Воздействие ЭМИ на окружающую среду

– 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 средств связи

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 курсовой 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.