2074

Источники ЭМП. К природным источникам электромагнитного излу-

чения относятся электрические и магнитные поля Земли, атмосферные разряды, излучения живых организмов, излучение Солнца, других звезд, а также планет и галактик. Кроме того, само тело человека излучает электромагнитные волны. Отмечают низкочастотные колебания (доли герца) с частотой дыхания, а также электромагнитные поля, вызванные биоэлектрической активностью сердца (спектр сердечных сокращений изменяется от долей герца до 100…120 Гц, а иногда до 470 Гц) [64].

В условиях города на население воздействует как суммарный электромагнитный фон, так и сильные электромагнитные поля от отдельных источников. Максимум электромагнитного фона приходится на интервал времени от 10 до 22 часов. Наибольший динамический диапазон изменения электромагнитного фона наблюдается в зимнее время, наименьший в летнее. В частотном распределении ЭМ-фона выделяют полосы частот: 50 Гц – электроэнергосбережение; 1…32 МГц – вещание коротковолновых станций; 66…960 МГц – телевидение и радиовещание, радиотелефонные системы, радиорелейные линии связи. Интенсивность фона зависит от излучения природных источников, расписания работы радиостанций, интенсивности автомобильного движения, близости к электроэнергетическим источникам.

Источниками низкочастотных ЭМП в городе являются линии элек-

тропередачи (50 Гц). Интенсивность воздействия от них определяется напряжением линии (110, 120, 330 кВ и выше).

Высокочастотные и сверхвысокочастотные ЭМП излучают радиопе-

редающие устройства, используемые для радиолокации, радиовещания и связи. Их частотный диапазон очень широк от 9 кГц до сотен ГГц. Мощности, излучаемые передающими антеннами, также разнообразны.

К радиопередающим устройствам относятся и радиотелефонные системы с «сотовой» структурой. В нашей стране получили распространение типы мобильных телефонов, отвечающие международным стандартам радиосвязи:

GSM-900 (диапазоны частот: 890…915 и 935…960 МГц); GSM-1800 (диапазоны частот: 1710…1785 и 1805…1880 МГц); NMT-450 (диапазоны частот: 453…457 и 463…467 МГц); AMPS, AMPS-Д (диапазоны частот: 824…849 и 869…894 МГЦ).

Выходная мощность базовых станций сотовой радиосвязи достигает 100 Вт, передатчиков автомобильной связи – 6 Вт, ручных радиотелефонов

– 2 Вт. Для центра города максимум излучения от базовых станций приходится на период суток с 11 до 17 часов, для «спальных» районов с 9 до 10 и с 19 до 20 часов.

Лица, профессионально связанные с радиотелефонами (персонал станций, связисты, диспетчеры, работники дорожной инспекции, пожарной ох-

161

раны и др.), подвергаются облучению в течение рабочего дня. Непрофессиональные пользователи радиотелефонов – только во время телефонных переговоров, которое, по данным исследований, составляет 1,5 часа в сутки для 85 % пользователей [64].

Биологический эффект от электромагнитного облучения зависит от частоты, продолжительности и интенсивности воздействия ЭМП, а также от внешних факторов: температуры и влажности воздуха, уровня шума и т.п. На развитие патогенных реакций в организме человека влияют: область тела, подвергаемая облучению, величина облучаемой поверхности, особенности организма (возраст человека, образ жизни, состояние здоровья). Наиболее чувствителен к ЭМП организм детей и больных людей, в частности страдающих аллергическими заболеваниями. ЭМП опасны для жизни в период эмбрионогенеза и для организма людей, склонного к образованию опухолей.

Наиболее изучены тепловые эффекты воздействия ЭМП на биологические ткани. Они проявляются в диапазонах ВЧ и СВЧ. По мере увеличения поглощенной энергии (выше 10 мВт/см2) нарушаются защитные механизмы, регулирующие температуру. Это вызывает неконтролируемое повышение температуры тела. Наиболее уязвимыми к действию ЭМП являются ткани с плохой циркуляцией крови и терморегуляцией: хрусталик глаза, семенные железы и желчный пузырь, участки желудочно-кишечного тракта.

