Электромагнитное загрязнение окружающей среды

Источниками таких загрязнений являются линии электропередач, электротранспорт, в том числе электропоезда, промышленные установки и т.д. В настоящее время электрификация дорог России имеет особое значение, учитывая протяженность сети и объемы перевозок. При удельном весе электрифицированных линий 49,5% электрической тягой выполняется 82,3% объема перевозок. Электроснабжение тяги осуществляется от общей энергетической сети.

Экологическая обстановка вблизи железных дорог характеризуется влиянием электромагнитных полей, напряженность которых в сотни раз выше среднего естественного уровня поля Земли.

При эксплуатации тяговых сетей электрифицированных железных дорог на ряд профессийэксплуатационного персонала, а также населения проживающего вдоль железнодорожных путей, рядом с объектами, обслуживающими работу электрифицированных железных дорог оказывается вредное воздействие электромагнитного поля, обусловленное работой устройств электрической тяги и требующее разработок защитных технических средств.

Электромагнитное загрязнение – это совокупность электромагнитных полей, разнообразных частот, негативно влияющих на человека. Некоторые исследователи называют электромагнитный смог, возникший и сформировавшийся за последние 60-70 лет, одним из самых мощных факторов, негативно влияющих на человека на сегодняшний момент. Это объясняется фактически круглосуточным его воздействием и стремительным ростом.

 

Электромагнитное загрязнение зависит в основном от мощности и частоты излучаемого сигнала.

К группе особо опасных источников электромагнитного поля, находящихся в данный момент в эксплуатации железной дороги, по степени их влияния на экологию и человеческий организм можно отнести:

-контактная сеть переменного тока 25 кВ и 2x25 кВ;

-электроустановки тяговых подстанций и локомотивных депо;

-тяговые двигатели и преобразовательные установки локомотивов, электроустановки поездов, системы электроотопления вагонов;

-воздушные линии электроснабжения нетяговых потребителей напряжением свыше 1000 В;

-линии высокого и сверхвысокого напряжения при пересечении их с железнодорожным полотном [3].

Транспорт на электрической тяге – в том числе электропоезда– является относительно мощным источником магнитного поля в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. Максимальные значения плотности потока магнитной индукции в пригородных «электричках» достигают 75 мкТл при среднем значении 20 мкТл. Среднее значение на транспорте с электроприводом постоянного тока зафиксировано на уровне 29 мкТл.

Таким образом, в настоящее время считается, что железнодорожный транспорт в густонаселенном городе генерирует мощные электромагнитные излучения большой протяженности. Растекаясь от рельсов, электрические токи концентрируются на металлических поверхностях подземных трубопроводов, на коммуникационных кабелях и других предметах, имеющих более высокую проводимость, чем земля, что существенно увеличивает электромагнитное загрязнение города

В настоящее время в России существуют гигиенические нормативы производственных и непроизводственных воздействий электрического поля и магнитного поля промышленной частоты. Однако следует иметь в виду, что допустимые уровни индукции магнитного поля промышленной частоты внутри жилых помещений и на территории жилой застройки приняты в качестве временного норматива и составляют соответственно 10 и 50 мкТл (СанПиН 2.1.2.1002-2000). Этим же документом установлены предельно допустимые уровни для электрического поля промышленной частоты, которые распространяются на жилые помещения и территорию жилой застройки, составляя 0,5 и 1 кВ/м соответственно вне зависимости от источника. Указанные предельно допустимые уровни значительно ниже предложенных международными рекомендациями ICNIRP значений контролируемых уровней для населения, которые составляют 5 кВ/м и 100 мкТл (80 А/м) соответственно. Вместе с тем в последнее время в связи с полученными данными о возможном неблагоприятном (вплоть до канцерогенного) влиянии на здоровье человека слабых магнитных полей промышленной частоты рекомендованы более жесткие ограничения их уровней, до 0,2 мкТл [2;1].

Многочисленные исследования в области биологического действия электромагнитного поля на живые организмы позволяют определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, кровообращения, сердечно-сосудистая, иммунная, эндокринная и половая. Необходимо учесть и тот факт, что биологический эффект электромагнитного поля в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), злокачественные опухоли, гормональные заболевания

В результате действия электромагнитного поля на человека возможны острые и хронические формы нарушения физиологических функций организма. Эти нарушения возникают в результате действия электрической составляющей электромагнитного поля на нервную систему, а также на структуру коры головного и спинного мозга, сердечно-сосудистую систему. Наблюдаются частые головные боли, раздражительность, утомляемость, нарушение сна, боли в области сердца, перепады кровяного давления, повышенная потливость. Развиваются такие серьезные заболевания как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, инсульт. По всей видимости, резкое уменьшение числа инфарктов в выходные и праздники связано со снижением в эти дни уровня промышленных магнитных полей и уменьшением количества населения, пользующегося электротранспортом [1].

Согласно данным, приведенным в исследованиях Бурлака Н. И., у машинистов электропоездов ишемическая болезнь сердца встречается в 2,27 раза чаще, причем страдают ею даже люди, не достигшие тридцатилетнего возраста.

