Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Источники и пути электромагнитного загрязнения прибрежных вод

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Степанюк, Александр Иванович

Введение

1. Электромагнитные поля КНЧ-диапазона в водной среде как важнейший экологический фактор

1.1. Экологическая значимость электромагнитных полей биотического происхождения

1.1.1. Электромагнитные сигналы распознавания пищевых объектов

1.1.2. Внутривидовой обмен информацией

1.1.3. Обмен информацией в агрессивно-оборонительных задачах

1.1.4. Использование электрических полей для локации объектов и ориентации в пространстве

1.2. Экологическая значимость электромагнитных полей абиотического происхождения

1.2.1. Чувствительность к электрическим полям

- предикторам сейсмической активности

1.2.2. Чувствительность к электромагнитным полям циклонов

1.2.3. Восприятие электрических полей течений и волнения

1.2.4. Использование теллурических токов

1.2.5. Восприятие электрических полей грозового происхождения

1.3. Электромагнитное загрязнение вод и его экологическая значимость

1.3.1. Электромагнитное загрязнение водоемов, как один из видов антропогенного воздействия на жизнедеятельность водных биоценозов

1.3.2. Электродов рыбы

1.3.3. Электрозаградительные устройства

1.3.4. Воздействие на ихтиофауну токов, применяемых в морской электроразведке

1.3.5. Линии электропередач, как электроэкологический фактор

1.3.6. Антропогенное уменьшение интенсивности естественного электромагнитного поля и его пагубное влияние на электрочувствительных гидробионтов

1.3.7. Оценка малоизученных возможных источников электромагнитного загрязнения прибрежных вод и постановка задач исследований

2. Моделирование путей и источников электромагнитного загрязнения прибрежных вод

2.1. Загрязнение вод гальваноэлектрическими парами и при утечках электрического тока

2.2. Моделирование редоксокинетического эффекта при утечках переменного электрического тока

2.2.1. Теоретический механизм

2.2.2. Исследование вольт-амперных характеристик двойного слоя (тафелевских кривых) при наличии и отсутствии гальваноэлектрических пар

2.3. Моделирование редоксокинетического эффекта при различных частотах тока утечек антропогенного характера

3. Моделирование электромагнитного загрязнения прибрежных вод на примере фрагмента акватории

3.1. Критерии подобия при моделировании

3.2. Электромагнитное загрязнение прибрежных вод гальваноэлектрическими источниками

3.2.1. Конструкция экспериментальной установки и метрологическая аттестация средств измерений

3.2.2. Моделирование постоянных гальваноэлектрических полей техногенного происхождения и анализ полученных результатов

3.3. Квазипостоянные электрические поля, формирующиеся при утечках переменного электрического тока

3.4. Формирование загрязняющих электромагнитных полей при утечках переменных токов с различающимися частотами

3.5. Искажения структуры электрического поля акватории в окрестностях подводных металлических объектов

3.6. Формирование техногенных электромагнитных барьеров в узкостях и эстуариях

3.7. Использование пространственных оценок спектральной плотности с целью выявления подводных зон утечек электрических токов

Введение Диссертация по географии, на тему "Источники и пути электромагнитного загрязнения прибрежных вод"

В последние годы экологические исследования, как правило, сводятся к учету и контролю различных видов загрязнения окружающей среды в условиях антропогенного пресса. При этом, основное внимание исследователи уделяют лишь химическим, радиационным, и, отчасти, тепловым видам загрязнения. Причем, подобная постановка задач исследования касается как суши, атмосферы, так и водоемов.

Однако, подобный подход является несколько односторонним, причем особенно для изучения антропогенного влияния на жизнедеятельность водных биоценозов. Причина односторонности заключается в неучитываемости некоторых эволюционных особенностей населяющих природные водоемы гидробионтов. Под этими "эволюционными особенностями" следует понимать следующее. На протяжении многих миллионов лет развитие гидробионтов происходило в воде различной степени солености, которая, как известно, является проводящей средой (электролитом). Эта особенность не могла не привести к тому, что абсолютное большинство водных позвоночных, а также некоторые виды беспозвоночных, чувствительны к различным вариациям электромагнитных полей геофизической природы и широко использует всевозможные композиции этих полей для разнообразных нужд жизнедеятельности, таких, например, как поиск пищевых объектов, ориентационные, коммуникационные и другие цели.

Уместно предположить, что интенсификация электротехнической антропогенной деятельности в береговой зоне водоемов способна приводить к возникновению новых электромагнитных полей, являющихся результатом суперпозиции геофизических и антропогенных полей. Очевидно, что возникновение в водной среде подобных электромагнитных структур может пагубно влиять на жизнедеятельность электрочувствительных гидробионтов вследствие разрушения существующих связей в биоценозе и возможной гибели биоценоза в целом. Поэтому данный аспект загрязнения, в водной среде приобретает особую значимость (в отличие, к примеру, от загрязнения диэлектрической среды - атмосферы).

