Для первой области характерно быстрое падение величины поглощения суменьшением частоты (приблизительно пропорционально квадрату частоты).Отличительной особенностью второй является очень быстрое затухание энергии ЭМИпри проникновении энергии внутрь ткани: практически вся энергия поглощается вповерхностных слоях биоструктур. Для третьей, промежуточной по частоте области,характерно наличие ряда максимумов поглощения, при которых тело как бывтягивает в себя поле и поглощает энергии больше, чем приходится на егопоперечное сечение. В этом случае резко проявляются интерференционные явления,приводящие к возникновению локальных максимумов поглощения, так называемых «горячихпятен». Для человека условия возникновения локальных максимумов поглощенияв голове имеют место на частотах 750-2500МГц, а максимум, обусловленныйрезонансом с общим размером тела, лежит в диапазоне частот 50-300МГц [8].
Организм животных и человека весьмачувствителен к воздействию ЭМИ РЧ. Биологическому действию ЭМИ посвящены тысячиработ отечественных и зарубежных авторов. Поскольку подробное рассмотрение непредставляется возможным, основное внимание будет уделено установленнымзакономерностям биологического действия фактора.
Наиболее чувствительна к воздействиюЭМИ нервная система. Электроэнцефалографическими методами выявлены нарушения всобственных электрических потенциалах организма при его взаимодействии свнешними ЭМП. Практически все диапазоны ЭМИ оказывают дезактивирующее влияниена электрические процессы в коре и подкорковых образованиях головного мозга.Функционально это проявляется в изменениях простой двигательной реакции порогаобонятельной чувствительности, памяти и внимания, соотношении между процессамивозбуждения и торможения в центральной нервной системе (ЦНС), в замедлениивыборки сложных динамических стереотипов. Следствием указанных отклонений науровне целостного организма являются повышенная утомляемость, головные боли,расстройство памяти и сна, раздражительность. По мнению ряда исследователей,механизм действия ЭМП различной частоты на организм представляется какрезультат опосредованного действия через ЦНС, но также возможнонепосредственное влияние на его биохимические и биоэлектрические процессы втканях и органах [9]. Значительно выражено гонадо- и эмбриотропное действиеЭМИ. Критериями оценки функциональных и патологических сдвигов со стороны производящейсистемы служат обычно морфологические изменения (дегенерация, пикноз клеточныхэлементов сперматогенного эпителия, изменения в соотношении клеточных форм,цитохимические сдвиги), гормональные нарушения эстральной и сперматогеннойфункции. Общее, что показывают многие исследования при воздействии ЭМИ наживотных — это снижение репродуктивной способности самок и тератогенныеизменения в потомстве, нарушение эстрального цикла, снижение функциональногосостояния сперматозоидов. Некоторые авторы даже считают, что функцияпроизводства женских половых гормонов более чувствительна к ЭМИ [10].
Некоторые авторы к числу критическихсистем относят кроветворную. Система кровообращения отвечает на воздействие ЭМИфазовыми реакциями тонуса сосудов (повышение и понижение артериальногодавления) и сердечного ритма. Наблюдаемые эффекты можно рассматривать не толькокак результаты непосредственного действия ЭМИ на систему кровообращения, но икак результат нарушения ее регуляции. Накоплены сведения [11] о воздействии ЭМИна такие процессы, как окислительное фосфорилирование, скорость транспортаионов. Один из возможных механизмов действия магнитных полей — егоориентирующее действие на жидкие кристаллы клеточных мембран, что ведет кизменению их проницаемости. Биологическое действие ЭМИ зависит от длины волны(иди частоты) излучения, режима генерации (непрерывный, импульсный), условийвоздействия на организм (постоянное, прерывистое; общее, местное;интенсивность; длительность). Отмечено, что биологическая активность ЭМИубывает с уменьшением частоты излучения. В свете сказанного понятно, чтонаиболее активными являются сверхвысокие, крайне высокие и гипервысокиедиапазоны радиочастот [8].
