VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Постановка проблемы. В пределах современных городов происходит трансформация естественных условий обитания с формированием геофизических аномалий, связанных, в частности, с появлением техногенных электромагнитных полей в широком диапазоне частот, а так же техногенных источников радиационного загрязнения.

Появление электромагнитных аномалий связано с высоким уровнем потребления электроэнергии в городах, которое, в свою очередь, обусловлено разрастанием территории городских агломераций, увеличением плотности населения, активным использованием оргтехники и бытовых электроприборов. Особенно опасными и наиболее интенсивными источниками электромагнитных излучений в окружающую среду являются источники высокочастотных излучений в целях трансляции или получения информации, оборудование с использованием СВЧ-излучения. Источниками электромагнитных полей промышленной частоты (50 Гц) являются трансформаторные подстанции, линии электропередач, силовые энергетические установки. В радиоволновом диапазоне генерируют электромагнитное излучение антенны радиовещательных и телевизионных станций.

Радиационное загрязнение привлекает к себе наибольший интерес, поскольку представляет собой весьма опасный с экологических позиций фактор прямого воздействия на живые организмы. Источниками естественного радиационного поля являются космические лучи и ионизирующее излучение природных радиоактивных веществ, содержащихся в почве, горных породах и воде. К естественному радиационному фону добавляется техногенное ионизирующее излучение от новообразованных (создаваемых в процессе реализации промышленных технологий) радионуклидов, используемых строительных материалов, а также от складируемых отходов атомного производства и т.п.

Электромагнитные воздействия негативно сказываются на самочувствии и состоянии здоровья населения и являются значимым фактором риска для появления заболеваний, поражающих нервную, иммунную, эндокринную, репродуктивную системы организма человека [2, 3]. В последние годы, с появлением сообщений о повышенном риске раковых заболеваний у людей, длительно проживающих вблизи источников электромагнитного поля, изучению влияния электромагнитной обстановки на состояние здоровья человека уделяется особое внимание.

Радиационное воздействие так же крайне негативно сказывается на состоянии здоровья населения. В больших дозах оно приводит к поражению организма на уровне тканей и клеток, в малых — вызывает раковые заболевания и способствует генетическим изменениям. Возможность таких последствий говорит о том, что необходимо изучать влияние радиации на население и проводить мероприятия по выявлению, защите и предупреждению радиационного воздействия.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является анализ распределения и интенсивности электромагнитных воздействий и эффективной дозы радиоактивного излучения в одном из густонаселенных районов г. Кимры Тверской области. Актуальность работы очевидна, поскольку близость интенсивных источников электромагнитных полей к жилым районам способно неблагоприятно сказываться на состоянии здоровья их жителей, а выявление радиоактивной обстановки в городе поможет применить соответствующие меры по защите и предотвращению данного типа воздействия.

В число основных задач исследования входило измерение значений магнитной индукции в диапазоне частот от 5 Гц до 400 кГц, а так же измерение радиоактивного излучения по сетке с шагом около 100 м², выявление участков с высокими значениями плотности магнитного потока и радиации, возможных источников электромагнитного излучения, предложение способов, с помощью которых можно избежать последствий опасного влияния радиоактивного и электромагнитного излучения.

Методика исследований. Методика исследований включала замеры магнитной индукции и радиации на перекрестках вдоль центральных улиц г. Кимры на левом берегу р. Волга с интервалом около 100 м. Измерения производились в июле 2013 г. в полуденное время с 11 до 16 ч. при сходных погодных условиях. В ходе наблюдений осуществлялась привязка к точке, фиксировалось время измерений, атмосферное давление, температура, значение магнитной индукции, указывались возможные источники ее излучения.

Замеры магнитной индукции проводились с помощью двух измерителей магнитного поля ИМП-05/1 и ИМП-05/2, предна­значенных для измерения среднеквадратического значения плотности магнитного потока (магнитной индукции) переменного электромагнитного поля. Эти приборы применяются для простран­ственного обследования интенсивности низко- и высокочастотных полей вблизи технических средств, контроля биологически опасных уровней низко- и высокочастотных излучений. Диапазон ча­стот измерения прибора ИМП-05/2 от 2 кГц до 400 кГц, ИМП-05/1 от 5 Гц до 2 кГц, диапазон измеряемых значений плотности маг­нитного потока от 70 до 1999 нТл [4]. Измерители ИМП-05 соответствуют требованиям ГОСТ Р 51070-97 [1]. В соответствие с техническим паспортом прибора, предельно допустимым экологически безопасным уровнем считается значение магнитной индукции в 250 нТл - длительное пребывание в зо­нах, где наблюдается превышение этого уровня, сопряжено с риском для здоровья человека.

