Оценка риска негативного воздействия геофизического фактора от авиационного и железнодорожного транспорта

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Чекарев А.П. 1

---

1ГБОУ школа № 171

Крахина Е.А. 1

---

1ГБОУ школа № 171

Работа в формате PDF

399.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В современных реалиях, при активном проявлении процесса техногенеза, общество в плотную подошло к частому использованию различных транспортных средств. Возможности быстрого и комфортного перемещения на большие расстояния играют большое значение в современном социуме. Авиаперелеты и железнодорожные переезды являются наиболее бюджетными и распространенными средствами перемещения на значительные дистанции. Данный фактор подтолкнул человека к созданию различных типов и моделей воздушного и железнодорожного транспорта. Важным аспектом является и материалы, изолирующие или понижающие степень геофизического воздействия на организм человека.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью выявления степени электромагнитного и шумового воздействия исходящего от различных типов авиационного и железнодорожного транспорта. Достаточно значительную часть времени, человек проводит не только внутри определенного транспортного средства, но и на платформе (снаружи), на примере ожидания поездов на вокзалах и станциях. Если речь пойдет об авиационном способе перемещения, ожидания рейса осуществляется внутри здания аэропорта, стены здания являются искусственным барьером от геофизических факторов. Как правило, селитебные зоны достаточно близко подходят к территории аэропорта, вблизи взлетно-посадочных полос, и будет ли являться данное расположения безопасным, с точки зрения воздействия электромагнитного и шумового факторов от авиации, в момент захода на посадку или взлета самолета.

Целью исследовательской работы являлось изучение степени распространения геофизических факторов от железнодорожного и авиационного транспорта на платформах и станциях, а также вблизи территорий аэропортов. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучение исследований прошлых лет и нормативной документации в области геофизических полей и факторов (магнитное поле и шум);

2. Выявление и типизация авиалайнеров по техническим и физическим параметрам;

3. Изучение уровней воздействия геофизических факторов на органы человека;

4. Проведение замеров по уровням электромагнитного и шумового воздействия;

5. Обработка и анализ собранных данных;

6. Выявление наиболее безопасных моделей авиационного и железнодорожного транспорта.

Гипотеза исследования в предположении о том, что от авиационного вида транспорта уровень шумового и магнитного воздействия на организм человека будет существенно ниже, чем от железнодорожного.

2. эколого-геофизическая характеристика

3. Потенциальные источники электромагнитного и шумового воздействия в железнодорожном и авиационном транспорте

Основными источникам электромагнитного излучения в современном мире являются:

• Электроустановки тяговых подстанций и локомотивных депо;

• Тяговые двигатели и преобразовательные установки локомотивов, электроустановки поездов, системы электроотопления вагонов;

• Воздушные линии электроснабжения не тяговых потребителей напряжением свыше 1000 В;

• Аккумуляторы;

• Генераторы.

1. 2. Нормативная документация

Согласно Санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам СанПин 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронновычислительным машинам и организации работы» данные о временных допустимых уровнях ЭМП, создаваемых ПЭВМ (персональная электронно-вычислительная машина) на рабочих местах, представлены в таблице 1.

Таблица 1. Временные ПДУ электромагнитных полей, создаваемых персональной электронно-вычислительной машиной на рабочих местах

Согласно инструкции прибора ИМП-05/1 (измеритель магнитного поля) (частота 5 Гц – 2кГц) экологической нормой считаются значения величины индукции магнитного поля ниже 250 нТл. Дольные единицы миллитеслы [3]:

• 10⁻³ Тл миллитесламТл;

• 10⁻⁶ Тл микротесламкТл;

• 10⁻⁹ Тл нанотесланТл.

Излишнее и слишком сильное шумовое воздействие имеет отрицательное влияние на человека: повышается утомляемость, снижается умственная активность, возникают неврозы [5]. Как правило, шум нас раздражает и становится причиной стресса, неконтролируемых приступов ярости и изменения психики, способствует нарушениям сна, ухудшает общее самочувствие людей, приводит к шумовой болезни, снижает слух.

Шум, уровень которого равен 110 дБ и больше, становится причиной снижения слуха и может вызвать полную глухоту. Шум от 85 дБ и выше негативно воздействует на слуховую чувствительность, что приводит к её снижению на высоких частотах.

