5G: sieci telekomunikacyjne nowej generacji

Za opracowanie norm związanych z bezpiecznym użytkowaniem energii elektromagnetycznej w zakresie częstotliwości od 0 Hz do 300 GHz odpowiada Międzynarodowy Komitet ds. Bezpieczeństwa Elektromagnetycznego (ICES, ang. International Committee on Electromagnetic Safety). W dniu 4 października 2019 r. IEEE wydał nową wersję normy C95.1 pod tytułem "IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Electric, Magnetic, and Electromagnetic Fields, 0 Hz to 300 GHz".

Warto wspomnieć, że norma IEEE C95.1 została wykorzystana do opracowania przez Federalną Komisję Łączności (FCC, ang. Federal Communications Commission), obowiązujących w USA wytycznych dotyczących oceny narażenia człowieka na pole elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej.

Norma IEEE C95.1-2019 określa m.in. kryteria i wartości graniczne odnoszące się do ekspozycji na pole elektromagnetyczne w zakresie częstotliwości od 0 Hz do 300 GHz, ustalone w celu ochrony przed stwierdzonymi, niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi u ludzi, które są właśnie związane z ekspozycją na pole elektromagnetyczne. Granice te, z uwzględnieniem współczynników bezpieczeństwa, są wyrażane w postaci:

• dozymetrycznych granicznych wartości odniesienia (DRL, ang. Dosimetric Reference Limits) odnoszących się do zjawisk bezpośrednio występujących w organizmie ludzkim;

• referencyjnych granicznych wartości ekspozycji (ERL, ang. Exposure Reference Limits), określonych na potrzeby praktycznej oceny (pomiaru), w celu stwierdzenia możliwości przekroczenia wartości DRL.

Wartości DRL są wyrażane jako natężenie pola elektrycznego in situ, współczynnik absorpcji swoistej (SAR, ang. Specific Absorption Rate) lub gęstość mocy pola elektromagnetycznego penetrującego nabłonek. Natomiast wartości ERL są wyrażane jako mierzalne wartości "zewnętrznego" natężenia pola elektrycznego i magnetycznego, gęstości mocy lub prądów indukowanych i kontaktowych. Należy zauważyć, że wartości ERL są wyznaczone w taki sposób, że w obszarze, na którym są one dotrzymane, również wartości DRL nie zostaną przekroczone (niezależnie od czasu przebywania).

Przegląd literatury naukowej przedmiotu poprzedzający wydanie poprzedniej wersji normy, tj. IEEE C95.1-2005, wciąż stanowi silną podstawą naukową dla aktualnego wydania normy z 2019 r. ICES, na podstawie raportów i doniesień agencji zdrowia, ekspertów i organizacji zajmujących się oceną wpływu pola elektromagnetycznego na zdrowie człowieka, potwierdził zasadność stosowania w zakresie ochrony zdrowia obecnie przyjętych wartości granicznych. Zasadnicza zmiana w normie opublikowanej w 2019 r. dotyczy wartości DRL i ERL określanych dla częstotliwości powyżej 6 GHz.

Wydanie normy IEEE C95.1-2019 również zostało poprzedzone przeglądem obszernej literatury, który wykazał, że dominującym efektem dla niskich częstotliwości jest elektrostymulacja, podczas gdy w przypadku wyższych częstotliwości przeważają skutki termiczne. Liczne badania nie wykazują negatywnych skutków zdrowotnych dla niskich poziomów pól. Ponadto naukowcy, według obecnego stanu wiedzy, nie znają teoretycznego mechanizmu, który mógłby tłumaczyć negatywne skutki zdrowotne takiego rodzaju pól. Od czasu publikacji normy ANSI C95.1-1982 nastąpił znaczny postęp wiedzy naukowej w obszarze obejmującym efekty ekspozycji na pole elektromagnetyczne. Ta potężna baza wiedzy, obejmująca liczne wyniki badań i zdobyte doświadczenia, pozwala na sformułowanie wniosku, że zaproponowane w nowej rewizji normy wartości graniczne DRL i ERL skutecznie chronią przed niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi ekspozycji na pole elektromagnetyczne.

