Oddziaływanie elektrowni wiatrowych na zdrowie człowieka

Farmy wiatrowe mogą oddziaływać na zdrowie człowieka poprzez generowany hałas, infradźwięki, pola elektromagnetyczne, migotanie cienia oraz poprzez ryzyko urazów mechanicznych (Pawlas i in. 2012). Abbasi in. (2016) zbadali wpływ hałasu generowanego przez turbiny wiatrowe na ogólny stan zdrowia personelu farmy wiatrowej w Manjil w Iranie.

Indywidualne dane o stanie zdrowia oceniano za pomocą 28-punktowego ogólnego kwestionariusza zdrowia. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów, równowartość poziomu hałasu określono na poziomie 83 dBA dla personelu zajmującego się konserwacją, 66 dBA dla personelu ochrony oraz 60 dBA dla pracowników administracyjnych. Za pomocą analizy korelacyjnej pokazano, że istnieją zależności pomiędzy określonym poziomem hałasu i wiekiem, a kwestionariuszami zdrowia pracowników (p<0,05). Za pomocą wielokrotnej analizy regresji pokazano, że przy najwyższym poziomie dźwięku (83 dBA), jego negatywny wpływ na ogólny stan zdrowia, niepokój i bezsenność oraz dysfunkcje społeczne jest kilkukrotnie wyższy, niż przy poziomach 60 dBA i 66 dBA. Można zatem stwierdzić, że pracownicy, którzy byli bardziej narażeni na hałas, gorzej ocenili swój stan zdrowia.

Uciążliwości związane z hałasem turbin wiatrowych badali również Michaud i in.

(2016). W analizie wzięło udział 1238 osób w wieku 18 – 79 lat, zamieszkujących w odległości

67,3%

22,4%

10,2%

Czy uważa Pani/Pan, że zmiany klimatu stanowią istotny problem dla Polski?

tak nie nie mam zdania

158

od 0,25 km do 11,22 km od turbin wiatrowych. Wykazano, że poirytowanie jest związane z głośnością dźwięku. Udział osób wysoce poirytowanych wzrósł z 2,1% do 13,7% odpowiednio dla poziomu hałasu równego 30 dB i 40-46 dB. Za pomocą analizy regresji stwierdzono jednak, że związek pomiędzy rozdrażnieniem a hałasem turbin wiatrowych jest raczej słaby (R² = 9%).

Wskaźnik ten ulegał zwiększeniu po uwzględnieniu rozdrażnienia związanego z innymi cechami, takimi jak: wizualny wpływ turbin wiatrowych, czy migające światła na gondoli. Nie wykazano związku pomiędzy hałasem turbin wiatrowych a zaburzeniami snu. W modelu równania regresji zauważono zmienne (objawy zdrowotne), które nie powinny być bezpośrednio powiązane z działaniem turbin wiatrowych. Sugeruje to, że działania (np.

edukacja, konsultacje społeczne) mogą przyczynić się do zmniejszenia irytacji społeczności w stosunku do hałasu turbin wiatrowych. Zauważono również, że indywidualna korzyść była statystycznie istotna. Uznano zatem, że należało by wspierać inicjatywy, które ułatwiają bezpośrednie lub pośrednie korzyści osobiste osobom mieszkającym w pobliżu projektów związanych z energetyką wiatrową. Rozdrażnienie wśród osób, które były narażone na hałas generowany przez turbiny wiatrowe dłużej niż 1 rok, było prawie 4-krotnie wyższe, niż u osób, które słyszały go krócej niż 1 rok. Długotrwała irytacja, jako miara reakcji społeczności na hałas, jest uznawana za efekt zdrowotny wg Światowej Organizacji Zdrowia (WHO 1999, 2011) i wiąże się z innymi efektami zdrowotnymi. Negatywne następstwa zdrowotne osób narażonych na hałas potwierdziło badanie Michaud i in. (2016). Zgodnie z nim osoby, które częściej zgłaszały dużą dokuczliwość hałasu turbin wiatrowych, częściej skarżyły się na migrenę, zawroty głowy, szum w uszach, przewlekły ból. Co więcej, niska ocena jakości życia była również związana z irytacją na hałas turbin wiatrowych.

