EMP a zdravotní rizika (VI)

Datum: 8.5.2012  |  Autor: Ing. Jaroslav Novák  |  Zdroj: Elektroinstalatér 2/2012

Příklady výpočtu EMP základnové stanice GSM a mobilního telefonu

• Chceme vypočítat intenzitu elektrického pole E základnové stanice GSM ve vzdálenosti r od antény pro hodnotyP, G podle vzorce:

Obr. 3 Výpočet EMP základnové stanice GSM v závislosti na vzdálenosti od antény

Příklad výpočtu pro vzdálenost od 2,5 m do 100 m a jeho zobrazení je v tabulce 1 a v grafu na obr. 3.

Poznamenávám, že vypočítané a změřené hodnoty E nemusejí vždy souhlasit. Pro verifikaci výsledků musíme znát, zda se nacházíme v hlavním směru záření (vyzařovaného laloku), převýšení antény ke zkoumanému místu, polarizaci, odrazy, hustotu zástavby…

• Chceme vypočítat intenzitu elektrického pole E mobilního telefonu ve vzdálenosti r od hlavy pro hodnoty P, G(jedná se o všesměrovou anténu, proto za zisk dosadíme 1)

Obr. 4 Výpočet EMP mobilu v závislosti na vzdálenosti od antény

Z grafu na obr. 4 a z tabulky 2 si můžeme odečíst hodnoty elektrického pole E, jakým je ozařován mozek při vyzařovaném výkonu mobilního telefonu 1 W ve vzdálenostech od 5 cm do 50 cm. K uvedenému výpočtu mohou být námitky, že v případě ozařování hlavy mobilem, který je přiložen u ušního boltce, se jedná o blízké pole a výpočet není věrohodný. Nevím, proč výrobci mobilních telefonů neuvádějí základní technické parametry: vyzařovaný výkon maximální–minimální, vstupní citlivost a parametry (charakteristika) blízkého pole.

Jak se orientovat v protokolech o měření EMP

Důležitým dokumentem pro hodnocení zdravotních rizik je protokol o měření EMP. Měření bývá vyvoláno z důvodu nespokojenosti a obav občanů o své zdraví a vyústí v žádost o měření neionizujícího záření. Taková měření dříve prováděly krajské hygienické stanice (KHS) na oprávněný podnět občanů zdarma. Po reorganizaci ve zdravotnictví přešla tato činnost na příslušné zdravotní ústavy (ZÚ). Tato služba je dnes zpoplatněna. Objednat měření EMP si může občan u ZÚ včetně zpracování protokolu. Stejně jako v Německu i u nás vznikají privátní poradenské a konzultační firmy, které rovněž nabízejí měření, ale proti ZÚ mají ještě přidanou hodnotu, kterou je zpracování návrhu na snížení expozice EMP v inkriminovaném místě.

Co má obsahovat protokol o měření?

Každý protokol musí obsahovat údaje, které jsem nazval obligatorní – místo měření, datum a čas, dobu měření, metodiku měření, meteorologické podmínky a měřicí zařízení s udáním technických parametrů (zda se jedná o spektrální analyzátor, nebo o širokopásmový měřič), přesnosti měření, kmitočtový rozsah, citlivost, typ měřicích antén atd.

Obr. 5 Vyzařování základnové stanice GSM

Neméně důležité je ještě před měřením vytipovat všechny zdroje záření v inkriminovaném místě. Získat technické parametry (TP) zdrojů záření, například u základnových stanic kmitočet, celkový výstupní výkon sektoru, zisk antény, hlavní směr záření (azimut) a polarizaci (viz obr. 5). Dále je třeba získat představu o vyzařovacím diagramu (úhel rozevření v horizontální a vertikální rovině) a výšku antény nad terénem. Tyto parametry použiji pro orientační výpočet EMP, když do vzorce dosadím vzdálenost v metrech od antény základnové stanice GSM.

