Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Тамбовский государственный технический университет» Институт: Энергетики, приборостроения и радиотехники Кафедра: Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем Дисциплина: Экология Контрольная работа на тему: «Электромагнитное загрязнение природных ресурсов» Выполнил: Студент группы БИТ-31в Попов П.А Проверил: Преподаватель Козачек А.В. Тамбов 2020 1 Содержание Введение……………………………………………………………………...……3 Литературный обзор ..............................................................................................5 Обсуждение проблемы……………………………………………………………7 Заключение……………………………………………………………………….23 Список использованных источников…………………………………………..26 2 Введение. Электромагнитное загрязнение природных ресурсов входит в число наиболее актуальных проблем человечества. Каждый день мы включаем микроволновую печь, говорим по мобильному телефону, работаем за компьютером, не задумываясь о том, что каждое из этих технических изобретений оказывает на нас свое негативное воздействие. Электромагнитные поля (ЭМП) и излучения буквально пронизывают всю биосферу Земли, поэтому можно полагать, что все диапазоны естественного электромагнитного спектра сыграли какую-то роль в эволюции организмов, и что это как-то отразилось на процессах их жизнедеятельности. Однако, с развитием цивилизации, существующие естественные поля дополнились различными полями и излучениями антропогенного происхождения, и они играют важную роль для всего живого на Земле. Человек при помощи радиотехнических и радиоэлектронных приборов создал невидимую электромагнитную паутину, в которой мы все находимся. Особенно сильно она разрослась в последние годы. Мощные линии электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, не менее мощные и многочисленные радио- и телепередающие станции, космические ретрансляторы - все они влияют на общую картину воздействия электромагнитных полей. И чем больше мы окружаем себя ими, тем важнее становится для нас узнать о том, как действуют на все живое созданные природой и нами самими электромагнитные поля. Интенсивное использование электромагнитной и электрической энергии в современном информационном обществе привело к тому, что в последней трети XX века возник и сформировался новый значимый фактор загрязнения окружающей среды - электромагнитный. К его появлению привело развитие современных технологий передачи информации и энергии, дистанционного контроля и наблюдения, некоторых видов транспорта, а также развитие ряда технологических процессов. В настоящее время мировой общественностью признано, что электромагнитное поле искусственного происхождения является важным значимым экологическим фактором с высокой биологической активностью. Проблема электромагнитной безопасности приобрела большую актуальность и социальную значимость. Целью реферата является изучение проблемы электромагнитного загрязнения природных ресурсов. 3 Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач: Произвести обзор существующих источников электромагнитного излучения. Проанализировать биологические эффекты действия электромагнитного загрязнения на живые организмы и экосистемы. 4 Литературный обзор. При изучении проблемы и написании реферата использовалась литература по теме. В Основах электромагнитной экологии. Сподобаева Ю.М., Кубанова В.П. рассмотрен специфический вид антропогенного загрязнения окружающей среды – электромагнитное загрязнение. Показано, что проблемы электромагнитной экологии, традиционно являясь санитарногигиеническими, в настоящее время стали частью общей экологической проблемы и получили общественно значимое звучание. В книге приведена методологическая база для решения конкретных задач расчетного прогнозирования электромагнитной обстановки вблизи излучающих технических средств радиосвязи, радиовещания и телевидения. Авторы издания: Кубанов Виктор Павлович (Поволжский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики).Год рождения – 1944. Трудовая деятельность связана с ПГУТИ: инженерконструктор, младший научный сотрудник, ассистент, доцент, декан факультета радиосвязи и радиовещания, заведующий кафедрой систем радиосвязи, проректор по научной работе, первый проректор – проректор по учебной работе. В настоящее время – советник при ректорате. Результаты научных исследований использованы при подготовке ряда государственных нормативных документов и сертифицированных программных продуктов, а также учебников и учебных пособий. Основные научные труды: «Основы электромагнитной экологии» (2000 г.) «Электромагнитная безопасность. Антенны СВЧ диапазона» Сподобаев Юрий Михайлович - главный научный сотрудник СОНИИР, доктор технических наук, профессор. В феврале 2020 года выступил в качестве эксперта на заседании Мосгордумы, где ученые, эксперты, чиновники и депутаты встретились за круглым столом, чтобы решить, как обезопасить москвичей от вредного излучения станций сотовой связи. 5 Юрий Михайлович предложил комплексное решение организационных, научных, социальных и информационных аспектов этих проблем в рамках «Концепции электромагнитной безопасности населения РФ», которую предстоит разработать. Интернет ресурс Природа вокруг нас http://www.ecolosorse.ru/ также подробно освещает проблемы ЭМП. В статьях рассматривается действие ЭМП, их влияние на нервную, иммунную, эндокринную системы человека и другие медико-биологические эффекты. Например, с начала 60-х годов в СССР были проведены широкие исследования по изучению здоровья людей, имеющих контакт с ЭМП на производстве. Результаты клинических исследований показали, что длительный контакт с ЭМП в СВЧ диапазоне может привести к развитию заболеваний, клиническую картину которого определяют изменения функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Кроме того, в этом источнике подробно рассмотрены рекомендации по защите в конкретных ситуациях. 