Modul în care câmpurile electromagnetice de la liniile electrice aeriene afectează oamenii, animalele și plantele

Influența biologică a câmpurilor electrice și magnetice asupra organismului oamenilor și animalelor a fost studiată mult. Efectele observate, dacă apar, sunt încă neclare și greu de definit, așa că acest subiect rămâne relevant.

Câmpurile magnetice ale planetei noastre au o dublă origine - naturală și antropică. Câmpurile magnetice naturale, așa-numitele furtuni magnetice, își au originea în magnetosfera Pământului. Perturbațiile magnetice antropice acoperă un teritoriu mai restrâns decât cele naturale, dar manifestarea lor este mult mai intensă și, prin urmare, aduc mai multe daune tangibile. Ca urmare a activității tehnice, omul creează câmpuri electromagnetice artificiale care sunt de sute de ori mai puternice decât câmpul magnetic natural al Pământului. Sursele de radiații antropice sunt: ​​dispozitive radio de transmisie puternice, vehicule electrificate, linii electrice.

Gama de frecvențe și lungimi de undă ale unor surse de radiații electromagnetice

Unul dintre cei mai puternici agenți patogeni undele electromagnetice — curenți de frecvență industriali (50 Hz).Deci, puterea câmpului electric direct sub linia electrică poate ajunge la câteva mii de volți pe metru de sol, deși datorită proprietății de a reduce tensiunea din sol, deja la o distanță de 100 m de linie, intensitatea scade brusc. la câteva zeci de volți pe metru.

Studiile asupra efectului biologic al unui câmp electric au stabilit că, chiar și la o putere de 1 kV / m, acesta are un efect negativ asupra sistemului nervos uman, care, la rândul său, duce la perturbarea aparatului endocrin și a metabolismului în organism (cuprul). , zinc, fier și cobalt), perturbă funcțiile fiziologice: ritmul cardiac, tensiunea arterială, activitatea creierului, procesele metabolice și activitatea imunitară.

Din 1972 au apărut publicații în care se ia în considerare efectul asupra oamenilor și animalelor al câmpurilor electrice cu o intensitate peste 10 kV/m.

Intensitatea câmpului magnetic proporțional cu curentul și invers proporțional cu distanța; intensitatea câmpului electric este proporțională cu tensiunea (sarcina) și invers proporțională cu distanța. Parametrii acestor câmpuri depind de clasa de tensiune, caracteristicile de proiectare și dimensiunile geometrice ale liniei de înaltă tensiune. Apariția unei surse puternice și extinse de câmp electromagnetic duce la o schimbare a acelor factori naturali care au format ecosistemul. Câmpurile electrice și magnetice pot induce sarcini de suprafață și curenți în corpul uman.

Studiile arată că curentul maxim din corpul uman indus de un câmp electric este mult mai mare decât curentul cauzat de un câmp magnetic.Astfel, efectul dăunător al unui câmp magnetic se manifestă numai la puterea sa de aproximativ 200 A / m, care apare la o distanță de 1-1,5 m de firele liniei de fază și este periculos numai pentru personalul de service atunci când lucrează sub tensiune. Această împrejurare a făcut posibilă concluzia că nu există niciun efect biologic al câmpurilor magnetice de frecvență industrială asupra oamenilor și animalelor aflate sub liniile electrice. Astfel, câmpul electric al liniilor electrice este principalul factor biologic eficient pentru transmiterea extinsă a energiei, care poate deveni o barieră în calea mișcării diferitelor specii de faună acvatică și terestră.

Linii electrice de câmpuri electrice și magnetice care afectează o persoană care stă sub o linie electrică de curent alternativ

Pe baza caracteristicilor de proiectare ale transmisiei de putere (sag conductor), cea mai mare influență a câmpului are loc în mijlocul secțiunii, unde tensiunea pentru liniile de super și ultra-înaltă tensiune la înălțimea unei persoane este de 5 - 20 kV. / m și mai mare, în funcție de clasa de tensiune și proiectarea liniei.

La suporturi, unde înălțimea suspensiei firelor este cea mai mare și afectează efectul de ecranare al suporturilor, intensitatea câmpului este cea mai mică. Deoarece oamenii, animalele, transportul pot fi sub firele liniilor electrice, devine necesar să se evalueze posibilele consecințe ale șederii pe termen lung și scurt a ființelor vii într-un câmp electric de putere diferită.

Cele mai sensibile la câmpurile electrice sunt ungulatele și oamenii în încălțăminte care îi izolează de pământ. Copitele animalelor sunt, de asemenea, buni izolatori.În acest caz, potențialul indus poate ajunge la 10 kV, iar impulsul de curent prin corp atunci când atingeți un obiect împământat (cremură de tufiș, fir de iarbă) este de 100-200 μA. Astfel de impulsuri de curent sunt sigure pentru organism, dar disconfortul îi face pe ungulați să evite liniile electrice de înaltă tensiune vara.

