كيف تؤثر الحقول الكهرومغناطيسية من خطوط الطاقة العلوية على البشر والحيوانات والنباتات
تمت دراسة التأثير البيولوجي للمجالات الكهربائية والمغناطيسية على الكائن الحي للإنسان والحيوان كثيرًا. الآثار المرصودة ، في حالة حدوثها ، لا تزال غير واضحة ويصعب تحديدها ، لذلك يظل هذا الموضوع مناسبًا.
المجالات المغناطيسية لكوكبنا لها أصل مزدوج - طبيعي وبشري. تنشأ المجالات المغناطيسية الطبيعية ، المسماة بالعواصف المغناطيسية ، في الغلاف المغناطيسي للأرض. تغطي الاضطرابات المغناطيسية البشرية المنشأ مساحة أصغر من الاضطرابات الطبيعية ، لكن مظاهرها تكون أكثر كثافة وبالتالي تسبب ضررًا ملموسًا أكثر. نتيجة للنشاط التقني ، يخلق الإنسان مجالات كهرومغناطيسية اصطناعية أقوى بمئات المرات من المجال المغناطيسي الطبيعي للأرض. مصادر الإشعاع البشري هي: أجهزة الإرسال الراديوي القوية ، المركبات المكهربة ، خطوط الكهرباء.
مدى التردد والأطوال الموجية لبعض مصادر الإشعاع الكهرومغناطيسي
واحدة من أقوى مسببات الأمراض موجات كهرومغناطيسية - تيارات التردد الصناعي (50 هرتز).لذلك يمكن أن تصل قوة المجال الكهربائي مباشرة أسفل خط الطاقة إلى عدة آلاف من الفولتات لكل متر من التربة ، على الرغم من أنه نظرًا لخاصية تقليل الجهد من التربة ، على مسافة 100 متر من الخط ، تنخفض الشدة بشكل حاد. إلى عدة عشرات فولت لكل متر.
أثبتت الدراسات التي أجريت على التأثير البيولوجي للمجال الكهربائي أنه حتى عند قوة 1 كيلو فولت / م ، فإن له تأثيرًا سلبيًا على الجهاز العصبي للإنسان ، مما يؤدي بدوره إلى تعطيل جهاز الغدد الصماء والتمثيل الغذائي في الجسم (النحاس والزنك والحديد والكوبالت) ، يعطل الوظائف الفسيولوجية: معدل ضربات القلب وضغط الدم ونشاط المخ وعمليات التمثيل الغذائي والنشاط المناعي.
منذ عام 1972 ، ظهرت منشورات تؤخذ في الاعتبار تأثير المجالات الكهربائية التي تزيد شدتها عن 10 كيلو فولت / م على البشر والحيوانات.
قوة المجال المغناطيسي يتناسب مع التيار ويتناسب عكسيا مع المسافة ؛ تتناسب شدة المجال الكهربائي مع الجهد (الشحنة) وتتناسب عكسياً مع المسافة. تعتمد معلمات هذه الحقول على فئة الجهد وميزات التصميم والأبعاد الهندسية لخط طاقة الجهد العالي. يؤدي ظهور مصدر قوي وممتد للحقل الكهرومغناطيسي إلى تغيير تلك العوامل الطبيعية التي شكلت النظام البيئي. يمكن للمجالات الكهربائية والمغناطيسية أن تحفز الشحنات السطحية والتيارات في جسم الإنسان.
تشير الدراسات إلى أن الحد الأقصى للتيار في جسم الإنسان الناجم عن مجال كهربائي أعلى بكثير من التيار الناتج عن المجال المغناطيسي.وبالتالي ، فإن التأثير الضار للمجال المغناطيسي يتجلى فقط عند قوته البالغة حوالي 200 أمبير / م ، والذي يحدث على مسافة 1-1.5 متر من أسلاك خط الطور وهو خطير فقط على أفراد الخدمة عند العمل تحت الجهد. جعل هذا الظرف من الممكن استنتاج أنه لا يوجد تأثير بيولوجي للمجالات المغناطيسية للتردد الصناعي على البشر والحيوانات تحت خطوط الكهرباء. وبالتالي ، فإن المجال الكهربائي لخطوط الطاقة هو العامل الحيوي الرئيسي المؤثر في نقل الطاقة الممتد ، والذي يمكن أن يصبح حاجزًا أمام حركة أنواع مختلفة من الحيوانات المائية والبرية.
