Електрическите и магнитните полета са физични процеси, чиито потенциални ефекти върху здравето са обект на много изследвания. Особено противоречиви са биофизичните механизми, чрез които тези RF полета могат да повлияят на биологичните системи. Общите прегледи на ефектите върху здравето изследват възможните канцерогенни, репродуктивни и неврологични ефекти.

Радиацията представлява излъчване или изпращане на енергия от който и да е източник. Рентгеновите лъчи са пример за радиация, както и светлината, която идва от слънцето, и топлината, която постоянно излиза от телата ни.

Когато става дума за радиация и рак например, много хора мислят за специфични видове радиация като рентгенови лъчи или радиация от ядрени реактори. Но това не са единствените видове радиация, които предизвикват притеснение, когато се обсъждат радиационните рискове за човешкото здраве.

В днешния материал ще обърнем внимание на видовете електромагнитна радиация, техните характеристики и особености, както и влиянието им върху човешкото здраве в краткосрочен и дългосрочен план.

Какво означава „радиация“ и „електромагнитна радиация“

Излъчването съществува в спектър от много високоенергийно (наричано още високочестотно) излъчване до много нискоенергийно (или нискочестотно) излъчване. Този диапазон се нарича „електромагнитен спектър“.

Примери за високоенергийна радиация включват рентгенови и гама лъчи. Те, както и някои ултравиолетови (UV) лъчи с по-висока енергия, се класифицират като йонизиращо лъчение, което означава, че те имат достатъчно енергия, за да отстранят електрон от атом (да йонизират).

За йонизиращата радиация е установено, че може да увреди ДНК вътре в клетките. Това може да доведе до мутации и неконтролиран клетъчен растеж, който познаваме като рак.

Изключително нискочестотното (ELF) лъчение е в нискоенергийния край на електромагнитния спектър и е вид нейонизиращо лъчение. Нейонизиращото лъчение има достатъчно енергия, за да движи атомите или да ги кара да вибрират, но не достатъчно, за да повреди директно ДНК.

ELF лъчението има дори по-ниска енергия от други видове нейонизиращи лъчения като радиочестотно лъчение, видима светлина и инфрачервена светлина.

При повечето видове радиация електрическото и магнитното поле са свързани. Тъй като действат като едно цяло, те се разглеждат заедно като електромагнитно поле (ЕМП).

Но при нискочестотното лъчение магнитното и електрическото поле могат да съществуват и да действат независимо, така че често се изучават отделно. Обикновено използваме термина „магнитно поле“, за да разграничим нискочестотното излъчване от магнитно поле, както и използваме „електрическо поле“, за да конкретизираме ELF излъчване от електрическо поле.

Възможната връзка между електромагнитните полета и развитието на рак, например, е обект на изследване от няколко десетилетия. Не е напълно ясно как точно електромагнитните полета и радиация могат да увеличат риска от рак, но има известен брой открития.

Освен това, тъй като всички сме изложени на различни количества от тези полета по различно време, проблемът е труден за прецизно проучване.

Електрически и магнитни полета

Цялото излъчване на електромагнитния спектър се произвежда от взаимодействията на 2 сили, наричани полета. Излъчването има както електрическо поле, така и магнитно поле.

Електрическите полета са силите, действащи върху заредени частици (части от атоми), като електрони или протони, които ги карат да се движат. Електрическият ток е просто потокът от електрони, произведен от електрическо поле. Силата на електрическото поле често се изразява като волт на метър (V / m) или, за по-силни полета, като киловолта на метър (kV / m), където киловолта = 1000 волта.

Магнитно поле се създава, когато заредените частици са в движение. Силата на магнитното поле може да бъде изразена в много различни единици, включително тесла (T), микротесла (µT или една милионна част от тесла) и gauss (G), където едно G е равно на 100 µT.

Как хората са изложени на радиация

По принцип има два начина, по които хората могат да бъдат изложени на радиация:

  • могат да бъдат изложени външно на близък източник на радиация
  • могат да бъдат изложени вътрешно от радиоактивен материал, който е влязъл в тялото.

При външно облъчване интензивността на лъчението пада с увеличаване на разстоянието от източника на лъчение, точно както яркостта на светлината намалява с отдалечаване на разстояние от крушката. Общият размер на външната експозиция също ще зависи от продължителността на времето, в което лицето остава близо до източника.

Радиоактивният материал може да се внася в тялото чрез консумация на храни и течности с радиоактивност в тях, чрез вдишване на радиоактивни газове или аерозолни частици или чрез абсорбиране чрез рани в кожата. Поетият материал ще изложи вътрешно на опасност органите и тъканите, докато остане вътре в тялото. Времето, в което радиоактивният материал остава в тялото, ще зависи от начина, по който е поет и от физическата и химическата му форма.

Радиоактивният газ например има кратко време на престой, докато вдишаните аерозоли ще отнемат повече време, за да се изчистят от белите дробове.

Погълнатият материал ще пребивава известно време в стомашно-чревния тракт, но след това радиоактивните елементи ще бъдат поети в тялото и метаболизирани по същия начин като нерадиоактивните форми на същия химичен елемент.

Какви нива на облъчване получават хората

Радиацията е природен феномен. Самата земя е съставена от минерали, които съдържат естествените радиоактивни елементи уран и торий. Това присъствие създава поле на радиация, което варира от място на място в зависимост от местната геология.

Космическата радиация от слънцето и от космоса също непрекъснато прониква в земната атмосфера, добавяйки към това поле, което представлява източник на външно излагане.

