Проект "Электромагнитное поле и его влияние на человека"

негосударственное общеобразовательное учреждение «СРЕДНЯЯ ОЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №44» ОАО «РЖД

Проект

Электромагнитное поле и его влияние на человека

Талица 2011

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………………………..……3

1. Электромагнитное поле. ……………………………………………………………………………  4

2.Источники электромагнитного поля. …………………………………………………………  5

3.Характеристика электромагнитного поля.……………………………………………  ……6

4.Влияние ЭМП на организм человека. ………………………………………………………… 7

5. Средства защиты от воздействия ЭМП. …………………………………………………  11

Заключение. ………………………………………………………………………………………………..…13

Источники информации. ……………………………………………………………………………… 14

Приложение 1…………………………………………………………………………………………………15

Введение

        Каждый из нас понимает, что Земля – наш общий дом, который нужно беречь и украшать. Человек все больше освобождается от прямой зависимости от внешней среды и увеличивает свое воздействие на природу. Поэтому и возникают вопросы охраны природы, рационального использования природных ресурсов. Научно – техническая революция дает не только положительный, но и негативный эффект. В своем доме каждый человек должен быть уверен, что ничто не угрожает его здоровью. Однако для этого надо знать, какие именно могут возникнуть опасности и как их избежать.

        Все больше и больше электроприборов входит в наш быт. Но все ли они безвредны для нашего здоровья? Вовсе нет. Многие облегчают труд, создают комфорт, но негативно влияют на самочувствие человека. Так что весьма часто за комфорт платим здоровьем.

Цель: Исследовать влияние электромагнитного поля на организм человека.

Задачи: 1. Рассмотреть основные источники ЭМП.

              2. Дать характеристику электромагнитного поля.

              3.Исследовать влияние ЭМП на человека.

              4. Установить способы защиты от воздействий ЭМП.

1. Электромагнитное поле.

Электромагнитное поле-это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами.

Магнитное поле можно назвать особым видом материи, посредством которого осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом.

Электрическое поле—вид материи, существующий вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также в свободном виде при изменении магнитного поля.

Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика — напряжённость электрического поля.(В/м)  Для количественного определения магнитного поля вводиться силовая характеристика —напряженность магнитного поля.(А/м)

Вместе, магнитное и электрическое поля образуют электромагнитное поле, проявлениями которого являются, в частности, свет и все другие электромагнитные волны.

В 1819г. датский физик Г.Х.Эрстед обнаружил, что проводник, по которому течёт электрический ток, вызывает отклонение стрелки магнитного компаса, из чего следовало, что электрические и магнитные явления взаимосвязаны.

В 1864г. Дж. Максвелл создаёт теорию электромагнитного поля, согласно которой электрическое и магнитное поля существуют как взаимосвязанные составляющие единого целого— электромагнитного поля.

Физические свойства электромагнитного поля и электромагнитного взаимодействия - предмет изучения электродинамики

2.Источники электромагнитного поля.

Транспорт на электрической тяге – электропоезда (в том числе поезда метрополитена), троллейбусы, трамваи и т. п. – является относительно мощным источником магнитного поля в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. По данным (Stenzel et al.,1996), максимальные значения плотности потока магнитной индукции В в пригородных "электричках" достигают 75 мкТл при среднем значении 20 мкТл. Среднее значение В на транспорте с электроприводом постоянного тока зафиксировано на уровне 29 мкТл.

Провода работающей линии электропередачи создают в прилегающем пространстве электрическое и магнитное поля промышленной частоты. Расстояние, на которое распространяются эти поля от проводов линии достигает десятков метров. Дальность распространение электрического поля зависит от класса напряжения ЛЭП (цифра, обозначающая класс напряжения стоит в названии ЛЭП - например ЛЭП 220 кВ), чем выше напряжение - тем больше зона повышенного уровня электрического поля, при этом размеры зоны не изменяются в течении времени работы ЛЭП.
Дальность распространения магнитного поля зависит от величины протекающего тока или от нагрузки линии. Поскольку нагрузка ЛЭП может неоднократно изменяться как в течении суток, так и с изменением сезонов года, размеры зоны повышенного уровня магнитного поля также меняются.

