CC BY
68
УДИ 504.055, 504.064.3
10.18286/1816-4501 -2015-4-90-93
СКРИНИНГОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ГЕОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
В СРЕДНЕВОЛЖСКОМ РЕГИОНЕ
Романов Василий Васильевич,, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Информатика»
Романова Елена Михайловна, доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой «Биология, ветеринарная генетика, паразитология и экология»
Игнаткин Денис Сергеевич, кандидат биологических наук, доцент, кафедры «Биология, ветеринарная генетика, паразитология и экология»
ФГБОУ ВО Ульяновская ГСХА
432017, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1; тел. 902-244-95-26, e-mail: vvr-emr@yan-
dex.ru
Ключевые слова: загрязнение окружающей среды, городские территории, магнитное поле, геомагнитное поле, здоровье населения
Приведены результаты исследования магнитных полей в городской среде и пригородных районах. Показано, что в пригородных зонах электромагнитный фон соответствует норме. На урбанизированных территориях выявлены сильно возмущенные вариации составляющих геомагнитного поля, обусловленные излучением техногенных источников, которые формируют зоны «электромагнитного смога».
Введение
Естественные геомагнитные поля - постоянно действующие факторы внешней среды, необходимые для жизнедеятельности биосистем. Жизнь на Земле во все геологические периоды протекала в условиях слабых геомагнитных полей, только современная техногенная цивилизация резко изменила ситуацию [1, 2].
Цивилизационный сдвиг прошедшего столетия, обусловленный развитием технократического общества, формированием мегаполисов, концентрацией промышленности, появлением мощных промышленных узлов и промышленных зон привел к ситуации, при которой суммарная напряженность магнитных полей в различных точках земной поверхности под воздействием техногенных ЭМП увеличилась, по сравнению с естественным фоном, в 100-10 000 раз [3, 4].
Современные города являются крупными геофизическими аномалиями, в которых вынуждены существовать и человек и животные [5].
Живые организмы и биосфера в целом очень чувствительно реагируют на любые изменения геомагнитной обстановки [2, 6, 7].
Современная наука рассматривает Земной шар как естественный постоянный
магнит, формирующий вокруг себя геомагнитное поле [7, 8].
Проживание человека и животных на территориях с сильными гео- и электромагнитными полями представляет серьезную опасность, поскольку такие поля обладают выраженной биологической активностью. Они негативно влияют на биосистемы. На сегодня известно, что геном человека и животных - имеет волновую структуру, поэтому наравне с мозгом чувствителен к действию электромагнитных полей разнообразных частот. Электромагнитное загрязнение окружающей среды изменяет экспрессию генов, вызывает патологию нервной, иммунной, сердечно-сосудистой систем, снижают адаптационную пластичность, влияют на все живое в биосфере [8-10].
Объекты и методы исследований
Магнитное поле Земли в каждой точке характеризуется вектором напряженности Нт, совпадающим с касательной к магнитной силовой линии в сторону северного магнитного полюса. Для определения элементов земного магнетизма в некоторой точке вектор Нт разлагается на составляющие в прямоугольной системе координат, ось ОХ которой направлена по касательной к истинному меридиану на север, ось OY - на восток, ось OZ
- по местной вертикали вниз.
Проекция вектора Нт на горизонтальную плоскость XOY дает горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли И, а на вертикальную плоскость
- вертикальную составляющую Z.
Существование как внутренних, так и внешних по отношению к поверхности Земли источников магнитного поля обуславливает магнитные вариации - непрерывные изменения магнитного поля Земли во времени с разными временными периодами. Магнитные вариации характеризуются отклонением составляющих геомагнитного поля от среднего значения в месте наблюдений. Величина и форма магнитных вариаций зависит от широты места наблюдений, времени года и солнечной активности.
Исследования магнитных вариаций проводилось в городской черте города Ульяновска и в пригородной зоне. Мы замеряли вариации составляющих вектора магнитной индукции (X, Y, Z) с помощью лицензированного магнитометра MF-03-r. При измерениях использовалась методика, лицензированная Институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова (ИЗМИРАН). Геомагнитный фон оценивался по амплитудам вариаций магнитного поля (МП). Магнитное поле оценивалось как возмущенное, если его амплитуда изменялась в минуту более чем на 5-10 нТл. При оценке результатов пользовались оценочной шкалой геомагнитного поля.
Замеры осуществлялись ежедневно в полдень, в центре г. Ульяновска, на территориях, где сосредоточено большое количество источников техногенных электромагнитных полей, и в пригородной зоне, где количество техногенных источников, способных усиливать естественный геомагнитный фон, сведено к минимуму.
В городской черте: в районе участка ограниченного улицами Автозаводская, бульвар Западный, Московское шоссе, правобережье (1 точка); в районе пересечения улиц пр. Сурова и пр. Ленинского Комсомола, левобережье (2 точка); в районе пересечения ул. Рябикова и ул. Камышенская, правобережье (3 точка); в районе улицы 9-й Инженерный проезд, левобережье (4 точка).
