Ulaz za korisnike

Utjecaj elektromagnetskih polja

Utjecaj elektromagnetskih polja
 
Utjecaj elektromagnetskih polja
U članku se razrađuje frekvencijska podjela elektromagnetskih polja i izvori tih polja u čovjekovom okruženju te se navode prosječne vrijednosti jakosti električnih i magnetskih polja. Izložen je kraći pregled sadašnjih saznanja o djelovanju E/M polja na ljudski organizam.

Općepoznato je da oko vodiča pod naponom postoji električno polje, a oko vodiča kojim protječe električna struja nastaje magnetsko polje. Pri tome je jakost električnog polja (kV/m) proporcionalna naponu, a jakost magnetskog polja (T) proporcionalna jakosti struje koja teče vodičem. Slijedi zaključak: svuda gdje postoji struja i napon, postoje električna, magnetska ili elektromagnetska polja.

Izvori zračenja su vrlo različiti od električnih postrojenja niskog i visokog napona, tramvaja, mobilne telefonije i mobitela i njihovih odašiljača, mikrovalnih pećnica do radara. U ekstremnim slučajevima ljudi mogu biti izloženi jakostima električnih polja i do 30 kV/m te magnetskoj indukciji do nekoliko mT. Takve jakosti elektromagnetskih polja mogu inducirati struje gustoće od 10 mA/m2 do nekoliko stotina mA/m2 u ljudskom tijelu i time stvarati stanovite smetnje i oštećenja zdravlja. U niskonaponskim postrojenjima stvaraju se električna polja slabih i beznačajnih vrijednosti i ne predstavljaju nikakvu opasnost za ljudsko zdravlje.

Suvremeni svijet je danas nezamisliv bez primjene električne energije i ona je svuda prisutna: u stanu, uredu, tvornici, kinu i na drugim mjestima. Iz toga slijedi da se ljudi nalaze i kreću, te općenito rečeno, žive u čas jačim, čas slabijim električnim ili magnetskim poljima.

Usporedo sa spoznajom o navedenim činjenicama postavlja se logičko pitanje: ima li boravak i rad ljudi u takvim električnim, magnetskim i elektromagnetskim poljima štetne posljedice po njihovo zdravlje?

Statistička kolebanja

Znanstvenici i biolozi diljem svijeta provode intenzivna istraživanja ovih pojava više od trideset godina. Rezultati studija nisu do sada pouzdano potvrdili izravnu vezu između izlaganja niskofrekventnom elektromagnetskom zračenju manjeg intenziteta i broja oboljelih promatrane populacije. Opći je zaključak da izvjestan utjecaj niskofrekventnih elektromagnetskih polja na zdravlje postoji, ali je on malen i za sada skriven u statističkim kolebanjima broja prirodnih slučajeva oboljenja.

Električni štednjak primjerice stvara magnetsko polje približno od 10 μT, sušilo za kosu udaljeno od glave za 15 cm polje od 30 μT, a ispod visokonaponskih nadzemnih vodova rijetko će jakost polja dosegnuti vrijednost od 20 μT.

Što se tiče djelovanja magnetskih polja na zdravlje ljudi, možemo slobodno reći da je kućanica više izložena djelovanju tih polja nego elektromonter pri radovima ispod nadzemnih vodova ili u električnim postrojenjima niskog napona.

Najveći problem i neizvjesnost u svim ovim istraživanjima je u tome što znanost nije mogla do sada dati vjerodostojne podatke o oštećenjima zdravlja glede trajanja izloženosti u takvim poljima. Opći zaključak je da treba, prema mogućnostima, izbjegavati nepotrebna izlaganja ovim poljima te oprezno primjenjivati razumne mjere zaštite.

Pojam elektromagnetskog zračenja

Izraz zračenje općenito označava širenje energije prostorom. Prema tom pojam elektromagnetsko zračenje znači širenje elektromagnetske energije prostorom.

Elektromagnetska energija širi se prostorom u obliku elektromagnetskog vala, koji predstavlja prostorno širenje međusobno povezanih i vremenskih promjenljivih električnih i magnetskih polja.