1. 3. Воздействие шумового и электромагнитного факторов на организм человека

Электромагнитное загрязнение – это совокупность электромагнитных полей, разнообразных частот, негативно влияющих на человека. Некоторые исследователи называют электромагнитный смог, возникший и сформировавшийся за последние 60-70 лет, одним из самых мощных факторов, негативно влияющих на человека на сегодняшний момент. Это объясняется фактически круглосуточным его воздействием и стремительным ростом [4].

Электромагнитные волны приводят к неблагоприятным изменениям в организме, сопровождающиеся:

• Угнетением центральной нервной системы (замедление реакции, ухудшение памяти, депрессии разной тяжести, повышенная возбудимость, раздражительность, нарушения сна, бессонница, резкие перепады настроения, головокружения, слабость);

• В сердечно-сосудистой системе (снижение ЧСС, изменения на ЭКГ, артериального давления);

• Нарушение морфологического состава крови (уменьшение количества лейкоцитов, ретикулоцитов, ацидофильных гранулоцитов), что сопровождается нарушениями функционального состояния эндокринной системы, обменных процессов, дистрофическими процессами в тканях мозга, печени, селезенки, яичках.

В результате длительного воздействия шума нарушается нормальная деятельность сердечно-сосудистой и нервной систем, пищеварительных и кроветворных органов, развивается профессиональная тугоухость, прогрессирование которой может привести к полной потере слуха.Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической угнетённости, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечно- сосудистой систем. Шум мешает людям работать и отдыхать, снижает производительность труда.Шум в значительной мере нарушает сон [2].

Наиболее чувствительны к действию шума лица старших возрастов. Так, в возрасте до 27 лет на шум реагируют 46% людей, в возрасте 28-37 лет – 57%, в возрасте 38-57 лет – 62%, а в возрасте 58 лет и старше – 72%. Большое число жалоб на шум у пожилых людей, очевидно, связано с возрастными особенностями и состоянием центральной нервной системы этой группы населения.

Существует такое понятие, как слуховая адаптация. Оно означает, что органы слуха могут приспосабливаться к некоторым постоянно повторяющимся шумам. Но слуховая адаптация – явление временное, которое не защищает от патологических процессов в организме и потери слуха.

3. Методика и результаты исследования

   1. Объект исследования

Объектом исследования является степень воздействия геофизических факторов: магнитная индукция и шум от разных типов (моделей) авиационного и железнодорожного транспорта. Была составлена типизации исследуемых моделей транспорта, представленная в таблице 2.

Таблица 2. Типы исследуемого транспорта

1. 2. Методика проведения исследования

Исследование осуществлялось в 6 основных этапов:

1. Изучение нормативной документации в области воздействия геофизического фактора на организм человека;

2. Распределение авиационного и железнодорожного транспорта по типам и моделям;

3. Составление картосхемы контрольных точек для проведения шумовых и электромагнитных замеров;

4. Проведение измерений шумового и электромагнитного воздействия в близи территорий международных аэропортов Внуково им. А. Н. Туполева и Шереметьево им. А.С. Пушкина и на станциях, вокзалах столицы и в салонах поездов;

5. Анализ собранных геофизических данных в программе «Microsoft Excel»;

6. Выявление наиболее «опасного» вида и моделей авиационного и железнодорожного транспорта.

Используемая нормативная документация представлена в главе 2, подпункте 2.2., данной работы, и в списке литературы. Типизация транспорта указана в таблице 2, в разделе «Объект исследования». Далее были составлены картосхемы, представленные на рисунке 1, с расположением контрольных точек замеров геофизических факторов.

(а) (б)

Рис. 1. А) Распределение контрольных точек по железнодорожным вокзалам и станциям; б) Распределение контрольных точек вблизи территории Международный аэропорт Внуково им. А. Н. Туполева

Измерения шумового и магнитного фактора от железнодорожных составов осуществлялось на станциях таких направлений, как – Киевское, Курское, Ленинградское, Савеловское, Ярославское. Замеры проводились в момент движения поезда, прохода на скорости через станцию, а также во время пребывания поезда на станции. Данные снимались в начале и конце платформы, в каждой точке по 3 показания, далее высчитывалось среднее значение.

Вблизи территорий международных аэропортов Внуково им. А. Н. Туполева и Шереметьево им. А.С. Пушкина контрольные точки располагались в селитебных зонах и в 10 метрах от заграждений взлетно-посадочных полос, пример представлен на рис. 1. (б). Данные снимались в каждой точке по 3 раза, при приближении самолета, в момент пролета и при отдалении. Среднее значение не высчитывалось, данные на прямую заносились в таблицу.

