sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587556622020091sergeogr-1540Research ArticleПриродопользование и геоэкологияNatural Recourse Use and GeoecologyТехногенные электромагнитные поля на городских территориях и подходы к их картографированиюTechnogenic Electromagnetic Fields on Urban Areas and Approaches to Their MappingСтурманВ. И.SturmanV. I.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

st@izh.comЛогиновскаяА. Н.LoginovskayaA. N.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций имени проф. М.А. Бонч-БруевичаРоссияBonch-Bruevich Saint-Petersburg State University of TelecommunicationsRussian Federation202228052022862255267Copyright © Стурман В.И., Логиновская А.Н., 20222022Стурман В.И., Логиновская А.Н.Sturman V.I., Loginovskaya A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1540

Электромагнитные поля – фактор окружающей среды, состояние которого продолжает ухудшаться по мере роста распространенности и мощности электрических приборов и устройств. Обращено внимание на необходимость изучения, наряду с медико-биологическими и физико-техническими аспектами техногенных электромагнитных полей, также их пространственной и временной изменчивости. Для этого необходимо использование картографирования и мониторинга. Статья посвящена анализу первых опытов картографического представления характеристик электромагнитных полей в России и в других странах. Представлены осредненные по городам характеристики магнитной индукции и распределение ее значений по функциональным зонам и типам застройки. Установлено, что наиболее высокие значения напряженности магнитного поля промышленной частоты, порядка сотен нанотесла, как в России, так и в зарубежных странах Европы, свойственны историческим центрам городов. Рассчитана достоверность полученных значений. Отмечено, что достоверности результатов, наряду с объемами выборок, способствуют контрастность и внутренняя однородность выделяемых таксонов. Выполнено сравнение доступных в настоящее время данных о степени остроты проблем электромагнитного загрязнения в городах России и зарубежных стран. Полученные данные свидетельствуют о сопоставимости уровней электромагнитного загрязнения. Охарактеризованы аномалии техногенных магнитных полей урбанизированных территорий и факторы, влияющие на распространение аномалий. Обоснована предпочтительность организации измерений с пространственной привязкой каждого замера, а также изолинейной формы картографического представления результатов. 

Electromagnetic fields—an environmental factor which condition continues to worsen because of growth of prevalence and power of electric devices. The attention to the need of studying, along with medical and biological and physics and technology aspects of a problem of technogenic electromagnetic fields, also their spatial and temporary variability is paid what requires the use of geographical methods—mapping and monitoring. The article is devoted to the analysis of the first experiences of cartographical submission of characteristics of electromagnetic fields in Russia and other countries. Characteristics of magnetic induction, average on the whole cities, and distribution of its values into functional zones and kinds of buildings are submitted. It is established that the highest values of the magnetic field intensity of industrial frequency, about hundreds of nanotesla, both in Russia and in foreign European countries, are characteristic of historical city centers. The reliability of the received values is calculated. It is noted that the reliability of results, along with volumes of sections is promoted by contrast and internal uniformity of the allocated taxons. Comparison of data on the degree of sharpness of problems of electromagnetic pollution available now in the cities of Russia and foreign countries is executed. The data obtained indicate the comparability of the levels of electromagnetic pollution. Anomalies of technogenic magnetic fields of the urbanized territories and the factors influencing the distribution of anomalies are characterized. The preference for the organization of measurements with a spatial binding of each measurement, and an isolinear form of cartographical representation of results is proved. 

