Bagaimana medan elektromagnet daripada talian kuasa atas memberi kesan kepada manusia, haiwan dan tumbuhan

Pengaruh biologi medan elektrik dan magnet pada organisma manusia dan haiwan telah banyak dikaji. Kesan yang diperhatikan, jika ia berlaku, masih tidak jelas dan sukar untuk ditakrifkan, jadi topik ini kekal relevan.

Medan magnet planet kita mempunyai dua asal - semula jadi dan antropogenik. Medan magnet semula jadi, yang dipanggil ribut magnet, berasal dari magnetosfera Bumi. Gangguan magnet antropogenik meliputi wilayah yang lebih kecil daripada yang semula jadi, tetapi manifestasinya adalah lebih sengit dan oleh itu membawa kerosakan yang lebih ketara. Hasil daripada aktiviti teknikal, manusia mencipta medan elektromagnet buatan yang beratus kali lebih kuat daripada medan magnet semula jadi Bumi. Sumber sinaran antropogenik ialah: peranti pemancar radio berkuasa, kenderaan elektrik, talian kuasa.

Julat frekuensi dan panjang gelombang beberapa sumber sinaran elektromagnet

Salah satu patogen yang paling kuat gelombang elektromagnet — arus frekuensi industri (50 Hz).Jadi kekuatan medan elektrik secara langsung di bawah talian kuasa boleh mencapai beberapa ribu volt per meter tanah, walaupun disebabkan oleh sifat mengurangkan voltan dari tanah, sudah pada jarak 100 m dari talian, keamatan menurun dengan mendadak. kepada beberapa puluh volt per meter.

Kajian mengenai kesan biologi medan elektrik telah membuktikan bahawa walaupun pada kekuatan 1 kV / m, ia mempunyai kesan buruk pada sistem saraf manusia, yang seterusnya membawa kepada gangguan pada alat endokrin dan metabolisme dalam badan (tembaga). , zink, besi dan kobalt), mengganggu fungsi fisiologi: denyutan jantung, tekanan darah, aktiviti otak, proses metabolik dan aktiviti imun.

Sejak tahun 1972, penerbitan telah muncul di mana kesan pada manusia dan haiwan medan elektrik dengan keamatan melebihi 10 kV / m dipertimbangkan.

Kekuatan medan magnet berkadar dengan arus dan berkadar songsang dengan jarak; kekuatan medan elektrik adalah berkadar dengan voltan (cas) dan berkadar songsang dengan jarak. Parameter medan ini bergantung pada kelas voltan, ciri reka bentuk dan dimensi geometri talian kuasa voltan tinggi. Kemunculan sumber medan elektromagnet yang berkuasa dan diperluaskan membawa kepada perubahan dalam faktor semula jadi yang membentuk ekosistem. Medan elektrik dan magnet boleh mendorong cas permukaan dan arus dalam badan manusia.

Kajian menunjukkan bahawa arus maksimum dalam tubuh manusia yang disebabkan oleh medan elektrik adalah jauh lebih tinggi daripada arus yang disebabkan oleh medan magnet.Oleh itu, kesan berbahaya medan magnet menunjukkan dirinya hanya pada kekuatannya kira-kira 200 A / m, yang berlaku pada jarak 1-1.5 m dari wayar talian fasa dan berbahaya hanya untuk kakitangan perkhidmatan apabila bekerja di bawah voltan. Keadaan ini memungkinkan untuk membuat kesimpulan bahawa tiada kesan biologi medan magnet frekuensi industri pada manusia dan haiwan di bawah talian kuasa. Oleh itu, medan elektrik talian kuasa adalah faktor utama yang berkesan secara biologi untuk penghantaran tenaga lanjutan, yang boleh menjadi penghalang kepada pergerakan pelbagai spesies fauna akuatik dan darat.

