Автор работы: Пользователь скрыл имя, 08 Июня 2014 в 22:12, реферат
Проблема электромагнитной безопасности и защиты окружающей природной среды от воздействия ЭМП приобрела большую актуальность и социальную значимость, в том числе на международном уровне. В основном повышение уровня ЭМИ связано с ускоряющими темпами развития средств связи и информатизации, без которых
Загрязнение окружающей среды электромагнитным излучением приняло угрожающий характер и практически выходит из-под контроля.
Введение
1. Современное состояние проблемы электромагнитного загрязнения окружающей среды
1.1 Электромагнитное излучение
1.1.1 Радиоволны
1.1.2 Оптическое излучение
1.1.3 Жёсткое излучение
1.2 Характеристика естественных источников ЭМП
1.2.1 Радиоизлучения Солнца и галактик
1.2.2 Геомагнитное поле
1.2.3 Электрическое поле Земли
1.3 Характеристика антропогенных источников ЭМП
1.3.1 Системы производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии постоянного и переменного тока
1.3.2 Функциональные передатчики
1.4 Гипомагнитное поле
1.5 Биологические эффекты электромагнитного загрязнения окружающей среды
1.5.1 Электромагнитный смог
1.5.2 Возможные механизмы биологического действия
1.5.2.1 Воздействие электромагнитного излучения на химические реакции
1.5.2.2 Воздействие электромагнитного поля на клетку
1.5.2.3 Воздействие электромагнитного поля на ткани
1.5.2.4 Воздействие электромагнитного поля на микроорганизмы
1.5.2.5 Воздействие электромагнитного поля на растения
1.5.2.6 Воздействие электромагнитного поля на насекомых
1.5.2.7 Воздействие электромагнитного поля на птиц и млекопитающих
1.5.2.8 Воздействие электромагнитного поля на человека
1.5.3 Воздействие электромагнитного поля на водные экосистемы
1.5.4 Воздействие электромагнитного поля на почвенные экосистемы
2. Правовые основы и методы обеспечения природоохранного законодательства в области электромагнитного загрязнения
2.1 Зарубежный и российский опыт правового регулирования уровней электромагнитного излучения
2.1.1 Критерии экологического нормирования
2.1.2 Концепции экологического нормирования электромагнитного излучения
2.2. Основные нормативно-правовые документы, регулирующие нормирование ЭМП в России
3. Расчет зоны ограничения застройки вокруг базовой станции сотовых средств связи
Выводы
Список использованной литературы
Запрещается превышение нормативов допустимых физических воздействий.[18]
– Федеральный закон "О государственном регулировании в области обеспечения электромагнитной совместимости технических средств"
– Федеральный закон "О связи". В данном документе говорится о регулировании использования радиочастотного спектра, о распределении радиочастотного спектра, о выделении полос радиочастот и присвоении (назначении) радиочастот или радиочастотных каналов, а также о контроле за излучениями радиоэлектронных средств и (или) высокочастотных устройств. [19]
– Национальная система стандартов (ГОСТ, СанПиН).
Национальные системы стандартов являются основой для реализации принципов электромагнитной безопасности.
Как правило, системы стандартов включают в себя нормативы, ограничивающие уровни электрических полей , магнитных полей и электромагнитных полей различных частотных диапазонов путем введения предельно допустимых уровней воздействия для различных условий облучения и различных контингентов.
В России система стандартов по электромагнитной безопасности складывается из Государственных стандартов (ГОСТ) и Санитарных правил и норм (СанПиН). Это взаимосвязанные документы, являющиеся обязательными для исполнения на всей территории России.
