Read Rozklad Pól Elektromagnetycznych wokól napowietrznych linii przesylowych text version

Rozklad Pól Elektromagnetycznych wokól napowietrznych linii przesylowych. Dariusz Bober

Plan: 1. Co to jest pole elektromagnetyczne, ródla pola. 2. Wplyw pól elektromagnetycznych na zdrowie. 3. Polskie normy w zakresie pól elektromagnetycznych na tle norm ogólnowiatowych. 4. Wybrane wyniki bada osób zajmujcych si PEM w konfrontacji z moimi wlasnymi obserwacjami. 5. Bibliografia.

Co to jest pole elektromagnetyczne, ródla pola. Pole jest stanem przestrzeni, w której istnieje energia, a wic jest jedn z form energii. Promieniowanie elektromagnetyczne pochodzi glównie ze ródel sztucznych, ale take naturalnych, jak np. promieniowanie sloneczne. Glówne ródla pól elektromagnetycznych (PEM), na które czlowiek najczciej jest eksponowany, to przede wszystkim ródla zwizane z generowaniem energii elektrycznej, jej rozsylaniem i wykorzystywaniem: silniki i systemy transportu, urzdzenia telekomunikacyjne, sprzt medyczny (uywany dla celów diagnostycznych, terapeutycznych i do wspomagania czynnoci narzdowych), sprzt przemyslowy, radary, anteny nadawcze radiowe i telewizyjne, ekrany kineskopowe monitorów komputerowych i telewizorów, sprzt gospodarstwa domowego i telefony komórkowe. Naturalne pola EM wystpuj w naszej biosferze i we wszystkich ywych istotach. W szczególnoci przy przesylaniu informacji w systemach nerwowych u ludzi i zwierzt wystpuj slabe PEM. Doskonale jest znane stale ziemskie pole magnetyczne wykrywane kompasem. Bardzo silne pola elektryczne wystpuj podczas burzy. Powstaj wtedy udarowe PEM o duym nateniu i duym zakresie czstotliwoci. Efektem tych zjawisk s zaklócenia (szumy lub trzaski) zauwaalne w odbiorze radiowym i telewizyjnym. Pola elektromagnetyczne mog by stale lub zmienne w czasie. Zmienno pól wyraa si przez liczb zmian na sekund, czyli czstotliwo f, wyraan w hercach (Hz). Zakres czstotliwoci PEM, istniejcych w naszej biosferze, jest bardzo szeroki. Umownie [2] wyrónia si dwa zakresy, okrelane jako "promieniowanie jonizujce" i "niejonizujce". Do pierwszego zakresu zalicza si promieniowanie o najwyszych energiach, które moe spowodowa jonizacj czsteczek materii: rentgenowskie (X), radioaktywne (gamma) i kosmiczne. Do drugiego zakresu nale praktycznie wszystkie pozostale pola zmienne, które nie maj wystarczajco duej energii, aby powodowa jonizacj. Trzeba jednak zaznaczy, e przy najniszych

czstotliwociach (w szczególnoci przy 50 Hz) mamy do czynienia z polami bliskimi, w których nie wystpuje zjawisko promieniowania niejonizujcego.

Rys. 1. Zakresy czstotliwoci pól elektromagnetycznych.

Pole elektromagnetyczne wytwarzane jest praktycznie przez kade urzdzenie elektryczne. W zalenoci od ródla pola (urzdzenia elektrycznego) róni si ono czstotliwoci i nateniem. Czsto wystpuj pola stale w czasie ­ pola elektrostatyczne. Typowymi ródlami takich pól s kineskopy monitorów komputerowych i telewizorów, które wymagaj zasilania wysokim napiciem stalym. Najczciej jednak spotykamy si z polami zmiennymi o malej czstotliwoci równej 50 Hz, cechujcej sieci zasilajce nasze domy i mieszkania. yjemy w wiecie wypelnionym przez rónego rodzaju pola EM, o bardzo szerokim zakresie czstotliwoci, pokazanym na powyszym rysunku. Relatywnie bardzo wski wycinek czstotliwoci zajmuje pasmo fal widzialnych przez czlowieka, obejmujce mniej ni jeden rzd wielkoci (od 4,3x1014 Hz do 1,3x1015 Hz) z 24 rzdów znanych w naturze. Wielko [4] pola w dowolnym punkcie wyraa si przez natenie pola. Natenie E pola Elektrycznego mierzy si w jednostkach "wolt na metr" (V/m) lub "kilowolt na metr (1 kV/m = 1000 V/m), a natenie H pola M w jednostkach "amper na metr" (A/m).

