5. Завдання для практичної частини контрольної роботи

Тема: Электромагнитное загрязнение окружающей среды.

Цель: ознакомиться с влиянием электромагнитных излучений на организм человека и способом расчета санитарно-защитной зоны.

Краткие теоретические сведения.

Источники электромагнитных полей (ЭМП) – антенные устройства, линии электропередач и др. Степень вредности зависит от времени действия, интенсивности и длины волны источника. Влияние ЭМП с большой интенсивностью связано с тепловым эффектом, приводит к усиленному кровотоку во внутренних органах, спасающему их от перегрева. Особенно чувствительны органы с недостаточно развитой сетью кровообращения: хрусталик глаза и др. ЭМП влияют на биофизические процессы в клетках и тканях, поражают центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. В начальной фазе повышается возбудимость, затем происходит снижение биоэлектрической активности мозга, ухудшение проводимости сердечной мышцы. В дальнейшем появляются головная боль, слабость, повышенная утомляемость, угнетенное состояние, нарушение сна, раздражительность, истощение нервной системы, изменения состава крови, ломкость ногтей, облысение. Эти изменения способны накапливаться, но обратимы, если исключить воздействие ЭМП.

Допустимая энергетическая нагрузка в диапазоне СВЧ на организм человека W не должна превышать 2 Вт · ч/м² (200 мкВт ч/см²), при облучении от вращающихся и сканирующих антенн – 20 Вт ч/м 2 .

Количественная оценка энергетической нагрузки определяется интенсивностью излучения по плотности потока энергии ППЭ. На практике она определяется через мощность излучения радиотехнического устройства P (среднюю по времени для радиолокационных станций), а если антенна направленная, то и через коэффициент ее усиления G, а также через расстояние r между антенной и точкой наблюдения:

ППЭ = PG / 4 πr² (6.1)

Эта формула действительна для случая распространения радиоволн в свободном пространстве, в частности, в воздухе. Реальная воздушная среда, в которой возможно облучение людей радиоволнами, всегда отличается от свободного пространства тем, что на некоторых конечных расстояниях от передающей антенны находятся: земля, ограждающие конструкции производственных помещений, различное оборудование, приборы и сами люди. Все эти предметы, обладая свойствами, отличными от свойств воздуха, определенным образом влияют на распространение радиоволн в нем, отражая, преломляя и поглощая их. При диффузном отражении от негладкой поверхности земли (травяной покров, неровность, шероховатость и т. д.) отражение непосредственно в направлении на точку приема (точку наблюдения) невелико, и условия распространения радиоволн приближаются к условиям в свободном пространстве. Тогда с большой точностью можно пользоваться формулой (6.1). Подобные условия встречаются очень часто.

Допустимое время Т пребывания человека в зоне облучения ЭМП определяется по формуле:

T = кW / ППЭ (6.2)

где к = 10 для вращающихся и сканирующих антенн.

Из этого соотношения можно определить значение допустимой энергетической нагрузки при любом времени нахождения человека в ЭМП:

ППЭ = кW / T (6.3)

Допустимое значение ППЭ для территории жилой застройки и мест массового отдыха, т. е. при пребывании человека в ЭМП весь день составляет 0,10 Вт/м², а при облучении от вращающихся и сканирующих антенн – 1,0 Вт/м² .

По приведенным выше формулам можно вычислить размер санитарно-защитной зоны радиолокационной станции.

Санитарно-защитная зона – это территория вокруг предприятия, за пределами которой вредное влияние от предприятия (загрязнение воздуха, почвы, электромагнитные, радиоактивные излучения и т. д.) не превышает допустимое значение, т. е. за пределами санитарно-защитной зоны проживание и вообще нахождение человека безопасно. В данном случае допустимое значение ППЭ = 0,10 Вт/м² (или 1,0 Вт/м² при облучении от вращающейся или сканирующей антенны). Размер (радиус) санитарно- защитной зоны определяется расстоянием r между антенной и точкой, в которой ППЭ = 0,10 Вт/м² (или 1,0 Вт/м²), по формуле (6.1).

