Comment les champs électromagnétiques des lignes électriques aériennes affectent les personnes, les animaux et les plantes

L'influence biologique des champs électriques et magnétiques sur l'organisme des humains et des animaux a été beaucoup étudiée. Les effets observés, s'ils se produisent, sont encore flous et difficiles à définir, ce sujet reste donc d'actualité.

Les champs magnétiques de notre planète ont une double origine, naturelle et anthropique. Les champs magnétiques naturels, appelés orages magnétiques, proviennent de la magnétosphère terrestre. Les perturbations magnétiques anthropiques couvrent un territoire plus restreint que les perturbations naturelles, mais leur manifestation est beaucoup plus intense et apporte donc des dommages plus tangibles. À la suite de l'activité technique, l'homme crée des champs électromagnétiques artificiels qui sont des centaines de fois plus puissants que le champ magnétique naturel de la Terre. Les sources de rayonnement anthropique sont : les appareils de transmission radio puissants, les véhicules électrifiés, les lignes électriques.

Gamme de fréquences et longueurs d'onde de certaines sources de rayonnement électromagnétique

L'un des agents pathogènes les plus puissants ondes électromagnétiques — courants de fréquence industrielle (50 Hz).Ainsi, la force du champ électrique directement sous la ligne électrique peut atteindre plusieurs milliers de volts par mètre de sol, bien qu'en raison de la propriété de réduire la tension du sol, déjà à une distance de 100 m de la ligne, l'intensité chute fortement à plusieurs dizaines de volts par mètre.

Des études sur l'effet biologique d'un champ électrique ont établi que même à une force de 1 kV / m, il a un effet néfaste sur le système nerveux humain, ce qui entraîne à son tour une perturbation de l'appareil endocrinien et du métabolisme dans le corps (cuivre , zinc, fer et cobalt), perturbe les fonctions physiologiques : fréquence cardiaque, tension artérielle, activité cérébrale, processus métaboliques et activité immunitaire.

Depuis 1972, des publications sont apparues dans lesquelles l'effet sur l'homme et les animaux de champs électriques d'une intensité supérieure à 10 kV / m est pris en compte.

Intensité du champ magnétique proportionnel au courant et inversement proportionnel à la distance ; l'intensité du champ électrique est proportionnelle à la tension (charge) et inversement proportionnelle à la distance. Les paramètres de ces champs dépendent de la classe de tension, des caractéristiques de conception et des dimensions géométriques de la ligne à haute tension. L'apparition d'une source puissante et étendue de champ électromagnétique entraîne une modification des facteurs naturels qui ont formé l'écosystème. Les champs électriques et magnétiques peuvent induire des charges et des courants de surface dans le corps humain.

Des études montrent que le courant maximal dans le corps humain induit par un champ électrique est beaucoup plus élevé que le courant provoqué par un champ magnétique.Ainsi, l'effet nocif d'un champ magnétique ne se manifeste qu'à sa force d'environ 200 A / m, qui se produit à une distance de 1 à 1,5 m des fils de ligne de phase et n'est dangereux que pour le personnel de service lorsqu'il travaille sous tension. Cette circonstance a permis de conclure qu'il n'y a pas d'effet biologique des champs magnétiques de fréquence industrielle sur les personnes et les animaux sous les lignes électriques. Ainsi, le champ électrique des lignes électriques est le principal facteur biologiquement efficace pour la transmission d'énergie prolongée, qui peut devenir une barrière au mouvement de diverses espèces de la faune aquatique et terrestre.

Lignes électriques de champs électriques et magnétiques affectant une personne se tenant sous une ligne électrique CA aérienne

Sur la base des caractéristiques de conception de la transmission de puissance (affaissement du conducteur), la plus grande influence du champ se produit au milieu de la section, où la tension des lignes à super et ultra haute tension à la hauteur d'une personne est de 5 à 20 kV / m et plus, selon la classe de tension et la conception de la ligne.

Aux supports, où la hauteur de la suspension des fils est la plus grande et l'effet de blindage des supports affecte, l'intensité du champ est la plus faible. Étant donné que les personnes, les animaux, les transports peuvent se trouver sous les fils des lignes électriques, il devient nécessaire d'évaluer les conséquences possibles du séjour à long et à court terme des êtres vivants dans un champ électrique d'intensité différente.

Les plus sensibles aux champs électriques sont les ongulés et les personnes en chaussures qui les isolent du sol. Les sabots des animaux sont également de bons isolants.Dans ce cas, le potentiel induit peut atteindre 10 kV et l'impulsion de courant à travers le corps lorsque vous touchez un objet mis à la terre (branche de buisson, brin d'herbe) est de 100 à 200 μA. De telles impulsions de courant sont sans danger pour le corps, mais l'inconfort fait que les ongulés évitent les lignes électriques à haute tension en été.

