|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Magnetic Alignment in Carps: Evidence from the Czech Christmas Fish Market
Глава 1 Раздел 1 Описание проблемы Россия имеет огромные территории, в следствии этого электроэнергия должна передаваться на огромные расстояния. Протяженность воздушных (ВЛ) и кабельных (КЛ) линий электропередачи России, а также мощность ПС и ТП характеризуются следующими данными (табл.1). Таблица 1
При таких огромных протяженностях, пересечений с ихтиофауной также большое количество. В ПУЭ п.2.5.270 регламентируются наименьшие расстояние пересечения ВЛ с водными пространствами Таблица 2.5.37 Наименьшее расстояние при пересечении ВЛ с водными пространствами
* Наименьшее расстояние обеспечивает пропуск плавающих средств высотой до 3, 5 м.
Смоделировав в программном пакете Elkut ЛЭП 500кВ, пересекающую реку Обь, можно увидеть такую картину распределения напряженности полей. (картинка модели) По данным, взятым из статьи (ЭМИ совместимость) нашей кафедры,
Видно, что при минимально допустимых параметрах, большая часть рыбы будет ощущать ЭМИ-преграду при попытке проплыть под ЛЭП. Для нашей страны эта тема изучена мало, и никаких технических решений для улучшения ситуации пока не разработано. Но есть исследовании о влиянии различных ЭМП на различные виды обитателей ихтиофауны. Раздел 2 Информация по реакции рыб и других обитателей (по статьям)
Влияние на различных водных обитателей детально исследуются, в основном, в европейских странах и Америке. За экологией там следят на более высоком уровне, но и у нас есть исследования на эту тему. Например статья «Электрические поля в жизни рыб», в которой говорится о градации рыб на сильноэлектрических и слабоэлектрических. Сильноэлектрические виды (пресноводный электрический угорь, электрические скат и сом, американский звездочет), у которых в процессе эволюции появились специальные электрические органы, вырабатывающие вокруг тела рыбы сильное электрическое поле с целью нападения или обороны. Для сильноэлектрических рыб способность генерировать в особых органах ток необходима для привлечения жертв, так как электрическое поле вокруг рыбы приводит к электролизу воды, происходит обогащение воды кислородом, что приманивает к угрю рыб, лягушек и других водных животных. Кроме того, сильное электрическое поле способно ввести жертву в состояние электронаркоза. Доказано, что электрическая деятельность облегчает угрю... дыхание в заморных водоемах и болотах: происходит разложение воды в теле рыбы и обогащение крови кислородом, причем водород выводится рыбой наружу. В незаморных водоемах угорь использует собственное электрическое поле как своеобразный " электролокатор" для поиска жертв. У слабоэлектрических рыб образовывать импульсные электрические поля способны так называемые электрогенерирующие ткани. Эти рыбы применяют свои способности для локации и связи. Слабоэлектрические пресноводные рыбы испускают слабые и кратковременные разряды с постоянной частотой импульсов. Умеют использовать электрические поля и некоторые сельдевые и осетровые рыбы. Обладают способностью испускать электрические разряды такие общеизвестные рыболовам виды как красноперка, карась, окунь, пескарь, вьюн, щука. Первые два вида испускают кратковременные разряды, окунь, пескарь и вьюн - средние по продолжительности, щука - наиболее длительные разряды. Интересны так же данные о выживаемости и плавательной способности рыб после попадания в сильное электрическое поле. В ходе дневных и ночных визуальных наблюдений за поверхностью воды (Горьковское водохранилище) на акватории протяженностью более 15 км позади электротрала погибшей рыбы не обнаружено, только 2, 6% от общего числа пойманных рыб всплывали на поверхность в состоянии электронаркоза (некрупные жерех, чехонь и уклея). Полное восстановление плавательной способности у рыб происходило мгновенно. Причем более мелкие рыбы восстанавливались после воздействия электрического поля намного быстрее крупных. Например, у 30-сантиметровых жерешат восстановление занимало несколько секунд, а у 43-47-сантиметровых - более 6 минут.