Тем самым, очевидно, следует считать весьма актуальной необходимость изучения, учета и контроля различных электромагнитных полей возникающих и распределяющихся по акваториям, вследствие антропогенной деятельности и оценку пагубного воздействия этих полей на жизнедеятельность водных биоценозов.

Целью диссертационной работы являлось установление закономерностей формирования электромагнитного загрязнения прибрежных вод в биологически опасных частотных диапазонах в результате функционирования на акватории гидротехнтческих и электротехнических объектов.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

• на основе известных закономерностей электрохимической поляризации разработать теоретическую модель процессов, происходящих при утечках переменного электрического тока через зоны контакта металл-вода;

• путем лабораторных экспериментов на специально созданных установках подтвердить справедливость основных положений модели и выявить закономерности эффекта частичного выпрямления переменного тока при прохождении через контакт металл-вода;

• установить путем физического моделирования закономерности формирования и распределения по фрагменту реальной акватории загрязняющих электромагнитных полей в биологически опасном диапазоне крайненизких частот.

Метод исследования

В диссертационной работе использовались следующие методы исследования: теоретические оценки эффектов по разработанной математической модели, лабораторные физические эксперименты на специально созданных установках и метод физического моделирования.

Научная новизна

На защиту выносятся следующие основные результаты:

• теоретическая модель процессов, происходящих при утечках переменного электрического тока через зоны контакта металл-вода;

• результаты лабораторных электрофизических экспериментов по установлению закономерностей эффекта частичного выпрямления переменного электрического тока при прохождении зон контакта металл-вода;

• методики физического моделирования загрязняющих электромагнитных полей, формирующихся в прибрежных водах в результате функционирования электротехнических, гидротехнических и других техногенных объектов;

• результаты физического моделирования распределения по акватории техногенных электромагнитных полей в биологически опасном диапазоне крайненизких частот, в том числе закономерности формирования гальваноэлектрических полей, полей при утечках переменного тока и закономерности возникновения электромагнитных барьеров в узкостях и эстуариях.

Практическая значимость работы

Результаты работы могут быть использованы

• при оценках общего антропогенного пресса на прибрежные биоценозы;

• при разработке практических рекомендаций по выявлению источников электромагнитного загрязнения и возможному уменьшению, в настоящее время совершенно не учитываемого, негативного влияния на нормальную жизнедеятельность водных биоценозов подобных полей антропогенной природы;

• в учебном процессе РГГМУ в рамках учебных дисциплин по экологии и по морским технологиям.

Работа прошла апробацию на V межведомственной конференции по новейшим достижениям в морской геологии - "Проблемы развития морских геотехнологий информатики и геоэкологии", на I международной конференции "Экологические аспекты устойчивого развития регионов", "II международном семинаре "Рациональное использование прибрежной зоны северных морей", "XI Всероссийской конференции по промысловой океанологии", научно-практической конференции аспирантов, молодых ученых РАН и высшей школы "Социально-экономическое развитие и экологическая безопасность регионов России" (на примере Северо-Запада). Основные результаты работы неоднократно докладывались на сессиях Ученого совета РГГМУ. По теме диссертации опубликовано 4 статьи, 2 авторских свидетельства на изобретения и 7 тезисов докладов.

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Общий объем работы составляет 139 страниц, включая 46 рисунков и 2 таблицы. Список литературы состоит из 65 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Степанюк, Александр Иванович

Результаты исследования представлены на рис. 3.22.

На предлагаемом распределении отчетливо видны искажения поверхностного электрического поля вызванные влиянием проводящего подводного объекта (водовода). Как следует из этих данных (в нашей интерпретации), источником электрического поля не являлся ш собственно водовод, поскольку один из источников этого поля (зона изолинии -30 мВ) располагается на удалении более 400 м от ближайшею участка водовода. Для подобной ситуации (случай источников ГЗП, характерно достаточно простое распределение изопотенциальных линий на акватории (см. например, рис. 3.2). Здесь же (рис. 3.22) изолинии потенциала преимущественно локализованы над водоводом и ориентированы вдоль него, что и свидетельствует о наличии в этой зоне аномально электропроводящего объекта.

Распределение потенциала электрического поля в районе водозаборного сооружения вблизи побережья Ладожского озера по данным работы /43/

О 100 200в

Рис. 3.22

В заключение, следует отметить, что подобный метод фиксации искажений фонового электрического поля геофизической либо антропогенной природы на поверхности исследуемых акваторий при дальнейшей разработке может стать основой технологических методик поиска различных металлических проводящих объектов, к кото рым, очевидно, в частности, следует отнести затонувшие судя представляющие коммерческую, археологическую либо иную ценность.