/>2. Расчетные методы оценки ЭМИ РЧ, ГИС и тематическоекартографирование экологической информации
/>2.1 Представление знаний об окружающей среде в видеэлектронной карты, этапы создания тематического слоя
Геоинформационная система (ГИС)представляет собой автоматизированную аппаратно – программную систему, спомощью которой осуществляется сбор, обработка, хранение и отображение пространственнокоординированной информации. Основу ГИС составляют автоматическиекартографические системы, а главными источниками информации служат различныегеоизображения [12].
Одним из наиболее важных направленийиспользования ГИС является развитие эколого-географического картографирования,которое служит информационной основой обеспечения решения региональных илокальных экологических проблем. Например, охрана природного потенциалатерритории, мониторинг здоровья населения, сохранение качества окружающей среды,поддержание и улучшение условий жизни и деятельности человека, экологическиадаптированное природопользование и т. д. [13].
ГИС-технологии широко используются вкомплексном картографировании, создают для него новые возможности и поднимаютна более высокий технологический уровень. Компьютерные версии комплексныхатласов представляют собой соединение картографических и геоинформационныхметодов организации и представления пространственной информации, что находитвыражение в сочетании методов информатики в организации пространственного итематического блоков баз данных и картографического метода построения изображения.
Атласное геоинформационноекартографирование опирается на известные требования согласования карт: легендыодинаковой детальности, приуроченности к определенному масштабу и др. Спроблемами согласования тесно связан и выбор базовых карт, которые служат каркасомдля координирования и географической привязки данных, а также для последующегосопряженного анализа информации.
Формирование базы данных включает всебя такие основные этапы, как подготовка информационных слоевобщегеографической основы и на ее базе подготовка информационных слоевтематического содержания карт Атласа. Такой подход является наиболее общим длякомплексного атласного картографирования.
В настоящее время в разных регионахРоссии создаются и разрабатываются проекты различных региональных атласов.Каждый из них наряду с общими моментами: географическое положениерассматриваемой территории, климатические характеристики, административно-территориальноеделение, размещение населения, — имеет свои специфические особенности.
Примером региональных ГИС-карт являютсяэлектронные карты, раскрывающие с качественно различных сторон одинрассматриваемый объект.
Очень актуальными являются ГИС – картыотдельных крупных городов, как правило, областных или краевых центров.Городская среда – сложная система, основным путем познания которой являетсяизучение отдельных компонентов ее и связей между ними. Здесь проблема огромногоколичества тематически-различных данных опять решается с помощью ГИС.
Термином «электронная карта»обозначают набор тематических слоев, каждый из которых привноситпространственно-распределенную информацию по какой-либо определенной теме.Таким образом, если на слой границ некой территории может быть нанесен слойрек, затем слой населенных пунктов и т.д., пользователь имеет возможность, манипулируятематическими слоями, визуально анализировать информацию более эффективно, чеманализируя просто колонки цифр. Именно графические изображения, наглядныеграфические образы всегда были и останутся для людей одними из главных средствпознания окружающего мира и организации полученного знания, необходимым инструментоммышления и творческого начала [14].
Слои в электронной карте подразделяютсяна два вида: векторные и растровые.
Растровый слой представляет собойсплошное изображение, состоящее из различных по цвету пикселов, он не можетсодержать каких-либо объектов. Растровый слой используется в качестве подложкидля цифрования, фона для большей наглядности векторного слоя или слоев, вфотограмметрии при преобразовании отсканированных аэрофотоснимков в векторныйформат и т.д.
Векторный слой – это совокупностьпростых геометрических объектов (точка, дуга, полигон). Другими словами, векторныйслой – это пространственные данные, которые представляют те или иные объекты наместности. Например, как точечные объекты могут быть показаны населенныепункты, наблюдательные посты, места взятия проб грунта, атмосферного воздуха ит.д. Линейными объектами традиционно являются дороги, реки, административныеграницы и др. Такими объектами как полигоны представлены озера, квартальнаязастройка в городе, площадь и форма скверов и парков.
