ازداد قلق سكاننا بشأن التلوث الكهرومغناطيسي خلال السنوات القليلة الماضية. هناك مشكلة حقيقية حول كيفية تأثير المجالات الكهرومغناطيسية (EMF) على صحة الناس. في الوقت الحالي ، السبب الرئيسي للقلق بشأن المجالات الكهرومغناطيسية هو عواقب الهواتف الخلوية ، وتحديداً تطوير الأبراج الخلوية بالقرب من المناطق السكنية.
في عالم العلم ، هناك قدر كبير من الخلاف حول كيفية تأثير المجالات الكهرومغناطيسية المنخفضة على الناس. يبدو أن هناك دراسات علمية تشير إلى إمكانية حدوث عواقب صحية للإنسان نتيجة تفاعل الجسم مع الموجات الكهرومغناطيسية ، بينما تدحض دراسة أخرى هذه البيانات وتقول إن الدراسات الأولية متحيزة وغير قابلة للتكرار. لا تهدف هذه المقالة إلى تقديم بيانات علمية لصالح أي من الادعاءين ، بل تسعى بدلاً من ذلك إلى 'التعبير' عن وجهتي النظر بسرعة ومساعدة القراء في تحديد مصادر المجالات الكهرومغناطيسية الداخلية الأكثر احتمالاً.
الآثار الصحية للموجات الكهرومغناطيسية
تستند الأبحاث التي تتعلق بعواقب المجالات الكهرومغناطيسية على صحة الناس إلى توليد تيارات صغيرة تغير التوازن الأيوني الطبيعي للجسم. على سبيل المثال ، يدعي الباحثون أن المجال الكهربائي 2.5 كيلو فولت / متر يعمل عند 60 هرتز يولد حوالي جزء من المليار من الأمبير لكل سنتيمتر مربع.
هذا المستوى الحالي أقل من عتبة الإدراك البشري ، والتي تعتبر أصغر كمية تيار يمكن أن يختبرها البشر في التدفق عبر أجسامهم. ومع ذلك ، يعتقد العديد من الخبراء أن هذه التيارات الصغيرة للغاية لديها القدرة على التفاعل مع الخلايا البشرية ، وتغيير تركيب البروتين الطبيعي ، وبالتالي زيادة خطر الإصابة بالعديد من الأمراض.
من ناحية أخرى ، يدعي العديد من الباحثين أن الاستنتاج لا أساس له من الصحة البحتة لأن النتائج لم يتم التحقق منها عن طريق الاختبارات المعملية كما هو مطلوب من قبل العلم. يعتقد العلماء الأخيرون أنه لا داعي للقلق لأنه لا توجد نظرية معقولة وقابلة للاختبار لكيفية تأثير EMF منخفض المستوى على الخلايا البشرية (يشار إليها باسم التأثيرات الحيوية في الأدبيات العلمية).
في أي من السيناريوهين ، تعتقد العديد من المنظمات البحثية أنه حتى إذا لم يكن هناك دليل علمي يربط المستوى المنخفض من المجالات الكهرومغناطيسية بالتأثيرات الصحية ، يُنصح بأن نسعى جاهدين لتجنب المجالات الكهرومغناطيسية عند الضرورة.
ما سنناقشه
في هذا المنشور ، سنناقش المستوى المنخفض من المجالات الكهرومغناطيسية ، على عكس المجالات الكهرومغناطيسية عالية المستوى ، والتي قد تتسبب في عواقب معروفة مثل الصعق بالكهرباء عند لمس اتصال كهربائي مباشر. سننظر أيضًا إلى مصادر EMF الأكثر شيوعًا ونقدم بعض قيم EMF التقريبية التي يمكن أن نواجهها في حياتنا اليومية. من الأهمية بمكان أن نتذكر أن قوة المجال المكتشفة في منزل أمريكي نموذجي أقل بكثير من معيار الأمان الذي حددته العديد من المنظمات.
ومع ذلك ، إذا أصبحنا على دراية بـ 'النقاط الساخنة' داخل المنزل ، فقد نعيد تصميم المكان لجعله أقل ضعفًا.
تم قياس شدة المجال الكهربائي والمغناطيسي الموضحة في هذه المقالة باستخدام مقياس TriField ، والذي يحلل أيضًا تسربات الراديو والميكروويف وقوة المجال الكهربائي والمغناطيسي بشكل فردي.
من الأهمية بمكان ملاحظة أن مقياس TriField هو جهاز أساسي وغير مكلف ومن المرجح ألا يفي بالمتطلبات التي وضعتها الهيئات التنظيمية بشأن حدود التعرض المقبولة للمجالات الكهرومغناطيسية. على الرغم من ذلك ، فإن الأداة تخدم احتياجاتنا بما يتجاوز التوقعات.