Výsledky měření jsou v protokolech zpracovány v přehledné tabulce, která obsahuje: místo měření, kmitočet, E_max, popř. E_stve V/m, S_max, S_st ve W/m². Dále se v tabulce ZÚ uvádějí referenční hodnoty podle nařízení vlády č. 1/2008 Sb. pro hodnocení zdravotního rizika. Já doporučuji, aby v tabulce byl vždy uveden výsledek výpočtu EMP v inkriminovaném místě. Může se vám stát to co mně. A to, že podnět řešila Městská hygienická stanice Brno, která naměřila maximálně 0,31 W/m² (což je 10–11 V/m) a vyhodnotila moji stížnost jako vyřízenou. Hygiena by musela naměřit v mém případě víc než 28 V/m (referenční hodnota 2 W/m² pro pásmo VKV-FM), aby se zdravotními riziky zabývala. Je v podstatě jedno, co se naměří do 28 V/m, protože vždy budou splněny referenční hodnoty podle vládního nařízení č. 1/2008 Sb. Podle výpočtu jsem věděl, že měření městského hygienika je nesprávné, neodpovídalo mému výpočtu, který dával výsledek 1 V/m. Při těchto hodnotách docházelo k silnému rušení rozhlasu VKV-FM. Proto tuto záležitost řešil ČTÚ a naměřil 120–125 dBμV/m (1–2 V/m), což souhlasilo s mým výpočtem. Nedovedu si představit, že bych žil v trvalé expozici EMP 10–11 V/m od VKV-FM vysílače (to naměřil hygienik). Naštěstí rušení bylo silné i při 1 V/m, takže i Ústav přístrojové techniky Akademie věd České republiky podal stížnost na nevhodné umístění privátního vysílače VKV-FM, protože docházelo k rušení přístrojů při jejich výzkumech. Nakonec byl vysílač přemístěn na jiné místo v Brně.

Hodnocení výsledků měření jsou v protokolech ZÚ uvedeny pouze jednou větou, a to: V průběhu měření nebyly překročeny referenční úrovně hustoty zářivého toku elektromagnetické vlny pro nepřetržitý pobyt obyvatel stanovené v nařízení vlády č. 1/2008 Sb. V tabulce se uvede procento z příslušné referenční hodnoty, které je velmi nízké, a to 0,05–3 %. S takovým závěrem se postižení obyvatelé nechtějí spokojit, protože očekávali, že ZÚ odhalí příčiny jejich zdravotních problémů. Nezbývá jim nic jiného, než se obrátit o pomoc na poradenskou firmu, nebo se odstěhovat na jiné místo, které je méně exponováno.

Posuzování zdravotních rizik

Pro získání názorné představy o vyzařování základnové stanice GSM a hodnocení zdravotních rizik jsem použil obr. 5 z brožury Vodafone [7].

Technické parametry pro pásmo 900 MHz

• výstupní výkon 30 W
• efektivní zisk antény 17 dBi
• antény vyzařují do tří azimutů 0º, 120º a 240º

Pro posouzení zdravotních rizik je na obr. 5 znázorněna hustota zářivého toku S ve čtyřech vzdálenostních zónách, a to:

• 100% referenční hodnotě odpovídá vzdálenost 5,1 m
• 50% referenční hodnotě odpovídá vzdálenost 7,3 m
• 25% referenční hodnotě odpovídá vzdálenost 10,3 m
• 10% referenční hodnotě odpovídá vzdálenost 16,2 m

V prospektu Vodafone není uvedena číselná hodnota S (hustota zářivého toku) pro 100 %, tj. 4,9046 W/m², což odpovídá intenzitěE = 43 V/m ve vzdálenosti 5,1 m. Referenční hodnoty (zdravotní limity) jsou překročeny do vzdálenosti 5,1 m od antény základnové stanice v hlavním směru vyzařovaného svazku. Větší vzdálenost než 5 m je považována za bezpečnou. Tento závěr, že můžeme být trvale exponováni od základnové stanice bez újmy na zdraví, málokoho přesvědčí. Když hygienici povolí operátorům postavit anténu základnové stanice prakticky do obývacího pokoje, pak si mohu provádět ozařování jako „VF elektromagnetickou terapii“ bez lékařského dozoru. V Praze i v dalších velkých městech má řada občanů zdravotní problémy, pokud bydlí nejen ve vzdálenosti 5–16 m od antény, ale i větší. Dnes víme, kdo tyto zdravotní limity (referenční hodnoty) před jedenácti lety prosadil do legislativy, vládního nařízení č. 480/2000 Sb., a komu vyhovují. Na začátku 90. let minulého století jsem se podílel na vývoji přístrojů pro vysokofrekvenční elektromagnetoterapii pro léčebné účely. Při klinickém testování přístrojů jsme SZÚ (Státnímu zdravotnímu ústavu) a SÚKL (Státnímu ústavu pro kontrolu léčiv) museli dokazovat, že při hodnotách maximálně 10 V/m žádného pacienta nepoškodíme při 20minutové expozici. EZÚ (Elektrotechnickému zkušebnímu ústavu) jsme museli prokázat, že pulzní stimulátor není zdrojem rušení. Přišel rok 2000 a dosud platné limity podle vyhlášky MZ ČR č. 408/1900 Sb. (které byly stanoveny na základě třicetiletého výzkumu) byly zrušeny. Začalo platit vládní nařízení č. 480/2000 Sb., o ochraně zdraví před neionizujícím zářením, kde došlo k desetinásobnému uvolnění zdravotních limitů. Další legislativní úprava byla provedena v roce 2008 v souvislosti s radarem v Brdech. Vládní nařízení č. 480/2000 Sb. bylo modifikováno na nyní platné vládní nařízení č. 1/2008 Sb. Nespokojeným starostům v okolních vesnicích touto úpravou pak hlavní hygienik dokazoval, že radar je zdravotně „bezpečný“ a že legislativně nemají šanci se na co odvolat.

Znovu uvádím, že nemám nic proti referenčním hodnotám aplikovaným na mobilní telefony, kde se jedná o krátkodobou expozici. Uplatňovat tyto hodnoty při výstavbě vysílačů vede k oprávněným stížnostem občanů, protože pokud máte tu smůlu, že základnovou stanici máte v blízkosti bytu, jste ozařováni, jako kdybyste trvale volali 24 hodin denně mobilem s výkonem 0,25–2 W. Je tu rozdíl pouze v tom, že je vystavovaná k ozařování nejen hlava, ale celé tělo. Kladu si otázku, jaký má smysl provádět náročná měření EMP (zdravotními ústavy) a platit za ně, když prakticky všechny protokoly, které jsem viděl, vyhoví s velkou rezervou referenčním hodnotám. K překročení limitu by došlo, jak jsme si ukázali, ve vzdálenosti do pěti metrů od antény základnové stanice GSM, nebo bych musel být nedaleko radaru či vysílače DVB-T.

Měření EMP jistě smysl má, chci ale upozornit na dva zatím neslučitelné přístupy:

• Budete-li v roli pracovníka ZÚ nebo zástupce operátora sítě GSM provádět měření a hodnocení podle vládního nařízení č. 1/2008 Sb., občanovi, který si stěžuje, protože má zdravotní problémy, dokážete na základě referenční hodnoty pro daný kmitočet, že jeho stížnost je neoprávněná a věc považujete za vyřízenou.
• Budete-li v roli pracovníka poradenské a konzultační firmy, je vaším úkolem zjistit příčinu zdravotních problému klienta, například zda se jedná v inkriminovaném místě o „vícezdrojové“ ozařováním z různých směrů, digitální vysílání televize DVB-T, VKV-FM vysílače, sítě GSM, kolik je Wi-Fi sítí ve sledovaném místě, i když jsou vyzářené výkony těchto vysílačů malé, například Wi-Fi 100 mW až 1 W. Zdravotním vlivem se musí poradenská firma zabývat a brát v úvahu vysoké zisky až 36 dB těchto směrových antén, zda nedošlo k navýšení výkonů neodbornými úpravami Wi-Fi antén (pomocí plechovek od Kosteleckých párků v bezlicenčním pásmu). Musí zvažovat celkovou bilanci jednotlivých zdrojů EMP a prošetřit, zda nedochází k rušení, interferencím, odrazům, rezonancím. Na základě uvedeného rozboru navrhne opatření ke snížení expozice. Měření EMP potřebuje proto, aby bylo možno zhodnotit úroveň EMP před úpravami a po nich a posoudit, jak byly efektivní. Jedná se o velmi náročnou profesionální práci, která nemusí vždy končit pozitivním výsledkem a klient se odstěhuje do jiné lokality.

Co tedy s lidmi – pacienty, kteří mají prokazatelně zdravotní problémy v přímé souvislosti s elektrosmogem i při hodnotách EMP daleko nižších, než jsou u nás platné zdravotní limity? Jedná se o tři až pět procent populace, které se označují za elektrohypersenzitivní (EHS) nebo se označují termínem „idiopatická nesnášenlivost k prostředí“ (Idiopatic Environmental Intolerance, zkratka IEI).

Co nového se v této věci stalo? V odborném časopise Praktický lékař č. 3/2009 byl zveřejněn článek doc. L. Pekárka a Ing. L. Jelínka [9], kteří se snaží zprostředkovaně dokázat, a to na základě jedné studie, že je „konec elektromagnetické hypersenzitivity“. S jednoznačným závěrem, že elektrosenzitivita (EHS) nesouvisí s reakcí na elektromagnetickou stimulaci, uvedeným v článku, jsem nesouhlasil na základě dlouholetých zkušeností (spolu s MUDr. Walterem). Uvedený závěr je neprofesionální, když se tvrdí, že jde o psychosomatickou poruchu u tří procent populace a praktičtí lékaři by měli tyto pacienty (podle uvedených autorů) poslat na psychiatrii. Tento názor vyvrátil v časopise Praktický lékař č. 10/2009 MUDr. Walter (pracoval v USA a Německu), který se kontaktoval s autory článku, na který se doc. L. Pekárek odvolává. Zjistil, že prof. Landgrebe, Roengarth a další z univerzity v Řezně zkoumali naprosto jiný problém, a to hučení v uších (tinnitus). Kdo by se chtěl o EHS podrobně zajímat, odkazuji ho na čtvrté pokračování Elektromagnetické pole a zdravotní rizika (Elektroinstalatér č. 5/2007) a literaturu [9]. Rovněž doporučuji se seznámit s výsledky jednání WHO z května 2011 o elektrohypersenzitivitě [10]. Alarmující jsou výsledky výzkumu z loňského roku, které dokazují karcinogenní účinky dlouhodobé expozice nízké intenzity mikrovlnného záření u lidí a zvířat žijících poblíž základnových stanic GSM.

