XXVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ПАСПОРТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОПАСНОСТЕЙ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Пономарев Е.А. 1

---

1МБУДО ЦДО "Созвездие" города Воронежа

Решетникова Т.В. 1

---

1МБУДО ЦДО "Созвездие" города Воронежа

Работа в формате PDF

265.6 KB

ВВЕДЕНИЕ

Стремление человека защищать свою жизнь является его естественной жизненной потребность. К сожалению, окружающий человека мир оказывает на него не только позитивное, но и довольно часто негативное влияние, которое отрицательно сказывается на здоровье и продолжительности жизни человека.

Изучение стрессогенных факторов техносферы даёт возможность человеку быть здоровым и продлить своё активное долголетие. Источники электромагнитных волн создают вокруг себя электромагнитное поле (ЭМП), эти поля создают высокую биологическую активность, тем самым влияя на развитие и физиологическое состояние живого организма. Электромагнитное отягощение имеет свойство накапливаться в организме человека с течением времени. Как результат ухудшается состояние иммунной системы, а последствия этого – самые различные заболевания.

В ходе исследования мы выявили источники энергетического загрязнения и степень их воздействия на человека.

Объект изучения – объекты техносферы – источники электромагнитного излучения.

Предмет исследования - уровень электромагнитного излучение объектов техносферы городской среды.

Гипотеза: под действием техногенных факторов городская среда испытывает электромагнитное воздействие.

Цель: составить паспорт энергетических опасностей городской среды.

Задачи:

1. Выявить источники электромагнитного излучения на улицах города и в быту;

2.Провести измерение напряжённости электрического и магнитного поля у источников электромагнитного излучение на улицах населённых пунктов и в быту;

3. Дать рекомендации в отношении источников электрического загрязнения для продления активного долголетия.

4.Выявить порог положительного и отрицательного воздействия электромагнитного излучение на прорастание растением.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Техносфера.

Техносфера - среда обитания, возникшая с помощью прямого или косвенного воздействия людей.  К техносфере относится все, что создано человеком: производственная, городская, бытовая среда, лечебно-профилактическая, культурно-просветительская зоны и т. д.

Техносфера является источником опасностей для человека, число которых постоянно растёт. Возникла необходимость активного развития человеко-природно-защитной деятельности на научной основе путём создания науки об опасностях окружающего материально-технических и научных кадров – носителей знаний в этой области.

Ноксология -изучает происхождение и совокупное действие опасностей, описывает опасные зоны и показатели их влияния на материальный мир, оценивает ущерб наносимый опасностями человеку и природе.

1.2 Опасности в быту и городских условиях.

В быту и в городских условиях человека сопровождает целая гамма техногенных негативных факторов. К ним относятся воздух, загрязнение продуктами сгорания природного газа, выбросами ТЭС, промышленных предприятий, автотранспорта и мусоросжигающих заводов, вода с избыточным содержания вредных примесей, недоброкачественная пища, шум, инфразвук, вибрация, электромагнитные поля от бытовых приборов, телевизоров, дисплеев, ЛЭП, медицинские обследования, фон от строительных материалов и др.

1. 3 Виды техногенных опасностей.

По происхождению все опасности принято делить на естественные, антропогенные и техногенные, при этом считают, что естественные опасности создаются природой, а техногенные и антропогенные опасности – рукотворны.

Более внимательное изучение происхождения опасностей позволяет выделить ещё две группы опасностей естественно-техногенные и антропоген-но-техногенные. К естественно-техногенным опасностям следуют отнести те, которые инициируются естественными процессами, приводят к разрушению технических объектов и сопровождаются потерей здоровья и жизни людей или разрушениями элементов окружающей среды.

К антропогенно-техногенным опасностям относят такие опасности, которые инициируются вследствие ошибок человека: аварии на транспорте по вине водителей, пожары и взрывы из-за неправильного обращения с электрооборудованием и т. п.

Таким образом, по происхождению все опасности следует делить на пять групп:

1) естественные

2) естественно-техногенные

3) антропогенные

4) антропогенно-техногенные

5) техногенные

Все жизненные потоки по их физической природе делятся на массовые, энергетические и информационные, следовательно, и возникающие при этом опасности следует воспринимать как массовые, энергетические и информационные.

