Электромагнитное загрязнение в центральной части Мурманска: территориальный аспект

Электромагнитные поля, наряду с другими элементами окружающей среды, подвержены техногенной трансформации. Масштабы этой трансформации постоянно растут, поскольку научно-технический прогресс невозможен без распространения всё новых электротехнических устройств. Электромагнитные поля (ЭМП) от различных источников накладываются и взаимодействуют, приобретая на урбанизированных территориях повсеместный и изменчивый характер. Достаточно отметить, что за последние десятилетия токовые номиналы предохранителей в квартирах увеличились с 5 - 6 до 20 - 25 ампер, что означает увеличение потребляемой мощности в 10 - 25 раз и ЭМП в квартирах в 5 - 6 раз [1]. Медико-биологические эффекты воздействия ЭМП изучаются уже более полувека, при этом в числе наиболее опасных и значимых последствий отмечаются [2–7] нарушения функционирования ряда жизненно важных систем организма, в частности таких как сердечно-сосудистая, эндокринная, иммунная.

В последние десятилетия особое внимание уделяется магнитным полям промышленной частоты, которые ранее считались малоопасными. Так, в 2012 г. А.В. Семенов [8] на основании медико-статистических и экспериментальных данных пришел к выводу о значительной опасности низкочастотных магнитных полей и предложил понизить гигиенический норматив до 200 нанотесла (нТл). Схожие выводы и предложения были разработаны рядом зарубежных исследователей и международных групп экспертов [6–7, 9–11]. Тем не менее, несмотря на наличие многочисленных исследований и публикаций по их результатам, изученность проблемы воздействия ЭМП на организм считается всё ещё недостаточной для принятия решений. Здесь сказываются в числе прочего множественность неблагоприятных факторов окружающей среды в современных городах, а также сложность отождествления с человеком выводов из экспериментов с биологическими объектами с иными анатомо-физиологическими особенностями [12]. Предлагаемый примерный безопасный уровень магнитной индукции 0,2 мкТл (0,2 – 0,4 мкТл в ряде работ) на порядок ниже наиболее строгого из действующих в России гигиенических нормативов – 5 мкТл для жилых помещений и социальных учреждений.

Наряду с результатами медико-биологических исследований, при принятии решений о пересмотре гигиенических нормативов принимаются во внимание также результаты изучения степени распространенности ЭМП тех или иных уровней и подверженности жителей их воздействию [13]. Одно из таких исследований выполнено нами для центральной части г. Мурманска, где исследования подобного рода ранее не выполнялись.

Целью исследования является выявление территориального распределения ЭМП промышленной частоты в центральной части г. Мурманска и оценка влияния на него ландшафтно-геоморфологических и архитектурно-планировочных особенностей города. В качестве гипотезы предполагалось, что специфические климатические и геолого-геоморфологические условия Мурманска, как крупнейшего города Арктической зоны России, через систему действующих в природно-техногенных комплексах взаимосвязей должны найти отражение в распределении показателей ЭМП.

Материалы и методы

Характеристики ЭМП промышленной частоты 50 гц определялись при помощи прибора Gigahertz Solutions ME 3830 B M/E Analyser , позволяющего измерять напряженность электрического поля в пределах от 1 до 2000 в/м и магнитную индукцию от 1 до 2000 нТл. В соответствии с требованиями МР 4.3.0177-20. 4.3 измерения выполнялись на уровне 1,8 м от поверхности, а при выявлении повышенных значений – также у поверхности, на предмет возможного влияния кабелей подземной прокладки. Для облегчения последующей интерпретации измерения выполнялись по возможности на участках однородных в отношении использования земель и застройки. Также выполнялись наблюдения на предмет наличия или отсутствия воздушных линий электропередачи в непосредственной близости от точек измерения, и в случаях их наличия проводились дополнительные измерения около них.

Измерения показателей ЭМП выполнены в августе 2025 г. в 109 точках, находящихся в центральной части г. Мурманска, ограниченной ул. Заповедная - ул. Челюскинцев - оз. Семеновским - Верхне-Ростинским шоссе - восточной границей застройки микрорайона Скальный – ул. К. Маркса – ул. Книповича – линией железной дороги.

Для построения изолинейной карты значений магнитной индукции использовались результаты измерений, но при этом статистически аномальные значения для выполнения интерполяции не учитывались. Вместо аномальных значений для соответствующих точек принимались средние значения по типу использования земель с учетом застройки. Точки с повышенными, но не аномальными значениями, обусловленными подземными источниками, в интерполяцию включались. Поскольку линейные размеры аномалий недостаточны для показа в масштабе карты, аномалии, а также обусловленные подземными источниками повышенные значения, показаны на карте значками разного цвета и внутреннего заполнения.

