Электромагнитное загрязнение в городах

Курсовая работа

на тему: «Электромагнитное загрязнение в городах»

Белгород 2011

Содержание

Введение……………………………………………………………………….3

Глава 1. Современное состояние проблемы электромагнитного загрязнения окружающей среды……………………………………………………………5

1.1.           Электромагнитное излучение……………………………………….5

1.2.           Радиоволны и оптическое излучение……………………………….7

Глава 2. Физические факторы ЭМИ………………………………………….9

    2.1. Ионизирующие и неионизирующие излучения……………………....9

    2.2. Влияние шумов и звуков………………………………………………13

Глава 3. Характеристика естественных источников ЭМИ…………………15

Заключение……………………………………………………………………17

Список использованной литературы………………………………………...19

Введение

Отличительной особенностью современного этапа развития человечества является переход комплекса опасностей, имевших место в техносфере, в геосфере и биосферу. Работы последних лет убедительно показали важную роль естественных электромагнитных полей для жизнедеятельности человека и всей биосферы в целом. Между тем, за последние годы сформировался новый значительный фактор окружающей среды – электромагнитные поля техногенного происхождения. Источниками таких полей являются линии электропередач, электротранспорт, передающие радиотехнические объекты. Особенность ситуации заключается в том, что природные электромагнитные поля – это фактор поддержания жизни на Земле, а вызванное деятельностью человека искусственное электромагнитное загрязнение, интенсивность которого во много раз превышает естественный фон, отрицательно влияет на все живое и является причиной многих заболеваний. В настоящее время в связи с хозяйственной деятельностью человека уровень электромагнитных излучений антропогенного происхождения в десятки тысяч раз превысил естественный электромагнитный фон. Масштабы электромагнитного загрязнения стали столь существенными, что Всемирная организация здравоохранения в 1992г. включила эту проблему в число актуальных проблем человечества.

Актуальность и важность проблемы для России была определена Постановлением Президиума РАМН еще в 1994г. В решении Межведомственной Комиссии Совета Безопасности Российской Федерации по экологической безопасности №2-2 от 20.02.96г. указано, что «неблагоприятное воздействие на человека и окружающую среду электромагнитных излучений принимает опасные размеры».

Современный крупный промышленный город, является сложной многокомпонентной урбанизированной системой, которая изменяет почти все компоненты природной среды, образуя техногенную среду, к которой человек как вид эволюционно не адаптирован.

Говоря об электромагнитном загрязнении, следует отметить, что, если буквально 20 - 25 лет назад воздействию значимых уровней ЭМИ подвергался ограниченный круг людей-профессионалов, то в настоящее время можно говорить об угрозе воздействия ЭМИ на все население. Характерной чертой электромагнитного загрязнения городов является его многочастотность и многофакторность, когда на определенный участок городской территории оказывают воздействие несколько источников излучения с различными частотами, интенсивностью и местами расположения. Проведение достоверных измерений в случае многочастотного воздействия весьма проблематично и возможно лишь при отключении всех ПРТО, за исключением контролируемого. Близкое соседство источников ЭМП с жилыми районами, тенденция к сплошной застройке, вытеснение зеленых зон – все это указывает на существование значимого неблагоприятного воздействия на здоровье человека.

Целью данной работы явилось изучение источников формирования электромагнитной нагрузки (ЭМН) в условиях города.

Глава 1. Современное состояние проблемы электромагнитного загрязнения окружающей среды

1.1. Электромагнитное излучение

Электромагнитное излучение - это вид энергии, представляющей электромагнитные волны, возбуждаемые различными излучающими объектами, например, заряженными частицами, атомами, молекулами, а также различными генерирующими устройствами и распространяющиеся в космическом пространстве со скоростью света, т.е. около 300 000 км/сек. Электромагнитные волны создаются за счет электрических и магнитных вибраций, возникающих в атомах, т.е. движущимися с ускорением электрическими зарядами и имеют широкий диапазон частот. Скорость распространения электромагнитных волн через различные материалы различна. Примерами электромагнитного излучения являются свет, радиоволны, инфракрасные и ультрафиолетовые, а также рентгеновские и гамма лучи.

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.

Таблица 1. Диапазоны электромагнитного излучения

Электромагнитные излучения различных частот (Таблица 1) взаимодействуют с веществом также по-разному. Процессы излучения и поглощения радиоволн можно описать с помощью соотношений электродинамики; а для волн оптического диапазона и жестких лучей необходимо учитывать их квантовую природу.