Jednostk strumienia magnetycznego jest weber (1 Wb = 1 V × 1 s). Gsto linii sil pola magnetycznego, czyli indukcj magnetyczn B, wyraa si w gausach (G) lub teslach (T): 1 T = 10000 G, 1 G = 0,0001 T Jedna tysiczna gausa to miligaus (1 mG = 1/1000 G). Jedna tysiczna tesli to militesla (1 mT = 1/1000 T), jedna milionowa tesli to mikrotesla (1 µT = 1/1000 mT), a jedna miliardowa tesli to nanotesla (1 nT = 1/1000 µT). Warto zapamita e 1 mG = 0,1 µT. Natenie H pola magnetycznego M jest miar sily pola wytwarzanego przez prd elektryczny lub magnes staly, i wyraa zdolno do wytworzenia indukcji pola magnetycznego B. W orodku zblionym do próni obowizuje zwizek B [T] = 4 × 10-7 H [A/m] = 12,566 × 10-7 H [A/m] czyli B [µT] = 1,26 H [A/m]. Oznacza to e wtedy 1 A/m = 1,26 µT i 1 µT = 0,796 A/m.

Rys.2. Rozklad linii pola pomidzy ladunkami elektrycznymi o przeciwnych biegunach.

Wplyw pól elektromagnetycznych na zdrowie. Pola elektromagnetyczne coraz powszechniej wystpuj w naszym rodowisku, co wie si z ciglym rozwojem technologii i wykorzystywaniem rozmaitych czci pasma elektromagnetycznego. W wyniku tego wzrastaj poziomy ekspozycji na pola elektromagnetyczne o wielu czstotliwociach i rónym nateniu. Ogólnowiatowe badania [1] wykazaly, e: ·Istniej dowody na to, e pola magnetyczne w rodowisku pracy maj dzialanie rakotwórcze na doroslych. Wniosek jest oparty na wynikach piciu bada czstoci wystpowania chronicznej bialaczki limfatycznej (badania szwedzkie, kanadyjskie, francuskie i amerykaskie). ·Istniej dowody na to, e pola magnetyczne w rodowisku domowym maj dzialanie rakotwórcze na dzieci. Dotyczy to glównie bialaczki u dzieci. Podstaw wniosku stanowily trzy dobrze udokumentowane badania skandynawskie: Feychting i Ahlbom (1993), Olsen i inni (1993), Verkasalo i inni (1993). Badaniami objto

dzieci mieszkajce w pobliu linii wysokiego napicia, transformatorów i kabli podziemnych. Wykryto nastpujcy wzrost ryzyka wystpienia bialaczki (w stosunku do ryzyka równego 1 dla dzieci nienaraonych): - Feychting i Ahlbom: 3,8 przy nateniu pola M powyej 0,3 µT - Olsen i inni: 6,0 przy nateniu pola M powyej 0,4 µT - Verkasalo i inni: 1,6 przy nateniu pola M powyej 0,2 µT ·Istniej dowody na to, e pola elektryczne mog by odczuwalne, oraz na to, e wystpuj efekty neurofizjologiczne i neurochemiczne oddzialywa pól EM. ·Kilka laboratoriów przedstawilo wyniki wskazujce na powstanie wad rozwojowych u embrionów kurzych w rezultacie dzialania pól magnetycznych. ·Istniej dowody na to, e pola EM zmieniaj poziom hormonu melatoniny u gryzoni. ·Istniej dowody na to, e impulsowe pola EM korzystnie wplywaj na procesy leczenia uszkodze kostnych (zabiegi takie wykonuje si ju w niektórych szpitalach i sanatoriach w Polsce, m.in. w klinice prof. Aleksandra Sieronia w lskiej Akademii Medycznej w Bytomiu). ·Istniej dowody na to, e krótkoczasowe naraenia ludzi na pola EM powoduje zmiany w rytmie pracy serca, zaklócenia snu oraz obnienie poziomu hormonu melatoniny.

Polskie normy w zakresie pól elektromagnetycznych na tle norm europejskich. W Polsce, dla rodowiska publicznego (naraenia calodobowe) obowizuje dokument: Rozporzdzenie Ministra Ochrony rodowiska, Zasobów Naturalnych i Lenictwa z dnia 11 sierpnia 1998 r. w sprawie szczególowych zasad ochrony przed promieniowaniem szkodliwym dla ludzi i rodowiska, dopuszczalnych poziomów promieniowania, jakie mog wystpowa w rodowisku, oraz wymaga obowizujcych przy wykonywaniu pomiarów kontrolnych promieniowania, Dziennik Ustaw Nr 107, 1998, poz. 676, s. 3809. Dla rodowiska pracy (naraenia 8-godzinne) obowizuje dokument : Rozporzdzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 17 czerwca 1998 r. w sprawie najwyszych dopuszczalnych ste i nate czynników szkodliwych dla zdrowia w rodowisku pracy, Dziennik Ustaw Nr 79, 1998, poz. 513, s. 296. Zgodnie z tymi dokumentami, dopuszczalne wartoci nate pól s nastpujce: Tab.1. Dopuszczalne wartoci nate PEM, wg polskiego prawa: Rodzaj pola Natenie pola magnetycznego 50 Hz: Natenie pola magnetycznego w zakresie 1 ­ 100 kHz: Natenie pola elektrycznego w zakresie 1 ­ 100 kHz: rodowisko wystpowania publiczne 100 µT 12,5 µT 100 V/m Pracy 500 µT 12,5 µT 100 V/m

