Радиофреквентна (РФ) електромагнетна енергија и микроталасно зрачење се користе у разним применама у индустрији, трговини, медицини и истраживању, као иу кући. У фреквенцијском опсегу од 3 до 3 к 108 кХз (односно 300 ГХз) лако препознајемо апликације као што су радио и телевизијско емитовање, комуникације (телефон на даљину, мобилни телефон, радио комуникација), радар, диелектрични грејачи, индукциони грејачи, комутирани извори напајања и компјутерски монитори.
РФ зрачење велике снаге је извор топлотне енергије који носи све познате импликације загревања за биолошке системе, укључујући опекотине, привремене и трајне промене у репродукцији, катаракте и смрт. За широк спектар радиофреквенција, кожна перцепција топлоте и термалног бола је непоуздана за детекцију, јер се термални рецептори налазе у кожи и не осећају лако дубоко загревање тела изазвано овим пољима. Ограничења изложености су потребна да би се заштитили од ових штетних здравствених ефеката излагања радиофреквентном пољу.
Професионалну изложеност
Индукцијско гријање
Применом интензивног наизменичног магнетног поља проводни материјал се може загрејати индуковано вртложне струје. Такво грејање се користи за ковање, жарење, лемљење и лемљење. Радне фреквенције се крећу од 50/60 до неколико милиона Хз. Пошто су димензије калемова који производе магнетна поља често мале, ризик од високог нивоа изложености целом телу је мали; међутим, изложеност рукама може бити велика.
Диелектрично грејање
Радиофреквентна енергија од 3 до 50 МХз (првенствено на фреквенцијама од 13.56, 27.12 и 40.68 МХз) користи се у индустрији за различите процесе грејања. Примене обухватају пластично заптивање и утискивање, сушење лепка, обраду тканина и текстила, обраду дрвета и производњу тако разноврсних производа као што су цераде, базени, облоге за водене кревете, ципеле, фасцикле за путне чекове и тако даље.
Мерења наведена у литератури (Ханссон Милд 1980; ИЕЕЕ ЦОМАР 1990а, 1990б, 1991) показују да у многим случајевима електрични и магнетни поља цурења су веома високе у близини ових РФ уређаја. Често су оператери жене у репродуктивном добу (од 18 до 40 година). Поља цурења су често велика у неким ситуацијама на раду, што доводи до излагања целог тела оператера. За многе уређаје, нивои изложености електричном и магнетном пољу премашују све постојеће РФ безбедносне смернице.
Пошто ови уређаји могу довести до веома високе апсорпције РФ енергије, од интереса је контролисати поља цурења која из њих произилазе. Стога, периодично РФ праћење постаје неопходно да би се утврдило да ли постоји проблем излагања.
Комуникациони системи
Радници у областима комуникација и радара су у већини ситуација изложени само јакости поља ниског нивоа. Међутим, изложеност радника који морају да се пењу на ФМ/ТВ торњеве може бити интензивна и неопходне су мере предострожности. Изложеност такође може бити велика у близини ормарића предајника који имају покварене блокаде и отворена врата.
Медицинско излагање
Једна од најранијих примена РФ енергије била је краткоталасна дијатермија. За ово се обично користе незаштићене електроде, што може довести до великих лутајућих поља.
Недавно су РФ поља коришћена у комбинацији са статичким магнетним пољима у магнетна резонанца (МРИ). Пошто је РФ енергија која се користи ниска и поље је скоро у потпуности садржано у кућишту пацијента, изложеност оператерима је занемарљива.
Биолошки ефекти
Специфична стопа апсорпције (САР, мерена у ватима по килограму) се широко користи као дозиметријска величина, а границе излагања се могу извести из САР-ова. САР биолошког тела зависи од параметара изложености као што су фреквенција зрачења, интензитет, поларизација, конфигурација извора зрачења и тела, површине рефлексије и величина тела, облик и електрична својства. Штавише, просторна дистрибуција САР унутар тела је веома неуједначена. Неуједначено депоновање енергије доводи до неуједначеног загревања дубоког тела и може да произведе унутрашње температурне градијенте. На фреквенцијама изнад 10 ГХз, енергија се депонује близу површине тела. Максимални САР се јавља на око 70 МХз за стандардну особу и на око 30 МХз када особа стоји у контакту са РФ земљом. У екстремним условима температуре и влажности, очекује се да ће САР за цело тело од 1 до 4 В/кг на 70 МХз изазвати пораст температуре језгра за око 2 ºЦ код здравих људи за један сат.
РФ загревање је механизам интеракције који је опширно проучаван. Топлотни ефекти су примећени на мање од 1 В/кг, али температурни прагови генерално нису одређени за ове ефекте. Временско-температурни профил се мора узети у обзир при процени биолошких ефеката.
Биолошки ефекти се такође јављају тамо где РФ загревање није ни адекватан ни могући механизам. Ови ефекти често укључују модулисана РФ поља и милиметарске таласне дужине. Предложене су различите хипотезе, али још увек нису дале информације корисне за извођење граница излагања људи. Постоји потреба да се разумеју основни механизми интеракције, пошто није практично истражити свако РФ поље због његових карактеристичних биофизичких и биолошких интеракција.
