Dr Zbigniew Lipiński

W jakiej odległości od linii wysokiego napięcia można ustawić pasiekę?

Stały rozwój technologii przesyłania energii elektrycznej wzmaga środowiskową ekspozycję pszczół miodnych na pola elektromagnetyczne o szerokim zakresie częstotliwości (Foster i Rapacholi, 1999). Jednym z dominujących źródeł tych pól są linie przesyłowe najwyższych napięć (220, 400 i 750 kV ) oraz linie wysokiego napięcia (110 kV). Oba rodzaje tych napowietrznych linii określane są w dalszej części artykułu wspólnym terminem: linie wysokiego napięcia. Łatwy dostęp do terenu pod tymi liniami i wokół nich zachęca do ustawiania pasiek w ich pobliżu, ponieważ linie te budowane są zwykle z dala od ludzkich osiedli i dróg, co stanowi dodatkową zachętę dla pszczelarzy.

Fale elektromagnetyczne wytwarzane przez linie wysokiego napięcia powodują kumulację ładunków elektrycznych w obiektach znajdujących się pod nimi lub w ich bliskim sąsiedztwie. Zatem w jakiej odległości od linii wysokiego napięcia pszczelarz może ustawić pasiekę bez zagrożenia dla własnego zdrowia oraz rodzin pszczelich, w tym ich produkcyjności? W przypadku pszczół jest to tym bardziej istotne, że ładunki oraz pola magnetyczne, które okazują się słabo oddziaływać na człowieka, stosunkowo silnie działają na pszczoły (Morse i Hooper, 1985).

Pozostałość po pasieci w okolicah Olsztyna ustawionej zbyt blisko linii wysikiego napięcia o mocy 400 kV, oznaczona czerwona strzałką.

Opuszczona pracownia pasieczna.

Szczegóły techniczne ważne do zrozumienia istoty problemu

Linie wysokiego napięcia, które służą do przesyłania prądu elektrycznego na duże odległości „pracują” w USA na częstotliwościach 60 Hz lub 50 Hz w Europie i większości krajów świata. Jak już wspomniałem, napięcie prądu elektrycznego linii wysokiego napięcia osiąga 750-765 kV, a w przypadku linii eksperymentalnych (Foster i Rapacholi, 1999) nawet 1000 kV i więcej. Interesujące jest, że linia o napięciu 400 kV przesyła tyle samo energii elektrycznej co 4 linie 220 kV lub 15 linii 110 kV. Z uwagi na ten fakt, a także z powodu ciągle rosnącego zapotrzebowania na energię elektryczną, w całym świecie rośnie nie tylko liczba nowo budowanych linii przesyłowych, ale również napięcie (woltaż) przesyłanej energii elektrycznej (Szuba i wsp., 1999, 2005).

Napięcie istniejące pomiędzy przewodami przesyłowymi linii wysokiego napięcia o niskiej częstotliwości oraz pomiędzy tymi przewodami a ziemią wytwarza pole elektryczne, zaś energia płynąca w tych przewodach wytwarza pole magnetyczne.

Pole elektryczne powoduje gromadzenie się ładunków elektrycznych w izolowanych od ziemi obiektach znajdujących się pod taką linią. Szczególnie dotyczy to obiektów wykonanych z żelaza. Poza ładunkami gromadzącymi się w powietrzu istotna jest ich ilość płynąca w ziemi pod tymi liniami (Foster i Rapacholi, 1999).

Ważne jest, że oba wspomniane składniki pola elektromagnetycznego generowanego przez linie o częstotliwościach 50 i 60 Hz, mogą być mierzone oddzielnie (tabela 1). Pomiary te powinny być prowadzone przy dobrej pogodzie na wysokości 1,8 m nad ziemią, przy temperaturze powietrza nie niższej niż 10°C, wilgotności względnej powietrza nie wyższej niż 75% oraz w warunkach niepowodujących powstawania rosy.

