Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторна робота №6
Тема: Розрахунок санітарно-захисної зони (СЗЗ) для джерела електро-магнітного випромінювання
Мета: ознайомитися з проблемою електромагнітного забруднення та засвоїти методику розрахунку СЗЗ для джерела електромагнітного випромінювання
Теоретичні дані
Електромагнітне поле Землі має певну енергію і поширюється у вигляді електромагнітних хвиль, довжина яких залежить від активності випромінювання Сонця в діапазоні від 10 МГц до 10 гГц. Цей діапазон включає в себе інфрачервоне (ІЧ), видиме, ультрафіолетове (УФ) випромінювання, яке поділяють на два піддіапазони - м'яке (МУФ) та жорстке (ЖУФ), яке за властивостями близьке до рентгенівського та гамма-випромінювань - дуже небезпечні.
Головними параметрами електромагнітних випромінювань (ЕМВ) є: довжина хвилі (X) частота коливань (v), швидкість поширення (V).
Отже, чим вище частота ЕМВ, тим більше енергія, менше довжина хвилі і тим небезпечніше випромінювання.
Електромагнітні хвилі різних діапазонів, в тому числі і радіочастотних, існують в природі, утворюючи досить постійний природний фон. З Космосу на Землю надходять частки високих енергій (протони, електрони), радіохвилі різних частот, магнітні поля. На людину впливають змінні ЕМП, статична електрика. Напруженість 300-1000 В/см можуть надавати несприятливу дію на організм людини, а 5000-10000 В/см викликають загибель тварин. Основні джерела енергії ЕМ полів - це трансформатори ЛЕП, розташовані поблизу місць проживання людини, телевізори, комп'ютери, різноманітні електроприлади побутового і виробничого призначення, антенні пристрої радіо-, телевізійні і радіолокаційні станції, що працюють в широкому діапазоні частот і інші електроустановки. ЕМ поле радіочастот відноситься до малоінтенсивних факторів, але і воно підлягає гігієнічному нормуванню як фактор, що робить сильний вплив на генофонд і здоров'я людини.
Широке розповсюдження радіолокаторів та гостронаправлених антен кругового огляду, антен мобільних телефонів значно сприяло підвищенню інтенсивності ЕМВ зверхвисокочастотного діапазону. Тому тепер кажуть про електромагнітне забруднення - електронний смог, який не менш шкідливий за речовинний.
Для зниження рівня шкідливої дії ЕМВ необхідні санітарно- захисні зони.
. Електромагнітні поля, як і радіоактивні випромінювання, органами почуттів людини, крім світла, не сприймаються. Їх реєструють, вимірюють спеціальними приладами. Ступінь забруднення довкілля оцінюють напруженістю поля у вольтах на метр (В/м).
Для ЕМП, як і для інших шкідливих чинників, встановлені гранично допустимі рівні (ГДР).
Всередині житлових помешкань їх ГДР не повинен перевищувати 0,5 В/м, на територіях житлової забудови - не більше 1 В/м, поза селітебною (заселеною) зоною територій населених пунктів, а також на території садів, городів - не більше 5, поза територіями населених пунктів - не більш 15, на спецтериторіях, що повинні мати СЗЗ і бути обгороджені - локатори, потужні теле-, радіопередавачі - не більш 20 В/м.
Поглинання енергії біологічним об'єктом залежить від форми і розмірів його тіла, орієнтації в електромагнітному полі, від довжини хвилі, а також електричних властивостей тканин. Опромінення електромагнітним полем великої інтенсивності може призвести до руйнівних змін в тканинах, органах. При інтенсивності 20 мкВт/см2 спостерігається зменшення частоти пульсу, зниження артеріального тиску, збільшення температури тіла, нервові розлади. При 6 мВт/см2 помічені зміни в, складі крові, умовно-рефлекторній діяльності, клітинах печінки, корі головного мозку. При інтенсивності в один Вт/см2 - втрата зору. Важкі поразки виникають тільки в аварійних випадках і зустрічаються вкрай рідко. На ранніх стадіях порушення в стані здоров'я носять зворотний характер.
У 21столітті людство піддається впливу електромагнітних випромінювань.
Електромагнітне випромінювання неможливо побачити, почути або відчути. Але тим не менше, воно все одно діє на наш організм. На даний момент, вплив від випромінювання вивчено не повністю. Хоча, після проведення величезної кількості досліджень, вчені з різних куточків світу знайшли доказ того, що під дією електромагнітного випромінювання, безсумнівно, погіршується стан імунної і ендокринної системи людського організму. У разі тривалого періоду такого впливу на організм майбутньої мами, можуть виникнути передчасні пологи, а також, викидень або інші несприятливі наслідки в розвитку малюка.