электромагнитные поляэлектрические полянапряженностьмагнитные полянизкочастотные и высокочастотные полямониторингкартографированиеРоссиястраны мираelectromagnetic fieldselectric fieldsstrengthmagnetic fieldsmagnetic inductionlow-frequency fieldshigh-frequency fieldsmonitoringmappingReferencesВасильев А.В., Бухонов В.О., Васильев В.А. Особенности и результаты мониторинга электромагнитных полей в условиях территории Самарской области // Изв. Самарского науч. центра РАН. 2013. Т. 15. № 3 (1). С. 585–590.d’Amore G., Anglesio L., Benedetto A., Tasso M. Background EMF magnetic fields in a great urban area. In Electricity and Magnetism in Biology and Medicine. Bersani F., Ed. Boston: Springer, 1999, pp. 327–328.Григорьев О.А. Актуальные вопросы радиобиологии и гигиены неионизирующих излучений в связи с развитием новых технологий: Всероссийская конференция “Актуальные проблемы радиобиологии и гигиены неионизирующих излучений” (Москва, 12–13 ноября 2019 г.). М., 2019. С. 63–65.d’Amore G., Anglesio L, Tasso M., Benedetto A., Roletti S. Outdoor background EMF magnetic fields in an urban environment. Radiat. Prot. Dosim., 2001, vol. 94, no. 4, pp. 375–380.Григорьев Ю.Г. Значимость адекватной информации об опасности ЭМП сотовой связи для здоровья населения в 21 веке: Всероссийская конференция “Актуальные проблемы радиобиологии и гигиены неионизирующих излучений” (Москва, 12–13 ноября 2019 г.). М., 2019. С. 12–15.Directive 2004/40/EC of the European Parliament and of the Council, “The Minimum Health and Safety Requirements Regarding the Exposure of Workers to the Risks Arising from Physical Agents (Electromagnetic Fields)”. Official Journal of the European Union, 2004, L184, vol. 30, no. 4, pp. 1–9.Ивлева Я.С. Мониторинг и составление карт электромагнитных полей в условиях города Оренбурга // Достижения вузовской науки. 2016. № 25 (2). С. 183–188.Dovbysh V.N., Maslov M.Yu., Spodobaev Yu.M. Elektromagnitnaya bezopasnost’ elementov energeticheskikh sistem [Electromagnetic Safety of Elements of Power Systems]. Samara: IPK Sodruzhestvo Publ., 2009. 198 p.Мордачев В.И. Оценка электромагнитного фона, создаваемого системами сотовой (мобильной) связи: Всероссийская конференция “Актуальные проблемы радиобиологии и гигиены неионизирующих излучений” (Москва, 12–13 ноября 2019 г.). М., 2019. С. 76–79.Ekologicheskii atlas Sankt-Peterburga [Environmental Atlas of St. Petersburg]. Biomonitor Publ., 1992.Прокофьева А.С., Григорьев О.А. Оценка численности населения, проживающего вблизи воздушных линий электропередачи, по критерию экспозиции магнитным полем промышленной частоты (на примере Московского региона): Всероссийская конференция “Актуальные проблемы радиобиологии и гигиены неионизирующих излучений” (Москва, 12–13 ноября 2019 г.). М., 2019. С. 109–110.Gajšek P., Ravazzani P., Grellier J., Samaras T., Bakos J., Thuróczy G. Review of studies concerning electromagnetic field (EMF) exposure assessment in Europe: low frequency fields (50 Hz–100 kHz). Int. J. Environ. Res. Public Health, 2016, vol. 13, 875. https://doi.org/10.3390/ijerph13090875Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. М.: Мысль, 1990. 637 с.Grigor’ev O.А. Topical issues of radiobiology and hygiene of non-ionizing radiation in connection with development of new technologies. In Vseross. konf. “Аktual’nye problemy radiobiologii i gigieny neioniziruyushchikh izluchenii” [All-Russian Conf. “Current Problems of Radiobiology and Hygiene of Non-Ionizing Radiation”]. Moscow, 2019, pp. 63–65. (In Russ.).Сподобаев Ю.М., Кубанов В.П. Основы электромагнитной экологии. М.: Радио и связь, 2000. 240 с.Grigor’ev Yu.G. The importance of adequate information on danger of EMF of mobile communication to health of the population in the 21st century. In Vseross. konf. “Аktual’nye problemy radiobiologii i gigieny neioniziruyushchikh izluchenii” [All-Russian Conf. “Current Problems of Radiobiology and Hygiene of Non-Ionizing Radiation”]. Moscow, 2019, pp. 12–15. (In Russ.).