Tabela 1.

Wielkości pola elektromagnetycznego
Wartości fizyczne Jednostki międzynarodowe
Natężenie pola elektrycznego V/m - wolt na metr
kV/m - kilowolt na metr = 1000 V/m
Natężenie pola magnetycznego A/m - amper na metr
kA/m - kiloamper na metr = 1000 A/m
Indukcja pola magnetycznego T - (tesla)
mT - 0,00000 T
nA - 10-9 A
Natężenie pola magnetycznego 1 A/m odpowiada indukcji pola magnetycznego o wartości 1,25 mT.

Natężenie pola elektromagnetycznego w pobliżu masztów linii wysokiego napięcia zależy od napięcia (woltażu) danej linii oraz natężenia pola magnetycznego w połączeniu z jej charakterystycznymi cechami, jak konfiguracja przewodów oraz wysokość wież. Natężenie pola elektrycznego jest bardzo wysokie w pobliżu samych przewodów, po czym gwałtownie spada w miarę oddalania się od nich (wykres).

Natężenie pola elektrycznego i magnetycznego mierzone poniżej linii wysokiego napięcia, w której przepływa prąd elektryczny waha się odpowiednio od 1 do 10 kV/m oraz od 1 do 10 mT. Może ono osiągnąć wartość 11 kV/m i 100 mT, a nawet przekraczać wartości typowe w mieszkaniach, domach towarowych, biurowcach itp. Na przykład: na poziomie gruntu pod linią o napięciu 765 kV i natężeniu 3000-4000 A szczyt natężenia pola elektrycznego osiąga 10 kV/m, zaś szczyt natężenia pola magnetycznego 100 mT. Na poziomie gruntu w odległości 50 m od środka linii napięcie pola elektrycznego wynosi 1 kV/m, zaś natężenie pola magnetycznego - około 0,1 mT (Foster and Rapacholi, 1999).

Natężenie pola elektromagnetycznego generowanego przez prąd zmienny o częstotliwości 50 Hz, zasilającego urządzenia domowe, wynosi odpowiednio 0,01 i 1 mT, zaś samo pole magnetyczne emitowane przez te urządzenia waha się pomiędzy 0,01 a 100 mT. Interesujące jest, że siła pola elektromagnetycznego pod liniami średniego napięcia (10-30 kV) nie przekracza poziomu 0,4 kV/m (Szuba i wsp., 1999).

Zaburzenia fizjologii i zachowania się pszczół powodowane przez pole elektromagnetyczne

Według Bidnokasa i wsp. (1988) mechanizm wpływu pola elektrycznego na rodzinę pszczelą przyjmuje postać wzmożonej wrażliwości pszczoły zarówno na samo pole, jak i szoki powodowane przez indukowane ładunki elektryczne. Eksperymentalna ekspozycja pszczół (wewnątrz nieprzewodzących prądu rurkowatych wylotów z uli) na pole elektryczne o wartości 7 kV/m, w warunkach wolnych od rosy, nie powodowała szkodliwego wpływu na zachowanie się rodzin pszczelich. Natomiast ekspozycja pszczół na to pole w tunelu przewodzącym prąd elektryczny powodowała zaburzenia wyrażające się wzrostem śmiertelności pszczół, nienaturalnym kitowaniem oraz upośledzonym rozwojem rodzin pszczelich (Bidnokas i wsp., 1988). Stwierdzono, że zaburzenia te są wynikiem odbierania przez pszczoły szoków elektrycznych w następstwie gwałtownego przeskoku na nie ładunków elektrycznych kumulowanych przez przewodzące prąd powierzchnie, np. ścian ula. Szoki te są wynikiem pobudzeń błon komórkowych w obrębie napięciowo-zależnych białek, na przykład kanałów jonowych oraz pomp jonowych (Nowak i Zawilska, 1977).