Kageyama i in. (2016) zbadali wpływ hałasu turbiny wiatrowej (WTN) na problemy ze snem oraz zdrowiem. W badaniu wzięło udział 1079 mieszkańców Japonii: 747 osób zamieszkujących 34 obszary wokół elektrowni wiatrowych (WT) oraz 332 osoby zamieszkujące 16 obszarów kontrolnych. Na obszarach WT, 82% bezsennych respondentów przypisywała swoją bezsenność WTN. Wskaźniki występowania bezsenności były szczególnie wysokie, gdy poziom narażenia na hałas przekraczał 40 dB. W przypadku hałasu o wartości 35 dB i niższej występowanie bezsenności było bardzo rzadkie. Budowa domów oraz rodzaje okien nie miały znaczącego związku z bezsennością. Biorąc pod uwagę zmienne nieakustyczne, wśród respondentów na terenach WT, 61,4% wykazywało zainteresowanie problemami środowiskowymi, 7,3% wykazywało negatywne nastawienie do wytwarzania energii elektrycznej za pomocą turbin wiatrowych, 15,8% uzyskiwało korzyści z istniejących turbin wiatrowych, 10,5% było zirytowanych wizualnym efektem farm wiatrowych, a 27,1% uważało

159

się za wrażliwych na hałas. Spośród tych zmiennych nieakustycznych, jedynie niedogodność wizualna korelowała dodatnio z kategoriami LAeq34. Bezsenność występowała wśród osób, które były zainteresowane problemami środowiskowymi, które czuły poirytowanie wizualnym efektem występujących turbin wiatrowych, a także tych, które określiły się jako wrażliwe na hałas. Ponadto więcej bezsennych respondentów znajdowała się w grupie wrażliwej na hałas, niż w grupie na niego niewrażliwej. Ostateczną analizę występowania bezsenności w miejscach WT przeprowadzono za pomocą analizy regresji logistycznej. Iloraz szans (ang. odds ratio, OR) bezsenności był znacznie wyższy, gdy poziom narażenia na hałas przekraczał 40 dB. Określona wrażliwość na hałas oraz wizualna irytacja turbinami wiatrowymi również były niezależnie związane z bezsennością. Zły stan zdrowia nie był istotnie powiązany z ekspozycją na hałas, ale był znaczący z punktu widzenia wrażliwości na niego i wizualnym rozdrażnieniem turbinami wiatrowymi.

Crichton i Petrie (2015) zbadali wpływ infradźwięków generowanych przez farmy wiatrowe na zdrowie człowieka. Zauważono, iż brak jest empirycznych dowodów na związek przyczynowo – skutkowy pomiędzy ekspozycją na infradźwięki a objawami zdrowotnymi.

Założono, że występujące objawy można tłumaczyć reakcją nocebo³⁵. Efekt ten może powstawać w wyniku dyskursu społecznego i doniesień medialnych. W badaniu wzięło udział 66 osób, które zostały podzielone na dwie grupy. Uczestnicy byli równocześnie wystawieni na działanie infradźwięków oraz dźwięku słyszalnego farmy wiatrowej. Jednocześnie zgłaszali aktualne objawy oraz określali swój nastrój. Przed pierwszą ekspozycją na dźwięki, badani oglądali prezentację przedstawiającą ostrzeżenia mediów o rzekomych zagrożeniach dla zdrowia stwarzanych przez infradźwięki generowane przez elektrownie wiatrowe. Przed drugą ekspozycją, grupa pierwsza oglądała materiały opisujące, w jaki sposób reakcja nocebo może wyjaśniać zgłaszane objawy. Natomiast grupa druga oglądała materiały prezentujące patofizjologiczne teorie objawów wynikających z działania infradźwięków. Podczas pierwszej sesji, uczestnicy zgłaszali nasilenie negatywnych objawów i pogorszenie nastroju w stosunku do oceny wyjściowej. Po drugiej sesji, grupa druga podtrzymała negatywne symptomy, natomiast grupa, której wyjaśniono symptom nocebo, powróciła do określonego stanu wyjściowego. W związku z tym można uznać, że wyjaśnienie reakcji nocebo może potencjalnie działać jako interwencja w celu zmniejszania symptomatycznych doświadczeń u osób