Для более детального исследования проводились измерения в салонах железнодорожного транспорта, в таких моделях, как – Иволга, Ласточка, Эп2Д и Эп4м. В обхват данной части исследования вошли пригородные поезда, с наиболее большим объемом пассажиропотока за сутки. Картосхема контрольных точек представлена на рис. 2 (а, б). В каждом составе измерения проводились в 5 вагонах – глава и конец поезда и 3 вагона из центра. В каждом вагоне было отмечено по 3 контрольные точки для измерения магнитного поля и шума.

Рис 2. Картосхема контрольных точек: а) Эп2Д; б) «Ласточка»

Измерения индукции магнитного поля были проведены прибором ИМП-05/1 (частота 5 Гц – 2кГц), а измерения уровня шума – SoundLevelMeter (дБ). Оборудование исследования представлено на рис. 3. А) б).

(а) (б)

Рис. 3. А) Измеритель магнитного поля – 05/1; б) Шумомер «Sound Level Meter»

На основе предельно допустимых уровней (ПДУ) шумового и электромагнитного воздействия была составлена цветовая классификация, для более детального анализа результатов измерений, таблица 3.

Таблица 3. Цветовая классификация уровня воздействия геофизических факторов.

Белый цвет – геофизический фактор находится в пределах допустимых значений, Желтый – незначительное превышение установленных нормативов, розовый – значительное превышение, красный – критическое превышение ПДУ.

1. 3. Результаты исследования по воздействию геофизических факторов

Полученные значения были занесены в табличной форме в программу «Microsoft Excel», отдельно по авиационному и железнодорожному транспорту. Результаты представлены в таблицах 4 и 5.

Цветовая классификация в таблицах соответствует значениям представленных в таблице 3, пункта 3.2. – «Методика исследования».

Таблица 4. Результаты исследования по уровню проявления электромагнитного и шумового излучения от авиационного транспорта

Результаты показывают, что иностранный авиационный транспорт является более «чистым» по показателям геофизических факторов. Самым чистым авиационным транспортом является A-321, значения по уровню шумового воздействия у поверхности земли, при посадке самолета, составляют около 80-90 дБ, что превышает норматив на 10-20 дБ. Самым «грязным», с точки зрения шумового воздействия, является модель самолета Ту-204, превышение установленных норм на 50-10 дБ.

По степени электромагнитного излучения все измеренные показатели находятся в пределах предельно допустимого уровня, как у отечественных моделей, так и у зарубежных.

Таблица 5. Результаты исследования по уровню проявления электромагнитного и шумового излучения от железнодорожного транспорта

Анализ табличных результатов показал, что новый транспорт является более «чистым» по показателям геофизических факторов. Самым чистым железнодорожный транспортом является «Ласточка», уровень электромагнитного излучения, во время проезда поезда на скорости мимо платформы, превышает норматив в среднем на 240 нТл, в то время как максимально зафиксированное превышение было у поездов «Москва-Анапа» и «Мегаполис» – на 1750 нТл (выше от установленного ПДУ). Во время стоянки составов «Малахит» и «Мегаполис» на станции, уровень излучения превышен (в среднем) на 400-450 нТл. У скоростных поездов и ближнего следования значения во время остановки не превышают установленных нормативов.

У поездов дальнего следования во время движения, степень шумового воздействия значительно превышает нормативы, в отличии от скоростных. «Волгоград», «Красная стрела» и «Малахит» вырабатывают наибольшее количество шума пи движении – около 140 дБ, что превышает норму на 70 дБ. Минимальный шумовой порог у поездов дальнего следования был зафиксирован у «Мегаполиса» - превышение на 40 дБ, а у скоростных «Сапсан» и «Ласточка» – на 20 дБ.

Для более подробного изучения распространения геофизического фактора в железнодорожном транспорте, были исследованы вагоны поездов, во время движения состава. Результаты представлены в таблице № 6, цветовая классификация предельно допустимых уровней по геофизическим факторам сохраняется (таблица № 3 раздела 3.2.).

Таблица 6. Результаты измерений в салонах железнодорожного транспорта

На основе проведенных измерений было выявлено, что шумовой фактор в салонах поездов «Иволга», «Ласточка» и «Эп2Д» остается в пределах нормативов. Уменьшение шумового воздействия на организм человека прослеживается от периферии вагона к его центральной части, данная закономерность может быть обусловлена в поездах – Эп2Д, Эп4м и Иволга, наличием тамбуров дополнительных дверей в салоне, которые являются искусственными барьерами для шумоподавления. В поездах «Ласточка» отсутствует тамбур, входные двери равномерно распределены по вагону, закономерности по распространению шумового фактора не прослеживается.

