Miten ilmajohtojen sähkömagneettiset kentät vaikuttavat ihmisiin, eläimiin ja kasveihin

Sähkö- ja magneettikenttien biologista vaikutusta ihmisten ja eläinten elimistöön on tutkittu paljon. Havaitut vaikutukset, mikäli niitä esiintyy, ovat edelleen epäselviä ja vaikeasti määriteltäviä, joten tämä aihe on edelleen ajankohtainen.

Planeettamme magneettikentillä on kaksi alkuperää - luonnollinen ja ihmisperäinen. Luonnolliset magneettikentät, niin sanotut magneettimyrskyt, ovat peräisin Maan magnetosfääristä. Ihmisten aiheuttamat magneettiset häiriöt kattavat pienemmän alueen kuin luonnolliset, mutta niiden ilmeneminen on paljon voimakkaampaa ja siten tuo mukanaan enemmän konkreettista vahinkoa. Teknisen toiminnan seurauksena ihminen luo keinotekoisia sähkömagneettisia kenttiä, jotka ovat satoja kertoja voimakkaampia kuin maan luonnollinen magneettikenttä. Ihmisten aiheuttaman säteilyn lähteitä ovat: tehokkaat radiolähetinlaitteet, sähköistetyt ajoneuvot, voimajohdot.

Joidenkin sähkömagneettisen säteilyn lähteiden taajuusalue ja aallonpituudet

Yksi tehokkaimmista taudinaiheuttajista elektromagneettiset aallot — teollisuustaajuusvirrat (50 Hz).Joten sähkökentän voimakkuus suoraan sähkölinjan alla voi saavuttaa useita tuhansia voltteja maaperän metriä kohti, vaikka johtuen ominaisuudesta vähentää jännitettä maaperästä, jo 100 metrin etäisyydellä linjasta, intensiteetti laskee jyrkästi useisiin kymmeniin voltteihin metriä kohti.

Sähkökentän biologista vaikutusta koskevat tutkimukset ovat osoittaneet, että jopa 1 kV/m voimakkuudella se vaikuttaa haitallisesti ihmisen hermostoon, mikä puolestaan ​​johtaa hormonaalisten laitteiden ja aineenvaihdunnan häiriintymiseen kehossa (kupari). , sinkki, rauta ja koboltti), häiritsee fysiologisia toimintoja: sykettä, verenpainetta, aivojen toimintaa, aineenvaihduntaprosesseja ja immuunitoimintaa.

Vuodesta 1972 lähtien on ilmestynyt julkaisuja, joissa tarkastellaan sähkökenttien vaikutusta ihmisiin ja eläimiin, joiden intensiteetti on yli 10 kV / m.

Magneettikentän voimakkuus verrannollinen virtaan ja kääntäen verrannollinen etäisyyteen; sähkökentän voimakkuus on verrannollinen jännitteeseen (varaukseen) ja kääntäen verrannollinen etäisyyteen. Näiden kenttien parametrit riippuvat suurjännitelinjan jänniteluokasta, suunnitteluominaisuuksista ja geometrisista mitoista. Voimakkaan ja laajennetun sähkömagneettisen kentän lähteen ilmaantuminen johtaa muutokseen niissä luonnontekijöissä, jotka muodostivat ekosysteemin. Sähkö- ja magneettikentät voivat aiheuttaa pintavarauksia ja virtoja ihmiskehossa.

Tutkimukset osoittavat, että sähkökentän aiheuttama maksimivirta ihmiskehossa on paljon suurempi kuin magneettikentän aiheuttama virta.Siten magneettikentän haitallinen vaikutus ilmenee vain sen voimakkuudella noin 200 A / m, joka esiintyy 1-1,5 m etäisyydellä vaihejohtojohdoista ja on vaarallinen vain huoltohenkilöstölle jännitteen alaisena työskennellessä. Tämä seikka mahdollisti sen johtopäätöksen, että teollisuustaajuusmagneettikentillä ei ole biologista vaikutusta voimalinjojen alla oleviin ihmisiin ja eläimiin. Näin ollen voimalinjojen sähkökenttä on tärkein biologisesti tehokas tekijä pidennetylle energiansiirrolle, joka voi muodostua esteeksi erilaisten vesi- ja maaeläinlajien liikkumiselle.