المعلومات الفنية المتعلقة بالمجال الكهرومغناطيسي
عندما يكون هناك اختلاف في الجهد عبر موصلين ، يتم إنتاج المجالات الكهربائية. على العكس من ذلك ، عندما تزداد كمية التيار الكهربائي ، يتم إنتاج مجالات مغناطيسية أكبر من خلال مرور الإلكترونات المتولدة في التيار الكهربائي.
نظرًا لأننا نريد قياس شدة المجال حول مصادر EMF (مثل الأجهزة المنزلية) ، فنحن داخل منطقة يشار إليها باسم 'المجال القريب'. المجالات الكهربائية والمغناطيسية متميزة وتعمل بشكل مستقل في 'المجال القريب' (بمعنى ، يمكن أن يكون هناك مجال مغناطيسي في حالة عدم وجود مجال كهربائي أو مجال كهربائي في حالة عدم وجود مجال مغناطيسي). على عكس المجال القريب ، فإن المجالات الكهربائية والمغناطيسية مترابطة معًا في مجال بعيد.
يمكن عزل المجالات الكهربائية بشكل فعال بواسطة مادة موصلة أو حتى بواسطة جسم الإنسان. من ناحية أخرى ، يمكن للمجالات المغناطيسية أن تدخل جسم الإنسان والمباني.
مقارنة بالمجالات الكهربائية ، تعد المجالات المغناطيسية أكثر صعوبة للحماية منها ، مما يستلزم توظيف مواد مغناطيسية حديدية باهظة الثمن لا تستخدم في الغالب في البناء أو التطبيقات اليومية.
غالبًا ما تصادف الحقول المغناطيسية في المنازل نظرًا لصعوباتها في الحماية وحقيقة أن المعدات المستهلكة عالية التيار تنتجها.
وحدات قياس المجالات الكهربائية هي kV / m أو kV / cm (1 kV / cm = 100 kV / m). يتم استخدام Teslas (T) أو Gauss (G) لقياس المجالات المغناطيسية. تمثل المعادلة التالية علاقتهم.
1T = 10000 جم
نظرًا لضخامتها الصغيرة نسبيًا ، تُحسب المجالات المغناطيسية في المناطق السكنية بالملليغاوس (mG). عندما تتلامس الحقول الكهرومغناطيسية الناتجة عن الفولتية والتيارات مع المواد الموصلة ، فإنها تنتشر بشكل مشابه لموجات الراديو وتتسبب في تدفق التيارات. بناءً على خصائص الطول الموجي ، يمكن تقسيم المجالات الكهرومغناطيسية على نطاق واسع إلى الفئات التالية.
الحقول الثابتة للتيار المستمر
يمكن للمغناطيسات الساكنة أو المجال المغناطيسي للأرض ، على سبيل المثال ، إنتاج مجالات ثابتة. يُعتقد أن ارتباطها بجسم الإنسان آمن عند مستويات القوة المتوسطة وحتى المعتدلة نظرًا لأنها تعمل بالتيار المستمر وتعمل بتردد صفري وبالتالي لا تجبر التيارات الكهربائية على التدفق في الجسم.
ومن أمثلة هذه المجالات المجال المغناطيسي للأرض الذي تبلغ شدته 500 ميغاغرام. المجالات المغناطيسية الصناعية ، حيث يمكن أن يتعرض بعض العمال لمجالات تصل إلى 500 جرام دون ضرر لفترات طويلة من الزمن ؛ والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) ، حيث يمكن للمرضى أن يتعرضوا لمجالات تصل إلى 40000 جم دون ضرر ، وإن كان ذلك لفترات زمنية قصيرة.
المجالات الكهرومغناطيسية ذات التردد المنخفض
تعتبر المجالات الكهرومغناطيسية ذات مستويات التردد الأقل من 3 كيلو هرتز مجالات منخفضة التردد. تعد شبكة التوزيع الكهربائي ، التي تنتج حقولًا عند 60 هرتز بالإضافة إلى التوافقيات عند 120 هرتز ، و 180 هرتز ، وما إلى ذلك ، المصدر الرئيسي لهذه المجالات في المواقع السكنية والصناعية. هذه هي الحقول الكهرومغناطيسية التي تتم مراقبتها داخل المنزل.
الحقول الكهرومغناطيسية ذات التردد العالي
حقول EMF عالية التردد هي تلك التي لها ترددات تزيد عن 3 كيلو هرتز. يتم إنتاجها في الغالب من خلال البث عبر جميع النطاقات الطيفية ، بما في ذلك إشارات الراديو ثنائية الاتجاه وإشارات الراديو التجارية AM و FM ، إلخ.