1.2            Радиоволны и оптическое излучение

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.

Видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение составляет так называемую оптическую область спектра в широком смысле этого слова. Выделение такой области обусловлено не только близостью соответствующих участков спектра, но и сходством приборов, применяющихся для её исследования и разработанных исторически главным образом при изучении видимого света (линзы и зеркала для фокусирования излучения, призмы, дифракционные решётки, интерференционные приборы для исследования спектрального состава излучения и пр.).

Частоты волн оптической области спектра уже сравнимы с собственными частотами атомов и молекул, а их длины — с молекулярными размерами и межмолекулярными расстояниями. Благодаря этому в этой области становятся существенными явления, обусловленные атомистическим строением вещества. По этой же причине, наряду с волновыми, проявляются и квантовые свойства света.

Самым известным источником оптического излучения является Солнце. Его поверхность (фотосфера) нагрета до температуры 6000 градусов и светит ярко-жёлтым светом. Излучение оптического диапазона возникает при нагревании тел (инфракрасное излучение называют также тепловым) из-за теплового движения атомов и молекул. Чем сильнее нагрето тело, тем выше частота его излучения. При определённом нагревании тело начинает светиться в видимом диапазоне (каление), сначала красным цветом, потом жёлтым и так далее. И наоборот, излучение оптического спектра оказывает на тела тепловое воздействие.

Кроме теплового излучения источником и приёмником оптического излучения могут служить химические и биологические реакции. Одна из известнейших химических реакций, являющихся приёмником оптического излучения, используется в фотографии.

Глава 2. Физические факторы ЭМИ

2.1. Ионизирующие и неионизирующие излучения

Воздействие физических экологических факторов на здоровье человека имеет не меньшее значение, чем влияние химических соединений. К физическим воздействиям относятся различные излучения, шумы, климатические погодные условия и др. Большинство физических факторов внешней среды, с которыми взаимодействует человек, имеют электромагнитную природу.

Световые волны – лишь малая часть их. Влияние лучей на здоровье зависит от длины их волн. Когда говорят об «облучении», то имеют в виду воздействие коротких волн. Эти типы излучений известны как ионизирующая радиация. Воздействие длинных волн называют неионизирующим излучением. Эти два типа излучений по-разному влияют на здоровье людей.

Ионизирующее излучение состоит из рентгеновских лучей, гамма-лучей. Эти виды лучей обладают энергией, достаточной для превращения атомов в ионы с высвобождением электронов. Воздействием этих ионов и обусловлены изменения в клетках организма. Распад ядер радиоактивных элементов также порождает ионизирующее излучение, состоящее из α-, β-, и γ – лучей. Наиболее опасно γ- излучение, так как оно проходит через несколько сантиметров свинцовой защиты. Опасность рентгеновских лучей возрастает на больших высотах. Поэтому работа космонавтом может быть приравнена к работе с радиоактивным излечением.

Люди подвергаются действию ионизирующих излучений при рентгене, радиоактивном распаде элементов и из космоса. Доза облучения чаще всего измеряется в бэрах (1 бэр эквивалентен по биологическому воздействию дозе в 1 рентген).

Если исключить воздействие источников, созданных человеком, то уровень излучения будет соответствовать естественному радиационному фону. Естественный фон в США равен 100 – 150 миллибэр в год. На высоте более 3,0 км фоновые излучения больше – до 160 миллибэр. Средняя доза , получаемая при рентгене, оценивается в 90 миллибэр в год.

На заре использования атомной энергии нормативы эмиссии радиоактивных элементов были таковы: в окрестностях АЭС – не более 500 миллибэр·годˉ¹ на 1 чел., а в отдельных районах – не более 170 миллибэр·годˉ¹. После 70-х гг. эти нормативы были резко ужесточены. Наибольшая допустимая годовая доха уменьшена до 5 миллибэр, а средняя – до 1 % от природного фона, т.е. до 1 – 1,5 миллибэр·годˉ¹. Если нормативы выполняются, то атомные станции не опасны для людей. Но остаются вызывающие опасения излучения от установок регенерации атомного топлива и отбракованной урановой руды. Большую тревогу вызывает и возможность захвата террористами отработанного атомного топлива или других расщепляемых материалов.