CC BY
62
ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОГЕННОГО МАГНИТНОГО ШУМА В ПРЕДЕЛАХ МЕГАПОЛИСА И УДАЛЕНИИ ОТ НЕГО НА СРЕДНЕМ УРАЛЕ
Тягунов Д.С. Институт геофизики УрО РАН, г. Екатеринбург tds-07@mail.ru
В статье рассмотрены характерные частоты электромагнитных сигналов различных органов человека и характерные частоты возмущенного поля Земли. Представлены сравнительные характеристики вариаций вертикальной составляющей магнитной индукции и спектральные характеристики электромагнитного поля в различных пунктах Среднего Урала.
Биологические эффекты магнитных полей сверхнизкой интенсивности, частотно синхронизированные с собственными биоритмами человека, привлекают большое внимание ученых и практиков.
В организме человека постоянно происходит взаимодействие нескольких ритмических процессов, каждый из которых может воздействовать на биологические процессы человека. В условиях интенсивного роста промышленности на окружающую среду увеличивается влияние различных техногенных полей в том числе и электромагнитных. Рассмотрим возможную взаимосвязь трех факторов: врожденные биоритмы человека, естественные гео-, гелиомагнитные колебания и техногенные импульсные воздействия. На рис. 1 показаны типичные частотные характеристики электромагнитного поля магнитной
бури и проявление некоторых техногенных источников.
109
I_I_I_I_I_!_I_I_|
10000 100 1 0,01 0,0001 Период, с
Рис. 1. Собственные биоритмы человека, частотные характеристики электромагнитного поля магнитной бури и проявление некоторых техногенных источников
1 - спектр естественного электромагнитного поля во время магнитной бури.
Характерные частоты электромагнитных сигналов организма человека: 2 - колебания
артериального давления; 3 - d-волны ЭКГ; 4 - сокращения сердечной мышцы; 5, 6 - нервно-
мышечные элементы; 7 - ритмы головного мозга; 8 - электрический потенциал желудка и
кишечника. Частоты электромагнитных колебаний: 9 - компьютеров и бытовой техники; 10 -
медицинской аппаратуры [1].
Из представленного графика видно, что характерные частоты
электромагнитных сигналов различных органов человека совпадают с характерными частотами возмущенного поля Земли [1]. Представляет интерес
сравнить характеристики геомагнитных вариаций с характеристиками техногенного
магнитного шума в одной и той же полосе частот, в которой предполагается наибольшее влияние магнитных полей на организм.
Для изучения воздействия техногенного магнитного шума был создан специальный магнитометр. В качестве датчика магнитного поля использован магнитомодуляционный преобразователь магнитной индукции. Собственный магнитный шум датчика составляет 3 ^ 5 пТлТц-12, полоса частот измеряемого магнитного поля 0.1 Гц - 20 Гц. Частота дискретизации измеряемого сигнала составляет 80 Гц [3].
Поскольку, вопрос об источнике магнитного загрязнения в г. Екатеринбурге остался открытым, были проведены работы по измерению трех взаимно-ортогональных составляющих магнитного поля в разных населенных пунктах Свердловской области: в г. Серове, на расстоянии около 350 км от г. Екатеринбурга; в п. Висим, на расстоянии около 230 км от г. Екатеринбурга; в п. Липовка, на расстоянии около 100 км от г. Екатеринбурга; в г. Алапаевске, на расстоянии около 150 км от г. Екатеринбурга.
На рис. 2 показаны примеры вариаций вертикальной составляющей магнитной индукции в указанных пунктах измерения. Продолжительность фрагмента записи - 3 секунды (рис. 2).
н 2980 -| 2970 -2960 -2950 - Гл
/'V ¡/""Ч/.