6 Обсуждение проблемы. Электромагнитное излучение (электромагнитные волны) — распространяющееся в пространстве возмущение электрических и магнитных полей. Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту и длину волны. Длина волны зависит от скорости распространения излучения. Скорость распространения электромагнитного излучения (фазовая) в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше. Электромагнитные волны — это поперечные волны (волны сдвига), в которых вектора напряжённостей электрического и магнитного полей колеблются перпендикулярно направлению распространения волны, но они существенно отличаются от волн на воде и от звука тем, что их можно передать от источника к приемнику, в том числе и через вакуум. Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам. Между диапазонами нет резких переходов, они иногда перекрываются, а границы между ними условны. Поскольку скорость распространения излучения постоянна, то частота его колебаний жёстко связана с длиной волны в вакууме. Распространение электромагнитных волн, временны́е зависимости электрического E (t) и магнитного H (t) полей, определяющий тип волн (плоские, сферические и др.), вид поляризации и прочие особенности зависят от источника излучения и свойств среды. Таблица 1. Диапазоны электромагнитного излучения Вид излучения Длина волны, м Частота волны, Гц радиоволны 103 – 104 3·105 – 3·1012 световые волны: 1) Инфракрасное излучение 2) Видимый свет 3) Ультрафиолетовое излучение 5·10-4 – 8·10-7 8·10-7– 4·10-7 4·10-7 – 10-9 6·1011 – 3,75·1014 3,75·1014 – 7,5·1014 7,5·1014 – 3·1017 рентгеновское излучение 2·10-9 – 6*10-12 1,5·1017 – 5·1019 гамма-излучение <6·10-12 >5·1019 7 Из-за больших значений λ распространение радиоволн можно рассматривать без учёта атомистического строения среды. Исключение составляют только самые короткие радиоволны, примыкающие к инфракрасному участку спектра. В радиодиапазоне слабо сказываются и квантовые свойства излучения. Радиоволны возникают при протекании по проводникам переменного тока соответствующей частоты. И наоборот, проходящая в пространстве электромагнитная волна возбуждает в проводнике соответствующий ей переменный ток. Это свойство используется в радиотехнике при конструировании антенн. Естественным источником волн этого диапазона являются грозы. Считается, что они же являются источником стоячих электромагнитных волн Шумана. В области рентгеновского и гамма-излучения на первый план выступают квантовые свойства излучения. Рентгеновское излучение возникает при торможении быстрых заряженных частиц (электронов, протонов и пр.), а также в результате процессов, происходящих внутри электронных оболочек атомов. Гамма-излучение появляется в результате процессов, происходящих внутри атомных ядер, а также в результате превращения элементарных частиц. Оно появляется и при торможении быстрых заряженных частиц. Основные естественные источники ЭМП: 1) атмосферное электричество; 2) радиоизлучение Солнца и галактик (реликтовое излучение, равномерно распространенное во Вселенной); 3) Электрическое и магнитное поля Земли (грозы) Атмосферное электричество Атмосфериками называют ЭМП, создаваемые атмосферными разрядами. Частотный диапазон атмосфериков широк – от сотен герц до десятков мегагерц. Их интенсивность максимальна на частотах вблизи 10 кГц и убывает по мере возрастания частоты. В районах, близких к местам грозовых разрядов, напряжённости электрической составляющей ЭМП атмосфериков – порядка десятков, сотен и даже тысяч В/м на частотах, близких к 10 кГц. Основными очагами атмосфериков являются континенты тропического пояса, а к высоким широтам интенсивность грозовой деятельности убывает. Известна суточная и сезонная периодичность грозовой деятельности. Грозовая деятельность связана также с солнечной активностью: во время вспышек на Солнце атмосферики значительно усиливаются. 8 Радиоизлучения Солнца и галактик Частотный диапазон радиоизлучения Солнца и галактик довольно широк – от 10 МГц до 10 ГГц. Интенсивность солнечного радиоизлучения напрямую связано с солнечной активностью. Поток радиоизлучений из галактик на частоте 100 МГц составляет по порядку величины Вт/м2/ МГц. Интенсивность этих радиоизлучений изменяется с суточной периодичностью, что связано с вращением Земли относительно источников излучений. Кроме того, радиоизлучения изменяются по интенсивности с периодичностью 27-28 дней, связанной с вращением Солнца, и, наконец, с 11-летней периодичностью солнечной активности.[9] Геомагнитное поле Земля обладает магнитным полем, неоднородным по своей структуре и динамическим свойствам. По классификации Б.М.