Виды и масштабы электромагнитного загрязнения окружающей среды
Виды и масштабы электромагнитного загрязнения окружающей среды |
|
|
Экология жилища - Опасные излучения |
Природа не дает человеку в готовом виде всего того, что ему необходимо для удовлетворения его потребностей. Возникла необходимость в труде и производственной деятельности. Прогресс развития человечества, рост производства, образование инфраструктуры (транспорт, связь и т.п.) привели к резкому возрастанию обмена веществ и энергии между человеческим обществом и биосферой. Воздействия человека на окружающую среду – это антропогенное воздействие. Одним из видов антропогенного воздействия является антропогенное загрязнение. Загрязнение вообще – это неблагоприятное изменение нашего окружения, являющееся полностью или в основном побочным результатом деятельности человека. Загрязнение, связанное с деятельностью человека, называют антропогенным загрязнением. Антропогенное загрязнение – это вещество и энергия либо вообще не характерные для биосферы, либо не характерны их концентрации и интенсивности. В виде энергии окружающая среда загрязняется теплом, ионизирующим излучением, электромагнитными полями (ЭМП), световой энергией (в том числе ультрафиолетовым и инфракрасным излучением), акустическим шумом, вибрацией, ультразвуком. С точки зрения экологии ЭМП – это один из видов энергетического загрязнения окружающей среды (рис. 1.1).
Энергетические загрязнители (кроме теплового и радиационного) не аккумулируются в природе, а оказывают влияние на биосферу лишь во время их производства. Аккумулирующееся загрязнение – это вредные вещества и некоторые виды энергии, способные в отличие от неаккумулирующихся накапливаться в окружающей среде и живых организмах. Согласно международной регламентации, электромагнитный спектр до 3 ТГц делится на 12 частотных диапазонов. Эти диапазоны обозначены номерами, как показано в табл. 1.1, в которой приведены только диапазоны используемые для телекоммуникаций. Для того чтобы уменьшить взаимное влияние различных технических средств друг на друга, а также снизить уровень радиопомех, проведена международная регламентация каждого используемого диапазона. Для каждого типа излучающих технических средств отведены свои участки. Определенные поддиапазоны отведены для радиовещания, для телевидения, для различных видов радиосвязи, для радиолокации и т. д. Свои участки диапазона имеют технические средства военного назначения, отдельно выделены поддиапазоны для радиолюбителей. Установленные жесткие требования и ограничения на уровни, так называемых, внеполосных излучений позволяют обеспечить электромагнитную совместимость излучающих средств – возможность одновременной работы или работы по графику. Подсчитано, что человечество
использует миллиарды тонн минерального
сырья, топлива, воды, биомассы, атмосферного
кислорода, а в полезный продукт
переходит лишь один процент затраченных
природных ресурсов. Это в полной
мере относится и к электромагнитном Что же происходит с электромагнитной энергией? На что она расходуется? Как проявляется ее действие? Часть ее уходит в космическое пространство, а остальная рассеивается (поглощается) окружающей средой: атмосферой, окружающими предметами, в том числе и биологическими объектами. Следует учитывать, что электромагнитную энергию излучают и множество других технических средств, основные функции которых не связаны с преднамеренным процессом излучения, например, энергетические установки, электрифицированный транспорт, линии электропередач (ЛЭП), бытовые приборы, компьютеры и т.п. Уровень электромагнитного загр В последние несколько
десятилетий применение устройств,
которые излучают ЭМП, значительно
возросло. Начало освоения человеком
ЭМП связано с использованием
диапазона длинных волн (длина
волны 1…10 км), что было обусловлено
развитием радиосвязи и радиовещания
в этом диапазоне. Затем бурными
темпами стало развиваться Первая – увеличение количества
излучающих средств за счет технического
освоения и более плотного заполнения
частотных диапазонов, расширения сети
радиосвязи и радиовещания, увеличения
каналов телевизионного вещания и других
служб. В настоящее время наблюдается
ухудшение экологической Неблагоприятная ситуация с электромагнитным фактором связана также со слабой
материально-технической базой экологического электромагнитно Не следует забывать о