Но опасным воздействием на ихтиофауну следует считать не только гибель ее представителей, но и разрушение сложившихся внутри- и межвидовых взаимоотношений. Особенно опасным может оказаться нарушение нерестового цикла. Например, рыбы семейства осетровых способны метать икру только в том месте, где они родились. Достаточно один раз не " пустить" рыбу в нерестовый водоём, чтобы он перестал быть нерестовым. Подобный эффект был обнаружен, например, на Волге после сооружения плотин Волжских ГЭС и воздушных переходов ВЛ 500 кВ через Волгу [3]. Этот " барьер" антропогенного происхождения на время приостановил миграцию волжского осетра.
Причем опасные воздействия ЭМП не только на рыб, но и на различного рода гидробионтов, которые так же важны для экосистемы. Например в статье 2012 года Усанова А.Д. «Изменение параметров жизнедеятельности биообъектов под воздействием переменных и постоянных магнитных полей низкой интенсивности» проведены эксперименты по влиянию ЭМП сверхнизкой частоты на сердцебиение дафний. Из анализа результатов измерений следует, что наличие постоянной составляющей магнитного поля приводит к заметному уменьшению сдвига частоты сердцебиений дафнии. При этом с увеличением постоянного магнитного поля частотная зависимость сдвига частоты сердцебиений дафнии становится все менее и менее выраженной. Начиная с некоторого уровня значений индукции переменного магнитного поля, рост сдвига частоты сердцебиений дафнии с ростом амплитуды переменного магнитного поля заметно замедляется. То есть у них нет реакции отпугивания как у рыб, но сильное воздействие ЭМП может привести к гибели дафний в зоне повышенного воздействия ЭМП.
Зарубежные научные статьи так же описывают эту проблему, например в статье 2016 г. Cryptic Impact: Visual Detection of Corona Light and Avoidance of Power Lines by Reindeer приводятся наблюдение о влиянии УФ-света от короны на некоторых млекопитающих. Диапозон видимости у некоторых животных, в отличии от людей смещен в УФ-диапозон (рисунок 1)
Рисунок 1 Это влияние может не только вызывать реакцию отпугивания, но и возможно повреждение сетчатки, поэтому в этом направлении так же ведутся активные исследования (прим. Douglas, R. H., and G. Jeffery. 2014. The spectral transmission of ocular media suggests ultraviolet sensitivity is widespread among mammals. Proceeding of the Royal Society of London, Series B 20132995. doi: 10.1098/rspb.2013.2995))
Существует исследование влияния электромагнитного поля на водные организмы, особенно на виды пресноводных рыб. Это исследование было проведено для оценки влияния крайне низкой частоты электромагнитного поля (50 Гц) на гистопатологию мозга Cyprinus carpio, одного из важных видов Каспийского моря, имеющего существенное экономическое значение. В этом исследовании было использовано в общей сложности 200 здоровых рыб. Они были классифицированы случайным образом в двух группах: группа, подвергнутая ложному облучению, и экспериментальная группа, которые подвергались воздействию пяти различных напряжений магнитного поля (0, 1, 1, 3, 5 и 7 мТл) при двух разных временах (0, 5 и 1 час). Гистологические результаты показывают, что воздействие искуственного ЭМП на C. Carpio, приводило к тяжелым гистопатологическим изменениям в мозге при напряженности поля ≥ 3 мТл, приводящей к некрозу мозга. Интенсивность поля и длительность экспозиции были ключевыми параметрами при индукции поражения головного мозга. Все это описано в работе (Effect of extremely low frequency electromagnetic field on brain histopathology of Caspian Sea Cyprinus carpio Farzaneh Samiee Faculty of Biomedical Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran)
Есть реальные данные акустических исследований в Америке, подводного кабеля 235 кВ, от береговой Ветростанции по дну залива до берега.
