Введение

уществование человечества и обеспечение его устойчивого развития невозможно без использования природных ресурсов и самого потенциала природной среды и в то же время без воздействия самого человека на природную среду и последующих за этим эффектов (нередко весьма негативных).

Научный анализ иногда очень тонких, небольших эффектов дает возможность выявить новые неизвестные эффекты различных антропогенных воздействий и прогнозировать их. Такой анализ в настоящее время осуществляется в рамках экологического мониторинга – информационной системы наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданной с целью выделения антропогенной составляющей на фоне природных процессов.

Дисциплина «Экологический мониторинг» является обязательной для студентов, поскольку призвана помочь будущим специалистам разобраться и свободно ориентироваться в вопросах оценки и всестороннего анализа воздействий на объекты окружающей среды и реакциях отдельных природных сред, а также сложных экологических систем.

Для изучения дисциплины «Экологический мониторинг» необходимы базовые знания дисциплин: «Общая экология», «Учение об атмосфере», «Учение о гидросфере», «Учение о биосфере», «Почвоведение», «Геоэкология», «Биогеография», «Экология организмов», «Радиационная экология», «Экологическое право», «Экосистемный анализ», «Химия».

В объеме дисциплины рассматриваются основные объекты экологического мониторинга:

– природные среды (атмосферный воздух, поверхностные воды суши, морские воды, почва и земной покров, ландшафты, геологическая среда);

– источники антропогенного воздействия, приводящие к поступлению в окружающую среду токсичных, опасных и экологически вредных веществ (сточные воды, промышленные выбросы и т.д.), к изменению сложившегося или естественного состояния природных сред, изменению ландшафта территорий;

– природные ресурсы (водные, земельные, лесные и прочие);

– факторы воздействия среды обитания (шум, тепловое загрязнение, физические поля);

– состояние биоты, ее ареалов и экосистем.

Рассмотрены вопросы оценки антропогенного воздействия на биосферу и ряд проблем экологического мониторинга: радиационного, поверхностных вод и фонового загрязнения атмосферы, экосистемных изменений в океане

Актуальность темы. Интенсивное техногенное воздействие на окружающую среду приводит к резкому обострению экологической ситуации, что требует создания систем экологической безопасности и мониторинга среды обитания. Наиболее сильному антропогенному воздействию подвергается природно-ресурсный потенциал густонаселенных районов России, например, Центральное Черноземье, в том числе Воронежская область. Деградация состояния окружающей среды на рубеже XX-XXI столетий в определенной степени связана с падением эффективности систем регионального экологического контроля, недостаточным вниманием к обоснованию современных принципов и технологий экологического мониторинга как инструмента информационной поддержки и повышения эффективности сохранения биоразнообразия, а также управления природопользованием. Несмотря на многочисленные работы в сфере мониторинга, оценки качества и управления охраной окружающей среды (Munn, 1973; Израэль, 1977, 1984; Реймерс, 1983; Бурдин, 1985; Викторов, 1994; Осипов с соавт., 2001) не получила достаточной разработки проблема регионального мониторинга состояния окружающей среды. Исследования нередко узкорегиональны, обладают ведомственной разобщенностью и не направлены на создание системы, обладающей универсальным характером, но при этом адаптированной к условиям конкретного региона.

1. Экология электромагнитного излучения

Измерения компонент вектора напряженности электрического поля, возникающего у экрана работающей электронно-лучевой трубки, которые были выполнены с помощью ВЕ-метра показали, что на частоте 2кГц Е_х = 6 В/м, а Е_у = 4 В/м. Вычислите, чему равна при этом плотность мощности электромагнитного излучения. Сравните полученные результаты с санитарными нормами, регламентирующими воздействие электромагнитного излучения на оператора ЭВМ. Укажите, какие мероприятия (технического, медицинского, профилактического характера) осуществляется для снижения риска неблагоприятного воздействия электромагнитных полей на оператора.

Принцип действия ВЕ-метра состоит в преобразовании колебаний электрического и магнитного полей в колебания электрического напряжения, частотной фильтрации и усилении этих колебаний с последующим автокомпенсационным анализом и детектированием. Конструктивно измеритель состоит из датчиков электрического и магнитного полей, блока ВЧ и НЧ фильтров, раздельных по ВЧ и НЧ каналам, блоков операционных усилителей, блоков среднеквадратического детектирования сигналов, блока процессорной обработки результатов измерения, жидкокристаллического дисплея для отображения измеренных величин и блока питания.

Измеритель электрического и магнитного полей ВЕ-метр-АТ-002 предназначен для аттестации рабочих мест операторов ЭВМ в соответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 и для сертификации видеотерминалов по стандарту MPR и TCO 92/95. Одновременные измерения электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля в двух полосах частот: от 5 Гц до 2 кГц и от 2 кГц до 400 кГц. Поставляется с зарядным устройством и сумкой для транспортировки.

ВЕ-метр-АТ-002 широко используется для контроля норм по электромагнитной безопасности видеодисплейных терминалов и для проведения комплексного санитарно-гигиенического обследования жилых помещений и рабочих мест.

Электромагнитные излучения, излучаемые видеодисплейным терминалом, имеют широкий диапазон частот. Согласно стандартам, электромагнитное излучение должно быть измерено в диапазоне частот от 5 Гц до 400 кГц.

Для выделения требуемых полос частот в измерительной установке предусмотрены фильтры верхних и нижних частот, имеющие магазины затуханий.

