Как електромагнитните полета на въздушните електропроводи влияят на хора, животни и растения

Биологичното влияние на електрическите и магнитните полета върху организма на хората и животните е изследвано много. Наблюдаваните ефекти, ако възникнат, все още не са ясни и трудни за дефиниране, така че тази тема остава актуална.

Магнитните полета на нашата планета имат двоен произход — естествен и антропогенен. Естествените магнитни полета, така наречените магнитни бури, произхождат от магнитосферата на Земята. Антропогенните магнитни смущения обхващат по -малка територия от естествените, но тяхното проявление е много по -интензивно и следователно носи по -осезаеми щети. В резултат на техническа дейност човек създава изкуствени електромагнитни полета, които са стотици пъти по -силни от естественото магнитно поле на Земята. Източници на антропогенна радиация са: мощни радиопредавателни устройства, електрифицирани превозни средства, електропроводи.

Честотен диапазон и дължини на вълните на някои източници на електромагнитно излъчване

Един от най -мощните патогени електромагнитни вълни — токове с индустриална честота (50 Hz). Така че силата на електрическото поле директно под електропровода може да достигне няколко хиляди волта на метър почва, въпреки че поради свойството да намалява напрежението от почвата, вече на разстояние 100 m от линията, интензитетът рязко спада до няколко десетки волта на метър.

Изследванията на биологичния ефект на електрическо поле са установили, че дори при сила от 1 kV / m, той има неблагоприятен ефект върху човешката нервна система, което от своя страна води до нарушаване на ендокринния апарат и метаболизма в организма (мед , цинк, желязо и кобалт), нарушава физиологичните функции: сърдечна честота, кръвно налягане, мозъчна дейност, метаболитни процеси и имунна активност.

От 1972 г. се появяват публикации, в които се разглежда ефектът върху хората и животните на електрически полета с интензитет над 10 kV / m.

Силата на магнитното поле пропорционално на тока и обратно пропорционално на разстоянието; силата на електрическото поле е пропорционална на напрежението (заряд) и обратно пропорционална на разстоянието. Параметрите на тези полета зависят от класа на напрежението, конструктивните особености и геометричните размери на електропровода за високо напрежение. Появата на мощен и разширен източник на електромагнитно поле води до промяна в онези природни фактори, при които се е образувала екосистемата. Електрическите и магнитните полета могат да предизвикат повърхностни заряди и токове в човешкото тяло.

Проучванията показват, че максималният ток в човешкото тяло, индуциран от електрическо поле, е много по -висок от тока, причинен от магнитно поле. Така вредното въздействие на магнитно поле се проявява само при силата му от около 200 A / m, което се случва на разстояние 1-1,5 m от проводниците на фазовата линия и е опасно само за обслужващия персонал при работа под напрежение. Това обстоятелство направи възможно да се заключи, че няма биологичен ефект на магнитните полета с индустриална честота върху хората и животните под електропроводите. По този начин електрическото поле на електропроводите е основният биологично ефективен фактор за разширено предаване на енергия, което може да превърне да бъде бариера за миграцията на движение на различни видове водна и сухоземна фауна.

Електрически линии на електрически и магнитни полета, засягащи лице, което стои под въздушна линия за променлив ток

Въз основа на конструктивните особености на преноса на мощност (провисване на проводника), най-голямо влияние на полето се проявява в средата на участъка, където напрежението за линии с свръх- и свръхвисоко напрежение на нивото на ръста на човек е 5 — 20 kV / m и по -високи, в зависимост от класа на напрежението и дизайна на линията.

При опорите, където височината на окачването на проводниците е най -голяма и екраниращият ефект на опорите влияе, силата на полето е най -малката. Тъй като хората, животните, транспортът могат да бъдат под проводниците на електропроводи, става необходимо да се оценят възможните последици от дълъг и краткосрочен престой на живи същества в електрическо поле с различна сила.

Най -чувствителни към електрическите полета са копитни животни и хора в обувки, които ги изолират от земята. Копитото на животните също е добър изолатор. В този случай индуцираният потенциал може да достигне 10 kV, а импулсът на тока през тялото при докосване на заземен обект (клон на храста, стрък трева) е 100-200 μA. Такива импулси на ток са безопасни за тялото, но дискомфортът кара копитните да избягват високоволтовите електропроводи през лятото.

