Điện từ trường từ đường dây điện trên không ảnh hưởng đến con người, động vật và thực vật như thế nào

Ảnh hưởng sinh học của điện trường và từ trường đối với cơ thể người và động vật đã được nghiên cứu rất nhiều. Các hiệu ứng quan sát được, nếu chúng xảy ra, vẫn chưa rõ ràng và khó xác định, vì vậy chủ đề này vẫn có liên quan.

Từ trường của hành tinh chúng ta có nguồn gốc kép - tự nhiên và nhân tạo. Từ trường tự nhiên hay còn gọi là bão từ bắt nguồn từ quyển từ của Trái Đất. Rối loạn từ trường do con người gây ra bao phủ một lãnh thổ nhỏ hơn so với tự nhiên, nhưng biểu hiện của chúng dữ dội hơn nhiều và do đó gây ra nhiều thiệt hại hữu hình hơn. Do hoạt động kỹ thuật, con người tạo ra trường điện từ nhân tạo mạnh hơn từ trường tự nhiên của Trái đất hàng trăm lần. Các nguồn bức xạ do con người tạo ra là: thiết bị phát sóng vô tuyến mạnh, xe điện, đường dây điện.

Dải tần số và bước sóng của một số nguồn bức xạ điện từ

Một trong những tác nhân gây bệnh mạnh nhất sóng điện từ - dòng điện tần số công nghiệp (50 Hz).Vì vậy, cường độ điện trường ngay dưới đường dây điện có thể đạt tới vài nghìn vôn trên một mét đất, mặc dù do đặc tính giảm điện áp từ đất nên ở khoảng cách 100 m so với đường dây, cường độ giảm mạnh đến vài chục vôn trên mét.

Các nghiên cứu về tác dụng sinh học của điện trường đã xác định rằng ngay cả ở cường độ 1 kV / m, nó có tác động xấu đến hệ thần kinh của con người, từ đó dẫn đến rối loạn bộ máy nội tiết và chuyển hóa trong cơ thể (đồng , kẽm, sắt và coban), làm gián đoạn các chức năng sinh lý: nhịp tim, huyết áp, hoạt động của não, quá trình trao đổi chất và hoạt động miễn dịch.

Từ năm 1972, các ấn phẩm đã xuất hiện trong đó xem xét tác động của điện trường đối với con người và động vật với cường độ trên 10 kV / m.

Cường độ từ trường tỷ lệ thuận với dòng điện và tỷ lệ nghịch với khoảng cách; cường độ điện trường tỉ lệ thuận với hiệu điện thế (điện tích) và tỉ lệ nghịch với khoảng cách. Các tham số của các trường này phụ thuộc vào loại điện áp, đặc điểm thiết kế và kích thước hình học của đường dây điện cao thế. Sự xuất hiện của một nguồn trường điện từ mạnh và mở rộng dẫn đến sự thay đổi các yếu tố tự nhiên hình thành nên hệ sinh thái. Điện trường và từ trường có thể tạo ra điện tích bề mặt và dòng điện trong cơ thể con người.

Các nghiên cứu cho thấy dòng điện tối đa trong cơ thể con người do điện trường gây ra cao hơn nhiều so với dòng điện do từ trường gây ra.Như vậy, tác hại của từ trường chỉ thể hiện ở cường độ khoảng 200 A/m, xảy ra ở khoảng cách 1-1,5 m so với dây pha và chỉ gây nguy hiểm cho nhân viên bảo trì khi làm việc dưới điện áp. Tình huống này có thể kết luận rằng không có tác dụng sinh học của từ trường tần số công nghiệp đối với người và động vật dưới đường dây điện. Do đó, điện trường của đường dây điện là yếu tố hiệu quả sinh học chính để truyền năng lượng mở rộng, có thể trở thành rào cản đối với sự di chuyển của nhiều loài động vật dưới nước và trên cạn.

Đường sức điện trường và từ trường tác dụng lên người đứng dưới đường dây điện xoay chiều trên cao

Dựa trên đặc điểm thiết kế của đường truyền tải điện (dây dẫn võng), ảnh hưởng lớn nhất của trường xảy ra ở giữa tiết diện, nơi điện áp cho các đường dây siêu cao áp và siêu cao áp ở độ cao của một người là 5 - 20 kV / m trở lên, tùy thuộc vào cấp điện áp và thiết kế đường dây.

