Hoe elektromagnetische velden van bovengrondse hoogspanningslijnen mensen, dieren en planten beïnvloeden

Er is veel onderzoek gedaan naar de biologische invloed van elektrische en magnetische velden op het organisme van mens en dier. De waargenomen effecten, als ze zich voordoen, zijn nog steeds onduidelijk en moeilijk te definiëren, dus dit onderwerp blijft relevant.

De magnetische velden van onze planeet hebben een dubbele oorsprong: natuurlijk en antropogeen. Natuurlijke magnetische velden, zogenaamde magnetische stormen, ontstaan ​​in de magnetosfeer van de aarde. Antropogene magnetische verstoringen bestrijken een kleiner gebied dan natuurlijke, maar hun manifestatie is veel intenser en brengt daarom meer tastbare schade aan. Als gevolg van technische activiteit creëert de mens kunstmatige elektromagnetische velden die honderden keren sterker zijn dan het natuurlijke magnetische veld van de aarde. Bronnen van antropogene straling zijn: krachtige radiozendapparatuur, geëlektrificeerde voertuigen, hoogspanningslijnen.

Frequentiebereik en golflengten van sommige bronnen van elektromagnetische straling

Een van de krachtigste ziekteverwekkers elektromagnetische golven — industriële frequentiestromen (50 Hz).Dus de sterkte van het elektrische veld direct onder de hoogspanningslijn kan enkele duizenden volt per meter grond bereiken, hoewel vanwege de eigenschap om de spanning van de grond te verminderen, al op een afstand van 100 m van de lijn, de intensiteit sterk afneemt tot enkele tientallen volt per meter.

Studies naar het biologische effect van een elektrisch veld hebben aangetoond dat het zelfs bij een sterkte van 1 kV / m een ​​nadelig effect heeft op het menselijk zenuwstelsel, wat op zijn beurt leidt tot verstoring van het endocriene apparaat en de stofwisseling in het lichaam (koper , zink, ijzer en kobalt), verstoort fysiologische functies: hartslag, bloeddruk, hersenactiviteit, stofwisselingsprocessen en immuunactiviteit.

Sinds 1972 zijn er publicaties verschenen waarin wordt ingegaan op het effect op mens en dier van elektrische velden met een intensiteit boven de 10 kV/m.

Magnetische veldsterkte evenredig met stroom en omgekeerd evenredig met afstand; elektrische veldsterkte is evenredig met spanning (lading) en omgekeerd evenredig met afstand. De parameters van deze velden zijn afhankelijk van de spanningsklasse, ontwerpkenmerken en geometrische afmetingen van de hoogspanningslijn. Het verschijnen van een krachtige en uitgebreide bron van elektromagnetisch veld leidt tot een verandering in de natuurlijke factoren die het ecosysteem vormden. Elektrische en magnetische velden kunnen oppervlakteladingen en stromen in het menselijk lichaam veroorzaken.

Studies tonen aan dat de maximale stroom in het menselijk lichaam veroorzaakt door een elektrisch veld veel hoger is dan de stroom veroorzaakt door een magnetisch veld.Het schadelijke effect van een magnetisch veld manifesteert zich dus alleen met een sterkte van ongeveer 200 A / m, die optreedt op een afstand van 1-1,5 m van de faselijndraden en alleen gevaarlijk is voor onderhoudspersoneel dat onder spanning werkt. Deze omstandigheid maakte het mogelijk om te concluderen dat er geen biologisch effect is van industriële magnetische velden op mensen en dieren onder hoogspanningslijnen. Het elektrische veld van hoogspanningslijnen is dus de belangrijkste biologisch effectieve factor voor langdurige energietransmissie, die een barrière kan worden voor de beweging van verschillende soorten water- en landfauna.

