Влияние высокого напряжения на растения. Как влияют электромагнитные поля воздушных линий электропередачи на людей, животных и растения (стр. 1 из 2)

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

Как влияют электромагнитные поля воздушных линий электропередачи на людей, животных и растения. Влияние высокого напряжения на растения


Влияние ЛЭП на растения, животных и людей.

Влияние ЛЭП на растения, животных и людей.

 

Влияние ЛЭП на людей, растения и животных изучаются, начиная с 1972 г. Ни для кого не секрет, что человек обладает высокой электропроводимостью, как и любой другой живой организм. Существует два типа магнитного поля, антропогенное (созданное человеком) и естественное (магнитные бури, происходящие в магнитосфере планеты). При изучении обоих видов полей было доказано, что, несмотря на меньший обхват территории, антропогенные магнитные поля имеют интенсивность и воздействие в сотни, а то и в тысячи раз больше, чем естественные. Основными источниками антропогенного излучения, несомненно, являются линии электропередач,  мощные радиопередатчики и электрифицированный транспорт.

Изучение электрических полей, возникающих рядом с  линиями электропередач, показали, что они достигают величины напряжённости в тысячи вольт  на 1 м. Но эта величина уменьшается при  удалении от линии (на расстоянии всего 100 м снижается до нескольких десятков вольт на метр).

Поля, имеющие напряжённость 1 кВ/м, негативно воздействуют на организм человека. Последствиями такого воздействия могут оказаться нарушения обмена веществ,  эндокринного аппарата.

Вас интересует, какое из полей воздействует сильнее?

Вывод ученых категоричен — электрическое поле оказывает более сильное воздействие. По мнению ученых промышленные частоты не оказывают биологического воздействия, на находящихся вблизи ЛЭП или их опор, поскольку о негативном влиянии магнитного поля можно говорить только при напряжённости более 200 А/м. Такая напряженность возможна только при выполнении работ персонала под напряжением и ближе 1,5 м к линии фазы.

Как электрическое поле воздействует на человека

При проведении физиологических исследований на добровольцах выяснили, что 80% испытуемых не испытывали неприятных ощущений, касаясь заземлённых предметов с напряжённостью 5 кВ/м. Таким образом эта величина и стала нормой для работы в электроустановках без использования дополнительных защитных средств. Важно учитывать еще один параметр, это продолжительность нахождения в электромагнитном поле. При соблюдении мер безопасности, организм затратит не более 24 часов на восстановление без каких-либо последствий. 

Основные результаты исследований.

Исследовалось электрического поля с точки зрения его влияния и  на сам персонал. Для проведения замеров прикрепляли интегрирующий дозиметр к предплечью работника. В итоге, дневная экспозиция на высоковольтных линиях — от 1,5 кВ/(м-ч) до 24 кВ/(м-ч). При проведении опытов взаимосвязь нахождения в поле линии электропередач  и состоянием здоровья подопытных не наблюдалась.

При изучении влияния воздушной ЛЭП на возможность образования раковых клеток было обнаружено, что поля создают не только сами линии, но и подземные кабели, бытовые приборы и электропроводка. Провели сравнение двух групп. Одна из групп находилась на расстоянии 20 м от линии ЛЭП, и результаты опыта сравнивались с контрольной группой. Таким образом, было доказано, что ЛЭП не влияет на появление раковых клеток.

При изучении влияния электромагнитного поля на растения было доказано, что повреждение ткани живого организма может происходить под тепловым влиянием. Оно возникает при воздействии поля напряженностью 20-50 кВ/м. Неблагоприятное действие наблюдалось на растения с острыми листьями, а на толстой и закругленной поверхности листьев растений при 50 кВ/м воздействия совершенно не было заметно.

Некоторые страны уже приняли предельное нормативное значение напряжённости поля величиной 20 кВ/м.

www.cabel-info.ru

Как влияют электромагнитные поля воздушных линий электропередачи на людей, животных и растения

Биологическое влияние электрических и магнитных полей на организм людей и животных достаточно много исследовалось. Наблюдаемые при этом эффекты, если они и возникают, до сих пор не ясны и трудно поддаются определению, поэтому эта тема остается по-прежнему актуальной.

Магнитные поля на нашей планете имеют двоякое происхождение - естественное и антропогенное. Естественные магнитные поля, так называемые магнитные бури, зарождаются в магнитосфере Земли. Антропогенные магнитные возмущения охватывают меньшую территорию, чем природные, зато их проявление значительно интенсивнее, а следовательно, приносит и более ощутимый ущерб. В результате технической деятельности человек создает искусственные электромагнитные поля, которые в сотни раз сильнее естественного магнитного поля Земли. Источниками антропогенных излучений являются: мощные радиопередающие устройства, электрифицированные транспортные средства, линии электропередачи.

 

Частотный диапазон и длины волн некоторых источников электромагнитного излучения

Один из наиболее сильных возбудителей электромагнитных волн — токи промышленной частоты (50 Гц). Так, напряженность электрического поля непосредственно под линией электропередачи может достигать нескольких тысяч вольт на метр почвы, хотя из-за свойства снижения напряженности почвой уже при удалении от линии на 100 м напряженность резко падает до нескольких десятков вольт на метр.

Исследования биологического воздействия электрического поля обнаружили, что уже при напряженности 1 кВ/м оно оказывает неблагоприятное влияние на нервную систему человека, что в свою очередь ведет к нарушениям эндокринного аппарата и обмена веществ в организме (меди, цинка, железа и кобальта), нарушает физиологические функции: ритм сердечных сокращений, уровень кровяного давления, активность мозга, ход обменных процессов и иммунную активность.

 

Начиная с 1972 г. появились публикации, в которых рассматривалось влияние на людей и животных электрических полей с величинами напряженности более 10 кВ/м.

Напряженность магнитного поля пропорциональна току и обратно пропорциональна расстоянию; напряженность электрического поля пропорциональна напряжению (заряду) и обратно пропорциональна расстоянию. Параметры этих полей зависят от класса напряжения, конструктивных особенностей и геометрических размеров высоковольтной ЛЭП. Появление мощного и протяженного источника электромагнитного поля приводит к изменению тех естественных факторов, при которых сформировалась экосистема. Электрические и магнитные поля могут индуцировать поверхностные заряды и токи в теле человека.

Исследования показали, что максимальный ток в теле человека, индуцированный электрическим полем, намного выше, чем ток, вызванный магнитным полем. Так, вредное воздействие магнитного поля проявляется лишь при его напряженности около 200 А/м, что бывает на расстоянии 1—1,5 м от проводов фазы линии и опасно только для обслуживающего персонала при работах под напряжением. Это обстоятельство позволило сделать вывод об отсутствии биологического влияния магнитных полей промышленной частоты на людей и животных, находящихся под ЛЭП Таким образом, электрическое поле ЛЭП является главным биологически действенным фактором протяженной электропередачи, который может оказаться барьером на пути миграции движения разных видов водной и сухопутной фауны.

 

Силовые линии электрического и магнитного полей воздействующих на человека, стоящего под воздушной линией электропередачи переменного тока

Исходя из конструктивных особенностей электропередачи (провисания провода) наибольшее влияние поля проявляется в середине пролета, где напряженность для линий сверх - и ультравысокого напряжения на уровне роста человека составляет 5 - 20 кВ/м и выше в зависимости от класса напряжения и конструкции линии.

У опор, где высота подвеса проводов наибольшая и сказывается экранирующее влияние опор, напряженность поля наименьшая. Так как под проводами ЛЭП могут находиться люди, животные, транспорт, то возникает необходимость оценки возможных последствий длительного и кратковременного пребывания живых существ в электрическом поле различной напряженности.

Наиболее чувствительны к электрическим полям копытные животные и человек в обуви, изолирующей его от земли. Копыто животных также является хорошим изолятором. Наведенный потенциал в этом случае может достигать 10 кВ, а импульс тока через организм при касании к заземленному предмету (ветке куста, травинке) 100 - 200 мкА. Такие импульсы тока безопасны для организма, но неприятные ощущения заставляют копытных животных избегать трассы высоковольтных ЛЭП в летнее время.

В действии электрического поля на человека доминирующую роль играют протекающие через его тело токи. Это определяется высокой проводимостью тела человека, где преобладают органы с циркулирующей в них кровью и лимфой.

В настоящее время экспериментами на животных и людях-добровольцах установлено, что плотность тока проводимостью 0,1 мкА/см и ниже не влияет на работу мозга, так как импульсные биотоки, обычно протекающие в мозгу, существенно превышают плотность такого тока проводимости.

При плотностью тока проводимостью 1 мкА/см в глазах человека наблюдается мелькание световых кругов, более высокие плотности токов уже захватывают пороговые значения стимуляции сенсорных рецепторов, а также нервных и мышечных клеток, что ведет к появлению испуга, непроизвольным двигательным реакциям.

В случае касания человека к изолированным от земли объектам в зоне электрического поля значительной интенсивности, плотность тока в зоне сердца сильно зависит от состояния «подстилающих» условий (вида обуви, состояния почвы и т. д.), но уже может достигать этих величин.

При максимальном токе, соответствующем Еmах == 15 кВ/м (6,225 мА), известной доле этого тока, втекающего через область головы (около 1/3), и площади головы (около 100 см ) плотность тока<0,1 мкА/см, что и подтверждает допустимость принятой напряженности 15 кВ/м под проводами воздушной линии.

Для здоровья человека проблема состоит в определении связи между плотностью тока, наведенного в тканях, и магнитной индукцией внешнего поля, В. Вычисление плотности тока

 

осложняется тем, что его точный путь зависит от распределения проводимости у в тканях тела.

Так, удельную проводимость мозга определяют у=0,2 см/м, а сердечной мышцы у=0,25 см/м. Если принять радиус головы 7,5 см, а сердца 6 см, то произведение yR получается одинаковым в обоих случаях. Поэтому можно давать одно представление для плотности тока на периферии сердца и мозга.

Определено, что безопасная для здоровья магнитная индукция составляет около 0,4 мТл при частоте 50 или 60 Гц. В магнитных полях (от 3 до 10 мТл, f =10 - 60 Гц) наблюдалось возникновение световых мерцаний, аналогичных тем, которые возникают при надавливании на глазное яблоко.

Плотность тока, индуцированного в теле человека электрическим полем с величиной напряженности Е, вычисляется таким образом:

 

c различными коэффициентами к для области мозга и сердца.

Значение к=3-10-3 см/Гцм.

По данным немецких ученых напряженность поля, при которой вибрацию волос ощущают 5% испытуемых мужчин, составляет 3 кВ/м и для 50% мужчин, подвергшихся испытаниям, она равна 20 кВ/м. В настоящее время отсутствуют данные о том, что ощущения, вызванные действием поля, создают какое-либо неблагоприятное влияние. Что касается связи плотности тока с биологическим влиянием, то можно выделить четыре области, представленные в таблице.

