Hur elektromagnetiska fält från luftledningar påverkar människor, djur och växter

Den biologiska påverkan av elektriska och magnetiska fält på organismen hos människor och djur har studerats mycket. De observerade effekterna, om de inträffar, är fortfarande oklara och svåra att definiera, så detta ämne förblir relevant.

De magnetiska fälten på vår planet har ett dubbelt ursprung - naturligt och antropogent. Naturliga magnetfält, så kallade magnetiska stormar, har sitt ursprung i jordens magnetosfär. Antropogena magnetiska störningar täcker ett mindre territorium än naturliga, men deras manifestation är mycket mer intensiv och ger därför mer påtaglig skada. Som ett resultat av teknisk aktivitet skapar människan artificiella elektromagnetiska fält som är hundratals gånger starkare än jordens naturliga magnetfält. Källor till antropogen strålning är: kraftfulla radiosändare, elektrifierade fordon, kraftledningar.

Frekvensområde och våglängder för vissa källor för elektromagnetisk strålning

En av de mest kraftfulla patogenerna elektromagnetiska vågor — Industriella frekvensströmmar (50 Hz).Så styrkan på det elektriska fältet direkt under kraftledningen kan nå flera tusen volt per meter jord, men på grund av egenskapen att minska spänningen från jorden, redan på ett avstånd av 100 m från linjen, sjunker intensiteten kraftigt till flera tiotals volt per meter.

Studier av den biologiska effekten av ett elektriskt fält har fastställt att även vid en styrka av 1 kV/m har det en negativ effekt på det mänskliga nervsystemet, vilket i sin tur leder till störningar av den endokrina apparaten och metabolismen i kroppen (koppar). , zink, järn och kobolt), stör fysiologiska funktioner: hjärtfrekvens, blodtryck, hjärnaktivitet, metaboliska processer och immunaktivitet.

Sedan 1972 har publikationer dykt upp där effekten på människor och djur av elektriska fält med en intensitet över 10 kV / m beaktas.

Magnetisk fältstyrka proportionell mot ström och omvänt proportionell mot avstånd; den elektriska fältstyrkan är proportionell mot spänningen (laddning) och omvänt proportionell mot avståndet. Parametrarna för dessa fält beror på spänningsklassen, designegenskaper och geometriska dimensioner för högspänningsledningen. Uppkomsten av en kraftfull och utökad källa av elektromagnetiska fält leder till en förändring av de naturliga faktorer som bildade ekosystemet. Elektriska och magnetiska fält kan inducera ytladdningar och strömmar i människokroppen.

Studier visar att den maximala strömmen i människokroppen som induceras av ett elektriskt fält är mycket högre än strömmen som orsakas av ett magnetfält.Således manifesterar den skadliga effekten av ett magnetfält sig endast vid dess styrka på cirka 200 A / m, vilket inträffar på ett avstånd av 1-1,5 m från fasledningarna och är endast farligt för servicepersonal när de arbetar under spänning. Denna omständighet gjorde det möjligt att dra slutsatsen att det inte finns någon biologisk effekt av industriella frekvensmagnetiska fält på människor och djur under kraftledningar. Således är det elektriska fältet av kraftledningar den huvudsakliga biologiskt effektiva faktorn för utökad energiöverföring, vilket kan bli ett hinder för förflyttning av olika arter av vattenlevande och landlevande fauna.

Kraftledningar av elektriska och magnetiska fält som påverkar en person som står under en växelströmsledning

Baserat på designegenskaperna för kraftöverföring (ledarsänkning) sker den största påverkan av fältet i mitten av sektionen, där spänningen för super- och ultrahögspänningsledningar i höjd med en person är 5 - 20 kV / m och högre, beroende på spänningsklass och linjedesign.

Vid stöden, där höjden på vajrarnas upphängning är störst och stödens skärmningseffekt påverkar, är fältstyrkan som minst. Eftersom människor, djur, transporter kan vara under ledningar av kraftledningar, blir det nödvändigt att utvärdera de möjliga konsekvenserna av lång och kortvarig vistelse av levande varelser i ett elektriskt fält av olika styrka.

De känsligaste för elektriska fält är klövvilt och människor i skor som isolerar dem från marken. Djurhovar är också bra isolatorer.I detta fall kan den inducerade potentialen nå 10 kV, och strömpulsen genom kroppen vid beröring av ett jordat föremål (buskgren, grässtrå) är 100-200 μA. Sådana strömpulser är säkra för kroppen, men obehaget gör att klövvilt undviker högspänningsledningar på sommaren.

