Магнитные, электрические и электромагнитные поля и излучения
Организм человека, как показывают проведенные в последние годы исследования, реагирует на изменение напряженности магнитного поля. Так, магнитные бури, возникающие в период солнечной активности, вызывают нарушения сердечно-сосудистой системы. Искусственные магнитные поля, создаваемые постоянным электрическим током большой силы, характеризуются напряженностью до нескольких тысяч ампер на метр. Нормативная величина напряженности постоянного магнитного поля, образующегося вблизи установок и линий электропередач постоянного тока, в течение рабочего дня составляет 8000 А/м, предельно допустимый уровень напряженности не установлен. При контактной сварке, где величина тока достигает 1000 А и более, возникает магнитное поле до 10 кА/м. Наряду с магнитным постоянный электрический ток создает электрическое поле, называемое электростатическим. Электростатическое поле высокой напряженности оказывает негативное воздействие на организм человека, в частности вызывает расстройства нервной системы, отрицательно влияет на репродуктивную функцию организма, особенно у мужчин. Нормативная величина напряженности электростатического поля в течение рабочего дня составляет 20 кВ/м, предельно допустимый уровень напряженности — 60 кВ/м.
Раздел 4. Воздушная среда города
229
Источником электромагнитных полей является переменный ток. Электромагнитное поле характеризуется напряженностью (В/м) и плотностью потока мощности (Вт/м2). Создаваемые электромагнитным полем электромагнитные волны характеризуются частотой колебаний (Гц). Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) передается по линиям электропередач напряженностью 330, 500, 750 и 1150 кВ. Источниками низкочастотного (50 Гц) электромагнитного излучения являются также открытые распределительные устройства и электроустановки переменного тока. При частоте 50 Гц опасным считается электромагнитное излучение при напряжении тока свыше 400 кВ. Для защиты населения от воздействия поля, генерируемого воздушными линиями электропередач, устанавливаются санитарно-защитные зоны по обе стороны трассы (табл. 4.9). Таблица 4.9. Размеры санитарно-защитной зоны вдоль воздушных линий электропередач
Напряжение в сети линий электропередач, кВ Размер санитарно-защитной зоны от оси линии электропередач, м 330 500 750 1150 20 30 40 55 Источниками электромагнитных излучений являются также радиотехнические и электронные устройства: связь, локация, радио и телевидение. Электромагнитные излучения этих установок находятся в диапазоне радиочастот от 103 до 1012 Гц. Вокруг любого источника электромагнитного излучения образуются три зоны воздействия: ближняя (индукции), промежуточная (интерференции) и дальняя (волновая). Зона индукции простирается от источника на расстояние R ≤ λ/2π, где λ — длина волны, м. Зона интерференции находится в пределах от λ/2π до 2π λ. Волновая зона начинается от R ≥ 2π λ. По мере удаления от источника излучения интенсивность воздействия электромагнитного поля затухает. В зоне индукции, где электрическое и магнитное поля существуют как бы независимо друг от друга, напряженность электрического поля (Е) уменьшается обратно пропорционально кубу расстояния от источника излучения, а напряженность магнитного поля (Н) — обратно пропорционально квадрату расстояния от источника. В волновой зоне, где существует строгое соотношение между электрической и магнитной составляющими электромагнитно-
230
Экология города
го поля: Е=377Н, напряженность электромагнитного поля снижается пропорционально расстоянию от источника излучения. Интенсивность электромагнитного излучения характеризуется плотностью потока энергии — количеством энергии, падающей на единицу поверхности: П=Е•Н/2, Вт/м2. Для радиочастот: Р = PQ/4πR2, Bт/м2, где P — мощность излучателя, Вт; Q — коэффициент усиления антенны; R — расстояние между антенной и точкой наблюдения, м. Воздействие электромагнитного излучения на жителей населенных пунктов зависит от мощности источника и частоты. В табл. 4.10 приведены допустимые уровни воздействия электромагнитного излучения. Таблица 4.10. Предельно допустимые уровни воздействия электромагнитных излучений для населенных пунктов
Предельно допустимый уровень Диапазон электромаг- Длина Частота, облучения нитных волн волны, м Гц по напряженности по плотности электромагнитного излучения, поля, В/м Вт/м2 Электрический ток 50 1000 не нормируется промышленной частоты Длинные радиоволны св. 1000 менее 105 не нормируется не нормируется Средние радиоволны 1000-100 105—1,5•106 10 не нормируется Короткие волны 100-10 6•106—3•107 4 не нормируется Ультракороткие 10-1 3•107—3•108 2 не нормируется радиоволны Сверхчастотные 0,1-0,001 3•109—3•1010 не нормируется 0,01 радиоволны при непрерывном режиме генерации Сверхчастотные 1-0,001 3•109—3•1010 не нормируется 0,05 радиоволны при импульсном режиме генерации Для защиты населения от воздействия электромагнитного поля высокой частоты радиостанции, телецентры, ретрансляторы и другие источники радиоволнового излучения мощностью свыше 100 кВт должны размещаться за пределами населенных пунктов. Если источники радиоволнового излучения распо-
Раздел 4. Воздушная среда города 231 лагаются в городской черте, то вокруг них в обязательном порядке должна быть создана санитарно-защитная зона (СЗЗ), состоящая из зоны строгого режима и зоны ограниченного пользования. На внешней границе зоны строгого режима напряженность электромагнитного поля не должна превышать 20 В/м, а на внешней границе зоны ограниченного пользования — 2 В/м. В зоне строгого режима находится источник радиоволнового излучения. Она, как правило, ограждена и охраняется. В пределах СЗЗ не допускается расположение жилых домов. Размеры СЗЗ определяются расчетом, исходя из суммарной мощности передатчиков, типа, высоты и коэффициента усиления антенны, рельефа местности. Расчетные размеры СЗЗ составляют от нескольких сот метров до 1—2 км. С увеличением высоты антенн, в частности для локаторов непрерывного действия, напряженность создаваемого электромагнитного поля возрастает по вертикали, что необходимо учитывать при установлении границ СЗЗ и этажности застройки в зоне влияния источника радиоволнового излучения (рис. 4.20 и 4.21).
Рис. 4.20. Схематическая диаграмма направленности излучения радиолокатора: 1 — направление максимального излучения, совпадающего с главным лепестком (2); 3 — боковые лепестки; 4 — задний лепесток
Рис. 4.21. Контуры вертикального сечения санитарно-защитной зоны и зоны ограниченной застройки, построенные по уровню АМП, равному предельно допустимому: 1-8 — номер луча: А — контур постоянного уровня ЭМП, равного предельно допустимому, от источника СВЧ диапазона; Б — то же от источника ВЧ и СЧ диапазона
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Магнитные, электрические и электромагнитные поля и излучения» з дисципліни «Екологія міста»