خطوط الكهرباء للمجالات الكهربائية والمغناطيسية التي تؤثر على الشخص الذي يقف تحت خط طاقة التيار المتردد العلوي
بناءً على ميزات تصميم نقل الطاقة (تبلد الموصل) ، يحدث التأثير الأكبر للمجال في منتصف القسم ، حيث يكون الجهد لخطوط الجهد الفائق والعالي جدًا على ارتفاع الشخص من 5 إلى 20 كيلو فولت / م وأعلى ، اعتمادًا على فئة الجهد وتصميم الخط.
عند الدعامات ، حيث يكون ارتفاع تعليق الأسلاك هو الأكبر ويؤثر تأثير التدريع للدعامات ، تكون شدة المجال هي الأصغر. نظرًا لأن الأشخاص والحيوانات والنقل يمكن أن يكون تحت أسلاك خطوط الكهرباء ، يصبح من الضروري تقييم العواقب المحتملة للإقامة الطويلة والقصيرة الأجل للكائنات الحية في مجال كهربائي ذي قوة مختلفة.
الأكثر حساسية للحقول الكهربائية هي ذوات الحوافر والأشخاص الذين يرتدون أحذية تعزلهم عن الأرض. حوافر الحيوانات هي أيضًا عوازل جيدة.في هذه الحالة ، يمكن أن يصل الجهد المستحث إلى 10 كيلو فولت ، والنبض الحالي عبر الجسم عند لمس جسم مؤرض (فرع شجيرة ، نصل عشب) هو 100-200 ميكرو أمبير. هذه النبضات الحالية آمنة للجسم ، ولكن عدم الراحة يجعل ذوات الحوافر تتجنب خطوط الكهرباء ذات الجهد العالي في الصيف.
في عمل مجال كهربائي على شخص ما ، تلعب التيارات المتدفقة عبر جسده دورًا مهيمنًا. يتم تحديد ذلك من خلال الموصلية العالية لجسم الإنسان ، حيث تسود الأعضاء مع الدم واللمف المنتشر فيها.
في الوقت الحاضر ، أثبتت التجارب على الحيوانات والمتطوعين البشريين أن كثافة التيار مع التوصيلية 0.1 ميكرو أمبير / سم وأقل لا تؤثر على عمل الدماغ ، لأن التيارات الحيوية النبضية ، التي تتدفق عادة في الدماغ ، تتجاوز بشكل كبير كثافة مثل هذا التيار من الموصلية.
عند كثافة حالية تبلغ 1 ميكرومتر / سم ، يُلاحظ حدوث وميض لدوائر الضوء في عيون الشخص ، حيث تلتقط كثافات التيار الأعلى بالفعل القيم العتبة لتحفيز المستقبلات الحسية ، وكذلك الخلايا العصبية والعضلية ، مما يؤدي إلى الخوف وردود الفعل الحركية اللاإرادية.
في حالة لمس شخص أجسامًا معزولة عن الأرض في منطقة مجال كهربائي شديد الشدة ، فإن كثافة التيار في منطقة القلب تعتمد بشدة على حالة الظروف الأساسية (نوع الأحذية ، حالة التربة ، وما إلى ذلك) ، لكنها يمكن أن تصل بالفعل إلى هذه القيم.
عند الحد الأقصى للتيار المقابل لـ Emax == 15 kV / m (6.225 مللي أمبير) ، يتدفق جزء معين من هذا التيار عبر منطقة الرأس (حوالي 1/3) ، ومنطقة الرأس (حوالي 100 سم) ، كثافة التيار < 0.1 ميكرو أمبير / سم ، مما يؤكد مقبولية القوة المقبولة البالغة 15 كيلو فولت / م تحت موصلات الخط العلوي.
بالنسبة لصحة الإنسان ، تكمن المشكلة في تحديد العلاقة بين كثافة التيار المستحث في الأنسجة والحث المغناطيسي للمجال الخارجي ، V. حساب كثافة التيار
إنه معقد بسبب حقيقة أن مساره الدقيق يعتمد على توزيع التوصيل y في أنسجة الجسم.
لذلك يتم تحديد التوصيل النوعي للدماغ بـ = 0.2 سم / م ، وعضلة القلب = 0.25 سم / م. إذا كان نصف قطر الرأس 7.5 سم ، ونصف قطر القلب 6 سم ، فإن الناتج تبين أن yR هو نفسه في كلتا الحالتين. لذلك ، يمكن إعطاء تمثيل واحد للكثافة الحالية في محيط القلب والدماغ.