J, мкА/см

Наблюдаемые эффекты

0,1

Нет

1,0

Мелькание световых кругов в глазах

10-50

Острые невралгические симптомы подобные тем, которые вызываются электрическим током

более 100

Возрастает вероятность фибрилляции желудочка сердца, остановка сердечной деятельности, длительный спазм дыхательных мышц, серьезные ожоги

Последняя область значения плотности тока относится к временам воздействия порядка одного сердечного цикла, т. е. приблизительно 1 с для человека Для более коротких экспозиций пороговые значения выше. Для определения порогового значения напряженности поля были выполнены физиологические исследования на людях в лабораторных условиях при напряженности от 10 до 32 кВ/м. Установлено, что при напряженности 5 кВ/м 80% людей не испытывают болевых ощущений при разрядах в случае касания заземленных предметов. Именно эта величина была принята в качестве нормативной при работах в электроустановках без применения средств защиты.

Зависимость допустимого времени пребывания человека в электрическом поле с напряженностью Е более порогового аппроксимируется уравнением

 

Выполнение этого условия обеспечивает самовосстановление физиологического состояния организма в течение суток без остаточных реакций и функциональных или патологических изменений.

Ознакомимся с основными результатами исследований биологических влияний электрических и магнитных полей, проведенных советскими и зарубежными учеными.

Влияние электрических полей на персонал

Во время исследований на верхней части предплечья каждого рабочего закрепляли интегрирующий дозиметр. Установлено, что у рабочих на высоковольтных линиях среднее значение дневной экспозиции составило от 1,5 кВ/(м-ч) до 24 кВ/(м-ч). Максимальные значения отмечены в очень редких случаях. Из полученных данных исследования можно сделать вывод об отсутствии заметной взаимосвязи между экспозицией в полях и общим состоянием здоровья людей.

Электростатическое влияние на волосяной покров человека и животных

Исследования проводились в связи с гипотезой о том, что влияние поля, ощущаемое поверхностью кожи, вызвано действием электростатических сил на волосы. В результате получено, что при напряженности поля в 50 кВ/м испытуемый ощущал зуд, связанный с вибрацией волос, что зарегистрировано специальными приборами.

Влияние электрического поля на растения

Опыты проводились в специальной камере в неискаженном поле с напряженностью от 0 до 50 кВ/м. Было выявлено небольшое повреждение ткани листьев при экспозиции от 20 до 50 кВ/м, зависящее от конфигурации растения и первоначального содержания влаги в нем. Омертвление ткани наблюдалось в частях растений с острыми краями. Толстые, с гладкой закругленной поверхностью растения не повреждались при напряженности 50 кВ/м. Повреждения являются следствием короны на выступающих частях растений. У наиболее слабых растений повреждения наблюдались уже через 1 - 2 ч после экспозиции. Важно, что у сеянцев пшеницы, имеющих очень острые концы, корона и повреждения были заметны при сравнительно низкой напряженности, равной 20 кВ/м. Это был самый низкий порог появления повреждений в исследованиях.

Наиболее вероятный механизм повреждения ткани растений - тепловой. Поражение ткани появляется тогда, когда напряженность поля становится достаточно высокой, чтобы вызвать коронирование, и через кончик листка течет ток короны высокой плотности. Тепло, выделяемое при этом на сопротивлении ткани листа, приводит к гибели узкого слоя клеток, которые сравнительно быстро теряют воду, высыхают и сжимаются. Однако этот процесс имеет предел и процент высохшей поверхности растения невелик.

Влияние электрического поля на животных

Исследования проводились по двум направлениям: изучение на уровне биосистемы и изучение порогов обнаруженных влияний. Среди цыплят, помещенных в поле с напряженностью 80 кВ/м, отмечалась прибавка массы, жизнеспособность, низкая смертность. Порог восприятия поля измерялся на домашних голубях. Было показано, что голуби обладают каким-то механизмом для обнаружения электрических полей малой напряженности. Генетических изменений не наблюдалось. Отмечено, что животные, пребывающие в электрическом поле большой напряженности, могут испытывать мини-шок из-за посторонних факторов, зависящих от условий эксперимента, которые могут привести к некоторому беспокойству и возбуждению испытываемых.

В ряде стран имеются нормативные документы, ограничивающие предельные значения напряженности поля в зоне трасс воздушных ЛЭП. Максимальная напряженность 20 кВ/м была рекомендована в Испании, и такое же значение рассматривается в настоящее время как предельное в Германии.

Общественная осведомленность о влиянии электромагнитного поля на живые организмы продолжает расти, и некоторый интерес и беспокойство в связи с этим влиянием будут приводить к продолжению соответствующих медицинских исследований, особенно на людях, проживающих вблизи воздушных линий электропередачи.

ural-impuls.ru

Как влияют электромагнитные поля воздушных линий электропередачи на людей, животных и растения

Разместить публикацию Мои публикации Написать 8 февраля 2012 в 10:00

Биологическое влияние электрических и магнитных полей на организм людей и животных достаточно много исследовалось. Наблюдаемые при этом эффекты, если они и возникают, до сих пор не ясны и трудно поддаются определению, поэтому эта тема остается по-прежнему актуальной.

Магнитные поля на нашей планете имеют двоякое происхождение - естественное и антропогенное. Естественные магнитные поля, так называемые магнитные бури, зарождаются в магнитосфере Земли. Антропогенные магнитные возмущения охватывают меньшую территорию, чем природные, зато их проявление значительно интенсивнее, а следовательно, приносит и более ощутимый ущерб. В результате технической деятельности человек создает искусственные электромагнитные поля, которые в сотни раз сильнее естественного магнитного поля Земли. Источниками антропогенных излучений являются: мощные радиопередающие устройства, электрифицированные транспортные средства, линии электропередачи.

 

Один из наиболее сильных возбудителей электромагнитных волн — токи промышленной частоты (50 Гц). Так, напряженность электрического поля непосредственно под линией электропередачи может достигать нескольких тысяч вольт на метр почвы, хотя из-за свойства снижения напряженности почвой уже при удалении от линии на 100 м напряженность резко падает до нескольких десятков вольт на метр.

Исследования биологического воздействия электрического поля обнаружили, что уже при напряженности 1 кВ/м оно оказывает неблагоприятное влияние на нервную систему человека, что в свою очередь ведет к нарушениям эндокринного аппарата и обмена веществ в организме (меди, цинка, железа и кобальта), нарушает физиологические функции: ритм сердечных сокращений, уровень кровяного давления, активность мозга, ход обменных процессов и иммунную активность.

 

Напряженность магнитного поля пропорциональна току и обратно пропорциональна расстоянию; напряженность электрического поля пропорциональна напряжению (заряду) и обратно пропорциональна расстоянию. Параметры этих полей зависят от класса напряжения, конструктивных особенностей и геометрических размеров высоковольтной ЛЭП. Появление мощного и протяженного источника электромагнитного поля приводит к изменению тех естественных факторов, при которых сформировалась экосистема. Электрические и магнитные поля могут индуцировать поверхностные заряды и токи в теле человека.

Исследования показали, что максимальный ток в теле человека, индуцированный электрическим полем, намного выше, чем ток, вызванный магнитным полем. Так, вредное воздействие магнитного поля проявляется лишь при его напряженности около 200 А/м, что бывает на расстоянии 1—1,5 м от проводов фазы линии и опасно только для обслуживающего персонала при работах под напряжением. Это обстоятельство позволило сделать вывод об отсутствии биологического влияния магнитных полей промышленной частоты на людей и животных, находящихся под ЛЭП Таким образом, электрическое поле ЛЭП является главным биологически действенным фактором протяженной электропередачи, который может оказаться барьером на пути миграции движения разных видов водной и сухопутной фауны.

 

Исходя из конструктивных особенностей электропередачи (провисания провода) наибольшее влияние поля проявляется в середине пролета, где напряженность для линий сверх - и ультравысокого напряжения на уровне роста человека составляет 5 - 20 кВ/м и выше в зависимости от класса напряжения и конструкции линии.

У опор, где высота подвеса проводов наибольшая и сказывается экранирующее влияние опор, напряженность поля наименьшая. Так как под проводами ЛЭП могут находиться люди, животные, транспорт, то возникает необходимость оценки возможных последствий длительного и кратковременного пребывания живых существ в электрическом поле различной напряженности.

Наиболее чувствительны к электрическим полям копытные животные и человек в обуви, изолирующей его от земли. Копыто животных также является хорошим изолятором. Наведенный потенциал в этом случае может достигать 10 кВ, а импульс тока через организм при касании к заземленному предмету (ветке куста, травинке) 100 - 200 мкА. Такие импульсы тока безопасны для организма, но неприятные ощущения заставляют копытных животных избегать трассы высоковольтных ЛЭП в летнее время.

В действии электрического поля на человека доминирующую роль играют протекающие через его тело токи. Это определяется высокой проводимостью тела человека, где преобладают органы с циркулирующей в них кровью и лимфой.

В настоящее время экспериментами на животных и людях-добровольцах установлено, что плотность тока проводимостью 0,1 мкА/см и ниже не влияет на работу мозга, так как импульсные биотоки, обычно протекающие в мозгу, существенно превышают плотность такого тока проводимости.

При плотностью тока проводимостью 1 мкА/см в глазах человека наблюдается мелькание световых кругов, более высокие плотности токов уже захватывают пороговые значения стимуляции сенсорных рецепторов, а также нервных и мышечных клеток, что ведет к появлению испуга, непроизвольным двигательным реакциям.

В случае касания человека к изолированным от земли объектам в зоне электрического поля значительной интенсивности, плотность тока в зоне сердца сильно зависит от состояния «подстилающих» условий (вида обуви, состояния почвы и т. д.), но уже может достигать этих величин.

При максимальном токе, соответствующем Еmах == 15 кВ/м (6,225 мА), известной доле этого тока, втекающего через область головы (около 1/3), и площади головы (около 100 см ) плотность тока<0,1 мкА/см, что и подтверждает допустимость принятой напряженности 15 кВ/м под проводами воздушной линии.

Для здоровья человека проблема состоит в определении связи между плотностью тока, наведенного в тканях, и магнитной индукцией внешнего поля, В. Вычисление плотности тока

осложняется тем, что его точный путь зависит от распределения проводимости у в тканях тела.

Так, удельную проводимость мозга определяют у=0,2 см/м, а сердечной мышцы у=0,25 см/м. Если принять радиус головы 7,5 см, а сердца 6 см, то произведение yR получается одинаковым в обоих случаях. Поэтому можно давать одно представление для плотности тока на периферии сердца и мозга.

Определено, что безопасная для здоровья магнитная индукция составляет около 0,4 мТл при частоте 50 или 60 Гц. В магнитных полях (от 3 до 10 мТл, f =10 - 60 Гц) наблюдалось возникновение световых мерцаний, аналогичных тем, которые возникают при надавливании на глазное яблоко.

Плотность тока, индуцированного в теле человека электрическим полем с величиной напряженности Е, вычисляется таким образом:

 

c различными коэффициентами к для области мозга и сердца.

Значение к=3-10-3 см/Гцм.

По данным немецких ученых напряженность поля, при которой вибрацию волос ощущают 5% испытуемых мужчин, составляет 3 кВ/м и для 50% мужчин, подвергшихся испытаниям, она равна 20 кВ/м. В настоящее время отсутствуют данные о том, что ощущения, вызванные действием поля, создают какое-либо неблагоприятное влияние. Что касается связи плотности тока с биологическим влиянием, то можно выделить четыре области, представленные в таблице.