Dans l'action d'un champ électrique sur une personne, les courants qui traversent son corps jouent un rôle prépondérant. Ceci est déterminé par la conductivité élevée du corps humain, où prédominent les organes dans lesquels le sang et la lymphe y circulent.

À l'heure actuelle, des expériences sur des animaux et des volontaires humains ont établi que la densité de courant avec une conductivité de 0,1 μA / cm et moins n'affecte pas le travail du cerveau, car les biocourants pulsés, circulant normalement dans le cerveau, dépassent de manière significative la densité de un tel courant de conductivité.

À une densité de courant de 1 μA / cm, un scintillement de cercles lumineux est observé dans les yeux d'une personne, des densités de courant plus élevées capturent déjà les valeurs seuils de stimulation des récepteurs sensoriels, ainsi que des cellules nerveuses et musculaires, ce qui conduit à peur et réactions motrices involontaires.

Dans le cas où une personne touche des objets isolés du sol dans la zone d'un champ électrique d'intensité importante, la densité de courant dans la zone du cœur dépend fortement de l'état des conditions de base (type de chaussures, état du sol, etc.), mais il peut déjà atteindre ces valeurs.

Au courant maximal correspondant à Emax == 15 kV/m (6,225 mA), une certaine partie de ce courant traversant la zone de tête (environ 1/3), et la zone de tête (environ 100 cm), la densité de courant< 0,1 μA/cm, ce qui confirme l'admissibilité de l'intensité admise de 15 kV/m sous les conducteurs des lignes aériennes.

Pour la santé humaine, le problème est de déterminer la relation entre la densité de courant induite dans les tissus et l'induction magnétique du champ extérieur, V. Calcul de la densité de courant

elle est compliquée par le fait que son trajet exact dépend de la distribution de la conductance y dans les tissus de l'organisme.

Ainsi, la conductance spécifique du cerveau est déterminée en = 0,2 cm / m et le muscle cardiaque en = 0,25 cm / m. Si le rayon de la tête est de 7,5 cm et que le rayon du cœur est de 6 cm, alors le produit yR s'avère être le même dans les deux cas. Par conséquent, une représentation de la densité de courant à la périphérie du cœur et du cerveau peut être donnée.

Il a été déterminé que l'induction magnétique sans danger pour la santé est d'environ 0,4 mT à une fréquence de 50 ou 60 Hz. Dans les champs magnétiques (de 3 à 10 mTl, f = 10 — 60 Hz), on observe l'apparition de légères oscillations, semblables à celles qui se produisent lorsqu'on appuie sur le globe oculaire.

La densité de courant induite dans le corps humain par un champ électrique de valeur d'intensité E se calcule comme suit :

° Avec des coefficients k différents pour les régions du cerveau et du cœur.

La valeur de k =3-10-3 cm / Hzm.

Selon des scientifiques allemands, l'intensité du champ auquel la vibration des cheveux est ressentie par 5% des hommes testés est de 3 kV / m et pour 50% des hommes testés, elle est de 20 kV / m. Il n'existe actuellement aucune preuve que les sensations provoquées par l'action du champ créent un effet indésirable. En ce qui concerne la relation entre la densité de courant et l'influence biologique, quatre domaines peuvent être distingués, présentés dans le tableau.

J, μA / cm Effets observés 0,1 Non 1,0 Cercles lumineux scintillants dans les yeux 10-50 Symptômes névralgiques aigus similaires à ceux provoqués par un choc électrique supérieur à 100 Probabilité accrue de fibrillation ventriculaire, arrêt cardiaque, spasme prolongé des muscles respiratoires, brûlures graves

La dernière région de la valeur de densité de courant fait référence à des temps d'exposition de l'ordre d'un cycle cardiaque, c'est-à-dire environ 1 s par personne. Pour des expositions plus courtes, les valeurs seuils sont plus élevées. Afin de déterminer la valeur seuil de l'intensité du champ, des études physiologiques ont été menées sur des personnes dans des conditions de laboratoire à une intensité de 10 à 32 kV / m. Il a été constaté qu'à une tension de 5 kV / m, 80% des personnes ne ressentent pas de douleur lors des décharges lorsqu'elles touchent des objets mis à la terre. C'est cette valeur qui est acceptée comme normative lors de travaux dans des installations électriques sans l'utilisation de moyens de protection.

La dépendance du temps autorisé de séjour d'une personne dans un champ électrique avec une intensité E supérieure au seuil est approximée par l'équation

La performance de cet état assure l'auto-restauration de l'état physiologique du corps pendant la journée sans réactions résiduelles et modifications fonctionnelles ou pathologiques.

Faisons connaissance avec les principaux résultats des recherches sur les effets biologiques des champs électriques et magnétiques menées par des scientifiques soviétiques et étrangers.

