Hvordan elektromagnetiske felt fra luftledninger påvirker mennesker, dyr og planter

Den biologiske påvirkningen av elektriske og magnetiske felt på organismen til mennesker og dyr har blitt studert mye. De observerte effektene, hvis de oppstår, er fortsatt uklare og vanskelige å definere, så dette emnet forblir relevant.

De magnetiske feltene på planeten vår har en dobbel opprinnelse - naturlig og menneskeskapt. Naturlige magnetiske felt, såkalte magnetiske stormer, har sitt opphav i jordens magnetosfære. Antropogene magnetiske forstyrrelser dekker et mindre territorium enn naturlige, men deres manifestasjon er mye mer intens og gir derfor mer håndgripelig skade. Som et resultat av teknisk aktivitet skaper mennesket kunstige elektromagnetiske felt som er hundrevis av ganger sterkere enn jordens naturlige magnetfelt. Kilder til menneskeskapt stråling er: kraftige radiosendere, elektrifiserte kjøretøy, kraftledninger.

Frekvensområde og bølgelengder for enkelte kilder til elektromagnetisk stråling

En av de kraftigste patogenene elektromagnetiske bølger — industrielle frekvensstrømmer (50 Hz).Så styrken til det elektriske feltet direkte under kraftledningen kan nå flere tusen volt per meter jord, men på grunn av egenskapen til å redusere spenningen fra jorda, allerede i en avstand på 100 m fra linjen, synker intensiteten kraftig. til flere titalls volt per meter.

Studier av den biologiske effekten av et elektrisk felt har fastslått at selv ved en styrke på 1 kV / m, har det en negativ effekt på det menneskelige nervesystemet, som igjen fører til forstyrrelse av det endokrine apparatet og metabolismen i kroppen (kobber). , sink, jern og kobolt), forstyrrer fysiologiske funksjoner: hjertefrekvens, blodtrykk, hjerneaktivitet, metabolske prosesser og immunaktivitet.

Siden 1972 har det dukket opp publikasjoner der effekten på mennesker og dyr av elektriske felt med en intensitet over 10 kV / m vurderes.

Magnetisk feltstyrke proporsjonal med strøm og omvendt proporsjonal med avstand; elektrisk feltstyrke er proporsjonal med spenning (ladning) og omvendt proporsjonal med avstand. Parametrene til disse feltene avhenger av spenningsklassen, designegenskaper og geometriske dimensjoner til høyspenningsledningen. Utseendet til en kraftig og utvidet kilde til elektromagnetisk felt fører til en endring i de naturlige faktorene som dannet økosystemet. Elektriske og magnetiske felt kan indusere overflateladninger og strømmer i menneskekroppen.

Studier viser at den maksimale strømmen i menneskekroppen indusert av et elektrisk felt er mye høyere enn strømmen forårsaket av et magnetfelt.Dermed manifesterer den skadelige effekten av et magnetfelt seg bare ved sin styrke på omtrent 200 A / m, som oppstår i en avstand på 1-1,5 m fra faselinjeledningene og er farlig bare for servicepersonell når de arbeider under spenning. Denne omstendigheten gjorde det mulig å konkludere med at det ikke er noen biologisk effekt av industrielle frekvensmagnetiske felt på mennesker og dyr under kraftledninger. Dermed er det elektriske feltet til kraftledninger den viktigste biologisk effektive faktoren for utvidet energioverføring, som kan bli en barriere for bevegelse av ulike arter av akvatisk og terrestrisk fauna.

Kraftledninger av elektriske og magnetiske felt som påvirker en person som står under en vekselstrømledning

Basert på designfunksjonene til kraftoverføring (ledersag), skjer den største påvirkningen av feltet i midten av seksjonen, der spenningen for super- og ultrahøyspentlinjer i høyden av en person er 5 - 20 kV / m og høyere, avhengig av spenningsklasse og linjedesign.

Ved støttene, hvor høyden på opphenget av ledningene er størst og støttenes skjermingseffekt påvirker, er feltstyrken minst. Siden mennesker, dyr, transport kan være under ledningene til kraftledninger, blir det nødvendig å evaluere de mulige konsekvensene av lang og kortvarig opphold av levende vesener i et elektrisk felt med forskjellig styrke.

De mest følsomme for elektriske felt er hovdyr og mennesker i sko som isolerer dem fra bakken. Dyreklover er også gode isolatorer.I dette tilfellet kan det induserte potensialet nå 10 kV, og strømpulsen gjennom kroppen ved berøring av en jordet gjenstand (buskgren, gresstrå) er 100-200 μA. Slike strømpulser er trygge for kroppen, men ubehaget gjør at hovdyr unngår høyspentledninger om sommeren.

