Геофизические методы исследования земной коры

---

Электрическое загрязнение среды проявляется в формировании электрического поля блуждающих токов и в перенасыщении приземного слоя атмосферы ионами (аэроионами) разной полярности и в первую очередь положительными ионами тяжелых элементов. Источниками электрического загрязнения служат промышленные предприятия, электрифицированные железные дороги, станции катодной противокоррозионной защиты. Характеристики техногенного электрического загрязнения приведены в табл. 6.1.

Воздействие блуждающих токов на различные материалы (как правило, металлы, железобетон и бетон) можно оценить по скорости электрокоррозии металла и по среднегодовым потерям несущей способности металлических и железобетонных конструкций, соотнесенных с напряженностью поля блуждающих токов. Напряженность электрического поля блуждающих токов, создаваемого различными источниками, варьирует в пределах от 10 до 1600 мВ/м, что зависит от источника, строения и состояния грунтовой толщи. При изменении напряженности поля блуждающих токов от 0,8 до 3,6 мВ/м скорость коррозии металла возрастает с 0,2 до 2,0 мм в год, а потери несущей способности металлических и железобетонных конструкций увеличиваются с 10 до 15% и с 5 до 8% соответственно. Электрическое загрязнение в виде поля блуждающих токов является опосредованно действующим экологическим фактором, поскольку прямого воздействия на живые организмы и на человека не оказывает, но способно вызывать негативные изменения коррозионной обстановки, что, в свою очередь, увеличивает степень вероятности повреждения с выходом из строя подземных коммуникаций (водопроводов, газопроводов, теплотрасс, канализации и т.п.).

Атмосферное электричество является важным экологическим фактором, поскольку ионизация воздуха - одно из непременных условий нормального развития высокоорганизованной живой материи. Ионизация воздуха предполагает, что некоторая, весьма незначительная, часть молекул газов, входящих в состав воздуха, несет положительный или отрицательный электрический заряд. В естественных условиях ионизация воздуха происходит под действием радиоактивного излучения Земли и космического и ультрафиолетового солнечного излучения. При этом на 1 м ^{2} земной поверхности приходится в среднем 6,7*10⁹ элементарных зарядов, а в 1см³ воздуха содержится 500-700 пар ионов, среди которых преобладают положительные аэроионы. Для примера, московский воздух в 1 см³ содержит приблизительно 1500 аэроионов обоих знаков, воздух в Сочи - около 1800, а воздух Кисловодска - примерно 3700 аэроионов.

Преобладание в воздухе ионов того или иного знака и их количественное соотношение имеет большое значение для органической жизни. Соотношение количества положительных и отрицательных аэроионов измеряется коэффициентом униполярности , где - число ионов разной полярности. Чем больше величина коэффициента униполярности, т.е. чем значительнее преобладание положительных аэроионов над отрицательными, тем менее благоприятными оказываются условия для существования живых организмов, что в первую очередь относится к человеку. Экспериментально установлено, что отрицательные аэроионы (в основном это ионы кислорода) благоприятно влияют на жизнедеятельность органического мира, тогда как положительные аэроионы в большинстве случаев оказывают негативное воздействие на биоту, а в больших концентрациях способны приносить вред. В нормальных условиях коэффициент униполярности 1,20. Превышение этой величины свидетельствует о неблагоприятности экологического состояния приземного слоя атмосферы. Загрязнение воздуха пылью, копотью, дымом, а также увеличение влажности воздуха уменьшают подвижность отрицательных аэроионов при сохранении подвижности положительных аэроионов. Наблюдения показывают, что в городском воздухе, особенно это заметно в пределах промышленных зон, концентрация тяжелых положительных аэроионов значительно выше, чем в пригородных лесных массивах и на территориях парков и зон отдыха в пределах городской черты. Таким образом, избыточное количество положительных аэроионов в воздухе, в большинстве случаев техногенного происхождения, может квалифицироваться как техногенное электрическое загрязнение среды и рассматриваться в качестве экологического фактора прямого действия.

Электромагнитное загрязнение представляет собой весьма биологически активный экологический фактор прямого воздействия. Причиной возникновения электромагнитного загрязнения является электромагнитное излучение промышленной частоты (50 и 400 Гц), а также излучение в радиочастотном диапазоне (0,100 МГц - 300 ГГц). Источниками электромагнитных полей промышленной частоты могут служить так называемые передаточные шины (общие токовые проводники) высоковольтных электрических трансформаторных подстанций, токонесущие провода воздушных линий электропередачи (ЛЭП), тяговые электромоторы и энергетические установки. Источники электромагнитных полей в диапазоне радиоволн - это антенны радиовещательных и телепередающих станций, излучатели специальных средств связи и радиолокационных станций, а также многие промышленные установки, лабораторные приборы и бытовая техника. Экологическое (физиологическое) воздействие электромагнитных полей на биоту и, в частности, на организм человека обуславливается индуцированными токами, текущими через живые ткани, и индуктивным взаимодействием внешних полей с собственными электромагнитными полями, генерируемыми живыми организмами. Уровень воздействия определяется напряженностью поля, продолжительностью воздействия и состоянием подвергающегося воздействию организма. Параметры, характеризующие электромагнитное загрязнение, приведены в табл. 6.1.

