Pozor, sevanje
Obstaja elektromagnetno sevanje, ki v trenutku spraži vse organsko, kar mu pride naproti. Obstaja tudi tako, ki povzroča mutacije in počasno širjenje raka. Ter obstaja elektromagnetno sevanje, ki mu je tudi vinska mušica lahko izpostavljena vse dneve, pa se ne bo nič poznalo. Pomembno je razlikovati med njimi, da se ne bi bali zvitih vrvi namesto kač.
Elektromagnetno valovanje sestavljata pravokotno nihajoči električno in magnetno polje.
Elektromagnetno valovanje (EMV) ima to nesrečo, da ga lahko imenujemo tudi elektromagnetno sevanje (EMS), s čimer deli ime z resnično nevarnim radioaktivnim sevanjem. Fiziki vsako razširjanje valovanja ali delcev skozi medij imenujejo sevanje, v javnem diskurzu pa se vedno ukorenini bolj strašljiva inačica. Dodatno k zmedi prispeva širok razpon EMS, ki resnično sega od popolnoma neškodljivih radijskih valov do takih, ki povzročajo množična izumrtja (izbruhi gama žarkov v vesolju).
Kaj je sploh to
EMS sodi med pojave, o katerih je že vsakdo slišal dovolj, da ima nekje v glavi informacijo, da omogoča moderne brezžične telekomunikacije in da škoduje. Za kaj točno gre, pa običajno vedo elektroinženirji, računalničarji in fiziki.
Da je vir EMS vsak pospešeni električni naboj, je prvi izpeljal James Clerk Maxwell, ko je postavil osnovne enačbe elektrodinamike, medtem ko je to eksperimentalno prvi potrdil Heinrich Hertz. EMS sestavljata električno in magnetno polje, ki sočasno nihata pravokotno drug na drugega, v tretji pravokotni smeri pa se širita (potujeta) skozi prostor. Kot vsako valovanje ima hitrost širjenja, ki jo poznamo pod imenom svetlobna hitrost, frekvenco in valovno dolžino. Jakost električnega polja merimo v voltih na meter (V/m), magnetnega v teslih (T), gostoto pretoka moči pa v vatih na kvadratni meter (W/m2).
EMS nosi energijo, in sicer polovico v električnem polju in drugo polovico v magnetnem, s čimer počasi drezamo v srž polemik. Energija valovanja je sorazmerna z njegovo frekvenco oziroma obratno sorazmerna z valovno dolžino; vzemimo EMS z dovolj visoko frekvenco, pa bo vse na njegovi poti zoglenelo.
Pohlevno klasično sliko je zapacal Einstein, ko je v pisarni patentnega urada v Bernu premišljeval o fotoelektričnem efektu. Elektroni so v kovini močno vezani in da jih odtrgamo, je treba dovesti dovolj energije. EMS nizke frekvence ima seveda manjšo energijo, a dovolj dolga izpostavljenost bi vendarle morala zadoščati, da kakšen elektron odleti. Izkaže se, da to ni res in da EMS prenizke frekvence ne izbije elektrona, četudi čakamo v nedogled.
Einstein je problem rešil z briljantno domislico, da EMS sestavljajo majhni paketki energije, ki imajo vsak enako zalogo energije, in sicer sorazmerno s frekvenco. Poimenoval jih je fotoni. EMS lahko energijo oddaja samo v paketkih; en foton odda svojo energijo enemu delcu, v katerega trči. EMS lahko obravnavamo kot delce ali valovanje in oboje je pravilno.
Mejne vrednosti efektivne električne poljske jakosti
Slovenska zakonodaja kot vire nizkofrekvenčnega elektromagnetnega sevanja definira take, ki imajo frekvenco 0–10 kHz in nazivno napetost obratovanja vira nad 1 kV. Viri visokofrekvenčnega elektromagnetnega sevanja pa delujejo s frekvencami 10 kHz–300 GHz in oddajajo z močmi nad 100 W. Amaterske radijske postaje so izrecno izvzete.
Na grafu so prikazane mejne vrednosti efektivne električne poljske jakosti v okolju za I. območje. V II. območju (zlasti industrija, prevoz) so te vrednosti do dvajsetkrat višje.
Vir: lastni preračuni in Uredba
Od smrtonosnih do neopaznih
EMS glede na valovno dolžino po padajoči energiji delimo na gama žarke, rentgenske in ultravijolične žarke, ki imajo dovolj energije, da atomom odtrgajo elektrone. Pojavu pravimo ionizacija, zato se imenujejo ionizirajoča sevanja, ki kvarno vplivajo na živa bitja in nežive materiale. Kemijske vezi so posledica razporeditve elektronov, zato njihovo izbijanje prekinja vezi. Neionizirajoči del spektra nadaljujejo vidna svetloba, mikrovalovi, radijski valovi ter ekstremno dolgi valovi. Njihovi fotoni imajo tako majhno energijo, da elektronov ne morejo izbiti, zato ne vplivajo na kemijske vezi in zgradbo snovi.