Kod niskih frekvencija, primjerice 50 Hz, ova se polja mogu odvojeno mjeriti i razmatrati. Jedna od temeljnih značajki vremenskih promjenljivih električnih i magnetskih polja jest učestalost vremenske promjene pod nazivom frekvencija f. Frekvenciju elektromagnetskog vala i njegovu valnu duljinu λ povezuje izraz:

Pri čemu je c ≈ 3 x 108 m/s (brzina svjetlosti)

Elektromagnetska zračenja su fotoni čija je energija izravno razmjerna frekvenciji. Energiju fotona možemo predočiti izrazom:

Gdje je h = 6,62 x 10-34 J/Hz

Fotoni elektromagnetskih zračenja s frekvencijama od 50 Hz ili 60 Hz (u SAD-u) koje se primjenjuju u elektroenergetici imaju velike valne dužine i malu energiju, svega oko 3 x 10-13 eV (elektronvolta) Ta energija nije u mogućnosti kidati elektronske veze u organskim molekulama i na taj način izazvati nepovoljne biološke učinke. Elektromagnetsko zračenje koje nije u stanju prouzročiti ionizaciju organskih tvari zovemo neionizirajuće zračenje. Neionizirajuće zračenje obuhvaća dio spektra s frekvencijama nižim od 3 x 1015 Hz, u kojemu fotoni nemaju dovoljno energije za ionizaciju tvari. Ova neionizirajuća zračenja dijele se na dva temeljna oblika koje nazivamo svjetlosno zračenje i elektromagnetska polja.

Svjetlosno zračenje obuhvaća optičko (vidljivo) i infracrveno zračenje s frekvencijama od 3 x 1011 Hz pa sve do 3 x 1015 Hz. Izvori svjetlosnog zračenja su razne vrste svjetiljki, pokaznički uređaji, naprave za autogeno zavarivanje te razni laserski uređaji. Najjači izvor ove vrste zračenja u prirodi je sunce.

Elektromagnetska polja je zajednički naziv za dio neionizirajućeg zračenja koje obuhvaća električna i magnetska polja te elektromagnetske valove frekvencija do 3 x 1011 Hz (300 GHz).To područje obuhvaća široki pojas spektra od statičkih električnih i magnetskih polja, zatim polja vrlo malih frekvencija, polja mrežnih frekvencija, polja za radioveze, pa sve do mikrovalova. Zemljino magnetsko polje, polja koja prate munje i električne oluje u atmosferi su prirodne pojave, dok su sva ostala elektromagnetska polja najvećim dijelom umjetno stvorena od čovjeka. Za ova polja često se koristi izraz elektromagnetsko onečišćenje.

Veći dio elektromagnetskog onečišćenja uzrokovan je električnim i magnetskim poljima mrežne frekvencije od 50 Hz (u SAD-u 60 Hz).

Električna i magnetska polja stvara Zemlja svojim magnetizmom, Sunčeve aktivnosti te atmosfera za vrijeme stvaranja munji i električnih oluja. Zemlja proizvodi statično magnetsko polje, orijentirano u pravcu jug-sjever. Jakost gustoće Zemljinog magnetskog polja varira od 30 μT do 70 μT, ovisno o geografskoj duljini te sastavu Zemljine kore, primjerice magnetski vodljivim rudačama ili lokalnim planinama.

Prosječna jakost gustoće Zemljinog magnetskog polja iznosi 45 μT. Zanimljivo je primijetiti kako čovjek samim kretanjem u Zemljinom magnetskom polju inducira unutar tijela električno polje. Primjerice, brzim trčanjem, s brzinom oko 8 m/s, stvara se unutarnje električno polje od 400 μV/m. Takvu jakost električnog polja može inducirati niskofrekventno magnetsko polje od 20 μT. Razdvajanjem nevodljivih tvari, protjecanjem tekućina kroz cijevi, hodanjem po sagovima ili podovima od izolacijskih tvari, skidanjem najlonske odjeće i slično stvaraju se električni naboji i time statična električna polja. Takva statična električna polja u ekstremnim slučajevima mogu poprimiti jakost napona od 100.000 V, a često su uzrok eksplozija ako se njihovo izbijanje odvija u atmosferi zapaljivih plinova ili prašine.