Акустическая сьемка проводилась 2ое суток, были получены разрезы плотности рыбы, в зависимостях от глубины дна и дистанции от кабеля. Основываясь на прибрежных и морских промысловых сьемках, влияние подводного кабеля на рыбные сообщества практически не обнаружено, хотя в статье делается оговорка о том что МП кабеля распространяется достаточно недалеко от самого кабеля, поэтому рыбы просто не подплывают к нему. Так же делается оговорка о том что далеко не у всех видов рыб исследованы механизмы ориентации (тут имеется ввиду что у некоторых видов рыб ориентация в пространстве происходит как раз за счет ЭМП полей) поэтому они не делают выводов о полном отсутствии влияния. Их как раз интересовало более «глобальное» влияние (то есть в масштабах морского дня, для будущих береговых ветростанций) и в этих масштабах влияние на эту среду обитания минимально.
Возвращаясь к пересечении именно ВЛ различных рек, в статье Influence of extremely low frequency electromagnetic fields on growth performance, innate immune response, biochemical parameters and disease resistance in rainbow trout, Oncorhynchus mykiss
Cite this article as: Nofouzi, K., Sheikhzadeh, N., Mohamad-Zadeh Jassur, D. et al. Fish Physiol Biochem (2015) 41: 721. doi: 10.1007/s10695-015-0041-1
Изучались эффекты крайне низких частот электромагнитных полей на показатели роста радужной форели, врожденный иммунитет и биохимические параметры. Радужную форель (17-18 г) подвергали воздействию электромагнитных полей (15 Гц) при 0, 01, 0, 1, 0, 5, 5 и 50 мкТл в течение 1 часа ежедневно в течение 60 дней. Показатели роста рыбы улучшались в разных группах обработки, особенно при 0, 1, 0, 5, 5 и 50 μ T. Были также усилены иммунологические параметры, в частности уровни гемагглютинирующего титра, общей антипротеазы и α 1-антипротеазы в группах лечения. Общее содержание белка и глобулина в сыворотке рыб, подвергшихся воздействию 0, 1, 0, 5, 5 и 50 мкТл, было значительно выше, чем в контрольной группе. Никаких существенных различий в активности ферментов сыворотки, а именно аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы у рыб во всех группах лечения не обнаружено. Наоборот, уровень щелочной фосфатазы снижался у рыб, подвергавшихся воздействию электромагнитных полей 0, 01 и 50 мкТл. Между тем, электромагнитная индукция при 0.1, 0.5, 5 и 50 μ T улучшала защиту рыбы от Yersinia ruckeri. Эти результаты показали, что эти специфические электромагнитные поля могут оказывать влияние на показатели роста, неспецифический иммунитет и устойчивость к заболеваниям радужной форели.
Как видно есть исследовании и о «положительном» влиянии ЭМП.
Раздел 2 или Глава 2 Есть несколько вариантов конструктивных решений с физической точки зрения. В целом снизить ЭМП под ЛЭП можно несколькими способами: - увеличить расстояние (высоту) (тут 2 картинки где видно снижение) - уменьшить межфазное расстояние (тут 2 картинки где видно снижение) - фазировка на двуцепных ВЛ (тут 2 картинки где видно снижение) - экранирование
Постановка задачи: Посчитать лучшие параметры высоты подвеса провода, и солености воды, чтобы влияние на ихтеофауну пересекающей ВЛ было минимальным.
Рис. 1. Эскиз линии пересекающей водоем.