Электромагнитное загрязнение и обусловленное им систематическое и продолжительное воздействие интенсивных электромагнитных полей на человеческий организм может приводить к негативным последствиям. Здоровый организм способен успешно сопротивляться внешнему воздействию энергии электромагнитных полей. Однако в тех случаях, когда организм ослаблен, сопротивляемость его воздействию электромагнитных полей заметно падает. Даже если в организме при этом и не происходит патологических изменений, при длительном воздействии электромагнитного излучения у отдельных людей могут появляться признаки повышенной утомляемости, чувства апатии или, наоборот, повышенного беспокойства, другие отклонения от нормального состояния.

Реальная опасность электромагнитного облучения полем, создаваемым высоковольтными ЛЭП или энергетическими установками, существует в непосредственной близости от них, например, в пределах полосы шириной 60-90 м под линией электропередачи или в кабине электровоза. Радио- и телепередающие антенны и другие излучатели электромагнитного поля в радиоволновом диапазоне способны оказывать воздействие на живые организмы в пределах прямой видимости на расстоянии до нескольких десятков километров, что зависит от мощности и остроты диаграммы направленности передающего устройства.

Радиационное загрязнение привлекает к себе наибольший интерес, поскольку представляет собой весьма опасный (в чем убеждает опыт нынешнего столетия) с экологических позиций фактор прямого воздействия на живые организмы. Источниками естественного радиационного поля являются космические лучи и ионизирующее излучение природных радиоактивных веществ, содержащихся в почве, горных породах и воде. К естественному радиационному фону добавляется создающее загрязнение техногенное ионизирующее излучение, поступающее в окружающую среду от новообразованных (создаваемых в процессе реализации промышленных технологий) радионуклидов, используемых строительных материалов, а также от складируемых отходов атомного производства и т.п.

Космическое излучение в связи с малой мощностью дозы (до 30 мР/год; 1 мР = 0,01 Зв) как экологический фактор играет второстепенную роль. Корпускулярное ионизирующее излучение ( -излучение и -излучение) земного, естественного и искусственного происхождения имеет ограниченный радиус действия (от нескольких сантиметров до нескольких метров) и по этой причине также играет незначительную роль в формировании радиоактивного загрязнения окружающей среды.

Существенным с экологических позиций фактором радиационного воздействия на все виды животного и растительного мира является ионизирующее электромагнитное -излучение, распространяющееся на большое расстояние и обладающее высокой проникающей способностью. Действие -излучения зависит от интенсивности источника излучения и от расстояния до него. Вблизи земной поверхности мощность дозы естественного ионизирующего излучения варьирует от 0,003 до 0,025 мР/ч. В условиях промышленно-городских агломераций этот фон может несколько увеличиваться за счет излучения строительных материалов (бутового и облицовочного камня, гранитного щебня и т.п.), используемого бытового газа и водопроводной воды. Однако суммарная, естественная и техногенная, мощность дозы излучения, как правило, не превышает в обычных условиях (если не происходит аварийных выбросов или утечек радиоактивных материалов) санитарных норм (см. табл. 6.1).

В то же время следует отметить, что при значительной интенсивности ионизирующее излучение оказывает на живые организмы вредное, а иногда и губительное воздействие. Превышение уровня излучения над фоновым и даже просто повышение естественного фона могут приводить к генетическим изменениям в живых организмах. Так, при мощности дозы в 0,09-0,21 Р/ч происходит замедление роста растений и уменьшается видовое разнообразие животного мира. При увеличении мощности дозы до 0,42-1,67 Р/ч растительность угнетается, легко поражается насекомыми и возбудителями болезней. Человеческий организм отличается особой чувствительностью к радиационному воздействию. Доза излучения в 400 Р приводит к тяжелой форме лучевой болезни, симптомы которой начинают проявляться уже при дозах облучения 25-100 Р. Даже при малых дозах хроническое воздействие радиоактивного загрязнения может приводить к негативным последствиям, которые обнаруживаются по прошествии большого количества времени. Для человека безопасной считается мощность дозы облучения 0,008-0,024 мР/ч (или 70-210 мР/год).

Назад| Вперед

Публикации с ключевыми словами: геофизика - Земля - земная кора Публикации со словами: геофизика - Земля - земная кора
См. также: Земля из межпланетного пространства Заход Земли с "Ориона" Противосумеречные лучи и фестиваль планет Восход Земли: видео Ударный кратер Маникуаган: вид из космоса Земля и Луна: вид с другой стороны Снежная буря 1938 года в Верхнем Мичигане Все публикации на ту же тему >>