Przegląd, rewizja oraz ocena normy realizowane przez ICES są procesem ciągłym, który poprzez swoją przejrzystość zakłada możliwość uczestnictwa wszystkich zainteresowanych stron. Obecnie opublikowana wersja normy IEEE C95.1-2019 jest modyfikacją oraz połączeniem dwóch oddzielnych norm: IEEE C95.1-2005 oraz IEEE C95.6-2002, które w efekcie zastępuje – obejmując zagadnienia obydwu tych dokumentów. Poprzednie wydanie normy IEEE C95.1-2005 zostało zatwierdzone w 2005 r. przez wewnętrzną komórkę IEEE, zajmującą się koordynacją i inicjowaniem prac nad rewizją norm, SASB (ang. Standards Association Standards Board). W 2006 r. dokument został opublikowany i przyjęty do stosowania przez ANSI (ang. American National Standards Institute). Natomiast norma IEEE C95.6-2002 przeszła podobną procedurę, która w 2008 r. także zakończyła się zatwierdzeniem do stosowania przez ANSI.

 

 

Rysunek 1. Struktura Międzynarodowego Komitetu ds. Bezpieczeństwa Elektromagnetycznego (ICES)

ICES, w ramach IEEE, oraz jego podkomitety, składają się z podmiotów bezpośrednio zainteresowanych przedmiotem prac organizacji. Znajdują się wśród nich reprezentanci krajów, przedstawiciele producentów, środowiska naukowe oraz niezależni specjaliści i eksperci. Członkostwo w grupach roboczych jest otwarte dla osób z różnych dyscyplin naukowych, od inżynierów, fizyków, przez statystyków, epidemiologów, lekarzy, aż po ekspertów z zakresu zarządzania ryzykiem.

Wydania norm IEEE C95.1-2005 oraz IEEE C95.6-2002 opierały się głównie na badaniach opublikowanych odpowiednio przed 2003 r. i przed 2001 r. Liczne prace naukowe, szczególnie z zakresu ELF (ang. Extremely Low Frequency) i RF (ang. Radio Frequency), które powstały od tego czasu, spowodowały konieczność ponownego przeglądu literatury i włączenia jej do zasobów bazy danych na podstawie, której prowadzone są prace ICES. Wymiernym efektem tych działań stało się opublikowanie normy IEEE C95.1-2019.

Ponieważ prace nad normami są procesem ciągłym, normy te można uważać za dokumenty cały czas "żywe", a prośby o wyjaśnienia zgłaszane do ICES są rozpatrywane przez grupy robocze podkomitetu ICES TC95 w trybie ad hoc. Zasady odpowiadania na zapytania zostały określone w polityce i procedurach ICES. W przypadku zgłoszenia istotnych uwag w okresie pomiędzy wydaniami normy, są one włączane do wersji bieżącej, w formie poprawek.

Na potrzeby prac standaryzacyjnych została utworzona dedykowana grupa robocza sprawująca swoistego rodzaju nadzór nad literaturą, istotną z punktu widzenia przedmiotu normalizacji. ICES zakłada, że wyłącznie recenzowane artykuły i raporty techniczne z prac naukowych mogą zostać włączone do bazy danych, na podstawie której następnie przeprowadzana jest analiza ryzyka w kierunku rewizji postanowień normy. Tym samym wszelkiego rodzaju prezentacje z konferencji, czy też streszczenia materiałów, jako podstawa do dalszych prac normalizacyjnych, są z definicji odrzucane.

Należy podkreślić, że w wyniku najnowszego przeglądu literatury, przeprowadzonego przez grupy robocze w ramach ICES, uwzględniając pozytywne i negatywne, termiczne i nietermiczne efekty oddziaływania pola elektromagnetycznego, nie pozyskano żadnych wiarygodnych dowodów skutkujących koniecznością zmiany podstaw naukowych opisujących wpływ oddziaływania pola elektromagnetycznego na organizm ludzki.

Norma IEEE C95.1-2019 ma zastosowanie do wszystkich osób, jednakże z wyłączeniem pacjentów podczas diagnozowania lub leczenia, którzy są celowo poddawani ekspozycji na pole elektromagnetyczne przekraczające wartości dopuszczalne DRL oraz ERL. Wyłączenie to może być stosowane jedynie pod warunkiem, że personel prowadzący badania został odpowiednio przeszkolony i stosuje wszystkie adekwatne procedury oraz działania minimalizujące ryzyko związane z narażeniem, zarówno pracownika jak i pacjenta, na ponadnormatywne oddziaływanie pola elektromagnetycznego. Norma nie obejmuje również wolontariuszy biorących udział w badaniach medycznych oraz naukowych, o ile zostali wcześniej poinformowani o ekspozycji na ponadnormatywne pole elektromagnetyczne.

