МЕНЮ


Фестивали и конкурсы
Семинары
Издания
О МОДНТ
Приглашения
Поздравляем

НАУЧНЫЕ РАБОТЫ


  • Инновационный менеджмент
  • Инвестиции
  • ИГП
  • Земельное право
  • Журналистика
  • Жилищное право
  • Радиоэлектроника
  • Психология
  • Программирование и комп-ры
  • Предпринимательство
  • Право
  • Политология
  • Полиграфия
  • Педагогика
  • Оккультизм и уфология
  • Начертательная геометрия
  • Бухучет управленчучет
  • Биология
  • Бизнес-план
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Банковское дело
  • АХД экпред финансы предприятий
  • Аудит
  • Ветеринария
  • Валютные отношения
  • Бухгалтерский учет и аудит
  • Ботаника и сельское хозяйство
  • Биржевое дело
  • Банковское дело
  • Астрономия
  • Архитектура
  • Арбитражный процесс
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Административное право
  • Авиация и космонавтика
  • Кулинария
  • Наука и техника
  • Криминология
  • Криминалистика
  • Косметология
  • Коммуникации и связь
  • Кибернетика
  • Исторические личности
  • Информатика
  • Инвестиции
  • по Зоология
  • Журналистика
  • Карта сайта
  • Курсовая работа: Электромагнитное загрязнение окружающей среды от передающих радиотехнических объектов на территории г. Красноярска

    Курсовая работа: Электромагнитное загрязнение окружающей среды от передающих радиотехнических объектов на территории г. Красноярска

    Курсовая работа

    Электромагнитное загрязнение окружающей среды от передающих радиотехнических объектов на территории г. Красноярска


    Содержание

    Введение

    1. Характеристика и биологическое действие ЭМП РЧ

    1.1 Источники ЭМИ РЧ и их применение

    1.2 Биологическое действие ЭМИ РЧ

    2. Расчетные методы оценки ЭМИ РЧ, ГИС и тематическое картографирование экологической информации

    2.1 Представление знаний об окружающей среде в виде электронной карты, этапы создания тематического слоя

    2.2 Методы расчетного прогнозирования уровней ЭМИ РЧ

    3. Формирование электромагнитного загрязнения в условиях городской среды

    3.1 Анализ ПРТО г. Красноярска

    3.2 Определение удельной мощности ПРТО г. Красноярска

    Заключение

    Список используемых сокращений

    Литература

    Приложения


    Введение

    Отличительной особенностью современного этапа развития человечества является переход комплекса опасностей, имевших место в техносфере, в гео- и биосферу. Работы последних лет убедительно показали важную роль естественных электромагнитных полей (ЭМП) для жизнедеятельности человека и всей биосферы в целом [1, 2, 3]. Между тем, за последние годы сформировался новый значительный фактор окружающей среды – электромагнитные поля техногенного происхождения [2, 4]. Источниками таких полей являются линии электропередач (ЛЭП), электротранспорт, передающие радиотехнические объекты (ПРТО). Особенность ситуации заключается в том, что природные электромагнитные поля – это фактор поддержания жизни на Земле, а вызванное деятельностью человека искусственное электромагнитное загрязнение, интенсивность которого во много раз превышает естественный фон, отрицательно влияет на все живое и является причиной многих заболеваний. В настоящее время в связи с хозяйственной деятельностью человека уровень электромагнитных излучений (ЭМИ) антропогенного происхождения в десятки тысяч раз превысил естественный электромагнитный фон. Масштабы электромагнитного загрязнения стали столь существенными, что Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в 1992г. включила эту проблему в число актуальных проблем человечества [5].

    Актуальность и важность проблемы для России была определена Постановлением Президиума РАМН еще в 1994г. В решении Межведомственной Комиссии Совета Безопасности Российской Федерации по экологической безопасности №2-2 от 20.02.96г. указано, что "неблагоприятное воздействие на человека и окружающую среду электромагнитных излучений принимает опасные размеры" [6].