În acțiunea unui câmp electric asupra unei persoane, curenții care curg prin corpul său joacă un rol dominant. Acest lucru este determinat de conductivitatea ridicată a corpului uman, unde predomină organele cu sânge și limfa care circulă în ele.

În prezent, experimentele pe animale și voluntari umani au stabilit că densitatea de curent cu o conductivitate de 0,1 μA / cm și mai mică nu afectează activitatea creierului, deoarece biocurenții pulsați, care curg în mod normal în creier, depășesc semnificativ densitatea de un astfel de curent de conductivitate.

La o densitate de curent de 1 μA / cm, se observă pâlpâirea cercurilor de lumină în ochii unei persoane, densitățile de curent mai mari captează deja valorile prag de stimulare a receptorilor senzoriali, precum și celulele nervoase și musculare, ceea ce duce la frică și reacții motorii involuntare.

În cazul în care o persoană atinge obiecte izolate de sol în zona unui câmp electric de intensitate semnificativă, densitatea curentului în zona inimii depinde puternic de starea condițiilor de bază (tip de pantofi, starea solului etc.), dar poate atinge deja aceste valori.

La curentul maxim corespunzător Emax == 15 kV / m (6,225 mA), o anumită parte a acestui curent care curge prin zona capului (aproximativ 1/3) și zona capului (aproximativ 100 cm), densitatea curentului< 0,1 μA / cm, ceea ce confirmă admisibilitatea rezistenței acceptate de 15 kV / m sub conductoarele liniei aeriene.

Pentru sănătatea umană, problema este de a determina relația dintre densitatea de curent indusă în țesuturi și inducerea magnetică a câmpului extern, V. Calcularea densității de curent

este complicată de faptul că calea sa exactă depinde de distribuţia conductanţei y în ţesuturile organismului.

Deci, conductanța specifică a creierului este determinată în = 0,2 cm / m, iar mușchiul inimii în = 0,25 cm / m. Dacă raza capului este de 7,5 cm, iar raza inimii este de 6 cm, atunci produsul yR se dovedește a fi același în ambele cazuri. Prin urmare, se poate oferi o reprezentare a densității curentului la periferia inimii și a creierului.

S-a stabilit că inducția magnetică sigură pentru sănătate este de aproximativ 0,4 mT la o frecvență de 50 sau 60 Hz. În câmpurile magnetice (de la 3 la 10 mTl, f = 10 — 60 Hz) se observă apariția unor ușoare oscilații, asemănătoare celor care apar la apăsarea globului ocular.

Densitatea de curent indusă în corpul uman de un câmp electric de intensitate E se calculează după cum urmează:

° Cu diferiți coeficienți k pentru regiunile creierului și inimii.

Valoarea lui k =3-10-3 cm / Hzm.

Potrivit oamenilor de știință germani, puterea câmpului la care vibrația părului este resimțită de 5% dintre bărbații testați este de 3 kV / m, iar pentru 50% dintre bărbații testați este de 20 kV / m. În prezent nu există dovezi că senzațiile provocate de acțiunea câmpului creează vreun efect advers. În ceea ce privește relația dintre densitatea curentului și influența biologică, se pot distinge patru zone, prezentate în tabel.

J, μA / cm Efecte observate 0,1 Nu 1,0 Cercuri luminoase pâlpâitoare în ochi 10-50 Simptome nevralgice acute similare cu cele cauzate de un șoc electric mai mult de 100 Probabilitate crescută de fibrilație ventriculară, stop cardiac, spasm prelungit al mușchilor respiratori, arsuri severe

Ultima regiune a valorii densității curente se referă la timpii de expunere de ordinul unui ciclu cardiac, adică. aproximativ 1 s de persoană. Pentru expuneri mai scurte, valorile pragului sunt mai mari. Pentru a determina valoarea prag a intensității câmpului, au fost efectuate studii fiziologice pe oameni în condiții de laborator la o putere de 10 până la 32 kV / m. S-a constatat că la o tensiune de 5 kV/m, 80% dintre oameni nu simt durere în timpul descărcărilor atunci când ating obiecte legate la pământ. Această valoare este acceptată ca normativ atunci când se lucrează în instalații electrice fără utilizarea mijloacelor de protecție.

Dependența timpului permis al șederii unei persoane într-un câmp electric cu o intensitate E mai mare decât pragul este aproximată prin ecuație

Efectuarea acestei stări asigură auto-restabilirea stării fiziologice a organismului în timpul zilei fără reacții reziduale și modificări funcționale sau patologice.

Să facem cunoștință cu principalele rezultate ale cercetării asupra efectelor biologice ale câmpurilor electrice și magnetice efectuate de oamenii de știință sovietici și străini.