Zastosowanie tego dokumentu ma na celu zapewnienie ochrony przed nadmierną ekspozycją na pole elektromagnetyczne wszystkim osobom przebywającym w środowisku nieograniczonym, do którego zaliczają się miejsca zamieszkania, miejsca dostępne publicznie oraz miejsca pracy – zgodnie z założeniami przyjętymi dla środowiska "niekontrolowanego". Norma obejmuje również ochronę dla osób, które przebywają w miejscach o ograniczonym dostępie (środowisko "kontrolowane"). Wartości DRL oraz ERL zdefiniowane w normie IEEE C95.1-2019 mają na celu ochronę przed znanymi niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi, związanymi z ekspozycją na pole elektromagnetyczne.

Narzędzia, służące ograniczeniu ekspozycji na pole elektromagnetyczne, obejmują m.in.: badania wykonywane przez akredytowane laboratoria, nadzór oraz kontrolę sprawowaną przez administrację, środki ochrony osobistej (takie jak rękawice oraz odzież ochronna), programy edukacyjne, szkolenia personelu w zakresie redukcji czasu i intensywności ekspozycji na pole elektromagnetyczne.

Zdefiniowane w normie współczynniki bezpieczeństwa oraz podstawy ich wyznaczenia zależą od częstotliwości ekspozycji, która determinuje dominujący mechanizm interakcji pola elektromagnetycznego z organizmem człowieka. Ustalone w normie wartości graniczne dla częstotliwości poniżej 100 kHz (ewentualnie poniżej 5 MHz w przypadku pola impulsowego) mają chronić przed negatywnymi oraz bolesnymi skutkami związanymi z elektrostymulacją. W zakresie częstotliwości od 100 kHz do 6 GHz efekt związany z ekspozycją na pole elektromagnetyczne przechodzi odpowiednio z dominującego efektu elektrostymulacji w dolnej granicy zakresu częstotliwości, w efekt ogrzewania tkanki w górnej granicy zakresu częstotliwości. Natomiast ekspozycja jest oceniona w odniesieniu do pewnego czasu uśredniania, który przyjmuje różne wartości, w zależności od rodzaju narażenia (miejscowe lub dotyczące całego ciała). Częstotliwość 100 kHz jest nazywana potocznie "granicą termiczną", poniżej której dominuje efekt elektrostymulacji, a powyżej – efekt nagrzewania tkanki.

W przypadku ekspozycji krótkotrwałych (o czasie trwania mniejszym niż czas uśredniania) na częstotliwościach powyżej 100 kHz, wartości DRL oraz ERL są powiązane z energią skutkującą ogrzewaniem tkanki. W przypadku ekspozycji długotrwałych (o czasie trwania równym lub dłuższym niż czas uśredniania) wartości ERL są ekstrapolowane z poziomów ekspozycji oraz wartości SAR wyznaczonych podczas badań laboratoryjnych na organizmach żywych innych niż ludzie, podczas których obserwowane były reakcje i zachowania jednostek.

Zaburzenia behawioralne, wskazujące na potencjalnie niekorzystny wpływ na zdrowie, są uważane za najbardziej powtarzalny i odtwarzalny skutek ekspozycji na pole elektromagnetyczne w radiowym zakresie częstotliwości. Są one podstawą wyznaczenia granicznych wartości DRL oraz ERL w sposób zachowawczy, pomimo tego, że zdolności organizmu człowieka do termoregulacji są daleko doskonalsze w porównaniu ze zwierzętami badanymi laboratoryjnie.

Określenie "współczynnik bezpieczeństwa" (dla ekspozycji całego ciała i miejscowej) jest powszechnie interpretowane jako stosunek wartości narażenia, powodującej działanie niepożądane, do wartości dopuszczalnej. W konsekwencji współczynnik bezpieczeństwa wymaga więc określenia poziomu zagrożenia, który będzie odniesieniem dla wyznaczenia wartości granicznych. Współczynniki bezpieczeństwa wynoszą: 10 dla środowiska "kontrolowanego" oraz 50 dla środowiska "niekontrolowanego".

Ekspozycja na pole elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej powyżej 6 GHz charakteryzuje się płytką penetracją tkanki, ograniczającą się do warstw skóry. Ponieważ decydujący wpływ na pochłanianie energii ma woda, więc głównym czynnikiem determinującym elektryczne właściwości poszczególnych warstw skóry jest procentowa zawartość wody. Głębokość penetracji skóry zmienia się od około 4 mm dla częstotliwości 6 GHz do około 0,12 mm dla częstotliwości 300 GHz. Głównym mechanizmem jest nagrzewanie tkanki, które w efekcie może doprowadzić do uczucia mrowienia i poparzeń. Im mniejszy obszar ekspozycji, tym większa jest zdolność tkanki do rozproszenia ciepła, co minimalizuje termiczny wpływ ekspozycji pola elektromagnetycznego.