Яновского[1], геомагнитное поле является суммой нескольких полей: – Поля, создаваемого однородной намагниченностью земного шара. – Поля, создаваемого неоднородностью глубоких слоев земного шара, материкового поля. – Поля, обусловленного различной намагниченностью верхних частей коры, аномального поля. – Поля, источник которого находится вне Земли, внешнего поля. – Поля вариаций, вызванного причинами, лежащими вне Земли. Геомагнитное поле может искажаться, при этом возникают аномалии: – Материковые, площадь которых сопоставима с континентами. – Региональные, занимающие площадь в десятки или сотни квадратных километров. – Локальные – возникают там, где магнитные породы залегают у поверхности Земли. Характеристика антропогенных источников ЭМП Антропогенные источники ЭМП можно разделить на следующие группы: 1. системы производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии постоянного и переменного тока (0-3 кГц): электростанции, линии электропередачи (ВЛ), трансформаторные подстанции, системы электроснабжения, бытовые приборы 2. транспорт на электроприводе (0-3 кГц) : железнодорожный транспорт и его инфраструктура, городской транспорт - метрополитен, троллейбусы, трамваи и т. п. – является относительно мощным источником магнитного поля в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. 9 3. функциональные передатчики: радиовещательные станции низких частот (30 - 300 кГц), средних частот (0,3 - 3 МГц), высоких частот (3 30 МГц) и сверхвысоких частот (30 - 300 МГц); телевизионные передатчики; базовые станции систем подвижной (в т. ч. сотовой) радиосвязи; наземные станции космической связи; радиорелейные станции; радиолокационные станции и т. п. [2] Системы производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии постоянного и переменного тока: 1) Линии электропередачи. Провода работающей линии электропередачи (ЛЭП) создают в прилегающем пространстве электрическое и магнитное поля промышленной частоты. Расстояние, на которое распространяются эти поля от проводов линии, достигает десятков метров. 2) Бытовые электроприборы. Наиболее мощными следует признать СВЧ-печи, холодильники с системой "без инея", кухонные вытяжки, электроплиты, телевизоры, компьютеры. Функциональные передатчики: 1) Радары. Радиолокационные системы работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц, однако отдельные системы могут работать на частотах до 100 ГГц. Создаваемый ими ЭМ-сигнал принципиально отличается от излучения иных источников. Радары метрологические могут создавать на удалении 1 км ППЭ ~ 100 Вт/м2 за каждый цикл облучения. Радиолокационные станции аэропортов создают ППЭ ~ 0,5 Вт/м2 на расстоянии 60 м. Морское радиолокационное оборудование устанавливается на всех кораблях, обычно оно имеет мощность передатчика на порядок меньшую, чем у аэродромных радаров, поэтому в обычном режиме сканирование ППЭ, создаваемое на расстоянии нескольких метров, не превышает 10 Вт/м2. 2) Сотовая связь. Основными элементами системы сотовой связи являются базовые станции (БС) и мобильные радиотелефоны (МРТ). Базовые станции поддерживают радиосвязь с мобильными радиотелефонами, вследствие чего БС и МРТ являются источниками электромагнитного излучения в УВЧ диапазоне. БС являются видом передающих радиотехнических объектов, мощность излучения которых не является постоянной 24 часа в сутки. Загрузка определяется наличием владельцев сотовых телефонов в зоне обслуживания конкретной базовой станции и их желанием 10 воспользоваться телефоном для разговора, что, в свою очередь, коренным образом зависит от времени суток, места расположения БС, дня недели и др. В ночные часы загрузка БС практически равна нулю. Мобильный радиотелефон (МРТ) представляет собой малогабаритный приемопередатчик. В зависимости от стандарта телефона, передача ведется в диапазоне частот 453 – 1785 МГц. Вопрос о воздействии излучения МРТ на организм пользователя до сих пор остается открытым. Многочисленные исследования, проведенные учеными разных стран, включая Россию, на биологических объектах привели к неоднозначным, иногда противоречащим друг другу, результатам. Неоспоримым остается лишь тот факт, что организм человека "откликается" на наличие излучения сотового телефона. 3) Спутниковая связь. Системы спутниковой связи состоят из приемопередающей станции на Земле и спутника, находящегося на орбите. Диаграмма направленности антенны станций спутниковой связи имеет ярко выраженной узконаправленный основной луч - главный лепесток. 4) Теле и радиостанции. Передающие радиоцентры (ПРЦ) размещаются в специально отведенных для них зонах и могут занимать довольно большие территории (до 1000 га). По своей структуре они включают в себя одно или несколько технических зданий, где находятся радиопередатчики, и антенные поля, на которых располагаются до нескольких десятков антенно-фидерных систем, которые включают в себя антенну, служащую для измерения радиоволн, и фидерную линию, подводящую к ней высокочастотную энергию, генерируемую передатчиком. 5) Радиостанции ДВ (частоты 30 - 300 кГц). В этом диапазоне длина волн относительно большая (например, 2000 м для частоты 150 кГц). На расстоянии одной длины волны или меньше от антенны поле может быть достаточно большим, например, на расстоянии 30 м от антенны передатчика мощностью 500 кВт, работающего на частоте 145 кГц, электрическое поле может быть выше 630 В/м, а магнитное - выше 1,2 А/м. 6) Радиостанции СВ (частоты 300 кГц - 3 МГц). Данные для радиостанций этого типа говорят, что напряженность электрического поля на расстоянии 200 м может достигать 10 В/м, на 11 расстоянии 100 м - 25 В/м, на расстоянии 30 м - 275 В/м (приведены данные для передатчика мощностью 50 кВт). 7) Радиостанции КВ (частоты 3 - 30 МГц). Передатчики радиостанций КВ имеют обычно меньшую мощность. Однако они чаще размещаются в городах, могут быть размещены даже на крышах жилых зданий на высоте 10- 100 м. Передатчик мощностью 100 кВт на расстоянии 100 м может создавать напряженность электрического поля 44 В/м и магнитного поля 0,12 Ф/м.