Результаты и их обсуждение

Превышение гигиенических нормативов, принятых в России согласно СанПиН 1.2.3685-21 (1 кВ/м на территории жилой застройки), отмечено в двух случаях: у кабеля и распределительного шкафа на стене дома 4 по Рыбному проезду, и под проводами высоковольтной линии напряжением 35 кВ в районе гаражей по ул. Книповича. В то же время, с учетом изложенных выше сведений о современных оценках последствий воздействия ЭМП промышленной частоты, соблюдение нормативов магнитных полей не является полной гарантией электромагнитной безопасности. Источниками электрических и магнитных полей являются системы электроснабжения и электрические приборы, устройства промышленного и бытового назначения, в т.ч. самыми мощными источниками являются высоковольтные линии.

Электрические поля в пределах изученной части территории Мурманска характеризуются в целом низкими значениями, от 1 до 3 в/м. На 3 порядка более высокие значения зафиксированы у упомянутого выше кабеля и распределительного шкафа (Рыбный проезд, 4) – более 2 кВ/м в непосредственной близости.

Повышенные значения зафиксированы также вблизи двух высоковольтных линий напряжением 35 кВ: вблизи гаражей по ул. Книповича (до 1850 в/м непосредственно под проводами), и у церкви «Спас на водах» (до 680 в/м под проводами, что находится в допустимых пределах). В первом случае уже в 10 м от проекции крайних проводов напряженность снижается до величин, соответствующих допустимому уровню для жилых зон, а в 50 – 100 м не превышает обычных для городских условий 1 – 3 в/м.

Магнитные поля отличаются от электрических высокой проникающей способностью [3], вследствие чего сильно изменчивое совокупное поле от многочисленных разнообразных устройств охватывает всю территорию города. Средняя величина магнитной индукции, исключая точки, расположенные в непосредственной близости от высоковольтных линий, составляет 86 нТл. Если сравнивать её с городами, изученными нами ранее [14], то это - показатели уровня, несколько превышающего средний. На созданной по результатам исследования карте (рис. 1) показано, каким образом значения магнитной индукции распределяются по городской территории.

Пространственное распределение значений магнитной индукции демонстрирует концентрацию повышенных показателей к востоку и северо-востоку от торгового порта, между ул. Челюскинцев и железной дорогой, а также в районе улиц Академика Книповича – Новое Плато (рис. 1).

Анализ данных по типам использования территории и застройки, представленный в табл. 1, выявил специфику Мурманска. Как следует из табл. 1, наибольшими величинами магнитной индукции отличается среднеэтажная застройка 1930 – 1950-х гг. («сталинки»). Этим Мурманск отличается от всех изученных ранее городов России (Москва, Санкт-Петербург, Казань, Саратов, Ульяновск, Астрахань и др.) [14] и Западной Европы [15], где наибольшими показателями отличается историческая застройка. В Мурманске историческая застройка отсутствует, но выполняемые ею функции (приуроченность к историческому центру города, наибольшая концентрация учреждений общественного питания и медицинских), приводящие к сосредоточению мощного электрооборудования, формируют здесь повышенный электромагнитный фон.

А подземная аномалия по 38 пределу. нТл Д подземная аномалия по 28 пределу. нТл

А воздушная аномалия по 38 пределу, нТл Д воздушная аномалия по 28 пределу, нТл О повышенные не аномальные значения, обусловленные подземными источниками. нТл ^^ зона повышенных значений ВЛ-35

Рисунок 1. Схематическая карта распределения значений магнитной индукции (нТл) в центральной части г. Мурманска

Относительно повышенные значения в пределах многоэтажной панельной застройки 1970 – 1980-х гг. («брежневки») также вполне закономерны. Основной массив застройки данного типа (микрорайон Скальный) характеризуется расчлененным рельефом и близким к поверхности залеганием скальных пород, что не благоприятствует подземной прокладке сетей электроснабжения. Как результат, здесь не выявлено ни одной аномалии, связанной с кабелями подземной прокладки, но значения вблизи воздушных линий существенно выше, чем на удалении от них (табл. 1). Различия по оставшимся типам застройки можно оценить, как находящиеся в пределах статистической погрешности.

Минимальные значения, как и в других городах, приурочены к рекреационным и другим зеленым зонам. При этом среднее значение по данному типу использования земель – 7 нТл – оказалось несколько выше, чем в изученных ранее городах (4 - 5 нТл). Это тоже отражает особенности планировки города, такие как отсутствие в пределах центральной части крупных парков и наличие многочисленных небольших по размерам зеленых зон, часто приуроченных к неудобным для застройки крутым участкам склонов. В силу размеров и конфигурации таких парков и зеленых зон, в них в той или иной степени сказывается влияние ЭМП, сформировавшихся на соседних застроенных территориях.