Каждому объекту векторного слояприсваивается индивидуальный пользовательский идентификатор для привязки к базеданных. Это обеспечивает привязку атрибутивной информации из базы данных к местности.Таким образом, основная идея связи пространственных данных с атрибутивнымизаключается в том, что пространственный объект на карте и содержащий информациюо нем объект базы данных имеют один и тот же идентификатор, который и служитсвязующим звеном [14].
Каждому тематическому слою ставят всоответствие одну или несколько таблиц, содержащих характеристики объектов слоя.Например, точечному слою «города» присоединяется таблица, гдеприсутствует поле, в котором хранится идентификатор каждого объекта (города) итогда с одним объектом на карте сопоставляется определенная одна запись –строка в таблице (название города, численность населения и т.д.), содержащей вполе идентификатора то же значение, что и идентификатор пространственногообъекта на карте. Таким образом, объекту на карте присваивается необходимаяатрибутивная информация, содержащаяся в группе записей, таблице и любом другомнаборе данных.
Процесс создания тематических картможно разделить на этапы.
Первый этап – это оцифровкасуществующих бумажных тематических карт или ввод тематической информации в ЭВМ.Для создания большинства тематических слоев исходным материалом для оцифровкислужит тематический слой данных. На данной стадии происходит сопоставлениеспецификаций объектов с указанием необходимых атрибутивных данных всоответствии с тематическим заданием. Важной особенностью этого этапа являетсяуказание реперных точек для последующего пересчета векторного изображения изкоординат устройства ввода в систему координат, применяемую в текущейреализации электронной карты [15].
Каркасом для укладки тематическогоматериала служит географическая основа и элементы местности, которые однозначнои сравнительно точно отображают на картах: гидрография, рельеф, болота, леса,населенные пункты и др. Приоритеты неподвижности сохраняются за гидрографией,автомобильными и железными дорогами, населенными пунктами. Редактируется,меняется именно тематическое содержание относительно общегеографического, а ненаоборот. Иначе качество пространственной привязки тематических данных будетзначительно ниже общегеографических [16,17].
Когда нет бумажной основы стематическими данными, возникает задача восстановления непрерывных полейзначений по дискретным данным, обладающим пространственной привязкой. Значениякоординат X и Y могут быть получены непосредственно с помощью объектов графическогослоя, если мы отмечаем точку на векторном слое и присваиваем ей соответствующийидентификатор, автоматически получая ее координаты. В этом случае дискретныезначения находятся в ГИС в виде векторного слоя. Координаты так же могут бытьпредставлены в виде обычных баз данных, либо получены в результате расчетов.
На этом этапе необходимо построитьзаданную точками цифровую модель поверхности.
После создания векторного слоя спространственной информацией по интересующей теме, идентификации его объектов иприсоединении определенной атрибутивной информации из базы данных наступаетэтап визуализации и тематической раскраски. Здесь происходит выделение объектовслоя, создание так называемой картографической композиции, куда входят слоицифровой карты, правила и порядок их отображения, способы обрисовки объектов,библиотека условных знаков, тематические таблицы и др. [18].
Большинство широко распространенныхинструментальных ГИС обладают широкими возможностями для тематической обработкикарт и их визуализации. Среди них условное выделение цветовыми диапазонами,размерными символами, круговыми и столбчатыми диаграммами, плотностью точек ииндивидуальных настроек. Для наиболее полного решения поставленной задачиимеется большое число символов для точечных объектов, стилей линей для линейныхи штриховок, заливок – для полигонов.