J, мкА/см Наблюдаемые эффекты
0,1 Нет
1,0 Мелькание световых кругов в глазах
10-50 Острые невралгические симптомы подобные тем, которые вызываются электрическим током
более 100 Возрастает вероятность фибрилляции желудочка сердца, остановка сердечной деятельности, длительный спазм дыхательных мышц, серьезные ожоги

Последняя область значения плотности тока относится к временам воздействия порядка одного сердечного цикла, т. е. приблизительно 1 с для человека Для более коротких экспозиций пороговые значения выше. Для определения порогового значения напряженности поля были выполнены физиологические исследования на людях в лабораторных условиях при напряженности от 10 до 32 кВ/м. Установлено, что при напряженности 5 кВ/м 80% людей не испытывают болевых ощущений при разрядах в случае касания заземленных предметов. Именно эта величина была принята в качестве нормативной при работах в электроустановках без применения средств защиты.

Зависимость допустимого времени пребывания человека в электрическом поле с напряженностью Е более порогового аппроксимируется уравнением

 

Выполнение этого условия обеспечивает самовосстановление физиологического состояния организма в течение суток без остаточных реакций и функциональных или патологических изменений.

Ознакомимся с основными результатами исследований биологических влияний электрических и магнитных полей, проведенных советскими и зарубежными учеными.

Влияние электрических полей на персонал

Во время исследований на верхней части предплечья каждого рабочего закрепляли интегрирующий дозиметр. Установлено, что у рабочих на высоковольтных линиях среднее значение дневной экспозиции составило от 1,5 кВ/(м-ч) до 24 кВ/(м-ч). Максимальные значения отмечены в очень редких случаях. Из полученных данных исследования можно сделать вывод об отсутствии заметной взаимосвязи между экспозицией в полях и общим состоянием здоровья людей.

Воздушные ЛЭП и рак у детей

В жилых помещениях магнитное поле может создаваться бытовым электрооборудованием и электропроводкой, внешними подземными кабелями, а также воздушными ЛЭП. Исследуемые и контрольные объекты группировали в интервалах 25 м до воздушной ЛЭП, причем степень риска на расстоянии более 100 м от линии была принята за единицу.

Полученные результаты не подтверждают гипотезы о том, что магнитные поля промышленной частоты влияют на возникновения рака у детей.

 

Электростатическое влияние на волосяной покров человека и животных

Исследования проводились в связи с гипотезой о том, что влияние поля, ощущаемое поверхностью кожи, вызвано действием электростатических сил на волосы. В результате получено, что при напряженности поля в 50 кВ/м испытуемый ощущал зуд, связанный с вибрацией волос, что зарегистрировано специальными приборами.

Влияние электрического поля на растения

Опыты проводились в специальной камере в неискаженном поле с напряженностью от 0 до 50 кВ/м. Было выявлено небольшое повреждение ткани листьев при экспозиции от 20 до 50 кВ/м, зависящее от конфигурации растения и первоначального содержания влаги в нем. Омертвление ткани наблюдалось в частях растений с острыми краями. Толстые, с гладкой закругленной поверхностью растения не повреждались при напряженности 50 кВ/м. Повреждения являются следствием короны на выступающих частях растений. У наиболее слабых растений повреждения наблюдались уже через 1 - 2 ч после экспозиции. Важно, что у сеянцев пшеницы, имеющих очень острые концы, корона и повреждения были заметны при сравнительно низкой напряженности, равной 20 кВ/м. Это был самый низкий порог появления повреждений в исследованиях.

Наиболее вероятный механизм повреждения ткани растений - тепловой. Поражение ткани появляется тогда, когда напряженность поля становится достаточно высокой, чтобы вызвать коронирование, и через кончик листка течет ток короны высокой плотности. Тепло, выделяемое при этом на сопротивлении ткани листа, приводит к гибели узкого слоя клеток, которые сравнительно быстро теряют воду, высыхают и сжимаются. Однако этот процесс имеет предел и процент высохшей поверхности растения невелик.

Влияние электрического поля на животных

Исследования проводились по двум направлениям: изучение на уровне биосистемы и изучение порогов обнаруженных влияний. Среди цыплят, помещенных в поле с напряженностью 80 кВ/м, отмечалась прибавка массы, жизнеспособность, низкая смертность. Порог восприятия поля измерялся на домашних голубях. Было показано, что голуби обладают каким-то механизмом для обнаружения электрических полей малой напряженности. Генетических изменений не наблюдалось. Отмечено, что животные, пребывающие в электрическом поле большой напряженности, могут испытывать мини-шок из-за посторонних факторов, зависящих от условий эксперимента, которые могут привести к некоторому беспокойству и возбуждению испытываемых.

В ряде стран имеются нормативные документы, ограничивающие предельные значения напряженности поля в зоне трасс воздушных ЛЭП. Максимальная напряженность 20 кВ/м была рекомендована в Испании, и такое же значение рассматривается в настоящее время как предельное в Германии.

Общественная осведомленность о влиянии электромагнитного поля на живые организмы продолжает расти, и некоторый интерес и беспокойство в связи с этим влиянием будут приводить к продолжению соответствующих медицинских исследований, особенно на людях, проживающих вблизи воздушных линий электропередачи.

Еще больше информации по этой теме:

В. И. Чехов "Экологические аспекты передачи электроэнергии"

В книге дана общая характеристика влияния воздушных линии электропередачи на окружающую среду. Рассматриваются вопросы расчета максимальной напряженности электрического поля под линией переменного тока и методы его уменьшения, отторжения земель под трассу линии, воздействия электромагнитного поля на людей, животный и растительный мир возникновения радио - и акустических шумов. Рассмотрены особенности воздействия на окружающую среду линий постоянного тока и кабельных линий сверхвысокого напряжения.

11 октября в 17:22 48

11 октября в 14:45 51

11 октября в 14:27 55

10 октября в 18:14 65

9 октября в 19:38 34

8 октября в 21:27 88

12 июля 2011 в 08:56 6979

14 ноября 2012 в 10:00 5452

21 июля 2011 в 10:00 3404

27 февраля 2013 в 10:00 3303

29 февраля 2012 в 10:00 3089

24 мая 2017 в 10:00 2625

28 ноября 2011 в 10:00 2586

16 августа 2012 в 16:00 2535

31 января 2012 в 10:00 2084

31 августа 2012 в 10:00 1682

energoboard.ru

Исследование наличия электрического напряжение в растениях

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Залегощенская средняя общеобразовательная школа №2»
Залегощенского района Орловской области
«Электричество в жизни растений»
Авторы:
Аброськина Екатерина Руслановна, обучающаяся 8Б класс МБОУ «Залегощенская средняя общеобразовательная школа №2» Залегощенкого района Орловской области
Никитушкин Сергей Анатольевич, обучающийся 8Б класс МБОУ «Залегощенская средняя общеобразовательная школа №2» Залегощенкого района Орловской области
Руководитель:
Гусакова Ольга Петровна, учитель физики МБОУ «Залегощенская средняя общеобразовательная школа №2» Залегощенкого района Орловской области
пгт. Залегощь – 2016
Содержание Стр.
  1. Введение
3
    1. Цели и задачи исследования
3
    1. Степень изученность влияния электрического поля и тока на растения. Анализ изученной литературы.
3
    1. Актуальность исследования
6
    1. Место и сроки проведения исследования
7
  1. Методика исследования
7
    1. Исследование наличия электрического напряжение в растениях
7
      1. Эксперимент №1 (с лимонами)
7
      1. Эксперимент №2 (с яблоками и помидором)
8
      1. Эксперимент №3 (с листьями растения)
9
    1. Исследование влияния электрического поля на прорастание семян
9
    1. Создание конструкции «Электрический стимулятор роста»
12
    1. Исследование влияния электрического тока на прорастание семян и рост растений
13
  1. Выводы
15
  1. Заключение
15
  1. Список используемых источников и литературы
16
6. Приложение 17

«Как ни удивительны электрические явления, присущие неорганической материи, они не идут ни в какое сравнение с теми, которые связаны с жизненными процессами».

Майкл Фарадей

1. Введение

В данной работе мы обращаемся к одному из самых интересных и перспективных направлений исследований – влиянию электричества на растения.

На уроке физики, изучая тему «Электрические явления», мы узнали, что ток могут создавать и растения. Нас заинтересовало, откуда в растениях электрический ток.

Начиная с конца января и начала февраля месяца в нашей школе на кружке «Природа и мы» обучающиеся выращивают рассаду цветов и овощей для пришкольного учебно-опытного участка. И мы решили выяснить, может ли ток влиять на рост семян и растений и, тем самым, оказать помощь в подготовке рассадного материала.

1.1. Цели и задачи исследования

Цель - исследование наличия биоэлектрического напряжения у растений, влияния электричества на прорастание семян и рост растений.

Задачи:

  1. Изучение литературы по данному вопросу.
  2. Проведение экспериментов по обнаружению и наблюдению биоэлектрического напряжения у растений и плодов
  3. Создание конструкции для подведения тока к органам растений «Электрического стимулятора роста»
  4. Проведение экспериментов по наблюдению влияния электрического поля и электрического тока на прорастание семян и рост растений

1.2. Степень изученность влияния электрического тока на растения. Анализ изученной литературы.

Электрические явления играют важную роль в жизни растений. В ответ на внешние раздражения в них возникают очень слабые токи (биотоки). В связи с этим можно предположить, что внешнее электрическое поле может оказать заметное воздействие на темпы роста растительных организмов.
Можно предположить, что растения определенным образом реагируют на изменение электрического напряжения окружающей среды.
Более двухсот лет назад французский аббат П. Берталон заметил, что возле громоотвода растительность пышнее и сочнее, чем на некотором расстоянии от него. Позднее его соотечественник ученый Грандо выращивал два совершенно одинаковых растения, но одно находилось в естественных условиях, а другое было накрыто проволочной сеткой, ограждавшей его от внешнего электрического поля. Второе растение развивалось медленно и выглядело хуже находящегося в естественном электрическом поле. Грандо сделал заключение, что для нормального роста и развития растениям необходим постоянный контакт с внешним электрическим полем. [12]
Однако до сих пор в действии электрического поля на растения много неясного. Давно замечено, что частые грозы благоприятствуют росту растений. Правда, это утверждение нуждается в тщательной детализации. Ведь грозовое лето отличается не только частотой молний, но и температурой, количеством осадков. А это факторы, оказывающие на растения весьма сильное воздействие. Противоречивы данные, касающиеся темпов роста растений вблизи высоковольтных линий. Одни наблюдатели отмечают усиление роста под ними, другие - угнетение. Некоторые японские исследователи считают, что высоковольтные линии негативно влияют на экологическое равновесие. Более достоверным представляется тот факт, что у растений, произрастающих под высоковольтными линиями обнаруживаются различные аномалии роста. Так, под линией электропередач напряжением 500 киловольт у цветков гравилата увеличивается количество лепестков до 7-25 вместо привычных пяти. У девясила - растения из семейства сложноцветных - происходит срастание корзинок в крупное уродливое образование. [9]
Не счесть опытов по влиянию электрического тока на растения. Еще И В. Мичурин проводил эксперименты, в которых гибридные сеянцы выращивались в больших ящиках с почвой, через которую пропускался постоянный электрический ток. Было установлено, что рост сеянцев при этом усиливается. В опытах, проведенных другими исследователями, были получены пестрые результаты. В некоторых случаях растения гибли, в других - давали небывалый урожай. Так, в одном из экспериментов вокруг делянки, где росла морковь, в почву вставили металлические электроды, через которые время от времени пропускали электрический ток. Урожай превзошел все ожидания - масса отдельных корней достигла пяти килограммов! Однако последующие опыты, к сожалению, дали иные результаты. По-видимому, исследователи упустили из виду какое-то условие, которое позволило в первом эксперименте с помощью электрического тока получить небывалый урожай. [11]
Изучая литературу по данному вопросу, мы узнали, что ленинградскому профессору П. П. Гуляеву с помощью высокочувствительной аппаратуры удалось установить, что слабое электрическое поле окружает любое живое существо, будь то растение, насекомое, животное или человек.

«Если 500 пар половинок горошин собрать в определенном порядке в серии, то конечное электрическое напряжение составит 500 вольт… Хорошо, что повар не знает об опасности, которая ему угрожает, когда он готовит это особенное блюдо, и к счастью для него, горошины не соединяются в упорядоченные серии». Это высказывание индийского исследователя Дж. Босса базируется на строгом научном эксперименте. Он соединял внутренние и внешние части горошины с гальванометром и нагревал до 60°С. Прибор при этом показывал разность потенциалов 0,5 В. [10]

Более того, на сегодняшний день точно установлено: собственной «электростанцией» обладает каждая живая клетка. И клеточные потенциалы не так уж малы. Например, у некоторых водорослей они достигают 0,15 В.

Каким образом это происходит? На каком принципе работают живые генераторы и батареи? Заместитель заведующего кафедрой живых систем Московского физико-технического института кандидат физико-математических наук Эдуард Трухан считает, что один из самых главных процессов, протекающих в клетке растения, - процесс усвоения солнечной энергии, процесс фотосинтеза. В его ходе происходит не только разделение молекул воды на кислород и водород, но и сам водород в какой-то момент оказывается разделенным на составные части – отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ядра…

Так что, если в тот момент ученым удастся «растащить» положительно и отрицательно заряженные частицы в разные стороны, то, по идее, мы получим в свое распоряжение замечательный живой генератор, топливом для которого служили бы вода и солнечный свет, а кроме энергии, он бы еще производил и чистый кислород.

Возможно, в будущем такой генератор и будет создан. Но для осуществления этой мечты ученым придется немало потрудиться: нужно отобрать наиболее подходящие растения, а может быть, даже научиться изготавливать хлорофилловые зерна искусственно, создать какие-то мембраны, которые бы позволили разделять заряды. Оказывается, живая клетка, запасая электрическую энергию в природных конденсаторах – внутриклеточных мембранах особых клеточных образований, митохондрий, потом использует ее для произведения очень многих работ: строительства новых молекул, затягивания внутрь клетки питательных веществ, регулирования собственной температуры… И это еще не все. С помощью электричества производит многие операции и само растение: дышит, движется, растет. [8]

Лемстрем (1902) подвергал растения действию ионов воздуха, располагая их под проволокой, снабженной остриями и подключенной к источнику высокого напряжения (1 м над уровнем земли, ток ионов 10-11 – 10-12 А/см2), и он нашел увеличение в весе и длине больше, чем на 45% (например, морковь, горох, капуста). [9]

Эксперименты с семенами растений также проводил Ворден. Он нашел, что прорастание зеленых бобов и зеленого горошка становилось более ранним при увеличении уровня ионов любой полярности. Конечное процентное отношение проросших семян было более низким при отрицательной ионизации по сравнению с контрольной группой; прорастание в положительно ионизированной группе и контрольной было одинаковым. По мере роста сеянцев контрольные и положительно ионизированные растения продолжали свой рост, в то время как растения, подвергавшиеся отрицательной ионизации, в большинстве чахли и погибали. [9]

Изучая литературу, нам стало известно‚ что…

  1. Одностороннее освещение листа возбуждает электрическую разность потенциалов между освещенными и неосвещенными его участками и черешком‚ стеблем и корнем. Эта напряжение выражает реакцию растения на изменения в его организме‚ связанные с началом или прекращением процесса фотосинтеза.
  2. Прорастание семян в сильном электрическом поле (например‚ вблизи коронирующего электрода) приводит к изменениям высоты и толщины стебля и густоты кроны развивающихся растений. происходит это в основном благодаря перераспределению в организме растения под влиянием внешнего электрического поля объемного заряда.
  3. Поврежденное место в тканях растений всегда заряжается отрицательно относительно неповрежденных участков‚ а отмирающие участки растений приобретают отрицательный заряд по отношению к участкам‚ растущим в нормальных условиях.
  4. Заряженные семена культурных растений имеют сравнительно высокую электропроводность и поэтому быстро теряют заряд. Семена сорняков ближе по своим свойствам к диэлектрикам и могут сохранять заряд длительное время. Это используется для отделения на конвейере семян культурных растений от сорняков.
  5. Значительные разности потенциалов в организме растений возбуждаться не могут‚ поскольку растения не имеют специализированного электрического органа. Поэтому среди растений не существует «древа смерти»‚ которое могло бы убивать живые существа своей электрической мощностью.[6]

1.3. Актуальность исследования

Изучение электрической жизни растений может принести пользу сельскому хозяйству. Большое значение имеет предпосевная подготовка семян овощных культур, особенно в условиях короткого лета Предпосевная обработка семян – важнейший элемент агротехники, позволяющий повышать их всхожесть, а в конечном итоге – урожайность растений.

Методика предпосевной обработки семян электрическим полем, предложенная в данной работе, может использоваться для выращивания рассады цветов, овощей для пришкольного учебно-опытного участка и всеми желающими, у кого есть огород.

Материал данной работы может быть использован на уроках физики и биологии, так как в учебниках этот важный вопрос не освещается. Презентацию, размещенную на сайте школы с увлечением посмотрит любой школьник и все желающие. Созданный нами «Электрический стимулятор роста» позволит «реанимировать» растения в школе и дома.
1.4. Место и сроки проведения исследования
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение "Залегощенская средняя общеобразовательная школа №2" Залегощенского района Орловской области
Январь 2015 года – март 2016 года

2. Методика, результаты исследования

2.1. Исследование наличия электрического напряжение в растениях

Инструменты и материалы: 3 лимона, 3 яблока, лист растения, 6 блестящих медных монет, 6 оцинкованных винтов, провода, с зажимами на концах; небольшой нож; несколько клеящихся листочков; гвоздь, шило; мультиметр.

2.1.1. Эксперимент №1 (с лимонами)

Методика выполнения эксперимента.

  1. Помяли все лимоны. Это делается для того, чтобы внутри лимона появился сок.
  2. Вкрутили в лимон оцинкованный винт приблизительно на треть его длины. При помощи ножа осторожно вырезали в этом же лимоне небольшую полосу - на 1/3 его длины. Вставили в щель в лимоне медную монету таким образом, чтобы половина ее осталась снаружи.
  3. Подключили мультиметр и измерили напряжение (фото. 1)
  4. Вставили таким же образом винты и монеты в другие два лимона. Затем подключили провода и зажимы, соединили лимоны таким образом, чтобы винт первого лимона подключался к монете второго и т.д. Подключили провода к монете из первого лимона и винту из последнего.
  5. Подключили мультиметр и измерили напряжение.(фото. 2)
Фото. 1

Фото . 2

6. Результаты эксперимента №1 (с лимоном) занесли в таблицу 1.

Таблица 1.

Напряжения в лимонах

№ п/п Количество лимонов Напряжение U, В
1 1(без меди и цинка) 0,1
2 1 (с медью и цинком) 0,43
3 3 (с медью и цинком) 0,60
Лимон работает как батарейка: монета - положительный (+) полюс, а винт - отрицательный (-). К сожалению, это очень слабый источник энергии. Но его можно усилить, соединив несколько лимонов. Со временем напряжение на полюсах лимонной батареи уменьшится. Заметили, насколько хватит лимонной батареи. Через некоторое время лимон потемнел возле винта. Если удалить винт и вставить его же (или новый) в другое место лимона, то можно частично продлить срок работы батареи. 2.1.2. Эксперимент №3 (с яблоком и помидором)

Методика выполнения эксперимента

  1. Яблоко разрезали пополам, удалили сердцевину.
  2. Если оба электрода, отведенных к мультиметру, приложить к наружной стороне яблока (кожуре), мультиметр не зафиксирует разности потенциалов.
  3. Один электрод перенесли во внутреннюю часть мякоти, и мультиметр отметит появление тока повреждения.
4. Результаты измерений поместили в таблицу 2.

Таблица 2

Напряжения в яблоках и помидоре

№ п/п Условия проведения Разность потенциалов
1 Оба электрода на кожуре яблока 0 В
2 Один электрод на кожуре, другой – в мякоти яблока 0,21 В
3 Электроды в мякоти разрезанного яблока 0‚05 В
4 Электроды в мякоти помидора 0‚02 В

2.1.3. Эксперимент №2 (с листьями растения)

Методика выполнения эксперимента.

Фото . 3

Отрезали лист растения со стеблем (фото 3) .

  1. Измерили токи повреждения у срезанного стебля на различном расстоянии между электродами.
  2. Результаты измерений поместили в таблицу 3.

Таблица 3.

Напряжение в листьях растения

№ п/п Расстояние между электродами, см Напряжение, В
1 3,5 0,01
2 7,5 0,03
3 11 0,05

Выводы.

  1. В любом растении можно обнаружить возникновение электрических потенциалов.
  2. Электрический потенциал зависит от вида и размеров растений, от расстояния между электродами.

2.2. Исследование влияния электрического поля на прорастание семян

Инструменты и материалы: семена гороха, бобов по 10 шт., чашки Петри, обкладки конденсатора, провода, электрофорная машина, часы, вода.

Методика выполнения эксперимента: взяли семена гороха, фасоли замочили в чашках Петри. Одну чашку Петри с семенами помещали в электрическое поле в течении 6 дней на 5-10 минут; вторую чашку помещали в магнитное поле на 30 мин (фото. 4), еще одна чашка была контрольной. Каждый день увлажняли семена и наблюдали, когда семена проклюнутся (фото. 5). Результаты опытов поместили в таблицы 4,5,6,7 и сделали анализ

в виде диаграмм 1, 2.

Фото. 4

Фото. 5

Таблица 4.