Zaobserwowano, że słabe pola elektromagnetyczne czynią pszczoły bardzo „agresywnymi” tak dalece, że można od nich pobierać jad, np. do probówki włożonej do ula i owiniętej w membranę pod napięciem. Zachowanie takie dowodzi, że pole elektryczne ma wpływ na układ nerwowy pszczół, szczególnie części, która koordynuje ich zachowania oraz fizjologię (Lipiński, 2006). U pszczół poddanych pobudzającemu wpływowi pól elektrycznych generowanych przez prąd zmienny niskich częstotliwości obserwuje się wzrost metabolicznej aktywności, zużycia tlenu, poboru pokarmu i zmianę w zachowaniu polegającą na tym, że „roje osadzone w ulach pod liniami wysokiego napięcia mają skłonność do uciekania” (Morse i Hooper, 1985).

W typowym przebiegu intensywność opisanych zaburzeń odzwierciedla siłę pola elektrycznego działającego na układ nerwowy pszczoły. Stwierdzono na przykład, że wzmożony poziom zużycia tlenu i zużycia pokarmu jest następstwem powstania pola elektrycznego o natężeniu 1,4 kV/m. Natomiast przy poziomie 4 kV/m owady te produkują mniej miodu oraz większy procent pszczół umiera. Na poziomie wyższym niż 4 kV/m obserwuje się wzmożone kitowanie. Interesujące jest, że natężenie pola elektrycznego o wartości 7,4 kV/m powoduje w rodzinie pszczelej zwiększoną produkcję ciepła i opuszczanie gniazda przez pszczoły. Przy wartości pola na poziomie 50 kV/m pszczoły zaczynają walczyć ze sobą, żądląc się nawzajem (Morse i Hooper, 1985).

W zależności od „dawki” pola elektrycznego pobudzenie pszczół, poważnie zaburza ekspresję ich stereotypowych zachowań (Lipiński, 2006). Stwierdzono na przykład, że zachowania pszczół wystawianych na działanie ładunków elektrycznych rzędu 275-900 nA są nietypowe. Pod wpływem 275-350 nA pojedyncze pszczoły wykazują zaburzenia zachowań, pod wpływem 600 nA - nietypowo kitują, a pod wpływem 900 nA pojawia się wzmożona żądliwość.

Obserwacje Greenberga i współpracowników (1981) wykazały, że pszczoły z rodzin eksponowanych na pole elektryczne o sile 7 kV/m pod linią 765 kV/m przy częstotliwości 60 Hz wykazywały: - wzmożoną aktywność lokomotoryczną, - nietypowe kitowanie, - spadek przyrostów masy ula, - utratę matki i nietypowy chów matek, - spadek liczby komórek z poszytym czerwiem, - gorsze zimowanie, co potwierdza negatywny wpływ pola tego rzędu na owady.

W wyniku odpowiedzi stresowej (Lipiński, 2001) powodowanej przez pole elektromagnetyczne dojrzałe rodziny pszczele znajdujące się w pobliżu linii wysokiego napięcia mogą wykazywać nietypowe zachowania i podrażnienie, co zwykle manifestuje się wzmożoną obronnością i nadzwyczajną tendencją do rójki. Obserwowano, że rodziny takie zużywały o wiele więcej zapasów w okresie zimy niż rodziny pszczele spoza wpływu linii wysokiego napięcia.

Wiadomo, że pszczoły mogą odbierać stałe pole magnetyczne rzędu zaledwie 26 nT (Kirshvink i wsp., 1997). Wrażliwość ta rozciąga się również na zmienne pole magnetyczne, chociaż próg jego wykrywalności spada gwałtownie wraz ze wzrostem częstotliwości prądu. Przy częstotliwości 60 Hz pole to musi osiągnąć natężenie 100 mT, aby mogło być odróżniane przez pszczoły (Kirschvink i wsp., 1997).

