Лекция 12. Физические факторы

В окружающей нас природной среде всегда имеются источники, создающие естественный шумовой, электростатический, электромагнитный и радиационный фон Земли.

Естественные источники физических факторов можно разделить на:

1.Постоянно действующие:

•космическая пыль и излучения,

•солнечное излучение,

•магнитное поле Земли,

•атмосферное электричество,

•морской прибой, водопады, реки;

2.Кратковременные:

•молния,

•гром,

•извержение вулкана,

•землетрясение,

•оползень,

•цунами,

Косновным источникам, создающим электромагнитный и шумовой фон относятся:

•Солнце,

•магнитосфера,

•атмосферное электричество.

Наряду с электромагнитным фоном в биосфере всегда присутствуют шумы естественного происхождения разной интенсивности и широкого спектрального диапазона: от шелеста травы до грозовых разрядов и извержения вулканов.

Солнце является основным естественным источником, создающим электромагнит-

ный фон. Солнце является центральным телом нашей планетарной системы и её основным источником энергии, возникающей в процессе термоядерных реакций, протекающих в солнечном ядре. В настоящее время накоплено множество данных, свидетельствующий o связи природных магнитных вариаций в диапазоне низких и крайне низких частот с солнечной активностью, атмосферными и геофизическими процессами.

Естественное ЭМП Земли.

Напряжённость электрического поля между ионосферой и поверхностью земли (теллургические токи) во время хороших погодных условий 100-500 В/м. Во время грозы она может увеличиваться до 3-20 кВ/м до 4-х раз в течение нескольких минут.

Обычно напряжённость магнитного поля Земли регистрируется в пределах 30-70 мТ. Эта величина зависит от широты местности. Напряжённость магнитного поля местности может изменяться за счёт гор или залежей металлов вглубине земли. Напряжённость ГМП изменяется также во время магнитных бурь, связанных со вспышками на Солнце.

В Российском государственном гидрометеорологическом университете более 20-ти лет проводятся исследования электромагнитных полей (ЭМП) крайне низких частот (КНЧ)

при геофизических процессах. Установлены закономерности возбуждения ЭМП при приближении циклонов, при конвекции в атмосфере, при выпадении осадков, при взаимодействии ветра с взволнованной поверхностью моря и других процессах. Преимущественное вни-

мание в исследованиях обращалось на формирование ЭМП в узких спектральных полосах, соответствующих "шумановским" резонансам.

129

Показано, что естественные ЭМП в полосах, соответствующих «шумановским резонансам», воспринимаются различными видами биологических объектов и являются для них источником важнейшей информации об изменениях гидрометеорологических условий в среде обитания. Особенное значение эти ЭМП имеют для пресноводных и морских рыб, у которых отсутствуют какие-либо иные возможности получения информации о процессах в атмосфере.

Оценено, что особая экологическая значимость загрязняющих ЭМП крайненизких частот обусловлена тем обстоятельством, что здесь биологически опасные уровни энергетически намного ниже, чем при иных традиционно рассматривающихся видах загрязнений.

Физические факторы

Физические факторы делятся на:

•Механические;

•Вибрацию;

•Акустические;

•ЭМ-излучение (ионизирующее и неионизирующее).

Кфизическим природным факторам относятся:

1.Климатические, в том числе микроклимат местности;

2.Геомагнитная активность;

3.Естественный радиационный фон;

4.Космическое и солнечное;

5.Рельеф местности

Физические факторы литосферы:

•геомагнитные аномалии,

•факторы разломов,

•радиация,

•вибрация

•механические,

Физические факторы атмосферы:

•Температуры воздуха

•Подвижность воздуха

•Электрическое состояние

•Радиоактивность

•Интенсивность солнечной радиации.

Физические антропогенные факторы:

1.Микроклимат населённых пунктов и помещений;

2.Загрязнение среды электоромагнитным излучением (ионизирующим и неионизирующим);

3.шумовое загрязнение среды;

4.вибрационное загрязнение среды,

5.тепловое загрязнение среды;

6.деформированность видимой среды (изменение рельефа местности и цветовой гаммы

внаселённых пунктах).

ЭМП:

1.Постоянное магнитное поле (ПМП):

2.Электростатическое поле;

3.Электромагнитое поле до 300 МГц;

4.Электромагнитое поле 0,3-300 ГГц Современной науке известно о существовании трансверзальных (поперечных) маг-

нитных волн. Они образуются между поверхностью земли и нижними слоями атмосферы.

130

Магнитный вектор колебания этих волн расположен под прямым углом к направлению распространения.