Organizm człowieka jest wyposażony w skuteczny system termoregulacji, którego celem jest ochrona ciała przed dużymi zmianami temperatury, zarówno wynikającymi z temperatury otoczenia, jak i wpływu wynikającego z wysiłku fizycznego.

Podobieństwa pomiędzy wydaniem normy z 2019 r., a wydaniami z 2002 r. i 2005 r.:

• Naukowe podstawy badań w zakresie negatywnych skutków biologicznych związanych z wpływem pola elektromagnetycznego na tkanki nie uległy zmianie – w zakresie niskich częstotliwości jest to elektrostymulacja, natomiast w zakresie wysokich częstotliwości – nagrzewanie.

• Wartości graniczne ekspozycji w zakresie niskich częstotliwości (efekt elektrostymulacji) we wszystkich wydaniach normy są utrzymane na tym samym poziomie.

• Ograniczenia podstawowe (BR, ang. Basic Restrictions), stosowane w poprzednich wydaniach normy, zostały formalnie zastąpione przez dozymetryczne graniczne wartości odniesienia (DRL), które nadal opierają się na współczynnikach SAR dla ekspozycji całego ciała i ekspozycji miejscowej. Ponieważ wartości DRL odpowiadają wcześniejszym wartościom BR, zatem ochrona przed nadmiernym efektem termicznym w zakresie częstotliwości radiowych pozostała zapewniona na niezmienionym poziomie.

• Maksymalne dopuszczalne poziomy narażenia (MPE, ang. Maximum Permissible Exposure), stosowane w poprzednich wydaniach normy, zostały formalnie zastąpione przez referencyjne graniczne wartości ekspozycji (ERL). Wartości ERL dla ogółu ludności (środowisko "niekontrolowane") pozostały na tym samym poziomie, co wartości MPE ustalone w normie IEEE C95.1-2005.

Różnice pomiędzy wydaniem normy z 2019 r., a wydaniami z 2002 r. i 2005 r.:

• W normie IEEE C95.1-2005 ustalono dwa poziomy wartości granicznych: poziom wyższy (ang. upper tier) dedykowany dla środowiska "kontrolowanego" oraz poziom niższy (ang. lower tier), zwany również "poziomem działania" (ang. action level), określający wartości, przy których powinien być wdrażany program ochrony lub w przypadku jego braku – wartości MPE dla ogółu ludności. Natomiast w normie IEEE C95.1-2019 wprowadzono dwa  pojęcia – zdefiniowano poziom niższy oraz poziom wyższy. Poziom niższy określa maksymalne wartości graniczne dla osób przebywających w środowisku nieograniczonym ("niekontrolowanym", czyli dla ogółu ludności) i może być stosowany zamiennie z poziomem nieograniczonym (ang. unrestricted tier). Poziom wyższy określa maksymalne wartości graniczne dla osób przebywających w środowisku ograniczonym ("kontrolowanym") i może być stosowany zamiennie z poziomem ograniczonym (ang. restricted tier).

• W normie IEEE C95.1-2019 wprowadzono nową terminologię: stosowane wcześniej ograniczenia podstawowe (BR) formalnie zostały zastąpione przez dozymetryczne graniczne wartości odniesienia (DRL), a maksymalne dopuszczalne poziomy narażenia (MPE) formalnie zostały zastąpione przez referencyjne graniczne wartości ekspozycji (ERL).

• Ze względu na rozszerzone możliwości pomiarowe i potrzebę harmonizacji z wytycznymi ICNIRP górna granica częstotliwości, dla której można stosować współczynnik SAR dla ekspozycji całego ciała, została zwiększona z 3 GHz do 6 GHz.

• Ustalono różne wartości czasu uśredniania, zależnie od masy absorbującej energię: 30 minut dla ekspozycji całego ciała i 6 minut dla ekspozycji miejscowej.

• W celu harmonizacji z wytycznymi ICNIRP i IEEE C95.6-2002 zmieniono terminologię odnoszącą się do kończyn, dzięki czemu wiadomo, że wymagania odnoszą się do całych rąk i nóg, a nie tylko ich fragmentów.

• Wartość ERL w normie IEEE C95.1-2019 dla ekspozycji miejscowej jest zmienna i zależy od częstotliwości, podczas, gdy odpowiednia wartość MPE określona w normie IEEE C95.1-2005 była stała i wynosiła 20-krotność ekspozycji dla całego ciała.

