Kako elektromagnetna polja iz nadzemnih daljnovodov vplivajo na ljudi, živali in rastline

Biološki vpliv električnih in magnetnih polj na organizem ljudi in živali je bil veliko raziskan. Opaženi učinki, če do njih pride, so še vedno nejasni in jih je težko opredeliti, zato ta tema ostaja aktualna.

Magnetna polja našega planeta imajo dvojni izvor - naravni in antropogeni. Naravna magnetna polja, tako imenovane magnetne nevihte, izvirajo iz zemeljske magnetosfere. Antropogene magnetne motnje pokrivajo manjše ozemlje kot naravne, vendar je njihova manifestacija veliko intenzivnejša in zato povzroča večjo škodo. Človek zaradi tehnične dejavnosti ustvarja umetna elektromagnetna polja, ki so več stokrat močnejša od naravnega magnetnega polja Zemlje. Viri antropogenega sevanja so: močne radijske oddajne naprave, elektrificirana vozila, daljnovodi.

Frekvenčno območje in valovne dolžine nekaterih virov elektromagnetnega sevanja

Eden najmočnejših patogenov elektromagnetni valovi — tokovi industrijske frekvence (50 Hz).Torej jakost električnega polja neposredno pod daljnovodom lahko doseže nekaj tisoč voltov na meter tal, čeprav zaradi lastnosti zmanjšanja napetosti iz tal že na razdalji 100 m od voda intenzivnost močno pade do nekaj deset voltov na meter.

Študije biološkega učinka električnega polja so pokazale, da že pri jakosti 1 kV / m škodljivo vpliva na človeški živčni sistem, kar posledično vodi do motenj endokrinega aparata in presnove v telesu (baker , cink, železo in kobalt), moti fiziološke funkcije: srčni utrip, krvni tlak, delovanje možganov, presnovne procese in delovanje imunskega sistema.

Od leta 1972 so se pojavile publikacije, v katerih se upošteva učinek električnih polj z intenzivnostjo nad 10 kV / m na ljudi in živali.

Jakost magnetnega polja sorazmerno s tokom in obratno sorazmerno z razdaljo; jakost električnega polja je sorazmerna z napetostjo (nabojem) in obratno sorazmerna z razdaljo. Parametri teh polj so odvisni od napetostnega razreda, konstrukcijskih značilnosti in geometrijskih dimenzij visokonapetostnega daljnovoda. Pojav močnega in razširjenega vira elektromagnetnega polja vodi do spremembe tistih naravnih dejavnikov, ki so oblikovali ekosistem. Električna in magnetna polja lahko inducirajo površinske naboje in tokove v človeškem telesu.

Študije kažejo, da je največji tok v človeškem telesu, ki ga povzroči električno polje, veliko večji od toka, ki ga povzroči magnetno polje.Tako se škodljivi učinek magnetnega polja kaže le pri njegovi jakosti približno 200 A / m, ki se pojavi na razdalji 1-1,5 m od žic faznega voda in je nevaren samo za servisno osebje pri delu pod napetostjo. Ta okoliščina je omogočila sklep, da ni biološkega učinka magnetnih polj industrijske frekvence na ljudi in živali pod daljnovodi. Tako je električno polje daljnovodov glavni biološko učinkovit dejavnik za razširjen prenos energije, ki lahko postane ovira za gibanje različnih vrst vodne in kopenske favne.

Daljnovodi električnih in magnetnih polj, ki vplivajo na osebo, ki stoji pod nadzemnim daljnovodom izmeničnega toka

Glede na konstrukcijske značilnosti prenosa električne energije (povešanje prevodnika) se največji vpliv polja pojavi na sredini odseka, kjer je napetost za visoko in ultravisoke napetosti na višini osebe 5-20 kV. / m in več, odvisno od napetostnega razreda in zasnove voda.

Na nosilcih, kjer je višina obešanja žic največja in vpliva zaščitni učinek nosilcev, je poljska jakost najmanjša. Ker se pod žicami daljnovodov lahko znajdejo ljudje, živali, transport, je treba oceniti možne posledice dolgotrajnega in kratkotrajnega bivanja živih bitij v električnem polju različne jakosti.

Na električna polja so najbolj občutljivi parkljarji in ljudje v čevljih, ki jih izolirajo od tal. Tudi živalska kopita so dober izolator.V tem primeru lahko inducirani potencial doseže 10 kV, tokovni impulz skozi telo ob dotiku ozemljenega predmeta (veja grma, travna trava) pa je 100-200 μA. Takšni tokovni impulzi so varni za telo, vendar se parkljarji zaradi nelagodja poleti izogibajo visokonapetostnim daljnovodom.

Pri delovanju električnega polja na človeka imajo prevladujočo vlogo tokovi, ki tečejo skozi njegovo telo. To določa visoka prevodnost človeškega telesa, kjer prevladujejo organi s krvjo in limfo, ki krožijo v njih.