Takie same poziomy graniczne dla pól M 50 Hz przyjto wczeniej w niektórych innych krajach, w oparciu o zalecenia organizacji midzynarodowej IRPA (International Radiation Protection Association), z której w 1992 roku wydzielila si odrbna organizacja ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection Midzynarodowa Komisja Ochrony przed Promieniowaniem Niejonizujcym). Podstaw do ustalenia granicy 100 µT w rodowisku publicznym bylo wylcznie zaloenie o dopuszczalnej wartoci prdu, plyncego w ciele czlowieka w rezultacie wewntrznego pola E, indukowanego przez zewntrzne pole M. Przy gstoci prdu od 1 do 10 mA/m2 obserwuje si znikome efekty biologiczne. Niemniej jednak szkodliwe efekty pól M o czstotliwoci 50 Hz obserwuje si ju przy indukcji przekraczajcej 0,3 µT, czyli przy nateniu ponad 300-krotnie niszym ni poziom graniczny 100 µT, przyjty w polskich przepisach i zaleceniach ICNIRP dla rodowiska publicznego, nie mówic o zawodowym. W celu zapewnienia bezpieczestwa i higieny pracy przy monitorach komputerowych, w 1990 roku szwedzka organizacja SWEDAC opublikowala zalecenia MPR-II, potocznie okrelane jako "Norma Szwedzka". W odniesieniu do monitorów komputerowych zalecenia dotycz miejsca w odlegloci 50 cm od przodu ekranu. Zgodnie z zaleceniami MPR-II warto indukcji zmiennego pola M nie powinna przekracza 0,25 µT w zakresie 5 Hz - 2 kHz (a wic równie przy 50 Hz), oraz 25 nT w zakresie 2 kHz - 400 kHz. Zgodnie z cytowanymi wyej polskimi przepisami, w rodowisku mieszkaniowym dopuszcza si maksymalne natenie pola E o czstotliwoci 50 Hz równe 100 V/m. W rodowisku pracy dopuszcza si 1 kV/m. Wartoci te s takie same jak w zaleceniach ICNIRP i równie oparte s na zaloenia ograniczenia gstoci prdu w ciele czlowieka. Natomiast w zaleceniach szwedzkich MPR-II przyjto warto graniczn 25 V/m. Jeli chodzi o pola M o czstotliwoci z zakresu 1 ­ 100 kHz (emitowane przez telewizory i monitory komputerowe), to odpowiednie poziomy graniczne s nastpujce: 12,5 µT (cytowane wyej przepisy polskie); 0,91 µT (ICNIRP); 0,025 µT (MPR-II). Tab.2. Dopuszczalne wartoci nate PEM, wg midzynarodowych organizacji: Rodzaj pola Natenie pola magnetycznego 50 Hz: Natenie pola magnetycznego w zakresie 1 ­ 100 kHz: Natenie pola elektrycznego w zakresie 1 ­ 100 kHz: ICNIRP 100 µT 0,91 µT 100 V/m MPR-II 0,25 µT 0,025 µT 25 V/m

Dopuszczalne natenie pola magnetycznego o f=50 Hz 500 500 Ntenie pola magnetycznego H [µT] 400 300 200 100 0 ICNIRP 100 0,25 MPR-II Publiczne Pracy 100

Rys. 3. Dopuszczalne wartoci natenia pola magnetycznego o czstotliwoci ródla f=50Hz, wg polskiej normy rodowiska pracy i rodowiska publicznego oraz wg norm ogólnowiatowych.

Dopuszczalne natenie pola magnetycznego w zakresie 1 ­ 100 kHz

Ntenie pola magnetycznego H [µT]

14 12 10 8 6 4 2 0 0,91 ICNIRP 0,025 MPR-II

12,5

12,5

Publiczne

Pracy

Rys. 4. Dopuszczalne wartoci natenia pola magnetycznego o zakresie czstotliwoci ródla f=1 do 100 kHz, wg polskiej normy oraz wg norm ogólnowiatowych.