бедственном состоянии Основным «поставщиком» ЭМП в окружающую среду являются радиотехнические системы телекоммуникаций. Это связано с тем, что излучение ЭМП – неотъемлемое явление для радиоканала. Излучающие технические средства радиосвязи, радиовещания и телевидения распределяются по территориям, как правило, равномерно. Это делается для того, чтобы создать необходимую интенсивность ЭМП в местах пребывания людей, (чтобы работали приемники). Исторически сложившаяся ситуация с размещением технических средств обостряет вопросы электромагнитной экологии, поскольку строили и размещали излучающие технические средства так, чтобы было удобно эксплуатировать, не задумываясь об экологических последствиях. Результат – излучающие технические средства попали в границы городов, телецентры – в самых населенных местах и т.д. Как следствие всего этого, под высокие уровни ЭМП попал не только обслуживающий персонал излучающих технических средств, но и население близлежащих территорий. Однако радиосвязь, радиовещание и телевидение – достижение цивилизации и никто не собирается отказываться от них. Существуют также созданные человеком источники ЭМП, используемые не для целей телекоммуникаций. Как было перечислено выше, в промышленности, науке и медицине применяется оборудование для передачи и концентрации электромагнитной энергии в ограниченных рабочих областях для создания полезных для человека физических, химических и биологических эффектов. Частотные диапазоны, выделенные для этих целей, приведены в табл. 1.2. Однако в отдельных странах используются и дополнительные частоты для этого оборудования. Из-за несовершенств конструкций всегда существует утечка электромагнитной энергии от такого оборудования. Каждый генератор действует как источник ЭМП, способных стать причиной вредных эффектов, зависящих от уровней излученной мощности. Общее количество промышленных, научных и медицинских установок, излучающих ЭМП, в мире оценивается в несколько сотен миллионов, и их число постоянно увеличивается на 3...7 % в год. Промышленные, научные и
медицинские установки обычно проектируются
с учетом минимальной стоимости
при выполнении необходимого набора
операций. Частотная стабильность и
спектральная плотность мощности ЭМП,
излучаемых в рабочие объемы, являются,
как правило, не главными параметрами.
При этом рабочее место оператора обычно
находится в непосредственной близости
от генератора или усилителя. Электромагнитная энергия излуч
Центральные частоты и частотные
диапазоны и выделенные для использования
в промышленности, науке и медицине
Все оборудование обычно действуют как
своеобразная антенная система, состоящая
из близко расположенных излучающих поверхностных
элементов, резонирующих на некоторых
частотах. Хотя эффективность В последнее время появилось
множество научных Массовая компьютеризация
и производства, и быта привела
к тому, что большое количество
людей, в том числе дети, проводят
длительное время у компьютера не
только как источника информации,
но и источника энергетического
загрязнения, причем находясь в непосредственной
близости от него. В проблемах электромагнитной экологии выделилось три направления: - биофизическое, занимающееся
вопросами исследования |
Читайте также про: – на www.zelife.ru
|
В связи со стремительным
развитием научно-технического прогресса,
особенно за последние сто лет, все
большее внимание привлекает проблема
воздействия плодов этого процесса
на жизнедеятельность
Особенность мобильных телефонов,
как генераторов
Под частотной проблемой
понимается анализ вредности (или полезности)
того или иного спектра
Под амплитудной проблемой понимается вопрос о влиянии интенсивности излучения на степень его воздействия. Развитие нанотехнологии и совершенствование контрольно-метрологической аппаратуры выявило совершенно неожиданные факты, которые для своего объяснения потребовали немалых усилий от исследователей. Обнаружилось, что на известные ранее физические явления, такие, как кристаллизация, полимеризация, фазовые переходы и пр. оказывают влияние слабые и сверхслабые воздействия электромагнитных, электрических и магнитных полей. Причем интенсивность воздействия может быть гораздо менее уровня тепловых колебаний в структуре твердого тела, т.е. по традиционно сложившимся воззрениям таковое воздействие должно мгновенно размываться и аннулироваться. Поскольку большинство биологических систем представляют собой коллоидные системы, то сегодня они являются объектом пристального изучения с позиций нанотехнологии.
Феномен слабых и сверхслабых воздействий на биологические и физические системы
Многочисленными исследованиями
установлены интереснейшие
В [1,2] при изучении влияния
импульсных магнитных полей (ИМП) на
конденсируемые среды установлено,
что кратковременное
Были получены аналогичные результаты по воздействию слабых ИМП (0,4 Тл) на плоскопараллельные пластины монокристаллического кремния [4]. Установлено, что кратковременное воздействие ИМП приводит к долговременным немонотонным изменениям, на сей раз топологии поверхности. Зафиксированные изменения достигают максимума в районе 150 – 200 часов после снятия воздействия. Похожие эффекты наблюдаются в высокотемпературных сверхпроводниках [5] и пленках борида циркония, нанесенных на стальную подложку [6]. Строгого объяснения эти факты пока не имеют, и хотя очевидно, что мы имеем дело с одним и тем же физическим механизмом, для каждого конкретного случая обычно подбирается более или менее удобоприемлемое объяснение.