34 LAeq – „równoważny poziom ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką częstotliwościową A, in.

równoważny poziom dźwięku A” (Kirpluk 2012)

35 „Efektem nocebo nazywane są przypadki pogorszenia się funkcjonowania pacjenta po zastosowaniu placebo”

(Bąbel 2006)

160

zgłaszających objawy przypisywane działaniom infradźwięków wytwarzanych przez farmy wiatrowe.

Brak negatywnych efektów działania infradźwięków wytwarzanych przez elektrownie wiatrowe na zdrowie człowieka oraz występowanie efektu nocebo potwierdziły również badania wykonane przez Tonin’a i in. (2016). Badani poddawani byli infradźwiękom oraz brakiem dźwięków (szumem falowym). Uczestnicy nie wiedzieli o rodzaju słyszanego przez siebie dźwięku. Jednocześnie za pomocą odpowiedniego wideo manipulowano ich oczekiwaniami. Połowa badanych na podstawie przedstawionego wideo miała wysokie oczekiwania szkodliwości infradźwięków, natomiast druga połowa – niskie. Na podstawie przeprowadzonego badania można stwierdzić, że na objawy zdrowotne uczestników wpływ miały stany o wysokim oraz niskim oczekiwaniu negatywnego oddziaływania infradźwięków.

Symulowany infradźwięk nie miał statystycznie istotnego znaczenia na objawy zdrowotne.

Wspiera to hipotezę efektu nocebo.

Wpływ oddziaływania elektrowni wiatrowych na zdrowie człowieka poprzez generowany hałas, w tym infradźwięki, został obszernie przebadany w literaturze naukowej.

Na podstawie piśmiennictwa należy uznać, że generowany hałas przez elektrownie wiatrowe może powodować uciążliwości, które mogą wpływać na stan zdrowia. Jednak nie ma wyników badań, które udowadniają, że hałas generowany przez turbiny wiatrowe oraz hałas środowiskowy pochodzący z innych źródeł, powodują odmienne fizjologiczne skutki zdrowotne (Pawlas i in. 2012). Ponadto generowane infradźwięki nie wpływają negatywnie na zdrowie człowieka.

Farmy wiatrowe mogą również oddziaływać na zdrowie człowieka poprzez generowane pole elektromagnetyczne. Są one „emitowane przez wszystkie urządzenia, przez które przepływa prąd. Pola elektromagnetyczne są generowane przez elementy elektrowni wiatrowej i infrastrukturę związaną z przesyłem prądu przez nie wytwarzaną” (Pawlas i in. 2012). Do badania ich zaburzeń w turbozespołach wiatrowych wykorzystywana jest norma PN-EN 61400-21. „W rozdziale dotyczącym procedur pomiarowych norma PN-EN 61400-21 określa warunki badań, w sposób ogólny charakteryzuje układy pomiarowe oraz podaje pewne zalecenia dotyczące postępowania przy pomiarach i obliczeniach poszczególnych parametrów”