تأثيرات الإضاءة الفلورية في القبو
تحتوي غرفة الطين ، التي توجد غالبًا في الطابق السفلي ، على الكثير من العناصر الكهربائية وهي واسعة ، مما يجعلها المكان الذي يحتوي على أقصى مجالات مغناطيسية. عند ارتفاع كتف المشغل في الطابق السفلي ، تم تحديد شدة المجال المغنطيسي المحيط لتكون 2 مللي جرام ، بينما كانت 3 مللي جرام عند ارتفاع رأس المشغل (مع إيقاف تشغيل جميع الأجهزة).
إن ترتيب الأسلاك الكهربائية في منزلنا الذي يربط سقف القبو بالطابق العلوي هو حقًا ما مكّن المجال المغناطيسي من النمو عندما تم رفع الكاشف أعلى نحو السقف.
تعد الإضاءة الفلورية ، التي توجد بشكل متكرر في المغاسل والأقبية والجراجات ، مولدًا قويًا لكل من المجالات الكهربائية والمغناطيسية. بعد تشغيل مصابيح الفلورسنت ، تم فحص المجال المغناطيسي للخلفية في نفس المكان ووجد أنه 2 ميغاغرام على ارتفاع الصدر (نفس القراءة عندما تم إطفاء الأنوار) و 5 ميغاغرام في ارتفاع الرأس.
قد يكون التدفق الزائد للتيار في مصابيح الفلورسنت هو السبب في ارتفاع القياس الثاني. يكون المجال المغناطيسي أقوى بكثير على مسافة 6 بوصات من نظام الإضاءة ، على الرغم من وجود زيادة طفيفة فقط في الخلفية ، كما هو موضح في الشكل 1 أدناه.
يوضح الجدول 1 أدناه قوة المجالات الكهربائية والمغناطيسية عبر تركيبات أنبوب الفلورسنت مقاس 55 بوصة. يبدو أن تركيز المجالات الكهرومغناطيسية التي تنتجها مصابيح الفلورسنت غير متناسب للغاية عند مقارنة الأرقام الواردة في الجدول 1 بالأرقام الموضحة في الرسم البياني في الشكل 1. ومع ذلك ، فإن المناطق ذات المجالات المغناطيسية الأكبر تحتوي أيضًا على مجالات كهربائية قوية.
تم العثور على المنطقة التي تحتوي على أقصى مجال كهربائي على بعد 10 بوصات من نهاية المباراة. يوضح الرسم البياني في الشكل 2 كيف تضعف المجالات الكهربائية عندما يبتعد المرء عن المصدر.
تم نقل جهاز EMF بعيدًا عن المصباح الفلوري بعد الحفاظ على مسافة ثابتة قدرها 10 بوصات من النهاية والتي أنتجت أكبر مجال كهربائي لقياسات مستوى EMF الموضحة في الشكل 2. وقد لوحظ أنه عندما يتحرك الكاشف بعيدًا عن المصدر ، تنخفض قراءة شدة المجال الأولية بشكل كبير.
إشعاعات EMF من الأجهزة الكبيرة
كما ذكرنا سابقًا ، سواء كانت مصابيح الفلورسنت مضاءة أو مطفأة ، فإن المجال المغناطيسي الذي تم قياسه عند ارتفاع الكتف في الطابق السفلي كان 2 ميغاغرام. تم إيقاف الغسالة والمجفف أثناء جمع القياسات في مكان مجاور لهم. عند ارتفاع الكتفين ، على بعد قدمين من الغسالة ، أثناء تشغيل الغسالة ، كان المجال المغناطيسي 3 ميغاغرام.
يحتوي مجفف الشعر (وغيره من المعدات) على مجال مغناطيسي أقوى في المكان الذي يدخل فيه سلك التيار الكهربائي إلى الجهاز. تم العثور على 15 ميغاغرام للغسالة. ومع ذلك ، نظرًا لوضع المحرك عالي الاستهلاك للتيار ، فإن الجزء السفلي للجهاز يحتوي على أكبر مجال مغناطيسي كما تم قياسه.
يعرض الجدول 2 شدة المجال المغناطيسي المقاسة في مكان ما عند مقدمة الغسالة على ارتفاعات مختلفة فوق قاعها.
نظرًا لأن قوة المجال المغناطيسي تعتمد تمامًا على تشغيل الجهاز ، فإن الأول هو الحد الأقصى للأرقام - بمعنى أقوى المجالات المغناطيسية التي لوحظت. على أي حال ، فهو يوضح أن المجالات المغناطيسية التي تنتجها الغسالات قوية. عندما تم تشغيل المجفف الكهربائي ، كان الموقع الذي يدخل فيه كابل الطاقة إلى الجهاز وسلك الطاقة نفسه ينتج أقوى المجالات المغناطيسية ، وكلاهما يبلغ 100 ميغاغرام.
