CC BY
10
УДК 613.168:621.396.96:656.7
Проф. Ю. Д. Думанский, Ф. Р. Холявко, В. Н. Солдатченкоо
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СРЕДСТВ
Киевский научно-исследовательский институт общей и коммунальной гигиены
им. А. Н. Марзеева
Для обеспечения безопасности воздушного движения в гражданской авиации применяются мощные радиолокационные станции: обзорные радиолокаторы, диспетчерские и локаторы системы посадки.
В последние годы используются установки, генерирующие и излучающие электромагнитные колебания сверхвысокой частоты мощностью порядка долей меговатт. По данным зарубежной статистики, мощности радиолокационных станций (РЛС) увеличиваются на 10—15 дБ за десятилетие (А. Н. Золотухин и соавт.; Guy; Battocletti). Как показали исследования предыдущих лет, PJ1C являются основным источником электромагнитных полей сверхвысоких частот в населенных местах (Ю. Д. Думанскнй; Ф. Р. Холявко; О. И. Шутен-ко). Прилегающие к территориям аэропортов районы интенсивно застраиваются производственным!!, жилыми, общественными и другими зданиями. В последние годы этажность застройки вблизи аэропортов существенно увеличилась, что, естественно, помимо увеличения количества населения, подвергающегося воздействию значительных уровней электромагнитной энергии (ЭМЭ), ведет к возрастанию интенсивности ЭМЭ в жилой застройке (А. М. Сердюк; С. М. Майкелсон).
Оградить от вредного воздействия факторов среду обитания призвано гигиеническое нормирование, одной из первоочередных задач которого является изучение распределения фактора в среде. С этой целью намн исследовано распределение плотности потока энергии (ППЭ) на территории 12 аэропортов и прилегающих к ним жилых районов.
Характеристика электромагнитной ситуации в районе аэропорта определяется картиной распределения ЭМЭ на объектах облучения и в прилегающем к поверхности земли в момент исследований пространстве. Кроме того, она включает предполагаемую (расчетную) электромагнитную обстановку в данном аэропорте при других ситуациях. Для обобщения полученных результатов и применения их в аналогичных условиях необследованных аэропортов намн разработана методика проведения определения электромагнитной ситуации на территории аэропортов и прилегающих к ним селитебных зон. Принятый нами порядок проведения исследований включал: санитарно-гигиени-ческое обследование селитебной зоны и территории аэропорта применительно к электромагнитному фактору, а также инструментальные и расчетные исследования распределения интенсивности
ЭМЭ в идеализированных и реальных условиях.
Санитарно-гигиеническое обследование выполнено на основе специально разработанной анкеты, которая охватывает ситуационные условия размещения объектов облучения и источников, климато-географнческие условия, характеристики источников, режимы облучения, конструктивные особенности объектов, их взаиморасположение, наличие зеленых насаждений, ограждающих конструкций и др.
Инструментальные исследования распределения ППЭ проведены двумя методами — так называемым методом трасс и методом пообъектных определений. Методом трасс измерено распределение ППЭ вдоль радиальной трассы, идущей от РЛС по местности, которая наиболее характерна для условий данного аэропорта. Результаты инструментальных исследований использованы для получения обобщенных (расчетных) данных распределения ППЭ на территории аэропорта и прилегающих населенных мест, что обусловило необходимость выполнения их при едином с расчетными исследованиями положении диаграммы направленности (ДН) антенн в вертикальной плоскости. Такое положение было взято при нулевой установке механизма качания РЛС.
Исследования распределения ППЭ вдоль трасс дополняли снятием интерференционной картины распреденения ППЭ в большинстве точек трассы и определением профиля трассы с помощью теодолита.
ППЭ на объектах (жилая застройка, здания аэропорта и др.) измеряли при рабочем положении механизма качания антенны, что позволило определить реальную электромагнитную ситуацию, сложившуюся на объектах. Расчет распределения ППЭ на территории аэропортов и жилой застройки выполнен в форме вертикальных диаграмм и радиальных диаграмм излучения (соответственно ВДИ и РДИ).
Распределение ППЭ электромагнитного поля РЛС в форме РДИ и ВДИ может быть рассчитано с помощью соотношений, действительных в дальней зоне, по формуле:
П(г1 = П0(г)Я1(в).Фз,
где П0 (г) — плотность потока энергии в максимуме излучения; У72 (В) —значение нормированной ДН в направлении облучения; г — расстояние до точки облучения;
0 - А + е0,
где А — угол, отсчитываемый от линии горизонта
к
до линии облучения (вниз со знаком +, вверх со знаком —), определяемый по формуле:
р.0 — угол места установки антенны; Ла — высота установки антенны; И — превышение точки облучения над уровнем основания антенны; ср;, — множитель, учитывающий влияние земли.