(Kurtynik i in. 2014). Badania Kurtynika i in. (2014) wykazały, że istnieje korelacja pomiędzy poziomami rejestrowanych zaburzeń elektromagnetycznych a nieprawidłowościami występującymi w pracy urządzeń wytwarzających energię elektryczną z energii wiatru. Nie mają one jednak wpływu na zdrowie człowieka, gdyż urządzenia generujące fale elektromagnetyczne znajdują się wewnątrz gondoli i są zamknięte w przestrzeni otoczonej

161

metalowym przewodnikiem o właściwościach ekranujących, co w konsekwencji powoduje brak efektywnego wpływu elektrowni wiatrowej na kształt klimatu elektromagnetycznego środowiska (Pawlas i in. 2012). Badania przeprowadzone przez m. in. Australian Wind Energy Association (2004), Windrush Energy (2004), Colby i in. (2009) wskazują, że pola elektromagnetyczne powstające przy produkcji energii elektrycznej przez elektrownie wiatrowe oraz przy jej przesyle nie stanowią zagrożenia dla zdrowia człowieka.

Ruchome łopaty turbiny wiatrowej mogą rzucać cień w miejscach położonych w pewnej odległości od turbiny. Zjawisko rzucania ruchomych cieni nazywane jest migotaniem cienia (ang. shadow flicker). Obszar, na którym występuje to zjawisko, zależny jest od pory roku i dnia oraz właściwości fizycznych turbiny wiatrowej. Migotanie cienia zwykle występuje podczas niskiego kąta padania promieni słonecznych - zazwyczaj podczas wschodu i zachodu słońca. Jednak, gdy kąt słońca staje się bardzo niski (mniej niż 3º), światło staje się zbyt rozproszone, aby utworzyć spójny cień (Shadow Flicker Impact… 2010). To, czy migotanie cienia jest uciążliwe, zależy od odległości obserwatora od turbiny, orientacji drzwi i okien mieszkania względem turbiny, częstotliwości migotania i czasu jego trwania. Częstotliwość migotania zależy od szybkości rotacji i liczby łopat wirnika (Derrick 2008). Zaleca się, aby częstotliwość krytyczna nie przekraczała 2,5 Hz, co w przypadku turbiny z trzema łopatami jest równoważne prędkości obrotowej 50 obr./min (Clarke 1991, Derrick 2008). W badaniu psychologicznym Pohl’a i in. (1999) stwierdzono, że efekt migotania cienia nie stanowił istotnego zagrożenia dla zdrowia, jednak w określonych warunkach skutki tego zjawiska mogą spełniać kryteria znacznej uciążliwości. Pokazuje to potrzebę ograniczenia oddziaływania tego zjawiska tam, gdzie to możliwe. Problemy z migotaniem cienia wytwarzanym przez elektrownie wiatrowe są rozwiązywane za pomocą systemów wyłączania turbin, które są standardowym podejściem do łagodzenia negatywnych skutków przyjętym w całej Europie (Update of UK Shadow… 2011). Efekt migotania cienia może powodować wywołanie ataków epileptycznych u osób chorych na epilepsję (epilepsję światłoczułą, ang. photosensitive epilepsy). Harding i in. (2008) wyznaczyli granicę odległości, przy której migotanie cienia może wywołać drgawki. Dla łopaty wirnika o szerokości 1 m odległość ta wynosi 1,14 km.

Według tego badania, potencjalne ryzyko wywołania drgawek następuje przy częstotliwościach większych niż 3 Hz. Poniżej 3 Hz ryzyko wywołania ataku powinno wynosić 1,7 na 100 000 osób z epilepsją światłoczułą. Zatem w celu zmniejszenia ryzyka wywołania drgawek, prędkość obrotowa turbin z trzema łopatami nie powinna przekraczać 60 obr./min – co jest częstą praktyką w przypadku dużych farm wiatrowych. Ponadto stwierdzono, że ryzyko ataku nie zmniejsza się znacząco, dopóki odległość nie przekroczy 100-krotności wysokości piasty.

