Як впливають електромагнітні поля повітряних ліній електропередачі на людей, тварин і рослини

Біологічне вплив електричних і магнітних полів на організм людей і тварин досить багато досліджувалося. Спостережувані при цьому ефекти, якщо вони і виникають, до сих пір не ясні і важко піддаються визначенню, тому ця тема залишається як і раніше актуальною.

Магнітні поля на нашій планеті мають двояке походження - природне і антропогенний. Природні магнітні поля, так звані магнітні бурі, зароджуються в магнітосфері Землі. Антропогенні магнітні збурення охоплюють меншу територію, ніж природні, зате їх прояв значно інтенсивніше, а отже, приносить і більш відчутної шкоди. В результаті технічної діяльності людина створює штучні електромагнітні поля, які в сотні разів сильніше природного магнітного поля Землі. Джерелами антропогенних випромінювань є: потужні радиопередающие пристрої, електрифіковані транспортні засоби, лінії електропередачі.

Частотний діапазон і довжини хвиль деяких джерел електромагнітного випромінювання

Один з найбільш сильних збудників електромагнітних хвиль - струми промислової частоти (50 Гц). Так, напруженість електричного поля безпосередньо під лінією електропередачі може досягати декількох тисяч вольт на метр грунту, хоча через властивості зниження напруженості грунтом вже при видаленні від лінії на 100 м напруженість різко падає до декількох десятків вольт на метр.

Дослідження біологічної дії електричного поля виявили, що вже при напруженості 1 кВ / м воно справляє негативний вплив на нервову систему людини, що в свою чергу веде до порушень ендокринного апарату і обміну речовин в організмі (міді, цинку, заліза і кобальту), порушує фізіологічні функції: ритм серцевих скорочень, рівень кров'яного тиску, активність мозку, хід обмінних процесів і імунну активність.

Напруженість магнітного поля пропорційна току і обернено пропорційна відстані; напруженість електричного поля пропорційна напрузі (заряду) і обернено пропорційна відстані. Параметри цих полів залежать від класу напруги, конструктивних особливостей і геометричних розмірів високовольтної ЛЕП. Поява потужного і протяжного джерела електромагнітного поля призводить до зміни тих природних факторів, при яких сформувалася екосистема. Електричні і магнітні поля можуть індукувати поверхневі заряди і струми в тілі людини.

Дослідження показали, що максимальний струм в тілі людини, індукований електричним полем, набагато вище, ніж струм, викликаний магнітним полем. Так, шкідливий вплив магнітного поля проявляється лише при його напруженості близько 200 А / м, що буває на відстані 1-1,5 м від проводів фази лінії і небезпечно тільки для обслуговуючого персоналу при роботах під напругою. Ця обставина дозволила зробити висновок про відсутність біологічного впливу магнітних полів промислової частоти на людей і тварин, що знаходяться під ЛЕП Таким чином, електричне поле ЛЕП є головним біологічно дієвим фактором дальньої електропередачі, який може виявитися бар'єром на шляху міграції руху різних видів водної та сухопутної фауни.

Силові лінії електричного і магнітного полів впливають на людину, що стоїть під повітряною лінією електропередачі змінного струму

Виходячи з конструктивних особливостей електропередачі (провисання проводу) найбільший вплив поля проявляється в середині прольоту, де напруженість для ліній понад - і ультрависокої напруги на рівні росту людини становить 5 - 20 кВ / м і вище в залежності від класу напруги і конструкції лінії.

У опор, де висота підвісу проводів найбільша і позначається екранує вплив опор, напруженість поля найменша. Так як під проводами ЛЕП можуть перебувати люди, тварини, транспорт, то виникає необхідність оцінки можливих наслідків тривалого і короткочасного перебування живих істот в електричному полі різної напруженості.

