Защита окружающей природной среды от электромагнитного и радиоактивного излучения

 

К энергетическим загрязнителям окружающей среды относят такие виды энергии антропогенного происхождения, которые либо вообще не характерны для природной среды, либо их интенсивность значительно превышает фоновые (природные) величины, и вредно действуют на людей, другие растительные и животные организмы и может вызывать нарушение нормального функционирования различных экологических систем.

Воздействие на биосферу энергетических загрязнителей антропогенного происхождения складывается из теплового, радиоактивного (ионизирующего), электромагнитного, акустического загрязнений.

 

2.4.1. Защита окружающей природной среды от электромагнитного излучения

Антропогенные источники электромагнитных излучений можно разделить на три группы:

1) точечные (радиостанции, телецентры);

2) узловые (промышленные установки, радиолокационные станции);

3) линейные (линии электропередач, контактные сети электрифицированного транспорта и др.).

Уровень интенсивности излучений от этих источников в связи с ростом их количества и мощности в настоящее время резко возрос. В отдельных районах он в сотни раз превышает значения среднего естественного "природного фона". Одним из мощных источников электромагнитного излучения являются линии электропередач (ЛЭП).

Неблагоприятное для человеческого организма действие наблюдается при напряженности поля 1000 В/м и выше, и прежде всего оно отрицательно сказывается на деятельности нервной системы, что приводит к перенапряжению эндокринного аппарата и нарушает обменные процессы в организме.

Напряжённость 1000 В/м для ЭМП (электромагнитные поля) промышленной частоты "Руководством по охране окружающей среды в районной планировке" считается допустимой при определении границ охранных зон.

К мероприятиям по смягчению воздействия таких ЭМП, прежде всего, относится устройство вдоль линий электропередач специальных охранных зон, ширина которых регламентируется в таких пределах:

 

Напряжение		Охранные зоны
1150 кВ и выше	–	вне населенных пунктов 300 м в каждую сторону от оси линии
500 кВ	–	150 м вне населенных пунктов и 50 м в его пределах
22 кВ	–	10 м вне населенных пунктов и 7 м в его пределах

 

Кроме установления охранных зон в пределах влияния линий электропередач предусматривается соблюдение специального режима сельскохозяйственных и лесохозяйственных работ (укороченный рабочий день, минимальное применение машин и механизмов и др.).

Электромагнитные излучения длинноволнового (ДВ), средневолнового (СВ), коротковолнового (КВ) и ультракоротковолнового (УКВ) диапазонов широко используются в радиосвязи, а также в промышленных установках высокочастотного нагрева.

Основными источниками высокочастотной энергии в среде, где обитает человек, являются радио- и телепередающие центры и радиолокационные станции (РЛС), воздействие которых на население все время возрастает. Интенсивность ЭМП радио- и телецентров определяется их мощностью, конструкцией и особенностями размещения антенных систем, рельефом местности и степенью экранирующего влияния зеленых насаждений (деревьев). Величина интенсивности такого поля может быть определена как расчётным путем, так и непосредственно инструментальными замерами. Полученные при этом данные являются исходным материалом для решения вопросов рационального размещения радио- и телецентров, их антенных систем и планировки строящихся жилых районов. Вышеуказанным руководством рекомендованы следующие допустимые для населенных мест значения напряженности электрического поля в зависимости от диапазона длин волн: ДВ – 20 В/м; СВ – 10 В/м; КВ – 4 В/м; УКВ – 2 В/м.

Эти предельно-допустимые уровни (ПДУ) напряженности поля являются определяющими при выборе площадки для радиостанций или телецентра и установлении границ санитарно-защитных зон. Так, удаление границ технической территории коротковолновых передающих радиоцентров от городов с населением более 100 тыс. жителей должно составлять: при мощности передатчика 0,1…5 кВт – на расстояние не менее 2 км; 5…25 кВт – на 7 км; 120 кВт и более – на 15 км.

В соответствии с требованиями санитарного надзора периодически должны производиться замеры напряженности ЭМП как на территории радиостанции, так и в жилых зонах, расположенных вблизи передающих антенн. При превышении ПДУ необходимо осуществлять комплекс защитных мероприятий: экранирование жилых домов, изменение направленности антенн, снижение мощности передатчика и др. Если эти меры окажутся недостаточными, то необходимо вынести радиостанцию за пределы населенного пункта (или удалить жилые постройки из зоны влияния ЭМП). Наряду с этим предусматривается:

- экранирование селитебных территорий зданиями с высоким содержанием железобетонных конструкций (интенсивность излучения снижается в 1,5…2 раза);

- многорядная посадка зеленых насаждений по фронту распространения электромагнитных волн (при ширине полосы 15…20 м обеспечивается снижение интенсивности излучения на 10…15 %).