3.6. Формирование техногенных электромагнитных барьеров в узкостях и эстуариях

В п. 3.2 исследовались утечки переменных электрических токов через повреждения изоляции подводных электрокабелей. Эти исследования проводились с учетом действия редоксокинетического эффекта. При этом отмечалось, что на конфигурацию загрязняющих электромагнитных полей существенно влияет орография береговой черты.

В связи с необходимостью повышения экологической защищенности прибрежных морских биоценозов, представляет особый интерес изучение особенностей формирования загрязняющих электромагнитных полей в узкостях и эстуариях. Данный аспект электромагнитного загрязнения акватории, как и предыдущие аспекты, изучался посредством физического моделирования. Моделировались техногенные утечки электрического тока различных частот и интенсивности и исследовалось распространение загрязняющего электромагнитного поля преимущественно согласно методике, описанной в п. 3.2 настоящей работы. Отличием являлась лишь более подробная съемка характеристик поля в зоне эстуария и в узкостях.

При утечках переменного тока через повреждения изоляции подводных электрокабелей в результате действия редоксокинетиче-ского эффекта в северо-восточной части моделируемой акватории создаются электромагнитные барьеры - зоны с повышенной напряженностью квазиностоянного электрического ноля (рис. 3.23).

Формирование электромагнитных барьеров в узкостях. (распределение потенциала поля)

Частота тока утечки 100 Гц; 1 - первая ступень барьера; 2 - вторая ступень барьера (изолинии проведены через 0.5 мВ) Рис. 3.23

Значение этой напряженности согласно проделанным расчетам может достигать 60 мкВ/м, что существенно превышает пороги чувствительности электрочувствительных водных животных. Физическая сущность формирования электромагнитного барьера, на наш взгляд, состоит в специфическом проявлении "берегового эффекта", обуславливающим "стягивание" поля в узкость. Характер барьера существенно зависит от орографии узкости - при наличии локальных расширений может возникать ступенчатая структура (1 и 2 на рис. 3.23).

Схожую структуру приобретает электромагнитный барьер в узкости при частоте тока утечек равной 500 Гц, представленный на рис. 3.24.

Особую опасность для нормальной жизнедеятельности электрочувствительных морских организмов представляют не просто электромагнитные барьеры в узкостях, а их частный случай - электромагнитные барьеры в устьевых участках рек (эстуариях). Особенно это важно для проходных рыб в период их нереста, таких, например, как лососевые.

Известно, что при впадении пресных вод в соленый либо солоноватый водоем, в зоне эстуария образуется региональный гидро-фроит. В рамках задач электромагнитной экологии его следует рассматривать как зону скачка электрической проводимости. Очевидно, что при подобном изменении свойств среды в зоне эстуария характеристики электромагнитного барьера будут также меняться. Для оценки этих изменений были проведены следующие эксперименты.

Моделировался образующийся в эстуариях региональный гидрофронт, вызванный распреснением морских вод речными. В качестве физической модели гидрофронта использовалась поролоновая граница, разделяющая соленые и пресные воды в зоне эстуария, затрудняющая их смешение, однако, обеспечивающая электрический контакт между ними и создающая градиент электрической проводимости, эквивалентный градиенту реального гидрофронта. Анализ методики эксперимента показал, что полное смешение соленых вод через поролоновую границу зависит от исходного градиента и происходит не менее чем через 3 часа. Это позволяет считать модель на период проведения эксперимента стационарной.

Формирование электромагнитных барьеров в узкостях

2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 КМ

Частота тока утечки 500 Гц Рис. 3.24

Исследования показали, что электромагнитный барьер, возникающий в эстуариях вследствие утечек переменного тока, приобретает сложную структур)^, связанную, как и ожидалось, со скачком электрической проводимости воды (рис. 3.25).

Формирование электромагнитного барьера в зоне гидрофронта эстуария.

1,2 - гидрофронт с повышенными градиентами;

3 - размытый гидрофронт (изолинии потенциала проведены через 0.2 мВ);

Рис. 3.25

Таким образом, гидрофронт в эстуариях следует рассматривать как жидкую Гранин,у, и орография гидрофронта также может искажать конфигурацию загрязняющих электромагнитных полей, дискомфортных для электрочувствительных морских организмов усиливать отрицательное влияние техногенных электромагнитных барьеров на проходных рыб. При этом интенсивность барьера однозначно связана с градиентом солености. Барьер наиболее ярко выражен в зонах 1 и 2 и слабо выражен в зоне 3, где гидрофронт размыт (рис.3.26-3.27).

Пример формирования загрязняющего электромагнитного поля эстуариях при частоте тока утечек 400 Гц 1

0.0----- т

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

КМ

Непрерывные линии •• изолинии потенциала, прерывистые - напряженность электрического поля.