Исследованы последствия негативных (информационных) эффектов

воздействия ЭМП на человека. Среди них выделяют патологические реакции, которые связывают с онкологическими заболеваниями, в частности с лейкемией (раком крови), разнообразными психическими нарушениями, эффектом «радиозвука», влиянием на сердечно-сосудистую систему, в том числе на снижение артериального давления и замедление ритма сердца (брадикардия).

Нормы ПДУ электромагнитных воздействий. Нормируемый ПДУ на-

пряженности электрического поля (50 Гц), излучаемого воздушными линиями электропередачи (ВЛ) напряжением 300 кВ и выше, составляет на территории жилой застройки 1 кВ/м на высоте 1,8 м от поверхности земли. Индукция магнитного поля промышленной частоты (50 Гц) на территории жилой застройки от ВЛ переменного тока и др. объектов не должна превышать 50 мкТл (временный норматив) на высоте 1,8 м от поверхности земли [73].

Нормируемыми уровнями электромагнитных излучений радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) являются:

в диапазоне частот 30 кГц … 300 МГц – среднеквадратичное значение напряженности электрической составляющей ЭМИ РЧ, В/м;

162

в диапазоне частот 300 МГц … 300 ГГц среднеквадратичное значение плотности потока энергии (ППЭ), мкВт/см2.

В случае импульсно-модулированного излучения оценка производится по средней за период следования импульсов интенсивности ЭМИ РЧ.

ПДУ электромагнитных полей от радиопередающих устройств для мест жилой застройки, мест массового отдыха и для внутренних помещений жилых, общественных и производственных зданий приведены в табл. 4.14 и 4.15.

Примечание. * кроме телевизионных станций и радиолокационных станций, работающих в режиме кругового обзора или сканирования; ** для облучения от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования с частотой не более 1 Гц и скважностью импульсов не менее 20.

Специальные нормативы ПДУ установлены для метеорологических РЛС и радиопередающих средств аэропортов гражданской авиации. Для систем сотовой связи, работающих в частотном диапазоне 400…1200 МГц, ПДУ плотности потока энергии составляют:

100 мкВт/см2 для пользователей радиотелефонов;

10 мкВт/см2 для населения, облучаемого от базовых станций.

При одновременном излучении несколькими источниками должны соблюдаться следующие условия [73]:

если для всех источников ЭМИ РЧ установлены одинаковые ПДУ:

где En (ППЭn) – напряженность электрического поля (плотность потока энергии), создаваемая в данной точке каждым источником; ЕПДУ (ППЭПДУ )

– допустимая напряженность электрического поля (допустимая плотность потока энергии);

если для всех источников ЭМИ РЧ установлены разные ПДУ:

Σ[(En / EnПДУ)2 + ППЭn /ППЭПДУ] ≤ 1 .

163

Методы охраны от ЭМП. К градостроительным методам относятся:

организация санитарно-защитных зон источников ЭМП, рациональное размещение источников и приемников излучения (территориальный разнос), экранирование.

Санитарно-защитные зоны устанавливаются вдоль воздушных линий электропередачи (ВЛ) [28]. Для вновь проектируемых ВЛ допускается принимать границы СЗЗ вдоль трассы ВЛ с горизонтальным расположением проводов и без средств снижения напряженности электрического поля по обе стороны от нее на следующих расстояниях от проекции на землю крайних фазных проводов в направлении, перпендикулярном к ВЛ:

20 м – для ВЛ напряжением 330 кВ;

30 м – для ВЛ напряжением 500 кВ;

40 м – для ВЛ напряжением 750 кВ;

55 м – для ВЛ напряжением 1150 кВ.

Впределах СЗЗ запрещается размещение жилых и общественных зданий и сооружений; площадок для стоянки и остановки всех видов транспорта; предприятий по обслуживанию автомобилей и складов нефти и нефтепродуктов. Если напряженность электрического поля за пределами СЗЗ превышает ПДУ, должны быть приняты меры по ее снижению (например, удаление ВЛ из зоны жилой застройки или применение экранирующих устройств).

Для радиовещательных и телевизионных станций, имеющих направленное излучение, СЗЗ имеет круговую форму. Внешняя граница зон определяется на высоте 2 м по значениям ПДУ. Радиусы СЗЗ приведены в табл.

