Оценка влияния электромагнитного излучения на природные и селитебные экосистемы

Введение. Применение электромагнитной энергии в современном мире привело к тому, что электромагнитные поля техногенного происхождения стали довольно значительным фактором загрязнения окружающей среды. Термин «глобальное электромагнитное загрязнение окружающей среды» официально введен в 1995 году Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), включившей эту проблему в перечень приоритетных для человечества. Он действительно отражает новые экологические условия, сложившиеся на Земле в условиях воздействия электромагнитного поля (ЭМП) на человека и все элементы биосферы [6]. Существующая тенденция увеличения использования электромагнитной энергии в хозяйственной деятельности человека и современное состояние обеспечения проблемы электромагнитной безопасности на государственном уровне позволяют прогнозировать дальнейшее увеличение электромагнитного загрязнения окружающей среды [2–5, 7].

Установлено, что электромагнитное поле воздействует на морфологические, физиологические, биохимические и биофизические характеристики многих растений. Изменяется рост, развитие и размножение растительных объектов [1].

Цель исследования . Провести экологический мониторинг за состоянием природных и селитебных экосистем в городах и населенных пунктах Красноярского края в зависимости от плотности потока электромагнитной энергии.

Объекты и методы исследования. Объектами исследования являются селитебные (жилые кварталы на улицах городов и населенных пунктов) и природные (парки, скверы, прилегающие леса) экосистемы. При выборе объектов исследования учитывались природно-климатические условия, в том числе геоморфологические особенности районов Красноярского края.

Основным методом исследования является экологический мониторинг за состоянием экосистем (геоэкосистем) в современное время. Основу экологического поиска представляют методы количественного анализа. Метрологический метод исследования содержит группу методик измерения, в результате которых наблюдается требуемая точность. Расчетный метод оценки ЭМН заключается в определении индивидуальной и коллективной электромагнитной нагрузки [3, 4]. Выполнен расчет плотности потока электромагнитной энергии для трех уровней по вертикали (2, 15, 30 м).

Результаты и их обсуждение. Оценка проявления электромагнитной нагрузки в разных природных ландшафтах и селитебных зонах в пределах изучаемых районов показала значительное распространение источников электромагнитного загрязнения, особенно в селитебных зонах. Превышение уровня плотности потока электромагнитной энергии (ППЭ) наблюдается на высоте 15 и 30 м от уровня земли как в селитебных, так и природных ландшафтах.

В селитебных зонах административных районов г. Красноярска (табл., рис. 1–4) максимальные значения ППЭ наблюдаются ( на высоте 15 и 30 м от уровня земли) в центре города (ул. Ленина, просп. Мира), а также на центральных магистралях (просп. Металлургов, Красноярский рабочий, ул. Копылова и др.) других административных районов города. В других селитебных зонах административных районов г. Красноярска наблюдается снижения уровня ППЭ в два и более раза.

Селитебные зоны городов Ачинска, Канска, Енисейска имеют уровень ППЭ ( на высоте 15 и 30 м от уровня земли) в интервале 0,43–0,91 мкВт/см2. Этот уровень в 1,5–2,0 раза ниже уровня ППЭ на соответствующих высотах г. Красноярска. А селитебная зона поселка Предивинска Красноярского края имеет уровень ППЭ (на высоте 15 и 30 м от уровня земли) в интервале 0,31–0,35 мкВт/см2 .

Данные показатели позволяют считать, что эта селитебная зона приближена к состоянию гомеостаза как способность ландшафта, несмотря на внешние воздействия, сохранять в основных чертах свою структуру и характер связей между элементами. Возможно, это связано с третьей стадией сукцессии, то есть восстановлением первичных ландшафтов из-за «заброшенности» территории поселка. Уровень плотности потока ЭМи во всех исследуемых природных зонах при двух метрах от уровня земли был менее 0,265 мкВт/см3 (табл.).

Состояние уровня ППЭ природных и селитебных экосистем в городах и населенных пунктах Красноярского края

Природные и селитебные экосистемы	Уровень плотности потока электромагнитной энергии, мкВт/см2
	2 м от уровня земли	15 м от уровня земли	30 м от уровня земли
1	2	3	4
г. Красноярск
Природные экосистемы: Пойма долины р. Енисей	Менее 0,265	0,83	0,98
Государственный природный заповедник «Столбы»	Менее 0,265	0,40	0,62
Пригородные леса района «Ветлужанка»	Менее 0,265	0,49	0,92

Окончание табл.