Таблица 6.1. Исходные данные к решению задачи

Вариант	Ри кВт	τ мкс	F Гц	G	S м
1	300	2	300	10000	400
2	400	2	400	20000	600
3	450	2,5	350	20000	500
4	350	2	350	15000	500
5	500	2,5	350	10000	500
6	400	2	300	15000	400
7	350	2,5	350	10000	500
8	500	2	400	15000	400
9	450	2,5	300	30000	500
10	350	2	300	20000	500
11	600	2	300	30000	400
12	500	2,5	350	20000	500
13	550	2	300	30000	400
14	400	2	350	20000	500
15	500	2	300	30000	400
16	600	2,5	400	20000	350
17	500	2	350	20000	400
18	500	2	400	30000	400
19	400	2	350	20000	500
20	600	2,5	400	30000	450
21	550	2,5	400	20000	400
22	350	2	350	30000	350
23	550	2	400	20000	250
24	500	2	300	20000	300
25	600	2,5	400	30000	600

Задание. Рассчитать, на каком расстоянии от радиолокационной станции можно находиться людям постоянно, т. е. размер санитарно-защитной зоны.

На поле с травяным покровом расположена радиолокационная станция, имеющая следующие характеристики излучения:

- импульсная мощность излучения Ри кВт;

- длительность импульса τ мкс;

- частота повторения импульсов F Гц;

- коэффициент усиления вращающейся антенны G.

На расстоянии S м, от этой станции находятся дачные участки.

Определить, опасна ли близость радиостанции и дать рекомендации садоводам.

Пример решения. Средняя по времени мощность излучения вычисляется по формуле:

P = Pи τ F (6.4)

Например, параметры станции: Ри = 500 кВт, τ = 2,5 мкс, F = 400 Гц,

G = 20 000; дачные участки находятся на расстоянии S = 0,5 км от антенны.

1. Вычисляем среднюю мощность излучения по формуле (6.4):

Р = 500 Вт.

2. Вычисляем размер санитарно-защитной зоны по формуле (6.1), т. е. определяем радиус r, учитывая, что допустимое значение ППЭ = 1,0 Вт/м²: Это расстояние равно 890 м.

3. Определяем значение ППЭ на дачных участках. Для этого по формуле (6.1) вычисляем ППЭ для расстояния 0,5 км:

ППЭ = 3,2 Вт/м², что в 3,2 раз превышает допустимую величину.

4. Определяем, сколько времени можно находиться на этих садовых участках, по формуле (6.2). Получается 6,2 часа в сутки.

Решение: При наличии указанной радиолокационной станции дачные участки можно располагать только на расстоянии 0,9 км от нее. На рассматриваемых дачных участках уровень электромагнитного излучения превышает допустимый в 3,2 раза. Это может повлиять на здоровье (описать влияние электромагнитных излучений на здоровье человека). На этих дачах можно находиться только 6,2 часа в сутки.

Обязательно дать рекомендации по полученному Вами результату.

Контрольные вопросы (ответить письменно):

1. Каковы источники ЭМП?

2. Как влияют ЭМП на организм человека?

3. Как определяется энергетическая нагрузка на организм человека?

4. Что такое «санитарно-защитная зона»?

5. Как определяется допустимое время нахождения в зоне влияния ЭМП?

6. ВИМОГИ ДО ОФОРМЛЕННЯ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ

Контрольна робота повинна складатись з наступних розділів:

1. Титульний аркуш.

2. Завдання на контрольну роботу.

3. Зміст.

4. Текст роботи (основна частина поділена на розділи).

5. Перелік використаних джерел.

6. Додатки (за необхідністю).

Обсяг контрольної роботи не повинен бути більше ніж 30 сторінок машинописного тексту. Робота оформляється на аркушах А4 (210х297 мм).

Роботу виконують за допомогою комп’ютерної техніки на одній сторінці аркушу білого паперу.

Роботу друкують через 1,5 інтервали, із розрахунку 40 рядків на аркуші за умови рівномірного його заповнення, шрифт «Times New Roman», розмір шрифту 14.

Текст роботи необхідно друкувати, дотримуючись наступних розмірів полів: верхнє, нижнє – не менше 20 мм., ліве – не менше 30 мм., праве – не менше 10 мм.