В действието на електрическо поле върху човек, токовете, протичащи през тялото му, играят доминираща роля. Това се определя от високата проводимост на човешкото тяло, където преобладават органи с циркулираща в тях кръв и лимфа.

Понастоящем експерименти върху животни и човешки доброволци са установили, че плътността на тока с проводимост от 0,1 μA / cm и по -ниска не влияе върху работата на мозъка, тъй като импулсните биотокове, обикновено течащи в мозъка, значително надвишават плътността на такъв ток на проводимост.

При плътност на тока от 1 μA / cm се наблюдава трептене на светлинни кръгове в очите на човек, по -високите плътности на тока вече улавят праговите стойности на стимулиране на сензорните рецептори, както и нервните и мускулните клетки, което води за уплаха и неволеви двигателни реакции.

В случай, че човек докосне обекти, изолирани от земята, в зоната на електрическо поле със значителен интензитет, плътността на тока в областта на сърцето силно зависи от състоянието на основните условия (вид обувки, състояние на почвата и т.н. .), но вече може да достигне тези стойности.

При максимален ток, съответстващ на Eмax == 15 kV / m (6.225 mA), известна част от този ток, протичащ през областта на главата (около 1/3), и областта на главата (около 100 cm), плътността на тока<0,1 μA / cm, което потвърждава допустимостта на приетата якост от 15 kV / m под проводниците на въздушната линия.

За човешкото здраве проблемът е да се определи връзката между плътността на тока, индуцирана в тъканите, и магнитната индукция на външното поле, V. Изчисляване на плътността на тока

усложнява се от факта, че точният му път зависи от разпределението на проводимостта y в тъканите на тялото.

Така че специфичната проводимост на мозъка се определя в=0,2 cm / m, а сърдечният мускул в=0,25 см / м. Ако радиусът на главата е 7,5 см, а радиусът на сърцето е 6 см, тогава продуктът yR се оказва еднакъв и в двата случая. Следователно, може да се даде едно представяне за плътността на тока в периферията на сърцето и мозъка.

Определено е, че магнитната индукция, безопасна за здравето, е около 0,4 mT при честота 50 или 60 Hz. В магнитни полета (от 3 до 10 mTl, f = 10 — 60 Hz), се наблюдава появата на леки трептения, подобни на тези, които възникват при натискане на очната ябълка.

Плътността на тока, индуциран в човешкото тяло от електрическо поле със стойност на интензивност Е, се изчислява, както следва:

° С различни коефициенти k за областта на мозъка и сърцето.

Стойността на k =3-10-3 cm / Hzм.

Според немски учени силата на полето, при която вибрацията на косата се усеща от 5% от тестваните мъже, е 3 kV / m, а за 50% от тестваните мъже е 20 kV / m. Понастоящем няма доказателства, че усещанията, причинени от действието на полето, създават някакъв неблагоприятен ефект. Що се отнася до връзката между плътността на тока и биологичното влияние, могат да се разграничат четири области, представени в таблицата.

J, μA / cm Наблюдавани ефекти 0,1 Не 1,0 Трептящи леки кръгове в очите 10-50 Остри невралгични симптоми, подобни на тези, причинени от токов удар повече от 100 Повишена вероятност от камерно мъждене, спиране на сърцето, продължителен спазъм на дихателните мускули, тежки изгаряния

Последната област на текущата стойност на плътността се отнася до времената на експозиция от порядъка на един сърдечен цикъл, т.е. приблизително 1 s за човек. За по -кратки експозиции праговите стойности са по -високи. За да се определи праговата стойност на силата на полето, бяха проведени физиологични изследвания върху хора в лабораторни условия при сила от 10 до 32 kV / m. Установено е, че при напрежение от 5 kV / m 80% от хората не изпитват болка по време на разреждания, когато докосват заземени предмети. Именно тази стойност е приета като нормативна при работа в електрически инсталации без използване на защитни средства.

Зависимостта на допустимото време на престоя на човек в електрическо поле с интензитет E по -голям от прага се апроксимира с уравнението

Изпълнението на това състояние осигурява самовъзстановяване на физиологичното състояние на организма през деня без остатъчни реакции и функционални или патологични промени.

Нека се запознаем с основните резултати от изследванията на биологичните ефекти на електрическите и магнитните полета, проведени от съветски и чуждестранни учени.