Вплив електромагнітного випромінювання на здоров'я людини
Різні люди по-різному реагують на ЕМП. Організм деяких людей компенсує зовнішній вплив, але є і чутливі люди, у яких може розвинутися захворювання навіть постійної присутності поруч електричної розетки.
В результаті багаторічних наукових досліджень з'ясувалося, що електромагнітні поля в містах і селищах (особливо високовольтні лінії електропередач) представляють величезну небезпеку для здоров'я, оскільки при тривалому впливі на людину вони здатні викликати рак, лейкемію, пухлини мозку, розсіяний склероз та інші важкі захворювання. Звичайно, впливають вони і на сон. Розглянемо чому це відбувається.
Справа в тому, що кожен орган людини працює на певній частоті, а якщо поруч є джерело опромінення, що працює на аналогічній чи кратній частоті, це може привести до збільшення або зменшення нормальної частоти роботи органу. А якщо, наприклад, збільшити частоту роботи серця в 1,5 рази, то таким чином будуть створені умови для виникнення стенокардії.
Сильними джерелами ЕМП можуть служити струми промислової частоти (50Гц). Зміни напруженості ЕМП в районах проходження електричних високовольтних ліній передач показують, що під лінією вона може досягати декількох тисяч вольт на метр. Але є і хороша новина: хвилі цього діапазону сильно поглинаються грунтом. Це означає, що навіть на невиликому видаленні від лінії (50-100 м) напруженість падає до декількох сотень і навіть десятків вольт на метр. Якщо хочете бути здоровим, ваше житло повинне розташовуватися на відстані не менше 30 м від ліній електропередач.
Отже небезпечними є високовольтні лінії електропередач (ЛЕП), для яких, відповідно до СанПіН (N2971-84), встановлені гранично допустимі рівні напруженості електричного поля: всередині житлових будинків - 0,5 В/м, на промислових територіях - не більш 1 В/м, в населених пунктах поза житловою забудовою, зелених зонах, садах, городах - не більше 5 В/м, на ділянках перетинання ЛЕП з автомо більними шляхами 1-4 категорій - не більше 10 В/м, в ненаселеній місцевості - 15, на спецтериторіях - не більш 20 В/м. На територіях, де ГДР - випромінювання перевищує 1 В/м, встановлюють санітарно-захисні зони (СЗЗ) по обидві сторони від ЛЕП: 20 м - для ЛЕП із напругою 330 кВ, 30м - 500 кВ, 40 м - при 750 кВ і 55 м - для ЛЕП із напругою 1150 кВ. На території СЗЗ для ЛЕП із напругою 750 кВ забороняється проведення сільськогосподарських, інших робіт особами молодше 18 років. Неприпустимо, щоб житлові будинки, навчально-виховні заклади знаходилися в таких зонах. При потужності 1000 В/м виникає головний біль, сильне стомлення, не врози. Помічено, що в смузі потужних ЛЕП припиняється розви ток рослин дерев, чагарників, такі території обминають тварини. Захистом від цього виду забруднень можуть служити металеві плівки, пластини, тому що вони поглинають енергію випромінювання.
Розглянемо вплив електричних статичних полів. На поверхні таких матеріалів, як лінолеум, пластикові плитки, килими, штори, штори, шпалери, лаковані і поліровані покриття накопичуючі електричні заряди (потенції поля - 3-10 тисяч вольт). Дуже часто джерелом статичної електрики може бути нижня і верхня білизна з штучних тканин (ацетатні і поліамідні волокна), костюми, взуття на каучуковій підошві та інші легко електризуємі за рахунок тертя матеріали. Штучні тканини впливають на електрохімічні властивості шкірного покриву, порушують його газовий обмін з навколишнім середовищем (тіло «не дихає») і впливає на електричні властивості біологічно активних точок, розташованих на тілі вздовж енергетичних меридіанів. Тому лікарі-гігієністи наполегливо рекомендують носити білизну та одяг з натуральних тканин (бавовна, льон).
Електризація тіла людини відбувається постійно. Під впливом електростатичних полів у людини з'являються постійна нервозність і дратівливість, підвищена стомлюваність і головні болі, іноді свербіж і алергічні реакції. Слід зазначити, що в результаті електризації в квартирах створюються позитивно заряджені поверхні, які, подібно пластинам кондерсаторов, притягують частинки пилу і негативно заряджені іони, зменшуючи вміст останніх у повітрі. Це відбивається на самопочутті людей. Щоб зменшити негативний вплив, слід частіше провітрювати приміщення, проводити вологе прибирання, користуватися іонізатором повітря.