Следовательно необходимо провести эксперименты, перемещая провод по вертикали и меня проницаемость воды. Количество факторов – 2 (X1 и X2); Фактор X1 (координата по горизонтали) принимает значения 15м и 30м. Фактор X2 (Проницаемость воды) принимает значения 0, 001См/м и 1См/м. «Пресная и соленая» Таблица 1. Матрица планирования
Производим расчет коэффициентов регрессионного полинома
по формулам:
Получаем:
Производим проверку значимости коэффициентов регрессионного полинома методом β -коэффициентов:
Расчет математических ожиданий, дисперсий и ϭ:
Значения β -коэффициентов:
По расчетным данным можно сделать вывод о том, что фактором x2 можно пренебречь, так как β -коэффициент β 2 на два порядка меньше остальных.Следовательно, регрессионный полином примет вид:
Данные, полученные при расчете с помощью регрессионного полинома:
Глава 1 Раздел 1 Описание проблемы Россия имеет огромные территории, в следствии этого электроэнергия должна передаваться на огромные расстояния. Протяженность воздушных (ВЛ) и кабельных (КЛ) линий электропередачи России, а также мощность ПС и ТП характеризуются следующими данными (табл.1). Таблица 1
При таких огромных протяженностях, пересечений с ихтиофауной также большое количество. В ПУЭ п.2.5.270 регламентируются наименьшие расстояние пересечения ВЛ с водными пространствами Таблица 2.5.37 Наименьшее расстояние при пересечении ВЛ с водными пространствами
* Наименьшее расстояние обеспечивает пропуск плавающих средств высотой до 3, 5 м.
Смоделировав в программном пакете Elkut ЛЭП 500кВ, пересекающую реку Обь, можно увидеть такую картину распределения напряженности полей. (картинка модели) По данным, взятым из статьи (ЭМИ совместимость) нашей кафедры,
Видно, что при минимально допустимых параметрах, большая часть рыбы будет ощущать ЭМИ-преграду при попытке проплыть под ЛЭП. Для нашей страны эта тема изучена мало, и никаких технических решений для улучшения ситуации пока не разработано. Но есть исследовании о влиянии различных ЭМП на различные виды обитателей ихтиофауны. Раздел 2 Информация по реакции рыб и других обитателей (по статьям)
Влияние на различных водных обитателей детально исследуются, в основном, в европейских странах и Америке. За экологией там следят на более высоком уровне, но и у нас есть исследования на эту тему. Например статья «Электрические поля в жизни рыб», в которой говорится о градации рыб на сильноэлектрических и слабоэлектрических. Сильноэлектрические виды (пресноводный электрический угорь, электрические скат и сом, американский звездочет), у которых в процессе эволюции появились специальные электрические органы, вырабатывающие вокруг тела рыбы сильное электрическое поле с целью нападения или обороны. Для сильноэлектрических рыб способность генерировать в особых органах ток необходима для привлечения жертв, так как электрическое поле вокруг рыбы приводит к электролизу воды, происходит обогащение воды кислородом, что приманивает к угрю рыб, лягушек и других водных животных. Кроме того, сильное электрическое поле способно ввести жертву в состояние электронаркоза. Доказано, что электрическая деятельность облегчает угрю... дыхание в заморных водоемах и болотах: происходит разложение воды в теле рыбы и обогащение крови кислородом, причем водород выводится рыбой наружу. В незаморных водоемах угорь использует собственное электрическое поле как своеобразный " электролокатор" для поиска жертв. У слабоэлектрических рыб образовывать импульсные электрические поля способны так называемые электрогенерирующие ткани. Эти рыбы применяют свои способности для локации и связи. Слабоэлектрические пресноводные рыбы испускают слабые и кратковременные разряды с постоянной частотой импульсов. Умеют использовать электрические поля и некоторые сельдевые и осетровые рыбы. Обладают способностью испускать электрические разряды такие общеизвестные рыболовам виды как красноперка, карась, окунь, пескарь, вьюн, щука. Первые два вида испускают кратковременные разряды, окунь, пескарь и вьюн - средние по продолжительности, щука - наиболее длительные разряды. Интересны так же данные о выживаемости и плавательной способности рыб после попадания в сильное электрическое поле. В ходе дневных и ночных визуальных наблюдений за поверхностью воды (Горьковское водохранилище) на акватории протяженностью более 15 км позади электротрала погибшей рыбы не обнаружено, только 2, 6% от общего числа пойманных рыб всплывали на поверхность в состоянии электронаркоза (некрупные жерех, чехонь и уклея). Полное восстановление плавательной способности у рыб происходило мгновенно. Причем более мелкие рыбы восстанавливались после воздействия электрического поля намного быстрее крупных. Например, у 30-сантиметровых жерешат восстановление занимало несколько секунд, а у 43-47-сантиметровых - более 6 минут.