Массовые опасности возникают при перемещении воздуха, воды и снега, грунта и других видов земной массы. Массовые опасности характеризуются количеством и скоростью перемещения масс различных веществ.

Реализованная опасность – факт воздействия реальной опасности на человека и среду обитания, приведший к потере здоровья человеком.

В городе много развлечений, много интересного. Тут есть театр, кино, игровые площадки и многое другое. Но при этом город также таит в себе множество опасностей. Может казаться, что в городе гораздо безопаснее, чем, например, в пустыне, где человек рискует погибнуть от жажды, голода или ядовитых змей. Кроме машин, представляющих опасность, на дороге есть и другие опасности. Очень опасна дорога в зимнее время: из-за снегопадов видимость может ухудшаться. Опасен гололед, который является частым явлением на наших дорогах. Поэтому зимой на дорогах нужно быть предельно осторожными как пешеходам, так и водителям.

1. 4 Электромагнитное поле.

Электромагнитное поле (ЭМП) – это особая форма физической материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрически заряженными частицами. ЭМП также можно охарактеризовать как поле, создаваемое электромагнитными волнами, испускаемыми ускоренно движущимися электрическими зарядами, возбужденными атомами и молекулами, а также другими излучающими системами. Физические причины возникновения ЭМП связаны с тем, что возникает магнитное поле, которое, в свою очередь, приводит к образованию вихревого электрического поля. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц зависит от этих частиц. При ускоренном движении заряженных частиц ЭМП отрывается от них и существует независимо в форме электромагнитных волн (ЭМВ) или излучений. ЭМВ способны не исчезать при устранении источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне). ЭМВ и ЭМП бывают различных типов и обладают различными свойствами. ЭМВ характеризует длина волны, ее обозначение – Я (лямбда). Для источника, генерирующего ЭМВ, применяется такое понятие, как частота (f). ЭМП обладает рядом свойств, а именно волновыми и корпускулярными. Волновые свойства характеризуются длиной волны и частотой колебания поля. Длина волны измеряется в метрах или единицах, производных от метра (нм, мм, см, дм, км), частота колебаний – в герцах (Гц) или величинах, производных от него, – килогерцах (кГц), мегагерцах (МГц). 1 Гц равен одному колебанию в секунду. Скорость распространения электромагнитных волн в воздухе примерно равна 300 тыс. км/с.

Более вредным для организма человека с точки зрения биологии является высокочастотное излучение сантиметрового диапазона (СВЧ), дающее ЭМП наибольшей интенсивности. Мобильная связь находится в самом начале этого диапазона. Источником ЭМП в мобильном телефоне является его антенна.

Электрическое поле — особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами. Магнитное поле – это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом (независимо от состояния их движения). Уровень постоянных магнитных полей измеряют в единицах напряженности магнитного поля Н (А/м) или в единицах магнитной индукции в (мТл). В целом общий фон факторов электромагнитной природы состоит из источника естественного (электрические и магнитные поля Земли, радиоизлучения Солнца и галактик) и искусственного (антропогенного) происхождения (радиотехнические объекты, теле-и радиостанции, линии электропередач, мобильная связь и др.).

1. 5 Влияние ЭМП на живой организм и человека.

Интенсивность излучения ЭМП вносит значительные изменения в работу живого организма. Электромагнитное отягощение имеет свойство накапливаться в организме человека с течением времени. Пользователи мобильных телефонов, так же как и других аппаратов, излучающих ЭМВ, имеют, как правило, самую высокую степень электромагнитного отягощения. С накоплением электромагнитного отягощения ухудшается состояние иммунной системы, а последствия этого – самые различные заболевания. Все источники излучения в трехмерном пространстве образуют совокупное объемное излучение, которое распространяется во все стороны. Поэтому вред от мобильного телефона получают и рядом сидящие люди, а в особо неблагоприятном случае и люди в соседнем помещении [2].