Hoogspanningsleidingen van elektrische en magnetische velden die van invloed zijn op een persoon die onder een bovengrondse wisselstroomleiding staat

Op basis van de ontwerpkenmerken van krachtoverbrenging (doorbuiging van de geleider), vindt de grootste invloed van het veld plaats in het midden van de sectie, waar de spanning voor super- en ultrahoogspanningslijnen op de hoogte van een persoon 5 - 20 kV is / m en hoger, afhankelijk van de spanningsklasse en het lijnontwerp.

Bij de steunen, waar de hoogte van de ophanging van de draden het grootst is en de afschermende werking van de steunen van invloed is, is de veldsterkte het kleinst. Aangezien mensen, dieren en transport onder de draden van hoogspanningslijnen kunnen zitten, wordt het noodzakelijk om de mogelijke gevolgen van een langdurig en kort verblijf van levende wezens in een elektrisch veld van verschillende sterkte te evalueren.

Het meest gevoelig voor elektrische velden zijn hoefdieren en mensen met schoenen die hen isoleren van de grond. Dierenhoeven zijn ook goede isolatoren.In dit geval kan het geïnduceerde potentieel 10 kV bereiken en de stroompuls door het lichaam bij het aanraken van een geaard object (struiktak, grasspriet) is 100-200 μA. Dergelijke stroompulsen zijn veilig voor het lichaam, maar het ongemak zorgt ervoor dat hoefdieren in de zomer hoogspanningslijnen vermijden.

Bij de werking van een elektrisch veld op een persoon spelen de stromen die door zijn lichaam stromen een dominante rol. Dit wordt bepaald door de hoge geleidbaarheid van het menselijk lichaam, waar organen met bloed en lymfe die erin circuleren de overhand hebben.

Momenteel hebben experimenten met dieren en menselijke vrijwilligers aangetoond dat de stroomdichtheid met een geleidbaarheid van 0,1 μA / cm en lager geen invloed heeft op het werk van de hersenen, aangezien de gepulseerde biocurrenten, die normaal in de hersenen stromen, de dichtheid van zo'n geleidbaarheidsstroom.

Bij een stroomdichtheid van 1 μA / cm wordt flikkering van lichtcirkels waargenomen in de ogen van een persoon, hogere stroomdichtheden vangen al de drempelwaarden op voor stimulatie van sensorische receptoren, evenals zenuw- en spiercellen, wat leidt tot angst en onwillekeurige motorische reacties.

In het geval dat een persoon objecten aanraakt die geïsoleerd zijn van de grond in het gebied van een elektrisch veld met aanzienlijke intensiteit, hangt de stroomdichtheid in het gebied van het hart sterk af van de toestand van de basisvoorwaarden (type schoenen, toestand van de bodem, enz.), maar kan deze waarden al bereiken.

Bij de maximale stroom die overeenkomt met Emax == 15 kV / m (6.225 mA), stroomt een bepaald deel van deze stroom door het hoofdgebied (ongeveer 1/3) en het hoofdgebied (ongeveer 100 cm), de stroomdichtheid< 0,1 μA / cm, wat de toelaatbaarheid bevestigt van de geaccepteerde sterkte van 15 kV / m onder de bovenleidinggeleiders.

Voor de menselijke gezondheid is het probleem om de relatie te bepalen tussen de stroomdichtheid die in de weefsels wordt geïnduceerd en de magnetische inductie van het externe veld, V. Berekening van de stroomdichtheid

het wordt gecompliceerd door het feit dat het exacte pad ervan afhangt van de verdeling van de geleiding y in de weefsels van het lichaam.

Dus de specifieke geleiding van de hersenen wordt bepaald in = 0,2 cm / m, en de hartspier in = 0,25 cm / m. Als de straal van het hoofd 7,5 cm is en de straal van het hart 6 cm, dan is het product yR blijkt in beide gevallen hetzelfde te zijn. Daarom kan één weergave van de stroomdichtheid in de periferie van het hart en de hersenen worden gegeven.

Er is vastgesteld dat de magnetische inductie veilig voor de gezondheid ongeveer 0,4 mT is bij een frequentie van 50 of 60 Hz. In magnetische velden (van 3 tot 10 mTl, f = 10 - 60 Hz) wordt het optreden van lichte oscillaties waargenomen, vergelijkbaar met die optreden wanneer de oogbol wordt ingedrukt.

