CC BY
7
5. Horn О,— Хроника ВОЗ, 1978, № 1, с. 11 — 18.
6. Ilugod С.— Int. Arch, occup. Environm. Hlth, 1978, v. 42, p. 21—29.
7. Kurogochi Jutaka, У akashima Toshikatsu, Morila Nao-Iumi. — Jap. J. Pharmacol., 1976, v. 26, Suppl., p. 22—P.
8. Larson P. S.. Silvette H. Tobacco. Experimentaland clinical studies. Suppl., 1975, v. 3, p. 194.
9. Manning E. A.. Fenerabend C. — J. Obstet. Gynaec. Brit. Gwlth, 1976, v. 83, p. 262.
10. Mosier H. D„ Jensons F. A.— Teratology, 1972, v. 6, 3, p. 303—311.
11. Pilotti Д. —Acta physiol. scand., 1980, Suppl. 479, p. 13—17. -
12. Schievelbein H. — Pharmacol, a. Ther., 1982, v. Wt, p. 233—247.
13. Sutton S. — Clin. Pharmacol. Ther., 1978 v. 24, p. 395—405.
14. Tjalve H.. Hansson G.. Schmiterlow С. C. — Acta Pharmacol. (Kbh.), 1968, v. 26, p. 539—555.
15. Waddell W. J.. Marlowe C. — Drug. Metabol. Disposit., 1976, v. 4, p. 530—539.
Поступила 03.04ЛИ
УДК 614.7:(613.в47:в21.397.13|-084:в34.038.4
/О. Д. Думанский, Д. С. Иванов, И. И. Карачев, С. В. Биткин,
В. М. Павлова
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАЗМЕРОВ САНИТАРНО-ЗАЩИТНЫХ ЗОН ВОКРУГ ТЕЛЕЦЕНТРОВ И ТЕЛЕВИЗИОННЫХ РЕТРАНСЛЯТОРОВ
Киевский НИИ обшей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева
В области развития телевидения поставлены серьезные задачи, которые направлены на расширение зоны приема телевизионного вещания, усиление темпов внедрения цветного телевидения, более широкое использование для целей телевидения искусственных спутников Земли.
Для обеспечения поставленных задач намечено построить более 70 новых мощных телевизионных станций, 6000 ретрансляторов малой мощности [2]. В результате этого телевизионным вещанием к концу 1985 г. будет охвачено около 90 % населения, т. е. практически вся территория Советского Союза будет перекрываться телевизионным вещанием.
В то же время известно, что телевизионное вещание сопровождается излучением в окружающую среду электромагнитной энергии метровых и дециметровых волн, действие которой небезразлично для человека и поэтому данный фактор в населенных местах подлежит гигиеническому регламентированию [1, 4].
В связи с этим при оценке электромагнитной обстановки в местах размещения телевизионных станций важное значение приобретает аналитический метод, так как только в результате расчета удается построить объемную в пространстве санитарно-защитную зону (СЗЗ). Отсюда под СЗЗ следует понимать часть пространства, примыкающего к источнику излучения, на границе которого уровень электромагнитного поля (ЭМП) равен предельно допустимому.
Поскольку телевизионные объекты, как правило, имеют почти круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости, следовательно, размеры СЗЗ вокруг них должны устанавливаться по радиусу. Радиус СЗЗ зависит от ряда показателей, в том числе от принятого предельно допустимого уровня (ПДУ) ЭМП, мощности передающей станции, диаграммы направленности антенны, высоты установки ее над уровнем земли, расстояния и углов излучения
электромагнитной энергии на точку приема, й|>-льефа местности, а также от отражательных свойств земли и других поверхностей, находящихся на пути распространения ЭМП.
Размер СЗЗ может быть определен на основе расчета напряженности ЭМП, выполненного с помощью известной формулы [3, 5], которая для суммарного значения ЭМП принимает следующий вид:
(Ri) = Y^ (ЕЧ)% =
30Р,Пф|0,
■ F (AQ) - fe - <Гф
Rj
H
P = Рвыд*р + Язв, R = V H*+r* , Д = arctg — ,
где Е — электрическая составляющая поля; Рьиа — номинальное значение мощности передатчика изображения; /зв — мощность передатчика звукового сопровождения; ¿р — коэффициент, показывающий долю мощности от номина.Л-ного значения на выходе передатчика; т]ф — коэффициент, учитывающий потери мощности в антенно-фидерном тракте; С — коэффициент усиления антенны; ^(А)—нормированная диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости; А — угол, образованный горизонталью, проведенной через центр излучения антенны и направлением на точку приема; йф — коэффициент, учитывающий отражения от поверхности; к — коэффициент, учитывающий неравномерность диаграммы направленности в горизонтальной плоскости; /? — расстояние от центра излучения до точки приема; Н — высота центра излучения; г — горизонтальная дальность основания опоры до точки приема; I — индекс, определяющий суммарное по передающим каналам; /—индекс, определяющий номер точки приема.
