Hvordan elektromagnetiske felter fra luftledninger påvirker mennesker, dyr og planter

Den biologiske indflydelse af elektriske og magnetiske felter på organismen hos mennesker og dyr er blevet undersøgt meget. De observerede effekter, hvis de opstår, er stadig uklare og svære at definere, så dette emne forbliver relevant.

De magnetiske felter på vores planet har en dobbelt oprindelse - naturlig og menneskeskabt. Naturlige magnetfelter, såkaldte magnetiske storme, stammer fra Jordens magnetosfære. Menneskeskabte magnetiske forstyrrelser dækker et mindre territorium end naturlige, men deres manifestation er meget mere intens og medfører derfor mere håndgribelig skade. Som et resultat af teknisk aktivitet skaber mennesket kunstige elektromagnetiske felter, der er hundredvis af gange stærkere end Jordens naturlige magnetfelt. Kilder til menneskeskabt stråling er: kraftfulde radiosendere, elektrificerede køretøjer, elledninger.

Frekvensområde og bølgelængder for nogle kilder til elektromagnetisk stråling

En af de mest kraftfulde patogener elektromagnetiske bølger — industrielle frekvensstrømme (50 Hz).Så styrken af ​​det elektriske felt direkte under elledningen kan nå flere tusinde volt per meter jord, selvom intensiteten falder kraftigt på grund af egenskaben ved at reducere spændingen fra jorden, allerede i en afstand af 100 m fra linjen til flere titusinder af volt pr. meter.

Undersøgelser af den biologiske effekt af et elektrisk felt har fastslået, at selv ved en styrke på 1 kV/m har det en negativ effekt på det menneskelige nervesystem, hvilket igen fører til forstyrrelse af det endokrine apparat og metabolisme i kroppen (kobber). , zink, jern og kobolt), forstyrrer fysiologiske funktioner: hjertefrekvens, blodtryk, hjerneaktivitet, metaboliske processer og immunaktivitet.

Siden 1972 er der udkommet publikationer, hvor effekten på mennesker og dyr af elektriske felter med en intensitet over 10 kV / m overvejes.

Magnetisk feltstyrke proportional med strøm og omvendt proportional med afstand; elektrisk feltstyrke er proportional med spænding (ladning) og omvendt proportional med afstand. Parametrene for disse felter afhænger af spændingsklassen, designegenskaber og geometriske dimensioner af højspændingsledningen. Udseendet af en kraftig og udvidet kilde til elektromagnetisk felt fører til en ændring i de naturlige faktorer, der dannede økosystemet. Elektriske og magnetiske felter kan inducere overfladeladninger og strømme i den menneskelige krop.

Undersøgelser viser, at den maksimale strøm i den menneskelige krop induceret af et elektrisk felt er meget højere end den strøm, der forårsages af et magnetfelt.Således manifesterer den skadelige virkning af et magnetfelt sig kun ved dens styrke på omkring 200 A / m, hvilket forekommer i en afstand på 1-1,5 m fra faselinjetrådene og er kun farligt for servicepersonale, når de arbejder under spænding. Denne omstændighed gjorde det muligt at konkludere, at der ikke er nogen biologisk effekt af industrielle frekvensmagnetiske felter på mennesker og dyr under elledninger. Således er det elektriske felt af elledninger den vigtigste biologisk effektive faktor for udvidet energitransmission, som kan blive en barriere for bevægelsen af ​​forskellige arter af akvatisk og terrestrisk fauna.

Elledninger af elektriske og magnetiske felter, der påvirker en person, der står under en overliggende vekselstrømsledning

Baseret på designegenskaberne ved krafttransmission (ledersag) sker den største indflydelse af feltet i midten af ​​sektionen, hvor spændingen for super- og ultrahøjspændingsledninger i højden af ​​en person er 5 — 20 kV / m og højere, afhængig af spændingsklasse og linjedesign.

Ved understøtningerne, hvor højden af ​​wirernes ophæng er størst, og understøtningernes afskærmningseffekt påvirker, er feltstyrken mindst. Da mennesker, dyr, transport kan være under ledninger af elledninger, bliver det nødvendigt at evaluere de mulige konsekvenser af lang og kortvarig ophold af levende væsener i et elektrisk felt af forskellig styrke.

De mest følsomme over for elektriske felter er hovdyr og mennesker i sko, der isolerer dem fra jorden. Dyrehove er også gode isolatorer.I dette tilfælde kan det inducerede potentiale nå 10 kV, og strømpulsen gennem kroppen ved berøring af en jordet genstand (buskgren, græsstrå) er 100-200 μA. Sådanne strømimpulser er sikre for kroppen, men ubehaget får hovdyr til at undgå højspændingsledninger om sommeren.