[21] 8) Телевизионные передатчики. Телевизионные передатчики располагаются, как правило, в городах. Передающие антенны размещаются обычно на высоте выше 110 м. С точки зрения оценки влияния на здоровье интерес представляют уровни поля на расстоянии от нескольких десятков метров до нескольких километров. Типичные значения напряженности электрического поля могут достигать 15 В/м на расстоянии 1 км от передатчика мощностью 1 МВт. Рассмотрим биологические эффекты электромагнитного загрязнения окружающей среды Электромагнитное загрязнение – это разновидность антропогенного или природного физического загрязнения, возникающего при модификации электромагнитных свойств среды. В результате многочисленных исследований, показано, что электромагнитные волны оказывают существенное воздействие на биологические объекты, проявляющиеся в многообразии индуцированных эффектов. Электромагнитный смог-это загрязнение среды обитания человека неионизирующими излучениями от устройств использующих, передающих и генерирующих электромагнитную энергию и возникающие из-за несовершенства техники и/или нерационального ее применения.[3] Электромагнитный смог можно классифицировать на три вида: – смог открытой местности (уличный), – смог в помещениях (от осветительной системы), – смог от устройств мобильной связи. Рассмотрим механизмы биологического воздействия ЭМП. Анализ литературы по данной темы показал, что в РФ не проводилось комплексных исследований воздействия ЭМП различных источников на окружающую среду. Основное внимание в проведенных исследованиях уделялось изучению непосредственного влияния электромагнитного излучения на биологические объекты и обработке данных медицинской 12 статистики в районах повышенного электромагнитного риска, но нет работ по изучению состояния и функционирования экосистем в целом в условиях действия ЭМП. Механизм действия электромагнитного излучения на живые организмы до сих пор окончательно не расшифрован. Существует несколько гипотез, объясняющих биологическое действие электромагнитного поля. В основном они сводятся к индуцированию токов в тканях и непосредственному воздействию поля на клеточном уровне, в первую очередь с его влиянием на мембранные структуры. Предполагается, что под действием электромагнитного поля может изменяться скорость диффузии через биологические мембраны, ориентация и конформация биологических макромолекул, кроме того, состояние электронной структуры свободных радикалов. В мировой практике исследований различают два воздействия электромагнитных полей на биологические объекты: вида – тепловое действие, к которому относят потери на токи проводимости и смещения в тканях организма, обладающих конечным удельным сопротивлением, отражение на границах раздела и, в частности, на границе "воздух – ткань", глубину проникновения в ткани, стоячие волны в замкнутых объемах, перераспределение энергии через кровь; – специфическое действие, которое проявляется во множестве явлений и эффектов, например, резонансное поглощение электромагнитной энергии белковыми молекулами (это объясняет мутагенные явления), прямое и непрямое воздействие на центральную нервную систему, нервно-мышечные эффекты, явление "жемчужной нити", поляризация молекул и др. Известно, что биологическая активность электромагнитных излучений возрастает с уменьшением длины волны, что приводит к большей "агрессивности" действия полей радиочастот по сравнению с полями промышленной частоты.[8] 13 Воздействие электромагнитного излучения на химические реакции На основании непрерывных многолетних исследований несколькими учеными было показано, что скорость реакций в коллоидных системах зависит от солнечной активности и расположения относительно геомагнитных полюсов, причем основная причина этого – изменение под влиянием электромагнитного поля свойств воды – общего компонента реакций в живых и неживых объектах. Снижение биохимических реакций, нарушение метаболизма, снижение энергетического потенциала во всех жизненно важных системах организма происходит при воздействии сотового телефона, компьютера и других современных радиоэлектронных средств на различные организмы как в рабочем, так и в выключенном состоянии.[1] Воздействие электромагнитного поля на клетку Мишенью для инициации любого адаптирующего эффекта, в первую очередь, являются мембраны, плазматические и внутриклеточные. Известна большая чувствительность клеточных мембран к действию самых различных химических и физических агентов, в том числе к облучению. Морфологические и функциональные нарушения мембран обнаруживаются практически сразу после облучения и при очень малых дозах. Изменение ионного состава, возникающее при этом, может инициировать в клетке пролиферативные процессы. Электромагнитное поле воздействует на заряженные частицы и токи, вследствие чего энергия поля на уровне клетки преобразуется в другие виды энергии. Воздействие электромагнитного поля на ткани Слабые электромагнитные поля при интенсивности менее порога теплового эффекта также влияют на изменения в живой ткани. Исследования по биологическому влиянию сотового телефона, компьютерного блока и других электронных средств проведены в ряде российских научных центров, в том числе – и на биологическом факультете Московского государственного университета. В ходе этих исследований было выяснено, что влияние этих источников проявляется в ухудшении регенерации тканей. 