Параметры приведенной формулы, кроме Лф. считаются заданными, т. е. известными, которьфъ
Рис. 1. Распределение ЭМП по дальности (диаграмма излучения в вертикальной плоскости). По оси аосцисс — дальность (г, в км); по оси ординат — £ — сум-
марнос значение электрической составляющей поля (В/м); / — рассчитанные значения поля: /г( — аппроксимирующая кривая уровней поля кривой I. рассчитанного для высоты точки приема, равной Ли Л*—л« — аппроксимирующие кривые поля, рассчитанного на высотах Л2, Лз. Л« соответственно.
*
исходят из технических параметров телецентра. Расчет производится с помощью графиков, учитывающих свойства отражающей поверхности; рекомендации приведены в работах Ф. Б. Черного [5] и В. В. Никольского [3]. Функция ^(А) является индивидуальной характеристикой антенны и, как правило, задается графически [1].
Важным при расчете ЭМП является выбор интервала А/? по дальности. Ввиду того что из-резанность поля £г большая и пики достаточно остры (рис. 1) в целях уменьшения вероятности их пропуска, рекомендуется интервал в первых сотнях метров (до 400—500) брать равным или меньшим 25 м, а затем по мере удаления от телеобъекта его можно увеличить до 50—100 м. Максимальное расстояние, на котором еще необходимо производить расчеты поля, как показали результаты исследований, обычно не превышает 3000 м.
гТаким образом, для того чтобы оценить с помощью приведенной формулы ожидаемую или существующую электромагнитную обстановку в районе проектируемого или действующего телевизионного объекта и на основе этого определить размер СЗЗ вокруг этого объекта, необходимо выполнить ряд сложных расчетных работ, которые весьма трудоемки и чаще всего малодоступны для лиц без специальной подготовки. Это создает определенные трудности для внедрения данного метода в практику санитарно-эпидеми-ологической службы и градостроительства.
Учитывая это, мы предприняли попытку разработать доступный для специалистов санитарно-эпидемиологической службы и градостроительства метод оценки уровней ЭМП и определить размеры СЗЗ вокруг телевизионных станций.
По характеру выполнения работ этот метод ^ожет быть условно разделен на несколько
этапов: I — расчет напряженности поля по описанной методике для основных типовых телецентров и ретрансляторов (выполняется в специализированном НИИ); II — построение кривых зависимостей напряженности поля от расстояния до источника его излучения для выбранного диапазона высот (выполняется в специализированном НИИ); III — построение кривых распределения радиусов СЗЗ в зависимости от высоты (выполняется в специализированном НИИ); IV — использование специалистами санитарно-эпидемиологической службы, градостроительства и других заинтересованных ведомств разработанных кривых для определения, оценки электромагнитной обстановки и установления размеров СЗЗ вокруг телевизионных станций.
Расчет напряженности поля (I этап) уже был описан, в связи с чем нет необходимости на нем детально останавливаться. Исключение в этом плане представляет введение в расчетную формулу высоты точки приема (определения) поля, которая в приведенной формуле не отражена. Вместе с тем это очень важный параметр, который характеризует распределение поля по высоте и он необходим для построения радиусов СЗЗ с учетом этажности застройки.
Высота Л может быть учтена в следующем виде Н-Н'—Л, где Н' — истинное значение высоты центра излучения (над горизонтом основания опоры), а Н — условная высота. Такое представление означает перемещения горизонта основания антенны по высоте, что эквивалентно подъему точки приема на высоту А. Диапазон изменения высоты Л определяется задачей построения СЗЗ для застройки с различной этажностью и с учетом рельефа местности.
Особое значение в плане разработки данного метода имеет второй этап, посвященный построению кривых распределения поля по дальности. Материалы этого этапа имеют исключительную важность, так как на их основе определяются радиусы СЗЗ вокруг телевизионных станций. Поэтому считаем необходимым обратить внимание на отдельные моменты данного этапа. Прежде всего следует отметить, что обычная аппроксимация функции ^(А) при расчете поля, создаваемого одной передающей станцией (излучающей посредством одной антенны), здесь недопустима, так как это приводит к завышенным значениям поля при суммировании излучений от нескольких станций. Аппроксимируется суммарное значение поля, т. е. функция £2; №))• При этом аппроксимация осуществляется не методом, наименьших квадратов, а по максимумам (/?;). Последнее объясняется принятым в гигиене принципом— обеспечить безвредность воздействия фактора в худших условиях его проявления.