Но опасным воздействием на ихтиофауну следует считать не только гибель ее представителей, но и разрушение сложившихся внутри- и межвидовых взаимоотношений. Особенно опасным может оказаться нарушение нерестового цикла. Например, рыбы семейства осетровых способны метать икру только в том месте, где они родились. Достаточно один раз не " пустить" рыбу в нерестовый водоём, чтобы он перестал быть нерестовым. Подобный эффект был обнаружен, например, на Волге после сооружения плотин Волжских ГЭС и воздушных переходов ВЛ 500 кВ через Волгу [3]. Этот " барьер" антропогенного происхождения на время приостановил миграцию волжского осетра.
Причем опасные воздействия ЭМП не только на рыб, но и на различного рода гидробионтов, которые так же важны для экосистемы. Например в статье 2012 года Усанова А.Д. «Изменение параметров жизнедеятельности биообъектов под воздействием переменных и постоянных магнитных полей низкой интенсивности» проведены эксперименты по влиянию ЭМП сверхнизкой частоты на сердцебиение дафний. Из анализа результатов измерений следует, что наличие постоянной составляющей магнитного поля приводит к заметному уменьшению сдвига частоты сердцебиений дафнии. При этом с увеличением постоянного магнитного поля частотная зависимость сдвига частоты сердцебиений дафнии становится все менее и менее выраженной. Начиная с некоторого уровня значений индукции переменного магнитного поля, рост сдвига частоты сердцебиений дафнии с ростом амплитуды переменного магнитного поля заметно замедляется. То есть у них нет реакции отпугивания как у рыб, но сильное воздействие ЭМП может привести к гибели дафний в зоне повышенного воздействия ЭМП.
Зарубежные научные статьи так же описывают эту проблему, например в статье 2016 г. Cryptic Impact: Visual Detection of Corona Light and Avoidance of Power Lines by Reindeer приводятся наблюдение о влиянии УФ-света от короны на некоторых млекопитающих. Диапозон видимости у некоторых животных, в отличии от людей смещен в УФ-диапозон (рисунок 1)
Рисунок 1 Это влияние может не только вызывать реакцию отпугивания, но и возможно повреждение сетчатки, поэтому в этом направлении так же ведутся активные исследования (прим. Douglas, R. H., and G. Jeffery. 2014. The spectral transmission of ocular media suggests ultraviolet sensitivity is widespread among mammals. Proceeding of the Royal Society of London, Series B 20132995. doi: 10.1098/rspb.2013.2995))
Существует исследование влияния электромагнитного поля на водные организмы, особенно на виды пресноводных рыб. Это исследование было проведено для оценки влияния крайне низкой частоты электромагнитного поля (50 Гц) на гистопатологию мозга Cyprinus carpio, одного из важных видов Каспийского моря, имеющего существенное экономическое значение. В этом исследовании было использовано в общей сложности 200 здоровых рыб. Они были классифицированы случайным образом в двух группах: группа, подвергнутая ложному облучению, и экспериментальная группа, которые подвергались воздействию пяти различных напряжений магнитного поля (0, 1, 1, 3, 5 и 7 мТл) при двух разных временах (0, 5 и 1 час). Гистологические результаты показывают, что воздействие искуственного ЭМП на C. Carpio, приводило к тяжелым гистопатологическим изменениям в мозге при напряженности поля ≥ 3 мТл, приводящей к некрозу мозга. Интенсивность поля и длительность экспозиции были ключевыми параметрами при индукции поражения головного мозга. Все это описано в работе (Effect of extremely low frequency electromagnetic field on brain histopathology of Caspian Sea Cyprinus carpio Farzaneh Samiee Faculty of Biomedical Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran)
Есть реальные данные акустических исследований в Америке, подводного кабеля 235 кВ, от береговой Ветростанции по дну залива до берега.