14 Переменное электрическое поле вызывает нагрев тканей живых организмов как за счет переменной поляризации диэлектрика (сухожилий, хрящей, костей), так и за счет появления токов проводимости. Тепловой эффект есть следствие поглощения энергии электромагнитного поля. Чем больше напряженность поля и время воздействия, тем сильнее выражены указанные эффекты (табл.1). До величины J = 10 мВт/м, условно принятой за тепловой порог, избыточное тепло отводится за счет механизма терморегуляции. Кроме того, чувствительность органов к перегреву определяется их строением. Наиболее чувствительны к перегреву органы зрения, мозг, почки, желчный и мочевой пузырь. Воздействие электромагнитного поля на микроорганизмы Подавляющее большинство исследований обнаруживает высокую чувствительность различных микроорганизмов к достаточно слабым полям. Однако нет систематических и крайне мало достоверных данных о наличии эффектов, направлению реакций и последующих изменений в связи с параметрами действующих ЭМП. В результате исследования, проведенного В.И. Рыбниковой (1982) о влиянии СВЧ электромагнитных волн интенсивностью 20-40 мВт/см 2 на некоторые биологические объекты микроорганизмов (сальмонелл, золотистого стафилококка), установлено, что у облученных микроорганизмов изменяются морфологические признаки, которые передаются по наследству, биохимические свойства. Следовательно, микроволны могут действовать подобно мутагенному фактору. Воздействие электромагнитного поля на растения В результате многочисленных исследований выяснено, что электромагнитные волны оказывают существенное воздействие на биологические объекты, проявляющиеся в многообразии индуцированных эффектов. Как слабые, так и сильные ЭМП оказывают достаточно выраженное влияние на морфологические, физиологические, биохимические и биофизические характеристики многих растений. Влияют на рост, развитие и размножение растительных объектов. Что касается истинно генетических последствий, то однозначного ответа на этот вопрос пока нет. 15 В районе действия электрического поля ЛЭП у растений распространены аномалии развития - часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки. Анализ состояния компонентов экосистемы проводился по морфогенетическим и физиологическим показателям. Обнаружено изменение общего состояния березы, как по показателям стабильности развития, так и по показателям эффективности фотосинтеза. Изменение фотосинтетической активности является физиологической реакций, которая может исчезать с течением времени, изменение же морфологии листа, происходящее в период его формирования, сохраняется в течение всего вегетационного периода. При дендроэкологическом анализе рассматривали срезы сосен в возрасте 60-100 лет. Оказалось, что толщина прироста деревьев значительно уменьшалась в годы электромагнитного воздействия (уменьшение стало статистически достоверным на 3-5 год работы радиолокационной станции). Воздействие электромагнитного поля на насекомых Действие ЭМП на насекомых свидетельствует о том, что этот фактор может вызывать изменения в поведении, действуя на уровни информационных отношений между особями, может оказывать чисто физическое действие в силу особенностей строения тела и жизнедеятельности насекомых; может также оказывать на некоторые физиологические характеристики (обмен веществ, рост и развитие). Возможно также некоторое действие ЭМП на генетическом уровне. По мнению авторов, такие виды являются наиболее уязвимыми в ситуации электромагнитного загрязнения. В районе действия электрического поля ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении: так у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток; у жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых наблюдается изменение поведенческих реакций, в том числе изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем поля. 16 Воздействие электромагнитного поля на птиц и млекопитающих В районах с повышенным уровнем ЭМП возникают изменения в жизни животных, связанные прежде всего с нарушениями функционирования центральной нервной системы. Факт корреляции изменений естественных ЭМП и биологических процессов ставит проблему экологической значимости ЭМП. Лабораторные исследования А. Г. Карташева, Г. Ф. Плеханова по выяснению биотропности поля ЛЭП сверхвысокого напряжения (40 кВ/м; 50 Гц) показали, что у белых мышей (экспозиция 5, 10 и 20 суток) наблюдалось развитие анемии (30 %) на 10-е сутки, которая компенсировалась развивающимся ретикулоцитозом к 20-м суткам. Биотропность поля существенно зависела от стадии онтогенеза, уровня организации и экологических особенностей биообъектов, что необходимо учитывать при экологическом нормировании электромагнитного излучения.[12] Результаты нескольких исследований сельскохозяйственных животных (овцы, ягнята), постоянно подвергающихся облучению ЭМП ВЛ показали, что существенных отличий по сравнению с контролем не наблюдалось в следующих показателях: продуктивности, уровнях заболеваемости и смертности. Но были обнаружены статистически достоверное снижение иммунной активности (интерлейкин-1) при продолжительном облучении. В лабораторных исследованиях обнаружено, что облучение (60 Гц, 30 кВ/м) свиней в период сна вызывало у них беспокойство и дискомфорт, в то время как в период активности таких реакций не возникало. В исследованиях по изучению влияния ЭМП ЛЭП-345, 500, 760 (напряженность 2-15 кВ/м) на коров, было зарегистрировано увеличение случаев рождения телят с аномалиями и среднего процента смертности телят с 3,4% до 5,85%. В то же время у взрослых коров не было зарегистрировано изменений в продуктивности и биохимическом составе молока. Проведенное Г.