Исследования ученых показали, что наиболее чувствительными к воздействию различных излучений являются организмы, в которых интенсивно происходит деление клеток – одна из основ интенсивного роста, размножения и заживления клеток, тканей и всего организма. Поэтому не случайно многие исследователи отмечают особую чувствительность и, следовательно, высокую опасность излучения для детей и развития плода в период беременности. Выяснилось, что при пользовании мобильным телефоном организм ребенка гораздо быстрее и чаще взрослых утомляется, быстрее формируется психическая неустойчивость, стрессы, агрессивность и подавленное настроение, разрушается иммунная система.

Телефоны являются источником тепла. При длительном воздействии умеренного тепла ЭМП на организм появляются специфические симптомы утомления: усталость, учащение сердцебиения, нарушение ритма сердца, изменения со стороны центральной нервной системы (снижение концентрации внимания, сообразительности, памяти). Ученые утверждают, что если разговоры по мобильному телефону составляют 10–60 мин, то организму необходимо дать отдых (восстановление) в течение 8 – 14 ч. Следует обратить внимание на тот факт, что ежедневный режим (разговоры по мобильному телефону по 10–60 мин без периода восстановления) может привести через 8 лет к необратимым последствиям (различным заболеваниям) [3].

Влияние шума и вибрации при использовании мобильных телефонов локальное (местное), поэтому изменения развиваются на том ухе, к которому чаще всего прикладывается трубка. У правшей – правое, у левшей соответственно левое ухо. Вибрация вызывает ангиотрофоневроз (angeion – «сосуд» + trophe – «питание») и невроз – нервное расстройство, т. е. возникает невроз сосудов органов слуха, нарушение их питания и иннервации. Вначале отмечается ангиоспазм (сужение сосудов органов слуха и близлежащих областей), проявляющийся кратковременным нарушением слуха, ощущением шума в ушах, головокружением, чувством дурноты. На фоне постоянного и длительного ангиоспазма развивается атрофия мышц, нервных волокон, повреждение костей и хрящей, вследствие чего на месте мышц и нервов органа слуха разрастается рубцовая ткань (ткань, лишенная питания (атрофичная), замещается соединительной тканью или рубцом) – возникает склероз органа слуха, приводящий к глухоте и вестибулярным расстройствам (воздушной и морской болезни, непереносимости поездок в транспорте) [3].

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В осенний период 2024 года было проведено исследование по изучению уровня электромагнитного излучения объектов техносферы и в быту. Измерения проводились прибором МЕГЕОН-07100. Электрическое излучения измерялось V/m, магнитное излучение измерялось мкТл.

Диапазон измерения: для электрического поля (напряженность) – 1 – 1999 В/м, для магнитного поля (магнитная индукция) – 0,01- 19,99мкТл. Точность – для электрического поля ±1В/м, для магнитного поля ±0,01мк Тл. Уровень тревоги - для электрического поля 40 V/m, для магнитного поля 0,4 мк Тл.

2.1 Исследование по измерению уровня напряженности электромагнитного поля объектов техносферы.

В ходе маршрутного изучения территории Северного микрорайона Коминтерновского района г. Воронежа в районе улиц: Генерала Лизюкова, Хользунова и Беговая были выявлены потенциальные источники электромагнитного излучения.

Измерены безопасные расстояния от источников электромагнитного излучения.

2.2 Исследование по измерению уровня напряженности электромагнитного поля в жилом помещении.

При изучении жилого помещения были выявлены источники электромагнитного излучения.

В ходе исследования уровень электромагнитного излучения был измерен у источников излучения выключенных из розетки, включенных разотку в режиме покоя и при работе. Определено безопасное расстояние от приборов в режиме работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1Исследование по измерению уровня электромагнитной напряжённости объектов техносферы.

В ходе исследования напряженность электромагнитного поля была измерена:

• во дворе жилого дома - (ул. Генерала Лизюкова), у детской площадки, под проводами линии электропередач, у трансформаторной подстанции, в 5 м от неё, у фонарного столба, под проводами линии ЛЭП;

• у башни секторной антенны, в 60 м, 40 м, в 30, 1\20, 10 м от неё.

• у линии электропередач (ЛЭП); стойка ЛЭП, под проводами ЛЭП.