    Современный крупный промышленный город, к которому относится и Красноярск, является сложной многокомпонентной урбанизированной системой, которая изменяет почти все компоненты природной среды, образуя техногенную среду, к которой человек как вид эволюционно не адаптирован. Говоря об электромагнитном загрязнении, следует отметить, что, если буквально 20 - 25 лет назад воздействию значимых уровней ЭМИ подвергался ограниченный круг людей-профессионалов, то в настоящее время можно говорить об угрозе воздействия ЭМИ на все население. Характерной чертой электромагнитного загрязнения городов является его многочастотность и многофакторность [7], когда на определенный участок городской территории оказывают воздействие несколько источников излучения с различными частотами, интенсивностью и местами расположения. Проведение достоверных измерений в случае многочастотного воздействия весьма проблематично и возможно лишь при отключении всех ПРТО, за исключением контролируемого. Близкое соседство источников ЭМП с жилыми районами, тенденция к сплошной застройке, вытеснение зеленых зон – все это указывает на существование значимого неблагоприятного воздействия на здоровье человека.

    Актуальность экологических проблем для жителей г. Красноярска послужила причиной создания электронного атласа города - информационной базы, которая дает возможность изучить электромагнитное загрязнение среды по всей территории города.

    В настоящей работе в качестве ознакомления рассмотрены источники электромагнитного загрязнения среды и методы построения электронных карт с использованием прикладной программы к пакету MapInfo-5.0.

    Целью данной работы явилось изучение источников формирования электромагнитной нагрузки (ЭМН) в условиях населенных мест города Красноярска, структуры и уровня загрязнения в административных районах и в целом по городу, а так же выявить приоритетные районы.


    1. Характеристика и биологическое действие ЭМП РЧ

     

    1.1 Источники ЭМИ РЧ и их применение

    К электромагнитным излучениям радиочастотного (или радиоволнового) диапазона(ЭМИ РЧ) относятся ЭМП с частотой от 3 Гц до 3000ГГц (соответственно с длиной волны от 100000 км до 0,1 мм). В соответствии с международным регламентом радиосвязи в этом диапазоне выделяют 12 частотных поддиапазонов (приложение 1).

    Различают два наиболее часто встречающихся типа электромагнитных колебаний:

    Гармонические, в которых электрическая (Е) и магнитная (Н) составляющие изменяются по закону синуса или косинуса;

    Модулированные, в которых амплитуда, частота или фаза, дополнительно, медленно по сравнению с периодом колебаний, изменяются по определенному закону.

    Модуляция используется с помощью электромагнитных волн информации. Особый интерес при этом представляет импульсная модуляция, при которой гармонические колебания несущей частоты принимают вид кратковременных посылок – импульсов. Для характеристики импульсных излучений наряду с несущей (генерируемой) частотой и длительностью импульса (τ) используются такие параметры, как частота следования (F), или период повторения (Т) импульсов- Т=1/F, и скважность импульсной модуляции (Q), которая представляет собой отношение периода следования импульсов к их длительности Q=Т/τ=1/(τ F).

    Пространство, окружающее источник излучения, можно охарактеризовать тремя зонами: ближняя (зона индукции), промежуточная (зона интерференции) и дальняя (волновая зона).

    В ближней зоне электромагнитное поле не сформировано и представляет собой некоторый запас реактивной мощности, связанной с источником излучения. В это зоне соотношение между Е и Н полем может быть самым различным.

    В волновой зоне электромагнитное поле сформировано и распространяется в виде бегущей волны. В этой зоне составляющие Е и Н изменяются в фазе и между их средними значениями за период существует определенное соотношение Е=377Н.