Sähkö- ja magneettikenttien voimajohdot, jotka vaikuttavat vaihtovirtajohdon alla seisovaan henkilöön

Voimansiirron suunnitteluominaisuuksien (johtimen painumisen) perusteella kentän suurin vaikutus tapahtuu osan keskellä, jossa super- ja ultrasuurijännitelinjojen jännite ihmisen korkeudella on 5 - 20 kV. / m ja enemmän, riippuen jänniteluokasta ja linjan suunnittelusta.

Kannoissa, joissa johtojen ripustuksen korkeus on suurin ja tukien suojavaikutus vaikuttaa, kentänvoimakkuus on pienin. Koska ihmiset, eläimet, kuljetukset voivat olla voimalinjojen johtojen alla, tulee tarpeelliseksi arvioida elävien olentojen pitkäaikaisen ja lyhytaikaisen oleskelun mahdollisia seurauksia eri vahvuisessa sähkökentässä.

Herkimpiä sähkökentille ovat sorkka- ja kavioeläimet ja ihmiset, joiden kengät eristävät heidät maasta. Eläinten kaviot ovat myös hyviä eristeitä.Tässä tapauksessa indusoitu potentiaali voi nousta 10 kV:iin ja virtapulssi kehon läpi koskettaessa maadoitettua esinettä (pensaan oksa, ruohonkorsi) on 100-200 μA. Tällaiset virtapulssit ovat turvallisia keholle, mutta epämukavuus saa sorkka- ja kavioeläimet välttämään korkeajännitteisiä sähkölinjoja kesällä.

Ihmiseen kohdistuvan sähkökentän vaikutuksesta hänen kehonsa läpi kulkevilla virroilla on hallitseva rooli. Tämän määrää ihmiskehon korkea johtavuus, jossa hallitsevat elimet, joissa veri ja imusolmukkeet kiertävät.

Tällä hetkellä eläimillä ja vapaaehtoisilla ihmisillä tehdyt kokeet ovat osoittaneet, että virrantiheys, jonka johtavuus on 0,1 μA / cm tai pienempi, ei vaikuta aivojen työhön, koska aivoissa normaalisti kulkevat pulssimaiset biovirrat ylittävät merkittävästi aivojen tiheyden. sellainen johtavuusvirta.

Virtatiheydellä 1 μA / cm ihmisen silmissä havaitaan valoympyröiden välkkymistä, korkeammat virrantiheydet sieppaavat jo sensoristen reseptorien sekä hermo- ja lihassolujen stimulaation kynnysarvot, mikä johtaa pelko ja tahattomat motoriset reaktiot.

Siinä tapauksessa, että henkilö koskettaa maasta eristettyjä esineitä merkittävän voimakkaan sähkökentän alueella, virrantiheys sydämen alueella riippuu voimakkaasti perusolosuhteiden tilasta (kenkätyyppi, maaperän kunto jne.), mutta se voi jo saavuttaa nämä arvot.

Maksimivirralla, joka vastaa arvoa Emax == 15 kV / m (6,225 mA), virtatiheys< 0,1 μA / cm, mikä vahvistaa hyväksytyn lujuuden 15 kV / m sallittavuuden ilmajohdon johtimien alla.

Ihmisten terveyden kannalta ongelmana on määrittää kudoksiin indusoidun virrantiheyden ja ulkoisen kentän magneettisen induktion välinen suhde, V. Virrantiheyden laskeminen

sitä monimutkaistaa se, että sen tarkka reitti riippuu konduktanssin y jakautumisesta kehon kudoksissa.

Joten aivojen ominaisjohtavuus määritetään yksikössä = 0,2 cm / m ja sydänlihaksen yksikössä = 0,25 cm / m. Jos pään säde on 7,5 cm ja sydämen säde on 6 cm, niin tulo yR osoittautuu samaksi molemmissa tapauksissa. Siksi voidaan antaa yksi esitys virrantiheydestä sydämen ja aivojen reuna-alueilla.

On todettu, että terveydelle turvallinen magneettiinduktio on noin 0,4 mT taajuudella 50 tai 60 Hz. Magneettisissa kentissä (3 - 10 mTl, f = 10 - 60 Hz) havaitaan vähäisiä värähtelyjä, jotka ovat samanlaisia ​​kuin silmämunaa painettaessa.