Наибольший вклад в электромагнитную обстановку жилых помещений в диапазоне промышленной частоты 50 Гц вносит электротехническое оборудование здания, а именно кабельные линии, подводящие электричество ко всем квартирам и другим потребителям системы жизнеобеспечения здания, а также распределительные щиты и трансформаторы. В помещениях, смежных с этими источниками, обычно повышен уровень магнитного поля промышленной частоты, вызываемый протекающим электротоком. Уровень электрического поля промышленной частоты при этом обычно не высокий и не превышает ПДУ для населения 500 В/м.
Все бытовые приборы, работающие с использованием электрического тока, являются источниками электромагнитных полей. Наиболее мощными следует признать СВЧ-печи, аэрогрили, холодильники с системой “без инея”, кухонные вытяжки, электроплиты, телевизоры.

На территории России в настоящее время размещается значительное количество передающих радиоцентров различной принадлежности. Передающие радиоцентры (ПРЦ) размещаются в специально отведенных для них зонах и могут занимать довольно большие территории (до 1000 га).

Системы спутниковой связи состоят из приемопередающей станции на Земле и спутника, находящегося на орбите. Диаграмма направленности антенны станций спутниковой связи имеет ярко выраженной узконаправленный основной луч - главный лепесток. Плотность потока энергии (ППЭ) в главном лепестке диаграммы направленности может достигать нескольких сотен Вт/м2 вблизи антенны, создавая также значительные уровни поля на большом удалении.

Сотовая радиотелефония является сегодня одной из наиболее интенсивно развивающихся телекоммуникационных систем. Основными элементами системы сотовой связи являются базовые станции (БС) и мобильные радиотелефоны (МРТ). Базовые станции поддерживают радиосвязь с мобильными радиотелефонами, вследствие чего БС и МРТ являются источниками электромагнитного излучения в УВЧ диапазоне.

Радиолокационные станции оснащены, как правило, антеннами зеркального типа и имеют узконаправленную диаграмму излучения в виде луча, направленного вдоль оптической оси.

3. Характеристика электромагнитного поля.

Электрическое поле создается зарядами. Например, во всем известных школьных опытах по электризации эбонита, присутствует как раз электрическое поле.
Магнитное поле создается при движении электрических зарядов по проводнику.
Для характеристики величины электрического поля используется понятие напряженность электрического поля, обозначение Е, единица измерения В/м (Вольт-на-метр). Величина магнитного поля характеризуется напряженностью магнитного поля Н, единица А/м (Ампер-на-метр). При измерении сверхнизких и крайне низких частот часто также используется понятие магнитная индукция В, единица Тл(Тесла), одна миллионная часть Тл соответствует 1,25 А/м.
По определению, электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП "отрывается" от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне).
Электромагнитные волны характеризуются длиной волны, обозначение - l (лямбда)

Международная классификация электромагнитных волн по частотам

4.Влияние ЭМП на организм человека.

Влияние на нервную систему.

На уровне нервной клетки, структурных образований по передачи нервных импульсов (синапсе), на уровне изолированных нервных структур возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности. Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей, имеющих контакт с ЭМП. Эти лица могут иметь склонность к развитию стрессорных реакций. Определенные структуры головного мозга имеют повышенную чувствительность к ЭМП. Изменения проницаемости гематоэнцефалического барьера может привести к неожиданным неблагоприятным эффектам. Особую высокую чувствительность к ЭМП проявляет нервная система эмбриона.

Влияние на иммунную систему

В настоящее время накоплено достаточно данных, указывающих на отрицательное влияние ЭМП на иммунологическую реактивность организма. Результаты исследований ученых России дают основание считать, что при воздействии ЭМП нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону их угнетения. Установлено также, что у животных, облученных ЭМП, изменяется характер инфекционного процесса - течение инфекционного процесса отягощается. Возникновение аутоиммунитета связывают не столько с изменением антигенной структуры тканей, сколько с патологией иммунной системы, в результате чего она реагирует против нормальных тканевых антигенов. В соответствии с этой концепцией. основу всех аутоиммунных состояний составляет в первую очередь иммунодефицит по тимусзависимой клеточной популяции лимфоцитов

Влияние на эндокринную систему и нейрогуморальную реакцию.