Но для того, чтобы геоинформационнаякарта представляла собою модель реального мира, а не только систему накопленияи хранения географических данных [19], необходимо выявить и проанализироватьвзаимосвязи и взаимозависимости между ее слоями. Это делается при помощиметодов математической статистики, которые позволяют по выборкам, полученным скарт и снимков, определять средние величины и вариации, рассчитывать параметрыраспределения и показатели корреляции, выполнять многомерный факторный, компонентныйи дисперсионный анализ и т. п. — словом, использовать весь арсеналматематической статистики [20].
/>
2.2 Методы расчетногопрогнозирования уровней ЭМИ РЧ
Определение уровней ЭМП производится сцелью прогнозирования электромагнитной обстановки в местах размещения ПРТО. Наоснове данных технических параметров ПРТО: рабочая частота, мощность излучения,тип антенны, вид модуляции, место и условия расположения на территории города,- рассчитываются распределения ЭМП вокруг радиоисточников. Расчеты выполнялись,используя методические указания (МУК 4.3.1677-03) [21]. В данной работе расчетыпроводились при помощи «Программного комплекса анализа электромагнитнойобстановки».
/>3. Формирование электромагнитного загрязнения в условияхгородской среды
/>
3.1 Анализ ПРТО г. Красноярска
На первом этапе исследования былиизучены стационарные ПРТО. Была создана база данных, содержащая техническиехарактеристики источников ЭМИ РЧ: рабочая частота, мощность излучения, типантенны, вид модуляции, тип зданий, на которых размещались антенны, высотыразмещения антенн, год ввода ПРТО в эксплуатацию. База данных представлена втабличном процессоре Ex и в программе Microsoft Access.
Информация об источниках ЭМИ РЧ за 2005 г, взятая из базы данных, представлена в виде диаграммы 1.
/>
Проведенные исследования ЭМПрадиочастотного диапазона (30кГц-300ГГц) г. Красноярска показали, чтонаибольший вклад в формирование электромагнитной нагрузки (ЭМН) селитебных зонгорода – 82,81% – вносит сотовая связь.
С целью пространственного распределенияисточников излучения ЭМП были построены тематические слои карты г. Красноярсказа 2003 г. и 2005 г., на которых отмечены места установки ПРТО (использовалисьданные Роспотребнадзора по Красноярскому краю и ФГУЗ «Центр гигиены иэпидемиологии в Красноярском крае»). Вид электронной карты приведен нарис. 1. на примере 2005 г.
/>
Рис. 1.Карта г. Красноярска с нанесенными на ней источниками ЭМИ РЧ за 2005 г.
Наибольшее скопление источников ЭМИ РЧ какза 2003 г., так и за 2005 г. наблюдается в Октябрьском, Железнодорожном иЦентральном районах, наименьшее – в Ленинском районе.
/>
3.2 Определение удельноймощности ПРТО г. Красноярска
Представлялось важным провести расчетудельной мощности ЭМИ ПРТО (мощности ЭМИ ПРТО на единицу площади) в каждомрайоне города (рис. 2.), который позволил выделить приоритетные районы.
/>
Рис. 2. Карта районов г. Красноярска. 1 – Октябрьский, 2 –Железнодорожный, 3 – Центральный, 4 – Советский, 5 – Свердловский, 6 –Кировский, 7 — Ленинский
Данные для расчета удельной мощности ЭМИПРТО (мощности ПРТО на единицу площади) в каждом районе города за последниенесколько лет представлены в табл. 1.