Спектр ЭМП

Источники электромагнитного воздействия

1.Естественное ЭМП Земли (теллургические токи). Напряжённость электирического поля между ионосферой и поверхностью земли во время хороших погодных условий 100-500 В/м. Во время грозы она может увеличиваться до 3-20 кВ/м до 4-х раз в течение нескольких минут.

2.Низкочастотное ЭМП.

Источники:

•основные линии передач электроэнергии,

•сточникипотребления на производстве и в быту,

•электропоезда,

•трамваи,

•телевизоры,

•системы безопасности в аэропортах, магазинах, библиотеках.

3.Радиочастоты. Источники:

СВЧ:

•Радиосвязь;

•Телевидение,

•физиотерапия,

•термическая обработка металла,

•приготовление пищи,

•неэкранированные элементы генераторов излучения (магнетроны, радиолампы и т.д.),

•антенные устройства.

УВЧ:

131

•неэкранированные элементы генераторов излучений (колебательный контур, высокочастотный трансформатор),

•линия передач,

•мобильные телефоны.

•физиотерапия.

ВЧ:

•термическая обработка металла,

•нагрев диэлектриков (сушка древесины, стерилизация продуктов и т.д.). Основной источник электромагнитного излучения в радиочастотном диапазоне - ан-

тенные системы передающих радиостанций. Безопасный уровень излучения:

1). Для полей в радиочастотном диапазоне (0,06 МГц -300 ГГц) – 5-20 В/м. 2). Для полей промышленных частот (50 Гц) – 5кВ/м.

4.Электрические распределительные станции (напряжённость вблизи поверхности Зем-

ли 2,5 – 6 кВ/м).

5.Воздушные высоковольтные линии передач (2,5 – 5,5 кВ/м, может быть до 15,5 кВ/м). Искусственный электромагнитный фон в промышленных городах в 500-1000 раз пре-

вышает естественный1 фон Земли. Напряжённость искусственных полей в локальных точках заводов, подстанций, фабрик может возрастать ещё на порядок. Длительное пребывание человека в подобных условиях вызывает серьёзные сбои в работе эндокринной системы. В свою очередь, это приводит к тому, что в организме начинает вырабатываться метиловый спирт вместот этилового. Чтобы нейирализовать его воздействие необходимо употребить такое же количество этилового спирта.

ЭМП человека

Известно, что жизнедеятельность любого организма сопровождается протеканием внутри него слабых электирических токов (биотоков). Сам живой организма представляет собой автоколебательную систему с определённым набором эндогенных биоритмов.

Магнитное поле человеческого организма – сумма двух составляющих: собственного магнитного поля, возбуждённого биотоками отдельных органов (мозг, сердце и т.д.), и наведённого, возбуждённого движением токопроводящей жидкости - крови, являющейся электролитом.

Кровеносная системазащитная биомагнитная система, препятствующая внешним колебаниям. При нарушении генерации клеток крови и строго определённой замене отмирающих клеток наблюдается изменение энергоинформационной функции крови.

Дейстие ЭМП на организм

Зависит от:

•диапазона частот,

•интенсивности воздействия,

•продолжительности воздействия (экспозиции),

•характера излучения (непрерывное, модулированное),

•режим воздействия (постоянное, периодическое, интермиттирующее),

•сочетание частот ЭМП.

Механизм биологического действия:

1.Тепловой эффект (повышенеи температуры, локальный избирательный нагрев тканей, органов, клеток вследствие перехода электромагнитной энергии в тепловую за счёт диэлектрических потерь).

2.Нетепловое информационное воздействие (при ЭМП низкой интенсивности),

•Поляризация молекул и ионов,

132

•Дезадаптационное действие (УВЧ),

•Деструктивные изменения в тканях и органах (радиочастоты высокой интенсивности).

Острые поражения вызывают деструктивные изменения тяжёлые, средней тяжести и лёгкие. Острые поражения встречаются очень редко при аварийных ситуациях и при наруше-

ниях техники безопасности.

ЭМП достаточной напряжённости может оказывать неблагоприятное действие на функциональное состояние:

• Умеренный лейкоцитоз на ранних стадия, затем – лейкопения.

Влияние ЭМП радиочастотного диапазона. Ранние стадии воздействия:

Более выраженная стадия:

•Приступообразная головная боль,

•Усиление нарушений сна,

•Головокружения,

•Обмороки,

•Лёгкая возбудимость,

•Прогрессирование снижения пямяти

•ВСД по гипертоническому типу, иногда с церебральными кризами симпатоадреналового характера.

•Повышение АД,

•Сужение артерий сетчатки,

•Сжимающая боль в области сердца,

133