Під час виконання роботи необхідно дотримуватись рівномірної контрастності та чіткості тексту.

Робота описується у минулому часі, у множині, в інфінітивній формі.

Кожний розділ контрольної роботи повинен починатися з нової сторінки.

Викладення основної частини повинне супроводжуватися рисунками (маються на увазі схеми, графіки, діаграми та т. ін.), необхідними розрахунками, поясненнями формул, що вжиті, містити посилання на джерела інформації.

Нумерація рисунків ведеться по розділах. Номер рисунка складається з номера розділу та порядкового номера рисунка у розділі.

Наприклад, перший рисунок (схема, діаграма, графік та т. ін.) розділу 2 оформлюється розміщенням під ним напису: Рисунок 2.1 - (Найменування рисунка).

Кожний рисунок розміщується безпосередньо на сторінці, де надається його опис, або ж на окремій сторінці, наступній за посиланням на цей рисунок.

Перед розміщенням рисунка на нього обов'язково повинно бути посилання у тексті.

Після розміщення рисунка повинне бути надане пояснення наведених даних. Закінчувати викладення розділу, пункту, підпункту рисунком без пояснення не дозволяється.

Формули нумеруються в межах розділу. Номер формули складається з номера розділу та порядкового номера формули у розділі і вказується в круглих дужках в крайньому правому положенні на рядку. При викладенні змісту розділу посилання на формулу є обов`язковим.

Пояснення символів та значень, що входять до складу формули, наводяться з нового рядка, починаючи зі слова «де» без двокрапки.

Вище та нижче кожної формули повинно залишатися не менш ніж по одному вільному рядку.

Нумерація таблиць ведеться по розділах. Номер таблиці складається з номера розділу та порядкового номеру таблиці у розділу.

Наприклад, друга таблиця розділу 1 оформлюється розміщенням понад нею напису:

Таблиця 1.2 - (Найменування таблиці)

№ п\п	Найменування показника	Значення показника	Нормоване значення показника
…	…	…	…
…	…	…	…

 

Кожна таблиця розміщується безпосередньо на сторінці, де подається її опис, або ж на окремій сторінці, наступній після посилання на цю таблицю.

Якщо таблиця не вміщується на одній сторінці і необхідно частину її перенести на наступну, то ці дії можуть бути оформлені таким чином:

 

Продовження табл. 1.2

(найменування таблиці не вказується)

або повторенням тільки заголовка таблиці (у цьому разі рядок з нумерацією колонок не потрібний):

Продовження табл. 1.2

(найменування таблиці не вказується)

№ п\п	Найменування показника	Значення показника	Нормоване значення показника
…	…	…	…
…	…	…	…

 

Заповнення таблиці може здійснюватися з використанням шрифтів №№ 8-14 та інших видів форматів у залежності від особливостей її змісту.

Перед розміщенням таблиці на неї повинно бути посилання у тексті.

Після розміщення таблиці повинне бути надане пояснення наведених даних. Закінчувати викладення розділу, пункту, підпункту таблицею без пояснення не дозволяється.

Посилання на джерела інформації оформлюються шляхом включення у квадратні дужки порядкового номера джерела з переліку літератури або інших джерел інформації. Лапки для запису назви джерела інформації і видавництва не вживаються.

Наприклад, посилання на джерело, яке має порядковий номер 12, оформлюється так: [12]. Розміщується таке посилання за текстом абзацу або у кінці абзацу.

Реквізити джерела інформації містять: прізвище та ініціали автора, повну назву, місце видання, назву видавництва, рік видання.

При використанні нормативних документів його реквізити повинні містити повну назву документа, найменування органу, що затвердив документ, рік затвердження і номер.

Додатки розміщуються за порядком їх появи у тексті основної частини. Кожен додаток починається з нової сторінки. Додатки слід починати позначати послідовно великими літерами української абетки, за виключенням літер Г, З, Й, О, Ч, Ь, наприклад, ДОДАТОК А, ДОДАТОК Б та т. ін.

Нумерація сторінок додатків повинна продовжувати нумерацію сторінок після переліку посилань. При викладенні змісту розділу посилання на додаток є обов`язковим. Такі посилання можна розмістити у тексті: