Влияние шума, вибрации и электромагнитного излучения на людей и окружающую среду

С точки зрения санитарно-гигиенических условий шум и вибрации влияют на сердечно-сосудистую и двигательную систему, вызывают рассеивание и утомляемость человека, снижают его функциональные возможности. Влияние шума и вибрации на человека и его организм в последние десятилетия стало одной из актуальнейших проблем не только в России, но и во всех странах мира. Шум воздействует на человека на производстве (имеются в виду промышленные предприятия и некоторые шумовые объекты), улице и в доме. Внутри жилого дома во многих случаях этому способствует обильная радиотехническая «начинка», неисправность санитарно-технической системы, конструкции стен, например бетонные дома и его перекрытия. Бурный рост промышленности в Западной Европе и России способствовал развитию науки о шуме и последствиях его воздействия на людей. В 1868 г. немецкий физик Г.Гельмгольц (1821 — 1894) впервые обосновал физиологию слуха и зрения. С этого времени начались исследования по различным направлениям, связанным с тугоухостью у людей, занятых на вредных для здоровья производствах (кузнецов, клепальщиков, котельщиков и др.). В первые годы Советской власти был издан Декрет о санитарных органах республик. На его основе функционирует профилактическая служба, которая призвана защищать человека от шума. Иное действие оказывает на человека вибрация. Действие вибрации на человека становится особенно неприятным и опасным, если частота колебаний приближаются к собственной частоте колебаний человеческого тела (5 Гц). При воздействии вибрации тело человека в разных положениях можно представить в виде кинематически изменяемой системы, отдельные части которой имеют свои собственные частоты колебаний: 4...6 Гц — плечевой пояс, бедра и голова (в положении стоя); 4...8 Гц — брюшная полость; 20... 30 Гц — голова (в положении сидя). Внутренние органы имеют собственную частоту колебаний, которая находится в диапазоне 6...9 Гц. Вертикальная составляющая вибрации неблагоприятна для людей, работающих сидя, а горизонтальная — для работающих стоя. Ухудшение зрительного восприятия происходит под действием вибраций в двухчастотных диапазонах — от 25 до 40 Гц и от 60 до 90 Гц. Надо отметить, что воздействие вибраций на человека может быть двух видов: - непосредственное воздействие — при колебаниях всего тела или отдельных его частей; - косвенное (визуальное) — при колебании различных предметов, находящихся в поле зрения. Нормируются только вибрации первого вида воздействия. Косвенные же колебания способны больше оказывать психологическое воздействие на человека и достаточно просто устранимы. Кроме того, непосредственное действие вибрации на человека может быть как местным, когда колебания передаются на отдельные части или органы тела, так и объемным, когда колебания передаются на человека от окружающей (пульсирующей) среды, например колебания водной среды на погруженное тело человека. Характерными признаками вредного воздействия вибраций являются функциональные расстройства в организме человека — это изменение состояния основных процессов в центральной нервной системе: возбуждение, торможение; реакция сердечно-сосудистой системы; изменение сердечной деятельности, а также утомление, появление болей в отдельных органах, тошнота и др. Могут оказывать воздействие на отдельные органы человека так называемые «локальные вибрации», которые тоже влияют на центральную нервную систему и могут рефлекторно изменять функции отдельных органов, вызывая тем самым паталогические реакции, например, изменения в нервномышечной системе или костно-суставном аппарате, сужение кровеносных сосудов конечностей и другие явления. Электромагнитное излучение. В настоящее время большое влияние на здоровье населения и окружающую природную среду оказывают электромагнитные излучения (ЭМИ). Наиболее мощными источниками являются теле- и радиостанции, радиолокационные и установки, линии электропередачи сверх- и ультравысокого на- Я пряжения. С каждым годом количество источников электромаг- || нитных излучений возрастает. Человек с момента своего рождения уже находится под воздействием электромагнитных излучений, находясь в одной комнате или квартире с телевизором, компьютером и другими сильно действующими источниками излучения. Плотность потока электромагнитных полей радиорелейных линий связи достигает 1 мВт/см2, а военных объектов зачастую превышает 10 мВт/см2. Электромагнитные излучения теле- и радиостанций доходят до сотен ватт на 1 метр, а линий электропередачи — до 30 кВ/м. Приведенные показатели значительно превышают допустимые уровни воздействия на человека и живой организм. Измерения напряженности поля в районах прохождения высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП) показали, что под линией (проводами) электромагнитные излучения могут достигать нескольких тысяч и даже десятков тысяч вольт на 1 метр. Волны этого диапазона сильно поглощаются почвой, поэтому в пределах 50... 