Таблица 1. Величина удельной мощностиЭМИ ПРТО, рассчитанная для районов г. Красноярска№ Название района
Площадь км2 Мощность от источников ЭМИ РЧ, Вт
Удельная мощность, Вт/ км2 2003 2004 2005 2003 2004 2005 1. Октябрьский 33.29 439885.81 483874.39 571851.55 13213.75 14535.13 17177.88 2. Железнодорожный 11 3325.31 3657.84 4322.903 302.3 332.531 392.9912 3. Центральный 13.41 7622.01 8384.211 9908.613 568.38 625.2208 738.8973 4. Советский 56.42 5698.28 6268.108 7407.764 100.99 111.0973 131.2968 5. Свердловский 51.53 4917.09 5408.799 6392.217 95.42 104.9641 124.0485 6. Кировский 9.81 1085.26 1193.786 1410.838 110.63 121.6907 143.8163 7. Ленинский 38.32 2161.52 2377.672 2809.976 56.41 62.04781 73.32923
Из таблицы следует, что наибольшаяудельная мощность установлена в Октябрьском районе города, где расположеннаиболее мощный ПРТО – антенное поле Красноярского краевоготелерадиопередающего центра по ул. Попова, на втором месте — Центральный район.Наименьшая удельная мощность наблюдается в Свердловском районе. При изученииинтенсивности ЭМИ были рассчитаны значения поля от каждого ПРТО с помощью«Программного комплекса анализа электромагнитной обстановки». Результатодного из расчетов представлен на рис. 3.
/>
М 1:2000
Рис.3. Зона ограничения застройки навысоте 22 м (пр. Мира, 1)
Расчеты показали, что в административных районах и в целом по городууровни ЭМИ от ПРТО не превышали ПДУ для населения, установленные санитарнымиправилами и нормами (СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03) [22], см. приложение 3.
/>Заключение
В настоящей работе было исследованоэлектромагнитное загрязнение окружающей среды от ПРТО на примере г.Красноярска.
Проведенные исследования ЭМПрадиочастотного диапазона (30кГц-300ГГц) г. Красноярска показали, что вусловиях населенных мест города электромагнитное загрязнение имеет нарастающийхарактер за счет увеличения ПРТО, причем наибольший вклад в формирование ЭМНселитебных зон города вносит сотовая связь.
Расчет удельной мощности в отдельныхрайонах города показал, что приоритетными районами являются Октябрьский, гдерасположен мощный источник ЭМИ РЧ – антенное поле Красноярского краевоготелерадиопередающего центра, а так же Железнодорожный и Центральный районы.Наименьшая величина удельной мощности зафиксирована в Свердловском районе.
Вычисления, проведенные сиспользованием «Программного комплекса анализа электромагнитнойобстановки» показали, что в административных районах и в целом по городууровни электромагнитного загрязнения от ПРТО на территории г. Красноярскасоответствуют ПДУ.
В тоже время электромагнитный фонантропогенного происхождения превышает естественный уровень ЭМП, что можетотрицательно сказаться на состоянии здоровья городского населения,подвергающегося хроническому действию ЭМИ РЧ. Влияние ЭМИ на населениенеоднозначное и требует продолжения исследования.
В дальнейшей работе планируется провестианализ заболеваемости людей в местах установки ПРТО и возможно получитькорреляционные зависимости между заболеваемостью и электромагнитным факторомокружающей среды.
/>Список используемых сокращений
ЭМП – электромагнитное поле
ЛЭП – линии электропередач
ПРТО – передающий радиотехническийобъект
ЭМИ – электромагнитное излучение
ЭМИ РЧ– электромагнитное излучениерадиочастотного диапазона
ВОЗ – Всемирная организацияздравоохранения
ЭМН – электромагнитная нагрузка
ППЭ – плотность потока энергии
ВЛ — воздушные линии электропередачи
РЛС — радиолокационные станции
ЦНС – центральная нервная система
ПДУ – предельно-допустимый уровень
МУК – методические указания
СанПиН – санитарные правила и нормы
ГИС – геоинформационная система
РТВ – телевидение
электромагнитныйрадиочастотный электронный карта
ЛИТЕРАТУРА
1. Сидякин В.Г., Темурьянц Н.А., Макеев В.Б., Владимирский Б.М. Космическаяэкология. – Киев: Наук. думка, 1985. – 176 с.
2. Колесник А.Г. Электромагнитный фон и его роль в проблеме охраныокружающей среды и человека // Изв. ВУЗов. Физика. – 1998. — ©8. – С. 102-112.