1	2	3	4
Пригородные леса района «Академгородок»	Менее 0,265	0,44	0,79
Центральный парк им. Горького	Менее 0,265	1,44	1,83
Сквер им. Сурикова	Менее 0,265	1,43	1,67
Парк им. 40 лет Победы Селитебные экосистемы:	Менее 0,265	0,63	1,42
Улица Ленина	Менее 0,265	1,98	2,92
Проспект Мира	Менее 0,265	1.69	2.64
Проспект Металлургов	Менее 0,265	2.08	2.85
Проспект Ульяновский	Менее 0,265	1.46	1.78
Проспект Красноярский рабочий	Менее 0,265	2.14	2.63
Улица Копылова	Менее 0,265	2.05	2.54
Улица Красной Армии	Менее 0,265	1.56	1.73
Улица Ботаническая	Менее 0,265	0.92	1.05
Улица Северо-Енисейская	Менее 0,265	0.88	1.01
Улица Московская	Менее 0,265	0.78	0.91
Улица Щорса	Менее 0,265	1.42	1.61
г. Ачинск
Природная экосистема:
Прилегающие леса Селитебные экосистемы:	Менее 0,265	0.32	0.34
Улица Кравченко	Менее 0,265	0.74	0.85
Проспект Авиаторов	Менее 0,265	0.54	0.69
г. Канск
Природная экосистема: Прилегающие хвойные леса	Менее 0,265	0.30	0.35
Селитебные экосистемы: Улица Московская	Менее 0,265	0.57	0.91
Улица Краснопартизанская	Менее 0,265	0,43	0,82
г. Енисейск
Природная экосистема: Прилегающие хвойные леса	Менее 0,265	0.29	0.30
Селитебные экосистемы: Улица Ленина	Менее 0,265	0,54	0,75
Улица Рабоче-Крестьянская	Менее 0,265	0,31	0,46
пос. Предивинск
Природная экосистема: Прилегающие хвойные леса	Менее 0,265	0.24	0.25
Селитебная экосистема: Улица Молокова	Менее 0,265	0.31	0.35
с. Посольное (контроль)
Природная экосистема: «Таежная деляна»	Менее 0,265	0.21	0.23

Искусственно созданные скверы и парки г. Красноярска (Центральный парк им.Горького, сквер им.Сурикова, Парк им. 40 лет Победы и др.) внутри селитебных зон с повышенным электромагнитным загрязнением на этих же высотах (15 и 30 м от уровня земли) имеют тоже значительный уровень ППЭ, что является следствием малой площади этих агроландшафтов.

3,5

2,5

1,5

0,5

■ 30 метров от уровня земли

■ 15 м от уровня земли

Рис.1. Изменение уровня плотности потока ЭМЭ в пригородной природной экосистеме города Красноярска

Пригородные леса районов «Ветлужанка» и «Академгородок» г.Красноярска имеют низкий уровень электромагнитного загрязнения на этих же высотах, что объясняется густотой и площадью этих естественных экосистем. Уровень ППЭ на территории Государственного природного заповедника «Столбы» является ниже уровня ППЭ пригородных лесов, что свидетельствует об его биосферном значении.

Рис.2. Изменение уровня плотности потока ЭМЭ в селитебной экосистеме города Красноярска

Прилегающие хвойные леса городов Ачинска, Канска, Енисейска Красноярского края имеют уровень ППЭ, мало отличающийся от уровня 2 м по вертикали, который остается постоянным для всех селитебных и природных экосистем исследуемых районов (менее 0,265 мкВт/см2).

■ 15 м от уровня земли

■ 30 метров от уровня земли

Рис.3. Изменение уровня плотности потока ЭМЭ в городах и населенных пунктах в экосистемах Красноярского края

Прилегающие хвойные леса пос. Предивинска на всех высотах по вертикали (2, 15 и 30 м от уровня земли) имеют низкий уровень ППЭ, приближенный к уровню «Таежной деляны» с. Посольное, которая являлась контролем в данном эксперименте. Растительные сообщества ландшафта (хвойные деревья и кустарники) по морфологическим признакам показывают состояние гомеостаза естественной экосистемы.

1,6 1,4 1,2

1 0,8 0,6 0,4 0,2

30 метров от уровня земли

■ 15 м от уровня земли

Рис.4. Изменение уровня плотности потока ЭМЭ в селитебной экосистеме Красноярского края

Геоморфологические особенности рельефа (поймы долин рек Енисея и Качи) концентрируют уровень электромагнитного загрязнения и формируют зоны повышенной активности. Этот факт усиливается котловинным характером рельефа, где расположен г. Красноярск. Пограничное положение территории города с отрогами гор Восточного Саяна и Среднесибирского плоскогорья препятствует проникновению воздушных масс, преобладающих в розе ветров.

Выводы

• 1.    Электромагнитное поле широкого диапазона частот и разной интенсивности влияет на различные геоэкосистемы в целом, на состояние и функционирование их компонентов.

• 2.    Влияние электромагнитного загрязнения на природные экосистемы имеет прямую и обратную связь. С одной стороны, электромагнитное загрязнение ухудшает состояние флоры и фауны в природных и селитебных ландшафтах, а с другой стороны – представители растительных сообществ (деревья, кустарники, травы и т.д.) «заглушают» уровень электромагнитного влияния.

• 3.    Сохранение природных экосистем в окрестностях городов и населенных пунктов Красноярского края и увеличение площади растительных сообществ в селитебных ландшафтах позволят снизить влияние электромагнитного загрязнения.

• 4.    Необходимо сравнение морфометрических показателей хвойных и лиственных деревьев эталонных территорий с аналогичными показателями природных и селитебных экосистем, позволяющее провести корреляционный анализ между уровнем плотности потока электромагнитной энергии на высоте 15 м от уровня земли и физиолого-морфологическими признаками древесной растительности исследуемых ландшафтов.

• 5.    Гомеостаз как состояние внутридинамического равновесия природной экосистемы, поддерживаемое регулярным возобновлением основных ее структур и постоянной саморегуляцией ее компонентов, характерен и необходим для всех природных систем.

• 6.    Сохранение природных экосистем в окрестностях городов, увеличение площади растительных сообществ в селитебных зонах, особенно при постройке новых микрорайонов, позволит снизить влияние электромагнитного загрязнения.