Замеры эффективной дозы радиоактивного излучения проводились с помощью дозиметра-радиометра ДРГБ-01 ЭКО-1, предназначенного для контроля радиационной обстановки на различных объектах окружающей среды, в жилищах, на рабочих местах и др. С помощью дозиметра-радиометра можно измерить: - Величину внешнего гамма-излучения, а также загрязнение радиоактивными веществами жилых и производственных зданий и сооружений, предметов быта одежды, прилегающей территории, поверхности грунта, транспортных средств и т.п. - Содержание радиоактивных веществ в продуктах питания, пищевом сырье и материалах, бытовых и промышленных отходах воде и других объектах.

Диапазон измерения энергий фотонного излучения прибора ДРГБ-01 "ЭКО-1" от 0.05 МэВ до 1.5 МэВ[5]. По техническим характеристикам ДРГБ-01 "ЭКО-1" полностью удовлетворяют требованиям Инструкции ЦБР № 131-И от 04.12.2007. Он также рекомендован в этой инструкции:Инструкция ЦБР от 04.12.2007 № 131-И Приложение 1 "... Выявление и контроль денежных знаков с радиоактивным загрязнением осуществляется приборами радиационного контроля, ... типа ИРД-02,ДРГБ-01 "ЭКО-1", СРП-88Н и др ...". В соответствие с техническим паспортом прибора, предельно допустимым экологически безопасным уровнем считается значение эффективной дозы радиоактивного излучения в 0,2 МэВ - длительное пребывание в зо­нах, где наблюдается превышение этого уровня, сопряжено с риском для здоровья человека.

Результаты исследований.Общее число измерений составило 124 точки. При измерениях с помощью прибора ИМП-05/1 в диапазоне частот от 5 Гц до 2 кГц в 28 точках значения магнитной индукции превышали допустимый санитарный уровень в 250 нТл. Значительное количество точек с превышением значения в 250 нТл выявлено на улицах в частном секторе города. Главным источником здесь являются низко расположенные линии электропередач и принимающие антенны спутникового телевидения, которые есть почти в любом частном доме. Максимальное превышение уровня плотности магнитного потока обнаружено вблизи распределительных щитов и установок. Те распределительные установки, которые расположены непосредственно во дворах, способны влиять на жителей наиболее интенсивно, поскольку расположены они на расстоянии менее 50 м от жилых строений, и уровень магнитной индукции вблизи зданий остается высоким. Систематическое превышение предельно допустимого уровня магнитной индукции на одной из главных улиц г. Кимры — ул. Урицкого (точки 41-47, рис. 1), по-видимому, связано с высоким уровнем энергопотребления банков, офисов, современных торговых и сервисных центров оргтехники и бытовой аппаратуры, расположенных в центре города, а также с высокой плотностью потока автомобилей, оснащенных электрооборудованием.

Рис. 1. Изменение значений плотности магнитного потока в т. 40 — 47 по ул. Урицкого в г. Кимры.

На основании результатов исследований была построена карта изменений магнитной индукции на исследуемом участке(рис. 2). Темным цветом обозначены участки, где магнитная составляющая превышает предельно допустимый уровень, эти участки являются потенциально опасными для состояния здоровья жителей города.

Рис. 2. Карта плотности магнитного потока переменных электромагнитных полей исследуемого участка в г. Кимры.

При измерениях радиоактивного излучения не было выявлено значений, превышающих предельно допустимый уровень, но наблюдались значения, близкие к превышению допустимой нормы. На основании полученных данных была построена карта(рис.3), на которой можно более наглядно увидеть эти значения. В тех местах, где рисунок темнее, значения радиоактивного излучения более высокие.

Рис. 3. Карта изменений эффективной дозы радиоактивного излучения исследуемого участка в г. Кимры.