4.16и 4.17. Кроме СЗЗ, вводятся зоны ограничений это территории, где на высоте более 2 м от поверхности земли интенсивность ЭМП превышает ПДУ. В этих зонах запрещается строительство жилых зданий.

Экранами ЭМП могут быть ограждающие конструкции зданий и конструктивные элементы сооружений, а также лесонасаждения деревьев и кустарников. Экраном от электрического поля ВЛ может служить заземленная металлическая сетка, расположенная на крыше здания с неметаллической кровлей. Необходимо заземлять протяжные металлические объекты (трубопроводы, кабели), машины и механизмы на пневматическом ходу. Заземления устанавливают не менее чем в двух точках.

164

Таблица 4.17

Радиусы СЗЗ типовых телецентров и телевизионных ретрансляторов

4.7. Методы охраны и регулирования качества водной среды

Водоснабжение города «чистой» водой, отвод большого количества использованных сточных вод, очистка сточных вод – это экологические проблемы города.

Хозяйственно-питьевое, культурно-бытовое и рыбохозяйственное водопользование. При хозяйственно-питьевом водопользовании (первая категория водопользования) водные объекты и их участки используются в качестве источника питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности. При культурно-бытовом или рекреационном водопользовании (вторая категория водопользования) водные объекты используются для купания, занятий спортом и отдыха населения. К рыбохозяйственному водопользованию относится использование водных объектов для обитания рыб и других водных организмов. Следует отметить, что разные участки одного и того же водного объекта могут относиться к различным категориям водопользования. Источниками водоснабжения городов являются как поверхностные, так и подземные водоемы.

Состав природных вод очень сложен и многообразен. Каждый водный объект имеет свой биологический и химический состав воды. Состав вод поверхностных и подземных водных объектов формируется как под влиянием природных процессов, так и в результате воздействия хозяйственной деятельности людей.

Поверхностные водоемы загрязняются сбрасываемыми промышленными и коммунальными стоками, ливневыми водами, отводимыми с территории населенных пунктов, а также стоками с сельскохозяйственных угодий, животноводческих комплексов, птицефабрик. В результате в водные источники попадают тяжелые металлы, нефтепродукты, поверхност- но-активные вещества, соединения азота и фосфора. Качество воды водоема будет зависеть от вида и количества загрязнений, а также от самоочищающей способности водоема.

165

Подземные воды обычно более защищены от загрязнений антропогенного происхождения. Чаще всего они загрязнены только природными соединениями железа и марганца.

Показатели качества природных вод. Пригодность воды для тех или иных целей оценивается по ее показателям качества. Качество воды определяется ее эпидемической и радиационной безопасностью, безвредностью химического состава и благоприятными органолептическими свойствами.

Эпидемическая безопасность воды нормируется микробиологическими и паразитологическими показателями. Самым общим санитарно-

бактериологическим показателем является так называемое общее микробное число – наличие в 1 мл исследуемой воды определенного числа образующих колонии бактерий.

Радиационная безопасность воды определяется действующими нормативами показателей по объемной активности радионуклидов, а также по активности - и - излучения.

Органолептические показатели воды запах, привкус, цветность,

мутность. Запах и привкус воды определяются ее составом, а также концентрацией содержащихся в ней примесей и газов. Различные вкусовые ощущения придают воде растворенные в ней хлориды и сульфаты натрия, калия, железа, марганца и др. Показатели запаха и привкуса воды выражают в баллах.

Цветность воды зависит от содержания в ней органических и неорганических веществ. Она определяется в градусах путем сравнения с платинокобальтовой шкалой. Чистая вода в тонком слое бесцветна, в большом слое имеет голубоватый оттенок. Примеси придают воде специфический оттенок: соли железа – бурый, глина – желтый, гумусовые вещества – от желтого до коричневого.

Некоторые химические вещества, присутствующие в воде даже в небольших количествах, могут изменять органолептические показатели воды: вызывать запах, увеличивать мутность, придавать окраску, вызывать образование пены, образовывать пленку на поверхности воды, придавать воде привкус. В этом случае органолептический показатель становится лимитирующим показателем вредного воздействия этих веществ.

Рассмотрим обобщенные показатели, характеризующие химический состав воды. Степень минерализации определяется количеством сухого остатка в 1 мг на 1 л (дм3) воды. Минерализация речных вод определяется составом почвогрунтов водного бассейна, но иногда антропогенным загрязнением. Повышенной минерализацией отличаются подземные воды.