Jaké si vytvoříme elektromagnetické prostředí do roku 2020

Na závěr se pokusím odpovědět na otázku, do jakých úrovní pozadí EMP se dostaneme v druhé dekádě 21. století, bude-li naplněna vize IBM Ambient Intelligence. Vím jistě, že „přesycení“ prostoru, kde se pohybujeme, elektrosmogem (říkáme tomu odborně elektromagnetické pozadí) bude narůstat exponenciálně, nikoliv lineárně, jak tomu bylo do roku 1990. Nemusíme mít obavy, že do roku 2020 se dostaneme na 100 % referenčních hodnot podle vládního nařízení č. 1/2008 Sb. Zatím elektronická zařízení pro ICT nesplňují požadavky na odolnost, které povolují zdravotní limity. Z toho plyne, že v tomto prostředí se zvýšenými požadavky by elektronická zařízení nemusela správně a bez poruch fungovat v elektromagnetickém prostředí, které povolují zdravotní limity (na konci hranic referenčních hodnot – to, co má „vydržet“ člověk podle ICNIRP). Elektronické přístroje, které budou součástí našeho života (dokonce někteří lidé je budou mít implantovány v těle jako čip; nejde jen o kardiostimulátory, připravují se nanotechnologie), splňují požadavky na technickou EMC a ta je daleko nižší než zdravotní limity. Paradoxně nás tedy chrání, jak jsem již uvedl, technické normy, nikoliv zdravotní limity. Zdravotní limity jsou doporučovány komisí ICNIRP a na ně se stále hygienici odvolávají. Naopak technické normy EMC na měření emisí a testování odolnosti vycházejí z doporučení CISPR16, které bylo převzato do norem EN a ČSN EN. Konkrétně experti na EMC se řídí ČSN EN 50130-4 a nezajímají se o referenční hodnoty pro zdravotní rizika, stejně tak hygieniky nezajímá doporučení CISPR16, i když společným jmenovatelem obou je elektromagnetické pole. Odhaduji, že se můžeme dostat na 10–20 % úrovně referenční hodnoty (jinak bude docházet k rušení a interferencím). Může se ale stát, že můj odhad do roku 2020 je optimistický. Dá se předpokládat, že opět převládnou ekonomické zájmy nad zdravotními (nové technologie zajistí pro ICT přístroje s vyšší odolností). Podle nejnovější studie Digital Universe organizace IDS z června 2011 Objem dat na světě se každé dva roky víc než zdvojnásobí to znamená, že objem dat roste rychleji, než udává Moorův zákon [11]. Tato prognóza se promítne i do bezdrátových ICT a nic nebude bránit exponenciálnímu růstu neionizujícího záření (podle obr. 2 /Elektroinstalatér č. 6/2011/ – graf posuneme do období 2010–2020). Nechtěl bych navozovat katastrofické scénáře, ale stálý exponenciální růst musí vést ke katastrofě. Rozvoj bezdrátových technologií nemůže pokračovat do nekonečna. Narazí se na strop, kterému pracovně říkám „neionizující Černobyl“. Budeme-li postupovat v budoucnu jako dosud, to znamená, že zdravotní limity opět navýšíme 10× (podle potřeby operátorů), pak si z prostředí můžeme vytvořit „mikrovlnnou troubu“. Limitovat rozvoj ICT nebudou technické problémy, ale zdravotní rizika. To si dnes málokdo uvědomuje. Musím ale konstatovat, že WHO o potenciálním nebezpečí VF EMP v tomto roce usilovně jedná. Podrobnosti naleznete v [10].

Nechtěl bych končit pesimistickým závěrem. Chci ubezpečit čtenáře, že nastává rozvoj nových vědních oborů na ochranu před neionizujícím zářením, a to ve stavební biologii (speciální stavební materiály pro odstínění budov) i v oblasti textilního průmyslu (textilní stínicí tkaniny). Nezaostává ani vývoj nových měřicích přístrojů pro měření EMP, NF i VF ani osobních „dozimetrů“ pro registraci EMP v pásmu 80 MHz až 5,8 GHz.

Použitá literatura

• [1] Hoch, A. A.: Slovníček dějin techniky a vynálezů, Orbis, Praha 1947
• [2] Kdo je A. Š. Popov, Orbis, Praha 1946
• [3] Kdy, Kde, Proč a jak se co stalo, Reader’s Digest Výběr
• [4] Šlezinger, V.: Člověk a technologie. Začíná „chytrá“ dekáda, Ekonom, speciál z 24. 6. 2010
• [5] Vaculík, P.: Elektromagnetická kompatibilita pro každého, EMC – mýtus, nebo skutečná hrozba?, Elektroinstalatér č. 1/2006
• [6] Počty základnových stanic mobilních operátorů, http://www.gsmweb.cz/
• [7] Základnové stanice GSM a jejich vliv na okolí, brožura Vodafone 2006
• [8] Halačka, F.: Požadavky na EZS z hlediska elektromagnetického prostředí skutečné instalace, Elektroinstalatér č. 2/2001
• [9] Pekárek, L., Jelínek, L.: Konec elektromagnetické hypersenzitivity, Praktický lékař č. 3, 6, 10/2009
• [10] www.1elektrosmog.pise.cz
• [11] Objem dat na světě se každé dva roky víc než zdvojnásobí, Studie Digital Universe organizace IDS z 28. června 2011, tisková zpráva společnosti EMC