В пригородной зоне: в районе села Ар-
Таблица 1
Оценочная шкала геомагнитного
поля
№ Амплитуда вариации (нТл) Характеристика
1 <5-10 Спокойное поле
2 10±145 Слабое возмущение
3 1461240 Среднее возмущение
4 2411360 Буря
5 >360 Очень большая буря
бузовка Цильнинского района, правый берег Волги, примерно в 30 км на север от Ульяновска (5 точка); в районе села Ясная Ташла Тереньгульского района, правый берег Волги, примерно в 38 км на юг от Ульяновска (6 точка); в районе села Уржумское Майнского района, правый берег Волги, примерно в 30 км на запад от Ульяновска (7 точка); в районе с.Озерки Чердаклинского района, левый берег Волги, примерно в 40 км на восток от Ульяновска (8 точка).
Результаты исследований
Были проведены исследования магнитных полей в городе Ульяновске и в пригородной зоне.
В пригородной зоне значения вариаций МП по всем трем компонентам не превышали 50 нТл. Результаты представлены на рис 1.
Средние значения X компоненты геомагнитного поля составили: в 5 точке замера - 8±1,6 нТл, в 6 точке 7±1,05 нТл, в 7 точке 4±0,72 нТл, в 8 точке - 5±0,7 нТл
Средние значения Y компоненты геомагнитного поля составили: - в 5 точке замера - 6±0,84 нТл, в 6 точке 8±1,44 нТл, в 7 точке 7±1,05 нТл, в 8 точке - 9±1,53 нТл.
Средние значения Z компоненты геомагнитного поля составили: в 5 точке замера - 47±9,4 нТл, в 6 точке 35±6,65 нТл, в 7 точке 38±4,94 нТл , в 8 точке - 33±3,96 нТл.
Полученные нами результаты исследований геомагнитного фона в пригородной зоне г. Ульяновска позволяют характеризовать его как слабо возмущенный (рис. 2а).
Последующие исследования магнитных полей были проведены на территории г. Ульяновска.
Замеры магнитных полей, проведенные нами в г. Ульяновске показали, что вариации составляющих магнитного поля в
ьо
50
I-
i
s 40
5
i 30
ОС
f4
1 20
1 ro
2
10
t г -г
□ X-comp
□ Y-comp
□ Z-comp
T 5
T 6
T 7
T 8
Рис. 1 - Естественный геомагнитный фон пригородных теооитооий в нТл (Т 5. Т_6, Т_7, Т_8 - точки замеров)
10.00 -90.00 -30,00 40.00 90 00
а) б)
Рис. 2 - Вариации составляющих геомагнитного фона
а) в пригородной зоне; б) в пределах городской черты
О Хчотр
□ Y-comp
□ 2<отр
Рис. 3 - Характеристики составляющих магнитного поля в г. Ульяновска (нТл) ( Т_1, Т_2, Т_3, Т_4 - точки замеров).
пределах городской черты резко отличаются от вариаций этих компонент в пригородной зоне (рис 26).
Средние значения X компонент магнитного поля составили: в 1 точке замера -335±67 нТл, во 2 точке 298±38,7 нТл, в 3 точке 312±78 нТл, в 4 точке - 357±60,7 нТл.
Средние значения Y компонент геомагнитного поля составили: - в 1 точке замера - 302±54,4 нТл, во 2 точке 265±42,4 нТл,
в 3 точке 280±72,8 нТл, в 4 точке - 315±47,25 нТл.
Средние значения Z компоненты геомагнитного поля составили: в 1 точке замера - 458±59,5 нТл, во 2 точке 411±45,2 нТл, в 3 точке 395±71,1 нТл, в 4 точке -425±59,5 нТл.
Результаты исследований представлены на рис 3.
Данные проведенных замеров компонент геомагнитного поля доказали, что в пригородной зоне естественный геомагнитный фон слабо возмущенный, за счет вариаций Z компоненты. Вариации X и Y составляющих геомагнитного поля в пригородной зоне соответствовали норме. В норме, в дни со спокойной геомагнитной обстановкой вариации компонентов геомагнитного поля были в пределах 4-20 нТл.
Во всех точках замеров магнитного поля в пределах городской черты, компоненты, характеризующие магнитное поле, в десятки раз превышали норму (рис. 3), магнитное поле классифицировалось как сильно возмущенное по всем трем составляющим - X, Y, Z. Наибольшего размаха достигали вариации компоненты Z (рис.1). Заключение.