Найбільш чутливі до електричних полів копитні тварини і людина у взутті, ізолюючої його від землі. Копито тварин також є хорошим ізолятором. Наведений потенціал в цьому випадку може досягати 10 кВ, а імпульс струму через організм при торканні до заземленого предмету (гілці куща, травинці) 100 - 200 мкА. Такі імпульси струму безпечні для організму, але неприємні відчуття змушують копитних тварин уникати траси високовольтних ЛЕП в літню пору.

У дії електричного поля на людину домінуючу роль відіграють протікають через його тіло струми. Це визначається високою провідністю тіла людини, де переважають органи з циркулюючої в них кров'ю і лімфою.

В даний час експериментами на тваринах і людях-добровольцях встановлено, що щільність струму провідність 0,1 мкА / см і нижче не впливає на роботу мозку, так як імпульсні біоструми, зазвичай протікають в мозку, істотно перевищують щільність такого струму провідності.

При щільністю струму провідність 1 мкА / см в очах людини спостерігається миготіння світлових кіл, більш високі щільності струмів вже захоплюють порогові значення стимуляції сенсорних рецепторів, а також нервових і м'язових клітин, що веде до появи переляку, мимовільним руховим реакцій.

У разі торкання людини до ізольованим від землі об'єктам в зоні електричного поля значної інтенсивності, щільність струму в зоні серця сильно залежить від стану «подстилающих» умов (виду взуття, стану грунту і т. Д.), Але вже може досягати цих величин.

При максимальному струмі, відповідному Е m ах == 15 кВ / м (6,225 мА), відомій частці цього струму, що впадає через область голови (близько 1/3), і площі голови (близько 100 см) щільність струму -3 см / Гц м.

За даними німецьких вчених напруженість поля, при якій вібрацію волосся відчувають 5% випробовуваних чоловіків, становить 3 кВ / м і для 50% чоловіків, які зазнали випробувань, вона дорівнює 20 кВ / м. В даний час відсутні дані про те, що відчуття, викликані дією поля, створюють якесь несприятливий вплив. Що стосується зв'язку щільності струму з біологічним впливом, то можна виділити чотири області, представлені в таблиці.

Зростає ймовірність фібриляції шлуночка серця, зупинка серцевої діяльності, тривалий спазм дихальних м'язів, серйозні опіки

Остання область значення щільності струму відноситься до часів впливу порядку одного серцевого циклу, т. Е. Приблизно 1 с для людини Для більш коротких експозицій порогові значення вище. Для визначення порогового значення напруженості поля були виконані фізіологічні дослідження на людях в лабораторних умовах при напруженості від 10 до 32 кВ / м. Встановлено, що при напруженості 5 кВ / м 80% людей не відчувають больових відчуттів при розрядах в разі торкання заземлених предметів. Саме ця величина була прийнята в якості нормативної при роботах в електроустановках без застосування засобів захисту.

Залежність допустимого часу перебування людини в електричному полі з напруженістю Е більш порогового апроксимується рівнянням

Виконання цієї умови забезпечує самовідновлення фізіологічного стану організму протягом доби без залишкових реакцій і функціональних або патологічних змін.

Ознайомимося з основними результатами досліджень біологічних впливів електричних і магнітних полів, проведених радянськими і зарубіжними вченими.

Вплив електричних полів на персонал

Під час досліджень на верхній частині передпліччя кожного робочого закріплювали інтегруючий дозиметр. Встановлено, що у робітників на високовольтних лініях середнє значення денної експозиції склало від 1,5 кВ / (м-ч) до 24 кВ / (м-ч). Максимальні значення відзначені в дуже рідкісних випадках. З отриманих даних дослідження можна зробити висновок про відсутність помітної взаємозв'язку між експозицією в полях і загальним станом здоров'я людей.

Повітряні ЛЕП і рак у дітей

У житлових приміщеннях магнітне поле може створюватися побутовим електроустаткуванням і електропроводкою, зовнішніми підземними кабелями, а також повітряними ЛЕП. Досліджувані і контрольні об'єкти групували в інтервалах 25 м до повітряної ЛЕП, причому ступінь ризику на відстані більше 100 м від лінії була прийнята за одиницю.