В работах ученых России еще в 60-е годы в трактовке механизма функциональных нарушений при воздействии ЭМП ведущее место отводилось изменениям в гипофиз-надпочечниковой системе. Исследования показали, что при действии ЭМП, как правило, происходила стимуляция гипофизарно-адреналиновой системы, что сопровождалось увеличением содержания адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови. Было признано, что одной из систем, рано и закономерно вовлекающей в ответную реакцию организма на воздействие различных факторов внешней среды, является система гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников. Результаты исследований подтвердили это положение.

Влияние на половую функцию.

Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее регуляции со стороны нервной и нейроэндокринной систем. С этим связанаы результаты работы по изучению состояния гонадотропной активности гипофиза при воздействии ЭМП. Многократное облучение ЭМП вызывает понижение активности гипофиза
Другие медико-биологические эффекты.

С начала 60-х годов в СССР были проведены широкие исследования по изучению здоровья людей, имеющих контакт с ЭМП на производстве. Результаты клинических исследований показали, что длительный контакт с ЭМП в СВЧ диапазоне может привести к развитию заболеваний, клиническую картину которого определяют, прежде всего, изменения функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Было предложено выделить самостоятельное заболевание - радиоволновая болезнь. Это заболевание, по мнению авторов, может иметь три синдрома по мере усиления тяжести заболевания:

1. астенический синдром;
2. астено-вегетативный синдром;
3. гипоталамический синдром.

Допустимые уровни воздействия электрического поля ЛЭП

В пределах санитарно-защитной зоны ВЛ запрещается:

1. размещать жилые и общественные здания и сооружения;
2. устраивать площадки для стоянки и остановки всех видов транспорта;
3. размещать предприятия по обслуживанию автомобилей и склады нефти и нефтепродуктов;
4. производить операции с горючим, выполнять ремонт машин и механизмов.

ПДУ воздействия периодического магнитного поля частотой 50 Гц

Можно, хотя это не всегда обоснованно, делать выводы о влиянии МП на здоровье человека на основе экспериментов с живыми клетками вне организма и даже с подопытными животными. Так, например, индийскими учеными были проведены исследования влияния МП на крыс, куриные эмбрионы и растения. Установлено (рис. 2.3), что МП с напряженностью более 4 А/м (соответствует индукции 5 мкТл) увеличивает жизнеспособность лимфоцитов (Тл), что соответственно неблагоприятно отражается на составе крови.

5. Средства защиты от воздействия ЭМП.

К организационным мероприятиям по защите от действия ЭМП относятся: выбор режимов работы излучающего оборудования, обеспечивающего уровень излучения, не превышающий предельно допустимый, ограничение места и времени нахождения в зоне действия ЭМП (защита расстоянием и временем), обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем ЭМП.

Защита временем применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения в данной точке до предельно допустимого уровня. В действующих ПДУ предусмотрена зависимость между интенсивностью плотности потока энергии и временем облучения.
 
Защита расстоянием основывается на падении интенсивности излучения, которое обратно пропорционально квадрату расстояния и применяется, если невозможно ослабить ЭМП другими мерами, в том числе и защитой временем. Защита расстоянием положена в основу зон нормирования излучений для определения необходимого разрыва между источниками ЭМП и жилыми домами, служебными помещениями и т.п. Для каждой установки, излучающей электромагнитную энергию, должны определяться санитарно-защитные зоны в которых интенсивность ЭМП превышает ПДУ. Границы зон определяются расчетно для каждого конкретного случая размещения излучающей установки при работе их на максимальную мощность излучения и контролируются с помощью приборов. В соответствии с ГОСТ 12.1.026-80 зоны излучения ограждаются либо устанавливаются предупреждающие знаки с надписями: «Не входить, опасно!».