I verkan av ett elektriskt fält på en person spelar strömmarna som flyter genom hans kropp en dominerande roll. Detta bestäms av människokroppens höga ledningsförmåga, där organ med blod och lymfa som cirkulerar i dem dominerar.

För närvarande har experiment på djur och frivilliga människor fastställt att strömtätheten med en konduktivitet på 0,1 μA / cm och lägre inte påverkar hjärnans arbete, eftersom de pulserade bioströmmarna, som normalt flyter i hjärnan, avsevärt överstiger densiteten av en sådan konduktivitetsström.

Vid en strömtäthet på 1 μA / cm observeras flimmer av ljusa cirklar i en persons ögon, högre strömtätheter fångar redan tröskelvärdena för stimulering av sensoriska receptorer, såväl som nerv- och muskelceller, vilket leder till rädsla och ofrivilliga motoriska reaktioner.

I händelse av att en person rör vid föremål isolerade från marken i området för ett elektriskt fält av betydande intensitet, beror strömtätheten i hjärtats område starkt på tillståndet för de grundläggande förhållandena (typ av skor, markens tillstånd etc.), men den kan redan nå dessa värden.

Vid den maximala strömmen som motsvarar Emax == 15 kV / m (6,225 mA), en viss del av denna ström som flyter genom huvudområdet (ca 1/3), och huvudområdet (ca 100 cm), strömtätheten< 0,1 μA / cm, vilket bekräftar tillåtligheten av den accepterade styrkan på 15 kV / m under luftledningsledarna.

För människors hälsa är problemet att bestämma förhållandet mellan den strömtäthet som induceras i vävnaderna och den magnetiska induktionen av det yttre fältet, V. Beräkna strömtätheten

det kompliceras av det faktum att dess exakta väg beror på fördelningen av konduktansen y i kroppens vävnader.

Så hjärnans specifika konduktans bestäms i = 0,2 cm / m, och hjärtmuskeln i = 0,25 cm / m. Om huvudets radie är 7,5 cm och hjärtats radie är 6 cm, då är produkten yR visar sig vara densamma i båda fallen. Därför kan en representation av strömtätheten i hjärtats och hjärnans periferi ges.

Det har fastställts att den magnetiska induktionen som är säker för hälsan är cirka 0,4 mT vid en frekvens av 50 eller 60 Hz. I magnetiska fält (från 3 till 10 mTl, f = 10 — 60 Hz) observeras uppkomsten av små svängningar, liknande de som uppstår när ögongloben trycks.

Strömtätheten som induceras i människokroppen av ett elektriskt fält med intensitetsvärde E beräknas enligt följande:

° Med olika k-koefficienter för hjärn- och hjärtregionerna.

Värdet på k =3-10-3 cm / Hzm.

Enligt tyska forskare är fältstyrkan vid vilken hårets vibration känns av 5% av de testade männen 3 kV/m, och för 50% av de testade männen är den 20 kV/m. Det finns för närvarande inga bevis för att de förnimmelser som orsakas av fältets verkan skapar någon negativ effekt. Beträffande sambandet mellan strömtäthet och biologisk påverkan kan fyra områden urskiljas, presenterade i tabellen.

J, μA / cm Observerade effekter 0,1 Nej 1,0 Flimrande ljusa cirklar i ögonen 10-50 Akuta neuralgiska symtom som liknar de som orsakas av en elektrisk stöt mer än 100 Ökad sannolikhet för kammarflimmer, hjärtstillestånd, långvarig spasm i andningsmusklerna, svåra brännskador

Det senare området av strömdensitetsvärdet hänvisar till exponeringstider i storleksordningen en hjärtcykel, dvs. ca 1 s per person. För kortare exponeringar är tröskelvärdena högre. För att bestämma tröskelvärdet för fältstyrkan utfördes fysiologiska studier på människor i laboratorieförhållanden med en styrka av 10 till 32 kV / m. Det visade sig att vid en spänning på 5 kV / m känner 80% av människor inte smärta under urladdningar när de rör vid jordade föremål. Det är detta värde som accepteras som normativt vid arbete i elektriska installationer utan användning av skyddsmedel.

Beroendet av den tillåtna tiden för en persons vistelse i ett elektriskt fält med en intensitet E som är större än tröskeln approximeras av ekvationen

Utförandet av detta tillstånd säkerställer självåterställning av kroppens fysiologiska tillstånd under dagen utan kvarvarande reaktioner och funktionella eller patologiska förändringar.

Låt oss bekanta oss med de viktigaste resultaten av forskning om de biologiska effekterna av elektriska och magnetiska fält utförd av sovjetiska och utländska forskare.