Хронометраж опытов влияния электрического поля в течение 10 мин на прорастание семян гороха

Сроки Наблюдения
Горох Опытная чашка (помещение с ионизатором) Контрольная чашка (помещение без ионизатора)
06.02. Замачивание семян Замачивание семян
07.02. Набухание семян Набухание семян
08.02. Прорастание 6 семян Без изменений
09.02. Прорастание еще 4 сем Прорастание 8 семян

(5 не проросли)

10.02. Увеличение ростков

у 10 семян (3 не проросли)

Увеличение ростков
11.02 Увеличение ростков

у 10 семян (3 не проросли)

Увеличение ростков
12.02. Увеличение ростков Увеличение ростков

Таблица 5.

Хронометраж опытов влияния электрического поля в течение 10 мин на прорастание семян фасоли

Сроки Наблюдения
фасоль Опытная чашка Контрольная чашка
06.02. Замачивание семян Замачивание семян
07.02. Набухание семян Набухание семян
08.02. Набухание семян Без изменений
09.02. Прорастание 7 семян Без изменений
10.02. Увеличение ростков семян Прорастание 3 семян

(4 не проросли)

11.02. Увеличение ростков семян Прорастание 2 семян

(2 не проросли)

12.02. Увеличение ростков семян Увеличение ростков семян
Диаграмма 1.

Диаграмма прорастание семян гороха и фасоли при воздействии на них электрического поля в течение 10 мин

Таблица 6.

Хронометраж опытов влияния электрического поля в течение 30 мин на прорастание семян гороха

Сроки Наблюдения
горох Опытная чашка (помещение с ионизатором) Контрольная чашка (помещение без ионизатора)
01.02. Замачивание семян Замачивание семян
02.02. Набухание семян Набухание семян
03.02. Без изменений Без изменений
04.02. Без изменений Прорастание 8 семян

(4 не проросли)

05.02. Без изменений Увеличение ростков
06.02. Прорастание 2 семян

(10 не проросли)

Увеличение ростков
07.02. Увеличение ростков Увеличение ростков
Таблица 7.

Хронометраж опытов влияния электрического поля в течение 30 мин на прорастание семян фасоли

Сроки Наблюдения
Фасоль Опытная чашка Контрольная чашка
01.02. Замачивание семян Замачивание семян
02.02. Набухание семян Набухание семян
03.02. Без изменений Без изменений
04.02. Без изменений Без изменений
05.02. Без изменений Прорастание 3 семян

(4 не проросли)

06.02. Прорастание 2 семян

(5 не проросли)

Прорастание 2 семян

(2 не проросли)

07.02. Увеличение ростков Увеличение ростков

Диаграмма 2.

Диаграмма прорастание семян гороха и фасоли при воздействии на них электрического поля в течение 30 мин Вывод: прорастание семян более быстрое и успешное под действием электрического поля непродолжительного времени. Более длительное воздействие электрического поля отрицательно подействовало на прорастание семян. Они проросли позже и не столь успешно 2.3. Создание конструкции «Электрического стимулятора роста»

Для исследования влияния тока на рост растений нам необходимо изготовить конструкцию «Электрический стимулятор роста».

Приборы и материалы: источник тока (гальванический элемент), провода, миллиамперметр, электроды (гвозди)

Фото . 6

мА

Рис. 1

Электрическая схема конструкции (рис.1. и фото. 6.)

2.4. Исследование влияния электрического тока на прорастание семян и рост растений

Инструменты и материалы: семена трех растений: горох-20 шт, овес-3 гр., фасоль-20шт; «стимулятор роста»- 3 шт, цветочные горшки с землей – 6 шт.

Методика исследования

Посадили все семена в шесть горшков. В три горшка воткнули электроды «Электрического стимулятора роста» (фото 7), а три оставили для контроля. За всеми семенами ухаживали одинаково, одновременно поливая их и создавая им одинаковые условия (фото 8).

Снимали показания каждый день в течение месяца и результат заносили в журнал наблюдений за влиянием электрического тока на прорастание семян (фото 9 – фото 12) и дальнейший рост растений. Данные журнала нами обобщены и помещены в таблицу 8.

Фото 12 Фото 11 Фото 10 Фото 9 Фото 7

Фото 8.

Таблица 8

Фасоль экспериментальная Фасоль образец Горох экспериментальный Горох образец Овес экспериментальный Овес образец
Прорастание Через 2 дня Через 3 дня Через 2 дня Через 3 дня Через 2 дня Через 3 дня
Всходы Через 4 дня

росточки выросли на 10 см.

Через 6 дней

росточки выросли на 8 см.

Через 4 дня

росточки выросли на 4 см.

Через 6 дней

росточки выросли на 4 см.

Через 6 дней Через 7 дней
Ветвление стебля, кущение Появились усики.

Через 12 дней активно увеличилось количество листьев

Через 14 дней появились листья и усики Появились усики

Через 12 дней активно увеличилось количество листьев

Через 14 дней появились усики Через 11 дней.

Побеги тонкие и бледные

Через 13 дней

Побеги тонкие и бледные

Бутонизация Через 15 дней Через 13 дней Через 15 дней Через 13 дней
Цветение Через 4 недели появились первые цветы Через 5 недель появились первые цветы Через 3 недели появились первые цветы Через 5 недель появились первые цветы
Выход в трубку После 11 дней началось вымётывание метёлки После 13 дней началось вымётывание метёлки
Обобщенные результаты влияния электрического тока на прорастание семян и дальнейший рост растений

4. Выводы

  • В любом растении можно обнаружить возникновение электрического напряжения, которое зависит от вида и размеров растений, от расстояния между электродами.
  • Обработка семян электрическим полем в разумных пределах приводит к ускорению процесса прорастания семян и более успешному их прорастанию.
  • После обработки и анализа экспериментальных и контрольных образцов можно сделать предварительный вывод – увеличение времени облучения электрическим полем действуют угнетающе, так как качество прорастания семян ниже при увеличении времени воздействия электрическим полем.
  • Электрический ток малой величины благоприятно воздействует на всхожесть семян и дальнейший рост растений.

5. Заключение

В настоящее время вопросам влияния электрических токов на растения посвящены многочисленные исследования ученых. Влияние электрических полей на растения до сих пор еще тщательно изучается.

Исследования, выполненные в Институте физиологии растений, позволили установить зависимость между интенсивностью фотосинтеза и значением разности электрических потенциалов между землей и атмосферой. Однако еще не исследован механизм, лежащий в основе этих явлений.

Приступая к исследованию, мы ставили перед собой цель: определить влияние электрического поля и электрического тока на семена и дальнейший рост растений.

Выводы, полученные в нашей работе нашли практическое применение. Мы смогли реанимировать с помощью «Стимулятора роста» несколько растений (фото 13 и 14 Приложения), смогли повысить всхожесть семян капусты, помидор, цветов и улучшить их рост в виде рассады для нашего пришкольного учебно – опытного участка и школьных клумб (фото 15, фото. 16 и фото. 17. Приложения). В результате мы заняли 1 место в муниципальном смотре пришкольных учебно – опытных участков и 3 местов областном смотре природоохранных объединений школьников, учебно –опытных участков. Мы считаем, что в этом есть и наша заслуга, так как наши исследования способствовали улучшению роста рассадного материала.

С результатами наших исследований мы выступили на школьной конференции (фото 18 и 19 Приложения), проводимой школьным научным обществом «Шаг в будущее», выступили перед родителями (фото 20), выпустили информационный бюллетень «В помощь огородникам» (Приложение 1) и распространили его среди родителей и педагогов школы.. Материалы нашего исследования разместили на страницах школьной газеты «Планета детства» и на сайте нашей школы http://www.залегощенская-школа2.рф и подготовили материал для районной газеты «Маяк».

Мы считаем, что данная работа не закончена, так как получены только первые результаты. Мы планируем продолжить наши исследования в этой области и использовать благоприятное действие электрического тока на физиологическое состояние растений для лечения поврежденной коры деревьев, раковых образований и т., а так же создание устройства «Электрогрядка».
6. Список использованных источников и литературы
  1. Богданов К. Ю. Физик в гостях у биолога. - М.: Наука, 1986. 144 с.
  2. Шидловская И.Л. Влияние электрического поля и ионов воздуха на минеральное питание и обмен в растениях кукурузы/И.Л.Шидловская,З.И. Журбицкий// Физиология растений. – 1966. – Т.13,No4. –С.657–664
  3. Воротников А.А. Физика – юным. – М: Харвест, 1995-121с.
  4. Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. – М: Просвещение, 1971-158с.
  5. Перельман Я.И. Занимательная физика. – М: Наука, 1976-432с.
  6. Артамонов В.И. Занимательная физиология растений. – М.: Агропромиздат, 1991.
  7. Арабаджи В. И. Загадки простой воды.- М.: «Знание», 1973.
  8. http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/163.html
  9. http://www.npl-rez.ru/litra/bios.htm
  10. http://www.ionization.ru
  11. http://www.1958ypa.ru/abd.html
  12. http://goldname.by/index.php/scientific-activities/elektrichestvo-i-rost-rastenij
  13. Беркинблит М.Б., Глаголев Е.Г. Электричество в живых организмах. М.: Наука, 1988;
  14. Книги, открывающие мир / Сост. Б.Г.Володин. М.: Книга, 1984;
  15. Оприотов В.А. Электрические сигналы у высших растений // Соросовский образовательный журнал. 1996. №10;
  16. Зорин Н.И. Элементы биофизики. М.: Вако, 2007;
  17. Боголюбов Н.С. «Электричество и растения», М.: Наука, 2007.
  18. Глазков О.В. «Электростимуляция растений», М.: Просвещение, 2004.
  19. http://www.lib.ua-ru.net/
  20. http://www.electroscheme.org/
  21. http://www.popmech.ru/
  22. http://www.edu.ru/

7. Приложение

«Реанимированные» растения.

Фото 14 Фото 13 Фото 13 Растения, выращенные из экспериментальной рассады.

Фото 16 Фото 15

Фото 17

Выступление на школьной конференции

Фото 18

Фото 19

Выступление перед родителями

Фото 20

Приложение 1

www.uverenniy.ru

Как влияют электромагнитные поля воздушных линий электропередачи на людей, животных и растения

Био воздействие электронных и магнитных полей на организм людей и животных довольно много исследовалось. Наблюдаемые при всем этом эффекты, если они и появляются, до сего времени не ясны и тяжело поддаются определению, потому данная тема остается как и раньше животрепещущей.

Магнитные поля на нашей планетке имеют двойственное происхождение — естественное и антропогенное. Естественные магнитные поля, так именуемые магнитные бури, зарождаются в магнитосфере Земли. Антропогенные магнитные возмущения обхватывают наименьшую местность, чем природные, зато их проявление существенно лучше, а как следует, приносит и поболее осязаемый вред. В итоге технической деятельности человек делает искусственные электрические поля, которые в сотки раз посильнее естественного магнитного поля Земли. Источниками антропогенных излучений являются: массивные радиопередающие устройства, электрифицированные тс, полосы электропередачи.

Частотный спектр и длины волн неких источников электрического излучения

Один из более сильных возбудителей электрических волн — токи промышленной частоты (50 Гц). Так, напряженность электронного поля конкретно под линией электропередачи может достигать нескольких тыщ вольт на метр земли, хотя из-за характеристики понижения напряженности почвой уже при удалении от полосы на 100 м напряженность резко падает до нескольких 10-ов вольт на метр.

