WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 10 |

Разработка и аиробация устройства для моииториига статических электрических полей для оцеики качества среды обитапия

-- [ Страница 3 ] --

Электрическое поле атмосферы Земли, его природа и аномалии Электрическая структура атмосферы — газовой оболочки Земли,тесно связана с процессами, протекающими в пространстве от уровня земной поверхности до высот в десятки земных радиусов. Изменение электрических свойств атмосферы при переходе от нижних в более высоким ее слоям обусловлено двумя основными факторами:

уменьшением с высотой плотности воздуха и размещением основного источника энергии - Солнца - вне земной атмосферы [45].

Одним из наиболее существенных эффектов действия на атмосферу солнечного излучения является ионизация составляюших ее газов. Она излучениями. Преимушественное поглощение ионизирующего излучения Солнца в верхних слоях атмосферы и понижение плотности воздуха с высотой создают значительную неоднородность в высотном ходе удельной электрической проводимости воздуха, которая приблизительно поверхности Земли, достигая величин порядка 10"^См-м"' на высоте 100 км [45]. Это различие величин проводимости позволяет рассматривать воздух у Земли как хороший изолятор, а в ионосфере и выше - как проводник.

околоземного космического пространства Земля вместе с атмосферой относительно межпланетной среды представляется нейтральной. В земной атмосфере, однако, действует глобальный процесс разделения зарядов, в результате которого атмосфера постоянно содержит избыточный положительный объемный заряд, а на земной поверхности индуцирован нейтрализующий его поверхностный отрицательный заряд. Это разделение пространстве и времени и зависит от погодных условий, орографии местности, времени года, суток и других факторов. В безоблачную погоду ЭП приблизительно вертикально и его напряженность уменьшается с высотой в среднем от 130 В/м у поверхности Земли до нескольких вольт на метр на высоте 10 км [45].

Главная особенность электрических процессов атмосферы - их двойственность - они одновременно порождают взаимосвязанные эффекты местного и глобального масштабов.

Эффекты глобального масштаба проявляются в одновременном по вариации). Известны по крайней мере четыре периода унитарных вариаций ЭП: 11-летний, годовой, 27-суточный, суточный. В годовом периоде поле принимает минимальное значение в июне, а максимальное - в январе. В суточном периоде унитарная компонента поля минимальна в утренние часы (3-8 ч) и максимальна около 19 ч всемирного времени. Средние значения напряженности поля зависят от широты: они максимальны в умеренных широтах и минимальны у экватора и в полярных областях[62].

Эффекты местного масштаба определяются метеорологическими условиями, характерными для данного района: облака, осадки, туман, метели, пыльные бури вызывают изменение напряженности поля с периодами в диапазоне от долей секунды да нескольких часов [62].

Источниками наиболее сильных полей в атмосфере являются грозовые облака, напряженность поля под которыми у земной поверхности электрических разрядов, вызывающих скачки напряженности поля у земной поверхности. Кучевые облака, в частности облака хорошей погоды, вызывают небольшие отрицательные изменения ЭП [62].

В последнее время увеличилась роль антропогенных факторов в естественного поля.

напряженности. Эти изменения могут быть как периодическими так и не периодическими. Однако, как в том, так и в другом случае, значения напряженности поля часто выходят за рамки оптимальных для человека значений, т.е. являются аномальными.

Антропогенные источники ЭП Источники постоянных электрическгр: полей.

Основные источники постоянных полей:

- электротранспорт, - промышленные процессы (гальваника, плавка, рафинирование металлов и других веш;еств, магниты систем управления в некоторых технологических процессах, передача электроэнергии, электромагниты, соленоиды различного назначения, ускорители электронов, сепараторы), - медицина (диагностическое оборудование, устройства ядерного магнитного резонанса и спектроскопии), - поля электростатических зарядов в промышленности и в быту [10].

Источники переменных электрических полей..

источники, генерирующие так называемые крайне низкие и сверхнизкие частоты до 3 кГц;

- источники генерирующие излучение в радиочастотном диапазоне от 3 кГц до 300 ГГц. включая микроволны (СВЧ- излучение) в диапазоне от 300 МГц до 300 ГГц [10].

производства, передачи и распределения электроэнергии (линии электропередач (ЛЭП), трансформаторные подстанции, электростанции, система электропроводки, различные кабельные системы, домашняя и офисная электро- и электронная техника и т. д.), транспорт на электроприводе (железнодорожный транспорт и его инфраструктура, городской транспорт: метро, троллейбус, трамвай) [10].

разнообразием как по назначению, так и по режимам излучения.

Основную массу составляют так называемые функциональные передатчики - это источники ЭП в целях передачи или получения информации, излучающие ее контролируемым образом в окружающую среду. Кроме них во вторую группу входят различное технологическое оборудование, использующее СВЧ - излучение, переменные (50 Гц - МГц) и импульсные магнитные поля; медицинские терапевтические и диагностические установки (20 МГц - 3 ГГц), бытовое оборудование (СВЧ - печи), средства визуального отображения информации на электроннолучевых трубках (мониторы персональных компьютеров, телевизоры и т.п.) [10].

1 2 АНАЛИЗ ВОЗДЕЙСТВИЯ СТАТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПОЛЕЙ НА БИООБЪЕКТЫ





Влияние электростатических полей на организм человека возникла как следствие развития связи, радиолокации, телевидения, специализированных средств передачи энергии и информации, что диапазонов и расширению режимов генерации в окружающей среде.