Аналогичные по сути явления наблюдались и в биологических системах. В обзоре по магнитобиологии [7] отмечается, что хотя магнитобиология развивается уже порядка 20 лет, до сих пор отсутствует теория и общие физические концепции, нет даже предсказательных теоретических моделей. Магнитобиология изучает, в основном, биологические реакции и механизм действия очень слабых (менее 1 мТл) магнитных полей. Предполагается, что для биологических систем действия таких полей лежат ниже порога включения защитных биологических механизмов и способны накапливаться на субклеточном уровне - уровне генетических процессов. При этом делаются предположения об информационном характере действия слабых физико-химических факторов на биологические системы, полагая, что такие системы находятся в состоянии весьма далеком от равновесия, и достаточно слабого воздействия, чтобы система прошла точку бифуркации, реализовав биологическое усиление слабого сигнала магнитного поля. Вопрос о том, почему тепловые флуктуации, величина которых на десять порядков превосходит квант энергии магнитного поля, не разрушают магнитобиологический эффект, связывают с идеей когерентного воздействия внешнего фактора на фоне некогерентного теплового шума. Тогда за счет пространственной когерентности можно раскачать систему осцилляторов и высвободить квант энергии коллективного возбуждения, хотя и по этому поводу существуют различные воззрения [8].
В различных структурах,
как физических, так и биологических,
как в упругой среде, могут
возникать объемные и, особенно, поверхностные
волны. Свойство поверхностных волн
локализовать энергию возмущений, созданных
в узком приповерхностном слое, приводит
к выраженным явлениям, сопровождающим
движение вдоль поверхности источников
возмущений. Причем в упругой среде
резонансные эффекты
В связи с отсутствием
общепринятого воззрения на механизмы
поглощения энергии внешнего поля коллоидными
системами и, особенно с «проблемой
КТ», в работе [10] предложено ввести
понятие диссипативного резонанса.
Смысл этого явления
В общем представлении
диссипативный резонанс - это явление
нарастания колебаний под действием
внешних периодических сил за
счет образования в системе
Явление стохастического резонанса было обнаружено примерно двадцать лет назад и получило название стохастической фильтрации. Было установлено, что наличие источников шума в нелинейных динамических системах может индуцировать принципиально новые режимы функционирования, которые не могут быть реализованы в отсутствие шумов [14]. Оказалось, что шум в таких системах может играть конструктивную роль, вызывая рост степени порядка. Эффект стохастического резонанса определяет группу явлений, при которых отклик нелинейной системы на слабый внешний сигнал заметно усиливается с ростом интенсивности шума в системе. Эффект стохастического резонанса представляет собой фундаментальное общее физическое явление, которому присущи общие фундаментальные свойства, проявляющиеся в увеличении степени порядка в выходном сигнале при оптимальном уровне шума [12].
Есть основания полагать, что в процессе жизнедеятельности живые организмы приспособились использовать неустранимый внутренний шум и шум окружающей среды для оптимального выделения полезной информации, т.е. той составляющей, о которой мы упоминали выше.
При воздействии периодическим
сигналом на стохастические системы
имеет место стохастическая синхронизация,
т.е. может происходить захват системой
частоты внешнего сигнала и появляется
возможность управлять
В работе [16], являющейся обзором по вопросам нанотрибологии, отмечается, что при применении атомно-силового микроскопа для изучения трибологических проблем на наноуровне получаемое изображение поверхности имеет периодичность, соответствующую постоянной решетки исследуемого материала, хотя контактная зона обычно включает в себя значительное количество атомов (от 10 до 10000). При этом отсутствует понимание физики этого эффекта, как признают сами авторы этой работы, поскольку неясно, каким образом такая большая группа атомов перемещается на межатомное расстояние в целом. Это говорит о том, что для достижения положительного эффекта во многих случаях совершенно необязательно воздействовать на каждый конкретный атом или узел решетки. Необходимо лишь подобрать для воздействия соответствующий физический агент – акцептор информационной составляющей. Возникает естественный вопрос, какой физический агент можно использовать для этих целей.