Инженерно-технические защитные мероприятия строятся на использовании явления экранирования электромагнитных полей непосредственно в местах пребывания человека либо на мероприятиях по ограничению эмиссионных параметров источника поля. Последнее, как правило, применяется на стадии разработки изделия, служащего источником ЭМП. Радиоизлучения могут проникать в помещения, где находятся люди через оконные и дверные проемы. Для экранирования смотровых окон, окон помещений, застекления потолочных фонарей, перегородок применяется металлизированное стекло, обладающее экранирующими свойствами. Такое свойство стеклу придает тонкая прозрачная пленка либо окислов металлов, чаще всего олова, либо металлов - медь, никель, серебро и их сочетания. Пленка обладает достаточной оптической прозрачность и химической стойкостью. Будучи нанесенной на одну сторону поверхности стекла она ослабляет интенсивность излучения в диапазоне 0,8 – 150 см на 30 дБ (в 1000 раз). При нанесении пленки на обе поверхности стекла ослабление достигает 40 дБ (в 10000 раз).

Для защиты населения от воздействия электромагнитных излучений в строительных конструкциях в качестве защитных экранов могут применяться металлическая сетка, металлический лист или любое другое проводящее покрытие, в том числе и специально разработанные строительные материалы. В ряде случаев достаточно использования заземленной металлической сетки, помещаемой под облицовочный или штукатурный слой.. В качестве экранов могут применяться также различные пленки и ткани с металлизированным покрытием. В последние годы в качестве радиоэкранирующих материалов получили металлизированные ткани на основе синтетических волокон. Их получают методом химической металлизации (из растворов) тканей различной структуры и плотности. Существующие методы получения позволяет регулировать количество наносимого металла в диапазоне от сотых долей до единиц мкм и изменять поверхностное удельное сопротивление тканей от десятков до долей Ом. Экранирующие текстильные материалы обладают малой толщиной, легкостью, гибкостью; они могут дублироваться другими материалами (тканями, кожей, пленками), хорошо совмещаются со смолами и латексами.

Заключение

Сегодня, по мнению специалистов, всю Россию можно назвать зоной экологического бедствия. Химическое и физико – техническое загрязнение природы угрожает самому существованию человека. Тем не менее люди уже не могут отказаться от электростанций, железных дорог, самолетов и автомобилей. Так что задача состоит в том, чтобы минимизировать вредные техногенные воздействия на окружающую среду и ознакомить общество с конкретной опасностью в воздухе, воде, почве, жилище, т.к. для современных людей характерно снижение инстинкта самосохранения и сохранение рода. К примеру, все знают, что питьевая вода практически везде очищается плохо и представляет опасность для здоровья. Но многие ли используют аппараты для очистки воды? Из всего сказанного следует важный вывод: если человеческая деятельность затронуло какое – то одно природное явление, то вслед за этим начинается цепь изменений и в других. Поэтому необходимо прогнозировать и предупреждать эти опасные изменения.

Источники информации

1.Электромагнитная совместимость в электроэнергетике/ А. Г. Овсянников, Р. К. Борисов//Издательство Новосибирского государственного технического университета;стр.21-27

2.Анализ результатов измерений интенсивности электромагнитного излучения мониторов персональных компьютеров / В.В. Коломиец [и др.] // Медицина труда, гигиена и эпидемиология : сб. науч.- практ. работ. – М., 2001. – С.15-18.

3.Интернет-сайты: http://www.110volt.ru/text/digital-relay-problems_2

http://tdleoton.ucoz.ru/publ/8-1-0-38

http://ru.wikipedia.org

http://twogalaxy.narod.ru/defence.html

http://kfs74.ucoz.ru/publ/ob_aktualnosti_problemy_ehmp/1-1-0-2

http://www.kit-e.ru/articles/powerel/2010_2_80.php

http://www.it-med.ru

Сокращения

ВЛ - воздушная линия электропередачи

ПДУ – предельно допустимые уровни

ВЧ - высокочастотная

МП - магнитное поле

ПС - подстанция

РУ - распределительное устройство

ТС - техническое средство

ЭМО - электромагнитная обстановка

ЭМС - электромагнитная совместимость

ЭП - электрическое поле

ЭМП- электромагнитное поле