    В промежуточной зоне помимо поля излучения (распространяющаяся волна) присутствует так же поле индукции. Однако последнее весьма быстро убывает с расстоянием от источника (Е обратно пропорционально квадрату, Н- кубу расстояния). В зоне излучения Е и Н убывает обратно пропорционально расстоянию в первой степени. В связи с этим, на расстояниях, превышающих несколько длин волн, вклад поля индукции не значительный, и результирующее электромагнитное поле в основном определяется полем излучения. Строго говоря, в случае точечного источника излучения (то есть источника, геометрические размеры которого много меньше длины волны излучения) границы зон определяются следующим образом:

    r< λ/2π – ближняя зона

    λ/2π< r <2πλ – промежуточная зона

    r>2πλ – дальняя зона

    Следует иметь в виду, что в случае остронаправленных источников излучения (антенны) с размерами, значительно превышающими длину волны излучения, граница дальней зоны отодвигается. Она зависит в этом случае от соотношения размеров антенны и длины волны. Теоретически в этом случае граница дальней зоны определяется соотношением r=2D2/ λ, где D – наибольший геометрический размер излучающей антенны. Практически же при решении задач по гигиенической оценке излучения при D >λ граница дальней зоны может быть сужена до величины порядка нескольких D по причине быстрого убывания поля индукции и преобладания поля излучения в промежуточной зоне. Аналогично этому в случаях источников, имеющих форму длинных щелей, можно считать, что область сформировавшегося поля практически так же находится на расстоянии нескольких D (где D – длина излучающей щели).

    В соответствии с указанным выше, интенсивности ЭМИ правильно оценивать в зоне напряженности электрического (Е) и магнитного (Н) полей (единицы измерения В/м и А/м), в дальней – поверхностной плотностью потока энергии (ППЭ), имеющей размерность Вт/м2. На практике, как правило, Е и Н оцениваются для ЭМИ с частотой менее 300 МГц, ППЭ – для частот выше 300 МГц;в случае импульсных излучений оценка производится по средней ППЭ, связь которой с импульсной (или пиковой ППЭ) выражается соотношением:

    ППЭср=ППЭимп/Q - ППЭимп τ F

    Источники ЭМИ радиочастотного диапазона широко используются в самых различных отраслях народного хозяйства (приложение 2).

    ЭМИ применяются для передачи информации на расстояние (радиовещание, радиотелефонная связь, телевидение, радиолокация, радиометеорология и др.). В промышленности ЭМИ РЧ используются для индуцированного и диэлектрического нагрева материалов (закалка, плавка, напайка, сварка, напыление металлов, сушка древесины, нагрев пластмасс, термообработка пищевых продуктов и др.). ЭМИ широко применяются в научных исследованиях (радиоспектроскопия, радиоастрономия) и в медицине (физиотерапия, хирургия, онкология). В ряде случаев ЭМИ возникают как побочный неиспользуемый фактор, например, вблизи воздушных линий электропередачи (ВЛ), трансформаторных подстанций, электроприборов, в том числе бытового назначения. [8]

     


    1.2 Биологическое действие ЭМИ РЧ

    Основными источниками ЭМИ РЧ в окружающую среду служат антенные системы радиолокационных станций (РЛС), радио- и телерадиостанций, в том числе систем мобильной радиосвязи, ВЛ и пр.

    Современный этап характеризуется увеличением мощностей источников ЭМИ РЧ, что приводит к электромагнитному загрязнению окружающей среды и при определенных условиях может оказывать неблагоприятное влияние на организм человека.

    Несмотря на большое число публикаций, посвященных изучению последствий воздействия ЭМП на биообъекты, до сих пор нет единого мнения о механизмах воздействия ЭМИ на живой организм. Только с помощью экспериментальных и клинических исследований можно оценить характер воздействия ЭМИ на организм человека.

