Раздел 6. Экологические аспекты воздействия электрических полей линий электропередач сверхвысокого напряжения на окружающую среду

Линии электропередачи сверхвысокого напряжения являются источниками мощнейших электромагнитных полей, индуцируемых вокруг фазных проводов линии. Такие электромагнитные поля оказывают крайне негативное влияние на экосистемы, находящиеся вблизи трасс линий электропередачи сверхвысокого напряжения.

Различают два типа воздействия электромагнитных полей на биологические организмы – тепловое и информационное. Последнее проявляется в электромагнитных полях сверхвысокой частоты (300 МГц и более) и до настоящего времени изучено недостаточно.

Для полей промышленной частоты линий сверхвысокого напряжения основным типом является тепловое воздействие от электрических токов, индуцируемых в теле биологического организма. Различают следующие виды воздействия:

• непосредственное, проявляющееся при пребывании человека в электрическом поле. Эффект этого воздействия усиливается с увеличением напряженности поля и времени экспозиции;
• воздействие электрических зарядов (импульсного тока), возникающих при прикосновении человека к изолированным от земли конструкциям или при прикосновении человека, изолированного от земли, к растениям и различного рода заземленным конструкциям;
• воздействие токов утечек.

Многолетние исследования в области воздействия электромагнитных полей, в частности полей линий электропередач, на биологические организмы и в первую очередь на человека показали, что наиболее чувствительными системами организма человека являются нервная, иммунная, эндокринная и половая.

Воздействие электромагнитных полей вызывает существенные аномальные отклонения при передаче нервных импульсов, что влияет на изменение высшей нервной деятельности, в том числе и памяти у людей. Особенно высокую чувствительность к электромагнитным полям проявляет нервная система эмбриона.

Исследования, проведенные в Великобритании с 1962 по 1995 гг., показали, что риск заболеваемости лейкемией у детей, с рождения живущих на расстоянии до 200 м от ЛЭП, равен 70%, а до 600 м – 20%. Однако гипотеза о непосредственной прямой связи возникновения лейкемии у детей и воздействия электромагнитных полей высоковольтных линий не подтверждена, и биологического объяснения природы такого воздействия до сих пор не существует.

Высоковольтные линии электропередач

Крайне негативное влияние оказывают электромагнитные поля на сердечно-сосудистую и иммунную системы человека и животных. Процессы иммуногенеза обычно угнетаются, что приводит к отягощению инфекционных процессов в организме.

Изменения в эндокринной системе человека под воздействием электромагнитных полей характеризуются увеличением содержания адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови.

Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее регуляции со стороны нервной и нейроэндокринной систем. Исследования показали, что более чувствительными к воздействию электромагнитных полей являются яичники, нежели семенники.

Особую опасность представляет воздействие электромагнитных полей на женский организм во время беременности. Установлено, что чувствительность эмбриона к электромагнитным полям значительно выше, чем материнского организма. Это может привести к внутриутробному повреждению плода под воздействием электромагнитных полей на любом этапе его развития. Исследования показали, что воздействие электромагнитных полей на беременных женщин может вызвать преждевременные роды, влиять на развитие плода, увеличить риск развития врожденных уродств.

Доказано, что имеет место накопление биологического эффекта электромагнитных полей в условиях длительного многолетнего воздействия. Это может вызывать отдаленные негативные последствия в будущем, включая развитие дегенеративных процессов центральной нервной системы, раковых заболеваний крови (лейкоз), опухолей мозга, гормональных заболеваний. Особую опасность электромагнитные поля представляют для детей, беременных женщин, людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой систем, аллергиков, а также людей с ослабленным иммунитетом.

Исследования показали, что люди, работающие под воздействием электромагнитных полей, часто жалуются на раздражительность и нетерпеливость. Продолжительное воздействие полей приводит к высокой утомляемости, снижению эффективности сна, нарушению внимания и памяти, появлению чувства внутренней напряженности и суетливости. Укажем, что приведенные результаты исследований относятся не только к электромагнитным полям линий электропередач сверхвысокого напряжения, но и к любым полям во всем диапазоне частот.

Негативное воздействие электромагнитных полей промышленной частоты на экосистемы не столь существенно, хотя и должно обязательно учитываться при сооружении электропередач сверхвысокого напряжения.

Электрические поля высокой напряженности (50 кВ/м) вызывают вибрацию волосяного покрова человека и животных, при этом возникают крайне неприятные ощущения и в первую очередь сильный зуд. При напряженности электрического поля 20–50 кВ/м наблюдается повреждение ткани листьев растений, что объясняется тепловым воздействием токов, возникающих при коронировании выступающих частей растений. Такое воздействие приводит к гибели клеток, которые теряют влагу, высыхают и сжимаются.

Исследования воздействия мощных электрических полей промышленной частоты на подопытных животных не выявили у них каких-либо генетических изменений. Отмечена высокая чувствительность голубей к электрическим полям малой напряженности.

Линии электропередач

Известно, что все рыбы, особенно электрические, индуцируют вокруг своего тела крайне слабые электрические поля. Однако у множества видов рыб, держащихся стаями (косяками), их электрические поля накладываются друг на друга и значительно усиливаются. Электрическое поле стаи играет важную роль в согласованном поведении отдельных ее членов и их пространственной ориентации. Поэтому сильные электрические поля электропередач сверхвысокого напряжения угнетающее воздействуют на поведение рыб и могут оказать крайне негативное влияние на пути их миграции, особенно в нерестовый период.

