Elektromagnetické pole a zdravotní rizika (I)

Datum: 28.1.2004  |  Autor: Ing. Jaroslav Novák  |  Zdroj: Elektroinstalatér 5/2003

Úvod
Expozice EMP není nový fenomén, i když před příchodem průmyslové revoluce byly zdroje expozice omezeny pouze na přírodní elektromagnetické záření, přičemž světlo je jeho nejznámější formou. V průběhu 20. století jsme si v důsledku stoupající poptávky spotřeby elektřiny a technologického pokroku vyrobili velké množství umělých zdrojů záření. V konečném důsledku je každý vystaven expozici EMP jak doma, tak i v zaměstnání. A to: stejnosměrným elektrickým a magnetickým polem, střídavým nízkofrekvenčním elektrickým a magnetickým polem a vysokofrekvenčním polem, kterým se budeme podrobně zabývat. Zdrojem je výroba a přenos elektrické energie, používání domácích elektrických přístrojů, telekomunikace, rozhlasové a televizní vysílání.

Na začátku 21. století využíváme celé spektrum elektromagnetických vln (viz tab. 1). Radiové vlny, optické záření, Roentgenovo záření, gama záření a kosmické záření. Pásmo optického záření dále rozdělujeme na infračervené záření (IR), světlo (VIS) a ultrafialové záření (UV). Spektrum elektromagnetických vln se využívá nejen v technických oborech, ale i v medicíně a dnes zaznamenáváme obrovský rozvoj ve zbraňových systémech. Na jedné straně tento vývoj dělá náš život bohatším, bezpečnějším a snadnějším. Na druhé straně je veřejnost často zneklidňována a v některých případech má i strach z trvalé expozice EMP (jako např. z antén základnových stanic GSM a vysílačů VKV, které se nyní povolují stavět i v husté zástavbě měst).

Tabulka 1 – Spektrum elektromagnetických vln, rozdělení podle vlnových délek

Pro ochranu obyvatel před expozicí EMP se vědci nemohou dohodnout na bezpečných limitech. Někteří tvrdě prosazují za základ stupně bezpečnosti tepelné účinky EMP s vyšší výkonovou hustotou, zatímco jejich odpůrci, kteří mají zkušenosti jak ze zdravotnictví, tak z VF elektrotechniky, vycházejí z možných rizik i netepelných účinků, čili z dlouhodobého působení EMP slabší intenzity na lidský organismus. Pro úplnost uvádím, že od roku 1990 do roku 2000 platila v ČR:

Světová zdravotnická organizace WHO nabádá, aby byla veřejnost objektivně informována o možných rizicích spojených s expozicí EMP. V ČR podávají sdělovací prostředky nevyvážené informace, nevysvětlí podstatu problému. Zaměřují se jen na mobilní telefony a ostatních zdrojů záření EMP si nevšímají.

Elektrosmog – zátěž životního prostředí
Elektromagnetické pole (EMP) je přesně definováno fyzikálními veličinami:

Další odborný termín je EMC, elektromagnetická kompatibilita, který je nutno znát ve vazbě na rušení a kontrolu odolnosti elektronických přístrojů. Většina lidí se nezabývá tím, aby zkoumala jednotlivé zdroje záření, které mohou vytvářet elektrická či magnetická pole NF nebo VF elektromagnetická pole.

Celosvětově se pro stále se zvyšující úroveň elektromagnetického pozadí ujal termín elektrosmog, který se stal obecným pojmem, pod nímž se rozumí postupné enormní zatěžování člověka výše popsanými zdroji záření, na které nebyl po staletí zvyklý. Odborníci tento termín neradi slyší (raději používají termín znečišťování prostředí elektromagnetickým polem, analogicky jako světelné znečišťování). Občané ale chtějí vědět, co na ně působí, o jakou energii jde, co je ohrožuje a jak. Jedná se prakticky o stejný problém EMP, je však vztahován ke konkrétnímu životnímu prostředí.

