Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Электромагнитные поля и их воздействие на окружающую среду

В современных условиях научно-технического прогресса в результате развития различных видов энергетики и промышленности электромагнитные излучения занимают одно из ведущих мест по своей экологической и производственной значимости среди других факторов окружающей среды.

В целом общий электромагнитный фон состоит из источников естественного (электрические и магнитные поля Земли, атмосферики, радиоизлучения Солнца и галактик) и искусственного (антропогенного) происхождения (телевизионные и радиостанции, линии электропередачи, электробытовая техника и другие) излучений.

Уровень естественного электромагнитного фона в некоторых случаях бывает на несколько порядков ниже уровней электромагнитных излучений, создаваемых антропогенными источниками. Электромагнитные излучения космического, околоземного и биосферного пространств играют определенную роль в организации жизненных процессов на Земле, и в ряде случаев выявляется их биологическая значимость.

Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами.

На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли, являясь первичным периодическим экологическим фактором, постоянно воздействовало на состояние экосистем. В ходе эволюционного развития структурно - функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону.

Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности, когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик. Это явление, получившее название магнитных бурь, неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем, включая и организм человека. В этот период отмечается ухудшение состояние больных, страдающих сердечно-сосудистыми, нервно-соматическими и другими заболеваниями. Влияет магнитное поле и на животных, в особенности на птиц и насекомых [1].

На нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле, придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия.

Основные источники этого воздействия - электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций.

Линии электропередачи и некоторые другие энергетические установки создают электромагнитные поля промышленных частот (50 Гц) в сотни раз выше среднего уровня естественных полей. Напряженность поля под ЛЭП может достигать десятков тысяч В/М.

Наибольшая напряженность поля наблюдается в месте максимального провисания проводов, в точке проекции крайних проводов на землю и в пяти метрах от неё кнаружи от продольной оси трассы: для ЛЭП-330 кВ - 3,5 - 5,0 кВ/м, для ЛЭП - 500 кВ - 7,6 - 8 кВ/м, для ЛЭП-750 кВ - 10,0 - 15,0 кВ/м.

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения.

Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля, создаваемого ЛЭП, проявляется уже при напряженности поля, равной 1000 В/м. У человека нарушаются эндокринная система, обменные процессы, функции головного и спинного мозга и др.

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии. Японскими учеными обнаружено, что в районах, расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз. Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты, то есть с уменьшением длины волн.

Неионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи, радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных.

Основной способ защиты населения от возможного вредного воздействия электромагнитных полей от линий электропередачи создание охранных зон шириной от 15 до 30 м в зависимости от напряжения ЛЭП. Данная мера требует отчуждения больших территорий и исключения их из пользования в некоторых видах хозяйственной деятельности.

Уровень напряженности электромагнитных полей снижают также с помощью устройства различных экранов, в том числе и зеленых насаждений, выбора геометрических параметров ЛЭП, заземление тросов и других мероприятий.

В стадии разработки находятся проекты замены воздушных линий ЛЭП на кабельные и подземной прокладки высоковольтных линий.

Для защиты населения от неионизирующих электромагнитных излучений, создаваемых радиотелевизионными средствами связи и радиолокаторами также используется метод защиты расстоянием. С этой целью устраивают санитарно-защитную зону, размеры которой должны обеспечить предельно допустимый уровень напряженности поля в населенных местах.

Коротковолновые радиостанции большой мощности (свыше 100 кВт) размещают вдали от жилой застройки, вне пределов населенного пункта.

Концепция нормирования электромагнитных полей и излучений предусматривает:

- выработку единой системы нормативных значений предельно допустимых уровней электромагнитных полей и излучений;

- защиту природных ресурсов от потерь, обусловленных действием этих полей на различные компоненты природной среды;

- предотвращение значительных функциональных нарушений экосистем в результате прямого или косвенного воздействия полей на те или иные компоненты этих систем.

2. Защита окружающей среды от акустического загрязнения

Акустическое (шумовое) загрязнение раздражающий шум антропогенного происхождения, нарушающий жизнедеятельность живых организмов и человека. Раздражающие шумы существуют и в природе (абиотические и биотические).

Шумовое загрязнение вызывает нарушение естественного баланса в экосистемах. Шумовое загрязнение может приводить к нарушению ориентирования в пространстве, общения, поиска пищи и т.д. В связи с этим некоторые животные начинают издавать более громкие звуки, из-за чего они сами будут становиться в роли вторичных звуковых загрязнителей, ещё сильнее нарушая равновесие в экосистеме. Одним из самых известных случаев ущерба, наносимого шумовым загрязнением природе, является многочисленные случаи, когда дельфины и киты выбрасывались на берег, теряя ориентацию из-за громких звуков военных гидролокаторов (сонаров) [2].