Tại các giá đỡ, nơi mà chiều cao treo của các dây là lớn nhất và tác dụng che chắn của các giá đỡ ảnh hưởng thì cường độ trường là nhỏ nhất. Vì con người, động vật, phương tiện giao thông có thể ở dưới dây của đường dây điện, nên cần phải đánh giá các hậu quả có thể xảy ra khi các sinh vật sống lâu và ngắn hạn trong một điện trường có cường độ khác nhau.

Nhạy cảm nhất với điện trường là động vật có móng guốc và những người đi giày cách ly chúng với mặt đất. Móng guốc động vật cũng là chất cách nhiệt tốt.Trong trường hợp này, điện thế cảm ứng có thể đạt tới 10 kV và dòng điện xung qua cơ thể khi chạm vào vật được nối đất (nhánh bụi, ngọn cỏ) là 100-200 μA. Các xung điện như vậy an toàn cho cơ thể, nhưng sự khó chịu khiến động vật móng guốc tránh đường dây điện cao thế vào mùa hè.

Trong tác động của điện trường lên một người, dòng điện chạy qua cơ thể người đó đóng vai trò chủ đạo. Điều này được xác định bởi tính dẫn điện cao của cơ thể con người, nơi các cơ quan có máu và bạch huyết lưu thông trong đó chiếm ưu thế.

Hiện tại, các thí nghiệm trên động vật và người tình nguyện đã xác định rằng mật độ dòng điện có độ dẫn từ 0,1 μA / cm trở xuống không ảnh hưởng đến hoạt động của não, vì các dòng điện sinh học dạng xung, thường chảy trong não, vượt quá mật độ của dòng điện. dòng điện dẫn như vậy.

Ở mật độ hiện tại là 1 μA / cm, các vòng tròn ánh sáng nhấp nháy được quan sát thấy trong mắt một người, mật độ hiện tại cao hơn đã nắm bắt được các giá trị ngưỡng kích thích của các thụ thể cảm giác, cũng như các tế bào thần kinh và cơ, dẫn đến sợ hãi và phản ứng vận động không tự nguyện.

Trong trường hợp một người chạm vào các vật thể cách ly với mặt đất trong khu vực có cường độ điện trường đáng kể, mật độ dòng điện trong khu vực của tim phụ thuộc vào trạng thái của các điều kiện cơ bản (loại giày, điều kiện của đất, v.v.), nhưng nó đã có thể đạt đến các giá trị này.

Ở dòng điện cực đại tương ứng với Emax == 15 kV/m (6,225 mA), một phần dòng điện này chạy qua vùng đầu (khoảng 1/3), và diện tích đầu (khoảng 100 cm) thì mật độ dòng điện< 0,1 μA / cm, xác nhận khả năng chấp nhận cường độ được chấp nhận là 15 kV / m dưới dây dẫn đường dây trên không.

Đối với sức khoẻ con người, bài toán xác định mối quan hệ giữa mật độ dòng điện cảm ứng trong mô và cảm ứng từ của trường ngoài, V. Tính mật độ dòng điện

nó phức tạp bởi thực tế là đường đi chính xác của nó phụ thuộc vào sự phân bố độ dẫn điện y trong các mô của cơ thể.

Vậy độ dẫn điện riêng của não được xác định là = 0,2 cm / m, và của cơ tim là = 0,25 cm / m Nếu bán kính của đầu là 7,5 cm và bán kính của tim là 6 cm thì tích yR hóa ra giống nhau trong cả hai trường hợp. Do đó, có thể đưa ra một biểu diễn về mật độ dòng điện ở ngoại vi của tim và não.

Người ta đã xác định rằng cảm ứng từ an toàn cho sức khỏe là khoảng 0,4 mT ở tần số 50 hoặc 60 Hz. Trong từ trường (từ 3 đến 10 mTl, f = 10 — 60 Hz), người ta quan sát thấy sự xuất hiện của các dao động nhẹ, tương tự như dao động xảy ra khi nhãn cầu được ấn vào.