Talian kuasa medan elektrik dan magnet yang menjejaskan seseorang yang berdiri di bawah talian kuasa AC atas

Berdasarkan ciri reka bentuk penghantaran kuasa (konduktor sag), pengaruh medan terbesar berlaku di tengah bahagian, di mana voltan untuk talian voltan super dan ultra tinggi pada ketinggian seseorang ialah 5 — 20 kV / m dan lebih tinggi, bergantung pada kelas voltan dan reka bentuk talian.

Pada penyokong, di mana ketinggian penggantungan wayar adalah yang paling besar dan kesan perisai sokongan mempengaruhi, kekuatan medan adalah yang paling kecil. Memandangkan manusia, haiwan, pengangkutan boleh berada di bawah wayar talian kuasa, ia menjadi perlu untuk menilai kemungkinan akibat tinggal jangka panjang dan jangka pendek makhluk hidup dalam medan elektrik dengan kekuatan yang berbeza.

Yang paling sensitif kepada medan elektrik ialah ungulates dan orang dalam kasut yang mengasingkannya dari tanah. Kuku haiwan juga merupakan penebat yang baik.Dalam kes ini, potensi teraruh boleh mencapai 10 kV, dan nadi semasa melalui badan apabila menyentuh objek yang dibumikan (dahan belukar, bilah rumput) ialah 100-200 μA. Denyutan semasa sedemikian selamat untuk badan, tetapi ketidakselesaan menyebabkan ungulates mengelakkan talian kuasa voltan tinggi pada musim panas.

Dalam tindakan medan elektrik ke atas seseorang, arus yang mengalir melalui badannya memainkan peranan yang dominan. Ini ditentukan oleh kekonduksian tinggi tubuh manusia, di mana organ dengan darah dan limfa yang beredar di dalamnya mendominasi.

Pada masa ini, eksperimen ke atas haiwan dan sukarelawan manusia telah membuktikan bahawa ketumpatan arus dengan kekonduksian 0.1 μA / cm dan lebih rendah tidak menjejaskan kerja otak, kerana arus bio berdenyut, biasanya mengalir di dalam otak, jauh melebihi ketumpatan arus kekonduksian sedemikian.

Pada ketumpatan arus 1 μA / cm, kerlipan bulatan cahaya diperhatikan di mata seseorang, ketumpatan arus yang lebih tinggi sudah menangkap nilai ambang rangsangan reseptor deria, serta sel saraf dan otot, yang membawa kepada ketakutan dan tindak balas motor yang tidak disengajakan.

Sekiranya seseorang menyentuh objek yang terpencil dari tanah di kawasan medan elektrik dengan intensiti yang ketara, ketumpatan arus di kawasan jantung sangat bergantung pada keadaan keadaan asas (jenis kasut, keadaan tanah, dsb.), tetapi ia sudah boleh mencapai nilai ini.

Pada arus maksimum yang sepadan dengan Emax == 15 kV / m (6.225 mA), bahagian tertentu arus ini mengalir melalui kawasan kepala (kira-kira 1/3), dan kawasan kepala (kira-kira 100 cm), ketumpatan arus< 0.1 μA / cm, yang mengesahkan kebolehterimaan kekuatan yang diterima 15 kV / m di bawah konduktor talian atas.

Untuk kesihatan manusia, masalahnya adalah untuk menentukan hubungan antara ketumpatan arus teraruh dalam tisu dan aruhan magnet medan luar, V. Mengira ketumpatan arus

ia adalah rumit oleh fakta bahawa laluan yang tepat bergantung kepada pengagihan konduktans y dalam tisu badan.

Jadi konduktansi spesifik otak ditentukan dalam = 0.2 cm / m, dan otot jantung dalam = 0.25 cm / m. Jika jejari kepala adalah 7.5 cm, dan jejari jantung ialah 6 cm, maka hasil darab yR ternyata sama dalam kedua-dua kes. Oleh itu, satu perwakilan ketumpatan semasa di pinggir jantung dan otak boleh diberikan.

Telah ditentukan bahawa aruhan magnet selamat untuk kesihatan adalah kira-kira 0.4 mT pada frekuensi 50 atau 60 Hz. Dalam medan magnet (dari 3 hingga 10 mTl, f = 10 — 60 Hz), penampilan ayunan sedikit, sama seperti yang berlaku apabila bola mata ditekan, diperhatikan.