I virkningen af ​​et elektrisk felt på en person spiller strømmene, der strømmer gennem hans krop, en dominerende rolle. Dette bestemmes af menneskekroppens høje ledningsevne, hvor organer med blod og lymfe, der cirkulerer i dem, dominerer.

På nuværende tidspunkt har forsøg på dyr og frivillige mennesker fastslået, at strømtætheden med en ledningsevne på 0,1 μA/cm og lavere ikke påvirker hjernens arbejde, da de pulserende biostrømme, der normalt strømmer i hjernen, væsentligt overstiger tætheden af sådan en strøm af ledningsevne.

Ved en strømtæthed på 1 μA / cm observeres flimren af ​​lyse cirkler i en persons øjne, højere strømtætheder fanger allerede tærskelværdierne for stimulering af sensoriske receptorer såvel som nerve- og muskelceller, hvilket fører til frygt og ufrivillige motoriske reaktioner.

I tilfælde af at en person rører ved genstande isoleret fra jorden i området af et elektrisk felt af betydelig intensitet, afhænger strømtætheden i hjertets område stærkt af tilstanden af ​​de grundlæggende forhold (type sko, jordens tilstand osv.), men den kan allerede nå disse værdier.

Ved den maksimale strøm svarende til Emax == 15 kV / m (6,225 mA), strømmer en vis del af denne strøm gennem hovedområdet (ca. 1/3), og hovedarealet (ca. 100 cm), strømtætheden< 0,1 μA / cm, hvilket bekræfter tilladeligheden af ​​den accepterede styrke på 15 kV / m under luftledningslederne.

For menneskers sundhed er problemet at bestemme forholdet mellem strømtætheden induceret i vævene og den magnetiske induktion af det ydre felt, V. Beregning af strømtætheden

den kompliceres af, at dens nøjagtige vej afhænger af fordelingen af ​​konduktans y i kroppens væv.

Så hjernens specifikke ledningsevne bestemmes i = 0,2 cm / m, og hjertemusklen i = 0,25 cm / m. Hvis hovedets radius er 7,5 cm, og hjertets radius er 6 cm, så er produktet yR viser sig at være den samme i begge tilfælde. Derfor kan der gives én repræsentation af strømtætheden i periferien af ​​hjertet og hjernen.

Det er blevet fastslået, at den helbredssikre magnetiske induktion er omkring 0,4 mT ved en frekvens på 50 eller 60 Hz. I magnetiske felter (fra 3 til 10 mTl, f = 10 - 60 Hz) observeres udseendet af lette svingninger, svarende til dem, der opstår, når øjeæblet trykkes.

Strømtætheden induceret i den menneskelige krop af et elektrisk felt med intensitetsværdi E beregnes som følger:

° Med forskellige k-koefficienter for hjerne- og hjerteregionerne.

Værdien af ​​k =3-10-3 cm / Hzm.

Ifølge tyske forskere er den feltstyrke, hvormed hårets vibration mærkes af 5 % af de testede mænd, 3 kV/m, og for 50 % af de testede mænd er den 20 kV/m. Der er i øjeblikket ingen beviser for, at de fornemmelser, der er forårsaget af feltets handling, skaber nogen negativ virkning. Med hensyn til forholdet mellem strømtæthed og biologisk påvirkning kan der skelnes mellem fire områder, præsenteret i tabellen.

J, μA / cm Observerede effekter 0,1 Nej 1,0 Flimrende lyse cirkler i øjnene 10-50 Akutte neuralgiske symptomer svarende til dem forårsaget af et elektrisk stød mere end 100 Øget sandsynlighed for ventrikelflimmer, hjertestop, langvarig spasmer i luftvejsmusklerne, alvorlige forbrændinger i luftvejene.

Sidstnævnte område af strømtæthedsværdien refererer til eksponeringstider i størrelsesordenen én hjertecyklus, dvs. cirka 1 s pr. person. For kortere eksponeringer er tærskelværdierne højere. For at bestemme tærskelværdien for feltstyrken blev der udført fysiologiske undersøgelser på mennesker i laboratorieforhold ved en styrke på 10 til 32 kV / m. Det blev konstateret, at ved en spænding på 5 kV / m føler 80% af mennesker ikke smerte under udladninger, når de berører jordede genstande. Det er denne værdi, der accepteres som normativ ved arbejde i elektriske installationer uden brug af beskyttelsesmidler.

Afhængigheden af ​​den tilladte tid for en persons ophold i et elektrisk felt med en intensitet E større end tærsklen tilnærmes ved ligningen

Udførelsen af ​​denne tilstand sikrer selvgenoprettelse af kroppens fysiologiske tilstand i løbet af dagen uden resterende reaktioner og funktionelle eller patologiske ændringer.

Lad os blive bekendt med hovedresultaterne af forskning i de biologiske virkninger af elektriske og magnetiske felter udført af sovjetiske og udenlandske forskere.