Стурман В.И. Электромагнитные поля промышленного диапазона частот в условиях городской среды как объект эколого-географического исследования // География и природные ресурсы. 2019. № 1. С. 21–28. https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2019-1(21-28)ICNIRP. Guidelines for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields (1 Hz – 100 kHz). Health Physics, 2010, vol. 99, no. 6, pp. 818–836.Стурман В.И., Широков М.В. Электрические и магнитные поля населенных пунктов с плотной застройкой (на примере Центрального района Санкт-Петербурга) // Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании (АПИНО 2018). VII Международная научно-техническая и научно-методическая конференция. СПб., 2018. С. 410–414.Ivleva Ya.S. Monitoring and mapping of electromagnetic fields in the conditions of the city of Orenburg. Dostizheniya Vuzovskoi Nauki, 2016, no. 25-2, pp. 183–188. (In Russ.).Экологический атлас Санкт-Петербурга. СПб.: Издво Биомонитор, 1992. 10 л. карт.Lindgren M., Gustavsson M., Hamnerius Y., Galt S. EMF magnetic fields in a city environment. Bioelectromagnetics, 2001, vol. 22, pp. 87–90.Электромагнитная безопасность элементов энергетических систем: Монография / В.Н. Довбыш, М.Ю. Маслов, Ю.М. Сподобаев. Самара: ООО “ИПК “Содружество”, 2009. 198 с.Lindgren M., Gustavsson M., Hamnerius Y., Galt S. Mapping of magnetic fields in city environment. In Electricity and Magnetism in Biology and Medicine. Bersani F., Ed. Boston: Springer, 1999, pp. 821–822. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-4867-6_196Яковлева М.И. Физиологические механизмы действия электромагнитных полей. Л.: Медицина, 1973. 175 с.Mordachev V.I. Assessment of the electromagnetic background created by the systems of cellular (mobile) communication. In Vseross. konf. “Аktual’nye problemy radiobiologii i gigieny neioniziruyushchikh izluchenii” [AllRussian Conf. “Current Problems of Radiobiology and Hygiene of Non-Ionizing Radiation”]. Moscow, 2019, pp. 76–79. (In Russ.).d’Amore G., Anglesio L., Benedetto A., Tasso M. Background ELF magnetic fields in a great urban area // Bersani F. (Eds). Electricity and Magnetism in Biology and Medicine. Boston: Springer, 1999. P. 327–328.Muller B. Electrosmog. Hausgemachtes Problem. Bild Wiss., 1996, no. 4, pp. 12–14.d’Amore G., Anglesio L., Tasso M., Benedetto A., Roletti S. Outdoor background ELF Magnetic fields in an urban environment // Radiat. Prot. Dosim. 2001. № 94 (4). P. 375–380.National Precautionary Policies on Magnetic Fields from Power Lines in Belgium, France, Germany, the Netherlands and the United Kingdom. RIVM Report 2017-0118. 56 p. https://doi.org/10.21945/RIVM-2017-0118Directive 2004/40/EC of the European Parliament and of the Council, “The Minimum Health and Safety Requirements Regarding the Exposure of Workers to the Risks Arising from Physical Agents (Electromagnetic Fields)” // Official J. Europ. Union. 2004. L184. Vol. 30. № 4. P.1–9.Paniagua J.M., Jiménez A., Rufo M. et al. Exposure to extremely low frequency magnetic fields in an urban area. Radiat. Environ. Biophys., 2007, vol. 46, pp. 69–76. https://doi.org/10.1007/s00411-006-0081-0Gajšek P., Ravazzani P., Grellier J., Samaras T., Bakos J., Thuróczy G. Review of Studies Concerning Electromagnetic Field (EMF) Exposure Assessment in Europe: Low Frequency Fields (50 Hz–100 kHz) // Int. J. Environ. Res. and Publ. Health. 2016. Vol. 13 (9). 875. https://doi.org/10.3390/ijerph13090875Prokof’eva А.S., Grigor’ev O.А. Assessment of population, living near electricity transmission air-lines, by criterion of an exposition magnetic field of power frequency (the Moscow region as example). In Vseross. konf. “Аktual’nye problemy radiobiologii i gigieny neioniziruyushchikh izluchenii” [All-Russian Conf. “Current Problems of Radiobiology and Hygiene of Non-Ionizing Radiation”]. Moscow, 2019, pp. 109–110. (In Russ.).ICNIRP. “Guidelines for Limiting Exposure to Time Varying Electric and Magnetic Fields (1 Hz – 100 kHz)” // Health Physics. 