Ketumpatan arus teraruh dalam badan manusia oleh medan elektrik dengan nilai keamatan E dikira seperti berikut:

° Dengan pekali k yang berbeza untuk kawasan otak dan jantung.

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

Menurut saintis Jerman, kekuatan medan di mana getaran rambut dirasakan oleh 5% lelaki yang diuji adalah 3 kV / m, dan untuk 50% lelaki yang diuji adalah 20 kV / m. Pada masa ini tiada bukti bahawa sensasi yang disebabkan oleh tindakan medan menimbulkan sebarang kesan buruk. Mengenai hubungan antara ketumpatan semasa dan pengaruh biologi, empat bidang boleh dibezakan, dibentangkan dalam jadual.

J, μA / cm Kesan yang diperhatikan 0.1 Tidak 1.0 Lingkaran cahaya berkelip-kelip di mata 10-50 Simptom neuralgik akut serupa dengan yang disebabkan oleh kejutan elektrik lebih daripada 100 Peningkatan kemungkinan fibrilasi ventrikel, serangan jantung, kekejangan otot pernafasan yang berpanjangan, melecur teruk

Rantau terakhir nilai ketumpatan semasa merujuk kepada masa pendedahan pada susunan satu kitaran jantung, i.e. kira-kira 1 s setiap orang. Untuk pendedahan yang lebih pendek, nilai ambang adalah lebih tinggi. Untuk menentukan nilai ambang kekuatan medan, kajian fisiologi telah dijalankan ke atas orang dalam keadaan makmal pada kekuatan 10 hingga 32 kV / m. Didapati bahawa pada voltan 5 kV / m, 80% orang tidak merasa sakit semasa pelepasan apabila menyentuh objek yang dibumikan. Nilai inilah yang diterima sebagai normatif apabila bekerja dalam pemasangan elektrik tanpa menggunakan alat pelindung.

Kebergantungan masa yang dibenarkan untuk tinggal seseorang dalam medan elektrik dengan keamatan E lebih besar daripada ambang dianggarkan oleh persamaan

Prestasi keadaan ini memastikan pemulihan sendiri keadaan fisiologi badan pada siang hari tanpa tindak balas sisa dan perubahan fungsi atau patologi.

Mari kita berkenalan dengan hasil utama penyelidikan mengenai kesan biologi medan elektrik dan magnet yang dijalankan oleh saintis Soviet dan asing.

Kesan medan elektrik ke atas kakitangan

Semasa kajian, dosimeter penyepaduan dipasang pada lengan atas setiap pekerja.Purata pendedahan harian bagi pekerja di talian voltan tinggi didapati berkisar antara 1.5 kV/(m-j) hingga 24 kV/(m-j). Nilai maksimum dicatatkan dalam kes yang sangat jarang berlaku. Daripada data yang diperolehi daripada kajian, dapat disimpulkan bahawa tidak ada hubungan yang boleh dilihat antara pendedahan lapangan dan keadaan umum kesihatan manusia.

Talian kuasa atas dan kanser kanak-kanak

Di premis kediaman medan magnet boleh dicipta oleh peralatan dan pendawaian elektrik isi rumah, kabel bawah tanah luar dan talian kuasa atas. Tapak kajian dan kawalan dikelompokkan pada selang 25 m bersebelahan talian kuasa atas, dengan tahap risiko pada jarak lebih daripada 100 m dari talian diambil sebagai perpaduan.

Keputusan ini tidak menyokong hipotesis bahawa medan magnet frekuensi kuasa mempengaruhi kejadian kanser pada kanak-kanak.

Kesan elektrostatik pada rambut manusia dan haiwan

Kajian ini dijalankan berkaitan dengan hipotesis bahawa pengaruh medan yang dirasai oleh permukaan kulit adalah disebabkan oleh tindakan daya elektrostatik pada rambut. Akibatnya, didapati bahawa pada kekuatan medan 50 kV / m, subjek merasakan gatal-gatal yang berkaitan dengan getaran rambut, yang direkodkan dengan peranti khas.