    Взаимодействие внешних ЭМП с биологическими объектами осуществляется путем наведения внутренних полей и электрических токов, величина и распределение которых в теле человека и животных зависит от целого ряда параметров, таких как размер, форма, анатомическое строение тела, электрические и магнитные свойства тканей(электрическая/магнитная проницаемость и электрическая/магнитная проводимость), ориентация объекта относительно поляризации тела, а так же от характеристик ЭМП (частота, интенсивность, модуляция и др.). Поглощение и распределение поглощенной энергии внутри тела существенно зависит так же от формы и размеров облучающего объекта, от соотношения этих размеров с длиной волны излучения. С этих позиций в спектре ЭМИ РЧ можно выделить три области: ЭМП с частотой до 30МГц, ЭМП с частотой более 10ГГц и ЭМП с частотой 30МГц – 10ГГц. Для первой области характерно быстрое падение величины поглощения с уменьшением частоты (приблизительно пропорционально квадрату частоты). Отличительной особенностью второй является очень быстрое затухание энергии ЭМИ при проникновении энергии внутрь ткани: практически вся энергия поглощается в поверхностных слоях биоструктур. Для третьей, промежуточной по частоте области, характерно наличие ряда максимумов поглощения, при которых тело как бы втягивает в себя поле и поглощает энергии больше, чем приходится на его поперечное сечение. В этом случае резко проявляются интерференционные явления, приводящие к возникновению локальных максимумов поглощения, так называемых "горячих пятен". Для человека условия возникновения локальных максимумов поглощения в голове имеют место на частотах 750-2500МГц, а максимум, обусловленный резонансом с общим размером тела, лежит в диапазоне частот 50-300МГц [8].

    Организм животных и человека весьма чувствителен к воздействию ЭМИ РЧ. Биологическому действию ЭМИ посвящены тысячи работ отечественных и зарубежных авторов. Поскольку подробное рассмотрение не представляется возможным, основное внимание будет уделено установленным закономерностям биологического действия фактора.

    Наиболее чувствительна к воздействию ЭМИ нервная система. Электроэнцефалографическими методами выявлены нарушения в собственных электрических потенциалах организма при его взаимодействии с внешними ЭМП. Практически все диапазоны ЭМИ оказывают дезактивирующее влияние на электрические процессы в коре и подкорковых образованиях головного мозга. Функционально это проявляется в изменениях простой двигательной реакции порога обонятельной чувствительности, памяти и внимания, соотношении между процессами возбуждения и торможения в центральной нервной системе (ЦНС), в замедлении выборки сложных динамических стереотипов. Следствием указанных отклонений на уровне целостного организма являются повышенная утомляемость, головные боли, расстройство памяти и сна, раздражительность. По мнению ряда исследователей, механизм действия ЭМП различной частоты на организм представляется как результат опосредованного действия через ЦНС, но также возможно непосредственное влияние на его биохимические и биоэлектрические процессы в тканях и органах [9]. Значительно выражено гонадо- и эмбриотропное действие ЭМИ. Критериями оценки функциональных и патологических сдвигов со стороны производящей системы служат обычно морфологические изменения (дегенерация, пикноз клеточных элементов сперматогенного эпителия, изменения в соотношении клеточных форм, цитохимические сдвиги), гормональные нарушения эстральной и сперматогенной функции. Общее, что показывают многие исследования при воздействии ЭМИ на животных - это снижение репродуктивной способности самок и тератогенные изменения в потомстве, нарушение эстрального цикла, снижение функционального состояния сперматозоидов. Некоторые авторы даже считают, что функция производства женских половых гормонов более чувствительна к ЭМИ [10].

    Некоторые авторы к числу критических систем относят кроветворную. Система кровообращения отвечает на воздействие ЭМИ фазовыми реакциями тонуса сосудов (повышение и понижение артериального давления) и сердечного ритма. Наблюдаемые эффекты можно рассматривать не только как результаты непосредственного действия ЭМИ на систему кровообращения, но и как результат нарушения ее регуляции. Накоплены сведения [11] о воздействии ЭМИ на такие процессы, как окислительное фосфорилирование, скорость транспорта ионов. Один из возможных механизмов действия магнитных полей - его ориентирующее действие на жидкие кристаллы клеточных мембран, что ведет к изменению их проницаемости. Биологическое действие ЭМИ зависит от длины волны (иди частоты) излучения, режима генерации (непрерывный, импульсный), условий воздействия на организм (постоянное, прерывистое; общее, местное; интенсивность; длительность). Отмечено, что биологическая активность ЭМИ убывает с уменьшением частоты излучения. В свете сказанного понятно, что наиболее активными являются сверхвысокие, крайне высокие и гипервысокие диапазоны радиочастот [8].