Pokud si chcete udělat představu o elektrosmogu, doporučuji vám provést:
a) Soupis všech zdrojů záření, které máte v bytě nebo na pracovišti. (Např. televizory, rozhlasové přijímače, mobilní telefony, počítače, mobilní Internet, mikrovlnné trouby, zabezpečovací systém, různé dálkové ovladače, osobní identifikátory, pokud máte děti či vnuky, pak hračky s bezdrátovým ovládáním, všechny elektrické domácí spotřebiče, elektrické sporáky, ledničky, mrazničky, myčky atd…). Dále musíte prověřit, zda nejste trvale exponováni základnovými stanicemi GSM nebo vysílači VKV, jak daleko od vašeho domu vede vn, trafostanice či rozvodné silové sítě.

b) Jako druhý krok doporučuji provést měření, a to tak, že postupně zapínáte jednotlivé přístroje v bytě nebo na pracovišti a zjišťujete, který přístroj nejvíce vyzařuje. (Mobilní telefon, mikrovlnná trouba). V případě, že se vám současně podaří zapnout všechny přístroje, zjistíte maximální hodnotu elektrosmogu u vás. Takovéto měření je možno provést přímo ze zákona (certifikovaně) v případě, že někdo má zdravotní problémy. Žádost se pak podává na příslušnou hygienickou stanici.

V případě podezření z rušení rozhlasového či televizního příjmu, nebo máte-li podezření, že vyzařování způsobuje chybné výsledky při práci s citlivými měřicími přístroji, je možno se obrátit na Český telekomunikační úřad (ČTÚ).

Měřicí přístroje
Až dosud jsme byli odkázáni na drahou měřicí techniku, ceny měřicí aparatury dosahují až milion korun. Jedná se převážně o speciální analyzátory, monitorovací přijímače atd. Nejznámější jsou výrobky firmy Rohde & Schwarz. Těmito přístroji jsou vybavena pracoviště, která mají právo vydávat certifikované protokoly o výsledcích měření EMP.

Vývoj v posledních dvou letech zaznamenal značný technologický pokrok, což vedlo ke snížení cen a tím se otevřela dostupnost i pro širší okruh zájemců. Tak např. v Německu se vyrábí kombinovaný měřicí přístroj intenzity elektrických a magnetických střídavých polí od 5 Hz do 100 kHz. Jedná se o digitální analyzátor elektrosmogu. Výrobci tvrdí, že splňují Standard konstrukčně-biologické měřicí techniky. Ceny těchto přístrojů se pohybují něco málo přes 10 tisíc korun.

Třetí skupinou jsou měřicí přístroje, které bych charakterizoval jako indikátory elektrosmogu určené pro osobní ochranu před neionizujícím zářením. Ceny se pohybují pod 10 tisíc korun. Jedná se o:

Pro úplnost uvádím, že do skupiny těchto přístrojů patří i Geigerův přístroj pro měření ionizujícího záření. Tyto přístroje používají např. v Itálii k ověřování elektrosmogu ve školách, veřejných prostranstvích i domácnostech. Jakmile občan zjistí, že intenzita magnetického pole je větší než 0,20 μT, považuje to za zvýšené riziko ohrožení dětí (leukemie) a okamžitě žádá opatření po orgánech místní správy. Pokud zjistí, že intenzita vysokofrekvenčního elektromagnetického pole od vysílače VKV nebo základnových stanic GSM je větší než 6 V/m, podniknou občané nátlak na provozovatele VKV vysílačů, kterému je nařízeno provést příslušná opatření (viz známá kauza s vatikánskými vysílači v roce 2001).

Jak se posuzují zdravotní rizika EMP
Základním předpokladem pro objektivní hodnocení účinků EMP na lidský organismus je znalost výsledků měření fyzikálních veličin v daném prostředí. Výsledky měření se porovnávají s ukazateli (mezními hodnotami) přípustného zatížení organismu EMP. Pro úplnost je nutno uvést, že certifikovaným měřením v ČR se mimo hygienické služby zabývají akreditovaná pracoviště pro měření emisí EMC a dále Český telekomunikační úřad (ČTÚ) z pohledu ochrany radiového příjmu před rušením. Jak jsme již uvedli, vědci se stále nemohou dohodnout na jednoznačných limitech a navíc zájmové ekonomické skupiny, spolky a instituce vydávají vlastní ukazatele. (Podrobný rozbor této problematiky je uveden v č. 1/2003 časopisu Elektroinstalatér.)

V České republice je platné vládní nařízení č. 480/2000, které se odvolává na doporučení Mezinárodní komise pro ochranu před neionizujícím zářením (ICNIRP). Nutno poznamenat, že některé státy toto doporučení neakceptovaly.

V následující tabulce 2 je uveden souhrn doporučených limitů ICNIRP.