Zemlja također stvara statično električno polje koje ovisi o stanju atmosfere. Za vrijeme mirnog i vedrog vremena polje ima jakost oko 200-300 V/m, ali za vrijeme električne oluje može narasti i preko 10.000 V/m. Također postoje prirodna vremenski promjenljiva električna polja. Ona su usko povezana s tokom električne struje kroz Zemljinu atmosferu, a uzrokovane Sunčevim aktivnostima. Ova polja imaju vrlo široko frekvencijsko područje od 0,1 Hz pa do nekoliko MHz. Ta električna polja ovise o više čimbenika kao što su geografski položaj, doba dana i godišnje dobs i veoma su slaba – od 0,1 do 500 mV/m.

K svemu tome možemo još dodati kako prirodni biološki procesi stvaraju električna i magnetska polja unutar ljudskog ili životinjskog tijela. Ova polja u prvom redu su rezultat srčane aktivnosti, kao i mišića, a mnogo manje ovise o aktivnosti mozga ili živaca. Sve žive stanice stvaraju električna polja. Općenito, jakost električnog polja srca iznosi do 50 mV/m, a mozga i ostalih vitalnih organa do 5 mV/m. Električni signali tih polja mogu se snimati kao elektrokardiogrami (EKG) ili elektroencefalogrami (EEG) i služe za otkrivanje zdravstvenih smetnji ili oštećenja u mozgu.

Izvori zračenja

Električna energija proizvedena u elektranama prenosi se vodovima visokog napona od 110 kV do 750 kV prema potrošačkim područjima. Transformatorima se reducira napon na 400/230 V za mjesnu distribuciju. Široka populacija izložena je magnetskim poljima mrežne frekvencije, kod nas 50 Hz, preko tri pojedinačna izvora: prijenosnih vodova visokog napona, mjesnog sustava distribucije električne energije niskog napona kod kuće i na poslu, kućanskih električnih naprava. Prva dva izvora stvaraju temeljno, tzv. 'background' magnetsko zračenje, za koje se koristi naziv gustoća magnetskog toka okoline.

Prosječna vrijednost temeljne indukcije iznosi 200 nT u stambenim i poslovnim zgradama. Ispod nadzemnih vodova visokog napona izmjerene su gustoće magnetskog toka od 5,2 μT do 20,1 μT, ali na udaljenostima od 50 m do 100 m ta vrijednost naglo opada prema temeljnoj vrijednosti gustoće magnetskog toka. Kod električnog polja je situacija posve drukčija. Izmjere vrijednosti jakosti električnih polja E ispod nadzemnih vodova visokog napona, na visini od 1 m iznad tla, iznose od 600 V/m do 10,000 V/m. Prisutnost vodljivih objekata (npr. zidovi, ograde, drveće) u blizini zračnog voda deformira električno polje i mijenja njegovu jakost na svega 20 V/m i na taj način zaslanja prostor unutar zgrada od električnog polja nadzemnog voda.

Izloženost široke populacije, posebno domaćica, magnetskim poljima kućanskih naprava, znatno premašuje vrijednosti temeljne indukcije okoliša i koja imaju vrijednosti od 10 μT do 100 μT. Tako primjerice sušilo za kosu na udaljenosti od 15 cm od glave stvara gustoću magnetskog toka od 30 μT, a električni štednjak 10 μT. Izloženost magnetskim poljima kućanskih aparata je obično, ali ne uvijek, neredovita i kratkog trajanja. Utjecaj elektromagnetskih polja na čovjeka, uzrokovanih elektroprivrednim postrojenjima, ima poseban značaj i bit će kasnije detaljnije razrađen.

Električni vlakovi

Električni vlakovi imaju jednu ili više električnih lokomotiva koje su odvojene od putničkih vagona (u smislu utjecaja elektromagnetskih polja). Posada lokomotive je izložena elektromagnetskim poljima električnih motora i ostale električne opreme. Putnici su uglavnom izloženi elektromagnetskim poljima što ga stvara opskrbni nadzemni visokonaponski vod izmjenične struje iznad željezničke pruge. Gustoća magnetskog toka u vagonima može iznositi i do 50 μT, a jakost električnog polja do 300 V/m.