    2. Расчетные методы оценки ЭМИ РЧ, ГИС и тематическое картографирование экологической информации

    2.1 Представление знаний об окружающей среде в виде электронной карты, этапы создания тематического слоя

    Геоинформационная система (ГИС) представляет собой автоматизированную аппаратно – программную систему, с помощью которой осуществляется сбор, обработка, хранение и отображение пространственно координированной информации. Основу ГИС составляют автоматические картографические системы, а главными источниками информации служат различные геоизображения [12].

    Одним из наиболее важных направлений использования ГИС является развитие эколого-географического картографирования, которое служит информационной основой обеспечения решения региональных и локальных экологических проблем. Например, охрана природного потенциала территории, мониторинг здоровья населения, сохранение качества окружающей среды, поддержание и улучшение условий жизни и деятельности человека, экологически адаптированное природопользование и т. д. [13].

    ГИС-технологии широко используются в комплексном картографировании, создают для него новые возможности и поднимают на более высокий технологический уровень. Компьютерные версии комплексных атласов представляют собой соединение картографических и геоинформационных методов организации и представления пространственной информации, что находит выражение в сочетании методов информатики в организации пространственного и тематического блоков баз данных и картографического метода построения изображения.

    Атласное геоинформационное картографирование опирается на известные требования согласования карт: легенды одинаковой детальности, приуроченности к определенному масштабу и др. С проблемами согласования тесно связан и выбор базовых карт, которые служат каркасом для координирования и географической привязки данных, а также для последующего сопряженного анализа информации.

    Формирование базы данных включает в себя такие основные этапы, как подготовка информационных слоев общегеографической основы и на ее базе подготовка информационных слоев тематического содержания карт Атласа. Такой подход является наиболее общим для комплексного атласного картографирования.

    В настоящее время в разных регионах России создаются и разрабатываются проекты различных региональных атласов. Каждый из них наряду с общими моментами: географическое положение рассматриваемой территории, климатические характеристики, административно-территориальное деление, размещение населения, - имеет свои специфические особенности.

    Примером региональных ГИС-карт являются электронные карты, раскрывающие с качественно различных сторон один рассматриваемый объект.

    Очень актуальными являются ГИС – карты отдельных крупных городов, как правило, областных или краевых центров. Городская среда – сложная система, основным путем познания которой является изучение отдельных компонентов ее и связей между ними. Здесь проблема огромного количества тематически-различных данных опять решается с помощью ГИС.

    Термином "электронная карта" обозначают набор тематических слоев, каждый из которых привносит пространственно-распределенную информацию по какой-либо определенной теме. Таким образом, если на слой границ некой территории может быть нанесен слой рек, затем слой населенных пунктов и т.д., пользователь имеет возможность, манипулируя тематическими слоями, визуально анализировать информацию более эффективно, чем анализируя просто колонки цифр. Именно графические изображения, наглядные графические образы всегда были и останутся для людей одними из главных средств познания окружающего мира и организации полученного знания, необходимым инструментом мышления и творческого начала [14].

    Слои в электронной карте подразделяются на два вида: векторные и растровые.

    Растровый слой представляет собой сплошное изображение, состоящее из различных по цвету пикселов, он не может содержать каких-либо объектов. Растровый слой используется в качестве подложки для цифрования, фона для большей наглядности векторного слоя или слоев, в фотограмметрии при преобразовании отсканированных аэрофотоснимков в векторный формат и т.д.

    Страницы: 1, 2, 3


    Приглашения

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хореографического искусства в рамках Международного фестиваля искусств «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хорового искусства в АНДОРРЕ «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»




    Copyright © 2012 г.
    При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.