Длительная звуковая нагрузка 65-90 дБ раздражающе действует на нервную систему, вызывая беспокойство, раздражение, неврозы. В условиях повышенного шумового фона на 15-25% возрастает утомляемость, снижается концентрация внимания и результативность умственной деятельности. Организм человека отрицательно реагирует на звуковые раздражители. Практически каждый человек испытывает дискомфорт из-за воздействия вибрации и шумов: у него понижается способность воспринимать и обрабатывать информацию, начинает болеть голова, появляется усталость и раздражительность.

Уровень магнитного поля в исследуемых моделях поездов превышен. В поездах Эп2Д, Эп4м было зафиксировано значительное превышение предельно допустимого уровня, что может быть связано с прямым поступлением электромагнитной радиации из технической части поезда в пассажирскую.

Выводы

Используя данные, которые получили за счет исследования можно сделать вывод, о том, что в селитебных зонах близко расположенных от территорий международных аэропортов столицы уровень электромагнитного излучения, при максимальном приближении самолета к земной поверхности, у всех исследуемых моделей, остается в пределах норматива, следовательно организм человека получает минимальное количество вредного излучения, что позволяет достаточно безопасно жить в названных местах.

Превышенный уровень шумового фактора в жилых районах вблизи аэропортов, во время посадок и взлетов воздушных бортов, может негативным образом сказываться на здоровье человека. Периодические шумовые скачки могут приводить к быстрой утомляемости организма, воздействовать на сон, приводить к нервозности, в случае чрезмерного превышения нормативов, и длительного воздействия данного фактора, последствия могут быть очень серьезными – нарушение слуха и сердечные заболевания. На основе выше сказанного, можно утверждать о том, что несмотря на безопасный уровень электромагнитного излучения, шумовой фактор будет оказывать серьезное воздействие на организм.

Наиболее «грязными» с точки зрения воздействия геофизических факторов на человека будут являться поезда дальнего следования. Уровень электромагнитного излучение в 5-6 раз превышает установленные нормативы в момент движения поезда, и в 1,5-3 раза во время стоянки. Электромагнитная радиация постепенно проникает во внутрь организма человека и имеет накопительный эффект, что со временем может привести к осложнениям. Более высокий уровень электромагнитного излучения у поездов дальнего следования в отличие от скоростных, обусловлен тем, что поезда сильнее приподняты над поверхностью. Платформы не имеют стандартного регламента по высоте, поэтому на более низких платформах воздействия от поезда будет сильнее, чем на более высоких.

Гипотеза исследования была частично опровергнута. От железнодорожного транспорта больше электромагнитного излучения на человека чем от авиационного, но от железнодорожного транспорта меньше шумового воздействия на организм человека.

Список литературы

1. Горский, А.Н. Электромагнитные излучения и защита от них: учебное пособие /А.Н. Горский, Л.К. Васильева; Петербургский государственный университет путей сообщения. СПб., 2000. - 101 с.

2. Никитина, В.Н. Исследование антропогенных электромагнитных полей в электропоездах и технологических зонах метрополитена /В.Н. Никитина, Г.Г. Ляшко, Ю.А. Копытенко //Медицина труда и промышленная экология. 2001. - №10. - С. 25-27.

3. Свидовый, В.И. Электромагнитные поля человек - окружающая среда / В.И. Свидовый, В.Н. Никитина. - СПб.: Изд-во ООО АБЕВЕГА, 2001.-45 с.

4. Влияние электромагнитных излучений на здоровье человека. Справочная информация. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.aramilgo.ru/news/rospotrebnadzor/6137 – Дата обращения: 20.10.2022

5. СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96. САНИТАРНЫЕ ПРАВИЛА И НОРМЫ 2.2.4. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ 2.1.8. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ РАДИОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА (ЭМИ РЧ). [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200001537 . – Дата обращения: 13.11.2022

6. СП 2.5.1337–03. Санитарные правила эксплуатации метрополитенов. Профессиональные справочные системы «Техэсперт» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200035575. – Дата обращения: 20.10.2022

7. СП 23-104-2004 Оценка шума при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов метрополитена: Профессиональные справочные системы «Техэсперт» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200035933. – Дата обращения: 26.10.2022