Meje med skupinama ne moremo enoznačno zakoličiti, ker imajo različne molekule različne energije ionizacije. Običajno kot ločnico vzamemo 40–120 nm (2400–7500 THz). Na splošno velja, da so večje organske molekule občutljivejše. Razloga sta dva: njihova zgradba je kompleksnejša in že prekinitev ene vezi jih lahko popolnoma deformira, hkrati pa imajo zaradi velikosti manjšo ionizacijsko energijo (ta efekt je popolnoma kvantne narave).
Zakaj bi to sploh potrebovali
EMS z veliko energije uporabljamo marsikje. Začnemo že ob rojstvu, saj imamo v očeh pigment rodopsin, katerega ključni del je organska molekula retinal. Ko nanjo pade vidna svetloba z valovno dolžino 400–800 nm, ima ta ravno dovolj energije, da se prekine ena vez in molekula spremeni konformacijo. To sproži kaskado dogodkov, ki nam omogočajo, da vidimo.
Rastline so na izkoriščanje sončne svetlobe prilagojene s celo vrsto klorofilov, ki v glavnem opravljajo podobno funkcijo, in sicer absorbirajo vidno svetlobo, pri čemer rahlo spremenijo svojo strukturo, prejeto energijo pa nato predajo v nadaljnje reakcije, ki vodijo v nastanek glukoze.
»Pravo« ionizirajoče EMS pa uporabljamo za razkuževanje prostorov, opreme in pribora, za induciranje mutacij bakterij, sterilizacijo hrane, čiščenje vode itd. Pri teh postopkih neposredno izkoriščamo sposobnost EMS, da spreminjajo vezi v molekulah. Pri rentgenskem slikanju pa ionizirajoče EMS uporabljamo zaradi prodornosti, medtem ko želimo ionizacijo karseda zmanjšati.
Spekter elektromagnetnega valovanja je zelo širok.
Zakaj sonce povzroča raka ...
Sonce je v vesolju, to pa je negostoljuben in nevaren kraj. Na Zemljo pošilja Sonce EMS z energijskim tokom 1,32 kW/m2 (na Zemljinem površju je treba upoštevati še vpadni kót zaradi zemljepisne širine), kjer nezanemarljiv delež odpade na ionizirajoče ultravijolično sevanje (280 nm oz. 1000 THz). Večjih težav nam to ne povzroča, ker ozon v atmosferi večino absorbira, a dolgotrajna izpostavljenost soncu dokazano povzroča kožnega raka.
Rak je nadpomenka za kup bolezni, ko zaradi mutacije celicam odpove mehanizem za samouničenje, zaradi česar se noro delijo, organizem pa jih ne zmore uničiti. Ionizirajoče EMS poškoduje tudi vodikove vezi, ki v DNK držijo obe verigi skupaj. Popravljalni mehanizmi v celicah veliko večino teh poškodb uspešno sanirajo, kadar popravilo ne uspe, gre celica v nadzorovano uničenje; takih je vsak dan kar nekaj. Zelo, zelo redko se primeri, da je mutacija taka, da se celica začne divje deliti (postane »nesmrtna«), varnostni mehanizmi pa je ne uničijo pravočasno. Tedaj dobimo raka.
... in zakaj ga mikrovalovke, mobilniki in Wi-Fi ne
Na področju neionizirajočega sevanja frekvenc do 300 GHz akutnih nevarnosti ni. Znanstveno dokazano je, da nizkofrekvenčna elektromagnetna polja v telesu lahko povzročijo nastanek polj in tokov, ki imajo učinke na tkiva (glej tabelo). A da se to zgodi, morajo biti polja ekstremno močna, več milijonkrat močnejša od tistih, s katerimi pridemo v stik v vsakdanjem življenju.
Mikrovalovne pečice uporabljajo neionizirajoče sevanje, pa vseeno pošteno segrejejo hrano, zato jih dostikrat navajajo kot zgled, zakaj je tudi tovrstno sevanje škodljivo. A med pečico in telefonom je velika razlika. Tipične mikrovalovke oddajajo mikrovalove frekvence 2,45 GHz z močjo 500–1000 W. Pri tej frekvenci se segreva voda, ker jo sestavljajo molekule z dipolnim momentom (nesimetrično razporeditvijo elektronov). Te se poskusijo poravnati z vpadlim EMV, ki se ves čas spreminja, zaradi česar se molekule čedalje hitreje vrtijo. Gibanje molekul pa je toplota. Mikrovalovka, če bi nam uspelo zlesti vanjo, je toliko nevarna, kolikor je nevarna vročina sama po sebi. Res pa je, da učinkovito kuha predmete z veliko vode (tudi ljudi bi) bolj enakomerno od znotraj.