Водородный показатель (рН) определяет степень кислотности и щелочности воды. Поверхностные воды имеют чаще всего нейтральную или слабокислую реакцию. Болотные воды кислую реакцию (рН 6,5).

166

Общая жесткость воды характеризуется содержанием солей кальция, магния и железа.

Биохимическое потребление кислорода (БПК) определяется как коли-

чество кислорода, затрачиваемое на биохимическое окисление содержащихся в единице объема воды органических веществ за 5 и 20 суток (БПК5 и БПК20). Показатели БПК дают представление о количестве органического вещества животного происхождения и используются для контроля состава хозяйственных и бытовых сточных вод.

Химическое потребление кислорода (ХПК) определяется как количест-

во кислорода, необходимое для химического окисления, содержащихся в единице объема воды органических и минеральных веществ. В качестве окислителя при определении ХПК используется бихромат калия (бихроматная окисляемость воды).

Перманганатная окисляемость характеризует содержание в основном легкоокисляющихся органических веществ в воде. Определяют содержание в воде отдельных классов химических соединений: нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ и т.п.

Химический состав воды по отдельным вредным веществам регламентируется их предельно допустимой концентрацией.

Нормативы ПДК вредных веществ в водных объектах и сточных водах устанавливаются исходя из условий целевого использования водного объекта. Так, ПДК вредных веществ для рыб ниже, чем ПДК для человека. Поэтому требования к качеству вод в водоемах, используемых для рыбохозяйственных целей, более жесткие, чем для водных объектов хозяйствен- но-питьевого назначения.

Кроме значений ПДК, каждое вредное вещество характеризуется лимитирующим показателем вредного воздействия. Лимитирующим показателем вредности является тот признак вредности, который проявляется при наименьшей концентрации вещества. Выделяют три показателя вредного воздействия для вод хозяйственно-питьевого и культурно-бытового использования:

санитарно-токсикологический – влияние на организм человека;

органолептический – влияние на органолептические свойства;

общесанитарный – влияние на процессы естественного самоочищения водоемов от патогенной микрофлоры.

Вводных объектах рыбохозяйственного водопользования выделяют еще два лимитирующих показателя вредности: токсикологический и рыбохозяйственный. Принадлежность нескольких вредных веществ к одному и тому же лимитирующему показателю проявляется в суммировании их негативного воздействия. Для вод хозяйственно-питьевого и культурнобытового назначения учитывается класс опасности вредных веществ.

167

Содержание вредных веществ, для которых не установлены ПДК, нормируется ориентировочно допустимыми уровнями (ОДУ). ОДУ разрабатываются на основе расчетных экспресс-экспериментальных методов прогноза токсичности. По мере изучения токсикологических свойств данных веществ, их ОДУ заменяется значением ПДК. ОДУ применяется на стадии предупредительного контроля за предприятиями и очистными сооружениями.

В соответствии с требованиями ГН 2.1.5.689-98 [74] и ГН 2.1.5.963-00 с дополнениями, для вод хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования нормируются ПДК (мг/л) более 1300 вредных веществ и приводятся ОДУ (мг/л) около 400 веществ.

Показатели и оценка состояния природных вод поверхностных ис-

точников. Водные объекты хозяйственно-питьевого и культурнобытового (рекреационного) водопользования должны отвечать общим тре-

бованиям к составу и свойствам воды для объектов этих категорий водопользования. Они определены СанПиН 2.1.5.980-00 [75].

На поверхности воды не должны образовываться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопление др. плавающих примесей.

Окраска не должна обнаруживаться в столбике 20 см воды 1-й категории водопользования и 10 см – 2-й категории.

Вода не должна приобретать запахи интенсивностью более 2-х бал-

лов.

Водородный показатель не должен выходить за пределы 6,5…8,5.

Минерализация воды должна быть не более 1000 мг/дм3.

Содержание растворенного кислорода должно быть не менее 4 мг/дм3.

БПК5 не должно превышать 2 мг О2 / дм3 для воды 1-й категории водопользования и 4 мг О2 / дм3 – 2-й категории.

ХПК не должно превышать 15 и 30 мг О2 / дм3 соответственно 1-й и 2-й категорий водопользования.