Effekter av elektriska fält på personal

Under studierna fästes en integrerande dosimeter på den övre underarmen på varje arbetare.Den genomsnittliga dagliga exponeringen för arbetare på högspänningsledningar visade sig variera från 1,5 kV/(m-h) till 24 kV/(m-h). Maximala värden noteras i mycket sällsynta fall. Från de data som erhållits från studien kan man dra slutsatsen att det inte finns något urskiljbart samband mellan fältexponering och det allmänna hälsotillståndet för människor.

Luftledningar och barncancer

I bostadslokaler magnetiskt fält kan skapas av elektrisk hushållsutrustning och ledningar, utomhus underjordiska kablar och luftledningar. Studie- och kontrollplatser grupperades med 25 m intervaller bredvid luftledningen, med riskgraden på ett avstånd av mer än 100 m från ledningen som enhet.

Dessa resultat stöder inte hypotesen att kraftfrekvensmagnetiska fält påverkar förekomsten av cancer hos barn.

Elektrostatisk effekt på människors och djurs hår

Studien genomfördes i samband med hypotesen att påverkan av fältet som känns av hudens yta orsakas av inverkan av elektrostatiska krafter på håret. Som ett resultat visade det sig att vid en fältstyrka på 50 kV / m kände motivet klåda i samband med hårvibrationer, vilket registrerades med speciella enheter.

Elektrisk fälteffekt på växter

Experimenten utfördes i en speciell kammare i ett oförvrängt fält med en intensitet på 0 till 50 kV/m. Mindre skador på bladvävnaden hittades vid exponeringar på 20 till 50 kV/m, beroende på växtkonfiguration och initial fukthalt. Vävnadsnekros observerades i växtdelar med skarpa kanter.Tjocka växter med en slät rund yta skadas inte vid en spänning på 50 kV / m. Skadan är resultatet av kronan på de utskjutande delarna av växten. Hos de svagaste plantorna observeras skadan 1-2 timmar efter exponeringen. Viktigt är att i veteplantor med mycket vassa ändar var kronan och skadorna märkbara vid en relativt låg spänning på 20 kV/m. Detta är den lägsta tröskeln för funktionsnedsättning i studier.

Den mest troliga mekanismen för växtvävnadsskada är termisk. Vävnadsskada uppstår när fältstyrkan blir tillräckligt hög för att orsaka korona, och en koronaström med hög densitet passerar genom bladets spets. Värmen som frigörs i detta fall över resistansen i bladvävnaden resulterar i att ett smalt lager dör av celler, som relativt snabbt tappar vatten, torkar ut och krymper. Denna process har dock en begränsning och procentandelen av den torkade ytan på växten är liten.

Effekten av det elektriska fältet på djur

Forskningen bedrevs i två riktningar: forskning på biosystemnivå och forskning om trösklarna för de upptäckta influenserna. Bland kycklingar placerade i ett fält med en spänning på 80 kV / m noterades viktökning, livsduglighet och låg dödlighet. Fältuppfattningströskeln mättes på målduvor. Duvor har visat sig ha någon mekanism för att upptäcka lågintensiva elektriska fält. Inga genetiska förändringar observerades. Det noteras att djur som lever i ett högintensivt elektriskt fält kan uppleva en mini-chock på grund av yttre faktorer, beroende på förhållandena för experimentet, vilket kan leda till viss oro och upphetsning hos de testade.

Ett antal länder har bestämmelser som begränsar fältstyrkagränser inom området för luftledningar. En maximal spänning på 20 kV/m rekommenderas i Spanien, och samma värde anses för närvarande vara gränsen i Tyskland.

Allmänhetens medvetenhet om effekten av det elektromagnetiska fältet på levande organismer fortsätter att växa, och ett visst intresse och oro för denna effekt kommer att leda till fortsatt relevant medicinsk forskning, särskilt hos människor som bor nära kraftledningar.

Mer information om detta ämne:

V.I. Chekhov "Miljöaspekter av elöverföring" (för att ladda ner bok — Zip, DjVu)

Boken ger en allmän beskrivning av luftledningars miljöpåverkan. Frågorna om att beräkna den maximala styrkan hos det elektriska fältet under växelströmslinjen och metoder för dess minskning, avvisande av land under ruttlinjen, påverkan av det elektromagnetiska fältet på människor, flora och fauna från uppkomsten av radio och akustiskt brus anses. Egenskaperna för miljöpåverkan från likströmsledningar och extra högspänningsledningar beaktas.

Se även om detta ämne: Skydd av en person från exponering för elektromagnetisk strålning