Результаты исследований показали, что вариации компонент магнитного поля были в городской зоне достоверно выше, по сравнению с точками замеров, расположенных в пригородной зоне. Высокие амплитуды вариаций МП в городской черте можно объяснить наличием множества техногенных источников электромагнитных полей. К числу мощных источников техногенного электромагнитного излучения, загрязняющего окружающую среду, относят линии электропередач (ЛЭП), антенны сотовой связи, электротранспорт и др. Техногенные электромагнитные поля (ЭМП) воздействуют на естественные геомагнитные поля, создают сложную, постоянно меняющуюся
электромагнитную обстановку на территории города, которая классифицируется как электромагнитное загрязнение [11, 12]. Результаты таких воздействий очевидны, они реализуются через хаотичные, резко взлетающие амплитуды X, Y, Z компонентов магнитного поля.
Следует отметить, что вариации фоновых электромагнитных полей среды обитания имеют особое значение для живых существ. Возмущенные вариации, в силу своего беспорядочного характера, с непрерывно изменяющимися периодами, амплитудами и фазами особенно негативно воздействуют на жизненные процессы биоты [11,12].
Полученные нами результаты показали, что на территории г.Ульяновска формируются зоны электромагнитного смога, где уровень магнитного загрязнения многократно превышает допустимые нормы и является фактором риска для человека и животных.
Выводы
Геомагнитные поля за пределами городской черты относятся к категории слабо возмущенных и не представляют опасности для животных и человека.
Превышение амплитуд вариаций компонент МП в городской черте, по сравнению с пригородными районами: по X компоненте было в 40 - 60 раз, по Y компоненте в 35 - 45 раз, по Z компоненте в 9-12 раз.
За городом во всех точках замеров уровень вариаций компонент естественного геомагнитного фона не превышал 50 нТл.
Полученные результаты свидетельствуют, что электромагнитное загрязнение реализуется через все три компоненты - X, Y, Z, однако наиболее высокие вариации были свойственны Z-составляющей.
Наиболее высокие вариации Z-comp достигали величины 500 нТл на территории города, X компоненты -400 нТл, Y- 350 нТл.
Библиографический список
1. Сейфулла, Р.Д. Магнитное поле Земли и здоровье человека /Р.Д. Сейфулла. - М.: САМ ПОЛИГРАФИСТ, 2014. -120 с.
2. Влияние электромагнитного излучения на различные уровни организации и эволюции живых организмов как энергоинформационная основа, придающая им целостность/ Н.А.Ярославцев, Ю.С.Ларионов,
С.М.Приходько, Е.В. Екимов //Геодинамически активные разломы и их воздействие на здоровье и жизнедеятельность человека. Научно-практическая конференция с международным участием "Геоэкология жилого дома". 9-11 июня 2014. - СПб.: Ладога-100, 2014. - Часть1. - С.141-146.
3. Агаджанян, Н.А. Магнитное поле Земли и организм человека/ Н.А. Агаджанян, И.И. Макарова // Экология человека. - 2005. - N 9. - С.3-9.
4. Аполлонский, С.М. Электромагнитные поля в общей проблеме безопасности жизнедеятельности человека/ С.М.Аполлонский //Безопасность жизнедеятельности. - 2009. -N ll.-C.l-24;N 12.-С.1-24.
5. Гордеев, С.Г. Экологические исследования - изучение «электромагнитного загрязнения» городских территорий / С.Г.Гордеев, В.И.Пятницкий, Т.М. Коновалова // Геофизический вестник. - 2002. - N 12. - С.8-11.
6. Довгуша, В.В. Влияние естественных и техногенных электромагнитных полей на безопасность жизнедеятельности / В.В.Довгуша, М.Н.Тихонов, Л.В. Довгуша // Экология человека. - 2009. - N 12. - С.3-9.
7. Кашкаров, А. Электромагнитное излучение / А. Кашкаров // Радиомир. - 2015.
- N 7. - С.36-39.
8. Колесник, С.А. Электромагнитный фон урбанизированных северных территорий: монография/ С.А.Колесник, Е.Л.Шошин.
- Ханты-Мансийск: Полиграфист, 2008. -123 с.
9. Маслов, М.Ю. Современные проблемы электромагнитной экологии / М.Ю. Маслов, Ю.М. Сподобаев, М.Ю. Сподобаев // Электросвязь. - 2014. - N 10. - С.39-42.
10. Мишина, В. Электромагнитный смог
- под контроль. / В. Мишина // Берг-коллегия.
- 2011. - N 4(79). - С.46-47.
И.Петрусевич, Ю.М. Опасность электромагнитного излучения / Ю.М.Петрусевич, Е.Е. Берловская, С.В.Тульский // Физические проблемы экологии .Экологическая физика: сборник научных трудов. - М.: МАКС Пресс, 2010.-№16. - С.249-253.
12. Романов, В.В. Структура геомагнитных и техногенных электромагнитных полей в густонаселенных районах г. Ульяновска, расположенных в зоне геотектонического разлома/ В.В.Романов, А.П.Куранова, А.В.Артёмова // Вестник Российского университета дружбы народов. - 2008. -№ 2. -С. 98-105.