На основе данных проведённых измерений напряженности электрического поля объектов техносферы построена диаграмма 1 «Средняя напряжённость электрического поля объектов техносферы, V/m»

При анализе данных диаграммы 1 можно отметить, что объекты техносферы (кроме ЛЭП), как потенциальные объекты электромагнитного излучения на высоте человеческого роста не являются источниками электрического загрязнения. Критического уровня она достигает только у ЛЭП.

Уровень тревоги - для напряженности электрического поля 40 В/м. На основе полученных результатов можно отметить, что в населённых пунктах источником электрического загрязнения являются ЛЭП. Жилые постройки, тротуары должны располагаться от них не мене чем в 20 метрах.

б. с. а. - башня секторных антенн.

На основании данных проведённых измерений напряженности магнитного поля объектов техносферы построена диаграмма 2. «Средняя напряженность магнитного поля объектов техносферы, V/м». Уровень тревоги - для магнитного поля 0,4 мк Тл.

При анализе данных диаграммы 2, можно отметить, что критический уровень напряженности магнитного поля у следующих объектов техносферы: трансформаторная подстанция, до 60 м от башни секторных антенн, линия ЛЭП.

3.2 Исследование по измерению уровня электромагнитного излучения в жилом помещении.

При изучении жилого помещения мы выявили потенциальные источники электромагнитного излучения. К ним относятся: бытовые приборы (холодильник, стиральная машина, микроволновая печь и др.; оргтехника (компьютер, ноутбук, телефон и др.), элементы электропроводки, лифт.

В ходе исследования мы провели измерение напряжённости электромагнитного поля у холодильника, стиральной машины, микроволновой печи, ноутбука, сотового телефона. Измерения у бытовой техники проводились во время работы, у сотового телефона и ноутбука в покое и во время зарядки, у сотового телефона в режиме звонка и приёма.

На основании измерения напряжённости электрического поля измеряемых объектов построена диаграмма 3. При анализе данных диаграммы 3 «Напряжённость электрического поля источников электромагнитного излучения в жилом помещении, V/m» можно отметить, что максимальное значение микроволновой печи вкл. 1605 V/m, у стиральной машины 1570 V/m, ноутбук включённый в розетку на зарядку 991V/m, холодильник 904 V/m, микроволновая печь в режиме работы 622 V/m, розетка с включённым прибором 367 V/m, телевизор 103 V/m, сотовый телефон 95 V/m, сотовый телефон в режиме «приём» 90 V/m, розетка 44 V/m.

Уровень тревоги - для напряжённости электрического поля 40 В/м, следовательно, у всех исследуемых объектов уровень напряжённости электрического поля превышает тревожный уровень для живого организма.

На основании данных проведённых измерений напряжённости магнитного поля построена диаграмма 4 «Напряжённость электрического поля источников электромагнитного излучения в жилом помещении, мк Тл».

При анализе данных диаграммы 4 «Напряжённость магнитного поля источников электромагнитного излучения в жилом помещении, мк Тл» можно отметить, что максимальное магнитное излучение у микроволновой печи в режиме работы 3.41 мк Тл, розетка 0.12 мк Тл , телефон 0.07 мк Тл, телевизор 0.06 мк Тл, розетка 0.03 мк Тл , стиральная машинка 0.02 мк Тл, холодильник 0.01 мк Тл, микроволновая печь 0.01 мк Тл , ноутбук 0 мк Тл .

Уровень тревоги - для магнитного поля 0,4 мк Тл. На основе полученных данных можно отметить, что уровень напряжённости магнитного поля выше уровня тревожности выше нормы у микроволновой печи в режиме работы.

В ходе исследования были проведены измерения расстояний безопасного нахождения от объектов электромагнитного излучения.

На основании полученных данных построена таблица 1 «Безопасные расстояния от источников электромагнитного излучения в быту».

Таблица 1

Безопасное расстояние от источников электромагнитного излучения в быту

3.3 Морфологическое развитие кресс-салата под действием электромагнитного излучения

На основании биометрических измерений длины корня и ростков опытных растений, подвергшихся электромагнитному излучению от различных источников, построена диаграмма 5 «Биометрические показатели опытных растений.