Исследования био воздействия электронного поля нашли, что уже при напряженности 1 кВ/м оно оказывает неблагоприятное воздействие на нервную систему человека, что в свою очередь ведет к нарушениям эндокринного аппарата и обмена веществ в организме (меди, цинка, железа и кобальта), нарушает физиологические функции: ритм сердечных сокращений, уровень давления крови, активность мозга, ход обменных процессов и иммунную активность.

Начиная с 1972 г. появились публикации, в каких рассматривалось воздействие на людей и животных электронных полей с величинами напряженности более 10 кВ/м.

Напряженность магнитного поля пропорциональна току и назад пропорциональна расстоянию; напряженность электронного поля пропорциональна напряжению (заряду) и назад пропорциональна расстоянию. Характеристики этих полей зависят от класса напряжения, конструктивных особенностей и геометрических размеров высоковольтной ЛЭП. Возникновение массивного и протяженного источника электрического поля приводит к изменению тех естественных причин, при которых сформировалась экосистема. Электронные и магнитные поля могут индуцировать поверхностные заряды и токи в человеческом теле.

Исследования проявили, что наибольший ток в человеческом теле, индуцированный электронным полем, намного выше, чем ток, вызванный магнитным полем. Так, вредное воздействие магнитного поля проявляется только при его напряженности около 200 А/м, что бывает на расстоянии 1—1,5 м от проводов фазы полосы и небезопасно только для обслуживающего персонала при работах под напряжением. Это событие позволило прийти к выводу об отсутствии био воздействия магнитных полей промышленной частоты на людей и животных, находящихся под ЛЭП Таким макаром, электронное поле ЛЭП является основным на биологическом уровне действующим фактором протяженной электропередачи, который возможно окажется барьером на пути передвижения движения различных видов аква и сухопутной фауны.

Силовые полосы электронного и магнитного полей воздействующих на человека, стоящего под воздушной линией электропередачи переменного тока

Исходя из конструктивных особенностей электропередачи (провисания провода) наибольшее воздействие поля проявляется посреди просвета, где напряженность для линий сверх — и ультравысокого напряжения на уровне роста человека составляет 5 — 20 кВ/м и выше зависимо от класса напряжения и конструкции полосы.

У опор, где высота подвеса проводов большая и сказывается экранирующее воздействие опор, напряженность поля меньшая. Потому что под проводами ЛЭП могут находиться люди, животные, транспорт, то появляется необходимость оценки вероятных последствий долгого и краткосрочного пребывания живых созданий в электронном поле различной напряженности.

Более чувствительны к электронным полям копытные животные и человек в обуви, изолирующей его от земли. Копыто животных также является неплохим изолятором. Наведенный потенциал в данном случае может достигать 10 кВ, а импульс тока через организм при касании к заземленному предмету (ветке кустика, травинке) 100 — 200 мкА. Такие импульсы тока неопасны для организма, но противные чувства принуждают копытных животных избегать трассы высоковольтных ЛЭП в летнее время.

В действии электронного поля на человека доминирующую роль играют протекающие через его тело токи. Это определяется высочайшей проводимостью человеческого тела, где преобладают органы с циркулирующей в их кровью и лимфой.

В текущее время тестами на животных и людях-добровольцах установлено, что плотность тока проводимостью 0,1 мкА/см и ниже не оказывает влияние на мозговую деятельность, потому что импульсные биотоки, обычно протекающие в мозгу, значительно превосходят плотность такового тока проводимости.

При плотностью тока проводимостью 1 мкА/см в очах человека наблюдается мелькание световых кругов, более высочайшие плотности токов уже захватывают пороговые значения стимуляции сенсорных рецепторов, также нервных и мышечных клеток, что ведет к возникновению испуга, непроизвольным двигательным реакциям.

В случае касания человека к изолированным от земли объектам в зоне электронного поля значимой интенсивности, плотность тока в зоне сердца очень находится в зависимости от состояния «подстилающих» критерий (вида обуви, состояния земли и т. д.), но уже может достигать этих величин.

При наивысшем токе, соответственном Еmах == 15 кВ/м (6,225 мА), известной доле этого тока, втекающего через область головы (около 1/3), и площади головы (около 100 см ) плотность тока

Для здоровья человека неувязка состоит в определении связи меж плотностью тока, наведенного в тканях, и магнитной индукцией наружного поля, В. Вычисление плотности тока

осложняется тем, что его четкий путь находится в зависимости от рассредотачивания проводимости у в тканях тела.

Так, удельную проводимость мозга определяют у=0,2 см/м, а сердечной мускулы у=0,25 см/м. Если принять радиус головы 7,5 см, а сердца 6 см, то произведение yR выходит схожим в обоих случаях. Потому можно давать одно представление для плотности тока на периферии сердца и мозга.

Определено, что неопасная для здоровья магнитная индукция составляет около 0,4 мТл при частоте 50 либо 60 Гц. В магнитных полях (от 3 до 10 мТл, f =10 — 60 Гц) наблюдалось появление световых миганий, подобных тем, которые появляются при надавливании на глазное яблоко.

Плотность тока, индуцированного в человеческом теле электронным полем с величиной напряженности Е, рассчитывается таким макаром:

c разными коэффициентами к для области мозга и сердца.

Значение к=3-10-3 см/Гцм.

По данным германских ученых напряженность поля, при которой вибрацию волос чувствуют 5% испытуемых парней, составляет 3 кВ/м и для 50% парней, подвергшихся испытаниям, она равна 20 кВ/м. В текущее время отсутствуют данные о том, что чувства, вызванные действием поля, делают какое-либо неблагоприятное воздействие. Что касается связи плотности тока с биологическим воздействием, то можно выделить четыре области, выставленные в таблице.

J, мкА/см Наблюдаемые эффекты
0,1 Нет
1,0 Мелькание световых кругов в очах
10-50 Острые невралгические симптомы подобные тем, которые вызываются электронным током
более 100 Растет возможность фибрилляции желудочка сердца, остановка сердечной деятельности, долгий спазм дыхательных мускул, суровые ожоги

Последняя область значения плотности тока относится к временам воздействия порядка 1-го сердечного цикла, т. е. примерно 1 с для человека Для более маленьких экспозиций пороговые значения выше. Для определения порогового значения напряженности поля были выполнены физиологические исследования на людях в лабораторных критериях при напряженности от 10 до 32 кВ/м. Установлено, что при напряженности 5 кВ/м 80% людей не испытывают болевых чувств при разрядах в случае касания заземленных предметов. Эта самая величина была принята в качестве нормативной при работах в электроустановках без внедрения средств защиты.

Зависимость допустимого времени пребывания человека в электронном поле с напряженностью Е более порогового аппроксимируется уравнением

Выполнение этого условия обеспечивает самовосстановление физиологического состояния организма в течение суток без остаточных реакций и многофункциональных либо патологических конфигураций.

Ознакомимся с основными плодами исследовательских работ био воздействий электронных и магнитных полей, проведенных русскими и забугорными учеными.

Воздействие электронных полей на персонал

Во время исследовательских работ на высшей части предплечья каждого рабочего закрепляли интегрирующий дозиметр. Установлено, что у рабочих на высоковольтных линиях среднее значение дневной экспозиции составило от 1,5 кВ/(м-ч) до 24 кВ/(м-ч). Наибольшие значения отмечены в очень редчайших случаях. Из приобретенных данных исследования можно прийти к выводу об отсутствии приметной связи меж экспозицией в полях и общим состоянием здоровья людей.

Воздушные ЛЭП и рак у малышей

В жилых помещениях магнитное поле может создаваться бытовым электрическим оборудованием и проводкой, наружными подземными кабелями, также воздушными ЛЭП. Исследуемые и контрольные объекты группировали в интервалах 25 м до воздушной ЛЭП, при этом степень риска на расстоянии более 100 м от полосы была принята за единицу.

Приобретенные результаты не подтверждают догадки о том, что магнитные поля промышленной частоты оказывают влияние на появления рака у малышей.

Электростатическое воздействие на волосяной покров человека и животных

Исследования проводились в связи с догадкой о том, что воздействие поля, ощущаемое поверхностью кожи, вызвано действием электростатических сил на волосы. В итоге получено, что при напряженности поля в 50 кВ/м испытуемый чувствовал зуд, связанный с вибрацией волос, что записанно особыми устройствами.

Воздействие электронного поля на растения

Опыты проводились в специальной камере в неискаженном поле с напряженностью от 0 до 50 кВ/м. Было выявлено маленькое повреждение ткани листьев при экспозиции от 20 до 50 кВ/м, зависящее от конфигурации растения и начального содержания воды в нем. Омертвление ткани наблюдалось в частях растений с наточенными краями. Толстые, с гладкой округленной поверхностью растения не повреждались при напряженности 50 кВ/м. Повреждения являются следствием короны на выступающих частях растений. У более слабеньких растений повреждения наблюдались уже через 1 — 2 ч после экспозиции. Принципиально, что у сеянцев пшеницы, имеющих очень острые концы, корона и повреждения были приметны при сравнимо низкой напряженности, равной 20 кВ/м. Это был самый маленький порог возникновения повреждений в исследовательских работах.

Более возможный механизм повреждения ткани растений — термический. Поражение ткани возникает тогда, когда напряженность поля становится довольно высочайшей, чтоб вызвать коронирование, и через кончик листка течет ток короны высочайшей плотности. Тепло, выделяемое при всем этом на сопротивлении ткани листа, приводит к смерти узенького слоя клеток, которые сравнимо стремительно теряют воду, высыхают и сжимаются. Но этот процесс имеет предел и процент высохшей поверхности растения невелик.

Воздействие электронного поля на животных

Исследования проводились по двум фронтам: исследование на уровне биосистемы и исследование порогов найденных воздействий. Посреди цыплят, помещенных в поле с напряженностью 80 кВ/м, отмечалась надбавка массы, жизнеспособность, низкая смертность. Порог восприятия поля измерялся на домашних голубях. Было показано, что голуби владеют каким-то механизмом для обнаружения электронных полей малой напряженности. Генетических конфигураций не наблюдалось. Отмечено, что животные, пребывающие в электронном поле большой напряженности, могут испытывать мини-шок из-за сторонних причин, зависящих от критерий опыта, которые могут привести к некому беспокойству и возбуждению испытываемых.

В ряде государств имеются нормативные документы, ограничивающие предельные значения напряженности поля в зоне трасс воздушных ЛЭП. Наибольшая напряженность 20 кВ/м была рекомендована в Испании, и такое же значение рассматривается в текущее время как предельное в Германии.

Общественная осведомленность о воздействии электрического поля на живы организмы продолжает расти, и некий энтузиазм и беспокойство в связи с этим воздействием будут приводить к продолжению соответственных мед исследовательских работ, в особенности на людях, живущих поблизости воздушных линий электропередачи.