Построение кривой зависимостей радиусов состоит в следующем. Будем считать, что определено суммарное значение электрической составляющей поля для значений высоты точки
Рис. 2. Распределение радиусов СЗЗ по высоте.
По оси абсцисс — радиус СЗЗ (о км): по оси ординат — высота точки приема (и м); И,. Лг. И,, г,, г,, г», г, — высоты и удаления (дальность) I. 2. 3 и 4-й точек приема соответственно.
приема /¡|. Л2, и3 и Л4. Значение Л, берется обычно на высоте роста человека (1,8 м), а остальные с равным интервалом (10—15 м) до максимального значения. По рассчитанным значениям строится график (/?>). В качестве примера на рис. 1 кривая / показывает распределение поля для А|. Эта кривая по характеру изменения поля близка к расчетной, описывающей распределение поля в районе размещения одного из мощных телецентров страны. Затем проводят аппроксимацию по максимумам — кривая Л|.
Таким же образом аппроксимируют данные, полученные для Л2, А3 и Л4. Соответствующие кривые показаны на рис. 1.
Аппроксимацию можно проводить различными способами: например, визуально с помощью лекал и математически путем подбора кривой, проходящей через вершины пиков.
После того как аппроксимация проведена, на оси ординат откладывают величину ПДУ поля и через эту точку ведут прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с аппроксимирующими кривыми (точки 1—4). Из точек пересечения опускают перпендикуляр и получают точки ги г2, г3 и r^. Эти точки указывают размер СЗЗ соответственно для высот подъема точек приема А|, Л2, А3 и Л4.
Ввиду того что высоты Л| — Л4 выбраны из принципа равномерного интервала изменения высоты и не соответствуют этажности зданий, размещенных в прилегающем к телецентру районе, целесообразно построить зависимость Л-/(/"сзз), где ''сзз— радиус СЗЗ. Для этого на оси
ординат откладывают значения Л,.....А«, а на оси
абсцисс — г|, г4. Пересечения прямых, проведенных через эти точки параллельно координатным осям, дают точки для построения А = ^(''сзз).
Такая кривая показана на рис. 2. Если масштаб рис. 2 выбрать в соответствии с масштабом карты прилегающего к телецентру района, то такой рисунок можно наложить на карту и с учетом профиля местности очертить контуры СЗЗ. Понятно, что контуры СЗЗ, построенной с учетом рельефа местности, будут отличаться от круга и только на плоскости зона будет представлять собой круг. Обычно такие контуры вы-
Сравнительные данные о напряженности ЭМП в 3 городах
Город А Город Б Город в 4
расстояние, м Е. В/м расстояние, м £, В/м К е» и к и 0> Я X ах Е. В/м
1 11 I II I II
50 0,7 0,85 75 3,3 300 1,55 1,25
100 0,6 0,5 100 — 3,1 400 0,4 1.3
150 0,3 0,55 140 3,3 3,0 500 0,92 1,15
200 0,6 1 220 3.2 _ 760 0,63 1
300 2 2,3 950 1,5 0,95
400 1,3 1,9 1230 1,1 0,9
Примечание. Е — напряженность электрического поля.
черчиваются для высот планируемой застройки. Здесь следует отметить, что расчетные значения напряженности поля лишь тогда близки к измененным, когда входящие в формулу расчеты уровней напряженности ЭМП параметры отвечают их реальному значению. Особую важное^ приобретает достоверность диаграммы направленности антенны. Расчеты показывают, что ошибки наиболее вероятны именно из-за неточного учета диаграммы.
В качестве примера в таблице приведены данные по 3 городам, полученные при натурных измерениях (I) и расчетным путем (II).
Из таблицы следует, что при приборной точности измерения ±40 % расхождения данных находятся в пределах допускаемых.
При этом в ряде случаев имеются смещения точек максимумов и минимумов, полученных в расчете и при измерениях. Последнее можно объяснить, с одной стороны, колебаниями самой мачты-антенны, с другой — погрешностями в представлении диаграммы направленности антенны. На результаты измерения оказывают также существенное влияние так называемые местные предметы: посадка деревьев, пересекающих линию визирования провода электропередачу строения и т. п. т
Анализ многочисленных данных измерений и расчета, полученных нами, показывает, что оценка электромагнитной обстановки в районах размещения телевизионных станций должна производиться конкретно в каждом отдельном случае. Такие технические характеристики, как мощность передатчика и высота антенны, хотя и являются первостепенными, еще не позволяют с приемлемой точностью высказать суждение о размерах СЗЗ, поскольку форма диаграммы направленности антенны во многих случаях является определяющей при оценке величины напряженности поля. Например, небольшой вклад в суммарную величину напряженности поля в прилегающем к телевизионной мачте районе вносят первый и второй телевизионные каналы метрового диапазона, так как в преобладающем числе они оснащаются слабо направленными антеннами в вертикальной плоскости. К числу доми^
щфующих по величине напряженности ЭМП отдалятся и радиоканалы УКВ-ЧМ вещания. Последнее также объясняется слабой напряженностью антенн в вертикальной плоскости этих радиостанций и, как правило, более низким размещением антенн на опоре и меньшим ослаблением излучаемой мощности при модулировании несущей частоты звуковым сигналом.