Государственные стандарты по нормированию допустимых уровней воздействия электромагнитных полей (таблица 2) входят в группу Системы стандартов безопасности труда - комплекс стандартов, содержащих требования, нормы и правила, направленных на обеспечение безопасности, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Они являются наиболее общими документами и содержат:
– требования по видам соответствующих опасных и вредных факторов;
– предельно допустимые значения параметров и характеристик;
– общие подходы к методам контроля нормируемых параметров и методы защиты работающих.[1]
Таблица 2. Государственные стандарты РФ в области электромагнитной безопасности
Обозначение |
Наименование |
ГОСТ 12.1.002-84 |
Система стандартов безопасности труда. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряжённости и требования к проведению контроля |
ГОСТ 12.1.006-84 |
Система стандартов безопасности труда. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля |
ГОСТ 12.1.045-84 |
Система стандартов безопасности труда. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля |
Санитарные правила и нормы регламентируют гигиенические требования более подробно и в более конкретных ситуациях облучения, а также к отдельным видам продукции. По своей структуре включают те же основные пункты, что и Государственные стандарты, однако излагают их более подробно. В зависимости от отношения подвергающегося воздействию ЭМП человека к источнику излучения в условиях производства в стандартах России различаются два вида воздействия: профессиональное и непрофессиональное. Для условий профессионального воздействия характерно многообразие режимов генерации и вариантов воздействия. В частности для облучения в ближней зоне обычно характерно сочетание общего и местного облучения. Для непрофессионального облучения типичным является общее облучение. ПДУ для профессионального (таблица 3) и непрофессионального (таблица 4) воздействия различны.[20]
Таблица 3. Санитарные нормы и правила для условий профессионального облучения электромагнитными полями
Обозначение |
Наименование |
СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 |
Санитарные правила и нормы. Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона. |
СанПиН 2.2.2.542-96 |
Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы |
ГН 2.1.8./2.2.4.019-94 |
Гигиенические нормативы. Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных излучений, создаваемых системами сотовой связи |
ОБУВ № 5060-89 |
Ориентировочные безопасные уровни воздействия переменных магнитных полей частотой 50Гц при производстве работ под напряжением на воздушных линиях электропередачи напряжением 220-1150 кВ |
СН № 5802-91 |
Санитарные нормы и правила выполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты (50 Гц) |
СанПиН 2.2.4.723-98 |
Переменные магнитные поля промышленной частоты (50 Гц) в производственных условиях |
ПДУ № 3206-85 |
Предельно-допустимые уровни магнитных полей частотой 50 Гц |
ПДУ № 1742-77 |
Предельно-допустимые уровни воздействия постоянных магнитных полей при работе с магнитными устройствами и магнитными материалами |
Таблица 4.Санитарные нормы и правила для условий непрофессионального облучения (население)
Обозначение |
Наименование |
ГН 2.1.8./2.2.4.019-94 |
Гигиенические нормативы. Временные допустимые уровни воздействия электромагнитных излучений, создаваемых системами сотовой связи |
СН № 2971-84 |
Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты |
СанПиН 2.2.2.542-96 |
Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы |
МСанПиН 001-96 |
Межгосударственные санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях |
СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 |
Санитарные правила и нормы. Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона |
СН № 2666-83 |
Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами |
СН № 2550-82 |
Предельно допустимые нормы напряженности электромагнитного поля, создаваемого индукционными бытовыми печами, работающими на частоте 20 - 22 кГц |
СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 |
Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи. |
3 Расчет зоны
ограничения застройки вокруг
базовой станции сотовых
Параметры безопасности по ЭМИ базового оборудования ССС .
Расчет проведен по методике, предложенной Для базовых станций (БС) ССС нормируются два значения плотности потока энергии (ППЭ)[ ]
– ППЭ1 для воздействия на производственный персонал
– ППЭ2 для воздействия на население.
Уровень ППЭ1 определяется как ППЭ1 = 200/Т, мкВт/см2; где Т – время воздействия ЭМИ, ч. При 8- часовом рабочем дне ППЭ1 = 25 мкВт/ см2. Для населения ППЭ1 = 10 мкВт/см2 .
Схема расположения излучателя А базовой станции и типичных точек измерения ППЭ в зоне обслуживания М1 … M4 показана па рис. 1. Точка М1 на высоте h1 = 2 м соответствует границе R1 санитарно-защитной зоны, определяемой согласно СапПиН 2.2.4/2.18.055-96 (Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона) [ ]. Точка М2 па высоте h2 Точка М3 соответствует зоне ограничения застройки на высоте h3, соизмеримой с высотой Н4 расположения излучателя А над поверхностью почвы [4]. Наконец, точка М4 на высоте h4 ,НА рассматривается, если определяют уровни ППЭ1 для производственного персонала. Из рис. 1 следует, что при известных НА , hi, Ri, где i - номер точки [1, 4], легко вычислить расстояние r , необходимое для определения уровня ППЭ в любой точке М:
ППЭ = (30РАGAηФk2П/r2ZC)F2(Δ;φ), (1)
где РА – мощность сигнала, излучаемого А;
GA- коэффициент усиления А относительно изотропного излучателя;
ηФ – КПД антенно-фидерного тракта;
kП – интерференционный множитель, учитывающий влияние подстилающей поверхности; ZC – волновое сопротивление окружающей среды;
F2(Δ;φ) – значение характеристики направленности А по ППЭ для точки М с угловыми координатами Δ, φ в системе сферических координат с центром, совмещенным с серединой А.
Для типовых станций BTS-902F стандарта GSM РА = 20 Вт;
GA = 65 (для антенны ETEL) и 13 (для штыревой антенны);
ηФ = 0,25; кроме того, kП = 1,15...1,3 (принимается равным 1,2);
ZC = 377 Ом (для свободного пространства).
