Старт в науке
Научный журнал для школьников ISSN 2542-0186
О журнале Выпуски Правила Олимпиады Учительская Поиск Личный портфель

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В ДОМАХ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В ГЕОДИНАМИЧЕСКИ АКТИВНЫХ РАЗЛОМАХ КАЛИНИНСКОГО РАЙОНА Г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

Раков В.А. 1
1 г. Санкт-Петербург, ГБОУ «Лицей №179», 11 класс
Леонова Е.В. (Санкт-Петербург, ГБОУ «Лицей №179»)
1. Зоны геодинамически активных разломов и их влияние на здоровье человека: учебно-методическое пособие / Е.К. Мельников, Г.М. Пивоварова, Н.П. Меткин, К.Б. Фридман, А.Г. Резунков, О.П. Резункова, М.Ф. Кондрич, С.Н. Носков; под ред. Н.П. Меткина; Российская академия естественных наук. – СПб.: Ладога-100, 2013.
2. Большая Советская Энциклопедия.
3. http://labor_protection.academic.ru/.

Санкт-Петербург расположен на пересечении четырёх тектонических трансконтинентальных разломов. Они уходят на многие километры в глубину земной коры и определяют в Санкт-Петербурге береговые границы Финского залива и план речной сети. Помимо этих разломов протяжённостью в несколько сотен километров, в земной коре под городом обнаружены и другие: от нескольких сантиметров до десятков метров.

Установлено, что геопатогенные зоны оказывают влияние и на биосферу, и на человека. В местах тектонических разломов часто случаются разрывы коммуникаций, наблюдается чрезмерно интенсивное течение вод и т.п. На сегодняшний день существует реальная угроза метановых взрывов в Санкт-Петербурге. Метан собирается над зонами геологических разломов в подвалах, на территориях засыпанных и заасфальтированных болот.

Но места метановых скоплений в Санкт-Петербурге ещё не так страшны, как геопатогенные зоны на пересечениях тектонических разломов. Главные узлы геологических стыков приходятся на Красносельский район, Васильевский остров, Озерки, Гражданку, Купчино и районы вдоль реки Невы.

Таким образом, геодинамически активные разломы оказывают непосредственное влияние на экологию Петербурга, на здоровье его жителей.

Цель работы: исследование электромагнитного поля в домах, расположенных в геодинамически активных разломах Калининского района г. Санкт-Петербурга

Задачи:

– измерить характеристики электромагнитного поля в домах,

– измерить ионизацию воздуха,

– провести анализ данных и сравнить с санитарно-гигиенические нормы допустимых уровней и выработать рекомендации по населению.

Геодинамически активные разломы (ГДАР) представляют собой расколы в земной коре мощностью до первых десятков метров и протяженностью от сотен метров до десятков километров, проявленные в скальных породах зонами повышенной трещиноватости и бречкирования.

Наиболее мелкие из них протяженностью от 5 до 10 километров проявляются в виде линеаментов на картах современного рельефа и космоснимках маштаба 1:50000 – 1:100000. Расстояние между ними обычно не превышает 5–10 км. Выделяемые по геолого-геофизическим данным более крупные тектонические нарушения прослеживаются по простиранию на десятки километров. Расстояние между ними на геологических картах маштаба 1:200000 – 1:500000 достигает 10–50 км. Сближенные, субпараллельные ГДАР образуют региональные и трансконтинентальные геоактивные зоны протяженностью в сотни километров. Такие зоны, проявленные не только в отложениях осадочного чехла, но и в кристаллическом фундаменте, находят свое отражение на тектонических и геодинамических картах маштаба 1:1000000 – 1:2500000. Расстояние между субпараллельными из них обычно превышает 100 км.

В зависимости от направления движения тектонические разломы делятся на три основные группы. Разлом, в котором основное направление движения происходит в вертикальной плоскости, называется разломом со смещением по падению, если в горизонтальной плоскости – то со сдвигом. Если смещение происходит в обеих плоскостях, то такое смещение называется сбросо-сдвигом. В любом случае, наименование применяется к направлению движения разлома, а не к современной ориентации, которая могла быть изменена под действием местных либо региональных складок, либо наклонов.