• Wartość ERL dla poziomu wyższego, w przypadku ekspozycji całego ciała w zakresie częstotliwości powyżej 300 MHz, została zmieniona względem odpowiadającej jej wartości MPE, określonej w normie IEEE C95.1-2005. Dzięki temu utrzymano spójną wartość 5-krotnego współczynnika bezpieczeństwa pomiędzy poziomami oraz doprowadzono do harmonizacji z wytycznymi ICNIRP.

• Wartości DRL oraz ERL, w przypadku ekspozycji miejscowej w zakresie częstotliwości od 6 GHz do 300 GHz, zostały zmienione względem odpowiadających im wartości określonych w normie IEEE C95.1-2005. Wartość DRL została zdefiniowana, jako gęstość mocy pola elektromagnetycznego penetrującego nabłonek, a ERL jako gęstość mocy pola elektromagnetycznego padającego na ciało z zewnątrz. Przy czym obszar uśredniania wynosi 4 cm².

• Określono szczytowe wartości DRL i ERL dla miejscowej ekspozycji na impulsowe pole elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości oraz nowe wartości graniczne dla pojedynczych impulsów o częstotliwości powyżej 30 GHz.

• Warunki występowania prądów indukowanych dla obu stóp uznano za nierealistyczne. W związku z tym ten przypadek został z normy IEEE C95.1-2019 usunięty, podczas gdy ograniczenia dotyczące występowania prądów indukowanych dla jednej stopy zostały zachowane.

• Maksymalne wartości średniokwadratowe prądów indukowanych i kontaktowych dla ciągłych, pojedynczych przebiegów w zakresie częstotliwości od 100 kHz do 110 MHz zostały uzależnione od częstotliwości pola elektromagnetycznego.

Zakres częstotliwości (Hz)	Środowisko "niekontrolowane" (poziom niski)		Środowisko "kontrolowane" (poziom wysoki)
	B (mT)	H (A/m)	B (mT)	H (A/m)
< 0,153	118	9,39 x 104	353	2,81 x 105
0,153 ÷ 20	18,1 / f	1,44 x 104	54,3 / f	4,32 x 104 / f
20 ÷ 751	0,904	719	2,71	2,16 x 103
751 ÷ 3,35 x 103	687 / f	5,47 x 105 / f	2060 / f	1,64 x 106 / f
3,35 x 103 ÷ 5 x 106	0,205	163	0,615	490

Zakres częstotliwości (Hz)	Środowisko "niekontrolowane" (poziom niski)		Środowisko "kontrolowane" (poziom wysoki)
	B (mT)	H (A/m)	B (mT)	H (A/m)
< 10,7	353	2,81 x 105	353	2,81 x 105
10,7 ÷ 3350	3790 / f	3,02 x 106/ f	3790 / f	3,02 x 106/ f
3350 ÷ 5 x 106	1,13	900	1,13	900

Środowisko "niekontrolowane" (poziom niski)		Środowisko "kontrolowane" (poziom wysoki)
Zakres częstotliwości (Hz)	E (V/m)	Zakres częstotliwości (Hz)	E (V/m)
0 ÷ 368	5000	0 ÷ 272	20000
368 ÷ 3000	1,84 x 106 / f	272 ÷ 2953	5,44 x 106 / f
3000 ÷ 100000	614	2953 ÷ 100000	1842

Zakres częstotliwości (MHz)	Natężenie pola elektrycznego (V/m)	Natężenie pola magnetycznego (A/m)	Gęstość mocy		Czas uśredniania (min)
			SE /* (W/m2)	SH /* (W/m2)
0,1 ÷ 1,34	614	16,3 / f	1000	100000 / f2	30
1,34 ÷ 30	823,8 / f	16,3 / f	1800 / f2	100000 / f2	30
30 ÷ 100	27,5	158,3 / f1,668	2	9400000 / f3,336	30
100 ÷ 400	27,5	0,0729	2		30
400 ÷ 2000	–	–	f / 200		30
2000 ÷ 300000	–	–	10		30

Zakres częstotliwości (MHz)	Natężenie pola elektrycznego (V/m)	Natężenie pola magnetycznego (A/m)	Gęstość mocy		Czas uśredniania (min)
			SE / (W/m2)	SH / (W/m2)
0,1 ÷ 1,0	1842	16,3 / f	9000	100000 / f2	30
1,0 ÷ 30	1842 / f	16,3 / f	9000 / f2	100000 / f2	30
30 ÷ 100	61,4	16,3 / f	10	100000 / f2	30
100 ÷ 400	61,4	0,163	10		30
400 ÷ 2000	–	–	f / 40		30
2000 ÷ 300000	–	–	50		30