Характеристика излучения антенны в вертикальной плоскости — П (0) — определяет зависимость ППЭ от угла в на определенном расстоянии (г) от антенны. Угол 0 отсчитывается от оси антенны. В практике используется нормированная по значению ППЭ в максимуме излучения (Пм) зависимость
называемая нормированной ДН антенны.
Радиальная диаграмма излучения описывает распределение ППЭ вдоль расстояния в максимуме ДН антенны в горизонтальной плоскости на разных высотах (Я) точки облучения над уровнем основания антенны. Ф Вертикальная диаграмма излучения характеризует распределения заданного уровня ППЭ в координатах: превышение антенны над точкой облучения (Ла — 11) — расстояние (г), т. е. л = / (Ла — Н) при П = const.
Кроме линий изоплотностей, на ВДИ наносятся линии положений антенны по углу места (с.0). Они строятся по формуле:
Ла — H = г tg е„.
Правомерность расчетов подтверждена исследованиями ДН антенны в вертикальной плоскости при аппроксимации этой ДН кривой Гаусса. Инструментальные исследования ДН проводили на разных расстояниях, выбранных таким обра-, зом, чтобы можно было охватить ближайшую к PJ1C часть промежуточной зоны, ее середину и дальнюю зону.
Установлено, что жилая застройка районов, прилегающих к территориям аэропортов гражданской авиации, находится на расстоянии 300— 1800 м от источников СВЧ-поля. Характер застройки весьма разнообразен и представлен как малоэтажными зданиями (отдельные поселки, пригороды, хутора), так и зданиями повышенной этажности типовой конструкции. Здания различно ориентированы по отношению к источникам СВЧ-полей. Однако, как правило, здания, находящиеся в зоне действия ЭМЭ, ориентированы фасадом к излучающим антеннам P/lC, что значительно увеличивает количество населения, подвергающегося воздействию микроволн. В табл. I приведены ре-f зультаты измерений интенсивности ЭМЭ в жилой застройке, прилегающей к территориям аэропортов гражданской авиации. Как видно из представленных данных, уровни ЭМЭ в зависимости от удален-
Таблица I
Граничные уровни ЭМЭ в жилой застройке, прилегающей к территориям аэропортов
Объекты облучения Расстояние от Урорнн ППЭ.
(жилые дома) РЛС. ы мкВт/см»
Одноэтажные раз- 100—500 13,3—353
личной конструк- 500—1000 5,6—117,3—139
ции 1000 и более 20—26
Пятиэтажные типо- 100—500 12—132
вой конструк- 500—1000 14—40
ции * 1000 и более 7,8—30,8
Девятиэтажные ти- 100—1000 — •
повой конструк- 1000 и более 5—75,4
ции *
* Уровни ППЭ прицелены в порядке возрастания с увеличением этажности для наиболее характерных случаев.
ности, этажности, конструктивных особенностей зданий, а также режимов работы и типа РЛС составляют от 7 до 300 мкВт/см2.
При сравнении полученных при инструментальных исследованиях показателей ППЭ в жилой застройке с их расчетными значениями выявлено расхождение расчетных и натурных результатов, связанное с ослаблением СВЧ-поля различными препятствиями (зеленые насаждения, ограждающие конструкции зданий, наличие и особенности окружающей здание застройки). В табл. 2 представлены данные ослабления электромагнитных полей (X=10 см) различными препятствиями, полученные нами при проведении исследований.
При расчете распределения ППЭ приходится также учитывать влияние земли на формирование результирующего поля. В результате явления интерференции отраженной от поверхности земли волны с прямой волной в точках наблюдения (облучения) образуется интерференционное поле с картиной распределения по высоте, в котором чередуются максимумы и минимумы. Данные процессы учитывали путем введения интерференционного множителя (Ф3), который зависит от характера
Таблица 2
Ослабление ЭМ-полей, создаваемых РЛС гражданской авиации различными препятствиями
Вид прсиятстпня Ослабление
Капитальная стена:
железобетонная панельного
типа Практически полностью
кирпичная толщиной 40—
60 см 10—15
Оконные рамы:
с остеклением в одно стекло 3
с двойным остеклением 5
Посадка деревьев (лиственной
породы высотой 2—4 м) в 3 ря- 0,5-1
да
I
м
почвы, ее покрова, профиля местности, определяемых климатогеографнческими особенностями района исследований. Значение интерференционного множителя варьирует в зависимости от перечисленных условий от 1,2 до 1,8. В весенне-осенний период при мокрой, гладкой поверхности земли, лишенной растительности (глина, чернозем) интерференционный множитель имеет наибольшее значение, что соответствует наиболее контрастной интерференционной картине. Интерференционная картина менее контрастна при сухой почве, покрытой растительностью, с более значительными неровностями. В пределах расстояний, которые приходятся на область возможных значений радиусов саннтарно-защитных зон, величины Ф3, как показали исследования, лежат в интервале 1,3— 1,6.