Stanovništvo koje živi neposredno uz željezničke pruge može biti izloženo elektromagnetskim utjecajima nadzemnog opskrbnog voda, slično kao i kod prijenosnih nadzemnih visokonaponskih vodova, ali razina izloženosti je znatno niža te ovisi o sustavu napajanja električnom energijom željezničke pruge i varira od države do države. Lokalni vlakovi, podzemna željeznica i tramvaji opskrbljuju se električnom energijom izmjenične ili istosmjerne struje preko nadzemnih vodova ili posebnih tračnica za istosmjernu struju. Motori i trakcijska oprema često su smješteni ispod poda putničkih vagona. Putnici su izloženi statičnim i vremenski promjenljivim magnetskim poljima. Gustoće magnetskog toka na razini poda tih prijevoznih sredstava može biti vrlo visoka – od 2 mT do 3 mT. Gornji dijelovi tijela mogu biti izloženi gustoći magnetskog toka do 30 μT, ali dopuštena granica neće biti prekoračena.

Sustavi osiguranja

Sustavi protiv krađe u trgovačkim centrima koriste elektromagnetsko polje stvoreno prikladnom zavojnicom koje detektira postojanje ili nepostojanje odgovarajuće naljepnice (etikete). Elektromagnetsko polje frekvencije varira od nekoliko stotina kHz do nekoliko MHz i općenito ne prelazi dopuštene granice. Na sličnom principu rade sustavi za otvaranje vrata, odnosno za omogućavanje pristupa u neki prostor posredstvom identifikacijske kartice. Za praćenje posudbe knjiga u knjižnicama također se koristi sličan sustav naljepnica s magnetskim kodom koji djeluje pri frekvencijama od nekoliko kHz, a gustoća magnetskog toka neće prijeći dopuštenu granicu. Detektori metala u zračnim lukama djeluju pri jačim magnetskim indukcijama do 100 μT, pri frekvencijama ispod 1 MHz. Prisutnost metala narušava magnetsko polje i na prikladan način ova se pojava signalizira. Unutar okvira naprave, u koju je zapriječen pristup, redovno će jakost magnetske indukcije biti veća od dopuštenih granica.

Ekrani televizora i računala

Mnogi televizijski ekrani slični su ekranima računala i djeluju na sličnim principima. Oni stvaraju statična električna polja te izmjenična električna i magnetska polja pri različitim frekvencijama. Ipak, najnoviji ekrani s tekućim kristalima ne stvaraju elektromagnetska polja značajnijih jakosti. Ekrani starijih računala, koja koriste elektroničke cijevi, uzrokuju pojavu statičnog električnog polja jakosti i preko 100 kV/m na udaljenosti 5 cm od ekrana, koja opada na vrijednost oko 10 kV/m pri udaljenosti od 30 – 40 cm od ekrana. Ekrani modernih računala su vodljivi i smanjuju statička električna polja na razinu temeljnih vrijednosti (background) u stambenim zgradama i u uredima. Prigodom korištenja raznih sustava monitoringa (daljinskog upravljanja i nadzora), operator, udaljen 30 do 50 cm od ekrana, izložen je izmjeničnom magnetskom polju, čija jakost magnetske indukcije ne prelazi vrijednost 700 nT.

Na udaljenosti od nekoliko centimetara od ekrana gustoća magnetskog toka iznosi svega nekoliko μT. Jakost izmjeničnog električnog polja na položaju operatora ima vrijednosti od 1 V/m do 10 V/m. Općenito gledajući, prigodom uporabe televizora i računala korisnici neće biti izloženi elektromagnetskim zračenjima iznad dopuštenih vrijednosti.

Radijske i televizijske antene

Radiovalove dijelimo u dvije osnovne grupe s obzirom na koji način prijenosa informacije. To su signali s amplitudnom modulacijom (AM) i signali s frekvencijskom modulacijom (FM). Signali s amplitudnom modulacijom (dugi, srednji i kratki val) koriste se za prijenos informacija na velike i srednje daljine. Signali s frekvencijskom modulacijom (ultrakratki val) koriste se samo za uže mjesno područje, ali s mnogo boljom kvalitetom zvuka. Antene AM valova (dugi, srednji i kratki val) smještene su na visokim stupovima (primjerice kod nas Deanovac) ili se sastoje od metalnih žica razapetih između visokih stupova, koji mogu biti visoki nekoliko desetaka metara. Pristup u područje blizu antena mora biti zapriječen zbog relativno visokog zračenja samih antena i dovodnih kabela.