لقد تم تحديد أن الحث المغناطيسي الآمن للصحة يبلغ حوالي 0.4 طن متري بتردد 50 أو 60 هرتز. في المجالات المغناطيسية (من 3 إلى 10 ملي لتر ، f = 10-60 هرتز) ، لوحظ ظهور اهتزازات طفيفة ، مماثلة لتلك التي تحدث عند الضغط على مقلة العين.
يتم حساب كثافة التيار المستحث في جسم الإنسان بواسطة مجال كهربائي بقيمة شدة E على النحو التالي:
° مع معاملات k مختلفة لمناطق الدماغ والقلب.
قيمة k = 3-10-3 سم / هرتز.
وفقًا للعلماء الألمان ، تبلغ قوة المجال التي يشعر بها 5٪ من الرجال المختبرين اهتزازات الشعر 3 كيلو فولت / م ، و 20 كيلو فولت / م بالنسبة إلى 50٪ من الرجال الذين تم اختبارهم. لا يوجد حاليًا أي دليل على أن الأحاسيس الناتجة عن عمل المجال تخلق أي تأثير سلبي. فيما يتعلق بالعلاقة بين كثافة التيار والتأثير البيولوجي ، يمكن التمييز بين أربعة مجالات ، معروضة في الجدول.
J، μA / cm التأثيرات المرصودة 0.1 لا 1.0 دوائر ضوئية وميضة في العين 10-50 أعراض عصبية حادة مماثلة لتلك التي تسببها صدمة كهربائية أكثر من 100 زيادة احتمالية الإصابة بالرجفان البطيني والسكتة القلبية والتشنج المطول لعضلات الجهاز التنفسي والحروق الشديدة
تشير المنطقة الأخيرة من قيمة الكثافة الحالية إلى أوقات التعرض بترتيب دورة قلبية واحدة ، أي حوالي 1 ثانية لكل شخص. بالنسبة للتعرضات الأقصر ، تكون القيم الحدية أعلى. من أجل تحديد القيمة الحدية لشدة المجال ، أجريت دراسات فسيولوجية على الأشخاص في ظروف معملية بقوة تتراوح من 10 إلى 32 كيلو فولت / م. وجد أنه عند جهد 5 كيلو فولت / م ، لا يشعر 80٪ من الناس بالألم أثناء التفريغ عند لمس الأشياء المؤرضة. هذه هي القيمة التي يتم قبولها كمعيارية عند العمل في التركيبات الكهربائية دون استخدام وسائل الحماية.
تقترب المعادلة من اعتماد الوقت المسموح به لإقامة الشخص في مجال كهربائي بقوة E أكبر من العتبة
يضمن أداء هذه الحالة الاستعادة الذاتية للحالة الفسيولوجية للجسم خلال النهار دون تفاعلات متبقية وتغيرات وظيفية أو مرضية.
دعنا نتعرف على النتائج الرئيسية للبحث في الآثار البيولوجية للمجالات الكهربائية والمغناطيسية التي أجراها علماء سوفيت وأجانب.
تأثير المجالات الكهربائية على الأفراد
أثناء الدراسات ، تم إرفاق مقياس جرعات متكامل بالساعد العلوي لكل عامل.وجد أن متوسط التعرض اليومي للعمال على خطوط الجهد العالي يتراوح من 1.5 كيلو فولت / (متر-ساعة) إلى 24 كيلو فولت / (متر-ساعة). يتم ملاحظة القيم القصوى في حالات نادرة جدًا. من البيانات التي تم الحصول عليها من الدراسة ، يمكن استنتاج أنه لا توجد علاقة واضحة بين التعرض الميداني والحالة العامة لصحة الإنسان.
خطوط الكهرباء العلوية وسرطان الأطفال
في المباني السكنية حقل مغناطيسي يمكن إنشاؤها بواسطة المعدات الكهربائية المنزلية والأسلاك والكابلات الأرضية الخارجية وخطوط الطاقة العلوية. تم تجميع مواقع الدراسة والمراقبة على مسافات 25 مترًا بجوار خط الطاقة الهوائية ، مع درجة المخاطرة على مسافة تزيد عن 100 متر من الخط كوحدة واحدة.
هذه النتائج لا تدعم الفرضية القائلة بأن المجالات المغناطيسية لتردد الطاقة تؤثر على حدوث السرطان عند الأطفال.