Mật độ dòng điện do điện trường có giá trị cường độ E gây ra trong cơ thể người được tính như sau:

° Với k hệ số khác nhau cho vùng não và tim.

Giá trị của k =3-10-3 cm/Hzm.

Theo các nhà khoa học Đức, cường độ trường mà 5% nam giới được thử nghiệm cảm nhận được sự rung động của tóc là 3 kV / m và đối với 50% nam giới được thử nghiệm là 20 kV / m. Hiện tại không có bằng chứng cho thấy những cảm giác gây ra bởi hoạt động của trường tạo ra bất kỳ tác động bất lợi nào. Về mối quan hệ giữa mật độ dòng điện và ảnh hưởng sinh học, có thể phân biệt bốn lĩnh vực, được trình bày trong bảng.

J, μA / cm Tác động quan sát được 0,1 Không 1,0 Vòng sáng nhấp nháy trong mắt 10-50 Các triệu chứng thần kinh cấp tính tương tự như do điện giật hơn 100 Tăng khả năng rung tâm thất, ngừng tim, co thắt cơ hô hấp kéo dài, bỏng nặng

Vùng thứ hai của giá trị mật độ hiện tại đề cập đến thời gian phơi nhiễm theo thứ tự của một chu kỳ tim, tức là khoảng 1 s mỗi người. Đối với phơi sáng ngắn hơn, các giá trị ngưỡng cao hơn. Để xác định giá trị ngưỡng của cường độ trường, các nghiên cứu sinh lý học đã được thực hiện trên người trong điều kiện phòng thí nghiệm ở cường độ từ 10 đến 32 kV / m. Người ta thấy rằng ở điện áp 5 kV / m, 80% người dân không cảm thấy đau khi phóng điện khi chạm vào các vật được nối đất. Giá trị này được coi là tiêu chuẩn khi làm việc trong các thiết bị điện mà không sử dụng các phương tiện bảo vệ.

Sự phụ thuộc của thời gian cho phép một người ở trong điện trường có cường độ E lớn hơn ngưỡng được tính gần đúng theo phương trình

Hiệu suất của trạng thái này đảm bảo khả năng tự phục hồi trạng thái sinh lý của cơ thể trong ngày mà không có phản ứng dư thừa và thay đổi chức năng hoặc bệnh lý.

Chúng ta hãy làm quen với các kết quả nghiên cứu chính về tác dụng sinh học của điện trường và từ trường do các nhà khoa học Liên Xô và nước ngoài thực hiện.

Ảnh hưởng của điện trường đối với con người

Trong quá trình nghiên cứu, một liều kế tích hợp được gắn vào cẳng tay của mỗi công nhân.Mức phơi nhiễm trung bình hàng ngày đối với công nhân trên đường dây điện cao thế nằm trong khoảng từ 1,5 kV/(m-h) đến 24 kV/(m-h). Giá trị tối đa được ghi nhận trong những trường hợp rất hiếm. Từ dữ liệu thu được từ nghiên cứu, có thể kết luận rằng không có mối quan hệ rõ ràng nào giữa phơi nhiễm tại hiện trường và tình trạng chung của sức khỏe con người.

Đường dây điện trên không và bệnh ung thư ở trẻ em

Trong khuôn viên nhà ở từ trường có thể được tạo ra bởi các thiết bị điện gia dụng và hệ thống dây điện, cáp ngầm ngoài trời và đường dây điện trên không. Các địa điểm nghiên cứu và kiểm soát được nhóm lại ở khoảng cách 25 m bên cạnh đường dây điện trên không, với mức độ rủi ro ở khoảng cách hơn 100 m so với đường dây được coi là thống nhất.

Những kết quả này không ủng hộ giả thuyết rằng từ trường tần số năng lượng ảnh hưởng đến sự xuất hiện của bệnh ung thư ở trẻ em.

Tác dụng tĩnh điện trên lông người và động vật

Nghiên cứu được thực hiện liên quan đến giả thuyết rằng ảnh hưởng của trường cảm nhận được trên bề mặt da là do tác động của lực tĩnh điện lên tóc. Kết quả là, ở cường độ trường 50 kV / m, đối tượng cảm thấy ngứa liên quan đến rung tóc, được ghi lại bằng các thiết bị đặc biệt.