И. Евтушенко (1982) исследование влияния магнитного поля промышленной частоты на нервную, сердечнососудистую, гемато-иммунологическую, эндокринную системы животных показало, что прерывистые и непрерывные МП 7500 А/м 17 являются биологически активными, поскольку вызвали достоверные изменения во всех показателях. Биоэффекты действия МП напряженностью 750 А/м и 75 А/м характеризовались меньшими изменениями и восстанавливались в период последействия. Результаты эксперимента Б.М. Савина с сотрудниками (1987) подтвердили высокую чувствительность иммунной системы к действию ЭП 50 Гц напряженностью 1000-50 В/м при различных режимах облучения. Серьезные изменения в иммунологических и морфологических показателях состояния организма были выявлены у всех исследованных видов млекопитающих (рыжей и серой полевок, полевой и лесной мышей, обыкновенной бурозубки). Причем физиологические реакции имели обратимый характер и исчезали через несколько дней после завершения облучения, в то время как морфологические изменения были необратимыми. Воздействие электромагнитного поля на человека Человеческий организм всегда реагирует на электромагнитное поле. Однако, для того чтобы эта реакция переросла в патологию и привела к заболеванию необходимо совпадение ряда условий – в том числе достаточно высокий уровень поля и продолжительность облучения. Биологический эффект ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания. [4] Особо опасны ЭМП могут быть для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом. С начала 60-х годов в СССР были проведены широкие исследования по изучению здоровья людей, имеющих контакт с ЭМП на производстве. Результаты клинических исследований показали, что длительный контакт с ЭМП в СВЧ диапазоне может привести к развитию заболеваний, клиническую картину которого определяют, прежде всего, изменения функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем . Было предложено выделить самостоятельное заболевание — радиоволновая болезнь. 18 Установлено также, что у животных, облученных ЭМП, изменяется характер инфекционного процесса — течение инфекционного процесса отягощается. Возникновение аутоиммунитета связывают не столько с изменением антигенной структуры тканей, сколько с патологией иммунной системы, в результате чего она реагирует против нормальных тканевых антигенов. В соответствии с этой концепцией . основу всех аутоиммунных состояний составляет в первую очередь иммунодефицит по тимус-зависимой клеточной популяции лимфоцитов. Влияние ЭМП высоких интенсивностей на иммунную систему организма проявляется в угнетающем эффекте на Тсистему клеточного иммунитета. ЭМП могут способствовать неспецифическому угнетению иммуногенеза, усилению образования антител к тканям плода и стимуляции аутоиммунной реакции в организме беременной самки. [17] Симптомы, наиболее часто возникающие у людей: – Нервная система (усталость, напряжение, нарушения сна) – Кожа (покалывание, жжение, высыпания) – Тело (ломота и боль в мышцах) – Различные менее общие симптомы, которые затрагивают уши, нос, горло, а также расстройства желудка. Воздействие электромагнитного поля на водные экосистемы Влияние ЭМП ВЛ на водные экосистемы. Исследования воздействия ЭМП на гидрофауну и флору очень малочисленны. Проведенные модельные эксперименты В.Г. Дувинг, Ю.А. Малининой (2000) о влиянии электромагнитного поля ЛЭП 50 Гц напряжением до 500 кВ на гидробионтов Daphnia magna и Scenedesmus quadricauda показали их высокую чувствительность и возможность их использования в качестве тест-систем Воздействие электромагнитного поля на почвенные экосистемы В структуре сообществ почвенной фауны (микроартоподысапрофаги и гамазовые клещи) и их распределении по почвенным 19 горизонтам не было выявлено существенных изменений под действием ЭМП. Важнейшей составной частью агроценозов является биосистема свободно живущих в почве микроорганизмов, деятельность которых определяет плодородие почв и доступность растениям питательных веществ. Комплекс почвенных микроорганизмов – это сложнейшая биосистема, обладающая рядом особенностей, которые позволяют ее отнести к довольно устойчивым системам. Однако воздействие какоголибо сильного внешнего фактора может значительно изменить соотношение определенных групп почвенных микроорганизмов или их физиологическую активность, что может привести к нарушению внутреннего равновесия системы (гомеостаза), вплоть до необратимых изменений, а в конечном итоге потере урожайности. Полученные данные позволяют предположить, что хроническое СВЧ-облучение почвы ведет к частично стерилизующему эффекту, который выражается в снижении уровня азотфиксации. Четкой дозовой зависимости не обнаружено. Снижение уровня азотфиксации может происходить за счет снижения активности фермента нитрогеназы, ответственного за фиксацию атмосферного азота, либо за счет уменьшения числа азотфиксирующих микроорганизмов.[7] Решение данной проблемы должно быть на международном уровне. Основным органом комплексной координации проблемы обеспечения безопасности биосистем в условиях воздействия ЭМП является Всемирная организация здравоохранения. С 1995 года в ВОЗ действует долгосрочная программа WHO EMF Project , основная задача которой является координация соответствующих исследований и обобщение их результатов с целью выработки глобальных оценок и рекомендаций по проблеме биологического действия ЭМП. Начиная с 1998 года, программа ВОЗ включает в сферу своих интересов проблему воздействия ЭМП на окружающую среду и элементы экосистем (ICNIRP , 2000). Важным органом практической реализации обеспечения электромагнитной безопасности играет Международная Комиссия по защите от неионизирующих излучений (ICNIRP). Но до настоящего времени ее деятельность направлена, прежде всего, на обеспечение электромагнитной безопасности человека. 