Kesan medan elektrik pada tumbuhan

Eksperimen telah dijalankan di dalam ruang khas dalam medan yang tidak diputarbelitkan dengan keamatan 0 hingga 50 kV/m. Kerosakan sedikit pada tisu daun ditemui pada pendedahan 20 hingga 50 kV/m, bergantung pada konfigurasi tumbuhan dan kandungan lembapan awal. Nekrosis tisu diperhatikan di bahagian tumbuhan dengan tepi tajam.Tumbuhan tebal dengan permukaan bulat licin tidak rosak pada voltan 50 kV / m. Kerosakan adalah akibat mahkota pada bahagian tumbuhan yang menonjol. Dalam tumbuhan yang paling lemah, kerosakan diperhatikan 1-2 jam selepas pendedahan. Yang penting, dalam anak benih gandum dengan hujung yang sangat tajam, mahkota dan kerosakan ketara pada voltan yang agak rendah 20 kV/m. Ini adalah ambang terendah untuk kemerosotan dalam kajian.

Mekanisme kerosakan tisu tumbuhan yang paling mungkin adalah haba. Kerosakan tisu berlaku apabila kekuatan medan menjadi cukup tinggi untuk menyebabkan korona, dan arus korona berketumpatan tinggi melalui hujung daun. Haba yang dikeluarkan dalam kes ini merentasi rintangan tisu daun mengakibatkan kematian lapisan sempit sel, yang secara relatifnya cepat kehilangan air, kering dan mengecut. Walau bagaimanapun, proses ini mempunyai had dan peratusan permukaan kering tumbuhan adalah kecil.

Kesan medan elektrik pada haiwan

Penyelidikan dijalankan dalam dua arah: penyelidikan di peringkat biosistem dan penyelidikan ambang pengaruh yang dikesan. Antara ayam yang diletakkan di ladang dengan voltan 80 kV / m, pertambahan berat badan, daya maju dan kematian yang rendah dicatatkan. Ambang persepsi medan diukur pada merpati yang pulang. Merpati telah ditunjukkan mempunyai beberapa mekanisme untuk mengesan medan elektrik intensiti rendah. Tiada perubahan genetik diperhatikan. Adalah diperhatikan bahawa haiwan yang hidup dalam medan elektrik intensiti tinggi boleh mengalami renjatan mini disebabkan oleh faktor luaran, bergantung pada keadaan eksperimen, yang boleh menyebabkan beberapa kebimbangan dan keseronokan yang diuji.

Sebilangan negara mempunyai peraturan yang mengehadkan had kekuatan medan di kawasan talian penghantaran atas. Voltan maksimum 20 kV/m disyorkan di Sepanyol, dan nilai yang sama pada masa ini dianggap sebagai had di Jerman.

Kesedaran awam tentang kesan medan elektromagnet pada organisma hidup terus berkembang, dan beberapa minat dan kebimbangan tentang kesan ini akan membawa kepada penyelidikan perubatan yang berkaitan yang berterusan, terutamanya pada orang yang tinggal berhampiran talian kuasa atas.

Maklumat lanjut mengenai topik ini:

V.I. Chekhov "Aspek Persekitaran Penghantaran Elektrik" (untuk memuat turun buku — Zip, DjVu)

Buku ini memberikan penerangan umum tentang kesan alam sekitar talian kuasa atas. Isu pengiraan kekuatan maksimum medan elektrik di bawah garis arus ulang-alik dan kaedah pengurangannya, penolakan tanah di bawah garis laluan, kesan medan elektromagnet pada manusia, flora dan fauna dari penampilan radio dan bunyi akustik adalah dianggap. Ciri-ciri kesan alam sekitar talian arus terus dan talian kabel voltan tinggi tambahan dipertimbangkan.

Lihat juga mengenai topik ini: Perlindungan seseorang daripada pendedahan kepada sinaran elektromagnet