Главным источником шумового загрязнения являются транспортные средства автомобили, железнодорожные поезда и самолёты.

В городах уровень шумового загрязнения в жилых районах может быть сильно увеличен за счёт неправильного городского планирования (например, расположение аэропорта в черте города).

Помимо транспорта (60ч80% шумового загрязнения) другими важными источниками шумового загрязнения в городах являются промышленные предприятия, строительные и ремонтные работы, автомобильная сигнализация, собачий лай, шумные люди и т.д.

С наступлением постиндустриальной эпохи всё больше и больше источников шумового загрязнения (а также электромагнитного) появляется и внутри жилища человека. Источником этого шума является бытовая и офисная техника.

Для разных видов шумов применяются различные способы нормирования.

Для постоянных шумов нормируются уровни звукового давления LPi (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

Нормируемыми параметрами прерывистого и импульсного шума в расчетных точках следует считать эквивалентные (но энергии) уровни звукового давления Lэкв в дБ в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

Для непостоянных шумов нормируется так же эквивалентный уровень звука в дБ(А).

В настоящее время разработано много методик, позволяющих уменьшить или устранить некоторые шумы. К ним относятся: уменьшение уровня звуковой мощности; правильная ориентация шума; звукоизоляция; средства виброизоляции; глушители; профилактика.

Шумовое загрязнение от какого-либо объекта можно до некоторой степени уменьшить, если на этапе разработки проекта этого объекта смоделировать с учётом различных внешних условий (например, топология и погодные условия местности) характер шумов, которые будут возникать и затем отыскать пути их устранения или хотя бы уменьшения. В настоящее время этот способ стал гораздо проще и доступнее за счёт развития электронно-вычислительной техники. Это наиболее дешёвый и рациональный способ снижения шумов, использующийся, например, при строительстве железных дорог в городских районах.

Другой способ заключается в использовании поглощающих или изолирующих звуки материалов в помещениях, где находятся сильные источники шума.

Есть и другие способы борьбы с шумом, направленные на его источник. Такие решения подразумевают изменение конструкции двигателей, чтобы сделать их тише, установку глушителей на моторы и механические устройства, изменение конструкций протекторов шин, установка амортизирующих бандажей на металлические колеса железнодорожных вагонов и вагонов метро.

При разработке технологических процессов, проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, производственных зданий и сооружений следует принимать все необходимые меры по снижению шума до значений, не превышающих допустимые.

Защита от шума должна обеспечиваться разработкой шумобезопасной техники, применением средств и методов коллективной защиты, в том числе строительно-акустических, применением средств индивидуальной защиты.

В первую очередь следует использовать средства коллективной защиты. По отношению к источнику возбуждения шума коллективные средства защиты подразделяются на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.

Снижение шума в источнике осуществляется за счет улучшения конструкции машины или изменения технологического процесса. Средства, снижающие шум в источнике его возникновения в зависимости от характера шумообразования подразделяются на средства, снижающие шум механического происхождения, аэродинамического и гидродинамического происхождения, электромагнитного происхождения.

Методы и средства коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяются на строительно-акустические, архитектурно-планировочные и организационно - технические и включают в себя:

- изменение направленности излучения шума;

- рациональную планировку предприятий и производственных помещений;

- акустическую обработку помещений; применение звукоизоляции.

К архитектурно-планировочным решениям также относится создание санитарно-защитных зон вокруг предприятий. По мере увеличения расстояния от источника уровень шума уменьшается. Поэтому создание санитарно-защитной зоны необходимой ширины является наиболее простым способом обеспечения санитарно-гигиенических норм вокруг предприятий.

Выбор ширины санитарно-защитной зоны зависит от установленного оборудования, например, ширина санитарно-защитной зоны вокруг крупных ТЭС может составлять несколько километров. Для объектов, находящихся в черте города, создание такой санитарно-защитной зоны порой становится неразрешимой задачей. Сократить ширину санитарно-защитной зоны можно уменьшением шума на путях его распространения.

3. ЭВМ как источник загрязнения окружающей среды

Бурное развитие техники всё больше заполняет наше жизненное пространство различными электромагнитными полями. Сегодня в него добавляются поля, источниками которых служат компьютеры. Их изобретение неизмеримо ускорило развитие цивилизации, кардинально изменило работу конструкторов и инженеров, служащих разных учреждений, процесс обучения в школах и вузах. При столь широком распространении компьютерной техники достаточно быстро выявились случаи её неблагоприятного влияния на окружающую среду.