Trenutno so poskusi na živalih in človeških prostovoljcih ugotovili, da gostota toka s prevodnostjo 0,1 μA / cm in manj ne vpliva na delovanje možganov, saj impulzni biotokovi, ki običajno tečejo v možganih, znatno presegajo gostoto tak tok prevodnosti.

Pri gostoti toka 1 μA / cm opazimo utripanje svetlobnih krogov v očeh osebe, višje gostote toka že zajamejo mejne vrednosti stimulacije senzoričnih receptorjev, pa tudi živčnih in mišičnih celic, kar vodi do strah in nehotene motorične reakcije.

V primeru, da se človek dotakne od tal izoliranih predmetov v območju električnega polja znatne intenzitete, je gostota toka v predelu srca močno odvisna od stanja osnovnih pogojev (vrsta čevljev, stanje tal ipd.), lahko pa že doseže te vrednosti.

Pri največjem toku, ki ustreza Emax == 15 kV / m (6,225 mA), določen del tega toka teče skozi območje glave (približno 1/3) in območje glave (približno 100 cm), gostota toka< 0,1 μA / cm, kar potrjuje dopustnost sprejete jakosti 15 kV / m pod vodniki nadzemnega voda.

Za zdravje ljudi je problem določiti razmerje med gostoto toka, induciranega v tkivih, in magnetno indukcijo zunanjega polja, V. Izračun gostote toka

zapleteno je zaradi dejstva, da je njegova natančna pot odvisna od porazdelitve prevodnosti y v telesnih tkivih.

Torej je specifična prevodnost možganov določena v = 0,2 cm / m, in srčne mišice v = 0,25 cm / m.Če je polmer glave 7,5 cm, polmer srca pa 6 cm, potem je produkt yR se v obeh primerih izkaže za enako. Zato je mogoče podati eno predstavitev gostote toka na periferiji srca in možganov.

Ugotovljeno je bilo, da je za zdravje varna magnetna indukcija približno 0,4 mT pri frekvenci 50 ali 60 Hz. V magnetnih poljih (od 3 do 10 mTl, f = 10-60 Hz) opazimo pojav rahlih nihanj, podobnih tistim, ki se pojavijo ob pritisku na zrklo.

Gostota toka, ki jo v človeškem telesu inducira električno polje jakosti E, se izračuna na naslednji način:

° Z različnimi koeficienti k za regije možganov in srca.

Vrednost k =3-10-3 cm / Hzm.

Po podatkih nemških znanstvenikov je poljska jakost, pri kateri tresenje las občuti 5% testiranih moških, 3 kV/m, pri 50% testiranih moških pa 20 kV/m. Trenutno ni dokazov, da občutki, ki jih povzroča delovanje polja, povzročajo kakršen koli škodljiv učinek. Glede na razmerje med gostoto toka in biološkim vplivom lahko ločimo štiri področja, ki so predstavljena v tabeli.

J, μA / cm Opaženi učinki 0,1 Ne 1,0 Utripajoči svetlobni kolobarji v očeh 10-50 Akutni nevralgični simptomi, podobni tistim, ki jih povzroči električni udar več kot 100 Povečana verjetnost ventrikularne fibrilacije, srčnega zastoja, dolgotrajnega krča dihalnih mišic, hudih opeklin

Slednje območje vrednosti trenutne gostote se nanaša na čase izpostavljenosti v velikosti enega srčnega cikla, tj. približno 1 s na osebo. Za krajše osvetlitve so mejne vrednosti višje. Za določitev mejne vrednosti poljske jakosti so bile izvedene fiziološke študije na ljudeh v laboratorijskih pogojih pri jakosti od 10 do 32 kV / m. Ugotovljeno je bilo, da pri napetosti 5 kV / m 80% ljudi ne čuti bolečine med izpusti ob dotiku ozemljenih predmetov. Ta vrednost je sprejeta kot normativna pri delu v električnih instalacijah brez uporabe zaščitnih sredstev.

Odvisnost dovoljenega časa bivanja osebe v električnem polju z intenziteto E, večjo od praga, približamo z enačbo

Izvedba tega stanja zagotavlja samoobnovo fiziološkega stanja telesa čez dan brez preostalih reakcij in funkcionalnih ali patoloških sprememb.

Spoznajmo glavne rezultate raziskav bioloških učinkov električnih in magnetnih polj, ki so jih izvedli sovjetski in tuji znanstveniki.