Еще более инфы по данной теме:

В. И. Чехов «Экологические нюансы передачи электроэнергии» (скачать книжку — Zip, DjVu)

В книжке дана общая черта воздействия воздушных полосы электропередачи на окружающую среду. Рассматриваются вопросы расчета наибольшей напряженности электронного поля под линией переменного тока и способы его уменьшения, отторжения земель под трассу полосы, воздействия электрического поля на людей, животный и растительный мир появления радио — и акустических шумов. Рассмотрены особенности воздействия на окружающую среду линий неизменного тока и кабельных линий сверхвысокого напряжения.

elektrica.info

Как влияют электромагнитные поля воздушных линий электропередачи на людей, животных и растения (стр. 1 из 2)

Как влияют электромагнитные поля воздушных линий электропередачи на людей, животных и растения

Биологическое влияние электрических и магнитных полей на организм людей и животных достаточно много исследовалось. Наблюдаемые при этом эффекты, если они и возникают, до сих пор не ясны и трудно поддаются определению, поэтому эта тема остается по-прежнему актуальной.

Магнитные поля на нашей планете имеют двоякое происхождение - естественное и антропогенное. Естественные магнитные поля, так называемые магнитные бури, зарождаются в магнитосфере Земли. Антропогенные магнитные возмущения охватывают меньшую территорию, чем природные, зато их проявление значительно интенсивнее, а следовательно, приносит и более ощутимый ущерб. В результате технической деятельности человек создает искусственные электромагнитные поля, которые в сотни раз сильнее естественного магнитного поля Земли. Источниками антропогенных излучений являются: мощные радиопередающие устройства, электрифицированные транспортные средства, линии электропередачи.

Частотный диапазон и длины волн некоторых источников электромагнитного излучения

Один из наиболее сильных возбудителей электромагнитных волн — токи промышленной частоты (50 Гц). Так, напряженность электрического поля непосредственно под линией электропередачи может достигать нескольких тысяч вольт на метр почвы, хотя из-за свойства снижения напряженности почвой уже при удалении от линии на 100 м напряженность резко падает до нескольких десятков вольт на метр.

Исследования биологического воздействия электрического поля обнаружили, что уже при напряженности 1 кВ/м оно оказывает неблагоприятное влияние на нервную систему человека, что в свою очередь ведет к нарушениям эндокринного аппарата и обмена веществ в организме (меди, цинка, железа и кобальта), нарушает физиологические функции: ритм сердечных сокращений, уровень кровяного давления, активность мозга, ход обменных процессов и иммунную активность.

Начиная с 1972 г. появились публикации, в которых рассматривалось влияние на людей и животных электрических полей с величинами напряженности более 10 кВ/м.

Напряженность магнитного поля пропорциональна току и обратно пропорциональна расстоянию; напряженность электрического поля пропорциональна напряжению (заряду) и обратно пропорциональна расстоянию. Параметры этих полей зависят от класса напряжения, конструктивных особенностей и геометрических размеров высоковольтной ЛЭП. Появление мощного и протяженного источника электромагнитного поля приводит к изменению тех естественных факторов, при которых сформировалась экосистема. Электрические и магнитные поля могут индуцировать поверхностные заряды и токи в теле человека.

Исследования показали, что максимальный ток в теле человека, индуцированный электрическим полем, намного выше, чем ток, вызванный магнитным полем. Так, вредное воздействие магнитного поля проявляется лишь при его напряженности около 200 А/м, что бывает на расстоянии 1—1,5 м от проводов фазы линии и опасно только для обслуживающего персонала при работах под напряжением. Это обстоятельство позволило сделать вывод об отсутствии биологического влияния магнитных полей промышленной частоты на людей и животных, находящихся под ЛЭП Таким образом, электрическое поле ЛЭП является главным биологически действенным фактором протяженной электропередачи, который может оказаться барьером на пути миграции движения разных видов водной и сухопутной фауны.

Силовые линии электрического и магнитного полей воздействующих на человека, стоящего под воздушной линией электропередачи переменного тока

Исходя из конструктивных особенностей электропередачи (провисания провода) наибольшее влияние поля проявляется в середине пролета, где напряженность для линий сверх - и ультравысокого напряжения на уровне роста человека составляет 5 - 20 кВ/м и выше в зависимости от класса напряжения и конструкции линии.

У опор, где высота подвеса проводов наибольшая и сказывается экранирующее влияние опор, напряженность поля наименьшая. Так как под проводами ЛЭП могут находиться люди, животные, транспорт, то возникает необходимость оценки возможных последствий длительного и кратковременного пребывания живых существ в электрическом поле различной напряженности.

Наиболее чувствительны к электрическим полям копытные животные и человек в обуви, изолирующей его от земли. Копыто животных также является хорошим изолятором. Наведенный потенциал в этом случае может достигать 10 кВ, а импульс тока через организм при касании к заземленному предмету (ветке куста, травинке) 100 - 200 мкА. Такие импульсы тока безопасны для организма, но неприятные ощущения заставляют копытных животных избегать трассы высоковольтных ЛЭП в летнее время.

В действии электрического поля на человека доминирующую роль играют протекающие через его тело токи. Это определяется высокой проводимостью тела человека, где преобладают органы с циркулирующей в них кровью и лимфой.

В настоящее время экспериментами на животных и людях-добровольцах установлено, что плотность тока проводимостью 0,1 мкА/см и ниже не влияет на работу мозга, так как импульсные биотоки, обычно протекающие в мозгу, существенно превышают плотность такого тока проводимости.

При плотностью тока проводимостью 1 мкА/см в глазах человека наблюдается мелькание световых кругов, более высокие плотности токов уже захватывают пороговые значения стимуляции сенсорных рецепторов, а также нервных и мышечных клеток, что ведет к появлению испуга, непроизвольным двигательным реакциям.

В случае касания человека к изолированным от земли объектам в зоне электрического поля значительной интенсивности, плотность тока в зоне сердца сильно зависит от состояния «подстилающих» условий (вида обуви, состояния почвы и т. д.), но уже может достигать этих величин.

При максимальном токе, соответствующем Еmах == 15 кВ/м (6,225 мА), известной доле этого тока, втекающего через область головы (около 1/3), и площади головы (около 100 см ) плотность тока<0,1 мкА/см, что и подтверждает допустимость принятой напряженности 15 кВ/м под проводами воздушной линии.

Для здоровья человека проблема состоит в определении связи между плотностью тока, наведенного в тканях, и магнитной индукцией внешнего поля, В. Вычисление плотности тока осложняется тем, что его точный путь зависит от распределения проводимости у в тканях тела.

Так, удельную проводимость мозга определяют у=0,2 см/м, а сердечной мышцы у=0,25 см/м. Если принять радиус головы 7,5 см, а сердца 6 см, то произведение yR получается одинаковым в обоих случаях. Поэтому можно давать одно представление для плотности тока на периферии сердца и мозга.

Определено, что безопасная для здоровья магнитная индукция составляет около 0,4 мТл при частоте 50 или 60 Гц. В магнитных полях (от 3 до 10 мТл, f =10 - 60 Гц) наблюдалось возникновение световых мерцаний, аналогичных тем, которые возникают при надавливании на глазное яблоко.

Плотность тока, индуцированного в теле человека электрическим полем с величиной напряженности Е, вычисляется таким образом:

c различными коэффициентами к для области мозга и сердца.

Значение к=3-10-3 см/Гцм.

По данным немецких ученых напряженность поля, при которой вибрацию волос ощущают 5% испытуемых мужчин, составляет 3 кВ/м и для 50% мужчин, подвергшихся испытаниям, она равна 20 кВ/м. В настоящее время отсутствуют данные о том, что ощущения, вызванные действием поля, создают какое-либо неблагоприятное влияние. Что касается связи плотности тока с биологическим влиянием, то можно выделить четыре области, представленные в таблице.J, мкА/см Наблюдаемые эффекты

0,1 Нет

1,0 Мелькание световых кругов в глазах

10-50 Острые невралгические симптомы подобные тем, которые вызываются электрическим током

более 100 Возрастает вероятность фибрилляции желудочка сердца, остановка сердечной деятельности, длительный спазм дыхательных мышц, серьезные ожоги

Последняя область значения плотности тока относится к временам воздействия порядка одного сердечного цикла, т. е. приблизительно 1 с для человека Для более коротких экспозиций пороговые значения выше. Для определения порогового значения напряженности поля были выполнены физиологические исследования на людях в лабораторных условиях при напряженности от 10 до 32 кВ/м. Установлено, что при напряженности 5 кВ/м 80% людей не испытывают болевых ощущений при разрядах в случае касания заземленных предметов. Именно эта величина была принята в качестве нормативной при работах в электроустановках без применения средств защиты.

Зависимость допустимого времени пребывания человека в электрическом поле с напряженностью Е более порогового аппроксимируется уравнением

Выполнение этого условия обеспечивает самовосстановление физиологического состояния организма в течение суток без остаточных реакций и функциональных или патологических изменений.

Ознакомимся с основными результатами исследований биологических влияний электрических и магнитных полей, проведенных советскими и зарубежными учеными.

Влияние электрических полей на персонал

Во время исследований на верхней части предплечья каждого рабочего закрепляли интегрирующий дозиметр. Установлено, что у рабочих на высоковольтных линиях среднее значение дневной экспозиции составило от 1,5 кВ/(м-ч) до 24 кВ/(м-ч). Максимальные значения отмечены в очень редких случаях. Из полученных данных исследования можно сделать вывод об отсутствии заметной взаимосвязи между экспозицией в полях и общим состоянием здоровья людей.

Воздушные ЛЭП и рак у детей

В жилых помещениях магнитное поле может создаваться бытовым электрооборудованием и электропроводкой, внешними подземными кабелями, а также воздушными ЛЭП. Исследуемые и контрольные объекты группировали в интервалах 25 м до воздушной ЛЭП, причем степень риска на расстоянии более 100 м от линии была принята за единицу.

mirznanii.com

Как влияют электромагнитные поля воздушных линий электропередачи на людей, животных и растения

 

Как влияют электромагнитные поля воздушных линий электропередачи на людей, животных и растения      

                       

             

           

Биологическое влияние электрических и магнитных полей на организм людей и животных достаточно много исследовалось. Наблюдаемые при этом эффекты, если они и возникают, до сих пор не ясны и трудно поддаются определению, поэтому эта тема остается по-прежнему актуальной.

 

Магнитные поля на нашей планете имеют двоякое происхождение - естественное и антропогенное. Естественные магнитные поля, так называемые магнитные бури, зарождаются в магнитосфере Земли. Антропогенные магнитные возмущения охватывают меньшую территорию, чем природные, зато их проявление значительно интенсивнее, а следовательно, приносит и более ощутимый ущерб. В результате технической деятельности человек создает искусственные электромагнитные поля, которые в сотни раз сильнее естественного магнитного поля Земли. Источниками антропогенных излучений являются: мощные радиопередающие устройства, электрифицированные транспортные средства, линии электропередачи.

 

 

 

Частотный диапазон и длины волн некоторых источников электромагнитного излучения

Один из наиболее сильных возбудителей электромагнитных волн — токи промышленной частоты (50 Гц). Так, напряженность электрического поля непосредственно под линией электропередачи может достигать нескольких тысяч вольт на метр почвы, хотя из-за свойства снижения напряженности почвой уже при удалении от линии на 100 м напряженность резко падает до нескольких десятков вольт на метр.