De stroomdichtheid die in het menselijk lichaam wordt geïnduceerd door een elektrisch veld met intensiteitswaarde E wordt als volgt berekend:

° Met verschillende k-coëfficiënten voor de hersen- en hartregio's.

De waarde van k =3-10-3 cm / Hzm.

Volgens Duitse wetenschappers is de veldsterkte waarbij de trilling van het haar wordt gevoeld door 5% van de geteste mannen 3 kV/m, en voor 50% van de geteste mannen 20 kV/m. Er is momenteel geen bewijs dat de gewaarwordingen veroorzaakt door de werking van het veld enig nadelig effect hebben. Met betrekking tot de relatie tussen stroomdichtheid en biologische invloed kunnen vier gebieden worden onderscheiden, weergegeven in de tabel.

J, μA / cm Waargenomen effecten 0,1 Nee 1,0 Flikkerende lichtcirkels in de ogen 10-50 Acute neuralgische symptomen vergelijkbaar met die veroorzaakt door een elektrische schok meer dan 100 Verhoogde kans op ventrikelfibrillatie, hartstilstand, langdurige spasmen van ademhalingsspieren, ernstige brandwonden

Het laatste gebied van de huidige dichtheidswaarde verwijst naar blootstellingstijden in de orde van één hartcyclus, d.w.z. ongeveer 1 s per persoon. Bij kortere belichtingen zijn de drempelwaarden hoger. Om de drempelwaarde van de veldsterkte te bepalen, zijn er fysiologische studies uitgevoerd bij mensen in laboratoriumomstandigheden met een sterkte van 10 tot 32 kV/m. Het bleek dat bij een spanning van 5 kV / m 80% van de mensen geen pijn voelt tijdens ontladingen bij het aanraken van geaarde objecten. Het is deze waarde die als maatstaf wordt geaccepteerd bij het werken in elektrische installaties zonder het gebruik van beschermende middelen.

De afhankelijkheid van de toegestane tijd van het verblijf van een persoon in een elektrisch veld met een intensiteit E groter dan de drempel wordt benaderd door de vergelijking

De prestaties van deze toestand zorgen voor zelfherstel van de fysiologische toestand van het lichaam gedurende de dag zonder restreacties en functionele of pathologische veranderingen.

Laten we kennis maken met de belangrijkste resultaten van onderzoek naar de biologische effecten van elektrische en magnetische velden, uitgevoerd door Sovjet- en buitenlandse wetenschappers.

Effecten van elektrische velden op personeel

Tijdens de studies werd een integrerende dosimeter bevestigd aan de bovenarm van elke werknemer.De gemiddelde dagelijkse blootstelling voor werknemers op hoogspanningslijnen bleek te variëren van 1,5 kV/(m-h) tot 24 kV/(m-h). In zeer zeldzame gevallen worden maximale waarden genoteerd. Uit de gegevens die uit het onderzoek zijn verkregen, kan worden geconcludeerd dat er geen waarneembaar verband bestaat tussen blootstelling in het veld en de algemene gezondheidstoestand van de mens.

Bovengrondse hoogspanningslijnen en kanker bij kinderen

In woongebouwen magnetisch veld kan worden gecreëerd door huishoudelijke elektrische apparatuur en bedrading, ondergrondse kabels buitenshuis en bovengrondse hoogspanningsleidingen. Studie- en controlelocaties werden op 25 m afstand naast de bovengrondse hoogspanningslijn geclusterd, waarbij de risicograad op meer dan 100 m van de lijn als eenheid werd genomen.

Deze resultaten ondersteunen niet de hypothese dat magnetische velden met een hoge frequentie het optreden van kanker bij kinderen beïnvloeden.