20 По отдельным направлениям проблемы ВОЗ сотрудничает с другими международными организациями – Международным агентством по изучению рака, Международной электротехнической комиссией, Международным радиотехническим союзом и другими. Отдельными вопросами регулирования уровня ЭМП в окружающей среде занимаются органы по ионизирующим излучениям (специальный департамент в системе Агентства по охране окружающей среды США ( US Environment Protection Agency ), Национальный совет по радиационной защите Великобритании ( National Radiological Protection Board ), Департамент по радиационной защите Швеции ( Swedish Radiation Protection Authority ), Федеральное агентство по радиационной защите Германии ( German Federal Office for Radiation Protection ) Во многих странах имеются долгосрочные международные и национальные программы по оценке опасности ЭМП для населения. Например, Международный проект ВОЗ "ЭМП и здоровье", программа ЕС COST , Национальная программа исследований США электрических и магнитных полей и распространения общественной информации ( EMF RAPID ). Свои программы также имеют: Швеция, Финляндия, Франция, Великобритания, Австралия, Япония, Германия, Дания, Канада. Однако необходимо подчеркнуть, что основной целью большинства проводимых научно-исследовательских программ является оценка последствий и опасности влияния ЭМП разных источников применительно к человеку. [7] Критерии экологического нормирования В соответствии со статьей 25 Федерального закона "Об охране окружающей природной среды" от 19 декабря 1991 г. № 2060-1, нормирование качества окружающей среды проводится с целью установления предельно допустимых значений факторов воздействия на окружающую среду, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранения генетического фонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. Основным 21 критерием экологического нормирования ЭМП может служить положение, в соответствие с которым безопасным для экосистемы считается ЭМП такой интенсивности, при которой возможна потеря отдельной особи при обязательном условии сохранения стабильности экосистемы. При экологическом нормировании ПДУ ЭМП имеет смысл верхнего предела устойчивости организма, при превышении которого ЭМП становится лимитирующим фактором окружающей среды (см. рис. 1). Рисунок 1 - Условная кривая изменений показателей жизнедеятельности организма от интенсивности воздействующего ЭМП Безопасность экосистемы определяется близостью ее состояния к границам устойчивости. Ключевым требованием является: сохранение размера и биомассы экосистемы, постоянство видового состава, численных соотношений между видами и функциональными группами организмов. От этого зависит стабильность трофических связей, внутренних взаимодействий между структурными компонентами экосистемы и ее продуктивность. 22 Заключение. Влияние электромагнитных полей на здоровье человека – это исследуемая задача науки. В связи со стремительным ростом числа технологий и приборов избежать влияния ЭМП в современном мире практически невозможно. Различные организации как государственные, так и международные разработали множество стандартов и требований для предотвращения какого бы то не было влияния электромагнитного поля на человека и, почти вся продаваемая техника, соответствует этим требованиям. Таким образом, можно заключить, что соблюдение санитарных и гигиенических норм при градостроительстве и следование необременительным рекомендациям по использованию бытовых приборов практически нивелирует влияние электромагнитных полей на человека. Для исследования электромагнитной обстановки применяется математическое моделирование. Необходимо объединение отдельных моделей в единую, так называемую, модель ансамблей, описывающую систему в целом. Исследование электромагнитной обстановки технических средств радиосвязи, радиовещания и телевидения – это проблема не просто сложная, а комплексная, в основе которой лежат различные явления, и для анализа которой должны использоваться различные, но связанные между собой модели. Методы исследования таких проблем относятся к системному анализу. Конечной целью электромагнитного прогнозирования технических средств телекоммуникаций является получение информации, по которой можно судить о качестве окружающей среды и возможности пребывания там человека. Такая информация заложена в картах электромагнитной обстановки, в ситуационных планах объектов с нанесенными границами санитарных зон вокруг излучающих объектов. Получение таких материалов связано, с одной стороны, с электромагнитным прогнозированием, с другой стороны, с критериями оценки качества окружающей среды, которые вводятся гигиеническими нормами и стандартами. В целях защиты населения от воздействия ЭМП, создаваемого радиотехническими объектами, при необходимости устанавливаются санитарные зоны. Различают два вида санитарных зон – санитарнозащитные зоны (СЗЗ) и зоны ограничения застройки (ЗОЗ). Санитарно-защитной зоной является площадь, примыкающая к технической территории радиотехнического объекта. Граница санитарно-защитной зоны определяется на высоте до двух метров от поверхности земли по предельно допустимым уровням ЭМП при 23 изолированном и сочетанном характере воздействия или по критериям оценки качества окружающей