3. Гусев В.А., Орлов В.А., Панов С.В. Размножение гетеротрофных организмовв условиях отсутствия источников органического субстрата и динамикаквазистационарных состояний популяции // Биофизика. – 1998. – Т. 43, вып. 4. –С. 746-750.
4. Электромагнитное загрязнение окружающей среды и здоровье населенияРоссии / Под ред. А.К.Демина. Доклад по политике в области здоровья. – М.:Российская ассоциация общественного здоровья, 1997. – 91 с. – Библиография -608ист.
5. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. Магнитные поля. –ВОЗ, Женева, 1992.
6. Демин А.К., Демина И.А. «Грязные»электромагнитные технологии опасны для здоровья //Электромагнитное загрязнениеокружающей среды и здоровье населения России / Серия докладов по политике вобласти охраны здоровья населения. – Москва, 1997. – 91 с.
7. Коробченко А.Поле,электромагнитное поле…//Телеком-пресс № 15, февраль 1997 г., с. 16.
8. Физические факторы.Эколого-гигиеническая оценка и контроль,-М.: Медицина, 1999.-325 с.
9. Думанский Ю.О., Сердюк А.Н.,Лось И.П. Влияние электромагнитных полей радиочастот на человека.- Киев,Здоровье, 1975.
10. Механизмы биологического действияэлектромагнитных излучений. Тез. докл.- Пущино, 1987.
11. Кашкалда Д.А., Пащенко Е.А.,Зюбанова Л.Ф.//Медицина труда и промышленная экология, 1995, № 10, С. 14-17
12. Берлянт А.М. Геоэконика. — М., 1996. — 208 с.
13.Виноградов Б.В., Сорокин А.Д., Федотов П.Б., Фролов Д.Е., Картографированиедолговременной динамики сложных экосистем с помощью повторных аэрокосмическихсъемок и динамических ГИС технологий//Труды международной конференции «ГИСдля оптимизации природопользования в целях устойчивого развития территорий»(ИНТЕРКАРТО – 4). – Барнаул: Изд-во Алт. гос. ун-та, 1998. – С. 26-37.
14.Замай С.С., Якубайлик О.Э. Программное обеспечение и технологиигеоинформационных систем. — Новосибирск: Наука, 1998. — 112 с.
15.Бивалькевич В.И., Грибов С.И., Камышева Г.Ф., Поляков Ю.А., Оскорбин Н.М.,Пудовкина Т.А., Лямкин В.А., Мясников В.В. Опыт и проблемы созданияэлектронного атласа состояния земель Алтайского края//Труды международнойконференции «ГИС для оптимизации природопользования в целях устойчивогоразвития территорий» (ИНТЕРКАРТО – 4). – Барнаул: Изд-во Алт. гос. ун-та,1998. – С. 390-393.
16.Белугин Д.А. Теория обработки результатов геодезических и астрономическихизмерений. – М.: Недра, 1984. – 112 с.
17. Серапинас Б.Б. Вопросы качества геоинформационногокартографирования//Труды международной конференции «ГИС для оптимизацииприродопользования в целях устойчивого развития территорий» (ИНТЕРКАРТО –4). – Барнаул: Изд-во Алт. гос. ун-та, 1998. – С. 117-121.
18. Prokoph A. Fractal, multifractal and seeding window correlation dimensionanalysis of sedimentary time series//Computers & Geosciences. – 1999. — No.25. — P. 1009-1021.
19. Dragani W.C. A feature model of surface pressure and wind gildsassociated with the passeade of atmospheric cold fronts//Computers &Geoschiences. – 1999. — No. 25. — P. 1149-1157.
20.Глотов Н.В., Животовский Л.А., Хованов Н.В., Хромов-Борисов Н.Н. Биометрия. — Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1982. – 264 с.