Наиболее чувствительны к воздействиям электрических полей электропередач сверхвысокого напряжения копытные животные. Дело в том, что копыта животных являются хорошим изолятором, отделяющим тело животного от земли. Поэтому наведенный в теле животного потенциал может достигать 10 кВ, а импульс тока при касании заземленного предмета (например ветки куста) – 100–200 мкА. Такие токи безопасны для здоровья, но вызывают неприятные ощущения. Это обстоятельство заставляет копытных животных избегать трасс высоковольтных линий. Подобные явления, связанные с наведением высоких потенциалов, наблюдаются и в организме человека, находящегося под линией в изолирующей от земли обуви.

Укажем, что в связи с крайне негативным воздействием электромагнитных полей, индуцируемых электропередачами сверхвысокого напряжения, на экологические системы, и в первую очередь на здоровье человека, в ряде стран Евросоюза на законодательном уровне запрещено сооружение электропередач с номинальным напряжением более 400 кВ.

Выше отмечалось, что тепловое воздействие электромагнитных полей связано с протеканием в организме человека (животного, растения) токов, индуцируемых этими полями. Однако неблагоприятное воздействие магнитного поля проявляется при его напряженности не менее 150–200 А/м, что имеет место на расстоянии не более 1–1,5 м от провода воздушной линии и, следовательно, должно учитываться только при выполнении работ на линии под напряжением. Это обстоятельство свидетельствует, что определяющее воздействие на биологические организмы оказывает именно электрическое поле, индуцируемое проводами линии сверхвысокого напряжения.

Воздействие электрического поля на человеческий организм определяется в первую очередь токами, протекающими через тело человека. Исследования показали, что токи плотностью менее 0,1 мкА/см 2 совершено не влияют на здоровье и нервную систему человека, поскольку они намного меньше импульсных биотоков синапсов. Такому току соответствует напряженность электрического поля на высоте 1,8 м от уровня земли (что соответствует росту обычного человека), равная 15 кВ/м, которая и принята в качестве допустимой под воздушными линиями сверх-высокого напряжения.

Максимальная напряженность электрического поля под воздушной линией наблюдается в середине пролета. Наоборот, возле опор напряженность электрического поля будет наименьшей, поскольку здесь провода линии находятся на наибольшем расстоянии от земли. Помимо этого, здесь наблюдается благоприятный эффект от экранирующего влияния металлических конструкций опор. Поэтому дороги, пешеходные дорожки, линии связи и электропередачи низших классов номинального напряжения рекомендуется размещать в непосредственной близости от опор линий электропередачи сверхвысокого напряжения.

При исследовании воздействия электрического поля необходимо помнить, что непосредственно под линией наблюдается взаимная компенсация электрических полей, индуцируемых проводами соседних фаз, находящимися под напряжением, сдвинутым по фазе на ±120 эл. град. Именно поэтому наибольшая напряженность электрического поля имеет место под крайней фазой электропередачи сверхвысокого напряжения при горизонтальном расположении проводов в пространстве и быстро убывает при удалении от электропередачи обратно пропорционально 2–3-й степени расстояния от оси линии.

Исследования показали, что при напряженности электрического поля 5 кВ/м около 80% людей не испытывают болевых ощущений и дискомфорта при разрядах в случае касания заземленных предметов. Именно эта величина была принята в качестве нормативной при работах в электроустановках без применения средств защиты.

Для обеспечения указанной допустимой величины напряженности электрического поля под проводами воздушной линии сверхвысокого напряжения необходимо соблюдать габаритные расстояния для линий напряжением 330 кВ – 12 м, 500 кВ – 16,5 м, 750 кВ – 22 м.

Воздействие электрического поля на организм человека определяется не только интенсивностью (напряженностью) поля, но и временем экспозиции. Допустимое время пребывания (в мин) человека в электрическом поле выражается известной экспоненциальной зависимостью от напряженности электрического поля.

Ненарушение верхнего предела допустимого времени обеспечивает самовосстановление физиологического состояния организма в течение суток без остаточных реакций, функциональных или патологических изменений. Например, при напряженности электрического поля 10 кВ/м допускается пребывание персонала под воздействием поля не более 180 мин в сутки, 15 кВ/м – 45 мин в сутки, 20 кВ/м – 10 мин в сутки.

В связи с описанным негативным влиянием электрических полей на организм человека нормативными документами предусматриваются следующие предельно допустимые уровни напряженности электрического поля:

• внутри жилых зданий – 0,5 кВ/м;
• на территории зоны жилой застройки 1 кВ/м;
• в населенной местности вне жилой застройки – 5 кВ/м;
• на участках пересечения ВЛ с автомобильными дорогами – 10 кВ/м;
• в ненаселенной местности – 15 кВ/м;
• в труднодоступной местности – 20 кВ/м.

Соблюдение этих норм реализуется на этапе проектирования линий электропередачи сверхвысокого напряжения выполнением требований и ограничений, предусмотренных соответствующими нормативными документами.

Птицы на линии электропередачи