Efectele câmpurilor electrice asupra personalului

În timpul studiilor, la antebrațul superior al fiecărui muncitor a fost atașat un dozimetru integrator.Expunerea zilnică medie a lucrătorilor de pe liniile de înaltă tensiune sa constatat că variază de la 1,5 kV/(m-h) la 24 kV/(m-h). Valorile maxime sunt notate în cazuri foarte rare. Din datele obținute în urma studiului, se poate concluziona că nu există o relație perceptibilă între expunerea la câmp și starea generală a sănătății umane.

Linii electrice aeriene și cancer la copil

In spatii rezidentiale camp magnetic poate fi creat de echipamente și cablaje electrice de uz casnic, cabluri subterane în aer liber și linii electrice aeriene. Locurile de studiu și control au fost grupate la intervale de 25 m lângă linia electrică aeriană, gradul de risc la o distanță mai mare de 100 m de linie luată ca unitate.

Aceste rezultate nu susțin ipoteza că câmpurile magnetice de frecvență de putere influențează apariția cancerului la copii.

Efect electrostatic asupra părului uman și animal

Studiul a fost realizat în legătură cu ipoteza că influența câmpului resimțit de suprafața pielii este cauzată de acțiunea forțelor electrostatice asupra părului. Ca urmare, s-a constatat că la o intensitate a câmpului de 50 kV / m, subiectul a simțit mâncărime asociată cu vibrațiile părului, care a fost înregistrată cu dispozitive speciale.

Efectul câmpului electric asupra plantelor

Experimentele au fost efectuate într-o cameră specială într-un câmp nedistorsionat cu o intensitate de 0 până la 50 kV/m. Leziuni ușoare ale țesutului frunzelor au fost găsite la expuneri de 20 până la 50 kV/m, în funcție de configurația plantei și de conținutul inițial de umiditate. Necroza tisulară a fost observată în părțile plantelor cu margini ascuțite.Plantele groase cu o suprafață netedă rotunjită nu sunt deteriorate la o tensiune de 50 kV / m. Deteriorarea este rezultatul coroanei pe părțile proeminente ale plantei. La cele mai slabe plante, deteriorarea se observă la 1-2 ore de la expunere. Important este că la răsadurile de grâu cu capete foarte ascuțite, coroana și deteriorarea au fost vizibile la o tensiune relativ scăzută de 20 kV/m. Acesta este cel mai scăzut prag de afectare în studii.

Cel mai probabil mecanism de deteriorare a țesuturilor plantelor este termic. Deteriorarea țesutului are loc atunci când intensitatea câmpului devine suficient de mare pentru a provoca corona și un curent corona de mare densitate trece prin vârful frunzei. Căldura eliberată în acest caz prin rezistența țesutului frunzei duce la moartea unui strat îngust. de celule, care pierd relativ repede apa, se usucă și se micșorează. Cu toate acestea, acest proces are o limitare și procentul de suprafață uscată a plantei este mic.

Efectul câmpului electric asupra animalelor

Cercetarea s-a desfășurat în două direcții: cercetarea la nivelul biosistemului și cercetarea pragurilor influențelor depistate. Printre puii plasați pe un câmp cu o tensiune de 80 kV/m s-a remarcat creșterea în greutate, viabilitatea și mortalitatea scăzută. Pragul de percepție a câmpului a fost măsurat la porumbeii călători. S-a demonstrat că porumbeii au un mecanism de detectare a câmpurilor electrice de intensitate scăzută. Nu au fost observate modificări genetice. Se observă că animalele care trăiesc într-un câmp electric de mare intensitate pot experimenta un mini-șoc din cauza unor factori externi, în funcție de condițiile experimentului, ceea ce poate duce la o anumită anxietate și excitare a celor testați.

Un număr de țări au reglementări care limitează limitele intensității câmpului în zona liniilor aeriene de transmisie. O tensiune maximă de 20 kV/m este recomandată în Spania, iar aceeași valoare este în prezent considerată limită în Germania.

Conștientizarea publicului cu privire la efectul câmpului electromagnetic asupra organismelor vii continuă să crească, iar un anumit interes și îngrijorare cu privire la acest efect vor duce la continuarea cercetărilor medicale relevante, în special la oamenii care locuiesc în apropierea liniilor electrice aeriene.

Mai multe informații despre acest subiect:

V.I. Cehov „Aspecte de mediu ale transportului de energie electrică” (pentru a descărca cartea — Zip, DjVu)

Cartea oferă o descriere generală a impactului asupra mediului al liniilor electrice aeriene. Problemele de calcul al puterii maxime a câmpului electric sub linia de curent alternativ și metodele de reducere a acestuia, respingerea terenurilor de sub linia traseului, impactul câmpului electromagnetic asupra oamenilor, florei și faunei de la apariția zgomotului radio și acustic sunt considerate. Sunt luate în considerare caracteristicile impactului asupra mediului al liniilor de curent continuu și ale liniilor de cabluri de foarte înaltă tensiune.

Vezi și pe acest subiect: Protecția unei persoane împotriva expunerii la radiații electromagnetice