162

Smedley i in. (2010) określili potencjalne ryzyko wywołania napadów padaczkowych spowodowane migotaniem cienia turbiny wiatrowej w różnych warunkach meteorologicznych.

Było to rozszerzenie badania Harding’a i in. (2008) o uwzględnienie tłumienia światła słonecznego przez atmosferę. Wykazano, że w warunkach, w których obserwatorzy patrzą w kierunku horyzontu z otwartymi oczami, będąc bliżej niż 1,2 całkowitej wysokości turbiny wiatrowej na lądzie oraz 2,8 całkowitej wysokości turbiny wiatrowej na morzu, istnieje ryzyko wywołania napadu padaczkowego. W przypadku, gdy obserwatorzy patrzą na ziemię, gdzie rzucany jest cień łopat, ryzyko napadu występuje tylko wtedy, gdy odległość ta wynosi mniej niż 36 razy szerokość łopaty turbiny. Jeśli obserwator patrzy na horyzont i zamyka oczy, wielkość bodźca i współczynnik kontrastu są epileptogenne dla kąta padania promieni słonecznych wynoszących w przybliżeniu 5º. Stwierdzono, że duże turbiny wiatrowe obracają się z prędkością poniżej tej, przy której migotanie cienia może stanowić ryzyko wywołania napadu padaczkowego. Istnieje jednak ryzyko, że mniejsze turbiny wiatrowe mogą przerywać padanie promieni słonecznych ponad trzy razy na sekundę, co może powodować atak epilepsji.

Wykazano ponadto, że ryzyko napadu jest minimalne przy odległości większej niż 9 razy maksymalna wysokość osiągana przez łopatę turbiny od obserwatora.

Na podstawie przeprowadzonych badań można uznać, że ryzyko ataków epileptycznych wywołanych przez duże turbiny wiatrowe jest minimalne. U większości osób reakcja ze strony organizmu pojawia się przy częstotliwościach rzędu 16 – 25 Hz (najczęściej stosowana częstotliwość w badaniach stymulacją światłem napadów foto-epileptycznych wynosi 3–30 Hz). Zatem duże turbiny wiatrowe powodujące częstotliwości migotania cienia poniżej 2 Hz (od 0,5 do 1,1, Hz) nie stanowią zagrożenia wywołania napadów u chorych na epilepsję światłoczułą (Pawlas i in. 2012).

Oddziaływanie turbin wiatrowych na zdrowie człowieka może odbywać się również poprzez ryzyko urazów mechanicznych. Mogą one występować podczas mroźnych dni za sprawą zrzutów lodu osadzającego się na łopatach turbiny. Prędkość liniowa końców śmigieł, która zależna jest od ich rozmiarów i prędkości obrotowej, znacznie przekracza 100 km/godz.

Zatem siła powodująca rozrzut lodu jest duża (Pawlas i in. 2012). Powstające oblodzenia łopat turbin wiatrowych są poważnym problemem, gdyż są zagrożeniem dla bezpieczeństwa społeczeństwa oraz zmniejszają produkcję energii. Szacuje się, że straty w produkcji energii na obszarach silnie lub bardzo silnie narażonych na oblodzenia mieszczą się w przedziale 20% – 50% rocznej produkcji energii przez elektrownie wiatrowe (Wind energy production… 1998).

W raporcie „Wind energy production…” (1998) zalecono, aby w miejscach o wysokim prawdopodobieństwie oblodzenia, odległość pomiędzy turbiną wiatrową a najbliższymi

163

obiektami wynosiła 1,5 całkowitej wysokości turbiny wiatrowej, gdyż na tym obszarze może dochodzić do rozrzutu lodu. Obecnie ryzyko związane ze zrzutami lodu jest pomijane za sprawą sensorów, które zatrzymują działanie turbiny w sytuacji oblodzenia (Pawlas i in. 2012).

3.6. Identyfikacja czynników lokalizacji elektrowni wiatrowych według grup czynników