При анализе данных диаграммы можно отметить, что среднее максимальная длина корня у контроля. Равны и близкие по значениям средней длины корня растений Б.С.А (12,9 см), телефон марки 3 (12,8 см), розетка (12,5 см), телефон марки 2 (12,2 см).

Среднее значение: микроволновая печь (10,7 см) ментелевизор (10,5 см) меньше контроля на 19%; телефон марки 1 (9,7 см) меньше контроля на 25%. Второстепенное з см), телефон марки 2 (2,3 см), марки 3 (2,3 смс), марки 4 (2 см), ноутбук (2,2 см). Наибольшее отклонение у телевизора (3,7 см), Б.С.А. (1,7см).

3.4 Интегральный показатель биологической активности

Чтобы дать оценку степени влияния электромагнитного излучения на биометрические показатели растений мы рассчитали интегральный показатели биологической активности опытных образцов кресс-салата.

На основании полученных данных была построена диаграмма 6 «Значение интегрального показателя биологической активности». Значение интегрального показателя контроля 9,72. У проросших семян, облученных телефоном марки 3 (9,74). Розетка (9,29), Б.С.А. (9,54), телефон марки 2 (9,23) значения интегрального показателя близки к значению контроля. Максимальный уровень напряженности электрического поля 324V/m напряженность магнитного поля 0,12 мкТл. Телевизор (8,46), стиральная машина (8,04), ноутбук (8,38) – напряженность электрического поля 991 V/m, напряженность магнитного поля 0 мкТл. По отклонению активности клеточных биологических процессов от контроля: 10% -> 25 % - средне опасный уровень излучения. Микроволновая печь (6,19) – напряжённость электрического поля телефон марки 1 (7,39). - 1605 V/m, напряженность магнитного поля 14,08 мкТл, по отклонению активности клеточных биологических процессов от контроля:> 50 % - опасный уровень излучения.

3. ВЫВОДЫ

На основании проведённого исследования можно сделать следующие выводы:

1. В населённых пунктах человек испытывает влияние электромагнитного излучения от объектов техносферы;

Источником электрического загрязнения на улицах населённых пунктов являются ЛЭП. Уровень напряжённости электрического и магнитного поля превышает значительно уровень тревожности. Критический уровень напряжённости магнитного поля у следующих объектов техносферы: трансформаторная подстанция, до 60 м от башни секторных антенн, линия ЛЭП. Жилые постройки и тротуары должны располагаться от них не мене чем в 20 метрах;

2. В жилом помещении источником электрического загрязнения являются бытовые приборы, оргтехника и электропроводка. Уровень напряжённости электрического поля значительно выше уровня тревожности. Уровень напряжённости магнитного поля значительно выше уровня тревожности в режиме работы у микроволновой печи.

3. На основание интегральных показателей биологической активности пророщенных семян кресс-салата, облучённых различными источниками электромагнитного излучения можно утверждать, что напряжённость электрического прибора в пределах 300 V/m не сказывается на развитии растений.

Рекомендуем для продления активного долголетия:

1. Соблюдайте дистанцию от источников электромагнитного излучения в режиме работы;

2. Выключайте электроприборы из розетки;

3. Не носите телефон в карманах одежды. Используйте сумки, рюкзаки. При звонке держите телефон, как минимум на расстоянии 20 – 50 см от себя;

4. Не пользуйтесь телефонами и ноутбуками, стоящими на зарядке;

5. Активно отдыхайте в местах, удалённых от источников электромагнитного излучения.

5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тимофеева С. С. Ноксология: Практикум /С. С. Тимофеева - М. Форум: ИНФРА-М, 2014. - 160 с.

2. Александров Ю.А., Остапенко А.А., Гентош А.В. Исследование уровня электромагнитных излучений от некоторых технических устройств [Текст] / Ю. А. Александров, А. А. Остапенко, А. В. Гентош // Весник Приазовского технического университета, 2014 – С. 188 – 199

3. Электронный ресурс – Электромагнитное излучение. Режим доступа ObOtravlenii.ru›izluchenie/elektromagnitnoe (дата обращения 26.09.2024)