Ako elektromagnetické polia z nadzemného elektrického vedenia ovplyvňujú ľudí, zvieratá a rastliny
Biologický vplyv elektrických a magnetických polí na organizmus ľudí a zvierat sa už veľa študoval. Pozorované účinky, ak sa vyskytnú, sú stále nejasné a ťažko definovateľné, takže táto téma zostáva aktuálna.
Magnetické polia našej planéty majú dvojaký pôvod – prírodný a antropogénny. Prirodzené magnetické polia, takzvané magnetické búrky, vznikajú v magnetosfére Zeme. Antropogénne magnetické poruchy pokrývajú menšie územie ako prirodzené, ale ich prejav je oveľa intenzívnejší, a preto prináša citeľnejšie škody. V dôsledku technickej činnosti človek vytvára umelé elektromagnetické polia, ktoré sú stokrát silnejšie ako prirodzené magnetické pole Zeme. Zdrojmi antropogénneho žiarenia sú: výkonné rádiové vysielacie zariadenia, elektrifikované vozidlá, elektrické vedenia.
Frekvenčný rozsah a vlnové dĺžky niektorých zdrojov elektromagnetického žiarenia
Jeden z najsilnejších patogénov elektromagnetické vlny — priemyselné frekvenčné prúdy (50 Hz).Takže sila elektrického poľa priamo pod elektrickým vedením môže dosiahnuť niekoľko tisíc voltov na meter pôdy, hoci vďaka vlastnosti znižovania napätia z pôdy už vo vzdialenosti 100 m od vedenia intenzita prudko klesá. až niekoľko desiatok voltov na meter.
Štúdie biologického účinku elektrického poľa preukázali, že už pri sile 1 kV/m má nepriaznivý vplyv na ľudský nervový systém, čo následne vedie k narušeniu endokrinného aparátu a metabolizmu v tele (meď , zinok, železo a kobalt), narúša fyziologické funkcie: srdcový tep, krvný tlak, mozgovú činnosť, metabolické procesy a imunitnú aktivitu.
Od roku 1972 sa objavujú publikácie, v ktorých sa uvažuje o vplyve elektrických polí s intenzitou nad 10 kV / m na ľudí a zvieratá.
Intenzita magnetického poľa úmerné prúdu a nepriamo úmerné vzdialenosti; intenzita elektrického poľa je úmerná napätiu (náboju) a nepriamo úmerná vzdialenosti. Parametre týchto polí závisia od triedy napätia, konštrukčných prvkov a geometrických rozmerov vysokonapäťového elektrického vedenia. Vzhľad silného a rozšíreného zdroja elektromagnetického poľa vedie k zmene tých prírodných faktorov, ktoré tvorili ekosystém. Elektrické a magnetické polia môžu indukovať povrchové náboje a prúdy v ľudskom tele.
Štúdie ukazujú, že maximálny prúd v ľudskom tele indukovaný elektrickým poľom je oveľa vyšší ako prúd spôsobený magnetickým poľom.Škodlivý účinok magnetického poľa sa teda prejavuje až pri jeho sile asi 200 A/m, ktorá sa vyskytuje vo vzdialenosti 1-1,5 m od vodičov fázového vedenia a je nebezpečná len pre obsluhujúci personál pri práci pod napätím. Táto okolnosť umožnila dospieť k záveru, že neexistuje žiadny biologický účinok priemyselných frekvenčných magnetických polí na ľudí a zvieratá pod elektrickým vedením. Elektrické pole elektrického vedenia je teda hlavným biologicky účinným faktorom pre rozšírený prenos energie, ktorý sa môže stať prekážkou pohybu rôznych druhov vodnej a suchozemskej fauny.
Vedenie elektrických a magnetických polí pôsobiace na osobu stojacu pod nadzemným vedením striedavého prúdu
Na základe konštrukčných vlastností prenosu výkonu (priehyb vodiča) sa najväčší vplyv poľa vyskytuje v strede úseku, kde je napätie pre vedenia super- a ultravysokého napätia vo výške osoby 5 — 20 kV. / m a vyššie, v závislosti od napäťovej triedy a konštrukcie vedenia.
Na podperách, kde je najväčšia výška zavesenia drôtov a ovplyvňuje tieniaci účinok podpier, je intenzita poľa najmenšia. Keďže ľudia, zvieratá, doprava môžu byť pod drôtmi elektrického vedenia, je potrebné vyhodnotiť možné dôsledky dlhodobého a krátkodobého pobytu živých bytostí v elektrickom poli rôznej sily.
Najcitlivejšie na elektrické polia sú kopytníky a ľudia v topánkach, ktoré ich izolujú od zeme. Zvieracie kopytá sú tiež dobrými izolantmi.V tomto prípade môže indukovaný potenciál dosiahnuť 10 kV a prúdový impulz cez telo pri dotyku s uzemneným predmetom (konár kríka, steblo trávy) je 100 - 200 μA. Takéto prúdové impulzy sú pre telo bezpečné, ale kvôli nepohodliu sa kopytníky v lete vyhýbajú vysokonapäťovým elektrickým vedeniam.
Pri pôsobení elektrického poľa na človeka zohrávajú dominantnú úlohu prúdy prúdiace jeho telom. Je to dané vysokou vodivosťou ľudského tela, kde prevládajú orgány, v ktorých cirkuluje krv a lymfa.
V súčasnosti experimenty na zvieratách a ľudských dobrovoľníkoch preukázali, že hustota prúdu s vodivosťou 0,1 μA / cm a nižšou neovplyvňuje prácu mozgu, pretože pulzné bioprúdy, ktoré normálne prúdia v mozgu, výrazne prevyšujú hustotu taký prúd vodivosti.
Pri prúdovej hustote 1 μA / cm sa v očiach človeka pozoruje blikanie svetelných kruhov, vyššie prúdové hustoty už zachytávajú prahové hodnoty stimulácie zmyslových receptorov, ako aj nervových a svalových buniek, čo vedie k strach a mimovoľné motorické reakcie.
V prípade, že sa človek dotkne predmetov izolovaných od zeme v oblasti elektrického poľa významnej intenzity, hustota prúdu v oblasti srdca silne závisí od stavu základných podmienok (typ obuvi, stav pôdy a pod.), ale tieto hodnoty už môže dosiahnuť.
Pri maximálnom prúde zodpovedajúcom Emax == 15 kV / m (6,225 mA), určitá časť tohto prúdu pretekajúceho oblasťou hlavy (asi 1/3) a oblasťou hlavy (asi 100 cm), hustota prúdu< 0,1 μA / cm, čo potvrdzuje prípustnosť akceptovanej pevnosti 15 kV / m pod vodičmi nadzemného vedenia.
Pre ľudské zdravie je problém určiť vzťah medzi prúdovou hustotou indukovanou v tkanivách a magnetickou indukciou vonkajšieho poľa, V. Výpočet prúdovej hustoty
je komplikovaný tým, že jeho presná dráha závisí od rozloženia vodivosti y v tkanivách tela.
Takže špecifická vodivosť mozgu je určená v = 0,2 cm / m a srdcového svalu v = 0,25 cm / m. Ak je polomer hlavy 7,5 cm a polomer srdca je 6 cm, potom súčin yR sa ukáže byť v oboch prípadoch rovnaký. Preto možno poskytnúť jedno znázornenie hustoty prúdu na periférii srdca a mozgu.
Zistilo sa, že magnetická indukcia bezpečná pre zdravie je približne 0,4 mT pri frekvencii 50 alebo 60 Hz. V magnetických poliach (od 3 do 10 mTl, f = 10 - 60 Hz) sa pozoruje výskyt miernych oscilácií, podobných tým, ktoré sa vyskytujú pri stlačení očnej gule.
Hustota prúdu indukovaná v ľudskom tele elektrickým poľom s hodnotou intenzity E sa vypočíta takto:
° S rôznymi koeficientmi k pre oblasť mozgu a srdca.
Hodnota k = 3-10-3 cm / Hzm.
Podľa nemeckých vedcov je sila poľa, pri ktorej vibrácie vlasov pociťuje 5 % testovaných mužov, 3 kV/m a pre 50 % testovaných mužov je to 20 kV/m. V súčasnosti neexistujú dôkazy o tom, že by pocity spôsobené pôsobením poľa mali nejaký nepriaznivý účinok. Čo sa týka vzťahu medzi prúdovou hustotou a biologickým vplyvom, možno rozlíšiť štyri oblasti uvedené v tabuľke.
J, μA / cm Pozorované účinky 0,1 Nie 1,0 Blikajúce svetlé kruhy v očiach 10-50 Akútne neuralgické symptómy podobné tým, ktoré sú spôsobené elektrickým šokom viac ako 100 Zvýšená pravdepodobnosť fibrilácie komôr, zástava srdca, dlhotrvajúci spazmus dýchacích svalov, ťažké popáleniny
Posledná oblasť hodnoty prúdovej hustoty sa týka expozičných časov rádovo jedného srdcového cyklu, t.j. približne 1 s na osobu. Pri kratších expozíciách sú prahové hodnoty vyššie. Aby sa určila prahová hodnota intenzity poľa, uskutočnili sa fyziologické štúdie na ľuďoch v laboratórnych podmienkach pri sile 10 až 32 kV / m. Zistilo sa, že pri napätí 5 kV / m 80% ľudí necíti bolesť pri výbojoch pri dotyku s uzemnenými predmetmi. Práve táto hodnota je akceptovaná ako normatívna pri práci v elektrických inštaláciách bez použitia ochranných prostriedkov.
Závislosť prípustného času pobytu človeka v elektrickom poli s intenzitou E väčšou ako prahová je aproximovaná rovnicou
Výkon tohto stavu zabezpečuje samoobnovenie fyziologického stavu organizmu počas dňa bez zvyškových reakcií a funkčných či patologických zmien.
Zoznámime sa s hlavnými výsledkami výskumu biologických účinkov elektrických a magnetických polí, ktoré viedli sovietski a zahraniční vedci.
Účinky elektrických polí na personál
Počas štúdií bol na predlaktie každého pracovníka pripevnený integračný dozimeter.Zistilo sa, že priemerná denná expozícia pracovníkov na vedeniach vysokého napätia sa pohybuje od 1,5 kV/(m-h) do 24 kV/(m-h). Maximálne hodnoty sú zaznamenané vo veľmi zriedkavých prípadoch. Z údajov získaných zo štúdie možno vyvodiť záver, že medzi expozíciou v teréne a celkovým zdravotným stavom človeka nie je badateľný vzťah.
Nadzemné elektrické vedenie a detská rakovina
V obytných priestoroch magnetické pole môžu byť vytvorené domácimi elektrickými zariadeniami a rozvodmi, vonkajšími podzemnými káblami a nadzemnými elektrickými vedeniami. Študijné a kontrolné miesta boli zoskupené v 25 m intervaloch vedľa nadzemného elektrického vedenia, pričom stupeň rizika vo vzdialenosti viac ako 100 m od vedenia sa bral ako jednota.
Tieto výsledky nepodporujú hypotézu, že magnetické polia silovej frekvencie ovplyvňujú výskyt rakoviny u detí.
Elektrostatický účinok na ľudské a zvieracie chlpy
Štúdia bola vykonaná v súvislosti s hypotézou, že vplyv poľa pociťovaného povrchom kože je spôsobený pôsobením elektrostatických síl na vlasy. V dôsledku toho sa zistilo, že pri intenzite poľa 50 kV / m subjekt cítil svrbenie spojené s vibráciami vlasov, čo bolo zaznamenané pomocou špeciálnych zariadení.
Vplyv elektrického poľa na rastliny
Experimenty sa uskutočnili v špeciálnej komore v neskreslenom poli s intenzitou 0 až 50 kV/m. Mierne poškodenie tkaniva listov sa zistilo pri expozíciách 20 až 50 kV/m, v závislosti od konfigurácie rastliny a počiatočného obsahu vlhkosti. V častiach rastlín s ostrými hranami bola pozorovaná nekróza tkaniva.Hrubé rastliny s hladkým zaobleným povrchom sa nepoškodia pri napätí 50 kV / m. Poškodenie je výsledkom koruny na vyčnievajúcich častiach rastliny. U najslabších rastlín sa poškodenie pozoruje 1-2 hodiny po expozícii. Dôležité je, že pri sadeniciach pšenice s veľmi ostrými koncami bola koruna a poškodenie badateľné pri relatívne nízkom napätí 20 kV/m. Toto je najnižšia hranica poškodenia v štúdiách.
Najpravdepodobnejší mechanizmus poškodenia rastlinného tkaniva je tepelný. K poškodeniu tkaniva dochádza, keď je intenzita poľa dostatočne vysoká na to, aby spôsobila vznik koróny, a vrcholom listu prechádza korónový prúd s vysokou hustotou. Teplo uvoľnené v tomto prípade cez odpor tkaniva listu vedie k odumretiu úzkej vrstvy. buniek, ktoré pomerne rýchlo strácajú vodu, vysychajú a zmenšujú sa. Tento proces má však obmedzenie a percento vysušeného povrchu rastliny je malé.
Vplyv elektrického poľa na zvieratá
Výskum prebiehal v dvoch smeroch: výskum na úrovni biosystému a výskum prahov zistených vplyvov. Medzi kurčatami umiestnenými na poli s napätím 80 kV / m sa zaznamenal prírastok hmotnosti, životaschopnosť a nízka úmrtnosť. Prah vnímania poľa sa meral na poštových holuboch. Ukázalo sa, že holuby majú nejaký mechanizmus na detekciu elektrických polí s nízkou intenzitou. Neboli pozorované žiadne genetické zmeny. Je potrebné poznamenať, že zvieratá žijúce v elektrickom poli s vysokou intenzitou môžu zažiť minišok v dôsledku vonkajších faktorov v závislosti od podmienok experimentu, čo môže viesť k určitej úzkosti a vzrušeniu testovaných.
Niekoľko krajín má predpisy, ktoré obmedzujú limity intenzity poľa v oblasti nadzemných prenosových vedení. V Španielsku sa odporúča maximálne napätie 20 kV/m a rovnaká hodnota sa v súčasnosti považuje za limit v Nemecku.
Verejné povedomie o vplyve elektromagnetického poľa na živé organizmy neustále rastie a určitý záujem a obavy o tento vplyv povedie k pokračujúcemu relevantnému lekárskemu výskumu, najmä u ľudí žijúcich v blízkosti nadzemných elektrických vedení.
Viac informácií o tejto téme:
V.I. Čechov "Environmentálne aspekty prenosu elektriny" (na stiahnutie knihy — Zip, DjVu)
Kniha poskytuje všeobecný popis vplyvu nadzemných elektrických vedení na životné prostredie. Problémy výpočtu maximálnej sily elektrického poľa pod vedením striedavého prúdu a spôsoby jeho zníženia, odmietnutie pozemkov pod vedením trasy, vplyv elektromagnetického poľa na ľudí, flóru a faunu v dôsledku výskytu rádiového a akustického hluku sú považované. Zohľadňujú sa vlastnosti vplyvu jednosmerných vedení a káblových vedení veľmi vysokého napätia na životné prostredie.
Pozri tiež na túto tému: Ochrana osoby pred vystavením elektromagnetickému žiareniu