I virkningen av et elektrisk felt på en person spiller strømmene som strømmer gjennom kroppen hans en dominerende rolle. Dette bestemmes av den høye ledningsevnen til menneskekroppen, hvor organer med blod og lymfe som sirkulerer i dem dominerer.

For tiden har eksperimenter på dyr og frivillige mennesker fastslått at strømtettheten med en ledningsevne på 0,1 μA / cm og lavere ikke påvirker hjernens arbeid, siden de pulserte biostrømmene, som normalt strømmer i hjernen, betydelig overstiger tettheten til en slik strøm av ledningsevne.

Ved en strømtetthet på 1 μA / cm observeres flimring av lyse sirkler i øynene til en person, høyere strømtettheter fanger allerede opp terskelverdiene for stimulering av sensoriske reseptorer, så vel som nerve- og muskelceller, noe som fører til frykt og ufrivillige motoriske reaksjoner.

I tilfelle en person berører gjenstander isolert fra bakken i området av et elektrisk felt med betydelig intensitet, avhenger strømtettheten i hjertets område sterkt av tilstanden til de grunnleggende forholdene (type sko, tilstanden til jorda osv.), men den kan allerede nå disse verdiene.

Ved den maksimale strømmen som tilsvarer Emax == 15 kV / m (6,225 mA), flyter en viss del av denne strømmen gjennom hodeområdet (ca. 1/3), og hodeområdet (ca. 100 cm), strømtettheten< 0,1 μA / cm, som bekrefter tillateligheten av den aksepterte styrken på 15 kV / m under luftledningslederne.

For menneskers helse er problemet å bestemme forholdet mellom strømtettheten indusert i vevene og den magnetiske induksjonen av det ytre feltet, V. Beregning av strømtettheten

det kompliseres av det faktum at dens nøyaktige bane avhenger av fordelingen av konduktans y i kroppens vev.

Så den spesifikke konduktansen til hjernen bestemmes i = 0,2 cm / m, og hjertemuskelen i = 0,25 cm / m. Hvis hodets radius er 7,5 cm, og hjertets radius er 6 cm, så er produktet yR viser seg å være den samme i begge tilfeller. Derfor kan én representasjon av strømtettheten i periferien av hjertet og hjernen gis.

Det har blitt bestemt at den magnetiske induksjonen som er trygg for helse, er omtrent 0,4 mT ved en frekvens på 50 eller 60 Hz. I magnetiske felt (fra 3 til 10 mTl, f = 10 - 60 Hz) observeres utseendet av små svingninger, lik de som oppstår når øyeeplet trykkes.

Strømtettheten indusert i menneskekroppen av et elektrisk felt med intensitetsverdi E beregnes som følger:

° Med forskjellige k-koeffisienter for hjerne- og hjerteregionene.

Verdien av k =3-10-3 cm / Hzm.

I følge tyske forskere er feltstyrken som vibrasjonen av håret kjennes ved av 5 % av de testede mennene 3 kV/m, og for 50 % av de testede mennene er den 20 kV/m. Det er foreløpig ingen bevis for at følelsene forårsaket av feltets handling skaper noen negativ effekt. Når det gjelder forholdet mellom strømtetthet og biologisk påvirkning kan det skilles ut fire områder, presentert i tabellen.

J, μA / cm Observerte effekter 0,1 Nei 1,0 Flimrende lyse sirkler i øynene 10-50 Akutte nevralgiske symptomer som ligner på de forårsaket av et elektrisk sjokk mer enn 100 Økt sannsynlighet for ventrikkelflimmer, hjertestans, langvarig spasmer i luftveismuskler, alvorlige forbrenninger i luftveiene.

Det siste området av gjeldende tetthetsverdi refererer til eksponeringstider i størrelsesorden én hjertesyklus, dvs. ca 1 s per person. For kortere eksponeringer er terskelverdiene høyere. For å bestemme terskelverdien til feltstyrken ble det utført fysiologiske studier på mennesker i laboratorieforhold med en styrke på 10 til 32 kV / m. Det ble funnet at ved en spenning på 5 kV / m, føler 80% av mennesker ikke smerte under utladninger når de berører jordede gjenstander. Det er denne verdien som aksepteres som normativ ved arbeid i elektriske installasjoner uten bruk av beskyttelsesmidler.

Avhengigheten av den tillatte tiden for en persons opphold i et elektrisk felt med en intensitet E som er større enn terskelen, tilnærmes ved ligningen

Utførelsen av denne tilstanden sikrer selvgjenoppretting av kroppens fysiologiske tilstand i løpet av dagen uten gjenværende reaksjoner og funksjonelle eller patologiske endringer.

La oss bli kjent med hovedresultatene av forskning på de biologiske effektene av elektriske og magnetiske felt utført av sovjetiske og utenlandske forskere.