Elektrostatisch effect op menselijk en dierlijk haar

De studie werd uitgevoerd in verband met de hypothese dat de invloed van het veld gevoeld door het huidoppervlak wordt veroorzaakt door de werking van elektrostatische krachten op het haar. Als resultaat bleek dat de proefpersoon bij een veldsterkte van 50 kV / m jeuk voelde in verband met haartrillingen, die werden geregistreerd met speciale apparaten.

Elektrisch veldeffect op planten

De experimenten werden uitgevoerd in een speciale kamer in een onvervormd veld met een intensiteit van 0 tot 50 kV/m. Lichte schade aan bladweefsel werd gevonden bij blootstellingen van 20 tot 50 kV/m, afhankelijk van de plantconfiguratie en het initiële vochtgehalte. Weefselnecrose werd waargenomen in plantendelen met scherpe randen.Dikke planten met een glad afgerond oppervlak beschadigen niet bij een spanning van 50 kV/m. De schade is het gevolg van de kroon op de uitstekende delen van de plant. Bij de zwakste planten wordt de schade 1-2 uur na de blootstelling waargenomen. Belangrijk is dat bij tarwezaailingen met zeer scherpe uiteinden de kroon en schade al zichtbaar waren bij een relatief lage spanning van 20 kV/m. Dit is de laagste drempel voor beperkingen in studies.

Het meest waarschijnlijke mechanisme van schade aan plantenweefsel is thermisch. Weefselbeschadiging treedt op wanneer de veldsterkte hoog genoeg wordt om corona te veroorzaken, en een coronastroom met hoge dichtheid door de punt van het blad gaat.De warmte die in dit geval over de weerstand van het bladweefsel vrijkomt, resulteert in de dood van een smalle laag van cellen , die relatief snel water verliezen, uitdrogen en krimpen. Dit proces heeft echter een beperking en het percentage van het gedroogde oppervlak van de plant is klein.

Het effect van het elektrische veld op dieren

Het onderzoek is in twee richtingen uitgevoerd: onderzoek op het niveau van het biosysteem en onderzoek naar de drempels van de gedetecteerde invloeden. Bij kippen die in een veld met een spanning van 80 kV / m werden geplaatst, werden gewichtstoename, levensvatbaarheid en lage mortaliteit opgemerkt. Veldwaarnemingsdrempel werd gemeten op postduiven. Er is aangetoond dat duiven een mechanisme hebben voor het detecteren van elektrische velden met een lage intensiteit. Er werden geen genetische veranderingen waargenomen. Opgemerkt wordt dat dieren die in een elektrisch veld met hoge intensiteit leven, een mini-shock kunnen ervaren als gevolg van externe factoren, afhankelijk van de omstandigheden van het experiment, wat kan leiden tot enige angst en opwinding van de geteste.

Een aantal landen heeft regelgeving die limieten voor de veldsterkte op het gebied van bovengrondse transmissielijnen beperkt. In Spanje wordt een maximale spanning van 20 kV/m aanbevolen en in Duitsland wordt dezelfde waarde momenteel als de limiet beschouwd.

Het publieke bewustzijn van het effect van het elektromagnetische veld op levende organismen blijft groeien, en enige interesse en bezorgdheid over dit effect zal leiden tot verder relevant medisch onderzoek, vooral bij mensen die in de buurt van bovengrondse hoogspanningslijnen wonen.

Meer informatie over dit onderwerp:

VI Tsjechov "Milieuaspecten van elektriciteitstransmissie" (boek downloaden — Zip, DjVu)

Het boek geeft een algemene beschrijving van de milieu-impact van bovengrondse hoogspanningslijnen. De problemen van het berekenen van de maximale sterkte van het elektrische veld onder de wisselstroomlijn en methoden voor de reductie ervan, afwijzing van land onder de routelijn, de impact van het elektromagnetische veld op mensen, flora en fauna door het verschijnen van radio en akoestische ruis worden beschouwd. De kenmerken van de milieu-impact van gelijkstroomlijnen en extra hoogspanningskabellijnen worden beschouwd.

Zie ook over dit onderwerp: Bescherming van een persoon tegen blootstelling aan elektromagnetische straling