Sähkökentän, jonka voimakkuusarvo on E, indusoima virrantiheys ihmiskehossa lasketaan seuraavasti:

° Eri k-kertoimilla aivojen ja sydämen alueilla.

Arvo k = 3-10-3 cm / Hzm.

Saksalaisten tutkijoiden mukaan kenttävoimakkuus, jolla 5 % testatuista miehistä tuntee hiusten värähtelyn, on 3 kV/m, ja 50 %:lla testatuista miehistä se on 20 kV/m. Tällä hetkellä ei ole näyttöä siitä, että kentän toiminnan aiheuttamat tuntemukset aiheuttaisivat haitallisia vaikutuksia. Virtaustiheyden ja biologisen vaikutuksen välisestä suhteesta voidaan erottaa neljä aluetta, jotka on esitetty taulukossa.

J, μA / cm Havaitut vaikutukset 0,1 Ei 1,0 Välkkyvät valoympyrät silmissä 10-50 Akuutit neuralgiset oireet, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin sähköiskun aiheuttamat yli 100 Kammiovärinän, sydämenpysähdyksen, pitkittynyt hengityslihasten kouristukset, vakavat palovammat todennäköisemmin

Jälkimmäinen virrantiheysarvon alue viittaa altistusaikoihin yhden sydänsyklin luokkaa, ts. noin 1 s per henkilö. Lyhyemmillä valotuksilla kynnysarvot ovat korkeammat. Kenttävoimakkuuden kynnysarvon määrittämiseksi ihmisillä suoritettiin fysiologisia tutkimuksia laboratorio-olosuhteissa voimakkuudella 10-32 kV/m. Havaittiin, että jännitteellä 5 kV / m 80% ihmisistä ei tunne kipua purkausten aikana koskettaessaan maadoitettuja esineitä. Juuri tämä arvo hyväksytään normatiiviseksi työskenneltäessä sähköasennuksissa ilman suojavälineitä.

Ihmisen sallitun viipymisajan riippuvuus sähkökentässä, jonka intensiteetti E on suurempi kuin kynnysarvo, on approksimoitu yhtälöllä

Tämän tilan suorituskyky varmistaa kehon fysiologisen tilan itsepalautumisen päivän aikana ilman jäännösreaktioita ja toiminnallisia tai patologisia muutoksia.

Tutustutaan Neuvostoliiton ja ulkomaisten tutkijoiden sähkö- ja magneettikenttien biologisten vaikutusten tutkimuksen tärkeimpiin tuloksiin.

Sähkökenttien vaikutukset henkilöstöön

Tutkimusten aikana jokaisen työntekijän kyynärvarren yläosaan kiinnitettiin integroiva annosmittari.Suurjännitelinjojen työntekijöiden keskimääräisen päivittäisen altistumisen havaittiin vaihtelevan välillä 1,5 kV/(m-h) - 24 kV/(m-h). Maksimiarvot merkitään hyvin harvoissa tapauksissa. Tutkimuksesta saatujen tietojen perusteella voidaan päätellä, että kenttäaltistuksen ja ihmisten yleisen terveydentilan välillä ei ole havaittavissa olevaa yhteyttä.

Ilmajohdot ja lasten syöpä

Asuintiloissa magneettikenttä voidaan luoda kotitalouksien sähkölaitteilla ja johdotuksilla, ulkona olevilla maakaapeleilla ja ilmajohtoilla. Tutkimus- ja valvontakohteet ryhmiteltiin 25 metrin välein ilmajohdon viereen siten, että riskiaste yli 100 metrin etäisyydellä johdosta katsottiin yhtenäiseksi.

Nämä tulokset eivät tue hypoteesia, että tehotaajuiset magneettikentät vaikuttaisivat lasten syövän esiintymiseen.

Sähköstaattinen vaikutus ihmisten ja eläinten hiuksiin

Tutkimus tehtiin sen hypoteesin yhteydessä, että ihon pinnan tunteman kentän vaikutus johtuu sähköstaattisten voimien vaikutuksesta hiuksiin. Tuloksena havaittiin, että kentänvoimakkuudella 50 kV / m kohde tunsi hiusten värähtelyyn liittyvää kutinaa, joka tallennettiin erityisillä laitteilla.