Zakres częstotliwości (MHz)	Natężenie pola elektrycznego (V/m)	Natężenie pola magnetycznego (A/m)	Gęstość mocy		Czas uśredniania (min)
			SE (W/m2)	SH (W/m2)
0,1 ÷ 1,34	1373	36,4 / f	5000	5 x 105 / f2	6
1,34 ÷ 30	1842 / f	36,4 / f	9000 / f2	5 x 105 / f2	6
30 ÷ 100	61,4	353 / f1,668	10	47 x 106 / f3,336	6
100 ÷ 400	21,2 x f0,232	0,0562 x f0,232	1,19 x f0,463		6
400 ÷ 2000	–	–	1,19 x f0,463		6
2000 ÷ 6000	–	–	40		6

Zakres częstotliwości (MHz)	Natężenie pola elektrycznego (V/m)	Natężenie pola magnetycznego (A/m)	Gęstość mocy		Czas uśredniania (min)
			SE (W/m2)	SH (W/m2)
0,1 ÷ 1,0	4119	36,4 / f	45000	5 x 105 / f2	6
1,0 ÷ 30	4119 / f	36,4 / f	45000 / f2	5 x 105 / f2	6
30 ÷ 100	137,3	36,4 / f	50	5 x 105 / f2	6
100 ÷ 400	47,3 x f0,232	0,125 x f0,232	5,93 x f0,463		6
400 ÷ 2000	–	–	5,93 x f0,463		6
2000 ÷ 6000	–	–	200		6

Częstotliwość (GHz)	Środowisko "niekontrolowane" (poziom niski)	Środowisko "kontrolowane" (poziom wysoki)	Czas uśredniania (min)
	(W/m2)	(W/m2)
6	40	200	6
6 ÷ 300	55 x f-0,177	274,8 x f-0,177	6
300	20	100	6

Warunki	Środowisko "niekontrolowane" (poziom niski)	Środowisko "kontrolowane" (poziom wysoki)
	SAR (W/kg)	SAR (W/kg)
Ekspozycja całego ciała	0,08	0,4
Ekspozycja miejscowa (głowa i tors)	2	10
Ekspozycja miejscowa (kończyny i ucho)	4	20

Wymienione poniżej reakcje organizmu związane z elektrostymulacją dla częstotliwości poniżej 100 kHz zostały ustalone, jako wnioski interdyscyplinarnych grup naukowców, którzy dokonują przeglądu i oceny literatury naukowej przedmiotu na potrzeby organizacji międzynarodowych i rządowych. Na podstawie przeglądu dotyczącego danych zebranych w latach 1901 ÷ 2017 stwierdzono następujące krótkotrwałe reakcje organizmu:

• bolesna stymulacja neuronów czuciowych lub ruchowych;

• pobudzenie mięśniowe, które może doprowadzić do obrażeń podczas wykonywania potencjalnie niebezpiecznych czynności;

• pobudzenie neuronów i zmiana aktywności synaptycznej mózgu;

• pobudzenie serca;

• niekorzystne skutki zdrowotne związane z zaindukowanymi potencjałami lub siłami działającymi na szybko poruszające się w ciele ładunki, takie jak np. w przepływającej krwi.

Zdaniem ekspertów i organizacji międzynarodowych, dokonujących przeglądu literatury naukowej przedmiotu (włącznie z badaniami długoterminowymi), w przypadku częstotliwości z zakresu od 100 kHz do 300 GHz dominuje efekt termiczny polegający na ogrzewaniu tkanki oraz całego ciała. Analizowane dane obejmowały wyniki badań z lat 1947 ÷ 2017 i uwzględniały również badania wpływu ekspozycji o niskiej wartości, która nie skutkowała wzrostem temperatury.

Przegląd literatury pozwolił także ocenić możliwość wystąpienia niekorzystnych skutków zdrowotnych związanych z długotrwałą ekspozycją na pole elektromagnetyczne o niskiej wartości w zakresie częstotliwości od 0 GHz do 300 GHz. W tym zakresie sformułowano następujące wnioski:

• nie ma wiarygodnych dowodów na występowanie niekorzystnych skutków spowodowanych długotrwałą ekspozycją na pole elektromagnetyczne o wartościach, które nie przekraczają poziomów dopuszczalnych normą IEEE C95.1-2019;

• żadne mechanizmy biofizyczne, które łączyłyby długotrwałą ekspozycję na pole elektromagnetyczne z negatywnym wpływem na zdrowie, nie zostały naukowo potwierdzone.