Рис. 3.26

Распределение загрязняющего электрического поля в эстуарии при частоте тока ут ечки 60 Гц

I ! I ! !

2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 КМ

Непрерывные линии - изолинии потенциала, прерывистые - напряженность электрического поля.

Рис. 3.27

Для большей наглядности напряженность загрязняющего поля для частоты 60 Гц представлена в трехмерном виде на рис. 3.28.

Распределение загрязняющего электрического поля в эстуарии при частоте тока утечки 60 Гц, выраженное в трехмерном виде

Наличие электромагнитных барьеров в эстуариях отмечалось также в результатах натурных экспериментов, описанных в работе /43/ (рис. 3.29). Однако, причину их формирования автор работы /43/ усматривает' лишь в электродиффузионном эффекте и не связывает с возможными техногенными источниками. Электродиффузионный эффект в зоне гидрофронта действительно вносит свой вклад в создание электромагнитного барьера, что подтвердилось также при лабораторном моделировании, однако, этот вклад в суммарную интенсивность барьера существенно менее значим, чем выявленного техногенного эффекта.

Напряженность электрического поля в устье р. Вуоксы

Ладожское озеро. По данным работы /43/.

Изолинии проведены через 0.1 мВ/м.

Рис. 3.29

Сравнение приводимых натурных данных (рис. 3.29) с данными, полученными на модели (например: рис. 3.24, 3.25, 3.27 ) демонстрирует убедительное качественное соответствие характера распределения напряженности поля.

Аналогичный электромагнитный барьер был выявлен при натурных исследованиях также в устьевом участке реки Тихая (Ладожское озеро). На рис. 3.30 он отображается в поле потенциала как конвергенция изолиний, что соответствует полученным модельным данным (например: рис. 3.24, 3.25 и др.).

Поскольку редоксокинетический эффект, как показано выше (п. 2.3), существенно зависит от частоты проходящего электрического тока через контакт металл - вода, была выполнена серия экспериментов по исследованию характеристик электромагнитною барьера с учетом различных частот тока утечек. На рис. 3.31 представлена зависимость интенсивности электромагнитного барьера от интенсивности утечек тока промышленной частоты (50 Гц). Характер по

Распределение потенциала электрического поля приустьевого участка р. Тихой (Ладожское озеро), (гю данным работы /43/)

24 ч

Рис. 3.30

Зависимость интенсивности электромагнитного барьера (мВ) от значения тока утечете (мА) (1М00 Гц)

Ток утечек, (мА) Рис. 3.32

Таким образом, проведенные исследования позволяют установить следующее: в узкостях и эстуариях влияние орографии береговой черты проявляется в формировании электромагнитных барьеров, способных суддс^дйсипо влиять на жизнедеятельность электрочувствительных морских организмов и, в первую очередь, проходных электрочувствительных рыб;

- региональные гидрофронты в эстуариях, возникающие вследствие скачка электрической проводимости воды, приводят к усложнению конфигурации электромагнитных барьеров техногенного происхождения, появлению в них многоступенчатой структуры, из чего следует, что при электроэкологическом мониторинге эстуариев наряду с орографией береговой черты необходимо учитывать орографию гидрофронта как жидкой границы;

- интенсивность электромагнитного барьера - величина изменчивая, нелинейно зависящая от интенсивности и слабо зависящая от частоты тока утечек; зависимость от тока утечки наиболее сильно выражена в области малых значений токов.

В целом, следует отметить, что выявленный эффект формирования техногенных электромагнитных барьеров в узкостях и эстуариях является чрезвычайно важным электрозкологическим фактором и должен учитываться при решении экологических и рыбохо» зяйственных задач.

3.7. Использование пространственных оценок спектральной плотности с целью выявления подводных зон утечек электрических токов

Вследствие чрезвычайной "зашумленности" электромагнитных полей антропогенного происхождения различными иными полями (например, геофизической природы) общепринятое картирование изучаемых фрагментов акватории не всегда приводит- к выявлению зон неоднородносгей распределения характеристик электромагнитного поля, вызванных утечками электрических токов при нарушении изоляции подводных электрокабелей. Использование спектрального аппарата позволяет устранить этот недостаток.

Статистический аппарат- оценок спектральной плотности нередко используется в океанологии и в настоящее время является весьма популярным для выявления скрытых периодичное!ей рядов и решения различных иных задач прогностического характера. Однако, как правило, указанный метод применяется лишь для анализа временных рядов каких либо океанологических характеристик (например, температуры). Между тем, использование спектрального аппарата при анализе пространственных рядов вполне корректно, в частности, при выявлении неоднородное гей распределения характеристик электромагнитного поля.