2010. Vol. 99. № 6. P. 818836.Reimers N.F. Prirodopol’zovanie: Slovar’-spravochnik. [Environmental Management: Dictionary Reference]. Moscow: Mysl’ Publ., 1990. 637 p.Lindgren M., Gustavsson M., Hamnerius Y., Galt S. ELF magnetic fields in a city environment // Bioelectromagnetics. 2001. № 22. P. 87–90.Spodobaev Yu.M., Kubanov V.P. Osnovy elektromagnitnoi ekologii [Fundamentals of Electromagnetic Ecology]. Moscow: Radio i Svyaz’ Publ., 2000. 240 p.Lindgren M., Gustavsson M., Hamnerius Y., Galt S. Mapping of Magnetic Fields in City Environment // Bersani F. (Ed.). Electricity and Magnetism in Biology and Medicine. Boston: Springer, 1999. P. 821–822. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-4867-6_196Stacenko L.G., Bakhvalova A.A. Assessment of electromagnetic background levels from base stations of mobile networks from the point of view of technosphere safety. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2020, vol. 459, no. 5, 052090.Muller B. Electrosmog. Hausgemachtes Problem // Bild Wiss. 1996. № 4. P. 12–14.Straume A., Johnsson A., Oftedal G. ELF-magnetic flux densities measured in a city environment in summer and winter. Bioelectromagnetics, 2008, vol. 29, no. 1, pp. 20–28. https://doi.org/10.1002/bem.20357National precautionary policies on magnetic fields from power lines in Belgium, France, Germany, the Netherlands, and the United Kingdom. RIVM Report 2017– 0118. P. 56. https://doi.org/10.21945/RIVM-2017-0118Sturman V.I. Power frequency electromagnetic fields in the urban environment as the object of ecological-geographical research. Geogr. Nat. Resour, 2019, vol. 40, no. 1, pp. 15–21.Paniagua J.M., Jiménez A., Rufo M. et al. Exposure to extremely low frequency magnetic fields in an urban area // Radiat. Environ. Biophys. 2007. № 46. P. 69–76. https://doi.org/10.1007/s00411-006-0081-0Sturman V.I., Shirokov M.V. Electric and magnetic fields of dense build settlements (the Central district of St. Petersburg as example). In Аktual’nye problemy infotelekommunikatsii v nauke i obrazovanii (АPINO 2018). VII Mezhdunar. nauchn.-tekhn. i nauchn.-metod. Konf. [Current problems of Infotelekommunikation in Science and Education. VII Int. Sci., Techn. and Methodical Conf.]. St. Petersburg, 2018, pp. 410–414. (In Russ.).Stacenko L.G., Bakhvalova A.A. Assessment of Electromagnetic Background Levels from Base Stations of Mobile Networks from the Point of View of Technosphere Safety // Int. science and technology conference “EarthScience”. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2020. № 459. 052090. P. 1–7. https://doi.org/10.1088/1755-1315/459/5/05209Tang C., Yang C., Cai R.S. et al. Analysis of the relationship between electromagnetic radiation characteristics and urban functions in highly populated urban areas. Sci. Total Environ., 2019, vol. 654, pp. 535–540. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.11.143Straume A., Johnsson A., Oftedal G. ELF-magnetic flux densities measured in a city environment in summer and winter // Bioelectromagnetics. 2008. Vol. 29 (1). P. 20–28. https://doi.org/10.1002/bem.20357Vasil’ev A.V., Bukhonov V.O., Vasil’ev V.A. Features and results of monitoring of electromagnetic fields in the conditions of Samara region. Izv. Samar. Nauchn. Tsentra RAN, 2013, vol. 15, no. 3 (1), pp. 585–590. (In Russ.).Tang C., Yang C., Cai R.S. et al. Analysis of the relationship between electromagnetic radiation characteristics and urban functions in highly populated urban areas // Sci. of The Total Environ. 2019. Vol. 654. P. 535–540. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.11.143Yakovleva M.I. Fiziologicheskie mekhanizmy deistviya elektromagnitnykh polei [Physiological Mechanisms of Action of Electromagnetic Fields]. Leningrad: Meditsina Publ., 1973. 175 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.