Tabulka 2 – Souhrn doporučených limitů ICNIRP*
* Hodnoty uvedené v tabulce jsou expozice celého těla. Podmínky měření jsou uvedeny v doporučení.
Před přijetím vládního nařízení č. 480/2000 bylo MZČR některými odborníky upozorňováno na to, že přijetím tohoto nařízení se mohou v budoucnu objevit u části populace vážné zdravotní problémy, a to z těchto důvodů:

Vládní nařízení je složitě koncipováno tak, že se nezjistí osobní odpovědnost v případě žalob za poškození zdraví. Hlavní hygienik ČR se odvolává na doporučení ICNIRP, ve kterém je však uvedeno, že dlouhodobé působení EMP z hlediska zdravotních důsledků, např. vzniku rakoviny, nebylo zkoumáno. Dnes, po dvou letech platnosti vládního nařízení, dochází k “neharmonizaci” s řadou elektrotechnických předpisů, týkajících se EMC (kde je povolena maximální úroveň 3 – 10 V), což si dále na konkrétním příkladu VKV vysílače budeme analyzovat. Praktický dopad pro obyvatelstvo je, že vládní nařízení umožňuje výstavbu vysílačů v husté zástavbě a způsobuje značné problémy s rušením rozhlasového i televizního vysílání včetně obav občanů z možného ohrožení zdraví.

Obavy veřejnosti z vysílačů
Nejvíce obav mají rodiče s malými dětmi, kteří žijí v těsné blízkosti vysílačů a jsou permanentně ozařováni (viz obr. 1).

Obr. 1. Jak vyzařuje mobilní vysílač

Podstata obav občanů spočívá zejména v tom, že jsou dnes ozařováni radiovými vysílači s amplitudovou modulací (AM) a frekvenční modulací (FM) vybudovanými v minulém století, tj. veřejnoprávní vysílání. Dnes se ale překotně staví privátní vysílače v pásmu VKV, a to v husté zástavbě, s výkonem 1 – 5 kW. Dále existuje síť TV vysílačů ze 60. let minulého století. K tomu jsou v současnosti budovány sítě tří mobilních operátorů GSM, základnové stanice, jejichž počty jdou do stovek až tisíců instalací v jednotlivých krajích. Ve stadiu zavádění je pak třetí generace UMTS (mobilní sítě) a připravuje se zavedení digitálního radiového a televizního vysílání. Tempo rozvoje bezdrátové komunikace na počátku 21. století jde tak rychle, že to, co v minulém století trvalo 80 let (výročí zahájení rozhlasu), se dnes realizuje za pět let (viz obr. 2).

Obr. 2 – Životnímu prostředí nevadí jen kouř z komínů

Vývoj v této oblasti z pohledu zdravotnictví sleduji víc než deset let a musím konstatovat, že ti biologové a lékaři, kteří vycházejí většinou z vlastní experimentální či klinické zkušenosti (označil bych je za nezávislé na ekonomických zájmech), došli k závěru, že trvalá expozice všech vysílačů by mohla v budoucnu při dlouhodobém působení na organismus způsobovat zdravotní problémy a doporučují jako bezpečný limit intenzity VF elektromagnetického pole maximálně 6 V/m.

Naopak druhá skupina vědců, jde často spíše o techniky, kteří biologickou a zdravotní problematiku znají jen teoreticky, zprostředkovaně a kuse, tvrdí, že bezpečný zdravotní limit je 28 – 58 V/m, a to v závislosti na frekvenci.

Proniknout do této problematiky není jednoduché. Proto si popíšeme typický příklad z běžné praxe, na kterém si objasníme všechny souvislosti s vyzařováním vysílače VKV.

Bydlíte-li v Praze, Brně, Pardubicích nebo ve větším městě, jednoho dne se vám stane, že několik desítek metrů od vašeho bydliště začne vysílat privátní rozhlasová stanice v pásmu VKV s výkonem 1 kW. Jak to poznáme? V mém případě, v Brně-Králově Poli na přenosných radiových přijímačích s teleskopickou anténou byl rušen příjem ČR 1 Radiožurnálu a část rozsahu VKV stupnice byla “přebuzena” tímto signálem. U nových přijímačů s digitálním laděním najdete novou stanici několikrát (až 8x). Problémy nastanou i s příjmem televize, máte-li venkovní anténu vybavenou širokopásmovým zesilovačem typu “matrace”. Starosti se silným signálem měli i sousedé z oblastí Králova Pole a Žabovřesk, a to podle nasměrování antén až do 1,5 km od vysílače. V Ústavu přístrojové techniky AVČR došlo k narušení výzkumných prací v oboru spektroskopie a tomografie.