Достоверно установлено, что организм человека воспринимает и реагирует как на изменения естественного электрического поля, так и на воздействие электромагнитных излучений от разнообразных и многочисленных антропогенных источников. По последним данным степень выраженности реакции организма может варьироваться как по мере увеличения, так и снижения силы воздействия электромагнитных излучений, в ряде случаев приводя к выраженным изменениям в состоянии здоровья и генетическим последствиям [10].

экологические аспекты проблемы электромагнитных излучений приобрели особую актуальность. Последнее связано с тем, что в народное хозяйство страны активно внедряется новая техника, работающая в самых различных диапазонах частот и режимах излучения, с использованием все более высоких рабочих мощностей. Это приводит к возрастанию потенциально опасных уровней электромагнитных излучений, интенсивному росту облучаемых контингентов населения и биоэкосистем. Особого внимания заслуживают такие источники массового воздействия электромагнитных излучений на человека как телевизор и компьютеры, воздушные линии электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения, радиолокационные станции, бытовая техника, мобильная связь и пр [10].

Разнообразны и условия воздействия электростатических полей на различные контингенты лиц: непрерывное и прерывистое, общее и местное, комбинированное от нескольких источников и совместное с другими неблагоприятными факторами среды и т.д [10].

Исследования, выполненные ведущими специалистами в области радиобиологии неионизирующих излучений, как в нащей стране, так и за рубежом, однозначно свидетельствуют, что ЭП обладают выраженным биологическим действием [11, 31, 32, 38-40, 42, 44, 45, 60-62, 67-69, 70, 71, 73, 76, 79]. В зависимости от интенсивности ЭП, времени облучения, частоты и характера сигнала, они могут вызывать существенные изменения в состоянии практически всех систем организма животных и человека как обратимые, так и достаточно стойкие [10, 76].

Невозможно однозначно определить воздействие ЭП на живые организмы. Это определяется как разнообразием самих живых организмов, так и сложностью их реакций на любые воздействия, включая действие ЭП.

Несмотря на больщое количество работ, посвященных действию ЭП, в настоящее время нет возможности адекватно описать механизм воздействия, а тем более в зависимости от отдельных параметров, например, напряженности поля. Дело осложняется и тем, что для исследования воздействия ЭП используются самые разнообразные методики, сопоставить результаты которых достаточно сложно само по себе.

В связи с этим целесообразно говорить только о некоторых хорошо наблюдаемых интегральных эффектах или о достаточно ясно описываемых механизмах воздействия. При этом следует сказать, что приводимые цифры и характеристики являются сугубо усредненными.

Каково же воздействие электростатического поля на человека? Для простоты будем считать, что человек стоит в однородном внешнем поле и имеет хороший контакт с землей. Многочисленные измерения показывают, что с человека в этих условиях будет стекать ток в землю. Его значение для человека «стандартных» размеров (рост 180 см, вес 80 кг) будет около 16 мкА при напряженности поля 1 кВ/м. Этот же результат можно получить путем расчета электростатического поля. Применительно к расчету целесообразно использовать термин «расчетная модель тела человека» или просто «расчетная модель» (РМ). Внутри РМ ток увеличивается от головы к ногам. Поскольку проводимость таких важнейших органов как сердце, мозг и кровеносные сосуды больше чем у мышц и других внутренних органов, они как бы «забирают на себя»

некоторую часть тока [61, 75].

Теперь можно привести данные о воздействии постоянного электрического тока на организм человека. Путем прямых измерений, проводившихся в разных странах, установлено следуюшее. При пропускании тока по пути рука-нога, человек начинает ошушать его действие при значении тока около 1 мА. Увеличение тока до 15 мА вызывает судороги мышц руки (человек не может отпустить провод с током, отсюда название — «неотпускающий» ток), а до 150 мА приводит к фибрилляциошюго тока во время операции на открытом сердце При накладывании электрода прямо па сердце фибрилляция наступала при токах 4 0 - 3 0 0 мкА [61].

Токи порядка 50 мА при протекании в течении нескольких минут вызывают спазм дыхательных путей. Безопасным при протекании через организм человека в течении нескольких часов считается ток порядка 50 мкА при его введении через поверхность кожи руки. Учитывая сложный характер распределения тока внутри организма целесообразнее оперировать значениями плотности тока. Обобщение опытных данных показывает, что плотность тока около 0,1 мкА/см" соответствует нормальному функционированию организма. Плотность тока 1 мкА/см" вызывает реакцию мозговых тканей, а при плотности 1 0 - 5 0 мкА/см" возникает стимуляция сенсорных рецепторов нервных и мышечных клеток. Это значение плотности тока соответствует неотпускаюшему току [61].

Считается общепринятым, что длительное протекание в жизненно важных тканях (например, в сердце) тока с плотностью 1 мкА/см" сопряжено с возможными отрицательными последствиями. Отметим, что такая плотность тока примерно на порядок меньше, чем плотность тока, соответствующая нижнему пределу ощутимых токов [61, 75].

Сопоставление значений плотностей токов, вызывающих отрицательные последствия с плотностями тока, когда человек находится в электрическом поле, показывает, что воздействие поля может приводить к напряженности поля 20 кВ/м согласно расчетам плотность тока через сердце составит 1 мкА/см^ Это и объясняет опасность воздействия постоянных электрических полей [61].

Существует также мнение гигиенистов, что одним из возможных механизмов влияния статического электрического поля является повыщенная (по сравнению с нормальной) плотность тока в биологически активных точках [61].

Последствия, вызываемые воздействиями электростатических полей, могут быть весьма разнообразными. В медицине принято называть реакцию организма на воздействие статических ЭП неспецифичной. Это означает отсутствие ярко выраженных определенных последствий.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 10 |
 









 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.