Effekter af elektriske felter på personale

Under undersøgelserne blev et integrerende dosimeter fastgjort til den øvre underarm på hver arbejder.Den gennemsnitlige daglige eksponering for arbejdere på højspændingsledninger viste sig at variere fra 1,5 kV/(m-h) til 24 kV/(m-h). Maksimalværdier er noteret i meget sjældne tilfælde. Ud fra data opnået fra undersøgelsen kan det konkluderes, at der ikke er nogen mærkbar sammenhæng mellem felteksponering og den generelle sundhedstilstand.

Luftledninger og børnekræft

I boliger magnetfelt kan skabes af elektrisk husholdningsudstyr og ledninger, udendørs underjordiske kabler og luftledninger. Undersøgelses- og kontrolsteder blev grupperet med 25 m intervaller ved siden af ​​luftledningen, med risikograden i en afstand på mere end 100 m fra ledningen taget som enhed.

Disse resultater understøtter ikke hypotesen om, at strømfrekvensmagnetiske felter påvirker forekomsten af ​​kræft hos børn.

Elektrostatisk effekt på menneske- og dyrehår

Undersøgelsen blev udført i forbindelse med den hypotese, at påvirkningen af ​​feltet, der mærkes af hudens overflade, er forårsaget af virkningen af ​​elektrostatiske kræfter på håret. Som et resultat blev det konstateret, at ved en feltstyrke på 50 kV / m følte emnet kløe forbundet med hårvibrationer, som blev optaget med specielle enheder.

Elektrisk felteffekt på planter

Forsøgene blev udført i et særligt kammer i et uforvrænget felt med en intensitet på 0 til 50 kV/m. Små skader på bladvæv blev fundet ved eksponeringer på 20 til 50 kV/m, afhængig af plantekonfiguration og initial fugtindhold. Vævsnekrose blev observeret i plantedele med skarpe kanter.Tykke planter med en glat afrundet overflade beskadiges ikke ved en spænding på 50 kV / m. Skaden er resultatet af kronen på de udragende dele af planten. Hos de svageste planter observeres skaden 1-2 timer efter eksponeringen. Det er vigtigt, at i hvedefrøplanter med meget skarpe ender var kronen og skaden mærkbar ved en relativt lav spænding på 20 kV/m. Dette er den laveste tærskel for svækkelse i studier.

Den mest sandsynlige mekanisme for skade på plantevæv er termisk. Vævsskader opstår, når feltstyrken bliver høj nok til at forårsage corona, og en coronastrøm med høj tæthed passerer gennem bladets spids. Varmen, der i dette tilfælde frigives på tværs af modstanden af ​​bladvævet resulterer i, at et smalt lag dør af celler, som relativt hurtigt mister vand, tørrer ud og krymper. Denne proces har dog en begrænsning, og procentdelen af ​​den tørrede overflade af planten er lille.

Effekten af ​​det elektriske felt på dyr

Forskningen blev udført i to retninger: forskning på biosystemniveau og forskning i tærsklerne for de påviste påvirkninger. Blandt kyllinger placeret i en mark med en spænding på 80 kV/m blev vægtøgning, levedygtighed og lav dødelighed noteret. Markopfattelsestærskel blev målt på postduer. Duer har vist sig at have en eller anden mekanisme til at detektere elektriske felter med lav intensitet. Ingen genetiske ændringer blev observeret. Det bemærkes, at dyr, der lever i et højintensivt elektrisk felt, kan opleve et minichok på grund af eksterne faktorer, afhængigt af betingelserne for forsøget, hvilket kan føre til en vis angst og spænding hos de testede.

En række lande har regler, der begrænser feltstyrkegrænser inden for lufttransmissionsledninger. En maksimal spænding på 20 kV/m anbefales i Spanien, og den samme værdi betragtes i øjeblikket som grænsen i Tyskland.

Offentlighedens bevidsthed om virkningen af ​​det elektromagnetiske felt på levende organismer fortsætter med at vokse, og en vis interesse og bekymring for denne effekt vil føre til fortsat relevant medicinsk forskning, især hos mennesker, der bor i nærheden af ​​luftledninger.

Flere oplysninger om dette emne:

V.I. Chekhov "Miljøaspekter af elektricitetstransmission" (for at downloade bog — Zip, DjVu)

Bogen giver en generel beskrivelse af miljøbelastningen af ​​luftledninger. Spørgsmålene om beregning af den maksimale styrke af det elektriske felt under vekselstrømslinjen og metoder til dets reduktion, afvisning af jorder under rutelinjen, indvirkningen af ​​det elektromagnetiske felt på mennesker, flora og fauna fra udseendet af radio og akustisk støj overvejes. Egenskaberne ved miljøpåvirkningen af ​​jævnstrømsledninger og ekstra højspændingskabelledninger tages i betragtning.

Se også om dette emne: Beskyttelse af en person mod udsættelse for elektromagnetisk stråling