Điện trường tác dụng lên thực vật

Các thí nghiệm được tiến hành trong một buồng đặc biệt trong trường không bị biến dạng với cường độ từ 0 đến 50 kV/m. Tổn thương nhẹ đối với mô lá được tìm thấy ở mức phơi nhiễm từ 20 đến 50 kV/m, tùy thuộc vào cấu hình của cây và độ ẩm ban đầu. Hoại tử mô được quan sát thấy ở các bộ phận của cây có cạnh sắc.Cây dày với bề mặt tròn nhẵn không bị hư hại ở điện áp 50 kV / m. Thiệt hại là kết quả của vương miện trên các bộ phận nhô ra của cây. Ở những cây yếu nhất, thiệt hại được quan sát 1-2 giờ sau khi tiếp xúc. Điều quan trọng là ở những cây lúa mì có đầu rất sắc, ngọn và hư hại dễ nhận thấy ở điện áp tương đối thấp 20 kV/m. Đây là ngưỡng suy giảm thấp nhất trong các nghiên cứu.

Cơ chế tổn thương mô thực vật có khả năng nhất là do nhiệt. Tổn thương mô xảy ra khi cường độ trường trở nên đủ cao để gây ra corona và dòng điện corona mật độ cao đi qua đầu lá. Nhiệt giải phóng trong trường hợp này qua điện trở của mô lá dẫn đến chết một lớp hẹp của các tế bào, mất nước tương đối nhanh, khô và co lại. Tuy nhiên, quá trình này có một hạn chế và tỷ lệ phần trăm bề mặt khô của cây là nhỏ.

Tác dụng của điện trường đối với động vật

Nghiên cứu được thực hiện theo hai hướng: nghiên cứu ở cấp độ hệ thống sinh học và nghiên cứu ngưỡng ảnh hưởng được phát hiện. Trong số những con gà được đặt trong trường có điện áp 80 kV / m, khả năng tăng cân, khả năng sống sót và tỷ lệ tử vong thấp đã được ghi nhận. Ngưỡng nhận thức trường được đo trên chim bồ câu dẫn đường. Chim bồ câu đã được chứng minh là có một số cơ chế phát hiện điện trường cường độ thấp. Không có thay đổi di truyền đã được quan sát. Cần lưu ý rằng động vật sống trong điện trường cường độ cao có thể bị sốc nhẹ do các yếu tố bên ngoài, tùy thuộc vào điều kiện của thí nghiệm, điều này có thể dẫn đến một số lo lắng và phấn khích của người được thử nghiệm.

Một số quốc gia có quy định giới hạn cường độ trường trong khu vực đường dây tải điện trên không. Điện áp tối đa 20 kV/m được khuyến nghị ở Tây Ban Nha và giá trị tương tự hiện được coi là giới hạn ở Đức.

Nhận thức của công chúng về ảnh hưởng của trường điện từ đối với các sinh vật sống tiếp tục phát triển, và một số mối quan tâm và lo ngại về hiệu ứng này sẽ dẫn đến việc tiếp tục nghiên cứu y học có liên quan, đặc biệt là ở những người sống gần đường dây điện trên cao.

Thông tin thêm về chủ đề này:

V.I. Chekhov "Các khía cạnh môi trường của truyền tải điện" (để tải xuống sách — Zip, DjVu)

Cuốn sách cung cấp một mô tả chung về tác động môi trường của đường dây điện trên không. Các vấn đề tính toán cường độ điện trường cực đại dưới đường dây xoay chiều và các phương pháp khử, loại bỏ đất dưới đường dây, tác động của trường điện từ đối với con người, động thực vật do xuất hiện tiếng ồn vô tuyến và âm thanh Được cân nhắc. Các đặc điểm về tác động môi trường của đường dây điện một chiều và đường dây cáp điện áp phụ được xem xét.

Xem thêm về chủ đề này: Bảo vệ con người khỏi tiếp xúc với bức xạ điện từ