Электромагнитные поля и их влияние на здоровье человека

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Кафедра охраны окружающей среды

 

 

 

Курсовая работа по дисциплине «Экология»

 

Электромагнитные поля и их влияние на здоровье человека

 

 

 

 

Выполнил: студент группы АКВ-12,

направление 280700.62

«Техносферная безопасность»

Двенд Дмитрий

                                                                             Проверил: проф. кафедры ООС, д-р техн.наук Ишакова В.С.                     

 

 

 

 

Пермь, 2014

 

Содержание

ВВЕДЕНИЕ  3

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ 5

1.1. Определение электромагнитного  поля 5

1.2. Виды электромагнитного  поля 5

1.3. Характеристики электромагнитного  поля 6

1.4. Классификация электромагнитного  поля 7

2. ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ  ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ 9

2.1. Линии электропередач 9

2.2. Электротранспорт 12

2.3. Бытовая техника 14

2.4. Теле и Радиостанции 15

2.5. Сотовая связь 17

2.6. Персональный компьютер 19

3. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО  ПОЛЯ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА 21

3.1. Биологическое воздействие  электромагнитных полей 21

3.2. Влияние на нервную  систему 22

3.3. Влияние на иммунную  систему 22

3.4. Влияние на эндокринную  систему 23

3.5. Влияние на половую  функцию 23

4. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ  ЭЛЕКТРОМАГНТНЫХ ПОЛЕЙ 25

4.1. Организационные мероприятия  по защите от электромагнитных полей 25

4.2. Инженерно-технические  мероприятия по защите населения  от электромагнитных полей 26

ВЫВОДЫ 28

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 29

ПРИЛОЖЕНИЯ 31

 

 

Введение

В современных условиях научно-технического прогресса в результате развития различных видов энергетики и промышленности, электромагнитные излучения занимают одно из ведущих мест по своей экологической и производственной значимости среди других факторов окружающей среды. Распространённым и постоянно возрастающим негативным фактором являются электромагнитные поля (ЭМП), создаваемые различными устройствами, генерирующими, передающими и использующими электрическую энергию. Практически все живые организмы в процессе эволюции приспособились к определенному уровню ЭМП, но, резкое значительное повышение уровня ЭМП вызывает напряжение некоторых возможностей организма, долговременное действие этого фактора может привести к их истощению, что повлечет необратимые последствия на системном уровне. Сегодня присутствует точка зрения, что техногенные ЭМП(частота от 3-102 до 3-1020 Гц) и ЭМП естественного происхождения (напряженность около 24-40 А/м) могут играть заметную роль в распространении нервно-психических, сердечно-сосудистых, онкологических, офтальмологических и ряда других заболеваний. Они могут оказывать неблагоприятное воздействие на генетические структуры, эндокринную и иммунную системы организма, функции воспроизводства потомства. Поэтому Всемирная организация здравоохранения включила электромагнитное загрязнение среды в число наиболее важных экологических проблем, на решение которой направлены усилия ученых во всем мире[5]. В наше время проблема воздействия электромагнитных полей актуальна, так как  используется большое количество приборов, которые излучают электромагнитные поля. А как известно, все приборы, использующие электромагнитную энергию, негативно сказываются на здоровье человека. Поэтому человеку необходимо уметь защитить себя от  воздействия электромагнитных полей.

Цель работы: Оценка последствий воздействия электромагнитных полей на здоровье человека

Задачи:

• Выявить основные источники излучения электромагнитного поля;
• Оценить влияние электромагнитных полей на здоровье человека;
• Изучить мероприятия по защите здоровья человека от воздействия электромагнитных полей.

 

Глава 1. Электромагнитные поля

1. Определение электромагнитного поля

Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле порождает магнитное поле, а изменяющееся вихревое электрическое поле: обе компоненты магнитного и электрического поля, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП отрывается от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника[10].

2. Виды электромагнитного поля

Электрическое поле – создается электрическими зарядами и заряженными частицами в пространстве. На рисунке представлена картина силовых линий (воображаемых линий, используемых для наглядного представления полей) электрического поля для двух покоящихся заряженных частиц (рис. 1.1.).

