7.1.5. Проблемы физического загрязнения (электомагнитное в т.ч. радиационное, тепловое и световое) 7.1.5.1. Дефиниции понятий

В литературе, особенно экологической, в большинстве своем все эти виды загрязнений рассматриваются раздельно. Хотя с физической точки зрения это не совсем правильно. Являясь разновидностями физического загрязнения, эти загрязнения естественно имеют единую физическую основу.

Согласно И.И.Дедю (1990) загрязнение электромагнитное - разновидность антропогенного или природного загрязнения физического, возникающего при модификации электромагнитных свойств среды (под действием линий электропередач высокого напряжения, работы некоторых промышленных установок, природных явлений - магнитных бурь и др).

По Н.Ф.Реймерсу (1990) загрязнение электромагнитное - форма физического загрязнения. Возникает в результате изменения электромагнитных свойств среды (от линий электропередач, радио, телевидения, работы некоторых промышленных установок и т.и.), приводит к нарушениям работы электронных систем и изменениям в тонких клеточных и молекулярных биологических структурах. Существуют электромагнитные аномалии и т.д.

Согласно К.М.Сытнику и др. (1994) - это разновидность загрязнения физического, антропогенного происхождения, возникающее в результате изменения электромагнитных свойств среды...

Как видим, различий в определении этого вида физического загрязнения фактически нет, хотя имеются отдельные аспекты. Например, К.М. Сытник считает этот вид загрязнения только антропогенным и т.д.

Загрязнение радиоактивное несомненно является непосредственно электромагнитным, тем не менее оно также имеет самостоятельное определение.

По И.И.Дедю (1990) загрязнение радиоактивное биосферы - это превышение естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ.

По К.М.Сытнику и др. (1994) загрязнение радиоактивное, загрязнение радиационное - появление в среде радиоактивных веществ в количествах, превышающих уровень естественного фона излучения.

Согласно Н.Ф.Реймерсу (1990) загрязнение радиационное - вызванное действием ионизирующих излучений. Загрязнение радиоактивное - форма физического загрязнения, связанного с превышением естественного уровня содержания радиоактивных веществ в среде.

Загрязнение световое - форма физического загрязнения, нарушение естественной освещенности местности в результате действия искусственных источников света, могущее приводить к аномалиям в жизни растений и животных. (Н.Ф.Реймерс, 1990).

Загрязнение световое по К.М. Сытнику (1994) - это разновидность загрязнения физического, нарушение интенсивности и ритмики естественной освещенности определенной территории в результате воздействия искусственных источников света, что приводит к аномалиям в жизни растений и животных. К таким территориям относятся тепличные комбинаты, железнодорожные узлы, стадионы и т.д.

По И.И.Дедю(1990г.) загрязнение световое- нарушение естественной освещенности местности в результате действия искусственных источников света.

Загрязнение тепловое (термальное) по Н.Ф.Реймерсу (1990г.) -форма физического загрязнения (обычно антропогенного), происходящего в результате повышения температуры среды, главным образом, в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, отходящих газов и вод.

Загрязнение тепловое (термальное) согласно К.М. Сытнику и др. (1990г.)- разновидность загрязнения физического (обычно антропогенного происхождения), возникающего в результате повышения температуры среды, главным образом, в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, горячих газов и теплой воды из охладительных систем.

По И.И.Дедю (1990) загрязнение тепловое загрязнение, вызываемое повышением температуры среды. Может возникать и как вторичный результат изменения химического состава среды.

Не будем анализировать все выше приведенные определения и представим такую возможность сделать самим студентам. А чтобы сделать это профессионально грамотно, рассмотрим физические основы электромагнитного излучения.

7.1.5.2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

Относительно детально этот вопрос рассмотрен в учебном пособии Некоса В.Е.,Бутенко В.И. (1988)"Теория и методология исследования физических полей геосистем". Здесь остановимся на основных положениях.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

0кружающее нас пространство пронизано излучением, которое генерируется различными источниками и имеет совершенного разную физическую природу. Так, рентгеновские и гамма лучи - электронные волны очень высокой энергии; бета лучи - поток электронов, скорость которых приближается к скорости света. Существуют различные виды радиоактивного излучения, состоящие из элементарных частиц ядерного происхождения (нейтроны, космические лучи и другие нуклоны) или ионизированных атомов гелия (?-лучи).