Effets des champs électriques sur le personnel

Au cours des études, un dosimètre intégrateur était attaché à la partie supérieure de l'avant-bras de chaque travailleur.L'exposition quotidienne moyenne des travailleurs sur les lignes à haute tension se situe entre 1,5 kV/(m-h) et 24 kV/(m-h). Les valeurs maximales sont notées dans de très rares cas. D'après les données obtenues à partir de l'étude, on peut conclure qu'il n'y a pas de relation perceptible entre l'exposition au champ et l'état général de la santé humaine.

Lignes électriques aériennes et cancer infantile

Dans les locaux d'habitation champ magnétique peut être créé par l'équipement et le câblage électriques domestiques, les câbles souterrains extérieurs et les lignes électriques aériennes. Les sites d'étude et de contrôle ont été regroupés à des intervalles de 25 m à côté de la ligne électrique aérienne, le degré de risque à une distance de plus de 100 m de la ligne étant pris comme unité.

Ces résultats ne supportent pas l'hypothèse selon laquelle les champs magnétiques à fréquence industrielle influencent la survenue de cancers chez les enfants.

Effet électrostatique sur les cheveux humains et animaux

L'étude a été menée en lien avec l'hypothèse que l'influence du champ ressenti par la surface de la peau est provoquée par l'action des forces électrostatiques sur les cheveux. En conséquence, il a été constaté qu'à une intensité de champ de 50 kV / m, le sujet ressentait des démangeaisons associées aux vibrations des cheveux, qui étaient enregistrées avec des appareils spéciaux.

Effet du champ électrique sur les plantes

Les expériences ont été menées dans une chambre spéciale dans un champ non déformé avec une intensité de 0 à 50 kV/m. De légers dommages aux tissus foliaires ont été trouvés à des expositions de 20 à 50 kV/m, selon la configuration de la plante et la teneur en humidité initiale. Une nécrose tissulaire a été observée dans les parties de plantes à bords tranchants.Les plantes épaisses à surface lisse et arrondie ne sont pas endommagées à une tension de 50 kV / m. Les dégâts sont le résultat de la couronne sur les parties saillantes de la plante. Chez les plantes les plus faibles, les dégâts sont observés 1 à 2 heures après l'exposition. Fait important, dans les semis de blé aux extrémités très pointues, la couronne et les dommages étaient perceptibles à une tension relativement faible de 20 kV/m. Il s'agit du seuil le plus bas de déficience dans les études.

Le mécanisme le plus probable des dommages aux tissus végétaux est thermique. Les tissus sont endommagés lorsque l'intensité du champ devient suffisamment élevée pour provoquer un effet corona et qu'un courant corona de haute densité traverse l'extrémité de la feuille. La chaleur dégagée dans ce cas à travers la résistance du tissu foliaire entraîne la mort d'une couche étroite. de cellules , qui perdent de l'eau relativement rapidement, se dessèchent et rétrécissent. Cependant, ce procédé a une limite et le pourcentage de la surface séchée de la plante est faible.

L'effet du champ électrique sur les animaux

La recherche a été menée dans deux directions : recherche au niveau du biosystème et recherche des seuils des influences détectées. Parmi les poulets placés dans un champ avec une tension de 80 kV/m, un gain de poids, une viabilité et une faible mortalité ont été notés. Le seuil de perception du champ a été mesuré sur des pigeons voyageurs. Il a été démontré que les pigeons ont un mécanisme pour détecter les champs électriques de faible intensité. Aucune modification génétique n'a été observée. Il est à noter que les animaux vivant dans un champ électrique de haute intensité peuvent subir un mini-choc dû à des facteurs externes, selon les conditions de l'expérience, ce qui peut entraîner une certaine anxiété et excitation des testés.

Un certain nombre de pays ont des réglementations qui limitent les limites d'intensité de champ dans le domaine des lignes de transmission aériennes. Une tension maximale de 20 kV/m est recommandée en Espagne, et la même valeur est actuellement considérée comme la limite en Allemagne.

La sensibilisation du public à l'effet du champ électromagnétique sur les organismes vivants continue de croître, et un certain intérêt et une certaine inquiétude à propos de cet effet conduiront à la poursuite de recherches médicales pertinentes, en particulier chez les personnes vivant à proximité de lignes électriques aériennes.

Plus d'informations sur ce sujet :

V.I. Tchekhov "Aspects environnementaux du transport d'électricité" (télécharger le livre — Zip, DjVu)

Le livre fournit une description générale de l'impact environnemental des lignes électriques aériennes. Les problèmes de calcul de l'intensité maximale du champ électrique sous la ligne de courant alternatif et les méthodes de sa réduction, le rejet des terres sous la ligne de route, l'impact du champ électromagnétique sur les personnes, la flore et la faune de l'apparition de bruit radio et acoustique sont considérés. Les caractéristiques de l'impact environnemental des lignes à courant continu et des câbles à très haute tension sont prises en compte.

Voir aussi sur ce sujet : Protection d'une personne contre l'exposition aux rayonnements électromagnétiques