Рисунок 1.1. Электрическое поле двух заряженных частиц.

Магнитное поле – создается при движении электрических зарядов по проводнику (рис.1.2.). Физической причиной существования электромагнитного поля является то, что изменяющееся во времени электрическое поле возбуждает магнитное поле, а изменяющееся магнитное поле – вихревое электрическое поле. Непрерывно изменяясь, обе компоненты поддерживают существование электромагнитного поля. Поле неподвижной или равномерно движущейся частицы неразрывно связано с носителем (заряженной частицей)[10].

Рисунок 1.2. Магнитное поле двух заряженных частиц

3. Характеристики электромагнитного поля

Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию.

Частота электромагнитного поля ( ν ) — это число колебаний поля в секунду. Единицей измерения частоты является герц (Гц) — частота, при которой совершается одно колебание в секунду.

Длина волны (λ) — это расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах. Единицей измерения длины волны является метр (м).

Поляризация — это явление направленного колебания векторов напряженности электрического поля () или напряженности магнитного поля().

Электрическое поле характеризуется напряженностью электрического поля (обозначение «E», размерность СИ – В/м, вектор). Магнитное поле характеризуется напряженностью магнитного поля (обозначение «H», размерность СИ – А/м, вектор). При частотах 3 – 300 Гц в качестве характеристики магнитного поля может также использоваться понятие магнитной индукции(обозначение «B», размерность СИ - Тл)[10].

 

1.4. Классификация электромагнитных полей

 

Наиболее применяемой является так называемая «зональная» классификация электромагнитных полей по степени удаленности от источника. По этой классификации электромагнитное поле подразделяется на «ближнюю» и «дальнюю» зоны.

«Ближняя» простирается до расстояния от источника, равного 0-3 λ, где λ - длина порождаемой полем электромагнитной волны. При этом напряженность поля быстро убывает (пропорционально квадрату или кубу расстояния до источника). В этой зоне порождаемая электромагнитная волна еще не полностью сформирована. 

«Дальняя» зона» – это зона сформировавшейся электромагнитной волны. Здесь напряженность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника. В этой зоне справедливо экспериментально определенное соотношение между напряженностями электрического и магнитного полей:(E=377H, где 377 – константа, волновое сопротивление вакуума, Ом., E-напряженностью электрического поля, H-напряженностью магнитного поля) [10].

Также электромагнитные волны классифицируются по частотам (табл.1.1.).

Таблица 1.1- Международная классификация электромагнитных волн по частотам

Наименование частотного диапазона	Границы диапазона	Наименование волнового диапазона	Границы диапазона
Крайние низкие, КНЧ	3 - 30 Гц	Декамегаметровые	100 - 10 Мм
Сверхнизкие, СНЧ	30 – 300 Гц	Мегаметровые	10 - 1 Мм
Инфранизкие, ИНЧ	0,3 - 3 кГц	Гектокилометровые	1000 - 100 км
Очень низкие, ОНЧ	3 - 30 кГц	Мириаметровые	100 - 10 км
Низкие частоты, НЧ	30 - 300 кГц	Километровые	10 - 1 км
Средние, СЧ	0,3 - 3 МГц	Гектометровые	1 - 0,1 км
Высокие частоты, ВЧ	3 - 30 МГц	Декаметровые	100 - 10 м
Очень высокие, ОВЧ	30 - 300 МГц	Метровые	10 - 1 м
Ультравысокие, УВЧ	0,3 - 3 ГГц	Дециметровые	1 - 0,1 м
Сверхвысокие, СВЧ	3 - 30 ГГц	Сантиметровые	10 - 1 см
Крайне высокие, КВЧ	30 - 300 ГГц	Миллиметровые	10 - 1 мм
Гипервысокие, ГВЧ	300 – 3000 ГГц	Децимиллиметровые	1 - 0,1 мм

 

 

 

Глава 2. Основные источники электромагнитных полей

 

Любое техническое устройство, использующее, либо вырабатывающее электрическую энергию, является источником ЭМП, излучаемых во внешнее пространство. Особенностью облучения в городских условиях является воздействие на население как суммарного электромагнитного фона  так и сильных ЭМП от отдельных источников.