Отримані результати не підтверджують гіпотези про те, що магнітні поля промислової частоти впливають на виникнення раку у дітей.

Електростатичне вплив на волосяний покрив людини і тварин

Дослідження проводилися в зв'язку з гіпотезою про те, що вплив поля, що відчувається поверхнею шкіри, викликане дією електростатичних сил на волосся. В результаті отримано, що при напруженості поля в 50 кВ / м випробуваний відчував свербіж, пов'язаний з вібрацією волосся, що зареєстровано спеціальними приладами.

Вплив електричного поля на рослини

Досліди проводилися в спеціальній камері в неспотвореному поле з напруженістю від 0 до 50 кВ / м. Було виявлено невелике ушкодження тканини листя при експозиції від 20 до 50 кВ / м, залежне від конфігурації рослини і початкового вмісту вологи в ньому. Омертвляння тканини спостерігалося в частинах рослин з гострими краями. Товсті, з гладкою закругленою поверхнею рослини не розривалися при напруженості 50 кВ / м. Пошкодження є наслідком корони на виступаючих частинах рослин. У найбільш слабких рослин пошкодження спостерігалися вже через 1 - 2 год після експозиції. Важливо, що у сіянців пшениці, що мають дуже гострі кінці, корона і пошкодження були помітні при порівняно низькій напруженості, що дорівнює 20 кВ / м. Це був найнижчий поріг появи ушкоджень у дослідженнях.

Найбільш ймовірний механізм пошкодження тканини рослин - теплової. Поразка тканини з'являється тоді, коли напруженість поля стає досить високою, щоб викликати коронування, і через кінчик листка тече струм корони високої щільності. Тепло, що виділяється при цьому на опорі тканини листа, призводить до загибелі вузького шару клітин, які порівняно швидко втрачають воду, висихають і стискаються. Однак цей процес має межу і відсоток висохлої поверхні рослини невеликий.

Вплив електричного поля на тварин

Дослідження проводилися за двома напрямками: вивчення на рівні біосистеми і вивчення порогів виявлених впливів. Серед курчат, поміщених в поле з напруженістю 80 кВ / м, відзначалася надбавка маси, життєздатність, низька смертність. Поріг сприйняття поля вимірювався на домашніх голубів. Було показано, що голуби мають якимось механізмом для виявлення електричних полів малої напруженості. Генетичних змін не спостерігалося. Відзначено, що тварини, які перебувають в електричному полі великий напруженості, можуть відчувати міні-шок через сторонніх чинників, що залежать від умов експерименту, які можуть привести до деякого неспокою і збудження випробовуваних.

У ряді країн є нормативні документи, що обмежують граничні значення напруженості поля в зоні трас повітряних ЛЕП. Максимальна напруженість 20 кВ / м була рекомендована в Іспанії, і таке ж значення розглядається в даний час як граничне в Німеччині.

Громадська поінформованість про вплив електромагнітного поля на живі організми продовжує рости, і деякий інтерес і занепокоєння в зв'язку з цим впливом будуть приводити до продовження відповідних медичних досліджень, особливо на людях, які проживають поблизу повітряних ліній електропередачі.

Ще більше інформації по цій темі:

В. І. Чехов "Екологічні аспекти передачі електроенергії" (скачати книгу - Zip. DjVu)

У книзі дана загальна характеристика впливу повітряних ліній електропередач на навколишнє середовище. Розглядаються питання розрахунку максимальної напруженості електричного поля під лінією змінного струму і методи його зменшення, відторгнення земель під трасу лінії, впливу електромагнітного поля на людей, тваринний і рослинний світ виникнення радіо - і акустичних шумів. Розглянуто особливості впливу на навколишнє середовище ліній постійного струму і кабельних ліній надвисокої напруги.