Effekter av elektriske felt på personell

Under studiene ble et integrerende dosimeter festet til den øvre underarmen til hver arbeider.Gjennomsnittlig daglig eksponering for arbeidere på høyspentlinjer ble funnet å variere fra 1,5 kV/(m-t) til 24 kV/(m-t). Maksimalverdier er notert i svært sjeldne tilfeller. Fra data innhentet fra studien kan det konkluderes med at det ikke er noen merkbar sammenheng mellom felteksponering og den generelle helsetilstanden for mennesker.

Luftledninger og barnekreft

I boliglokaler magnetfelt kan lages av elektrisk husholdningsutstyr og ledninger, utendørs underjordiske kabler og luftledninger. Studie- og kontrollsteder ble gruppert med 25 m intervaller ved siden av luftledningen, med risikograden i en avstand på mer enn 100 m fra ledningen tatt som enhet.

Disse resultatene støtter ikke hypotesen om at kraftfrekvensmagnetiske felt påvirker forekomsten av kreft hos barn.

Elektrostatisk effekt på menneske- og dyrehår

Studien ble utført i forbindelse med hypotesen om at påvirkningen av feltet som føles av overflaten av huden er forårsaket av virkningen av elektrostatiske krefter på håret. Som et resultat ble det funnet at ved en feltstyrke på 50 kV / m følte motivet kløe forbundet med hårvibrasjoner, som ble registrert med spesielle enheter.

Elektrisk felteffekt på planter

Forsøkene ble utført i et spesielt kammer i et uforvrengt felt med en intensitet på 0 til 50 kV/m. Liten skade på bladvev ble funnet ved eksponeringer på 20 til 50 kV/m, avhengig av plantekonfigurasjon og initialt fuktighetsinnhold. Det ble observert vevsnekrose i plantedeler med skarpe kanter.Tykke planter med en jevn avrundet overflate blir ikke skadet ved en spenning på 50 kV / m. Skaden er et resultat av kronen på de utstikkende delene av planten. Hos de svakeste plantene observeres skaden 1-2 timer etter eksponeringen. Viktigere, i hvetefrøplanter med veldig skarpe ender, var kronen og skaden merkbar ved en relativt lav spenning på 20 kV/m. Dette er den laveste terskelen for svekkelse i studier.

Den mest sannsynlige mekanismen for skade på plantevev er termisk. Vevsskade oppstår når feltstyrken blir høy nok til å forårsake korona, og en koronastrøm med høy tetthet passerer gjennom spissen av bladet. Varmen som frigjøres i dette tilfellet over motstanden til bladvevet resulterer i at et smalt lag dør av celler, som relativt raskt mister vann, tørker ut og krymper. Imidlertid har denne prosessen en begrensning og prosentandelen av den tørkede overflaten av planten er liten.

Effekten av det elektriske feltet på dyr

Forskningen ble utført i to retninger: forskning på biosystemnivå og forskning på tersklene for de påviste påvirkningene. Blant kyllinger plassert i et felt med en spenning på 80 kV / m, ble vektøkning, levedyktighet og lav dødelighet notert. Feltpersepsjonsterskel ble målt på postduer. Duer har vist seg å ha en eller annen mekanisme for å oppdage elektriske felt med lav intensitet. Ingen genetiske endringer ble observert. Det bemerkes at dyr som lever i et elektrisk felt med høy intensitet kan oppleve et minisjokk på grunn av ytre faktorer, avhengig av forholdene i eksperimentet, noe som kan føre til en viss angst og spenning hos de testede.

En rekke land har forskrifter som begrenser feltstyrkegrenser i området for overliggende overføringslinjer. En maksimal spenning på 20 kV/m anbefales i Spania, og samme verdi anses foreløpig som grensen i Tyskland.

Offentlig bevissthet om effekten av det elektromagnetiske feltet på levende organismer fortsetter å vokse, og en viss interesse og bekymring for denne effekten vil føre til fortsatt relevant medisinsk forskning, spesielt hos mennesker som bor i nærheten av luftledninger.

Mer informasjon om dette emnet:

V.I. Chekhov "Miljøaspekter ved elektrisitetsoverføring" (for å laste ned bok — Zip, DjVu)

Boken gir en generell beskrivelse av miljøpåvirkningen av luftledninger. Spørsmålene om å beregne den maksimale styrken til det elektriske feltet under vekselstrømlinjen og metoder for reduksjon, avvisning av land under rutelinjen, virkningen av det elektromagnetiske feltet på mennesker, flora og fauna fra utseendet av radio og akustisk støy er vurdert. Egenskapene ved miljøpåvirkningen til likestrømsledninger og ekstra høyspentledninger vurderes.

Se også om dette emnet: Beskyttelse av en person mot eksponering for elektromagnetisk stråling