Основными источниками электромагнитных полей радиочастот являются радиотехнические объекты, телевизионные и радиолокационные станции, сотовая связь. Воздействие ЭМП промышленной частоты связано с высоковольтными линиями (ВЛ) электропередач, источниками постоянных магнитных полей, применяемыми на промышленных предприятиях. Итак, рассмотрим основные источники электромагнитных полей:

• Линии электропередач
• Электротранспорт
• Бытовая техника
• Теле-радиостанции
• Сотовая связь
• ПК

2.1. Линии электропередач

Линии электропередач (ЛЭП) – это комплекс сооружений, в состав которого входят провода и различные вспомогательные устройства. Основной функцией является передача или распределение электроэнергии. Линии электропередачи исполняют роль главного звена в энергетической системе. Совместно с электрическими подстанциями, они образуют электрические сети. В связи с созданием современных электрических сетей, линии электропередачи также постоянно развиваются и совершенствуются. В конечном счете, все они объединяются в единые энергетические системы.

Напряжение ЛЭП полностью зависит от длины линии и мощности передаваемого по ней тока. В воздушных линиях используются различные не изолированные провода из меди, алюминия и других металлов. Эти провода должны иметь хорошую проводимость, механическую прочность, быть стойкими к атмосферным и химическим воздействиям. На воздушных линиях, напряжением до 35 киловольт, устанавливают разрядники или специальные грозозащитные тросы с целью защиты от атмосферных перенапряжений. ЛЭП, у которых протяженность в пределах 100 км рассчитаны для работы с напряжением 220-330 киловольт. Свыше 100 км сооружаются электропередачи, у которых напряжение свыше 500 киловольт.

Классификация ЛЭП по напряжению:

• до 1000 В (низший класс напряжения)
• 1-35 кВ (средний класс напряжения)
• 110—220 кВ (высокий класс напряжения)
• 330—750 кВ (сверхвысокий класс напряжения)
• выше 750 кВ (ультравысокий класс напряжения)

Санитарные нормы

Исходя из мощности ЛЭП, для защиты населения от действия электромагнитного поля установлены санитарно-защитные зоны для линий электропередачи (санитарные правила СанПин № 2971-84 – «Защита населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты»).Для воздушных высоковольтных линий электропередачи (ВЛ) устанавливаются санитарно-защитные зоны по обе стороны от проекции на землю крайних проводов[11].  Эти зоны определяют минимальные расстояния до ближайших жилых, производственных и непроизводственных зданий и сооружений(табл.2.1. и табл. 2.2.):

Таблица 2.1- Границы санитарно-защитных зон для ЛЭП

Напряжение ЛЭП	330 кВ	500 кВ	750 кВ	1150 кВ
Размер санитарно-защитной зоны	20 м	30 м	40 м	55 м

 

 

Таблица 2.2 - Допустимые уровни воздействия электрического поля ЛЭП

ПДУ, кВ/м	Условия облучения
0,5	внутри жилых зданий
1,0	на территории зоны жилой застройки
5,0	в населенной местности вне зоны жилой застройки; (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа в пределах поселковой черты и сельских населенных пунктов в пределах черты этих пунктов) а также на территории огородов и садов;
10,0	на участках пересечения воздушных линий электропередачи с автомобильными дорогами 1 – IV категорий;
15,0	в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя бы и часто посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья);
20,0	в труднодоступной местности (недоступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения.

 

В пределах санитарно-защитной зоны ЛЭП запрещается:

• размещать жилые и общественные здания и сооружения;
• устраивать площадки для стоянки и остановки всех видов транспорта;
• размещать предприятия по обслуживанию автомобилей и склады нефти и нефтепродуктов;
• производить операции с горючим, выполнять ремонт машин и механизмов.