Акустическая сьемка проводилась 2ое суток, были получены разрезы плотности рыбы, в зависимостях от глубины дна и дистанции от кабеля. Основываясь на прибрежных и морских промысловых сьемках, влияние подводного кабеля на рыбные сообщества практически не обнаружено, хотя в статье делается оговорка о том что МП кабеля распространяется достаточно недалеко от самого кабеля, поэтому рыбы просто не подплывают к нему. Так же делается оговорка о том что далеко не у всех видов рыб исследованы механизмы ориентации (тут имеется ввиду что у некоторых видов рыб ориентация в пространстве происходит как раз за счет ЭМП полей) поэтому они не делают выводов о полном отсутствии влияния. Их как раз интересовало более «глобальное» влияние (то есть в масштабах морского дня, для будущих береговых ветростанций) и в этих масштабах влияние на эту среду обитания минимально.
Возвращаясь к пересечении именно ВЛ различных рек, в статье Influence of extremely low frequency electromagnetic fields on growth performance, innate immune response, biochemical parameters and disease resistance in rainbow trout, Oncorhynchus mykiss
Cite this article as: Nofouzi, K., Sheikhzadeh, N., Mohamad-Zadeh Jassur, D. et al. Fish Physiol Biochem (2015) 41: 721. doi: 10.1007/s10695-015-0041-1
Изучались эффекты крайне низких частот электромагнитных полей на показатели роста радужной форели, врожденный иммунитет и биохимические параметры. Радужную форель (17-18 г) подвергали воздействию электромагнитных полей (15 Гц) при 0, 01, 0, 1, 0, 5, 5 и 50 мкТл в течение 1 часа ежедневно в течение 60 дней. Показатели роста рыбы улучшались в разных группах обработки, особенно при 0, 1, 0, 5, 5 и 50 μ T. Были также усилены иммунологические параметры, в частности уровни гемагглютинирующего титра, общей антипротеазы и α 1-антипротеазы в группах лечения. Общее содержание белка и глобулина в сыворотке рыб, подвергшихся воздействию 0, 1, 0, 5, 5 и 50 мкТл, было значительно выше, чем в контрольной группе. Никаких существенных различий в активности ферментов сыворотки, а именно аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы у рыб во всех группах лечения не обнаружено. Наоборот, уровень щелочной фосфатазы снижался у рыб, подвергавшихся воздействию электромагнитных полей 0, 01 и 50 мкТл. Между тем, электромагнитная индукция при 0.1, 0.5, 5 и 50 μ T улучшала защиту рыбы от Yersinia ruckeri. Эти результаты показали, что эти специфические электромагнитные поля могут оказывать влияние на показатели роста, неспецифический иммунитет и устойчивость к заболеваниям радужной форели.
Как видно есть исследовании и о «положительном» влиянии ЭМП.
Magnetic Alignment in Carps: Evidence from the Czech Christmas Fish Market
Так же есть очень интересные данные из Чешской республики, где проводились эксперименты на магниторицепции костных раб (карпов обычных). Т.к. эти виды рыб немигрирующие, информацию по влиянию ЭМП на них довольно скудна. И в данной статье провели эксперимент где исследовано около 15 тысяч рыб. Было обнаружено что карпы демонстрировали предпочтение выстраивать тела вдоль оси север-юг. Рыбы были разделены в 80 крупных пластиковых ваннах в 25 населенных пунктах республики.
В исследовании так же исключались такие погрешности как влияние течения на ориентацию. В некоторых ваннах были добавлены баки с водой и создавалось искусственное течение под разными углами к оси север-юг. Выборка полученных данных говорит о том что карпы, немного реагируют на течение, но в целом все равно пытаются ориентировать тело относительно линий геомагнитного поля земли, то есть они так же как и мигрирующие виды рыб, имеют механизм ориентации связанный с магнитным полем. Геомагнитный фон был в районе нормы 48±2 мкТл.
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-05-11; Просмотров: 229; Нарушение авторского права страницы
, 
, 
.