Таблица 1

Средние значения и изменчивость показателей магнитной индукции по частям города с разным характером использования земель и застройки и в зависимости от наличия или отсутствия электрических проводов и/или кабелей в непосредственной близости от точки измерения

Тип использования земель и застройки, нали-чие/отсутствие проводов	Число измерений	Сред. значение, нТл	Среднее квадр. отклонение (δ)	Коэфф. вариации, в %	Сред. значение, нТл при исключении аномалий по 3δ и 2δ пределам	Сред. значение, нТл при исключении аномалий и повыш. значений, связанных с подзем. кабелями
Среднеэтажная 1930–50-х гг. («сталинки»)	28	129	154	119	93	83
В т.ч. с проводами	5				73
В т.ч. без проводов	23	141			98
Среднеэтажная 1950–60-х гг. («хрущевки») кирпичные	13	55	72	131	26	26
Среднеэтажная 1950–60-х гг. («хрущевки») панельные	7	85	83	98	85	40
Многоэтажная 1970–80-х гг. («брежневки») кирпичные	5	286				37
Многоэтажная 1970–80-х гг. («брежневки») панельные	29	61	73	120	50	50
В т.ч. с проводами	9				86
В т.ч. без проводов	20				36
Мало-, средне-и многоэтажная последних лет	6	85	156	184	32	32
Рекреационная	15	22	56	255	7	7
В т.ч. с проводами	2	129	1	50	27
В т.ч. без проводов	13	5			5

Аномальные значения магнитной индукции . Для всех элементов городской территории характерна значительная вариабельность показателей магнитной индукции. В процессе статистической обработки данных в соответствии с общепринятыми процедурами были определены средние квадратические отклонения (δ) и установлены границы аномальных значений, превышающие средние более чем на двукратную или трехкратную величину среднеквадратического отклонения (табл. 2). После исключения статистических аномалий средние значения показателей снижаются (табл. 1). К основным причинам формирования аномальных значений относятся:

– кабели, проложенные ниже поверхности земли, идентифицируемые по резкому возрастанию показателей на уровне земли;

• – визуально наблюдаемые воздушные линии электропередачи, влияние которых подтверждается существенным снижением показателей при удалении от них;

• - неустановленные факторы, предположительно связанные с мощным электрооборудованием в близлежащих зданиях.

Таблица 2

Пределы аномальных значений магнитной индукции

Тип застройки	2δ предел	3δ предел
Среднеэтажная 1930–50-х гг. («сталинки»)	437	591
Среднеэтажная 1950–60-х гг. («хрущевки») кирпичные	199	271
Среднеэтажная 1950–60-х гг. («хрущевки») панельные	251	336
Многоэтажная 1970–80-х гг. («брежневки») панельные	207	280
Мало-, средне- и многоэтажная последних лет	397	553
Рекреационная	138	194

Выявленные аномалии классифицированы на воздушные и грунтовые в зависимости от расположения источников. Аномалии от воздушных источников учитывались при интерполяции для построения карты, тогда как локальные аномалии от подземных кабелей исключались из интерполяции, как локально выраженные. Пространственное положение аномалий представлено на карте (рис. 1), а их характеристики – в табл. 3.

Таблица 3

Сведения о выявленных аномальных значениях магнитной индукции

Места измерений	Измеренные значения, нТл	Характер использования и застройки	Наиболее вероятный источник	Дополнительная информация
Воровского, 16	230 ↑	Среднеэтажная 1950-60-х гг. («хрущевки») панельные	Подземный кабель	На асфальте до 800 нТл
Капитана Буркова, 39	370 ↓	Многоэтажная 1970–80-х гг. («брежневки») кирпичные	Электроприборы в доме	На земле меньше, проводов нет
Полярные Зори, 41–2	220 ↓	Среднеэтажная 1950-60-х гг. («хрущевки») кирпичные	Электроприборы в доме	На земле меньше, проводов нет

Места измерений	Измеренные значения, нТл	Характер использования и застройки	Наиболее вероятный источник	Дополнительная информация
Полярные Зори, 33–3	210 ↑	Среднеэтажная 1950-60-х гг. («хрущевки») кирпичные	Подземный кабель	На асфальте до 500 нТл
Полярные Зори, 19	402 ↑	Мало-, средне-и многоэтажная последних лет	Подземный кабель	На асфальте до 800 нТл
Рыбный проезд, 4	>2000 ↓↓	Среднеэтажная 1930-50-х гг. («сталинки»)	Кабель и распред. шкаф на стене дома
Капитана Буркова, 19а	950 ↑↑	Многоэтажная 1970–80-х гг. («брежневки») кирпичные	Подземный кабель	На асфальте более 2000 нТл
Шмидта, 35а	710 ↑↑	Среднеэтажная 1930-50-х гг. («сталинки»)	Подземный кабель	На асфальте до 1000 нТл
Скальная, 17	380 ↓↓	Многоэтажная 1970–80-х гг. («брежневки») панельная	Провода
ул. Воровского, павильоны	230 ↓	Рекреационная	Столб с кабелями
Профсоюзов, 22, двор	480 ↑	Среднеэтажная 1930-50-х гг. («сталинки»)	Подземный кабель	На асфальте до 1000 нТл