У місті, де зосереджена велика маса працюючих електричних приладів і пристроїв, рівень електромагнітного "шуму" в 10-100 разів вище, ніж за містом. Особливо сильно він піднімається усередині електропоїздів (електрички, поїзди метро) і електровозів. Усередині електропоїздів він може бути вище природного фону у тисячу і десять тисяч разів. Найсильніше відчувають на собі вплив електромагнітних перевантажень машиністи (вони часто страждають гіпертонією, ішемічною хворобою серця), а й пасажири не залишаються осторонь. До 30-35 років організм людини компенсує негативний вплив таких поїздок, а потім вони починають негативно позначатися на здоров'ї. Звичайно, це не означає, що треба відмовитися від поїздок в метро та електричці. Але при наявності вибору - їхати в метро або пройтися пішки - краще вибрати останній варіант.
Джерела ЕМ випромінювання в приміщеннях різноманітні і численні. У кожній квартирі присутні джерела слабкого ЕМ випромінювання. Це побутові прилади (телевізори, холодильники, електробритви, ПК, електрофени, ін), біля яких людина найчастіше проводить близько 70% добового часу. Багато джерел ЕМ випромінювань знаходиться на робочих місцях досить великої кількості людей. Їх вплив на людський організм, за даними вітчизняних і зарубіжних дослідників, може привести до серйозних захворювань, якщо напруженість електромагнітного поля приладів перевищує гранично допустимий рівень (ПДУ). Наприклад, напруженість електричного поля домашньої електрогрілки (0,5 кВ / м) майже в 90 разів перевищує ПДК.
Телевізор може бути потенційно небезпечним джерелом іонізуючого випромінювання, статичних електромагнітних полів, шуму і т.д. 34,8% опитаних скаржаться на неприємне відчуття при перегляді телепередач. Одним з важливих умов профілактики можливого несприятливого впливу телевізійної побутової апаратури є дотримання оптимальної тривалості перегляду телепередач - 1,5 години, і відстані від людини до телевізора - не менше 2 м, особливо, якщо діагональ більше 29 дюймів. Якщо ви працюєте за ноутбуком і дивитеся телевізор, намагайтеся, щоб відстань між двома приладами було не менше 1 м. Взагалі, постарайтеся розташувати інші прилади таким чином, щоб вони знаходилися на відстані мінімум 50 см від телевізора, інакше електромагнітні поля будуть взаємно посилюватися, відповідно , негативний вплив на людину буде більше.
Серйозну небезпеку становить собою дисплей комп'ютера. В операторів ЕОМ і людей, що мають тісний контакт з комп'ютерною технікою, екранами з електроннопроменевої трубкою були виявлені деякі порушення зорових функцій, обумовлені низькорівневим ЕМ випромінюванням. Жінки, що працюють за ком'ютера більше 18 годин на тиждень, схильні до ризику викиднів на 80% більшого, ніж зазвичай. Можливі випадки шкірних захворювань. Хвороби, що виникають у дітей, які захоплюються компьютерними іграми, стали національною проблемою в США та інших комп'ютеризованих країнах. Вибираючи місце для комп'ютера, розмістіть його так, щоб задня сторона монітора не була звернена у бік спальні чи вітальні. Ноутбук слід обов'язково включати в розетку із заземленням, інакше сила негативного впливу буде порівнянна з такою, як якщо б ви стояли під лінією електропередач. Намагайтеся не працювати за комп'ютером у вечірній і нічний час, відходити від монітора на 15 хвилин протягом кожної години роботи - подихати свіжим повітрям, зробити гімнастику для очей, перекусити, просто посидіти із закритими очима.
Небезпечна зона - кухня. У ній зазвичай розташовано багато електроприладів, причому, оскільки часто розміри кухні не надто великі, ці прилади розташовуються близько один до одного і до людини. Особливо небезпечна мікрохвильова піч. Не розташовуйте її біля тієї стіни, за якою знаходиться ваша спальня (електромагнітним хвилям стіни не перешкода!). Потужність випромінювання СВЧ-печей може змінюватись, тому краще час від часу контролювати її за допомогою майстра. Ніколи не розмовляйте по мобільному телефону, стоячи в радіусі несприятливого впливу мікрохвильової печі, так як при цьому вплив шкідливих випромінювань не тільки підсумовується, а й посилюється. Взагалі намагайтеся перебувати подалі від електроприладів, особливо працюючих: на відстані не менше 30 см від електроплити, від 30 см до 1,5 м - від холодильника (випромінювання більше від холодильників no frost), 1,4 м - від мікрохвильової печі. Після роботи будь-якого електроприладу не забудьте провітрити приміщення.