Učinki električnih polj na osebje

Med študijami je bil integrativni dozimeter pritrjen na zgornjo podlaket vsakega delavca.Ugotovljeno je bilo, da se povprečna dnevna izpostavljenost delavcev na visokonapetostnih vodih giblje od 1,5 kV/(m-h) do 24 kV/(m-h). Najvišje vrednosti so zabeležene v zelo redkih primerih. Iz podatkov, pridobljenih s študijo, je mogoče sklepati, da ni opazne povezave med izpostavljenostjo na terenu in splošnim zdravstvenim stanjem ljudi.

Nadzemni daljnovodi in otroški rak

V stanovanjskih prostorih magnetno polje lahko povzroči gospodinjska električna oprema in ožičenje, zunanji podzemni kabli in nadzemni električni vodi. Študijska in kontrolna mesta so bila združena v 25 m intervalih ob nadzemnem daljnovodu, pri čemer je bila stopnja tveganja na razdalji več kot 100 m od voda vzeta kot enota.

Ti rezultati ne podpirajo hipoteze, da magnetna polja moči vplivajo na pojav raka pri otrocih.

Elektrostatični učinek na človeško in živalsko dlako

Študija je bila izvedena v povezavi s hipotezo, da je vpliv polja, ki ga čuti površina kože, posledica delovanja elektrostatičnih sil na lase. Posledično je bilo ugotovljeno, da je subjekt pri poljski jakosti 50 kV / m čutil srbenje, povezano z vibracijami las, kar je bilo posneto s posebnimi napravami.

Vpliv električnega polja na rastline

Poskusi so bili izvedeni v posebni komori v neizkrivljenem polju z jakostjo od 0 do 50 kV/m. Rahle poškodbe listnega tkiva so bile ugotovljene pri izpostavljenosti od 20 do 50 kV/m, odvisno od konfiguracije rastline in začetne vsebnosti vlage. V delih rastlin z ostrimi robovi so opazili nekrozo tkiv.Debele rastline z gladko zaobljeno površino niso poškodovane pri napetosti 50 kV / m. Poškodba je posledica krone na štrlečih delih rastline. Pri najšibkejših rastlinah opazimo poškodbe 1-2 uri po izpostavljenosti. Pomembno je, da sta bila pri kalicah pšenice z zelo ostrimi konci krona in poškodba opazna pri relativno nizki napetosti 20 kV/m. To je najnižji prag za okvaro v študijah.

Najverjetnejši mehanizem poškodb rastlinskih tkiv je termični. Poškodba tkiva se pojavi, ko poljska jakost postane dovolj visoka, da povzroči korono, in koronski tok visoke gostote preide skozi konico lista.Toplota, ki se v tem primeru sprosti čez upornost listnega tkiva, povzroči odmrtje ozke plasti celic, ki relativno hitro izgubijo vodo, se posušijo in skrčijo. Vendar ima ta postopek omejitev in odstotek posušene površine rastline je majhen.

Vpliv električnega polja na živali

Raziskava je potekala v dveh smereh: raziskava na ravni biosistema in raziskava pragov zaznanih vplivov. Med piščanci, postavljenimi na polje z napetostjo 80 kV / m, so opazili povečanje telesne mase, sposobnost preživetja in nizko smrtnost. Prag zaznave polja je bil izmerjen na golobih batantih. Izkazalo se je, da imajo golobi določen mehanizem za zaznavanje nizkointenzivnih električnih polj. Genskih sprememb niso opazili. Ugotovljeno je, da lahko živali, ki živijo v visokointenzivnem električnem polju, doživijo mini šok zaradi zunanjih dejavnikov, odvisno od pogojev poskusa, kar lahko povzroči nekaj tesnobe in vznemirjenja testiranih.

Številne države imajo predpise, ki omejujejo mejne vrednosti poljske jakosti na področju nadzemnih daljnovodov. V Španiji je priporočena največja napetost 20 kV/m, enaka vrednost pa trenutno velja za mejo v Nemčiji.

Ozaveščenost javnosti o vplivu elektromagnetnega polja na žive organizme še naprej raste, nekaj zanimanja in zaskrbljenosti glede tega učinka pa bo vodilo k nadaljnjim ustreznim medicinskim raziskavam, zlasti pri ljudeh, ki živijo v bližini nadzemnih daljnovodov.

Več informacij o tej temi:

V. I. Čehov "Okoljski vidiki prenosa električne energije" (za prenos knjige — Zip, DjVu)

V knjigi je splošen opis vplivov nadzemnih daljnovodov na okolje. Vprašanja izračuna največje jakosti električnega polja pod izmeničnim tokom in metode njegovega zmanjšanja, zavrnitev zemljišč pod traso, vpliv elektromagnetnega polja na ljudi, rastlinstvo in živalstvo zaradi pojava radijskega in akustičnega hrupa. se upoštevajo. Upoštevane so značilnosti okoljskih vplivov enosmernih in visokonapetostnih kablovodov.

Glej tudi na to temo: Zaščita osebe pred izpostavljenostjo elektromagnetnemu sevanju