Методика расчета заключается в следующем. Имеющаяся матрица значений напряженности электромагнитного поля представляется в виде ряда, на основании которого строится график опенок спектральной плотности. Размерность "периодов" (часто!) идентифицируется в данном случае как шаги сетки. Максимум спектра, тем самым, демонстрирует расстояние между зонами утечек, выраженное в размерности шагов сетки.

Апробация предлагаемой методики была выполнена при обработке результатов экспериментов для токов утечек частотой в 60 Гц. Результаты эксперимента и последующей обработки представлены на рис. 3.33, 3.34, 3.35.

При анализе зашумленных электромагнитных полей, полученных в результате физического моделирования электрических токов, вызванных утечками через повреждения изоляции подводных электрокабелей на фрагменте реальной акватории шельфа, было выявлено, что физическое взаимодействие источников утечек таково, что зону утечки можно рассматривать как узел электрической цепи, в которой протекающий электрический ток, в полном соответствии с первым законом Киргофа, распределяется по двум проводникам, один из которых - шунтирующее сопротивление воды, а другой -собственно подводный электрокабель. Тем самым, вследствие электрического взаимодействия зон утечек при выявленной одной зоне выявлягь другую совершенно не обязательно, ибо ее пространственную локализацию легко прогнозировать при анализе графика спектра (рис. 3.35, 3.36).

Распределение загрязняющего электромагнитного поля, вызванного утечками токов частоты 60 Гц при нарушении изоляции подводных электрокабелей на фрагменте акватории

Рис. 3.33

Эквидистантный пространственный ряд, преобразованный из матрицы значений электромагнитно] о поля, выраженный в графическом виде.

20 25 х0.5 км Рис. 3.34

График спектра ряда значений электромагнитного поля на исследуемой акватории

15 20 25 30 35

Период х 0.5, (км)

Рис. 3.35

График спектра ряда значений электромагнитного поля фрагмента исследуемой акватории

400 ■

350 л н- о 300 о

X

250 о с; сг к 200 го

X

XI п; 150 го о.

I- 100

О) с

О 50 0 V I

Г I

I I \ !

N \

I I •. V I оз Ъ, *

6 3 10 12 14

10 20 22 24

400

350

300

250

200

150

100

50 0

Период х 0.5, (км) Рис. 3.36

Этот аспект методики, выявленный в результате спектрального анализа, весьма важен при определении зон утечек, так как позволяет значительно сократить работы по их обнаружению, вследствие появления возможности ограничиться исследованием лишь фрагмента изучаемой акватории. Заметим также, что доступ к некоторым участкам акватории шельфа может быть затруднен или вовсе невозможен вследствие различных гидрографических причин (например, недостаточных глубин).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Та,сим образом, в процессе выполнения диссертационной работы установлены закономерности формирования электромагнитного загрязнения прибрежных вод в биологически опасных частотных диапазонах в результате функционирования на акватории гидротехнических и электротехнических объектов.

Совокупность основных результатов, полученных в диссертационной работе, состоит в следующем.

1. Разработана теоретическая модель процессов, происходящих при прохождении переменного тока через зону контакта металл-вода; показано, что при этом возникает эффект специфического выпрямления, интенсивность которого пропорциональна нелинейности вольт-амперной характеристики и квадрату амплитуды переменного тока.

2. На специально созданной экспериментальной установке определены ранее не изучавшиеся вольт-амперные характеристики контактов металлов (в различных сочетаниях) с морской водой; показано, что эти характеристики являются существенно нелинейными, причем, нелинейность резко возрастает при контакте с водой гальванически разнородных металлов.

3. Установлено, что нелинейные эффекты, определяющие выпрямление утечек переменного тока в воду, сильнее всего выражены в области малых значений, что приводит к выводу о недопустимости пренебрежения относительно слабыми утечками токов на акваториях; по экспериментальным данным определен вид эмпирической ВАХ и коэффициенты квадратичного уравнения, которое можно использовать при оценках эффектов выпрямления.

4. Показано, что при повышенных токах возможно в отдельных областях В АХ усиление выпрямительных эффектов за счет влияния полярографических волн; предложен и апробирован статистический прием оценок распределения полярографических волн по ВАХ путем спектрального анализа данных.

5. При экспериментальном изучении редоксокинетического эффекта на специально созданной установке выявлено, что интенсивность выпрямления связана не только с амплитудой проходящего переменного тока, но также зависит от частоты; в разработанной математической модели этой зависимости, учитывающей импеданс двойного слоя, показано, что интенсивность эффекта обратно пропорциональна квадратном)/ корню из частоты переменного тока; такой характер зависимости полностью подтверждается экспериментальными данными в диапазоне частот 1-100 кГц.