Вода не должна содержать возбудителей кишечных инфекций.

В 25 л воды не должны содержаться яйца гельминтов, онкосферы тениид и цисты патогенных кишечных простейших.

Содержание общих колиформных бактерий в 100 мл воды должно быть не более 1000 и 500 КОЕ соответственно 1-й и 2-й категорий водопользования.

Содержание колифагов в 100 мл воды (в бляшкообразующих единицах) должно быть не более 10.

Суммарная объемная активность радионуклидов должна быть не более единицы.

168

Концентрации вредных веществ Сi, содержащихся в воде, должны отвечать условиям:

III и IV классов опасности Сi ПДК,

I и II классов опасности, характеризующихся однонаправленным меха-

Водные объекты рыбохозяйственного водопользования должны отве-

чать общим требованиям к составу и свойствам воды для объектов соответствующей рыбохозяйственной категории. Концентрации веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности должны отвечать условию

ПДКCi i 1.

Одним из показателей оценки вод водоемов и водотоков является фо-

новая концентрация загрязняющего вещества. Она определяется в каждом створе водного объекта как статистически достоверная величина концентрации за последние три года наблюдений. Определяются фоновые показатели по взвешенным веществам, растворенному кислороду, ХПК, БПК5, аммонийному, нитритному и нитратному азоту, общему фосфору, хлоридам, сульфатам, фосфатам, хроматам, тяжелым металлам, нефтепродуктам, фенолам, СПАВ, пестицидам.

Качество природной воды может быть оценено по 6 наиболее приоритетным показателям ее гидрохимического загрязнения, а именно по индексу загрязнения воды (ИЗВ). ИЗВ находят как среднеарифметическое значение из суммы 6 основных относительных показателей, определяемых как отношение их фактических значений к нормативным:

где Сi – среднее значение определяемого показателя за период наблюдений (обычно за год); ПДКi – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества.

В зависимости от значения ИЗВ устанавливаются классы качества воды, которые используются для интегральной оценки загрязненности поверхностных вод (табл. 4.18). В число показателей обязательно входит концентрация растворенного кислорода и значение БПК5 , а также 4 относительные концентрации наиболее приоритетных загрязняющих веществ (например, имеющие наибольшее значение Сi / ПДКi).

Для определения степени загрязнения водоемов используются также

методы биоиндикации.

169

Опасную экологическую обстановку в городе, требующую принятия срочных мер по устранению причин её возникновения, вызывают высокий и экстремально высокий уровни загрязнения водотоков и водоемов. Критериями высокого загрязнения поверхностных вод суши и морских вод являются показатели:

максимально разовое содержание для нормируемых веществ 1 и 2 классов опасности в концентрациях, превышающих ПДК от 3 до 5 раз, для веществ 3 и 4 классов опасности – от 10 до 50 раз; величина БПК5 от 10 до 40 мг О2 /дм3; снижение концентрации растворенного кислорода до значений от 3 до 2 мг/дм3 ;

покрытие пленкой (нефтяной, масляной или др. происхождения) от 1/4 до 1/3 поверхности водного объекта.

Критериями экстремально высокого загрязнения поверхностных вод суши и морских вод являются:

максимально разовое содержание для нормируемых веществ 1 и 2 классов опасности в концентрациях, превышающих ПДК в 5 и более раз, для веществ 3 и 4 классов опасности – в 50 и более раз;

появление запаха вод интенсивностью более 4 баллов;

покрытие пленкой более 1/3 поверхности водного объекта;

снижение концентрации растворенного кислорода до значений 2 мг/дм3 и менее; увеличение БПК5 свыше 40 мг О2 /дм3.

Оценка влияния хозяйственной деятельности на загрязнение под-

земных вод. Приоритетные загрязнители подземных вод в местах расположения городских очистных сооружений, полигонов ТБО, аэропортов, полигонов промотходов, предприятий теплоэнергетики, нефтепереработки

идр. объектов хозяйственной деятельности установлены СП 2.1.6.1059-01 [76].

Приоритетными загрязнителями, проникающими в водоносные горизонты, являются нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы и др. Выделяют четыре степени влияния техногенного фактора на подземные воды:

1) допустимое – фоновые показатели состояния воды периодически

170