تأثير الكهرباء الساكنة على شعر الإنسان والحيوان
أجريت الدراسة على أساس فرضية أن تأثير المجال الذي يشعر به سطح الجلد ناتج عن تأثير القوى الكهروستاتيكية على الشعر. نتيجة لذلك ، وجد أنه عند شدة مجال تبلغ 50 كيلو فولت / م ، شعر الشخص بحكة مرتبطة بذبذبات الشعر ، والتي تم تسجيلها بأجهزة خاصة.
تأثير المجال الكهربائي على النباتات
أجريت التجارب في غرفة خاصة في مجال غير مشوه بكثافة من 0 إلى 50 كيلو فولت / م. تم العثور على تلف طفيف في أنسجة الأوراق عند التعرضات من 20 إلى 50 كيلو فولت / م ، اعتمادًا على تكوين النبات ومحتوى الرطوبة الأولي. لوحظ نخر الأنسجة في أجزاء النبات ذات الحواف الحادة.لا تتضرر النباتات السميكة ذات السطح المستدير الأملس بجهد 50 كيلو فولت / م. الضرر ناتج عن التاج على الأجزاء البارزة من النبات. في أضعف النباتات ، لوحظ الضرر بعد 1-2 ساعة من التعرض. الأهم من ذلك ، في شتلات القمح ذات الأطراف الحادة للغاية ، كان التاج والأضرار ملحوظة عند جهد منخفض نسبيًا قدره 20 كيلو فولت / م. هذا هو الحد الأدنى لضعف في الدراسات.
الآلية الأكثر احتمالا لتلف الأنسجة النباتية هي الآلية الحرارية. يحدث تلف الأنسجة عندما تصبح شدة المجال عالية بما يكفي للتسبب في هالة ، ويمر تيار هالة عالي الكثافة عبر طرف الورقة. تؤدي الحرارة المنبعثة في هذه الحالة عبر مقاومة أنسجة الورقة إلى موت طبقة ضيقة من الخلايا ، التي تفقد الماء بسرعة نسبيًا ، تجف وتتقلص. ومع ذلك ، فإن هذه العملية لها حدود والنسبة المئوية لسطح النبات المجفف صغيرة.
تأثير المجال الكهربائي على الحيوانات
تم إجراء البحث في اتجاهين: البحث على مستوى النظام الحيوي والبحث عن عتبات التأثيرات المكتشفة. من بين الدجاج الذي تم وضعه في حقل بجهد 80 كيلو فولت / م ، لوحظ زيادة الوزن ، والحيوية ، وانخفاض معدل النفوق. تم قياس عتبة الإدراك الحقلية على الحمام الزاجل. لقد ثبت أن الحمام لديه آلية ما للكشف عن المجالات الكهربائية منخفضة الكثافة. لم يلاحظ أي تغيرات جينية. يُلاحظ أن الحيوانات التي تعيش في مجال كهربائي عالي الكثافة يمكن أن تتعرض لصدمة صغيرة بسبب عوامل خارجية ، اعتمادًا على ظروف التجربة ، مما قد يؤدي إلى بعض القلق والإثارة للاختبار.
يوجد لدى عدد من البلدان لوائح تحد من حدود شدة المجال في منطقة خطوط النقل الهوائية. يوصى باستخدام جهد كهربي أقصى يبلغ 20 كيلو فولت / متر في إسبانيا ، وتعتبر نفس القيمة حاليًا هي الحد الأقصى في ألمانيا.
يستمر الوعي العام بتأثير المجال الكهرومغناطيسي على الكائنات الحية في النمو ، وسيؤدي بعض الاهتمام والقلق بشأن هذا التأثير إلى استمرار البحث الطبي ذي الصلة ، خاصة في الأشخاص الذين يعيشون بالقرب من خطوط الطاقة الكهربائية العلوية.
مزيد من المعلومات حول هذا الموضوع:
V.I. Chekhov "الجوانب البيئية لنقل الكهرباء" (لتحميل الكتاب - Zip، DjVu)
يقدم الكتاب وصفًا عامًا للتأثير البيئي لخطوط الطاقة الكهربائية العلوية. قضايا حساب القوة القصوى للمجال الكهربائي تحت خط التيار المتردد وطرق تقليله ، ورفض الأراضي الواقعة تحت خط المسار ، وتأثير المجال الكهرومغناطيسي على الناس والنباتات والحيوانات من ظهور الراديو والضوضاء الصوتية مأخوذة في عين الأعتبار. يتم النظر في ميزات التأثير البيئي لخطوط التيار المباشر وخطوط الكابلات ذات الجهد العالي.
راجع أيضًا حول هذا الموضوع: حماية الإنسان من التعرض للإشعاع الكهرومغناطيسي