Для телецентров и ретрансляционных станций рекомендуются следующие размеры санитарно-защитных зон:

при мощности передатчика 5/1,5 кВт – до 500 м;

– // – 27/7,5 кВт – 1…1,5 км;

– // – 50/15 кВт – 1,5…2 км.

Телевизионные станции, в зависимости от создаваемой ими напряженности ЭМП, делят на 3 группы:

1) станции небольшой мощности, за пределами технической площадки которых напряженность не превышает 2 В/м; размещаются вблизи от жилого массива;

2) станции средней мощности – не более 5 В/м; размещаются только в такой проектируемой или реконструируемой застройке, где имеется возможность организовать санитарно-защитную зону;

3) многопрограммные станции – более 5 В/м; размещают в санитарно-защитной зоне строгого режима.

Наряду с этим требуется обеспечивать необходимые санитарные разрывы и выполнять мероприятия по биологической защите; во всех иных случаях следует придерживаться имеющихся градостроительных нормативов.

Радиолокационные станции (РЛС) при их размещении в пределах города или других населенных пунктах располагают в специальных зонах вдали от жилой застройки. Санитарно-защитная зона РЛС включает зону строгого режима (на ее границе плотность потока энергии ЭМП не должна превышать 10 мкВт/см²) и зону ограничения (на ее внутренней границе ППЭ не должна превышать 10 мкВт/см², а на внешней – 5 мкВт/см²). Эти зоны при круговой диаграмме излучения антенны в горизонтальной плоскости и равном рельефе имеют форму круга, а в других случаях – эллипсообразную форму.

2.4.2. Защита окружающей природной среды от радиоактивного (ионизирующего) излучения

Радиоактивное загрязнение окружающей природной среды (ОПС) вызывается двумя видами излучения:

- корпускулярным (потоками a- и b-частиц и нейтронов);

- электромагнитным (рентгеновское – l=10^-9…10^{-12 м} и g-излучение –l<10^{-12 м).}

Излучения указанных диапазонов длин волн характеризуются способностью при взаимодействии с веществом образовывать в нем электрически заряженные ионы и молекулы. Отсюда и обобщённое название этих видов излучения – ионизирующее.

Источники ионизирующих излучений бывают закрытыми, когда радиоактивные вещества из установки (прибора и т.п.) не могут проникнуть в ОПС, и открытыми, когда такая возможность имеется.

Облучение организма человека, как впрочем, и животных, может быть наружным и внутренним. При наружном облучении источник находится вне организма, а при внутреннем – внутри него. Радиоактивные вещества могут попадать внутрь организма с вдыхаемым воздухом в виде радиоактивной пыли, с водой и пищей, с дымом сигареты и другими путями. Внутренние источники считаются более опасными, так как их воздействие на организм происходит постоянно, вызывая в нем накопление ионизированных атомов и молекул.

Процессы ионизации в организме сопровождаются сложными физико-химическими и биологическими процессами, к числу которых можно отнести разрывы молекулярных связей, изменение структуры молекул, гибель клеток, нарушение обмена веществ. Кроме того, нарушаются состав и функции крови, возникают и развиваются злокачественные опухоли. Эти и другие симптомы характеризуют лучевую болезнь, которая может привести к летальному исходу.

Особая опасность угрожает биологическому миру в связи с тем, что изменения, происшедшие в организме человека и животных под влиянием радиоактивности, сказываются не только на них самих, но и на их потомстве.

Санитарно-гигиеническое нормирование ионизирующих излучений и правила работы с радиоактивными веществами регламентируются нормативными документами, которыми установлены три категории облучаемых лиц:

 

Категория А –	персонал, т.е. лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующих излучений;
Категория Б –	ограниченная часть населения, т.е. лица, которые по условиям проживания или работы могут подвергаться воздействию радиоактивных веществ и других источников излучения, применяемых на соответствующих предприятиях (в организациях, учреждениях), а также удаляемых из ОПС отходов;
Категория В –	остальное население области, региона.

 

Нормируется поглощенная эквивалентная доза в зивертах (Зв). При этом следует иметь в виду, что 1 Зв – это поглощенная доза любого вида ионизирующего излучения, которая вызывает биологический эффект, равный эффекту облучения рентгеновского или g-излучения дозой в 1 грей (Гр). Поглощенной дозе 1 Гр соответствует 1 Дж поглощенной энергии на 1 кг облученного тела.

При разработке проектов атомных электростанций (АЭС) предусматривают захоронение радиоактивных отходов. Поскольку существует вероятность утечки некоторого количества радиоактивных веществ в окружающую среду, то реактор на АЭС окружают биологической защитой (бетон, вода, серпентиновый песок). Оборудование контура реактора делают герметичным. Предусматривают систему контроля возможных мест утечки радиоактивных веществ. АЭС и родственные им предприятия снабжают специальной системой вентиляции, где предусмотрены очистные фильтры и газгольдеры выдержки. Твёрдые радиоактивные отходы переносятся в бетонные траншеи и заливаются бетоном.