Исследования биологического воздействия электрического поля обнаружили, что уже при напряженности 1 кВ/м оно оказывает неблагоприятное влияние на нервную систему человека, что в свою очередь ведет к нарушениям эндокринного аппарата и обмена веществ в организме (меди, цинка, железа и кобальта), нарушает физиологические функции: ритм сердечных сокращений, уровень кровяного давления, активность мозга, ход обменных процессов и иммунную активность.

Начиная с 1972 г. появились публикации, в которых рассматривалось влияние на людей и животных электрических полей с величинами напряженности более 10 кВ/м.

Напряженность магнитного поля пропорциональна току и обратно пропорциональна расстоянию; напряженность электрического поля пропорциональна напряжению (заряду) и обратно пропорциональна расстоянию. Параметры этих полей зависят от класса напряжения, конструктивных особенностей и геометрических размеров высоковольтной ЛЭП. Появление мощного и протяженного источника электромагнитного поля приводит к изменению тех естественных факторов, при которых сформировалась экосистема. Электрические и магнитные поля могут индуцировать поверхностные заряды и токи в теле человека.

Исследования показали, что максимальный ток в теле человека, индуцированный электрическим полем, намного выше, чем ток, вызванный магнитным полем. Так, вредное воздействие магнитного поля проявляется лишь при его напряженности около 200 А/м, что бывает на расстоянии 1—1,5 м от проводов фазы линии и опасно только для обслуживающего персонала при работах под напряжением. Это обстоятельство позволило сделать вывод об отсутствии биологического влияния магнитных полей промышленной частоты на людей и животных, находящихся под ЛЭП Таким образом, электрическое поле ЛЭП является главным биологически действенным фактором протяженной электропередачи, который может оказаться барьером на пути миграции движения разных видов водной и сухопутной фауны.

 

 

 

Силовые линии электрического и магнитного полей воздействующих на человека, стоящего под воздушной линией электропередачи переменного тока

Исходя из конструктивных особенностей электропередачи (провисания провода) наибольшее влияние поля проявляется в середине пролета, где напряженность для линий сверх - и ультравысокого напряжения на уровне роста человека составляет 5 - 20 кВ/м и выше в зависимости от класса напряжения и конструкции линии.

У опор, где высота подвеса проводов наибольшая и сказывается экранирующее влияние опор, напряженность поля наименьшая. Так как под проводами ЛЭП могут находиться люди, животные, транспорт, то возникает необходимость оценки возможных последствий длительного и кратковременного пребывания живых существ в электрическом поле различной напряженности.

Наиболее чувствительны к электрическим полям копытные животные и человек в обуви, изолирующей его от земли. Копыто животных также является хорошим изолятором. Наведенный потенциал в этом случае может достигать 10 кВ, а импульс тока через организм при касании к заземленному предмету (ветке куста, травинке) 100 - 200 мкА. Такие импульсы тока безопасны для организма, но неприятные ощущения заставляют копытных животных избегать трассы высоковольтных ЛЭП в летнее время.

В действии электрического поля на человека доминирующую роль играют протекающие через его тело токи. Это определяется высокой проводимостью тела человека, где преобладают органы с циркулирующей в них кровью и лимфой.

В настоящее время экспериментами на животных и людях-добровольцах установлено, что плотность тока проводимостью 0,1 мкА/см и ниже не влияет на работу мозга, так как импульсные биотоки, обычно протекающие в мозгу, существенно превышают плотность такого тока проводимости.

При плотностью тока проводимостью 1 мкА/см в глазах человека наблюдается мелькание световых кругов, более высокие плотности токов уже захватывают пороговые значения стимуляции сенсорных рецепторов, а также нервных и мышечных клеток, что ведет к появлению испуга, непроизвольным двигательным реакциям.

В случае касания человека к изолированным от земли объектам в зоне электрического поля значительной интенсивности, плотность тока в зоне сердца сильно зависит от состояния «подстилающих» условий (вида обуви, состояния почвы и т. д.), но уже может достигать этих величин.

 

При максимальном токе, соответствующем Еmах == 15 кВ/м (6,225 мА), известной доле этого тока, втекающего через область головы (около 1/3), и площади головы (около 100 см ) плотность тока

Для здоровья человека проблема состоит в определении связи между плотностью тока, наведенного в тканях, и магнитной индукцией внешнего поля, В. Вычисление плотности тока осложняется тем, что его точный путь зависит от распределения проводимости у в тканях тела.

Так, удельную проводимость мозга определяют у=0,2 см/м, а сердечной мышцы у=0,25 см/м. Если принять радиус головы 7,5 см, а сердца 6 см, то произведение yR получается одинаковым в обоих случаях. Поэтому можно давать одно представление для плотности тока на периферии сердца и мозга.

Определено, что безопасная для здоровья магнитная индукция составляет около 0,4 мТл при частоте 50 или 60 Гц. В магнитных полях (от 3 до 10 мТл, f =10 - 60 Гц) наблюдалось возникновение световых мерцаний, аналогичных тем, которые возникают при надавливании на глазное яблоко.

Плотность тока, индуцированного в теле человека электрическим полем с величиной напряженности Е, вычисляется таким образом:

c различными коэффициентами к для области мозга и сердца.

Значение к=3-10-3 см/Гцм.

По данным немецких ученых напряженность поля, при которой вибрацию волос ощущают 5% испытуемых мужчин, составляет 3 кВ/м и для 50% мужчин, подвергшихся испытаниям, она равна 20 кВ/м. В настоящее время отсутствуют данные о том, что ощущения, вызванные действием поля, создают какое-либо неблагоприятное влияние. Что касается связи плотности тока с биологическим влиянием, то можно выделить четыре области, представленные в таблице.J, мкА/см        Наблюдаемые эффекты

0,1      Нет

1,0      Мелькание световых кругов в глазах

10-50            Острые невралгические симптомы подобные тем, которые вызываются электрическим током

более 100   Возрастает вероятность фибрилляции желудочка сердца, остановка сердечной деятельности, длительный спазм дыхательных мышц, серьезные ожоги

Последняя область значения плотности тока относится к временам воздействия порядка одного сердечного цикла, т. е. приблизительно 1 с для человека Для более коротких экспозиций пороговые значения выше. Для определения порогового значения напряженности поля были выполнены физиологические исследования на людях в лабораторных условиях при напряженности от 10 до 32 кВ/м. Установлено, что при напряженности 5 кВ/м 80% людей не испытывают болевых ощущений при разрядах в случае касания заземленных предметов. Именно эта величина была принята в качестве нормативной при работах в электроустановках без применения средств защиты.

Зависимость допустимого времени пребывания человека в электрическом поле с напряженностью Е более порогового аппроксимируется уравнением

Выполнение этого условия обеспечивает самовосстановление физиологического состояния организма в течение суток без остаточных реакций и функциональных или патологических изменений.

Ознакомимся с основными результатами исследований биологических влияний электрических и магнитных полей, проведенных советскими и зарубежными учеными.

Влияние электрических полей на персонал

Во время исследований на верхней части предплечья каждого рабочего закрепляли интегрирующий дозиметр. Установлено, что у рабочих на высоковольтных линиях среднее значение дневной экспозиции составило от 1,5 кВ/(м-ч) до 24 кВ/(м-ч). Максимальные значения отмечены в очень редких случаях. Из полученных данных исследования можно сделать вывод об отсутствии заметной взаимосвязи между экспозицией в полях и общим состоянием здоровья людей.

Воздушные ЛЭП и рак у детей

В жилых помещениях магнитное поле может создаваться бытовым электрооборудованием и электропроводкой, внешними подземными кабелями, а также воздушными ЛЭП. Исследуемые и контрольные объекты группировали в интервалах 25 м до воздушной ЛЭП, причем степень риска на расстоянии более 100 м от линии была принята за единицу.

Полученные результаты не подтверждают гипотезы о том, что магнитные поля промышленной частоты влияют на возникновения рака у детей.

Электростатическое влияние на волосяной покров человека и животных

Исследования проводились в связи с гипотезой о том, что влияние поля, ощущаемое поверхностью кожи, вызвано действием электростатических сил на волосы. В результате получено, что при напряженности поля в 50 кВ/м испытуемый ощущал зуд, связанный с вибрацией волос, что зарегистрировано специальными приборами.

Влияние электрического поля на растения

Опыты проводились в специальной камере в неискаженном поле с напряженностью от 0 до 50 кВ/м. Было выявлено небольшое повреждение ткани листьев при экспозиции от 20 до 50 кВ/м, зависящее от конфигурации растения и первоначального содержания влаги в нем. Омертвление ткани наблюдалось в частях растений с острыми краями. Толстые, с гладкой закругленной поверхностью растения не повреждались при напряженности 50 кВ/м. Повреждения являются следствием короны на выступающих частях растений. У наиболее слабых растений повреждения наблюдались уже через 1 - 2 ч после экспозиции. Важно, что у сеянцев пшеницы, имеющих очень острые концы, корона и повреждения были заметны при сравнительно низкой напряженности, равной 20 кВ/м. Это был самый низкий порог появления повреждений в исследованиях.

Наиболее вероятный механизм повреждения ткани растений - тепловой. Поражение ткани появляется тогда, когда напряженность поля становится достаточно высокой, чтобы вызвать коронирование, и через кончик листка течет ток короны высокой плотности. Тепло, выделяемое при этом на сопротивлении ткани листа, приводит к гибели узкого слоя клеток, которые сравнительно быстро теряют воду, высыхают и сжимаются. Однако этот процесс имеет предел и процент высохшей поверхности растения невелик.

Влияние электрического поля на животных

Исследования проводились по двум направлениям: изучение на уровне биосистемы и изучение порогов обнаруженных влияний. Среди цыплят, помещенных в поле с напряженностью 80 кВ/м, отмечалась прибавка массы, жизнеспособность, низкая смертность. Порог восприятия поля измерялся на домашних голубях. Было показано, что голуби обладают каким-то механизмом для обнаружения электрических полей малой напряженности. Генетических изменений не наблюдалось. Отмечено, что животные, пребывающие в электрическом поле большой напряженности, могут испытывать мини-шок из-за посторонних факторов, зависящих от условий эксперимента, которые могут привести к некоторому беспокойству и возбуждению испытываемых.

В ряде стран имеются нормативные документы, ограничивающие предельные значения напряженности поля в зоне трасс воздушных ЛЭП. Максимальная напряженность 20 кВ/м была рекомендована в Испании, и такое же значение рассматривается в настоящее время как предельное в Германии.

 

Общественная осведомленность о влиянии электромагнитного поля на живые организмы продолжает расти, и некоторый интерес и беспокойство в связи с этим влиянием будут приводить к продолжению соответствующих медицинских исследований, особенно на людях, проживающих вблизи воздушных линий электропередачи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доклад на тему: «Как влияют электромагнитные поля воздушных линий электропередачи на людей, животных и растения»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                           Выполнил студент гр.305-1ГК

                                                                            Захаров А.А

                                                                           Проверил:

             

 

znakka4estva.ru


Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта