Izloženost ljudi elektromagnetskim poljima - što do sada znamo?

Početkom 20. stoljeća ljudi su uglavnom bili izloženi prirodnim izvorima elektromagnetskih polja poput sunčeve svjetlosti i munje. Međutim, brzim širenjem mreža električne energije i komunikacijskih sustava u 20. stoljeću ljudi su se našli u okolišu s povećavajućom razinom umjetno stvorenih električnih i magnetskih polja. Dalekovodi, Wi-Fi usmjerivači i antene mobilnih telefona sada dominiraju našim okruženjem izazivajući zabrinutost o njihovim mogućim zdravstvenim učincima.

Sve veća prisutnost umjetnih elektromagnetskih polja, u rasponu od niskih (LF) do visokih frekvencija (HF), potaknula je stalna istraživanja mogućih štetnih učinaka na ljudsko zdravlje. Rad Dragana Poljaka sa splitskog FESB-a ima za cilj opisati interakciju između ljudi i elektromagnetskih polja (EMF), s fokusom na dozimetriju (procjena apsorbirane elektromagnetske energije), biološke učinke i pravne okvire namijenjene ograničavanju izloženosti.

Mehanizmi interakcije elektromagnetskog polja s ljudima

Pri procjeni izloženosti ljudi elektromagnetskim poljima uključena su tri temeljna koraka: 

1. Određivanje vanjskih polja: Ovaj korak uključuje mjerenje ili izračunavanje vanjskog električnog i magnetskog polja u odsutnosti ljudskog tijela.

2. Interakcija s ljudskim tijelom: Nakon što se tijelo postavi blizu EMF izvora, dio polja ulazi u tijelo, što dovodi do toplinskih ili netoplinskih učinaka.

3. Učinci unutarnjeg polja: Raspodjela unutarnjih polja unutar tijela može uzrokovati zagrijavanje tkiva, osobito u osjetljivim područjima poput mozga, oka i uha kada su izloženi visokofrekvencijskim poljima.

Učinci izloženosti variraju ovisno o frekvenciji. Niskofrekvencijska (LF) polja prvenstveno uzrokuju neuro-mišićnu stimulaciju, dok visokofrekvencijska (HF) polja uzrokuju zagrijavanje tkiva zbog elektromagnetske rezonancije. Na primjer, na frekvenciji od 300 MHz, koja je usporediva s dimenzijama ljudskog tijela, rezonancija može dovesti do značajne apsorpcije energije i zagrijavanje tkiva.

Elektromagnetsko-toplinska dozimetrija

Zbog etičkih razloga, izlaganje ljudi visokim razinama EMF-a u svrhe istraživanja nije prihvatljivo. Umjesto toga, izloženost ljudi i kvantificiranje apsorbirane energije simulira se računalnim modelima. Te simulacije spadaju u metode elektromagnetske dozimetrija i ključne su za izradu sigurnosnih smjernica i postavljanje granica izloženosti.

Na frekvencijama ispod 6 GHz, dozimetrija koristi specifičnu stopu apsorpcije (SAR) za mjerenje brzine apsorpcije energije u tijelu. Za više frekvencije, gustoća apsorbirane snage (Sab) koristi se za procjenu lokaliziranih učinaka zagrijavanja. Metodama toplinske dozimetrije zatim se računaju temperaturne promjene u tijelu koristeći Pennesovu bio-toplinsku jednadžbu, uzimajući u obzir provođenje topline i metaboličke procese hlađenja.

Biološki učinci izloženosti elektromagnetskim poljima

Biološki učinci elektromagnetskih polja ovise o frekvenciji polja kojima je osoba izložena. Na niskim frekvencijama (LF), tijelo se ponaša kao vodič i vanjska magnetska polja induciraju zatvorene petlje električnog polja unutar tijela. U ovim uvjetima zagrijavanje tkiva je zanemarivo, no visoke jakosti električnog polja mogu stimulirati živce i mišiće.

Na visokim frekvencijama (HF) događa se zagrijavanje tkiva. Ako se apsorbira dovoljno elektromagnetske energije može doći do značajnog porasta temperature i potencijalno narušiti prirodne termoregulacijske mehanizme tijela.

Biološki učinci mogu se klasificirati u tri kategorije: 

1. Visoki (toplinski) učinci: Do njih dolazi kada apsorbirana energija uzrokuje lokalno povećanje temperature od oko 0,1°C ili više. 

2. Srednji (atermalni) učinci: Događaju se mjerljive promjene temperature, ali ih neutraliziraju tjelesni unutarnji regulacijski sustavi.

3. Niski (netoplinski) učinci: Dolazi do minimalne apsorpcije energije, sa zanemarivim učincima na fiziološke funkcije.

Sigurnosne smjernice i ograničenja izloženosti

Međunarodne i nacionalne smjernice razlikuju granice izloženosti za radnike i opću populaciju. Ove smjernice utvrđuju dvije vrste ograničenja:

1. Referentne razine: Ograničenja za vanjska polja koja, ako se prekorače, pokreću daljnju istragu ali ne ukazuju nužno na neposrednu opasnost.

2. Osnovna ograničenja: Ograničenja za unutarnja polja unutar tijela, koja se smatraju kritičnijima. Kršenje ovih ograničenja ukazuje na povećani rizik od štetnih posljedica.

Ova sigurnosna ograničenja osmišljena su na temelju mehanizama djelovanja elektromagnetskih polja na ljudska tijela. Kod niskih frekvencija uglavnom se radi o induciranim poljima i strujama, dok se kod visokih frekvencija radi o apsorpciji energije i odgovarajućem porastu temperature. Kako se pojavljuju nove tehnologije poput 5G, sigurnosne smjernice moraju se prilagoditi kako bi uzele u obzir polja viših frekvencija i njihove lokalne učinke na ljudsko tkivo.

Zračenje modernih komunikacijskih sustava

Jedan od ključnih razloga zabrinutosti posljednjih godina bio je porast mobilnih komunikacijskih sustava, posebno pete generacije (5G). Za razliku od prethodnih generacija, 5G radi u području milimetarskih valova (frekvencije GHz) i koristi oblikovanje snopa za usmjeravanje signala određenim korisnicima. Procjena potencijalnih zdravstvenih rizika 5G zahtijeva napredno modeliranje interakcije ovih visokofrekvencijskih polja s ljudskim tkivima, posebno u osjetljivim područjima kao što su mozak i oči. Studije koje koriste višeslojne modele tkiva pokazuju da gustoća apsorbirane snage opada s dubinom tkiva, djelomično i zbog 'učinka kože' gdje se polja viših frekvencija apsorbiraju na površini.

Ovaj rad daje pregled multidisciplinarnih aspekata ljudske izloženosti EMF-u, s fokusom na elektromagnetsko-toplinsku dozimetriju, biološke učinke i sigurnosne smjernice. Iako je postignut značajan napredak u razumijevanju interakcije između EMF-a i ljudskog tijela, potrebno je kontinuirano istraživanje kako bi se u potpunosti shvatili dugoročni biološki učinci i precizirale granice izloženosti. Također je bitno uravnotežiti potencijalne zdravstvene rizike povezane s izloženošću EMF-u i sve veću biomedicinsku primjenu ovih polja, uključujući njihovu upotrebu u medicinskoj dijagnostici i liječenju. U konačnici, potreban je informiran i oprezan pristup kako bi se zaštitilo javno zdravlje uz istovremeno prihvaćanje prednosti novih tehnologija.

REPLICA je digitalna platforma posvećena provjeri točnosti informacija u specijaliziranim područjima energije i računarstva. Platforma pruža neovisnu, znanstveno utemeljenu analizu medijskih informacija kako bi se smanjila prisutnost dezinformacija u javnom prostoru, uključujući medije i društvene mreže. Cilj projekta na čijem je čelu izv. prof. dr. sc. Petar Šolić sa splitskog FESB-a je jačanje otpornosti društva na dezinformacije u ključnim tehnološkim područjima, nudeći stručne recenzije i objašnjenja temeljena na dokazima iz stručnih i znanstvenih izvora.