المجالات المغناطيسية التي ينتجها المجفف الكهربائي ، على عكس الغسالة ، ظلت ثابتة عند إنزال أداة الاختبار نحو الأرض. من المعقول الاعتقاد بأن حجم EMF يساوي إجمالي المساهمات الفردية عندما يتم تشغيل جهازين أو أكثر في نفس الوقت.
آثار الإشعاعات من الأجهزة الصغيرة
لا يتم إنتاج المجالات المغناطيسية القوية فقط بواسطة معدات كهربائية كبيرة. يمكن للأجهزة الكهربائية الصغيرة المحمولة أيضًا إطلاق EMF بمقادير مماثلة لتلك الموجودة في الغسالة. تنتج مكواة البخار مجالًا مغناطيسيًا يبلغ 40 ملليجرام حول كابل الطاقة وحول المقبض.
كما هو موضح في الشكل 3 ، توجد أقوى الحقول على الجدران الجانبية ، حيث قد تصل إلى قيم تصل إلى 100 ملي جرام قبل أن تضعف عندما نبتعد عن الحديد. لوحظ أن شدة المجال المغناطيسي الأساسية الناتجة عن خافت الضوء الكهربائي تبلغ 20 مللي جرام ، مع قمم قد تصل إلى أعلى من 100 مللي جرام اعتمادًا على اتجاهها.
EMF من أجهزة الكمبيوتر والتلفزيونات
سبب آخر محتمل لكل من المجالات الكهربائية والمغناطيسية هو أجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر. تم قياس المجال الكهربائي ليكون 5 kV / m وكان المجال المغناطيسي 15 mG على مسافة قدمين من جهاز تلفزيون عادي. انخفضت الحقول بنسبة تصل إلى 5 مللي جرام و 1 كيلو فولت / متر على مسافة 3 أقدام.
كانت شدة المجال المغناطيسي التي تم قياسها على مسافة 20 بوصة من شاشة الكمبيوتر ، وهو المعيار لمعظم المستهلكين ، 35 ميغاغرام. حول المكونات المختلفة للكمبيوتر ، بما في ذلك وحدة المعالجة المركزية ولوحة المفاتيح ومكبرات الصوت وما إلى ذلك ، لوحظ أن المجال المغناطيسي ظل ثابتًا إلى حد كبير.
EMF خارج المنزل؟
على عكس الرأي العام ، على الرغم من الكميات الهائلة من التيار التي يمكن أن تحملها ، فإن المحولات عالية الجهد المثبتة على القطب تنتج مجالًا مغناطيسيًا ضعيفًا للغاية. تم العثور على شدة المجال المغناطيسي لتكون فقط 3 ميغاغرام بالقرب من المحول.
هذه المحولات محمية بشكل جيد لتقليل فقد الطاقة لأن إشعاع الحقول الكهرومغناطيسية يشير إلى إهدار الطاقة لشركات الطاقة.
وبالتالي فإن المحولات تساهم بشكل ضئيل جدًا في التلوث الكهرومغناطيسي داخل الشقة نظرًا لتركيزاتها المنخفضة من المجالات الكهرومغناطيسية وموقعها. تم إحداث مجالات مغناطيسية تبلغ 100 مللي جرام على جسم العداد الكهربائي الخارجي بواسطة الأسلاك الكهربائية الرئيسية. اكتشف مجالًا مغناطيسيًا 100 ميغاغرام على مسافة 3 بوصات من المتر ، ولكن لا يوجد مجال كهربائي.
بعض الملاحظات الختامية
كما تمت مناقشته ، كان الهدف من هذه المقالة هو تقديم ملخص لكيفية ولماذا يتم إنتاج الحقول الكهرومغناطيسية وتوفير قياس نسبي لشدة المجال التي تنتجها العديد من المعدات المنزلية النموذجية.
عند تركيب المعدات داخل المنزل ، من الضروري أن تضع في اعتبارك مدى سرعة ضعف المجالات الكهربائية والمغناطيسية عندما نبتعد عن هذه المصادر. يُنصح المشاهدين بإصدار أحكامهم الخاصة والاستنارة من خلال قراءة أحدث الأبحاث والنتائج العلمية في هذا المجال المثير للجدل لأن العلاقة بين المجالات الكهرومغناطيسية والعواقب الصحية لم يتم تأكيدها في المجتمع العلمي.