Większość regulacji krajowych dotyczących granicznych wartości ekspozycji na pole elekromagnetyczne opiera się na wytycznych, zaleceniach i normach przygotowanych przez ICNIRP oraz IEEE. Obydwie organizacje identyfikują możliwe skutki związane z ekspozycją na PEM na podstawie przeglądu literatury naukowej. Na podstawie przeglądu wytycznych ICNIRP, wartości ustalonych przez IEEE oraz regulacji krajowych obowiązujących w Kanadzie (Safety Code 6, SC6-2015) i w USA (FCC Code of Federal Regulations, CFR 47 § 1.1310) można zauważyć daleko idące podobieństwo zaproponowanych wartości granicznych, dotyczących zarówno współczynnika SAR, jak i samych poziomów odniesienia. Ze zbieżnych wniosków wyprowadzonych przez ICNIRP oraz IEEE wynika, że w zakresie częstotliwości radiowych zasadniczym efektem oddziaływania pola elektromagnetycznego na człowieka jest podniesienie temperatury jego ciała. Niewielkie różnice są związane z różnorodnością przyjętych modeli i stosowanych metod, co dodatkowo można traktować jako dowód na to, że pomimo różnic w sposobie wyprowadzenia wartości granicznych, ostatecznie są one niemalże jednakowe.

Tabela 10. Wartości graniczne SAR według różnych organizacji; ekspozycja w zakresie częstotliwości od 100 kHz do 6 GHz

Warunki	Jednostka	SC6	FCC	IEEE	ICNIRP
Ramiona i nogi	W/kg	0,08	0,08	0,08	0,08
Głowa, szyja, korpus	W/kg	1,6	1,6	2	2
Ramiona i nogi	W/kg	4	4	4	4

 

Tabela 11. Wartości graniczne poziomów odniesienia według SC6, FCC CFR 47 § 1.1310, IEEE oraz ICNIRP; ekspozycja w zakresie częstotliwości od 100 MHz do 6 GHz

Jednostka	Częstotliwość [MHz]	SC6	FCC	Częstotliwość [MHz]	IEEE	ICNIRP
W/m2	100 ÷ 300	1,291	2	100 ÷ 400	2	2
V/m		22,06	27,5		27,5	28
A/m		0,05852	0,073		0,0729	0,073
W/m2	300 ÷ 1500	0,02619 x f0,6834	f / 150	400 ÷ 2000	f / 200	f / 200
V/m		3,142 x f0,3417	-		–	1,375 x f1/2
A/m		0,008335 x f0,3417	–		–	0,0037 x f1/2
W/m2	1500 ÷ 6000	10	10	2000 ÷ 6000	10	10
V/m		61,4	–		–	61
A/m		0,163	–		–	0,16

Uwaga: Wartość "f" wyrażono w [MHz].

Światowa Organizacja Zdrowia (WHO, ang. World Health Organization) zauważyła, że podejście, przyjęte przez organizacje zajmujące się określaniem niekorzystnych skutków zdrowotnych związanych z narażeniem na pole elektromagnetyczne z zakresu radiowego i wyznaczeniem maksymalnego bezpiecznego poziomu ekspozycji, chroniącego przed tymi skutkami, różni się od podejścia, które reprezentują niektóre kraje i organizacje. WHO wskazuje, że niektóre kraje Europy Wschodniej wiążą swoje restrykcyjne ograniczenia ekspozycji na PEM z potencjalnymi skutkami biologicznymi, a nie z faktycznie mogącymi wystąpić skutkami zdrowotnymi. Metoda ta, według środowiska naukowego, jest niepoprawna i opiera się jedynie na potencjalnym istnieniu niepewności i niepełnym zrozumieniu omawianych zjawisk.

Zalecenia zaproponowane przez dwie wiodące organizacje naukowe (ICNIRP i IEEE), specjalizujące się w badaniu wpływu promieniowania elektromagnetycznego na zdrowie człowieka, opierają się na konieczności zapobiegnięcia niekorzystnym skutkom, które zostały ustalone i uznane przez naukowców. Organizacje te na bieżąco monitorują pojawiające się badania związane z PEM i stoją na stanowisku, że w przypadku typowych częstotliwości związanych z telekomunikacją, należy brać pod uwagę wyłącznie ogrzewanie tkanek ciała. Zidentyfikowane mechanizmy działania nie wykazują innych interakcji z organizmem ludzkim.

Dokumenty wydane przez ICNIRP i IEEE zasadniczo są bardzo podobne, aczkolwiek istnieją subtelne różnice pomiędzy nimi. Przypomnijmy, że działalność ICNIRP i IEEE opiera się na dużym potencjale naukowym oraz przeglądzie wszystkich reprezentatywnych i rzetelnych badań w zakresie PEM. Kolejne rewizje dokumentów jednoznacznie pokazują, że merytorycznie są one coraz bardziej zbieżne, co wskazuje także na dążenie do osiągnięcia harmonizacji stosowanego podejścia.