Структурный каркас кристаллической
решетки можно представить как
некую упорядоченную
Особенности резонансных воздействий
Особый интерес представляют резонансные явления, при которых отклик системы реализуется на другой частоте, нежели опорный сигнал. К числу таких явлений относится электромагнитно-акустическое преобразование, наблюдающееся в коллоидных системах при падении на их граничную поверхность электромагнитной волны. Суть этого явления заключается в том, что в веществе, не обладающем ни пьезоэлектрическими, ни магнитострикционными свойствами, под действием электромагнитной волны возбуждаются ультразвуковые волны той же частоты (линейный отклик) или на кратных частотах (нелинейный отклик). Наличие границы, как места сосредоточения возбуждающей силы, имеет принципиальное значение. Нетривиальность этого явления в том, что электромагнитная волна, падающая на границу, возбуждает акустические колебания в электрически нейтральном теле, при этом приходится иметь дело с целым кругом явлений, поскольку число механизмов, обеспечивающих преобразование электромагнитных и акустических волн достаточно обширно [19].
Цепочка трансформации при
этом может выглядеть, например, таким
образом: электромагнитная волна Þ
колебания температуры Þ
Представления об электромагнитно-акустическом
преобразовании легли в основу экспериментальных
исследований воздействия слабых электромагнитных
полей радиочастотного
В качестве наиболее разумного
объяснения высказывается предположение
о структурирующем влиянии
Если твердое тело или биологический организм рассматривать как квантовую волновую структуру, то целесообразно для воздействия на нее воспользоваться явлением резонанса с волновой структурой, обладающей сходными характеристиками, подобрав для этого соответствующий физический агент. Таким универсальным физическим агентом является электромагнитное (ЭМ) поле, охватывающее диапазон от сотен метров (радиоволны) до долей ангстрема (жесткие гаммакванты). Резонансную частоту взаимодействия можно определить по пикам поглощения. Электромагнитное поле может иметь на поверхности такое распределение характеристик, что создаются условия для синтеза наноструктур на молекулярном уровне [23] или для изменения характеристик биологического объекта. Изучением воздействия резонансов на различные системы занимается теория КАМ - Колмогорова-Арнольда-Мозера. Она приводит к некоторым очень важным выводам. Поскольку частоты частиц зависят от значений динамических переменных, то в фазовом пространстве, характеризующем систему, в одних точках резонанс наступает, а в других нет. В случае хаоса резонансы порождают необычайно сложное поведение системы в фазовом пространстве [24].
Еще один важный результат
теории КАМ заключается в том,
что увеличивая значения энергии, мы
увеличиваем области фазового пространства,
в которых преобладает
Так как мощность поступающего извне излучения достаточна для формирования сигналов управления, энергия которых в любых информационных системах на несколько порядков меньше энергии системы в целом, а действие КВЧ излучения по определенным параметрам не зависит от его интенсивности в широких пределах, что закономерно для информационных систем и определяется спецификой процесса управления, то авторами этих работ была обоснована гипотеза о том, что проникая в биологическую систему эти излучения на определенных (резонансных) частотах трансформируются в информационные сигналы, осуществляющие управление и регулирование определенными процессами в этой биологической системе [28].
Работами этой школы доказано, что информационное действие ЭМ полей на биологические объекты связаны с созданием материальных структур, а элементы для формирования таких структур не всегда имеются в наличии в нужной области биологического объекта (области, где формируется подструктура). Поэтому в некоторых случаях для реализации необходимого действия требуется весьма длительное облучение. При этом речь идет не о времени, необходимом для проявления результатов образования в биологической системе новой подструктуры, а о времени, необходимом для ее образования. Необходимо иметь в виду, что электромагнитные волны не могут сами оказать существенно различающихся воздействий на разные элементы биологической системы. Предварительно они должны трансформироваться в акустоэлектрические волны при наличии трансформирующей системы. Такой трансформирующей системой может являться периодическая решетка, элементы которой смещены друг относительно друга на малое расстояние, совпадающее с длиной акустоэлектрической волны [28].
Воздействие электромагнитных полей на воду
Поскольку вода является существенным компонентом практически всех биологических объектов (человеческий организм на 62% состоит из воды), и ее, вследствие совершенно уникальных свойств, можно рассматривать как некий мостик между миром живой природы и, условно говоря, миром минералов, то исследователи провели работу по изучению взаимодействия ММ-полей с водой и водосодержащими объектами. Им удалось обнаружить, что вода обладает новым, до сих пор скрытым глубинным свойством - резонансно-волновым состоянием и что система «водная компонента биообъекта - резонансные электромагнитные ММ-волны» играет особую роль в природе. Молекулярные осцилляторы водной компоненты живого организма, самосинхронизируясь на резонансных частотах, могут представлять естественный внутренний источник и проводник резонансных ММ-волн. Система этих колебаний задает структуре биологической среды пространственную и временную организацию [29].