Порушення сну, постійні головні болі, відчуття розбитості протягом дня - все це може бути результатом електромагнітного опромінення. Найбільш небезпечно випромінювання, коли людину, а особливо дитина, спить. Тому дуже пильну увагу вашої спальні. В ідеалі в ній не повинно бути ніяких джерел електромагнітного випромінювання. Звичайно, повністю ізолюватися від електромагнітних приладів неможливо, та й не потрібно. Головне - дотримуватися простих правил:
• не встановлюйте в спальні комп'ютер і радіотелефон;
• телевізор, музичний центр, відеомагнітофон на ніч обов'язково відключайте від мережі;
• не тримайте в спальні пристрої для підзарядки;
• зазвичай випромінювання від багатьох джерел «збирається» в кутах кімнати, тому краще не спати головою до кута;
• не встановлюйте над ліжком бра або світильники з плафонами, зверненими донизу, - світло повинне бути направлений тільки вгору;
• не тільки в спальні, а й у всій квартирі закрийте отвори електричних розеток заглушками або спочатку купуйте розетки з закриваються кришками;
• не залишайте мобільний телефон на тумбочці.
І ще дещо про мобільні телефони. Багато людей носять їх занадто близько до тіла: в кишенях, на поясі, біля серця. Так робити не рекомендується. Напевно, всі чули про те, що мобільні телефони мають шкідливий вплив на організм людини. Але, виявляється, далеко не всі знають, що це шкідлива дія виявляється не тільки тоді, коли ви розмовляєте по телефону, а постійно при включеному телефоні. Тому намагайтеся носити телефон на деякому віддаленні від тіла, особливо подалі від серця (не вішайте його на грудях) і статевих органів (не носите на поясі). Оптимальний варіант зберігання мобільного телефону в дорозі - це сумка. Мобільний телефон, незалежно від того, в якому режимі він перебуває, надає потужний несприятливий, електромагнітний вплив на наш організм. Вченими були вивчені результати даних впливів, в ході яких з'ясувалося, що випромінювання, що виходить від мобільного телефону, погіршує імунну систему людини. Звичайно, їх власники не можуть тримати телефон на віддаленому, безпечній відстані, отже, вагітним жінкам настійно радиться користуватися послугами стільникового зв'язку тільки в самих екстрених ситуаціях. При знаходженні телефону в режимі «сну», електромагнітне поле, що оточує його, значно слабкіше, ніж під час розмови, але, незважаючи на це, не варто тримати мобільник у кишені або носити його на поясі. При виборі телефону краще обмежитися потужністю від 0,2 до 0,4 Вт. Вчені визначили симптоми та фактори ризику “раку мобільних телефонів”, як тепер називають це захворювання. Серед них — безсоння, депресивні стани, підвищена збудженість, головний біль, підвищений кров'яний тиск, проблеми порушення ДНК. Згідно рекомендаціям спеціалістів, мобільний телефон повинен використовуватись тільки для термінових викликів, а дітям до 16 років та вагітним жінкам використання мобільних телефонів не бажано взагалі.
Електромагнітне випромінювання від таких побутових приладів, як пральні машини, кухонні комбайни, пилососи, дуже невелика. Це пояснюється тим, що вони знаходяться в корпусі зі сталі. Тим не менше, все ж варто намагатися користуватися ними не часто. За порадами лікарів, не варто включати одночасно кілька електричних приладів.
Практична частина
Радіус санітарно-захисної зони для точкових джерел розраховують за формулою:
R = .
де Рср – середня потужність випромінювання джерела, Вт;
G – коефіцієнт підсилення потужності антени;
σ – густина потоку енергії, Вт/м2.
Середня потужність випромінювання розраховується за формулою
Рср = РіτіF.
де Рі – імпульсна потужність випромінювання джерела, кВт;
τі – тривалість імпульсу (1,3 мкс);
F – частота повторення імпульсу (1000 Гц).
Границі санітарно-захисної зони визначаються за допустимими значеннями густини потоку енергії (ГПЕ):
а) для обслуговуючого персоналу, який пов’язаний з експлуатацією джерела випромінювання – 10 Вт/м2;
б) для персоналу, який не пов’язаний з експлуатацією джерела випромінювання – 5 Вт/м2;
в) для сторонніх осіб (населення) – 0,15 Вт/м2.
Таблиця
Варіанти завдань
|
Вихідні дані |
Номер варіанта |
|||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
Імпульсна потужність випромінювання Рі , кВт |
50 |
80 |
100 |
130 |
150 |
200 |
250 |
280 |
300 |
350 |
|
Коефіцієнт посилення антени, G*103 |
25 |
20 |
18 |
16 |
14 |
12 |
10 |
12 |
16 |
20 |