Большое число исследований, выполненных в России, и сделанные монографические обобщения, дают основание отнести нервную систему к одной из наиболее чувствительных систем в организме человека к воздействию электромагнитного поля. На уровне нервной клетки, структурных образований по передачи нервных импульсов (синапсе), на уровне изолированных нервных структур возникают существенные отклонения при воздействии электромагнитного поля малой интенсивности. Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей, имеющих контакт с электромагнитного поля. Эти лица могут иметь склонность к развитию стрессовых реакций. Определенные структуры головного мозга имеют повышенную чувствительность к электромагнитному полю.

Результаты исследований ученых России дают основание считать, что при воздействии электромагнитного поля нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону их угнетения. Установлено также, что у животных, облученных электромагнитным полем, изменяется характер инфекционного процесса - течение инфекционного процесса отягощается.

Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее регуляции со стороны нервной и нейроэндокринной систем. Многократное облучение электромагнитным полем вызывает понижение активности гипофиза.

Результаты проведенных эпидемиологических исследований позволят сделать вывод, что наличие контакта женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам, повлиять на развитие плода и, наконец, увеличить риск развития врожденных уродств

К организационным мероприятиям по защите от действия электромагнитного излучения относятся:

выбор режимов работы излучающего оборудования, обеспечивающего уровень излучения, не превышающий предельно допустимый,

ограничение места и времени нахождения в зоне действия электромагнитного излучения (защита расстоянием и временем),

обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем электромагнитного излучения.

Для каждой установки, излучающей электромагнитную энергию, должны определяться санитарно-защитные зоны, в которых интенсивность электромагнитного поля превышает предельно допустимый уровень. Границы зон определяются расчетом для каждого конкретного случая размещения излучающей установки при работе их на максимальную мощность излучения и контролируются с помощью приборов. В соответствии с ГОСТ 12.1.026-80 зоны излучения ограждаются либо устанавливаются предупреждающие знаки с надписями: «Не входить, опасно!»[10].

Электромагнитные волны с частотами 1 - 100 Гц сильно поглощаются почвой, поэтому на небольшом удалении от контактной сети напряженность поля падает более чем в десятки раз. Деревья и высокие кустарники также существенно изменяют картину силовых линий, оказывая экранирующий эффект благодаря наличию в древесине и листьях ионов [3].

Одним из способов защиты от электромагнитного излучения следует отнести рациональное размещение излучающих и облучающих объектов, исключающее или ослабляющее воздействие излучения на персонал; ограничение места и времени нахождения работающих в электромагнитном поле.

 

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 электромагнитного излучения. 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. В качестве экранов могут применяться также различные пленки и ткани с металлизированным покрытием. В последние годы в качестве радиоэкранирующих материалов получили металлизированные ткани на основе синтетических волокон. Их получают методом химической металлизации (из растворов) тканей различной структуры и плотности. Существующие методы получения позволяет регулировать количество наносимого металла в диапазоне от сотых долей до единиц мкм и изменять поверхностное удельное сопротивление тканей от десятков до долей Ом. Экранирующие текстильные материалы обладают малой толщиной, легкостью, гибкостью; они могут дублироваться другими материалами (тканями, кожей, пленками), хорошо совмещаются со смолами и латексами.

Для экранирования стен могут применяться различные материалы: экранирующие сетки, краски, крупноячеистые ткани, металлические листы. Самым универсальным материалом является краска (грунтовка). При экранировании стен от электромагнитных излучений необходимо установить их диапазон частот. Если это низкие частоты, например, ЭМП, формируемые высоковольтными линиями электропередач или трансформаторными подстанциями, то требуется защита в низкочастотном диапазоне (десятки-тысячи Герц) не только от электрической составляющей, но и от магнитной. Магнитное поле гораздо сложнее экранировать, чем электрическое. Для этого необходимо применять металлические листы (тонкие) с обязательным их заземлением, закрывать все щели, пропаивать или проклеивать все стыки. Убрав магнитную составляющую, автоматически уберется и электрическая. Все остальные материалы (краски, ткани, сетки) ослабляют только электрическую составляющую.

Если происходит экранирование стен от высокочастотных электромагнитных излучений, то достаточно применить мелкоячеистую сетку или краску (грунтовку). Данные материалы тоже требуют заземления.

Самой большой проблемой при экранировании стен от электромагнитных излучений может стать отсутствие заземляющей шины, с которой можно скоммутировать защитные материалы. Данная проблема может возникнуть в старых домах, не оборудованных специальной системой заземления.

В последнее время экранирование стен в помещениях (на объектах) требуется для решения крайне специфичной задачи - защита от переизлучений металлических конструкций. В современных строениях в стенах заложено большое количество арматуры и других металлических изделий, которые зачастую являются переизлучателями сигнала (или модуляторами при наслоении нескольких сигналов разной частоты). Экранирование помогает убрать данный эффект.

Еще одной задачей является экранирование электрической проводки. Данный вопрос особо актуален в деревянных или щитовых домах. Зашита от излучения, формируемое проводкой, производится при помощи краски. После экранирование стен, кровати можно ставить в непосредственной близости со стенами.

Для индивидуальной защиты от электромагинтного излучения применяют специальные комбинезоны и халаты, изготовленные из метализированной ткани (экранируют электромагнитные поля).