Sähkökentän vaikutus kasveihin

Kokeet suoritettiin erityisessä kammiossa vääristymättömässä kentässä, jonka intensiteetti oli 0 - 50 kV/m. Lehtikudoksessa havaittiin lieviä vaurioita altistuksilla 20-50 kV/m riippuen kasvin konfiguraatiosta ja alkuperäisestä kosteuspitoisuudesta. Kudosnekroosia havaittiin kasvin osissa, joissa oli terävät reunat.Paksut kasvit, joilla on sileä pyöristetty pinta, eivät vaurioidu jännitteellä 50 kV / m. Vahinko johtuu kasvin ulkonevien osien kruunusta. Heikoimmissa kasveissa vauriot havaitaan 1-2 tuntia altistuksen jälkeen. Tärkeää on, että vehnän taimissa, joissa on erittäin terävät päät, latvu ja vauriot olivat havaittavissa suhteellisen alhaisella 20 kV/m jännitteellä. Tämä on opintojen alin kynnys heikkenemiselle.

Todennäköisin kasvikudosvaurion mekanismi on lämpö. Kudosvaurio syntyy, kun kentänvoimakkuus kasvaa tarpeeksi suureksi aiheuttamaan koronan ja lehden kärjen läpi kulkee suuritiheyksinen koronavirta, jolloin lehtikudoksen resistanssin yli vapautuva lämpö johtaa kapean kerroksen kuolemaan. soluista, jotka menettävät suhteellisen nopeasti vettä, kuivuvat ja kutistuvat. Tällä menetelmällä on kuitenkin rajoituksensa ja kasvin kuivatun pinnan prosenttiosuus on pieni.

Sähkökentän vaikutus eläimiin

Tutkimusta tehtiin kahteen suuntaan: biosysteemitason tutkimukseen ja havaittujen vaikutusten kynnysarvojen tutkimukseen. Kanojen joukossa, jotka sijoitettiin peltoon, jonka jännite oli 80 kV / m, havaittiin painonnousu, elinkelpoisuus ja alhainen kuolleisuus. Kotikyyhkysillä mitattiin kentän havaintokynnys. Kyyhkyillä on osoitettu olevan jokin mekanismi alhaisen intensiteetin sähkökenttien havaitsemiseen. Geneettisiä muutoksia ei havaittu. On huomattava, että korkean intensiteetin sähkökentässä elävät eläimet voivat kokeen olosuhteista riippuen kokea ulkoisista tekijöistä johtuvan minishokin, mikä voi aiheuttaa testattavien ahdistusta ja jännitystä.

Useissa maissa on säädöksiä, jotka rajoittavat kenttävoimakkuusrajoja ilmajohtojen alueella. Espanjassa suositellaan maksimijännitettä 20 kV/m, ja Saksassa samaa arvoa pidetään tällä hetkellä rajana.

Yleisön tietoisuus sähkömagneettisen kentän vaikutuksista eläviin organismeihin kasvaa jatkuvasti, ja jonkin verran kiinnostusta ja huolta tästä vaikutuksesta johtaa jatkossakin asiaankuuluvaan lääketieteelliseen tutkimukseen, erityisesti ihmisillä, jotka asuvat lähellä ilmajohtoja.

Lisätietoja tästä aiheesta:

V.I. Chekhov "Sähkönsiirron ympäristönäkökohdat" (ladata kirjan — Zip, DjVu)

Kirja antaa yleiskuvauksen ilmajohtojen ympäristövaikutuksista. Vaihtovirtalinjan alla olevan sähkökentän maksimivoimakkuuden laskeminen ja sen vähentämismenetelmät, reittilinjan alla olevien maiden hylkääminen, sähkömagneettisen kentän vaikutus ihmisiin, kasvistoon ja eläimistöön radio- ja akustisen melun esiintymisestä on otettu huomioon. Tasasähköjohtojen ja ylijännitekaapelilinjojen ympäristövaikutusten piirteet otetaan huomioon.

Katso myös tästä aiheesta: Henkilön suojaaminen altistumiselta sähkömagneettiselle säteilylle