Mobilni telefoni imajo anteno, ki oddaja z močjo približno 1 W pri frekvencah 800, 900, 1800, 2100 ali 2600 MHz. Res so te frekvence odlične za dielektrično segrevanje snovi kakor v mikrovalovki, a z 1 W moči se človeškega telesa ne da merljivo segreti. Tudi če bi se vsa sproščena toplota zadržala v majhnem predelu glave blizu ušesa, je učinek še vedno vsaj za velikostni razred manjši, kot če glavo pomolimo skozi okno na vroč poletni dan. V EU je meja specifične absorpcije elektromagnetne energije za glavo in trup uzakonjena pri 2 W/kg, česar telefon ne sme prekoračiti. Ljudje vseeno tarnajo, da jih po daljšem pogovoru boli glava, kar ni čisto iz trte izvito. Bržkone sta glavna razloga navadno gretje baterije telefona in slaba kakovost zvoka.
Usmerjevalniki Wi-Fi sodijo v podobno kategorijo, le da navadno oddajajo še z nekoliko manjšo močjo, tam okrog 100 mW. Gostota upada s kvadratom razdalje, od usmerjevalnikov pa smo vsaj stokrat bolj oddaljeni kot od mobilnih telefonov.
Modeliranje pokritosti s signalom Wi-Fi v stanovanju. Vir: Jason Cole Blog
Kaj pravijo raziskave in avtoritete
Omrežja Wi-Fi očitno najbolj skrbijo Francoze. Zakon v jaslih in vrtcih z otroki, ki so mlajši od treh let, prepoveduje brezžična omrežja. V novih osnovnih šolah pa bo omrežje vključeno le, ko ga bodo aktivno uporabljali pri pouku, sicer ga bo treba ugasniti. Na javnih površinah bo treba tudi jasno označiti, če ponujajo Wi-Fi, vse naprave pa bodo morale imeti jasna navodila, kako izključiti brezžično povezljivost.
Mednarodna organizacija za raziskave raka (IARC), ki deluje v okviru Svetovne zdravstvene organizacije (WHO), je sevanje mobilnih telefonov uvrstila v razred 2B. Tja spadajo dejavniki, ki bi lahko povzročali raka. V istem, sila pestrem razredu so na primer še kava, bencinski hlapi, poklic gasilca in DDT. Razred 2A tvorijo snovi, ki verjetno povzročajo raka – npr. cvrtje hrane pri visoki temperaturi, poklic frizerja, večizmensko delo, nitrati v vodi in še vrsta kemikalij. V razredu 1 najdemo dejavnike, ki so dokazano karcinogeni, med drugim alkohol, kajenje, gumarsko industrijo in arzen. (Vir: monographs.iarc.fr/ENG/Classification/ClassificationsGroupOrder.pdf).
Mednarodna komisija za varstvo pred neionizirajočimi sevanji (ICNIRP) je leta 2009 potrdila, da znanstvena literatura še ni postregla z dokazi, da bi EMS zaradi mobilnih telefonov lahko škodoval. Znanstveni odbor za nova zdravstvena tveganja pri Evropski komisiji (SCENIHR) je lani izdal mnenje, da izpostavljenost EMS pod mejnimi vrednostmi ne kaže škodljivih učinkov. Povezav z Alzheimerjevo boleznijo, na katere so namigovale starejše študije, nove raziskave niso potrdile. Epidemiološke študije niso pokazale povečane pojavnosti nobene vrste raka glave. Obstajajo le epidemiološke raziskave, ki kažejo, da je pri otrocih iz domov v neposredni bližini visokonapetostnih daljnovodov nekoliko višja pojavnost levkemije, a vzročne zveze jim ni uspelo odkriti.
Pri nas mejne vrednosti električnih in magnetnih polj v okolju predpisuje uredba o elektromagnetnem sevanju v naravnem in življenjskem okolju (Ur.l. 70/96) in je podobna priporočilom ICNIRP iz leta 1998. Celo poklicni vzdrževalci daljnovodov ne prekoračujejo teh vrednosti niti hiše v bližini visokonapetostnih daljnovodov ali razdelilnih transformatorskih postaj, kaj šele notranjost stavb zaradi Wi-Fi.
Strah je neutemeljen
Zapisanemu se seveda da ugovarjati, da »bo vse pokazal čas«. Mobilni telefoni, mikrovalovne pečice in omrežja Wi-Fi so tu premalo časa, da bi imeli kakršnekoli longitudinalne študije. Trenutno največ podatkov dajejo epidemiološke študije.
Čeprav obilica raziskav kaže, da vsakodnevno prisotni EMS niso škodljivi, in moramo nasprotujoče študije iskati z lučjo pri belem dnevu, pa še tedaj v njih najdemo metodološke šibkosti, WHO svetuje načelo previdnosti. A opozarja, da to načelo velja le na področju znanstvene negotovosti, ne sme pa prevladati nad izsledki, da ne bi zapadli v apriorno zavračanje tehnologije. Nekatere države zato izdajajo priporočila, da je bolje telefonirati prostoročno. Vedeti pa moramo, da se ta naslanjajo na previdnost in ne na dokaze.