Судя по вертикальным деформациям тоннельных реперов Санкт-Петербургского метрополитена, вертикальные перемещения по разломам, пересекающим территорию города, имеют знакопеременную направленность и достигают 0,5–20,0 мм в год, а в узлах пересечения разломов, в одном из которых расположен участок повторяющихся (1974, 1975, 1955 гг.) аварий метро у площади Мужества, 30,0–50,0 мм в год.

Особенно важным при строительстве является то, что молодые активные разломы достаточно четко проявляются в форме ослабленных зон и в разрезе молодых четвертичных отложений, представляющих основу для различных инженерных сооружений. В пределах такого рода ослабленных зон отмечается телескопирование на разных уровнях линз обводненных песков, в том числе и плывунов, растрескивание, проседание, разнообразные смещения и пластические деформации глинистых горизонтов. Будучи мобильно-проницаемыми ГДАР представляют собой каналы для поступления из глубины к поверхности минерализованных вод и газовых эманаций (радона, метана, углекислого газа, водорода, очевидно, связано резкое снижение ионизации воздуха в расположенных над ГДАР помещениях (до первых сотен отрицательных аэронов кислорода в 1 см3 при ПДК 600 и при оптимальной концентрации для человека 1500–2000), а так же водородное расхрупчивание и расслоение металла, как в подземных коммуникациях, так и в наземных инженерных сооружениях.

Фрагментарно зоны разломов сопровождаются аномалиями гравитационного и магнитного полей, а на всем своем протяжении аномалиями естественного импульсного электромагнитного излучения (ЕИЭМИ) в широком частотном диапазоне. На электрофицированных территориях зоны ГДАР превращаются в естественные волноводы для блуждающих токов техногенного присхождения. На участках поступления по разломам агрессивных вод и эманаций естественные и блуждающие токи создают электрохимические аномалии, способствующие развитию в металлоконструкциях коррозийных процессов. Ширина связанных с ГДАР геофизических и геомеханических аномалий измеряется десятками-первыми сотнями метров, что позволяет успешно использовать для их выявления и картирования различные геофизические и геохимические методы.

В ходе работы мы проводили исследование электромагнитного поля и ионизации воздуха в домах, расположенных в зонах и вне зон геодинамически активных разломов.

Электромагнитное поле (определение из БСЭ) – это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами. Исходя из этого определения не понятно, что является первичным – существование заряженных частиц или же наличие поля. Быть может только благодаря наличию электромагнитного поля частицы могут получать заряд. Также как и в истории с курицей и яйцом. Суть в том, что заряженные частицы и электромагнитное поле неотделимы друг от друга и друг без друга существовать не могут. Поэтому определение не даёт нам с вами возможности понять суть явления электромагнитного поля и единственное, что следует запомнить, что это особая форма материи! Теория электромагнитного поля была разработана Джеймсом Максвеллом в 1865 г.

Электромагнитное поле состоит из двух составляющих это электрическое и магнитное поле. Независимо друг от друга они существовать не могут. Одно порождает другое. При изменении электрического поля тут же возникает магнитное.

Электромагнитная волна в вакууме распространяется со скоростью света, то есть 300 000 км/с. При изменении электрического поля возникает магнитное поле. Так как вызвавшее его электрическое поле не является неизменным (то есть изменяется во времени) то и магнитное поле также будет переменным.

Изменяющееся магнитное поле в свою очередь порождает электрическое поле и так далее.

Электромагнитная волна распространяется в пространстве во все стороны от своего источника.

Электромагнитная волна при распространении переносит энергию в пространстве. Чем сильнее ток в проводнике вызвавший поле, тем больше энергия переносимая волной.

Силовые линии магнитного и электрического полей взаимно перпендикулярны.

Использование электромагнитной энергии в самых разнообразных областях человеческой деятельности привело к тому, что к существующему электрическому и магнитному полям Земли, атмосферному электричеству, радиоизлучению Солнца, Галактики, Вселенной и Мироздания в целом добавилось электромагнитное излучение искусственного происхождения. Его уровень значительно превышает уровень фона.