среды при смешанном и комбинированном характере воздействия. Зоной ограничения застройки является территория, где на высоте более двух метров от поверхности земли превышаются предельно допустимые уровни ЭМП при изолированном и сочетанном характере воздействия или не обеспечиваются критерии оценки качества окружающей среды при смешанном и комбинированном характере воздействия. Внешняя граница зоны ограничения застройки определяется по максимальной высоте зданий перспективной застройки. К организационным мероприятиям по защите от действия ЭМП относятся: выбор режимов работы излучающего оборудования, обеспечивающего уровень излучения, не превышающий предельно допустимый, ограничение места и времени нахождения в зоне действия ЭМП (защита расстоянием и временем), обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем ЭМП. Защита временем применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения в данной точке до предельно допустимого уровня. В действующих ПДУ предусмотрена зависимость между интенсивностью плотности потока энергии и временем облучения. Защита расстоянием основывается на падении интенсивности излучения, которое обратно пропорционально квадрату расстояния и применяется, если невозможно ослабить ЭМП другими мерами, в том числе и защитой временем. Защита расстоянием положена в основу зон ормирования излучений для определения необходимого разрыва между источниками ЭМП и жилыми домами, служебными помещениями и т.п. Для каждой установки, излучающей электромагнитную энергию, должны определяться санитарно-защитные зоны в которых интенсивность ЭМП превышает ПДУ. Границы зон определяются расчетно для каждого конкретного случая размещения излучающей установки при работе их на максимальную мощность излучения и контролируются с помощью приборов. В соответствии с ГОСТ 12.1.02680 зоны излучения ограждаются либо устанавливаются предупреждающие знаки с надписями: «Не входить, опасно!». Инженерно-технические защитные мероприятия строятся на использовании явления экранирования электромагнитных полей непосредственно в местах пребывания человека либо на мероприятиях по ограничению эмиссионных параметров источника поля. Последнее, как правило, применяется на стадии разработки изделия, служащего источником ЭМП. 24 Радиоизлучения могут проникать в помещения, где находятся люди через оконные и дверные проемы. Для экранирования смотровых окон, окон помещений, застекления потолочных фонарей, перегородок применяется металлизированное стекло, обладающее экранирующими свойствами. Такое свойство стеклу придает тонкая прозрачная пленка либо окислов металлов, чаще всего олова, либо металлов - медь, никель, серебро и их сочетания. Пленка обладает достаточной оптической прозрачность и химической стойкостью. Для защиты населения от воздействия электромагнитных излучений в строительных конструкциях в качестве защитных экранов могут применяться металлическая сетка, металлический лист или любое другое проводящее покрытие, в том числе и специально разработанные строительные материалы. В ряде случаев достаточно использования заземленной металлической сетки, помещаемой под облицовочный или штукатурный слой. Таким образом, мы живем в мире полном ЭМП и только от человека зависит, насколько он сам сможет обезопасить себя и природные ресурсы планеты от излучения. 25 Список использованных источников. 1. Антипов В.В, Давыдов Б.И., Тихончук В.С. Биологическое действие, нормирование и защита от электромагнитных излучений. М.: Энергоатомиздат, 2002. - 177 с. 2. Влияние электромагнитного поля на живые организмы и защита от вредного воздействия электромагнитного поля // Природа вокруг нас. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ecolosorse.ru/ 3. Госьков П.И Информационно-энергетическое воздействие токов промышленной частоты на здоровье человека /П.И. Госьков, В.Н. Беккер, Ю.А. Шамов. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://sua.users.altstu.ru/goskov.htm 4. Грачев Н.Н. Средства и методы защиты от электромагнитных и ионизирующих излучений.М., изд-во МИЭМ, 2005.– 215 с. 5. Дубров А.П. Геомагнитное поле и жизнь. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. – 175 с. 6. Ицков В. Я., Порошенко Г. Г. Электромагнитные поля и наше здоровье. // Наука и жизнь №11 ноябрь 2020. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.nkj.ru/archive/articles/10497/ 7. Копанев В.И., Шакула А.В. Влияние гипогеомагнитного поля на биологические объекты. М.: Наука, 1995. 73 с. 8. Леднев В.В. Биоэффекты слабых комбинированных, постоянных и переменных магнитных полей. Биофизика. М: Наука, 1996, Т.41, Вып.1. С.224. 9. Любимов В.В. Биотропность естественных и искусственно созданных электромагнитных полей. Аналитический обзор. Препринт No.7 (1103) М.: ИЗМИРАН, 1997. - 85 с. 10. Пресман А.С. Электромагнитное поле и жизнь. М.: Наука 2003. - 215 с. 11. Современные проблемы изучения и сохранения биосферы. Свойства биосферы и ее внешние связи. – С.-Пб: Гидрометеоиздат. 1992. Т.1. 288 с. 12. Сподобаев Ю.М., Кубанов В.П. Основы электромагнитной экологии. – М.: Радио и связь, 2000. – 240 с. 26 13. Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. Пособие для вузов. – 7-е изд., стер.- М.: Высш. Шк., 2003.- 541 с. 14. Федеральный закон "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" от 30 марта 1999 года N 52-ФЗ 15. Г.В.Федорович, ООО"НТМ-Защита"– [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ntm.ru/center/107/7012 16. Шимова О.С. Основы экологии и экономика природопользования. – Мн.: БГЭУ, 2001. 27