При исследовании воздействия
постоянного магнитного поля на водные
структуры был обнаружен эффект
сверхслабой генерации
Понимание структурных особенностей
воды дало новый импульс к исследованию
влияния на ее свойства слабых воздействий.
Обнаружено влияние фонового излучения
и геомагнитного поля. С учетом
того, что вода как конденсированная
среда представляет собой сложную
пространственную молекулярную конфигурацию,
гексагональные фрагменты которой
обладают элементарными магнитными
моментами, ортогональными их плоскостям,
которые взаимно
Согласно исследованиям,
проведенном в Научном Клинико-
Мы считаем, что организующее воздействие на водные структуры оказывают только те электромагнитные поля (даже и чрезвычайно слабые), которые высокоорганизованны и информационно структурированы. Если в случае мощных воздействий можно ожидать лишь грубое, силовое влияние на систему, то в области слабых и сверхслабых воздействий можно ожидать проявления неожиданных эффектов и феноменов, вследствие неоднозначности результатов внешнего воздействия на множество неразрушаемых функциональных степеней свободы объектов воздействия. Можно даже предположить, что если мощность воздействия возрастает, то его точность влияния и способность к структурным преобразованиям уменьшается, в результате чрезвычайно мощное воздействие неминуемо приведет систему к полному хаосу. Возникает вопрос, а за счет чего в процессе своей жизнедеятельности биологическому организму удается поддерживать столь высокий уровень организованности,
откуда черпает он необходимые информационные ресурсы. С точки зрения физики одним из первых на этот вопрос попытался ответить основатель квантовой механики Эрвин Шредингер в своей книге «Что такое жизнь. Физический аспект живой клетки».
Отличие любого живого организма от мертвого или объекта неживой природы состоит в том, что биологический организм, являясь чрезвычайно открытой системой, питается, дышит, ассимилирует и обменивается энергией с окружающей средой. Поскольку в процессах метаболизма нет ничего мистического или эзотерического, то они должны увеличивать энтропию, но поскольку этого не происходит на протяжении длительного периода, значит, живому организму удается как-то избавляться от избытков энтропии, эффективно извлекая из окружающей среды отрицательную энтропию. Неуклюжее понятие отрицательная энтропия Шредингер предложил заменить более изящным – энтропия, взятая с отрицательным знаком, есть сама по себе мера упорядоченности. Теперь просто процитируем великого физика.
«Средство, при помощи которого организм поддерживает себя постоянно на достаточно высоком уровне упорядоченности (равно на достаточно низком уровне энтропии), в действительности состоит в непрерывном извлечении упорядоченности из окружающей среды. Это заключение менее парадоксально, чем кажется на первый взгляд. Скорее, оно тривиально. В самом деле, у высших животных мы достаточно хорошо знаем тот вид упорядоченности, которым они питаются, а именно: крайне хорошо упорядоченное состояние материи в более или менее сложных органических соединениях служат им пищей. После использования животные возвращают эти вещества в очень деградированной форме, однако не вполне деградированной, так как их еще могут употреблять растения. (Для растений мощным источником «отрицательной энтропии» является, конечно, солнечный свет)… Удивительная способность организма концентрировать на себе «поток порядка», избегая таким образом перехода к атомному хаосу, - способность «пить упорядоченность» из подходящей среды, по-видимому связана с присутствием «апериодических твердых тел» – хромосомных молекул. Последние, без сомнения, представляют наивысшую степень упорядоченности среди известных нам ассоциаций атомов (более высокую, чем у обычных периодических кристаллов) из-за той индивидуальной роли каждого атома и каждого радикала, которую они здесь играют.

- Виды имен
- Виды и меры ответственности за налоговые правонарушения
- Виды и методы вычисления сложности алгоритма
- Виды и методы контроля в маркетинговой системе
- Виды и методы курортного лечения
- Виды и методы мониторинга промышленных объектов
- Виды и методы оценки персонала
- Виды и классификация административно-правовых актов управления
- Виды и классификация договора
- Виды и классификация затрат
- Виды и классификация лизинга
- Виды и классификация правовых актов управления
- Виды и классификация предприятий торговля
- Виды и масштабы негативного воздействия человека на окружающую среду