Wyniki przeglądu i analizy krajowych regulacji w zakresie stosowania zaleceń międzynarodowych organizacji przez administracje poszczególnych państw, zostały zaprezentowane w Tabeli 12.

 

12. Źródła krajowych regulacji dotyczących wartości dopuszczalnych PEM.

Kraj	Podstawa
Albania, Argentyna, Armenia, Australia, Austria, Bahrajn, Botswana, Brazylia, Kambodża, Kamerun, Wyspy Zielonego Przylądka, Republika Środkowoafrykańska, Kolumbia, Kostaryka, Wybrzeże Kości Słoniowej, Chorwacja, Cypr, Czechy, Dania, Dominikana, Ekwador, Salwador, Gwinea Równikowa, Estonia, Wyspy Owcze, Falklandy, Finlandia, Francja, Gujana Francuska, Polinezja Francuska, Niemcy, Ghana, Grenlandia, Gwadelupa, Gwatemala, Gwinea Bissau, Honduras, Hong Kong SAR, Węgry, Islandia, Iran, Irlandia, Japonia, Jordania, Kenia, Republika Korei, Kuwejt, Litwa, Liban, Madagaskar, Malezja, Mali, Malta, Martynika, Mauretania, Mauritius, Meksyk, Mołdawia, Namibia, Nepal, Holandia, Nowa Kaledonia, Nowa Zelandia, Nikaragua, Niger, Nigeria, Norwegia, Oman, Pakistan, Palestyna, Panama, Paragwaj, Peru, Filipiny, Portugalia, Katar, Reunion, Rumunia, Rwanda, Arabia Saudyjska, Senegal, Singapur, Republika Południowej Afryki, Hiszpania, Sri Lanka, Święta Helena, St. Pierre i Miquelon, Surinam, Svalbard, Szwecja, Tajwan, Tajlandia, Tunezja, Uganda, Zjednoczone Emiraty Arabskie, Wielka Brytania, Tanzania, Urugwaj, Vanuatu, Wenezuela, Wallis i Futuna, Zambia	Wytyczne ICNIRP
Samoa Amerykańskie, Boliwia, Mikronezja, Guam, Irak, Wyspy Marshalla, Mariany Północne, Palau, Puerto Rico, USA, Wyspy Dziewicze	Norma IEEE / NCRP /*
Białoruś, Bułgaria, Chiny, Litwa, Polska, Rosja, Belgia, Chile, Grecja, Indie, Izrael, Włochy, Lichtenstein, Szwajcaria	Regulacje krajowe stanowiące wartości graniczne niższe od zalecanych przez ICNIRP oraz IEEE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^/* National Council on Radiation Protection & Measurements.

Przeważająca cześć świata bazuje na wytycznych ICNIRP oraz normie IEEE. Niewielka liczba krajów deklaruje stosowanie dużo bardziej restrykcyjnych wartości granicznych, znacznie poniżej zalecanych. Rysunek 3 przedstawia mapę Europy wskazującą kraje stosujące się do zalecenia 1999/519/EU – wydanego w oparciu o wytyczne ICNIRP – oraz te, w których obowiązują dużo ostrzejsze wartości graniczne (niższe).

 

 

Rysunek 3. Mapa Europy z dopuszczalnymi poziomami PEM

Należy podkreślić, że faktyczne wartości obecnie występującego pola elektromagnetycznego są zdecydowanie poniżej granicznych wartości PEM zalecanych przez ICNIRP i IEEE, natomiast same wartości graniczne PEM ustalono z zastosowaniem wysokich współczynników bezpieczeństwa. Pomimo tego, niektóre kraje uginając się pod presją społeczeństwa, zamiast prowadzić szeroką kampanię edukacyjną, wprowadzają dużo bardziej restrykcyjne ograniczenie w zakresie PEM, co można byłoby potocznie nazwać "dmuchaniem na zimne". Paradoksalnie, w praktyce może to prowadzić nie do zwiększenia bezpieczeństwa społeczeństwa, ale do pewnego rodzaju "zacofania technologicznego" na skutek nieefektywnej gospodarki zasobami częstotliwości radiowych, które, co warto sobie uświadomić, są dobrem skończonym...

 

 

---

Autorzy: Jakub Kwiecień, Rafał Pawlak – Instytut Łączności – Państwowy Instytut Badawczy