Энергопотребление в мире удваивается каждые 10 лет, а ЭМИ в энергетике за этот период возрастают еще в 3 раза. Вблизи воздушных линий электропередач напряженность электромагнитных полей возросла в 100 – 10000000 раз, создавая тем самым реальную опасность для людей, животного и растительного мира. Суточная мощность радиоизлучения передающих станций за полвека возросла более чем в 50 тысяч раз. Жители крупных городов буквально «купаются» в ЭМИ, в том числе дома. Электромагнитное излучение монитора, вред СВЧ, излучение сотовой связи... Источники ЭМИ самые разнообразные: силовая и осветительная электросеть, радио, телевидение, телефон (особенно – радиотелефон), СВЧ – печи, компьютеры и т.д. Ультранизкие частоты генерируют: электрифицированный транспорт, линии электропередач, в том числе – кабельные, трансформаторные подстанции. Светимость Земли в радиодиапазоне превысила светимость Солнца!

Действие ЭМИ усугубляется долговременным воздействием: круглосуточно и на протяжении ряда лет, что, как правило, приводит к передозировке ЭМИ и трагическим последствиям.

В последние годы внимание к уровню излучения бытовых и промышленных приборов существенно возросло, особенно – для образцов новой техники. Яркий пример – мониторы компьютеров (регламентируются излучения: мягкое рентгеновское, ультрафиолетовое, инфракрасное, видимое, радиочастотное, сверх- и низкочастотное). Однако в большинстве случаев это лишь способ увеличения продаж. Можно иметь отличный компьютер, в то же время, индукция, например электробритвы, составляет 1500 мкТл, а естественный геомагнитный фон составляет 30:60 мкТл.

Таким образом, основными источниками ЭМП являются:

• Электротранспорт (трамваи, троллейбусы, поезда, метрополитен)

• Линии электропередач (городского освещения, высоковольтные)

• Электропроводка (внутри зданий, телекоммуникации)

• Бытовые электроприборы

• Теле- и радиостанции

• Спутниковая и сотовая связь

• Радары

• Персональные компьютеры

В современном мегаполисе количество источников ЭМП крайне велико, поэтому необходимо тщательно измерить влияние ЭМП на человека. Для этого мы использовали специальные приборы.

rakov-1.tif

Измерение напряженности электрического поля производились прибором СТ-01 «Универсальный измеритель напряженности и потенциала электростатического поля»

rakov-2.tif

Измерение индукции магнитного поля производились МТМ-01 Магнитометр трехкомпонентный малогабаритный – измеритель постоянного магнитного поля

Также немаловажно учесть такую составляющую современного мегаполиса, как ионизация, непосредственно влияющую на здоровье человека. Ионизация воздуха – процесс превращения нейтральных атомов и молекул воздушной среды в электрически заряженные частицы (ионы).

Естественная ионизация происходит в результате воздействия на воздушную среду космических излучений и частиц, выбрасываемых радиоактивными веществами при их распаде. Естественное ионообразование происходит повсеместно и постоянно во времени

Технологическая ионизация происходит при воздействии на воздушную среду радиоактивного, рентгеновского и ультрафиолетового излучения, термоэмиссии, фотоэффекта и других ионизирующих факторов, обусловленных технологическими процессами. Образовавшиеся при этом ионы распространяются, в основном, в непосредственной близости от технологической установки.

Ионы в воздухе производственных помещений могут образовываться вследствие естественной, технологической и искусственной ионизации.

Для её измерения мы использовали следующий прибор:

МАС-01 Счетчик аэроионов малогабаритный предназначен для экспрессных измерений концентрации легких положительных и отрицательных аэроионов с целью контроля уровней ионизации воздуха на рабочих местах в производственных и общественных помещениях.

Результаты измерений мы свели в таблицу.