Переменные магнитные поля, излучаемые всеми сильноточными элементами видеодисплейного терминала (источником питания, отклоняющей системой, высоковольтными трансформаторами и т.д.), имеют преимущественно несинусоидальный характер и характеризуются большим числом гармоник. Поэтому прибор, измеряющий излучаемые магнитные поля, должен иметь широкий частотный спектр. Значения измеряемой плотности магнитного потока: в диапазоне частот 5 Гц … 2 кГц (диапазон I) – от 200 до 5000 нТл; в диапазоне 2 … 400 кГц (диапазон II) – от 10 до 1000 нТл.

Измеряемые уровни напряженности электрического поля: в диапазоне I – 10 … 1000 В/м, в диапазоне II – 1 … 100 В/м.

Уровень фона (магнитные поля, излучаемые сетевой проводкой и другими при-борами) не должен превышать 40 нТл для диапазона I и 5н Тл для диапазона II.

Результаты тестирования в сильной степени зависят от типа используемых проводов электропитания и от того, каким образом эти провода размещаются. Поэтому чрезвычайно важным является понимание того, что полученные в результате тестирования данные могут быть «перенесены» на конкретно используемый в работе пользователем видеодисплейный терминал только в том случае, если его подключение выполняется аналогично тестированному с использованием того же самого типа проводов электропитания и того же способа подключения

В любом помещении (соответственно, и на рабочих местах в этом помещении) присутствуют электрические и магнитные поля промышленной частоты 50 Гц. Эти поля присутствуют в помещении даже тогда, когда в нем не расположена или не включена компьютерная техника. Требования к полям промышленной частоты 50 Гц установлены в иных нормативных документах – в СанПиН 2.2.4.723-98 «Переменные магнитные поля промышленной частоты в производственных условиях» для магнитных полей (норма при 8 часовом рабочем дне – 100 000 нТл) и СанПиН 5802-91 «Санитарные нормы и правила выполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты» для электрических полей промышленной частоты 50 Гц (норма при 8-часовом рабочем дне – 5 000 В/м). Таким образом, при установлении электромагнитной безопасности рабочего места с компьютерной техникой должно быть подтверждено его соответствие трем нормативным документам:

•СанПиН 2.2.2.542-96 по требованиям к электрическим и магнитным полям дисплеев и ПЭВМ;

•СанПиН 5802-91 по требованиям к электрическим полям промчастоты 50 Гц;

•СанПиН 2.2.4.723-98 по требованиям к магнитным полям промчастоты 50 Гц.

Физическая природа и механизмы воздействия на человека этих полей различны. Электрические и магнитные поля промчастоты 50 Гц – это синусоидальные поля с низким уровнем гармоник. Электрические и магнитные поля ПЭВМ – это в значительной степени импульсные и (что является особенно значимым) низкочастотные модулированные поля.

До тех пор пока не установлено, какой вклад в суммарное измеренное электрическое или магнитное поле дают собственные поля дисплеев и ПЭВМ, а какой - поля промышленной частоты 50 Гц, делать заключение о невыполнении на рабочем месте требований СанПиН 2.2.2.542-96 по уровням электрических и магнитных полей и выдавать официальное предписание о приостановлении работ неправомерно. Аналогичный подход должен быть и при аттестации рабочих мест с компьютерной техникой по условиям труда…»

В заключение рассмотрения вопроса об оценке электромагнитных излучений на рабочих местах с компьютерной техникой в той же статье было сделано одно замечание. Уровни допустимых фоновых магнитных полей промышленной частоты 50 Гц, регламентированных для производственных помещений действующими в настоящее время нормативными документами (СанПиН 2.2.4.723-98), составляют 80 А/м (100 мкТл) . Однако опыт авторов в аттестации рабочих мест с компьютерной техникой по условиям труда показывает, что уже при напряженности магнитного поля 0,8 А/м (1 мкТл) возникают эффекты нестабильности изображения на экранах дисплеев ПЭВМ. Эти эффекты в равной степени присущи как старым типам дисплеев, так и современным дисплеям, прошедшим весь установленный комплекс сертификационных испытаний по требованиям электромагнитной совместимости (по требованиям восприимчивости их к внешним электромагнитным помехам и помехам по цепям питания).

Источниками магнитных полей в этой ситуации могут быть магниты громкоговорителей, установленные в акустические колонки, или поля рассеивания мощных трансформаторов, в том числе установленных в телевизорах старых типов. Поэтому не стоит ставить ПК рядом с телевизорами, особенно старых моделей.

ВЕ-метра показал, что на частоте 2кГц Е_х = 6 В/м, а Е_у = 4 В/м. Вычислите, чему равна при этом плотность мощности электромагнитного излучения

Плотность мощности электромагнитного излучения вычисляется по формуле П = Е² / 3,77 [стр. 16, 7] где Е - значение напряженности электрического поля.

Е_с = = 7,21 В/м,

П=52/3,77 = 13,2626 мкВт/см².

В нашем случае при частоте 2кГц вполне допустимое значение излучения.

2. Радиационная экология

В кровь человека ввели небольшое количество раствора, содержащего ²³₁₁Nа с активностью А₀ = 2,0 10³ Бк. Активность V= 1 см³ крови через t = 5,0 часов оказалась А = 0,267 Бк/см^{3 .}.Период полураспада данного радиоизотопа T_0.5 = 15 часов. Найти объем крови человека. Приведите еще примеры использования радиоизотопов в медицине.

Невозможно, нецелесообразно отказываться от достижений человечества: атомной энергетики, химической отрасли промышленности… Необходимо правильно понимать, как воздействуют новые виды техники на окружающую среду, и разработать систему взаимодействия с ней человека. Специалисты отмечают, что современный человек мало подготовлен к той мере ответственности, к тому уровню требований, которые предъявляет сейчас состояние окружающей среды. Современный выпускник школы слабо вооружен знаниями в области экологических взаимодействий разного уровня, их влияния на здоровье человека.