В заключение отметим, что анализ экспериментальных данных и их сравнение с расчетными подтверждает правомерность предложенной аналитической методики расчета и построения СЗЗ. Описанный метод даст возможность создать для различных типов телевизионных станций атлас кривых, характеризующих зависимости между напряженностью поля и расстоянием расчетной точки до источника излучения ЭМП с учетом высоты ее размещения по отношению к антенне, что позволит без специального математического рас-визуально определять и оценивать электромагнитную обстановку в местах проектируемых
и действующих телевизионных объектов, устанавливать для них СЗЗ, дифференцированные по высоте, решать градостроительные, санитарно-гн-гиенические и радиотехнические вопросы по защите окружающей среды от воздействия электромагнитных излучений, создаваемых телевизионными станциями.
ЛИТЕРАТУРА
1. Думанский Ю. Д., Сердюк А. М., Лось И. П. Влияние электромагнитных полей радиочастот на человека. Киез, 1975.
2. Кудрявцев Г. Г. — В кн.: Информация — сети связи — народное хозяйство. М., 1981, с. 3—17.
3. Никольский В. В. Электродинамика н распространение радиоволн. М., 1978.
4. Сердюк А. XI. Взаимодействие организма с электромагнитными полями как с фактором окружающей среды. Киев, 1977.
5. Черный Ф. Б. Распространение радиоволн. М., 1962.
Поступила 22.12.83
УДК 614.71:615.91-07
С. М. Новиков
МЕТОД ВЕРОЯТНОСТНОЙ ОЦЕНКИ ЗАВИСИМОСТИ КОНЦЕНТРАЦИЯ — ВРЕМЯ В ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
I ММИ им. И. М. Сеченова
В последние годы для оценки опасности атмосферных загрязнителей и установления их*по-(юговых концентраций при разных сроках воздействия все более широко используется зависимость между концентрациями вещества и временем появления биологического эффекта [4].Данная зависимость выражается уравнением: 1дССт= 1дС0—где Сст — концентрация вещества, вызывающая стандартный эффект при воздействии в течение времени 7"<; С0—концентрация, вызывающая тот же эффект за время, равное принятой единице измерения; а — угол наклона прямой к оси времени.
Наиболее важными токсикометрическими показателями, получаемыми при изучении зависимости концентрации — время, являются прогнозируемая нзоэффективная концентрация для определенного момента воздействия, а также величины С0 и а. Перечисленные показатели, так же как и любые другие токсикометрические параметры, имеют вероятностный характер, поэтому для них необходимо устанавливать доверительные границы. По своей форме зависимость концентрация— время аналогична уравнению линейной регрессии [3, 4]:
У=а+вХ. (1)
/Теоретические величины У и X могут иметь Ошибки, поскольку их определение основано на
сопоставлении с уровнем биологического эффекта. Однако при такой постановке задачи вероятностная оценка уравнения (1) становится затруднительной, во-первых, из-за недостаточной разработанности соответствующих математических методов [6] и, во-вторых, вследствие методической сложности установления зависимости время— эффект. В связи с этим в первом приближении можно принять, что ошибки имеются только при установлении изоэффективных концентраций, а переменная X является управляемой. Это не противоречит реальным условиям эксперимента, так как сроки обследования животных устанавливаются экспериментатором.
Для введения указанных допущений для вероятностной оценки зависимости концентрация — время достаточно установить изоэффективные концентрации и их стандартные ошибки. В тех случаях, когда критерием биологического эффекта служат альтернативные показатели, ошибки среднеэффективных концентраций (С1^5о, СЕ50) легко получить с помощью общепринятых приемов пробит-анализа. Однако более точные оценки данных величин могут быть получены при использовании весовых коэффициентов , находимых по специальным таблицам [2, 5, 8]. Расчет коэффициентов, входящих в уравнение зависимости концентрация — эффект, ведется по формулам:
3 Гигиена и санитария № 8
— 65 —