Тогда, допуская, что максимальный уровень бокового излучения А (с учетом затенения и взаимного влияния излучателей) не превышает –30 дБ, получаем из (1) координату зоны ограничения застройки на высоте h3 = HA
R0 = (30РАGAηФ/ППЭ2ZC)1/2 kП (2)
R0 = 19,З м и 8,6 м
соответственно для антенны ETEL и штыревой антенны. Санитарно-защитная зона на высоте h1 = 2 м в этом случае отсутствует: ограничение по R начинается с высоты
hm = HA – (30РАGAηФ/ППЭ2ZC)1/2 kПFm ≈ HA ,
поскольку с учетом изложенного уровень бокового излучения А Fm<<1.
Рисунок 4 . Схема расположения излучателя А базовой станции сотовой связи и типичных точек измерения ППЭ в зоне обслуживания
Рисунок 5. Ограничение застройки вокруг антенны базовой станции сотовой связи.
Из рисунка 5 видно, что рациональнее размещать антенны базовых станций на более высоких зданиях, так как ограничение застройки начинается с высоты, на которой расположена антенна.
Выводы
В дипломной работе проведен анализ существующих данных о воздействии электромагнитного излучения на окружающую среду. В результате:
Произведен обзор существующих источников электромагнитного излучения. Источники электромагнитного излучения подразделяются на естественные и антропогенные. К естественным источникам относятся: атмосферное электричество, радиоизлучение Солнца и галактик (реликтовое излучение, равномерно распространенное во Вселенной), электрическое и магнитное поля Земли. К антропогенным источникам относятся: системы производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии постоянного и переменного тока (электростанции, линии электропередачи , трансформаторные подстанции, системы электроснабжения, бытовые приборы), транспорт на электроприводе (железнодорожный транспорт и его инфраструктура, городской транспорт - метрополитен, троллейбусы, трамваи), 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 )
Проанализированы возможные механизмы биологического действия электромагнитного излучения. Выяснено, что существует два вида воздействия электромагнитных полей на биологические объекты: тепловое и информационное. Выяснено, что биологическая активность электромагнитных излучений возрастает с уменьшением длины волны, что приводит к большей "агрессивности" действия полей радиочастот по сравнению с полями промышленной частоты.
Проанализированы биологические эффекты действия электромагнитного загрязнения на живые организмы и экосистемы. Выяснено, что электромагнитное излучение оказывает воздействие на рост, развитие и размножение живых организмов.
Изучен зарубежный и российский опыт нормирования электромагнитного излучения. Выяснено, что в России установлены самые жесткие в мире предельно допустимые уровни облучения населения электромагнитными полями
Рассчитана зона ограничения застройки вокруг базовой станции сотовых средств связи с двумя типами антенн – ETEL и штыревая антенна. Расчет показал: радиус зоны ограничения застройки на высоте антенны составляет 19,З м и 8,6 м соответственно для антенны ETEL и штыревой антенны.
Список использованной литературы
Антипов В.В, Давыдов Б.И., Тихончук В.С. Биологическое действие, нормирование и защита от электромагнитных излучений. М.: Энергоатомиздат, 2002. - 177 с.
Госьков П.И Информационно-энергетическое воздействие токов промышленной частоты на здоровье человека /П.И. Госьков, В.Н. Беккер, Ю.А. Шамов. astu.secna/~sua/goskov.htm
Грачев Н.Н. Средства и методы защиты от электромагнитных и ионизирующих излучений.М., изд-во МИЭМ, 2005.– 215 с.
Григорьев Ю.Г. Человек в электромагнитном поле (существующая ситуация, ожидаемые биоэффекты и оценки опасности). // Радиационная биология. Радиоэкология. 1997. T37. No.4. С.690 - 702.
Дубров А.П. Геомагнитное поле и жизнь. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. – 175 с.
Кленов Г.Е., Ломов О.П., Бубнов В.А., Свядощ Е.А. Электромагнитная экологическая обстановка крупного промышленного города // Конференция "Электомагнитное загрязнение окружающей среды" (Санкт-Петербург, 21-25 июня 1993 г.). Тезисы докладов. Санкт-Петербург: Ленинградский союз специалистов по безопасности деятельности человека, 1993. С.7 - 8.
Конституция Российской Федерации
Копанев В.И., Шакула А.В. Влияние гипогеомагнитного поля на биологические объекты. М.: Наука, 1995. 73 с.
Леднев В.В. Биоэффекты слабых комбинированных, постоянных и переменных магнитных полей. Биофизика. М: Наука, 1996, Т.41, Вып.1. С.224.