6. Разработана методика физического моделирования процессов загрязнения прибрежных вод (критерии подобия и лабораторная установка) На созданной модели фрагмента акватории показано, что в прибрежных водах вследствие размещения на акватории разнородных металлических объектов, соединенных между собой через системы береговых коммуникаций формируются заг рязняющие гальваноэлектрические поля; при этом повышенные значения потенциалов и напряженности локализуются вблизи объектов - источников, поля; в характере распределения поля существенно влияние орографии береговой черты и расположения островов; напряженность поля на акватории может достигать сотен мкВ/'м, что существенно превышает электрочувствительность многих гидробионтов и приводит к формированию дискомфортных для этих гидробионтов условий жизнедеятельности; имеющиеся натурные данные в целом подтверждают полученные результаты модельных экспериментов.

7. Путем физического моделирования показано, что при утечках переменного тока на акватории вследствие редоксокинетичесгсого эффекта формируются квазипостоянные загрязняющие электромагнитные поля, которые безусловно должны учитываться при экологическом мониторинге водоемов; установлены закономерности формирования этих полей при различных характеристиках токов утечек;

8. Выявлены аспекты формирования загрязняющих электромагнитных полей при утечках переменных токов с различающимися частотами, причем, эти утечки при сочетании источников способны создавать результирующее разностное крайне низкочастотное электромагнитное поле на акватории.

9. Выявлено специфическое проявление берегового эффекта -возникновение специфических электромагнитных барьеров в эстуариях, с интенсивностями, превышающими пороги чувствительности электровосприимчивых гидробионтов. Возникновение подобных электромагнитных структур может- пагубно сказаться на нормальной жизнедеятельности проходных рыб, таких, например, как лососевые.

10. Разработана методика выявления и пространственной локализации проводящих подводных объектов посредством электромагнитной съемки поверхности исследуемой акватории. С электроэкологической точки зрения, подобные объекты могу! являться собственными источниками квазипостоянного гальваноэлектрического поля, вносящими искажения в электромагнитные поля геофизической природы.

11. Разработана методика поиска зон утечек переменных электрических токов при эксплуатации гидротехнических сооружений,

132 причем даже в случае если одна из зон утечек недоступна вследствие причин геофизического или иного характера. Сущность методики заключается в применении электромагнит] ¿ой съьм*« хюверхности исследуемой акватории с последующей специфической статистической обработкой полученной информации.

Таким образом, результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований показывают, что вследствие антропогенной деятельности в прибрежных водах могут формироваться экологически значимые источники электромагнитного загрязнения в биологически опасных диапазонах частот, которые способны распространяться по акватории и должны учитываться при экологическом мониторинге.

Библиография Диссертация по географии, кандидата физико-математических наук, Степанюк, Александр Иванович, Санкт-Петербург

1. Dijkgraaf S., Kaimijn AJ. Versuche zur biologischen Bedeutung der Lori iranischen Embullen bei den Elasmobranchien //Ztschr. vergl. Phusiol. 1966. - Bd. 53.-S. 187-194.

2. Протасов В. Л., Бондарчук А. И., Ольшанский В. М. Введение в электроэкологию. М.: Наука, 1982. - 336 с.

3. Муравейко В. М. Электросенсорные системы животных. ~ Апатиты: Изд. АН СССР, 1988.- 108 с.

4. Андриянов Ю.Н., Ероун Г.Р., Ильинский О.Б., Физиология электрорецепторов рыб. (1973-1978) //Физиол. журн. -- 1979. Т.65, №6.-С. 785-800.

5. Couteaux R., Szabo Т. Siege de la function nerfelectroplaquc clans les organes electriques a electroplaques pediculees //CompL rend. Acad. sci.~ 1959. Voi.248.-P. 457-470.

6. Bullock T. H. Species différenciés in effect of electroreceptor input on electric organ pacemakers and other aspects of beha viour in electric fish //Brain, Behav. and Evolut. 1969. Vol.2, №2.-P. 85-92.

7. Lissman H, W., On the function and evolution of electric organs in fish //J. Exp. Biol. 1958. - Vol. 35,- P. 456-458.

8. Bauer R., Untersuchungen zur Entladimgstatigkeit und zum Bentenfangverhaften des Litterwelles, Malapterums electricus Gmelin 1789 //Ztschr. vergl. Physiol. 1968. Bd 59, №4,- P. 371-402.

9. Михайленко H. А. О биологическом значении и динамике электрических разрядов у слабоэлектрических рыб Черного моря /УЗоол. »урвал. 1971. - Т. 50,- С. 1347-1352.

10. Mahres F. P. Electricsche Entlandungen im Dienste der Revierabgrezima //Naturwissenschaften.- 1957. Bd. 44,- S. 431-432.

11. Black-G.P. The role of electrical discharges in the non-reproductive social behaviour of Gumnotus carapo (Gymnotidae Pisces) //Anim. Behav. Monogr. -- 1970. Vol. 3, №1.- P. 77.