Все виды излучения независимо от того, являются ли они электромагнитными волнами или состоят из движущихся элементарных частиц, имеют общие закономерности: они невидимы и перемещаются с очень большой скоростью.

Как известно, энергия - это способность выполнять работу.

Для описания и объяснения наиболее важных особенностей электромагнитного излучения используются следующие две модели.

1.Волновая модель. Отождествляет излучение с регулярными колебательными изменениями в электрических полях, окружающих заряженную частицу. Волнообразные возмущения распространяются от источника со скоростью света (3.1010 см.с-1 ) и возбуждаются колебаниями самой частицы. Эти взаимосвязанные силовые поля взаимно ортогональны и перпендикулярны к направлению распространения возмущения.

2.Квантовая модель. В этой модели внимание акцентируется на той особенности излучения, которая позволяет предполагать, что оно представляет собой поток бесчисленных дискретных частиц. Их называют квантами излучения, или фотонами. Распространяясь от источника, они переносят энергию и количество движения подобно частицам, отличаясь, однако, от всех других частиц тем, что в состоянии покоя имеют нулевую массу. Поэтому было высказано предположение, что фотон является разновидностью элементарных частиц.

Независимо от истинной природы электромагнитное излучение всегда сопровождается появлением электрического заряда. С точки зрения волновой модели длина волны излучения определяется продолжительностью отрезка времени, в течении которого заряженная частица испытывает ускорение. Частота волны излучения зависит от числа ускорений в секунду, испытываемых частицей. Соотношение между длиной волны ?, частотой f и скоростью света (универсальная константа C) имеет вид: ?f = С, или ?= С/f, т.е. частота волны обратно пропорциональна длине волны и прямо пропорциональна скорости ее перемещения. Чем больше длина волны излучения, тем меньше связанная с ней энергия, и наоборот, чем выше частота излучения, тем больше энергия. Указанные зависимости имеют фундаментальное значение для объяснения природы электромагнитного излучения.

Наиболее известной формой электромагнитного излучения является видимый свет. Излучение, воспринимаемое человеческим глазом, заключает известную последовательность цветов от красного через оранжевый, желтый, зеленый, голубой и синий до фиолетового. Этот диапазон цветов, так называемый "видимый спектр", не следует путать с более широким "электромагнитным спектром": первый составляет незначительную часть второго. Система "глаз-люди" способна выделить лишь небольшой отрезок полного спектра излучения, которое распространяется со скоростью света.

В пределах спектра находим участки, соответствующие гамма-излучению, рентгеновским, ультрафиолетовым, инфракрасным лучам и радиоволнам. Нужно помнить, что спектр непрерывен и поэтому его подразделение носит условный характер; граница между отдельными участками неточна, ряд соседствующих участков значительно перекрывается, к тому же нет общепринятой терминологии и многие авторы указывают пограничные значения по-разному.

Необходимость изучения в неоэкологии исследуемого вопроса обусловлена тем, что в течение нескольких последних десятилетий уровень электромагнитного поля в окружающей нас среде катастрофически возрос (Птицина Н.Г. и др., 1998 ), если ранее на человека и другие живые организмы оказывали влияние только естественные магнитные поля, то в настоящее время к ним добавилось влияние электромагнитных полей искусственного происхождения. Следовательно необходимо различать электромагнитные поля естественного и искусственного происхождения.

Естественные магнитные поля – это постоянное магнитное поле Земли и геомагнитные вариации, возникающие при взаимодействии межпланетной среды с магнитным полем Земли.

Основными естественными электромагнитными полями является атмосферное электричество, постоянное магнитное поле Земли и геомагнитные вариации, возникающие как отмечалось выше, при взаимодействии земного магнитного поля с межпланетной средой.

Постоянное магнитное поле генерируется токами, текущими на глубинах гораздо ниже земной коры. Величина его колебаний на земной поверхности от 35 мкТл на экваторе, до 65 мкТл вблизи полюса. В среднем считается. Что интенсивность полей, которые нас окружают имеют частоты менее 300 Гц (~ 50 мкТл) и они считаются “слабыми”. В экологическом аспекте нет необходимости рассматривать весь электромагнитный спектр от 0 до 1020 Гц, тем более, что основные составляющие электромагнтиные загрязнения лежат в крайне низкочасттным (КНЧ:10-300 Гц) и особенно в ультранизкочастотном (УНЧ: 0-10 Гц) диапазоне (Птицина Н.Г. и др.1998 г.).