СанПиН N 1.01.004.01 содержат санитарно-гигиенические требования к ПЭВМ вообще и к дисплеям в частности, требования к помещениям, где эксплуатируются ПЭВМ, к микроклимату, акустическим шумам и вибрациям, освещению, организации и оборудованию рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ.

Временные допустимые уровни электромагнитных полей (ЭМП), создаваемых ПЭВМ, не должны превышать допустимых значений.

Концентрации вредных веществ, выделяемых ПЭВМ в воздух помещений, не должны превышать предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных для атмосферного воздуха.

Согласно пункту 4.4 Требования к уровням неионизирующих и ионизирующих излучений 4 раздела действующего СанПиНа РК на рабочих местах у ВДТ и ПЭВМ регламентируются уровни электрических и магнитных полей в диапазоне частот 5 Гц-2 кГц (и т.ч. 50 Гц), 21-400 кГц, 0.06-30 МГц, 30-300 МГц, напряженность электростатического поля на уровне клавиатуры, а также поверхностный электростатический потенциал от монитора на расстоянии 30 см.

Конструкция ВДТ и ПЭВМ должна обеспечивать мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстояний 0,05 м от экрана и корпуса ВДТ не более 2,5 мкЗв/час.

Согласно пункту 4.3 Требования к шуму и вибрации 4 раздела действующего СанПиНа РК в производственных помещениях, где работа на ВДТ и ПЭВМ является вспомогательной, уровни шума на рабочих местах не должны превышать допустимых для данного вида работ, регламентированных ГОСТ «Шум. Общие требования безопасности».

В помещениях, где работа на ВДТ и ПЭВМ является основной (диспетчерские, операторские, расчетные, посты управления, залы вычислительной техники, офисы и др.) во всех учебных заведениях (включая ВУЗы) и дошкольных учреждениях уровень шума на рабочем месте не должен превышать 50 дБА. При выполнении инженерно-технических работ, при осуществлении лабораторного, аналитического и измерительного контроля уровень шума в помещений с ВДТ и ПЭВМ не должен превышать 60 дБА. В помещениях операторов ЭВМ (без дисплеев) уровень шума не должен превышать 65 дБА. На рабочих местах в помещениях, где размещены шумные агрегаты вычислительных машин (АЦПУ и т.п.), уровень шума не должен превышать 75 дБА [3].

При выполнении работ с ВДТ и ПЭВМ в производственных помещениях уровни вибрации не должны превышать допустимых значений для категории 3, тип «В», регламентированных ГОСТ «Вибрационная безопасность. Общие требования».

Шумящее оборудование (АЦПУ, принтеры и т.п.), уровни шума которого превышают допустимые для данного вида работ, должно находиться вне помещения с ВДТ и ПЭВМ.

Для снижения уровня шума можно для отделки помещений использовать звукопоглощающие материалы (разрешенные органами и учреждениями Госсаннадзора республики) с максимальным коэффициентом звукопоглощения в области частот 63-8000 Гц, подтвердив эффективность мероприятий акустическими расчетами. Дополнительным звукопоглотителем служат, однотонные занавеси из плотной ткани, гармонирующие с окраской стен и подвешенные в складку на расстоянди-15-20 см от ограждения. Ширина занавеси должна быть в 2 раза больше ширины окна [5].

4. Отходы ЭВМ: источники, виды, нормирование, методы утилизации и ликвидации

электромагнитный акустический загрязнение утилизация

Электронные отходы становятся новой актуальной экологической проблемой всего человечества. Токсичные вещества электронных отходов (ртуть, Тетрабромбисфенол А (TBBA), кадмий, гексавалентные хромовые соединения, бромсодержащие замедлители горения, поливинилхлориды (PVC)) окажутся в окружающей среде, многие из которых «растворятся» в многочисленных пищевых цепях живых организмов.

Рано или поздно компьютер отживает свой век, и приходится выбрасывать его на свалку. Однако делать это не рекомендуется, потому что компьютерные или электронные отходы находятся в категории опасных отходов.

Многие страны приняли законодательные нормы, запрещающие вывоз электронных отходов на полигоны. Оказывается, выброшенный компьютер представляет серьезную угрозу для окружающей среды. Достаточно только упомянуть, что компьютерный монитор с электронно-лучевой трубкой содержит более 600 граммов свинца, а ведь встречаются экземпляры, содержащие в себе до трех с половиной килограммов свинца.

А снижающие горючесть хлор- и бромсодержащие добавки в пластмассах компьютера (до 1% по весу пластмассы) при горении служат основой для синтеза сверхтоксичных соединений - диоксинов. Получается, что такую «экологическую бомбу» нельзя так просто выкинуть на свалку.