Студије на људима и животињама показују да РФ поља могу изазвати штетне биолошке ефекте због прекомерног загревања унутрашњих ткива. Сензори топлоте тела налазе се у кожи и не осећају лако загревање дубоко у телу. Због тога радници могу апсорбовати значајне количине РФ енергије, а да нису одмах свесни присуства поља цурења. Било је извештаја да је особље изложено РФ пољима радарске опреме, РФ грејача и заптивача и радио-ТВ торњева искусило осећај загревања неко време након излагања.
Мало је доказа да РФ зрачење може изазвати рак код људи. Ипак, студија је сугерисала да може деловати као промотер рака код животиња (Сзмигиелски ет ал. 1988). Епидемиолошке студије особља које је изложено РФ пољима су малобројне и генерално су ограничене по обиму (Силверман 1990; НЦРП 1986; ВХО 1981). У бившем Совјетском Савезу и источноевропским земљама спроведено је неколико истраживања професионално изложених радника (Робертс и Мицхаелсон 1985). Међутим, ове студије нису коначне у погледу здравствених ефеката.
Људска процена и епидемиолошке студије о оператерима РФ заптивача у Европи (Колмодин-Хедман ет ал. 1988; Бини ет ал. 1986) показују да се могу појавити следећи специфични проблеми:
- РФ опекотине или опекотине од контакта са термички врућим површинама
- утрнулост (тј. парестезија) у рукама и прстима; поремећена или измењена тактилна осетљивост
- иритација ока (вероватно због испарења материјала који садржи винил)
- значајно загревање и нелагодност у ногама руковаоца (можда због протока струје кроз ноге према земљи).
мобилни телефони
Употреба персоналних радиотелефона се убрзано повећава и то је довело до повећања броја базних станица. Они се често налазе на јавним површинама. Међутим, изложеност јавности са ових станица је ниска. Системи обично раде на фреквенцијама близу 900 МХз или 1.8 ГХз користећи аналогну или дигиталну технологију. Слушалице су мали радио предајници мале снаге који се држе у непосредној близини главе када се користе. Део енергије која се емитује из антене апсорбује глава. Нумерички прорачуни и мерења у фантомским главама показују да САР вредности могу бити реда величине неколико В/кг (видети даљу изјаву ИЦНИРП, 1996). Забринутост јавности због опасности по здравље од електромагнетних поља је порасла и неколико истраживачких програма је посвећено овом питању (МцКинлеи ет ал., необјављен извештај). Неколико епидемиолошких студија је у току у вези са употребом мобилних телефона и раком мозга. До сада је објављена само једна студија на животињама (Репацхоли ет ал. 1997) са трансгеним мишевима који су били изложени 1 х дневно током 18 месеци сигналу сличном оном који се користи у дигиталној мобилној комуникацији. До краја експеримената 43 од 101 изложене животиње имале су лимфоме, у поређењу са 22 од 100 у групи лажно изложених. Повећање је било статистички значајно (p > 0.001). Ови резултати се не могу лако протумачити у односу на људско здравље и потребна су даља истраживања о томе.
Стандарди и смернице
Неколико организација и влада је издало стандарде и смернице за заштиту од прекомерног излагања РФ пољима. Преглед светских безбедносних стандарда дали су Грандолфо и Ханссон Милд (1989); дискусија се овде односи само на смернице које су издали ИРПА (1988) и ИЕЕЕ стандард Ц 95.1 1991.
Потпуно образложење за границе излагања радиофреквентним таласима представљено је у ИРПА (1988). Укратко, ИРПА смернице су усвојиле основну граничну САР вредност од 4 В/кг, изнад које се сматра да постоји све већа вероватноћа да се штетне последице по здравље могу појавити као резултат апсорпције РФ енергије. Нису примећени штетни ефекти на здравље услед акутног излагања испод овог нивоа. Укључујући фактор сигурности од десет како би се омогућиле могуће последице дуготрајне изложености, 0.4 В/кг се користи као основна граница за извођење граница изложености за професионалну изложеност. Додатни фактор сигурности од пет је укључен да би се извела ограничења за ширу јавност.
Изведене границе излагања за јачину електричног поља (E), јачина магнетног поља (H) и густину снаге специфицирану у В/м, А/м и В/м2 респективно, приказани су на слици 1. Квадрати од E H поља су усредњена за шест минута, и препоручује се да тренутна експозиција не прелази временско просечне вредности за више од фактора 100. Штавише, струја тело-земља не би требало да пређе 200 мА.
Слика 1. Границе излагања ИРПА (1988) за јачину електричног поља Е, јачину магнетног поља Х и густину снаге
Стандард Ц 95.1, који је поставио ИЕЕЕ 1991. године, даје граничне вредности за професионалну изложеност (контролисано окружење) од 0.4 В/кг за просечну САР по целом телу особе и 8 В/кг за вршну САР испоручену на било који грам ткива у трајању од 6 минута или више. Одговарајуће вредности за изложеност широј јавности (неконтролисано окружење) су 0.08 В/кг за САР за цело тело и 1.6 В/кг за вршни САР. Струја тело-земља не би требало да прелази 100 мА у контролисаном окружењу и 45 мА у неконтролисаном окружењу. (Погледајте ИЕЕЕ 1991 за више детаља.) Изведена ограничења су приказана на слици 2.
Слика 2. ИЕЕЕ (1991) границе излагања за јачину електричног поља Е, јачину магнетног поља Х и густину снаге
Додатне информације о радиофреквентним пољима и микроталасима могу се наћи у, на пример, Елдер ет ал. 1989, Греене 1992 и Полк и Постов 1986.