Vrlo je bitno osigurati razinu elektromagnetskog zračenja ispod dopuštenih granica za široku populaciju eventualno nastanjenu u blizini omeđenog područja. Antene frekventno moduliranih radiovalova (FM) kao i televizijskih odašiljača te repetitora mnogo su manje nego antene AM valova i smještene su na stupove metalne konstrukcije, visokih nekoliko desetaka do oko 100 metara. Stupovi služe samo kao nosači antena. Frekvencije radiovalova su u području od 1 MHz do 300 MHz, a za televiziju se koriste frekvencije i do 1 GHz. Za ova područja kao mjera za jačinu izloženosti ne koristi se gustoća magnetskog toka (μT), već je to gustoća snage elektromagnetskog vala, za koju se koristi jedinica W/m2. Prosječna gustoća snage, kojoj je izložena široka populacija u ovom području, iznosi oko 0,1 W/m2, a dopuštena vrijednost za to područje od 10 do 400 MHz iznosi 2 W/m2. Kada su antene smještene na visoke stupove, pristup širokoj populaciji u podnožje stupa može biti omogućen ukoliko je izloženost manja od dopuštenih granica. Male antene lokalnih televizija i radiostanica često se smještaju na vrhu visokih građevina (nebodera), u takvim slučajevima neophodan je nadzor nad pristupom krovu.

Mobilna telefonija i antene

Mobilni telefoni su mikrovalni uređaji malih snaga koji primaju i odašilju signale od bazičnih stanica, relativnih jakih snaga fiksne mreže. Izvorni, prethodni, sustav mobilne telefonije koristio je analogne signale za komunikaciju između ručnog uređaja (pokretnog telefona) i bazične stanice. Danas se analogni sustav naglo zamjenjuje digitalnim sustavom. Većina mobilnih telefona radi pri frekvencijama između 800 MHz do 2 GHz. Više frekvencije koristit će se u skoroj budućnosti.

U blizini antena mobilne telefonije, koje su smještene na visokim stupovima ili na vrhu visokih zgrada, moguća su izlaganja elektromagnetskim poljima većih snaga od dopuštenih granica. U području uobičajenog i normalnog pristupa oko antenskih stupova, neće biti prekoračenja dopuštenih granica, ali su nužna ograničenja pristupa širokoj populaciji na krovove zgrada gdje su postavljene antene.

Danas se korištenje mobitela uveliko proširilo te nema praktički obitelji ili poslovnog čovjeka bez mobitela. Jedan dio široke populacije, doduše rijetko, može biti izložen stanovitom zračenju elektromagnetskih polja odašiljača mobilne mreže, ali koja su drukčija od zračenja radio i televizijskih stanica. Takvi signali su osjetno slabiji i često tisuću puta niži od dopuštenih granica. Antene mobilnih telefonija veoma malo pridonose općem elektromagnetskom onečišćenju okoline jer su razine zračenja znatno niže, u usporedbi sa zračenjima antena radio i televizijskih stanica i gustoća snage; u prosjeku iznose 0,1 W/m2. Ipak, korisnici mobitela izloženi su jakostima zračenjima višeg reda, koja mogu biti viša od dopuštenih granica. Napredne moderne tehnologije, primjerice GSM tehnologija, proizvode naprave čija je jakost elektromagnetskih polja unutar dopuštenih granica, ali su ta zračenja ipak višeg reda od onog koje nailazimo u prirodnom okruženju.

Prigodom korištenja, mobitel je prislonjen uz glavu ili je vrlo blizu glave. Neupotrebljiva je usporedba jakosti ovog zračenja s dopuštenim graničnim vrijednostima jakosti zračenja elektromagnetskih polja za cijelo tijelo. Za stvarnu procjenu izloženosti potrebno je utvrditi apsorbiranu snagu u glavi. Razvijeni su sofisticirani računarski programi za što realnije utvrđivanje apsorbirane snage u glavi. Izlazna snaga modernih digitalnih mobitela je osjetno manja od 1 W, a ograničena je kapacitetom baterije. Spoznaja da prigodom korištenja mobitela dolazi do apsorpcije snage u glavi korisnika, a to znači i do apsorpcije energije kroz neko vrijeme, otvara pitanje može li ta apsorbirana energija uzrokovati sićušna oštećenja zdravlja kumulativnog obilježja.