Существуют законы, по которым все электронные отходы должны быть подвержены утилизации. При утилизации ЭВМ разбираются на составные компоненты: электронные платы, кабеля, процессоры, блоки питания и т.д. Мониторы и USB разбирать нельзя. Данные, имеющиеся на жестких дисках уничтожаются. Утилизация как ЭВМ, так и другой оргтехники включает в себя работы по: погрузке, транспортировке, разгрузке, складированию, демонтажу и извлечению различных материалов из списанных технических средств, а также сортировку, разделку, упаковку и продажу (или сдачу на захоронение) полученных материалов специализированным организациям для дальнейшей переработки. Основными материалами, извлекаемыми из технических средств, являются: черный металл; цветные металлы (алюминий, медь); пластик; платы, содержащие драгоценные металлы; стекло [4].

5. Расчет уровня шума

Шум в компьютере создают движущиеся части. Шумят вентиляторы и комплектующие со встроенными вентиляторами (блок питания, видеокарта, корпус компьютера), а также все компоненты с движущимися частями - оптические приводы, жёсткие диски, дисковод и т.п.

Так как источников шума несколько, рассчитаем уровень шума по формуле (6.1).

, дБ, (6.1)

где Li - уровень звука i-го источника.

Учитывая, что у нас в помещении 4 компьютера, расположенных на разном расстоянии, получим:

,

дБ.

Так как предельно допустимый уровень шума в лаборатории равен 50 дБ, уровень шума в нашей лаборатории соответствует санитарным нормам.[5]

Рассчитаем шум в расчетной точке замкнутого объема по формуле (6.2).

, дБ, (6.2)

где Lw - акустическая мощность источника звука; дБ;

ч - коэффициент, учитывающий размеры источника шума;

Ф - фактор направленности источника звука;

Щ - пространственный угол излучения шума;

r - расстояние от источника шума до расчетной точки, м;

ш - коэффициент, учитывающий характер звукового поля в помещении;

- акустическая постоянная помещения, м2.

Акустическая постоянная помещения определяется по формуле (6.3).

, (6.3)

где - средний коэффициент звукопоглощения в помещении;

Sогр - суммарная площадь поверхностей, ограждающих помещение, м2.

Средний коэффициент звукопоглощения в помещении определяется по формуле (6.4).

, (6.4)

где бi - коэффициент звукопоглощения i-й ограждающей поверхности помещения площадью Si, м2;

Sогр - суммарная площадь поверхностей, ограждающих помещение, м2.

Рисунок 6.1. Зависимость коэффициента от отношения расстояния R к максимальному линейному размеру источника Lmax

Рисунок 6.2. Зависимость коэффициента от отношения акустической постоянной помещения Bпом к его площади Sпом

Рассчитаем коэффициент звукопоглощения :

Рассчитаем акустическую постоянную помещения :

Рассчитаем шум в замкнутом объеме Lw:

, дБ.

Так как предельно допустимый уровень шума в расчетной точке замкнутого объема должен быть равен 50 дБ, уровень шума в нашем классе соответствует санитарным нормам. [5]

6. Расчет интенсивности излучения ЭМП

Рассчитаем суммарную интенсивность излучений N-источников по формуле (6.5).

, Вт/м2 (6.5)

где - интенсивность излучения i-го источника в точке измерения.

У нас в классе 4 источников, каждый из них отдает 20 Вт/м2, получим:

, Вт/м2

Составляющая интенсивности излучения при одновременной работе всех компьютеров составляет 80 Вт/м2.

Выводы

В данном разделе были рассмотрены вопросы влияния электромагнитных полей и акустического загрязнения, вредного воздействия компьютера на окружающую среду, рассмотрены меры и способы защиты от них. Также были рассмотрены источники, методы утилизации и ликвидации электронных отходов. Был произведен расчет уровня шума и интенсивности электромагнитного излучения.

Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова можно слышать об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из людей считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что ещё можно успеть справиться со всеми выявившимися затруднениями. Однако вредное воздействие на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если люди будут накоплять надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, разрабатывать новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого природе.

Список используемой литературы

1. Банников А.Г. и др. Основы экологии и охрана окружающей среды: [Для с.-х. вузов]. - М.: Колос, 1996. - 304 с.

2. Лозановская И.Н. и др. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении / Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. - М., 1998. - 287 с.

3. Куклев Ю.И. Физическая экология.- М., 2001.- 359 с.

4. Алексеев А.Г., Холодов Ю.А. Электромагнитная безопасность // Вестн. СПбО РАЕН. - 1997. - N 1. - С.49-54.

5. СанПиН РК N 1.01.004.01 - Гигиенические требования к организации и условиям работы с видео дисплейными терминалами и персональными электронно-вычислительными машинами.

Размещено на Allbest.ru