Międzynarodowe standardy bezpieczeństwa

Kraje wysoko uprzemysłowione ustanowiły normy prawne wyznaczające standardy bezpiecznych odległości przebywania ludzi i zwierząt wokół napowietrznych linii przesyłowych wysokiego napięcia. Odległości te mierzone są prostopadle do połowy długości osi łączącej środek podstaw dwu sąsiednich wież przesyłowych (wykres). Nie przestrzeganie tych norm i dłuższe pozostawanie w odległości bliższej, zagraża zdrowiu, a często życiu ludzi i zwierząt. Dlatego wszędzie istnieje zakaz dłuższego przebywania wewnątrz obszaru wyznaczanego przez te standardy. Poza tym obszarem ludzie i zwierzęta mogą przebywać bez ograniczeń czasowych. Natężenie pola elektrycznego poza tym niedostępnym dla ludzi i zwierząt obszarzem nie może być w Anglii wyższe niż 12,3 kV/m, w Austrii, Belgii i Niemczech - 5 kV/m , w stanie New Jersey w USA - 3 kV/m, na Florydzie w USA - 2 kV/m oraz w Polsce i w stanie Montana w USA - 1 kV/m. Standardy te są zgodne z ustaleniami Międzynarodowej Komisji ds. Ochrony przed Promieniowaniem Niejonizującym (ICNIRP), Międzynarodowego Stowarzyszenia Ochrony przed Promieniowaniem (IRPA) oraz Europejskiego Komitetu Normalizacji Elektrotechnicznej (CENELEC). Polskie standardy bezpiecznych odległości od poszczególnych linii przesyłowych wysokiego napięcia przedstawia tabela 2.

Tabela 2. Obowiązująca w Polsce bezpieczna odległość od linii wysokiego napięcia (Kujszczyk i wsp., 1997)

Wysokość napięcia Wysokość wieży Bezpieczna odległość
110 kV 5,73 m 14,5 m
220 kV 6,47 m 23,0 m
400 kV 7,67 m 37,0 m
750 kV 1,00 m 65,0 m

Z obserwacji wynika, że pszczoły zaczynają „burzyć się” pod wpływem pola elektrycznego o wartości 1,4 kV/m. Grupy pszczół eksponowane na ten rodzaj pola do wartości 1,8 kV/m (w tym rzędu 0,65-0,85 kV/m) miały po 25 dniach normalną masę ciała. Pod wpływem pola o wartości 1,8 kV/m ładunki elektryczne w ciele pszczoły są rzędu niewielu nA. Pole elektryczne o wartości nieprzekraczającej 1 kV/m jest bezpieczne dla pszczół. Z tego powodu w Polsce standardy bezpiecznych odległości, ustalonych wokół napowietrznych linii przesyłowych prądu wysokiego napięcia dla ludzi i zwierząt mogą obowiązywać również pszczoły (tabela 2). Jednak fakt, że nawet w odległości 150 m od linii wysokiego napięcia pole elektryczne wciąż utrzymuje wartość 0,5 kV/m, budzi pewien niepokój, szczególnie jeśli działa ono na rodziny pszczele zimujące przez dłuższy czas w warunkach dużej wilgotności powietrza.

  • Standardy bezpiecznych odległości przedstawione w tabeli 2 powinny dotyczyć również rodzin pszczelich.
  • Potrzebne są dalsze badania w celu wyjaśnienia długotrwałego efektu pól elektromagnetycznych rzędu 0,5-1 kV/m na rodziny pszczele utrzymywane poza obszarem wyznaczonym przez wspomniane standardy bezpiecznych odległości.

Redakcja „Pszczelarstwa” dziękuje „International Bee Research Association” za udzielenie zgody na przedruk powyższego artykułu. Dane bibliograficzne: Lipiński Z. 2006 „How far should bees be located from the high voltage power lines”, „Journal of Apicultural Research”, 45: 240-242.

 
     
 
         
      Wykonanie: Michał Skrzypiński