Naglo širenje primjene mobitela vodi k zabrinutosti o mogućim dugotrajnim zdravstvenim efektima u širokoj populaciji. Europska komisija (EC) osnovala je posebnu radnu u grupu koja je imala zadatak odrediti smjer novih istraživanja te prikazati postojeće rezultate. Radna grupa je ukazala na dugoročnost rješavanja ovog problema. Na ovu užu temu, o mogućem štetnom djelovanju na zdravlje ljudi naprava mobilne telefonije i mobitela napravljen je također velik broj studija s dosta kontroverznih rezultata. Ipak, većina tih studija ukazuje kako nisu utvrđena znakovita narušavanja zdravlja. Radna grupa preporuča nastavak istraživanja.

ICNIRP (Međunarodna komisija za neionizirajuća zračenja) objavila je izvještaj o ovoj temi, koji ukazuje da nema direktnih dokaza da zračenja naprava mobilne telefonije i mobiteli izazivaju rak, ali je zbog opreza u svojoj preporuci limitirala gustoću snage na vrijednost od f/200 W/m2 za frekventno područje od 400 MHz do 2 GHz, i to za široku populaciju. Također je dana preporuka za nastavak istraživanja. Usvojena je izrada studije pod nazivom International EMF project, koju izrađuju zajednički WHO (Svjetska zdravstvena organizacija), Europska komisija, ICNIRP te ostale međunarodne institucije sa zadatkom da odgovori na pitanje o mogućem štetnom djelovanju elektromagnetskog zračenja uređaja mobilne telefonije, mobitela te njihovih bazičnih stanica.

Usmjerene UKV veze

Tanjuraste antene UKV usmjerenih veza proizvode uski snop elektromagnetskih valova koji služe za komunikacije u vidljivom području, što znači da između odašiljača i prijemnika ne smije biti nikakvih prepreka (brda, zgrade i sl.). Radne frekvencije su između 2 GHz do 40 GHz. Tanjuraste antene smještaju se na stupove ili na krovove visokih zgrada. Postoji mogućnost izlaganja glavnom snopu na udaljenosti do 100 metara od antene. Snaga emitiranja je relativno niska, ne više od 8 W, a vrlo često ispod 1 W. Ovi elektromagnetski valovi ne pridonose značajno temeljnom onečišćenju, a izloženost široke populacije je neznatna i daleko ispod dopuštenih granica.

Mikrovalne pećnice

Kućanske mikrovalne pećnice rade pri frekvenciji 2,45 GHz. Zračenje elektromagnetskih valova te frekvencije ne razara tkivo, već ga snažno i brzo ugrijava. Rasipni elektromagnetski valovi (oni koji prodiru izvan pećnice) vrlo naglo opadaju s udaljavanjem od pećnice. Mnoge zemlje imaju standarde kojima se ograničava snaga rasipnih elektromagnetskih valova. Mikrovalne pećnice izrađene u skladu s tim standardima neće predstavljati opasnost za zdravlje široke populacije. Ipak, mikrovalna pećnica s oštećenim vratima može biti izvor opasnog zračenja. Ovaj rizik bit će otklonjen ugradnjom krajnjeg prekidača, koji iskopčava dobavu električne energije pri otvorenim vratima pećnice. Kvar na takvom prekidaču predstavlja rizik za korisnika ako se koristi takva oštećena mikrovalna pećnica.

Radar

Radar emitira mikrovalove s frekvencijama od nekoliko stotina MHz do desetak GHz. Radarski signali su pulsirajući i vršni val ima mnogo veću snagu od osnovnog vala. Za određivanje graničnih dopuštenih vrijednosti zračenja uzimaju se toplinski učinci uzrokovani osnovnim valom, rjeđe vršnim vrijednostima. Mnogi radari rotiraju ili se pomiču gore-dolje i na taj način reduciraju gustoću snage kojoj mogu biti izloženi ljudi. Posebnu pozornost zahtijevaju vojni nerotirajući radari sa snopom velikih snaga koji zahtijevaju zaprečivanje pristupa u područje opasnog zračenja.

Opća podjela

U tablici 2. prikazani su svi izvori neionizirajuće zračenja te vrste elektromagnetskih polja koje susrećemo u našem okruženju i kojima možemo biti izloženi. Ova elektromagnetska polja možemo svrstati u tri grupe prema načinu djelovanja i učincima. Svjetlosno zračenje (ultraljubičasto, vidljivo i infracrveno) čiji fotoni nemaju dovoljnu energiju da proizvedu ionizaciju tvari, ali imaju dovoljnu energiju da izazovu elektronsku pobudu u molekulama tkiva te izazovu fotokemijske učinke i opekline. Zbog male valne duljine ovo zračenje ne prodire duboko u tkivo, već su učinci površinski (sunčane opekotine, oštećenja vida).