Как показали проведенные нами натурные исследования и данные расчетов, уровень ЭМЭ на прилегающей к РЛС территории значительно зависит от положения ДН в вертикальной плоскости, которое определяется положением антенны по углу места (ек).
Чем меньше ек, тем меньше угол наклона ДН в вертикальной плоскости (е0), тем выше уровни интенсивности ЭМЭ на прилегающих к источнику территориях. Поэтому работа РЛС на отрицательных углах качания (ексО°) крайне нежелательна в медико-биологическом отношении. В то же время увеличение е|( в сторону положительных значений ведет к улучшению электромагнитной обста-
новки (снижению уровней ППЭ) на прилегающих к РЛС территориях, так как существенно сокращает необходимые радиусы санитарно-защитных зон вокруг источника. Так, изменение положения ДН в вертикальной плоскости на 0,5° ведет к изменению радиуса санитарно-защитной зоны (минимальное удаление от источника, на котором ППЭ не превышает предельно допустимого уровня электромагнитной энергии, установленного санитарным законодательством) на 500—700 м. Нам представляется, что подъем диаграмм направленности РЛС с помощью изменения угла качания антенны в вертикальной плоскости с одновременным подъемом антенн источников на более высокие эстакады является эффективным средством нормализации сложной электромагнитной обстановки на прилегающих к РЛС селитебных территориях.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что описанные порядок исследова ний и методика расчета и инструментальных измерений распределения ЭМЭ вокруг источников поля СВЧ могут быть рекомендованы для гигиенической оценки электромагнитной обстановки в районах размещения радиолокационных средств гражданской авиации. Кроме того, данная методика может применяться для прогнозирования электромагнитной ситуации в населенных местах, а также использоваться при текущем и предупредительном санитарном надзоре и разработке мер защиты населения от электромагнитного фактора.
ЛИТЕРАТУРА
Думанский Ю. Д. и др.— В кн.: Охрана внешней среды населенных мест. Киев, 1974, с. 45—47.
Думанский Ю. Д. и др.— В кн.: Научно-техн. прогресс и охрана окружающей среды. Киев, 1975, вып. 3, с. 14— 15.
Думанский Ю. Д., Сердюк А. М., Лось И. П. Влияние электромагнитных полей радиочастот на человека. Киев, 1975.
Золотухин А. Н. и др.— Зарубеж. радиоэлектроника, 1975, № 1, с. 91—112.
Майкелсон С. М.— В кн.: Основы космической биологин и медицины. М., 1975, т. 2, кн. 2, с. 9—58.
Сердюк А. М. Взаимодействие организма с электромагнитными нолями как с фактором окружающей среды Киев, 1977.
Холявко Ф. Р. Основы защиты от сверхвысокочастотного
(СВЧ) электромагнитного облучения. Киев, 1969. Шутенко О. И. Гигиеническая характеристика электромагнитных полей СВЧ в условиях населенных мест. Автореф. дне. канд. Киев, 1974. Battocletti J. Н. Electromagnetism, Man and Environment. Boulder, 1976.
Guy A. №.— In: Biologic Effects of Nonionizing Radiation. New York, 1975, p. 539—543.
Поступила II/IX 1979 r.
УДК 614.71/.72:614.841.13:6781:615.916
Кандидаты мед. наук Л. М. Шафран и В. М. Стяжкин, канд. техн. наук В. И. Разин (Москва)
К МЕТОДИКЕ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ТОКСИЧНОСТИ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Широкое применение полимерных материалов, их низкая устойчивость к действию высоких температур с выделением в процессе термоокислительной деструкции и пиролиза высокотоксичных газообразных продуктов диктуют необходимость включения в комплекс методов гигиенической оценки
синтетических материалов показателей токсичности продуктов горения.
Изучение условий и газового состава продуктов 4 горения и их токсичности показало, что ограни- ] читься исследованием качественных и количественных характеристик выделяемых в воздушную
— 44 —