ч а)
2992 -
2988 -2984 -
2980 -2976 - - -
2984.4 2983.5 2982.6 2981.7 2980.8 - д -
/\ /ч/Л^, ^л/
Л/
2987.4 2987.2 2987 2980.8 V— А /V А Ад -АЛ
- А/ V \Л/ ЧГ—
2977.5 2977.2 2970.9 2970.6 2976.3 2976 - -
■ 1 а Л А
0.6 0. 6 0 6 0 а/ 6 ТР с
Рис. 2. Диаграммы записи вертикальной составляющей индукции магнитного поля: а) в пределах г. Екатеринбурга западнее от здания Института геофизики; б) в пределах г. Серова; в) в поселке Липовка; г) в поселке Висим; д) в пределах г. Алапаевска
Из представленных магнитограмм видно, что максимальная амплитуда вариаций наблюдается на экспериментальном полигоне г. Екатеринбурга и достигает 12 нТл, при средней величине около 6 нТл (рис. 2 а). На удаленных участках - в г. Серове и п. Липовка (рис. 2 б, в) максимальная амплитуда вариаций существенно снижается и составляет 5нТл и 0,9 нТл, при средней величине около 2 нТл и 0,5 нТл.
Поскольку в пределах п. Висим и г. Алапаевска не наблюдается мощных источников индустриальных помех, что подтверждается графиком (рис. 2 г, д), значения вариаций составляют 0,2 нТл и 0,3 нТл и примерно равны вариациям, наблюдаемых в обсерватории Арти при спокойной магнитосфере.
На рис. 3 представлены спектральные характеристики электромагнитного поля в различных пунктах Среднего Урала.
Рис. 3. Спектральные характеристики электромагнитного поля в различных пунктах Среднего Урала: 1- в пределах г. Екатеринбурга; 2 - в пределах г. Серова; 3 - в пределах г. Алапаевска; 4 - в поселке Висим; 5 -в поселке Липовка
На спектрограммах видно, что максимумы спектральной плотности электромагнитного шума в диапазоне частот от 1 - 1,6 Гц отмечаются в пределах г. Екатеринбурга и г. Серова, п. Висим. В диапазоне частот от 8,5 - 9,5 Гц - в пределах г. Екатеринбурга, г. Серова, г. Алапаевска, п. Висим (рис. 3).
Проведенные работы позволяют сделать вывод: уровень магнитного шума в районе г. Екатеринбурга превышает уровень собственных шумов геомагнитного поля в исследованном диапазоне частот 0,1-20 Гц приблизительно в 60 - 100 раз; остается открытым вопрос об источниках магнитного шума, поскольку ими могут быть высоковольтные и кабельные линии передач, автомобильный транспорт включая трамваи и троллейбусы, промышленные предприятия и жилищные комплексы с мощным энергетическим обеспечением.
1. Талалаева Г.В., Рождественская Е.Д., Уткин В.И., Рождественская М.В. «Конечное» знание и бесконечность мироздания: геофизика - наука у края бездны (человек и геофизика) // Материалы конференции «Космос и биосфера: Космическая погода и биологические процессы». Крымский научный центр НАН Украины, 2003. с. 184-190.
2. Уткин В.И., Сокол-Кутыловский О.Л. Техногенный магнитный шум в пределах мегаполиса и удалении от него // 170 лет обсерваторских наблюдений на Урале: история и современные состояния: Материалы Международного семинара, Екатеринбург, 17-23 июля 2006 г. - Екатеринбург: институт геофизики УрО РАН, 2006. с. 173-175.
THE STUDY OF TECHNOGENEOUS MAGNETIC NOISE WITHIN THE LIMITS OF A MEGAPOLIS AND AT A DISTANCE FROM IT
IN THE MIDDLE URALS.
Tyagunov D.S. Institute of geophysics, UB of RAS, Yekaterinburg
tds-07@mail.ru
Abstrakt. The paper considers typical freguencies of electromagnetic signals of dipperent human organs and typical freguencies of the disfurbed Earth field. Comparative characteristics of variations of magnetic induction vertical component and spectral characteristics of electromagnetic field at dipperent points of the Middle Urals were presented.