Dopuszczalne natenie pola elektrycznego w zakresie 1 ­ 100 kHz

100 Ntenie pola elektrycznego E [V/m] 80 60 40 20 0 ICNIRP MPR-II Publiczne Pracy

Rys. 5. Dopuszczalne wartoci natenia pola elektrycznego o zakresie czstotliwoci ródla f=1 do 100 kHz, wg polskiej oraz wg norm ogólnowiatowych.

Wybrane wyniki bada osób zajmujcych si PEM w konfrontacji z moimi wlasnymi obserwacjami. W swej rozprawie doktorskiej [3] dr Roy, na podstawie wlasnych bada oraz ródel literaturowych ­ przedstawia podzial na obszary stopnia zagroe w zalenoci od odlegloci od linii wysokiego napicia oraz wielkoci natenia plyncego prdu. Podzial ten obejmuje dwa rodzaje linii wysokiego napicia: I ­ linie wysokiego napicia z przedzialu 230 kV ­ 22 kV, II ­ linie wysokiego napicia z przedzialu 11 kV ­ 4,4 kV. Wokól obu tych rodzajów linii okrelono cztery typy pól EM, w zalenoci od natenia pola. I tak wyrónia si: VHC ­ pole o bardzo wysokim nateniu (ang. very high current); OHC ­ zwykle pole o wysokim nateniu (ang. ordinary high current); OLC ­ zwykle pole o niskim nateniu (ang. ordinary low current); VLC ­ pole o bardzo niskim nateniu (ang. very low current). Wartoci indukcji magnetycznej w poszczególnych typach pól przedstawia ponisza tabelka: Tab. 3. Zakresy wartoci indukcji magnetycznej wystpujce w poszczególnych typach pól Gsto linii sil pola magnetycznego Typ pola ang. (indukcja) VHC very high current 3 ­ 30 µT OHC OLC VLC ordinary high current ordinary low current very low current 0,2 ­ 3 µT 0,02 ­ 0,2 µT 0,005 ­ 0,1 µT

W z obrazowaniu zakresów wystpowania poszczególnych typów pól w zalenoci od odlegloci od ródla pomocne bd ponisze rysunki:

Rys. 6. Podzial na strefy oddzialywa poszczególnych typów pól elektromagnetycznych w funkcji odlegloci od ródla pola: a) Linii wysokiego napicia z zakresu 230 kV do 22 kV, b) Linii wysokiego napicia z zakresu 11 kV do 4,4 kV.

Rysunki te bardzo ladnie obrazuj w jakiej odlegloci od linii wysokiego napicia winny by stawiane budynki. Wida e najwysze natenie pola wystpuj najbliej linii (sigajce nawet 30 µT na wysokoci 1 m nad ziemi, bezporednio pod lini), a osiga warto tla dopiero w odlegloci 45 m od linii. Niestety polska rzeczywisto

ma si do tego troszeczk inaczej. Oto zaobserwowane przeze minie fragmenty ,,z ycia wzite":

Rys. 7. Linia wysokiego napicia w bezporednim ssiedztwie miejsc pracy i pomieszcze szkolnych.

Rys. 8. Linia wysokiego napicia przebiega w zaledwie odlegloci 6m od jednej z kamienic, oraz ponad dachem drugiej.

Nie ma jak dotd ostatecznego stwierdzenia, e pole elektromagnetyczne ma katastrofalny wplyw na zdrowie ludzkie. Dopiero przeprowadzenie bada na szerok skal pozwolilo by to ostatecznie oceni. Na razie jednak naley dmucha na zimne. Niemniej jednak spoleczestwo nie jest tego wiadome, czego dowodem jest ponisze zdjcie wskazujce na beztrosk adaptacj ssiedztwa linii wysokiego napicia.

Rys. 9. Zdjcie wskazujce jak bardzo dua jest niewiadomo niektórych grup spolecznych na zagroenia plynce z faktu przebywania w bezporednim ssiedztwie linii wysokiego napicia.

Bibliografia: [1] A.S. Presman ,,Pola elektromagnetyczne a ywa przyroda", PWN W-wa 1968, [2] E.M. Purcell ,,Elektryczno i Magnetyzm", PWN W-wa 1974, [3] N. K. Roy ,,Assessment of Magnetic Fields in Human Enviroment", The University of South Australia 1998, [4] ,,Poradnik Inyniera Elektryka", praca zbiorowa, WNT, W-wa 1999,

Information

Rozklad Pól Elektromagnetycznych wokól napowietrznych linii przesylowych

10 pages

Report File (DMCA)

Our content is added by our users. We aim to remove reported files within 1 working day. Please use this link to notify us:

Report this file as copyright or inappropriate

452939