Въздействие на електрическите полета върху персонала

По време на проучванията към горната част на предмишницата на всеки работник беше прикрепен интегриращ дозиметър. Установено е, че средната дневна експозиция за работниците на линии с високо напрежение варира от 1,5 kV / (m-h) до 24 kV / (m-h). Максималните стойности се отбелязват в много редки случаи. От данните, получени от изследването, може да се заключи, че няма забележима връзка между експозицията в полетата и общото състояние на човешкото здраве.

Въздушни електропроводи и рак при деца

В жилищни помещения магнитно поле могат да бъдат създадени чрез битово електрическо оборудване и окабеляване, външни подземни кабели, както и въздушни електропроводи. Изследваните и контролните обекти бяха групирани на интервали от 25 m до въздушната електропровода, като степента на риск на разстояние повече от 100 m от линията беше взета за единица.

Тези резултати не подкрепят хипотезата, че магнитните полета с честота на мощност влияят върху появата на рак при деца.

Електростатичен ефект върху човешката и животинската коса

Изследването е проведено във връзка с хипотезата, че влиянието на полето, усещано от повърхността на кожата, се причинява от действието на електростатичните сили върху косата. В резултат на това беше установено, че при сила на полето 50 kV / m, субектът усеща сърбеж, свързан с вибрации на косата, което е записано със специални устройства.

Ефект на електрическо поле върху растенията

Експериментите са проведени в специална камера в неизкривено поле с интензитет от 0 до 50 kV / m. Леко увреждане на листната тъкан е установено при експозиция от 20 до 50 kV / m, в зависимост от конфигурацията на растението и първоначалното съдържание на влага в него. Наблюдава се тъканна некроза в части на растенията с остри ръбове. Дебели растения с гладка заоблена повърхност не са повредени при напрежение 50 kV / m. Повредата е резултат от короната върху изпъкналите части на растението. При най -слабите растения увреждането се наблюдава още 1-2 часа след експозицията. Важно е, че при пшеничен разсад с много остри краища, короната и увреждането бяха забележими при сравнително ниско напрежение от 20 kV / m. Това е най -ниският праг за увреждане в проучванията.

Най -вероятният механизъм на увреждане на растителната тъкан е термичен. Увреждането на тъканите възниква, когато силата на полето стане достатъчно висока, за да причини корона, и токът на короната с висока плътност преминава през върха на листа.Топлината, отделена в този случай върху съпротивлението на листната тъкан, води до смъртта на тесен слой клетки, които сравнително бързо губят вода, изсъхват и се свиват. Този процес обаче има ограничение и процентът на изсушената повърхност на растението е малък.

Ефектът на електрическото поле върху животните

Изследването е проведено в две направления: изследване на нивото на биосистемата и изследване на праговете на откритите влияния. Сред пилетата, поставени в поле с напрежение 80 kV / m, се отбелязва наддаване на тегло, жизнеспособност и ниска смъртност. Прагът на възприемане на полето беше измерен върху домашни гълъби. Доказано е, че гълъбите имат някакъв механизъм за откриване на електрически полета с ниска интензивност. Не са наблюдавани генетични промени. Отбелязва се, че животните, живеещи в електрическо поле с висока интензивност, могат да изпитат мини-шок поради външни фактори, в зависимост от условията на експеримента, което може да доведе до известна тревожност и вълнение на тестваното.

В редица държави съществуват разпоредби, които ограничават граничните стойности на силата на полето в областта на въздушните преносни линии. Максимално напрежение от 20 kV / m се препоръчва в Испания, а същата стойност в момента се счита за граница в Германия.

Информираността на обществото за ефекта на електромагнитното поле върху живите организми продължава да расте и известен интерес и безпокойство относно този ефект ще доведат до продължаване на съответните медицински изследвания, особено при хора, живеещи в близост до въздушни електропроводи.

Повече информация по тази тема:

В. И. Чехов „Екологични аспекти на преноса на електроенергия“ (да изтеглите книга — Цип, DjVu)

Книгата предоставя общо описание на въздействието на въздушните електропроводи върху околната среда. Разглеждат се въпросите за изчисляване на максималната сила на електрическото поле под променливотоковата линия и методи за нейното намаляване, отхвърляне на земи под линията на трасето, въздействието на електромагнитното поле върху хората, флората и фауната от появата на радио и акустичен шум. Разглеждат се особеностите на въздействието върху околната среда на линии с постоянен ток и кабелни линии с изключително високо напрежение.

Вижте също по тази тема: Защита на човек от излагане на електромагнитно излъчване