100 м от ЛЭП напряженность поля падает до нескольких сотен и даже нескольких десятков вольт на 1 метр. Так как высоковольтные линии электропередачи проходят рядом с жилой застройкой и даже пересекают ее, помимо соблюдения нормативных требований при прокладке ЛЭП, экранизирующий эффект оказывает наличие близ жилых домов крупных деревьев, высоких кустарников (за линией отчуждения), которые существенно изменяют картину электромагнитных излучений (полей). Рельеф местности, где проходит ЛЭП, также может влиять на интенсивность электромагнитного поля. Повышение уровня местности по отношению к условной прямой, соединяющей основание двух соседних опор, приводит к приближению к поверхности земли токонесущих проводов и увеличению напряженности поля и, наоборот, понижение уровня местности приводит к снижению напряженности поля. Необходимо отметить, что напряженность поля под линией ЛЭП и вблизи ее зависит от напряжения на ней (330, 500, 750 кВ) и от расстояния между проводами. Экспериментальное изучение биологического действия электромагнитного поля ЛЭП показало, что его неблагоприятные воздействия на организм человека может проявиться при напряженности электрического тока в 1000 В/м. Наиболее чувствительна к такому воздействию нервная система, которая влияет на изменение других систем организма человека, в частности, эндокринного аппарата и обменных процессов. Электромагнитные излучения промышленного характера, особенно в условиях населенных мест, как биологически действующий фактор подлежат всестороннему гигиеническому нормированию с разработкой соответствующих рекомендаций по защите населения от его влияния. В целях защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого высоковольтной ЛЭП, устанавливается санитарно-защитная зона для линий напряжением, м: 330 кВ 20 500 кВ 30 750 кВ 40 1150 кВ 55 Границы санитарно-защитных зон установлены вдоль трасс ЛЭП с горизонтальным расположением проводов по обе стороны от проекции на землю крайних фазных проводов в направлении, перпендикулярном к ЛЭП. Ближайшее расстояние от оси проектируемых ЛЭП напряжением 750... 1150 кВ до границы населенных пунктов, как правило, должно быть не менее, м, для линий напряжения: 750 кВ 250 1150 кВ 300 К естественным электромагнитным излучениям (ЭМИ) относится магнитное поле Земли, которое характеризуется напряженностью и измеряется А/м. Причем напряженность магнитного поля Земли возрастает с широтой и имеет глобальные, региональные и локальные особенности (аномалии). Некоторые аномалии используются в качестве признаков для поиска полезных ископаемых, прежде всего железной руды. Установлено, что магнитное поле Земли удерживает огромное число заряженных частиц космического происхождения. Их энергия и концентрация зависят от расстояния до Земли и геомагнитной широты. Частицы заполняют околоземное пространство. Область, заполненную такими частицами, движущимися в магнитном поле Земли, называют магнитосферой1. Она отделена от межпланетного пространства магнитопаузой (рис. 12.4). Рис. 12.4. Схема строения магнитосферы Земли Под влиянием корпускулярных потоков частиц (солнечного ветра), обтекающих магнитосферу, магнитное поле Земли испытывает кратковременные изменения. Это явление называется магнитной бурей. Изменения в геомагнитном поле связаны с солнечной активностью. Однако эта связь не представляет собой строгой функциональной зависимости, ибо является следствием наложения процессов разного масштаба и разной физической природы, т.е. процессов, протекающих на Солнце, в межпланетном пространстве и атмосфере Земли. Допустим, что на Солнце произошла вспышка, тогда в сторону Земли вырывается быстрый поток солнечной плазмы (энергии). Солнечный ветер, проникая в магнитосферу, резко повышает температуру частиц. В верхних слоях атмосферы частицы корпускулярных потоков (солнечного ветра) создают дополнительную ионизацию (которая изменяет условия распространения радиоволн), вызывают свечения (наблюдаемые в виде полярных сияний) и магнитные бури. Следует отметить, что геомагнитное поле Земли, как и гравитационное, обладает всепроникающей и всеохватывающей физической способностью, поэтому оно оказывает влияние на процессы, происходящие на Земле и в окружающем ее пространстве, воздействует на все живое, в том числе и на человека. Так, в периоды магнитных бурь увеличивается количество сердечно-сосудистых заболеваний, ухудшается состояние людей, страдающих гипертонией. Изучение характера действия магнитного поля на живые организмы представляет одно из новых и перспективных направлений науки не только в биологии, но и в экологии.