Visokofrekventna elektromagnetska polja karakteristična su po svom pretežno toplinskom djelovanju, tj. zagrijavanju tkiva. Mikrovalna i radiofrekvencijska elektromagnetska polja izazivaju titranje molekula i induciraju u tijelu vrtložne struje te na taj način zagrijavaju tkivo (mikrovalna pećnica). Ako čovjek, koji se nalazi u jakom visokofrekvencijskom polju, dođe u dodir s vodljivim predmetom, poteći će dodirna struja koja izaziva bol, stres i opekotine.

Niskofrekventna elektromagnetska polja djeluju drukčije i po načinu i po intenzitetu. Također postoje učinci dodirnih struja i toplinski učinci, ali znatno slabijeg djelovanja. Prevladavaju biološki učinci elektrodinamičkog ili magnetno-dinamičkog tipa (utjecaj na električna zbivanja unutar stanica i molekula tkiva). Ionizirajuće zračenje karakteristično je po vrlo štetnim učincima koji su razmjerni s jakostima polja i trajanju izlaganja. Elektromagnetska zračenja jako visokih frekvencija od 1015 do 1025 Hz (ultraljubičasto zračenje, gama zrake i X-zrake) imaju veoma malu valnu dužinu i sukladno tome fotone velike energije (do više MeV). Fotoni tih zračenja izazivaju ionizaciju molekula, i time većeg ili manjeg oštećenja tkiva. Jaka oštećenja mogu imati za posljedicu odumiranje tkiva te smrt. Značajna oštećenja u rasplodnom tkivu dovodi do mutacija i vrlo štetnih posljedica u potomstvu. Ionizirajuće zračenje, zbog svoje razornosti, dobro je proučeno i podliježe harmoniziranoj međunarodnoj zakonodavnoj kontroli. Ta vrsta zračenja nije predmet ovog članka.

Niska frekvencija (ELF)

Ova polja stvaraju elektroprivredna i industrijska postrojenja, te imaju posebni i veliki značaj za široku populaciju zbog svoje prisutnosti u ljudskom okruženju. Snaga energije zračenja elektromagnetskog vala mrežne frekvencije je zanemariva. Zorna je usporedba prijenosnog voda visokog napona i mjeseca. Maksimalna gustoća snage fotonskog zračenja elektromagnetskog vala električnog voda manja je od 0,0001 μW/cm2, dok puni mjesec u vedroj noći zrači Zemlju gustoćom snage od 0,2 μW/cm2, dakle 2.000 puta jačom gustoćom. Kod elektromagnetskih polja vrlo niske frekvencije postoji golema razlika između valne dužine (6.000 km) i udaljenosti točke promatranja (do 100 m) te se ova polja, električno polje i magnetsko polje mogu mjeriti i razmatrati odvojeno. Magnetsko polje nastaje protjecanjem električne struje kroz vodiče. Jakost magnetskog polja označava se slovom H, a jedinica ove veličine ja A/m. Jakost magnetskog polja je razmjerna s jakošću struje, a naglo opada s udaljenošću od vodiča protjecanog strujom. Učinci magnetskog polja ovise o gustoći magnetskog toka, oznaka B, čija je jedinica 1T (tesla). Ovo je vrlo velika jedinica za razmatranje učinaka magnetskih polja na ljudski organizam, pa se koriste mnogo manje jedinice kao što su μT (mikrotesla, 10-6 T) ili čak nT (nanotesla, 10-9 T).

U zračnom prostoru bez prisutnosti magnetski provodljivih tvari, postoji izravno razmjerna veza izražena jednadžbom:

Električno polje se pojavljuje uvijek oko vodiča pod naponom, odnosno svugdje gdje postoji električni naboj. Električno polje označava se slovom E, a njegova jakost izražava se jedinicom volt po metru, tj. V/m. Isto kao i kod magnetskih polja, postoje statička i vremenski promjenljiva električna polja, ovisno o tome kakav je njihov uzročnik napon. Postoji velika razlika u prostiranju magnetskih i električnih polja. Magnetsko polje prodire kroz većinu tvari u našem okolišu i samo prepreke od magnetski provodljivih tvari (primjerice željezo) mogu spriječiti ili umanjiti njegovo prodiranje. Prodiranje, odnosno širenje električnog polja veoma lako se sprečava pomoću vodljivih prepreka. Ta je pojava poznata kao Faradayev kavez.