Таблица 1

Уровень ПМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н) в А/м или в единицах магнитной индукции (В) в мТл

 

Напряженность

электрического

поля, кВ/м

Индукция магнитного поля, мТл

Ионизация

воздуха,

103 см-3

Гражданский проспект 108/1

1 этаж, (частично в зоне)

0,437

34

+245

Гражданский проспект 108/1

9 этаж, (частично в зоне)

0,349

24

+11,7

Гражданский проспект 83/1

1 этаж, (частично в зоне)

0,386

32

+138

Гражданский проспект 83/1

9 этаж, (частично в зоне)

0,267

26

+9,2

Гражданский проспект 108/2

1 этаж (вне зоны)

0,067

40

-251

Гражданский проспект 108/2

5 этаж (вне зоны)

0,11

36

+14

Гражданский проспект 83/4

1 этаж (вне зоны)

0,083

38

-143

Гражданский проспект 83/4

5 этаж (вне зоны)

0, 21

32

+68

Гражданский проспект 109/1

1 этаж (в зоне)

0.035

38,5

+0,1

Гражданский проспект 109/1

5 этаж (в зоне)

0.628

44

+902

Гражданский проспект 90/7

5 этаж (в зоне)

0,024

42

-32

Гражданский проспект 90/7

5 этаж (в зоне)

0,34

35

+48

Нормы СанПина

От 24 до 40

От 30 до 50

От 0,6 до 50

Предельно допустимые уровни постоянного магнитного поля

Оценка и нормирование ПМП осуществляется по уровню магнитного поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену для условий общего (на все тело) и локального (кисти рук, предплечье) воздействия.

Таблица 2

Санитарно-гигиенические нормы допустимых уровней ионизации воздуха производственных и общественных помещений.

ПДУ постоянного магнитного поля

Время воздействия за рабочий день,

минуты

Условия воздействия

Общее

Локальное

ПДУ напряженности, кВ/м

ПДУ магнитной индукции, мТл

ПДУ напряженности, кВ/м

ПДУ магнитной индукции, мТл

0–10

24

30

40

50

11–60

16

20

24

30

61–480

8

10

12

15

В качестве регламентируемых показателей ионизации воздуха устанавливаются:

– минимально необходимый уровень,

– оптимальный уровень,

– максимально допустимый уровень,

– показатель полярности.

Минимально необходимый и максимально допустимый уровни определяют интервал концентраций ионов во вдыхаемом воздухе названных помещений, отклонение от которого создает угрозу здоровью человека.

Нормативные величины ионизации воздушной среды производственных и общественных помещений

Уровни

Число ионов в 1 см3

П+

П+

Минимально необходимый

Оптимальный

Максимально допустимый

400

1500–3000

50000

600

3000–5000

50000

Подведение итогов: анализ данных показал:

– напряженность электрического поля не превышала допустимых норм не зависимо от расположения жилых домов,

– показатель индукции магнитного поля превышает незначительно в домах, расположенных в геодинамически активных разломах,

– ионизация воздуха превышала не только в домах, расположенных в зонах, но и вне. Преимущественно данный показатель выше на первом этаже.

Электростатические поля способны изменять состав воздуха в жилом и рабочем помещении, нейтрализуя легкие аэроионы воздуха. Медицинские исследования показали, что поглощение деионизированного воздуха на протяжении долгого времени серьезно вредит здоровью человека. Аэроионное голодание может привести к возникновению нежелательных реакций, например, излишней выработке гормонов серотонина или гистамина.

Выводы

Таким образом подведём итог проделанной работы.

Согласно второму пункту анализа данных необходимо учитывать при строительстве жилых и производственных помещений наличие активных разломов, которые приводят не только к опасности нарушения целостности конструкций, но и влияют на здоровье людей.

Ионизацию воздуха или его деионизацию крайне необходимо проводить для поддержания должного уровня, так как превышение и недостаток уровня ионизации пагубно отражается на здоровье человека.

Рекомендации населению:

– чаще проветривать помещения,

– повышать влажность воздуха, тем самым уменьшая число заряженных частиц в воздухе.

– проводить искусственную ионизацию воздуха в помещения при её недостаточности.


Библиографическая ссылка

Раков В.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В ДОМАХ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В ГЕОДИНАМИЧЕСКИ АКТИВНЫХ РАЗЛОМАХ КАЛИНИНСКОГО РАЙОНА Г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГА // Старт в науке. – 2019. – № 3-1. ;
URL: https://science-start.ru/ru/article/view?id=1581 (дата обращения: 20.05.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674