12. Dijkgraaf S. The functioning and signifance of lateralline organ //Biol. Rev. 1962. » № 38,- P. 51-105.

13. Coates G.W. Electric fishes //Elect. Eng. 1950. - № 4,- P. 29-34.

14. Lissman H. W. Electric location by fishes //Sei. Amer. 1963. - Vol. 208, № 3.- P. 35-38.

15. Тертышников A.B. Предвестники землетрясений и особенности их регистрации." СПб.: Изд. ВИККАим. Можайского, 1997,- 122 с.

16. Степанкж И.А, Псаломщиков В.Ф. Электромагнитные КНЧ-вариации, наблюдаемые при прохождении циклонов над морем. //Моделирование и натурные гидрологические исследования морей: Сб. научн. трудов. Вып.117.- СПб: Изд. РГТМИ, 1994. С. 181-186.

17. Dubrovich N.A., Psulomschicov V.F., Stepanuyk I.A., Weather fronts as the sources of the ULF electromagnetic waves //Rep. 5 intern, conf. on Atmosph. Elect. -Manchester, - 1980.- P. 145-147.

18. Щепетнов P.В., Троицкая В.А., Довбня Б.В. Электромагнитное загрязнение с центральной частотой 2 Гц во время мощного циклона 9 июня 1984 г. //"Доклады АН СССР. 1986. - Т. 290, Ж1 - С. 582585.

19. Степанкж И.А., Зимин A.B. Естественные электромагнитные поля как источники информации о конвективных процессах в атмосфере. //Итоговая сессия Ученого совета 25-26 января 2000 г.: Тезисы докладов. СПб.: Изд. РГГМУ, 2000. - С. 56-57.

20. Доронин Ю.П., Степанюк И.А. Электромагнитное поле океана.-СПб: Изд. РГТМИ, 1992.- 88 с.

21. Ильинский О.Б., Муравейко В.М. Некоторые итоги исследованийв области электрорецепции //Физиология морских животных. Апатиты: Изд. Кольского филиала АН СССР, 1989,- С. 14-16.

22. Степанюк. И.А., Чекмарев В.К., Андрющенко А.Н. Моделирование эффектов воздействия переменных магнитных полей КНЧ-диапазона на рыб //Итоговая сессия ученою совета: Тезисы докла-дов.-СПб.: Изд. РГГМУ, 1996,- С. 41-42.

23. Степанюк И.А., Зимин A.B., Лебедева Й.К. Возмущения резонансного электромагнитного ноля Земли и их влияние на биологические объекты //Итоговая сессия Ученого совета 26-27 января 1999 г.: Тезисы докладов. Спб.: Изд. РГГМУ, 1999. - С. 81-82.

24. Hopkins С. D. Lightning as Background Noise for Comminucation among electric fish //Nature. 1973. - Mar. 23, vol. 242,- P. 268-270.

25. Электродов рыбы.- M.: Изд. ЦНИИТЭИРХ 1956.-114 с.

26. Электролов рыбы во внутренних водоемах //Сб.статей под ред. Майзелиса М.Р.- Л.: Изд. ГОСННОРХ, 1975.-183 с.

27. Электролов рыбы. Отечественная и иностранная литература: Ретроспективный указатель,- М.: Изд. ЦНИИТЭИРХ, 1975.-75 с.

28. Шентяков В.А. Электролов рыбы (1930-1970): Реф.сборник,- М.: Изд. ЦНИИТЭИРХ, 1971.- 64 с.

29. Электролов рыбы во внутренних водоемах некоторых европейских стран: Обзор,- М.: Изд. ЦНИИТЭИРХ 196В.-- 82 с.

30. Шептякова Л.Ф. и др. О влиянии переменного тока на рыб и водных беспозвоночных //Вопросы ихтиологии. 1970. Т. 10, №3.-С. 506-518.

31. Тирзитис Ю.Д. Воздействие постоянного и импульсного тока на молодь пресноводных рыб //Рыбное хоз-во. 1977. - №6,- С. 59-61,

32. Angerer A. The effekt of electrical current on the relative viscocitv of sea-urchin egg protoplazma //Biol. Bull. Moods Hole. 1939. Vol. 77.-P. 399-406.

33. Masia D. The behaviour of frog eggs in an electric field //Science, 1933.-Vol. 78,-P. 107-108.36. .Lund E, J. Electrical control of polarity in an egg //Proc. Soc. Exp. Biol. N.Y., 1922. - Vol. 20,- P. 113.

34. Воронин В.M., Лукашина В.А., Муравейко В.М., Влияние электрических полей на гидробионтов. Апатиты; Изд. КНЦ АН СССР, 1989,-38 с.