Biološki učinci

Električna polja krajnje niske frekvencije (25, 50, i 60 Hz) vrlo dobro eliminiraju vodljive prepreke i u manjoj mjeri prodiru u tijela. Njihov učinak na ljudsko tijelo u velikoj se mjeri prigušuje na vodljivoj površini tijela, a samo manjim dijelom prodire u unutrašnjost tijela gdje neznatno utječe na stvaranje lokalnog električnog polja. Vremenski promjenljivo vanjsko magnetsko polje prodire u tijelo, gdje zbog pojave indukcije dovodi do induciranja struja te stvaranja lokalnog električnog polja.

Lokalno električno polje, stvoreno indukcijom, djeluje silom na nabijene čestice i dipole u organskom tkivu. Ove sile uzrokuju gibanje električki nabijenih čestica (inducirane struje), mijenjaju orijentaciju dipola i induciraju napon na membranama. Istraživanja ukazuju da je većina ovih učinaka, koje nazivamo potvrđeni učinci mrežne frekvencije, posljedica stvorenog lokalnog električnog polja unutar tijela. Potvrđeni učinci su oni učinci koji se temelje na znanstvenim objašnjenjima i za koje postoji dokazana uzročno-posljedična veza s izloženošću elektromagnetskim poljima.

Potvrđeni učinci očituju se podraživanjem tkiva i oni se manifestiraju kao:

  • neugodna ili bolna stimulacija osjetilnih ili motoričkih neurona
  • podražaji mišićnog tkiva, koje se može očitovati naglim trzanjem tijela i biti uzročnikom nezgoda prigodom obavljanja rizičnih radova
  • podraživanje neurona ili utjecaj unutar moždanog tkiva
  • stimulacija srčanih kontrakcija, koja mogu prouzročiti treperenje srca (ventrikularna fibrilacija srca)
  • zagrijavanje samo površine tkiva
  • zagrijavanje tkiva.

    Prva četiri navedena učinka su kratkoročna, jer se iskazuju trenutačnim reakcijama na izloženost električnom i magnetskom polju, koje se pojavljuju u prvim sekundama (obično i djelićima sekunde) nakon početka izloženosti. Preostala dva učinka su trajnijeg karaktera, a posljedica su djelovanja elektromagnetskih vrlo visokih do supervisokih frekventnih polja. Osim potvrđenih učinaka, postoji druga skupina učinaka, pretpostavljenih učinaka, koje nije moguće potvrditi na isti način kao potvrđene učinke, a na čije postojanje ukazuju urađene epidemiološke studije. Pretpostavljeni učinci su dugoročni, kronični učinci vezani uz dugotrajno djelovanje magnetskih polja na strukturu i procese u stanicama živih bića. Magnetsko polje djeluje na električno nabijene čestice u gibanju silom koja im mijenja putanju, dok stvoreno lokalno električno polje mijenja polariziranost stanične membrane. Postavlja se logično pitanje: kakav je rezultat takvih zbivanja kroz duže vremensko razdoblje? Izaziva li dugoročno izlaganje magnetskim poljima pojavu kancerogenih oboljenja, te trajnih poremećaja reprodukcijskog i živčanog sustava?

  • Prvi značajni pomak u istraživanjima ovih procesa napravili su Nancy Wertheimer i Ed Leeper (1979.) sa svojim epidemiološkim studijama kojima su utvrdili pozitivnu korelaciju između pojave leukemije kod djece i izloženosti magnetskim poljima u 500 kuća smještenih u blizini visokonaponskih vodova. Tom studijom su ukazali na 2 do 3 puta veći porast pojave leukemije kod ove djece u usporedbi s kontrolnom skupinom. U drugoj studiji su utvrdili pozitivnu korelaciju između nekoliko oblika raka kod odraslih osoba, a koje su živjele u blizini postrojenja s jakim strujama. Ove dvije studije izazvale su bujanje raznih epidemioloških studija, ali s vrlo kontradiktornim rezultatima. Nažalost, unatoč svemu tome, do danas znanost još nema jednoznačan odgovor na ovo pitanje.
  • Izvor: www.masmedia.hr

  • Materijali