21.Определение плотности потока энергии электромагнитного поля в местахразмещения радиосредств, работающих в диапазоне частот 300 МГц-300ГГц.Методические указания (МУК 4.3.1677-03),-М., Федеральный центр ГоссанэпиднадзораМинздрава России, 2002.-80 с18.
22. Гигиенические требования кразмещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов. Санитарныеправила и нормы (СанПиН 2.1.8/2.2.4. 1383-03),-М., Госкомсанэпиднадзор России,2003.
/>Приложение 1
Международная классификацияэлектромагнитных излучений по диапазонам частот и волн№ диапазона Диапазон радиочастот Границы диапазона Диапазон радиоволн Границы диапазона 1 Крайние низкие, КНЧ 3-30Гц Декамегаметровые 100-10мм 2 Сверхнизкие, СНЧ 30-300Гц Мегаметровые 10-1мм 3 Инфранизкие, ИНЧ 0,3-3кГц Гектокилометровые 1000-100км 4 Очень низкие, ОНЧ 3-30кГц Мириаметровые 100-10км 5 Низкие частоты, НЧ 30-300кГц Километровые 10-1км 6 Средние, СЧ 0,3-3МГц Гектометровые 1-0,1км 7 Высокие частоты, ВЧ 3-30МГц Декаметровые 100-10м 8 Очень высокие, ОВЧ 30-300МГц Метровые 10-1м 9 Ультравысокие, УВЧ 0,3-3ГГц Дециметровые 1-0,1м 10 Сверхвысокие, СВЧ 3-30ГГц Сантиметровые 10-1см 11 Крайне высокие, КВЧ 30-300ГГц Миллиметровые 10-1мм 12 Гипервысокие, ГВЧ 300-3000Ггц Децимиллиметровые 1-0,1мм
Приложение 2
Применение электромагнитных излученийрадиочастотного диапазонаЧастотно-волновая характеристика Применение: технологический процесс, установка, отрасль Частоты (f) Длины волн (λ) 0,3-3кГц 1000-100км Электроприборы, в том числе бытового назначения, ВЛ, трансформаторные подстанции, радиосвязь, научные исследования, специальная связь 3-30кГц 100-10км Радиосвязь, электропечи, индукционный нагрев металлов, физиотерапия 30-300кГц 10-1км Сверхдлинноволновая радиосвязь, индукционный нагрев металлов, физиотерапия, УЗ-установки, видеодисплейные терминалы (ВДТ) 0,3-3МГц 1-0,1км Радионавигация, связь с морскими и воздушными судами, длинноволновая радиосвязь, индукционный и диэлектрический нагрев металлов, медицина 3-30МГц 100-10м Радиосвязь и радиовещание, международная связь, диэлектрический нагрев, медицина, установки ЯМР, нагрев плазмы 30-300МГц 10-1м Радиосвязь, телевидение, медицина (физиотерапия, онкология), диэлектрический нагрев металлов, установки ЯМР, нагрев плазмы 0,3-3ГГц 1-0,1м Радиолокация, радионавигация, радиотелефонная связь, телевидение, микроволновые печи, физиотерапия, нагрев и диагностика плазмы 3-30ГГц 10-1см Радиолокация, спутниковая связь, метеолокация, радиорелейная связь, нагрев и диагностика плазмы, радиоспектроскопия 30-300ГГц 10-1мм Радары, спутниковая связь, радиометеорология, медицина (физиотерапия, онкология)
Приложение 3
ПДУ ЭМИ РЧ для население (непрерывноедействие)Диапазон частот, МГц 0,03-0,3 0,3-3 3,0-30 30,0-300 300,0-300000 Нормируемый параметр Напряженность электрического поля, Е (В/м)
Плотность потока энергии, ППЭ (мкВт/см2) ПДУ напряженности электрического поля, В/м 25 15 10
3* 10
*Кроме телевизионныхстанций, ПДУ излучения которых дифференцированы в зависимости от частоты исоставляют от 2,5 до 5 В/м