Jak tuto situaci řešit?
a) Buď si pořídíte kabelovou televizi i rozhlas a problém je vyřešen s tím, že se necháte trvale exponovat VF EMP (intenzita ve vašem místě se pohybuje podle vzdálenosti a nasměrování antén vysílače – viz obr. 1);

b) nebo (jako příklad je dále uvedeno měření provedené v Brně-Králově Poli) podáváte stížnosti, na které máte ze zákona právo, a to na ČTÚ, které provede měření (viz obr. 3), kde je potvrzena příčina rušení – nový vysílač převyšuje ostatní brněnské stanice o 40 – 50 dB. (S doporučením příslušných orgánů, že máme špatné přijímače a máme si vše do domácnosti pořídit nové, jsme nesouhlasili, protože naměřené hodnoty byly mnohdy vyšší než stanoví norma ČSN EN 55020);

Obr. 3 – Spektrum signálu měřené na balkoně Tyršova 54

c) další stížnost můžete podat na příslušnou hygienickou stanici, která vám rovněž vystaví certifikovaný protokol s výsledkem měření. Ve výše uvedeném případě bylo rozdílné od měření, které provedlo ČTÚ.
– ČTÚ naměřilo max. 120 – 125 dBμV/m, což je 1 – 2 V/m,
– Městská hygienická stanice Brno max. 0,31 W/m², což je 10 – 11 V/m.

Mohou být rozdíly v metodě měření (selektivní, širokopásmové), ale ne řádová odchylka. Porovnejme si proto tyto výsledky měření s teoretickým výpočtem (viz obr. 4), který je zpracován i v tabulkové formě (viz tab. 3).

Tabulka 3 – Přepočet veličin pole
výkon do ant. [W] 1000
zisk antény [dBi] 10

Nyní pozorně sledujeme obr. 4, ze kterého zjistíme, že podle dnes platného vládního nařízení č. 480/2000 je pouze vzdálenost od antény vysílače do 19,6 m považována za ohrožující zdraví. Od této vzdálenosti, podle hygienických norem, k žádnému ohrožení zdraví nedochází. Vzdálenost 19,6 m odpovídá 28 V/m, což je 2 W/m². To znamená, že i když výsledky měření hygienické stanice (porovnáme-li si je s měřením ČTÚ) jsou asi chybné, limit 2 W/m² je splněn.

Obr. 4 – Intenzita E 1kW vysílače VKV 96,8 MHz v závislosti na vzdálenosti od antény

Naproti tomu ČTÚ řeší problém s rušením (v souvislosti se stížnostmi občanů z titulu zákona o telekomunikacích) již při hodnotách menších než 1 V/m, což je 120 dBμV/m. Norma ČSN EN 55020 stanoví dokonce meze odolnosti rozhlasových přijímačů proti elektromagnetickým polím v pásmu VKV na úroveň 109 dBμV/m (0,3 V/m). To znamená, že v tab. 3 se pohybujeme teprve na prvním řádku shora. Na grafu je znázorněna úroveň 3 V/m, mající vztah k EMC.

Elektronické přístroje pro domácnost nejsou konstruovány pro větší odolnost než uvedená úroveň 3 V/m, jinak není zaručen jejich bezporuchový provoz (člověk ale podle hygienických norem musí mít při trvalé expozici odolnost 10x větší). Pro úplnost je na grafu znázorněna hodnota 6 V/m, což odpovídá dnes již neplatné vyhlášce MZČR č. 408/1990.

Poznámky:
¹⁾ SAR
V souvislosti s mobilními telefony byl zaveden SAR = měrný absorbovaný výkon ve W/kg. Watt na kilogram tělesné váhy udává, kolik elektromagnetického záření, vyzařovaného mobilem, je pohlceno hlavou a přeměněno v teplo. Současná maximální povolená hodnota je 2 W/kg. Při tom se však nerozlišuje mezi hlavou dítěte a dospělého člověka. SAR není přímo měřitelný, je to záležitost laboratorních měření na fantomové hlavě, ve které je roztok simulující vlastnosti mozku ve složení 28 % destilované vody, 70 % glykolu a 2 % soli. Kontrolu tohoto parametru v terénních podmínkách nelze provádět. Proto se řada nezávislých odborníků shoduje na tom, že mezní hodnota SAR 2 W/kg je svévolně stanovena a nemá nic společného s péčí o lidské zdraví.