Обсуждение результатов. В итоге значительная часть города — частный сектор и центральные улицы с развитой сетью городской инфраструктуры — характеризуются достаточно высоким уровнем магнитной индукции, что может негативно влиять на самочувствие и состояние здоровья жителей. С тем чтобы защититься от отрицательного воздействия ЭМП, населению необходимо использовать специальные методы. Существуют три основных группы методов защиты от воздействия ЭМП: 1) защита временем, то есть сокращение времени контакта с источниками ЭМП; 2) защита расстоянием, то есть создание зоны контролируемого доступа вокруг источника ЭМП, увеличение расстояния от источника до защищаемых объектов; 3) применение технических средств коллективной и индивидуальной защиты – экранирование, то есть снижение интенсивности ЭМП за счет преломления, отражения и/или поглощения энергии с помощью сооружения экранирующих конструкций и ношения специальной одежды.

Поскольку большинство случаев превышения допустимых значений электромагнитной индукции наблюдается в частном секторе г. Кимры, следует размещать ЛЭП на более высоком уровне, нежели они расположены сейчас. Необходимо рассмотреть вопрос о расположении трансформаторных будок во дворах, модернизировать инфраструктуру города. Во избежание значительных скоплений автотранспорта, снизить техногенную нагрузку центра города, что обусловит рассредоточение источников ЭМП на большем расстоянии друг от друга — вследствие этого их воздействие будет минимизировано.

Превышения эффективной дозы радиоактивного излучения в г. Кимры выявлено не было, однако наблюдались значения, близкие к пороговым. Об источниках воздействия можно только предполагать, это может быть излучение от пород, от промышленных установок и предприятий, а так же источником могут послужить печи и камины домов в частном секторе города.

Выводы.

1. Приблизительно пятая часть обследованной территории характеризуется превышением значений магнитной индукции выше санитарной нормы в 250 нТл, что свидетельствует о достаточно высоком уровне электромагнитного загрязнения г. Кимры.

2. В г. Кимры эффективная доза радиоактивного излучения не имеет превышений, однако наблюдаются значения, близкие к пороговым. Не смотря на это, радиационная обстановка является в целом благополучной.

3. Наиболее интенсивному воздействию техногенных источников загрязнения подвергается население центральной части города, проживающей по ул. Урицкого, а также население частного сектора. В центре города наличие высоких значений магнитной индукции связано с высоким уровнем энергопотребления за счет эксплуатации большого числа бытовых, офисных, автомобильных и прочих электроприборов, которые в совокупности являются главным фактором электромагнитного смога. В частном секторе высокие значения магнитной индукции обеспечиваются значительным числом принимающих спутниковых антенн и низким уровнем линий электропередач.

4. Для защиты от электромагнитных воздействий необходимо совершенствование городской инфраструктуры с перераспределением наиболее интенсивных источников. Населению рекомендуется ограничивать время пребывания в центре города, использовать коллективные и индивидуальные методы защиты от вредного воздействия электромагнитных полей.

5. При сопоставлении и изучении карт радиационной и магнитной составляющих (рис. 2, 3) можно сделать вывод, что в целом по исследуемому району наиболее неблагоприятным для здоровья жителей является район улицы Урицкого (рис.1). Значения магнитной индукции и радиации имеют более высокие значения примерно в одних и тех же точках с погрешностью в 50-100м².

Список использованных источников

1. ГОСТ Р 51070-97. Измерители напряженности электрического и магнитного полей. Общие технические требования и методы испытаний.

2. Экологическая геофизика: учебное пособие для вузов / Богословский В.А., Жигалин А.Д., Хмелевской В.К.. Изд-во МГУ, 2001 г. – 250 с.

3. Электромагнитная совместимость и молниезащита в электроэнергетике: учебник для вузов / Дьяков А.Ф., Максимов Б.К., Борисов Р.К., Кужекин И.П., Темников А.Г., Жуков А.В., М.: Издательский дом МЭИ, 2011. — 544 с.

4. Измеритель магнитного поля ИМП - 05. Руководство по эксплуатации ПАЭМ.411173.001РЭ, 16 с.

5. Измеритель дозиметр-радиометр ДРГБ-01 ЭКО-1. Руководство по эксплуатации 9443-002-48987820-2001 РЭ, 5 с.

Код для цитирования: Скопировать