35. Плеханов Г.В. Основные закономеонос-ти низкочастотной элекiтромагнитобиологии.- Томск: Изд. Томск, университета, 1990.- 188 с.

36. Colombo Umberto. Electrecita е ambiente //AEI: Autom energ. inf. -1993. №1." P. 56-63.

37. Введение в электромагнитную биологию,- Томск: Изд. Томск.университета, Í979. -235 с.

38. Александров В.В. Электрофизика пресных вод. Л.: Гидроме-теоиздат, 1985. -.184 с.

39. Делахей П. Двойной слой и кинетика электродных процессов -М.: Мир, 1967.- 352 с.

40. Степанюк И.А. Шемарин Г.Е. Влияние электромагнитных полейна коррозию металла в морской воде // Прочность и защита от коррозии корпусов судов,- Л.: Транспорт, 1984,- С. 112-116.

41. Степанюк А. И. Моделирование техногенных источников электромагнитного загрязнения прибрежных вод //'Моделирование и натурные гидрологические исследования морей: Сб. науч. трудов.-СПб.: Изд. РГГМИ. Вып. 117. - 1994,- С. 176-181.

42. Степанюк А.И О необходимости учета формирования техногенных электромагнитных барьеров в узкостях и эстуариях при эксплуатации систем аквакультуры //Региональная экология. 1999. К« 1-2.- СПб.: Изд. СПбГТУ, 1999.- С. 52-55.

43. Степанюк А.И Учет электромагнитных факторов антропогенного характера при эксплуатации хозяйств аквакультуры //Тезисы докладов XI Всероссийской конференции по промысловой океанологии. -М.: Изд. ВНИРО, 1999,- С. 131.

44. Степанюк А. И. Учет электромагнитных факторов при размещении и эксплуатации систем марикультуры //Рациональное использование прибрежной зоны северных морей: Материалы докладов /II международный семинар,- СПб.: Изд. РГГМИ, 1998,- С. 197-203.

45. А.с. № 1619026, СССР. МКИ G 01 В 15/02. Способ определения характеристик наносов в прибрежной зоне моря и устройство для его осуществления /А. И. Степаеюк. (СССР). - № 4431884/28; За-явл. 27.05.89; Опубл. 07.01.91, Бюлл. изобр. СССР №1.

46. А.с. № 1732282, СССР. МКИ G 01 Р 13/02. Устройство для определения направления течения /А. И. Степанюк. — (СССР). -№4665121/10. Заявл. 20.03.89; Опубл. 08.01.92, Бюлл. изобр. СССР, № 17.

47. Степанюк А. И. Электромагнитное загрязнение акватории подводными электрокабелями //Тезисы докладов сессии Ученого Совета РГГМУ 28-29 января 1997 г. СПб.: Изд. РГГМИ, 1997,- С. 106-107.

48. Степанюк А.И. Формирование техногенных электромагнитных барьеров в узкостях и эстуариях //Материалы докладов сессии Ученого Совета РГГМУ 26-27 января 1998 г. СПб.: Изд. РГГМИ, 1998.- С. 126-12?.

49. Степанюк А. И. Выявление подводных металлических объектов по искажению структуры электрического поля акваторий //Тезисы докладов сессии Ученого Совета РГГМУ 26-27 января 1999 г. -СПб.: Изд. РГГМИ, 1999.- С. 138-139.

50. Степанюк А. И. Исследование возможных пугей и источников электромагнитного загрязнения прибрежных вод //Тезисы докладов сессии Ученого Совета РГГМУ 25-26 января 2000 г. СПб.: Изд. РГГМИ, 2000,-С. 155-157.

51. Степанюк А. И. Использование пространственных оценок спектральной плотности с целью выявления подводных зон утечек электрических токов //Тезисы докладов сессии Ученого Совета РГГМУ 25-26 января 2000 г. СПб.: Изд. РГГМИ, 2000.- С. 153-J 55.

52. Стрижевский И.В., Сурис М.А. Защита подземных теплопроводов от коррозии. М.: Энергоатомиздат, 1983.- 344 с.

53. Брук П.С. Полярографические методы М.: Энергия, 1972. -160с.139

54. Бондаренко Н.Ф., Гак Е.З. Электромагнитные явления в природных водах. Л.: Гидрометеоиздат, 1984.- 152 с.

55. Гнусин Н.П., Поддубный Н.П., Маслий А.И. Основы теории расчета и моделирования электрических полей в электролитах. Новосибирск: Наука (Сиб. отд.). 1972.- 276 с.

56. Лаздин A.B., Протасов В.Р. Электричество в жизни рыб. М.: Наука, 1977,- 88 с.

57. Последействие электрических полей на водных животных. /Под ред. Г. Данюлите. Вильнюс: Мокслас, 1977.- 168 с.