Инертният радиоактивен газ, радон, се създава от урана и тория в почвата; той прониква през почвата и се концентрира във вътрешния въздух на сградите. Вдишването на радон води до вътрешно облъчване, което варира значително от място на място в зависимост от естеството на сградите и местната геология.

В допълнение, малки количества други естествени радиоактивни материали присъстват в храни и вода и допринасят за вътрешното излагане. Външното и вътрешното облъчване заедно доставят малка до средна доза радиация на всички на планетата, известна като фонова радиация.

Освен тази доза на радиация, получена от естествени източници, редица човешки дейности усилват експозицията, например летене на височина, медицински методи използващи радиация, генериране на ядрена енергия и други промишлени цели или употреба на радиоактивен материал.

В днешно време едни от най-разпространените източници на радиационно облъчване са и телевизионните кули, смартфоните и други мобилни устройства, които присъстват в почти всяко домакинство. На теория всички мобилни устройства преминават през различни процедури и се оценяват по стандарти, които осигуряват данни за показатели като специфична скорост на поглъщане (Specific absorption rate). Тези данни са описани в документите към всяко устройство продавано в ЕС и са част от неговата техническа спецификация.

За мобилни телефони и други подобни преносими устройства ограничението на SAR е 2 W / kg, осреднено за 10 гр. тъкан, поглъщаща най-много сигнал (IEC 62209-1).

Какви са ефектите от излагането на радиация

Когато радиацията преминава през материала или кожата на човек, тя причинява йонизация, която може да повреди химическите структури.

Ако въпросният материал е биологичен материал (като клетките, изграждащи човешки органи и тъкани) и ако увреждането настъпи върху критични химикали в клетките (като ДНК молекулите, изграждащи хромозомите в клетъчното ядро), клетката може да се повреди.

Трябва да се отбележи, че клетките и ДНК са подложени на физически и химични увреждания през цялото време (например от температурни колебания и процеси на окисляване). Клетката и ДНК обаче имат механизми за възстановяване на възстановяване от щетите.

Радиационното увреждане обикновено се превъзмогва чрез тези нормални процеси на възстановяване на клетките; или клетката може да бъде пожертвана. Това няма значение, ако поправката е успешна или ако броят на загинали клетки не е голям.

Възможно е обаче също така ДНК да бъде поправена неправилно; в повечето случаи такива мутирали клетки също ще умрат. Въпреки това има възможност клетката да оцелее и мутацията в ДНК да се репликира, когато клетката се дели. Това може да бъде началото на многоетапен процес, който в крайна сметка може да доведе до образуване на раково заболяване.

През май 2011 г.). Международната агенция за изследване на рака (IARC) към СЗО класифицира радиочестотните електромагнитни полета като евентуално канцерогенни за хората (група 2В), въз основа на повишен риск от образуване на глиом. Това е злокачествен тип мозъчен рак, свързан с използването на безжични телефони. Повече ресурси за това ще намерите в референциите в края на статията.

Радиационна защита – какви са възможностите

Отдавна е установено, че големи дози йонизиращи лъчения могат да увредят човешките тъкани. С течение на годините, като се увеличи броят на проведените проучвания, учените откриват потенциално вредните ефекти от излагането на големи дози радиация. И все повече хора са наясно с тях и търсят начини да ги редуцират.

Основните подходи за радиационна защита са сходни в целия свят, където такива се прилагат. ICRP – Международна комисия по радиологична защита препоръчва всяка експозиция над естествения радиационен фон да се поддържа възможно най-ниска, колкото е разумно постижимо, но под индивидуалните граници на дозата.

Индивидуалната граница на дозата за радиационни работници, осреднена за 5 години, е 100 mSv, а за широката общественост е 1 mSv годишно. Тези граници на дозата са установени въз основа на разумен подход, като се приеме, че няма прагова доза, под която да няма ефект. Това означава, че всяка допълнителна доза ще доведе до пропорционално увеличаване на шанса за негативно отражение върху здравето.

Възможностите за защита у дома и на работното място са друг въпрос, който има отношение към днешната тема и скоро ще говорим за тях. Началото на защитата започва с ограничаване на източниците на радиация, а след него – провеждане на обследване на дома или обследване на работното място.

Използвани източници

International Electrotechnical Commission, https://en.wikipedia.org/wiki/International_Electrotechnical_Commission

IEC 62209-1:2005 Withdrawn

Human exposure to radio frequency fields from hand-held and body-mounted wireless communication devices – Human models, instrumentation, and procedures – Part 1: Procedure to determine the specific absorption rate (SAR) for hand-held devices used in close proximity to the ear (frequency range of 300 MHz to 3 GHz), https://webstore.iec.ch/publication/6588

National Research Council, 2006. Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation: BEIR VII Phase 2. Washington, DC: The National Academies Press

Brenner, David J. et al., 2003 “Cancer risks attributable to low doses of ionizing radiation: assessing what we really know.” Proceedings of the National Academy of Sciences 100, no. 24, (pp. 13761-13766).

Kosowsky A, Swanson E, Gerjuoy E. Cell phone activation and brain glucose metabolism. JAMA. 2011 May 25;305(20):2066; author reply 2067-8. doi: 10.1001/jama.2011.669. PMID: 21610234.

Coureau G, Bouvier G, Lebailly P, Fabbro-Peray P, Gruber A, Leffondre K, Guillamo JS, Loiseau H, Mathoulin-Pélissier S, Salamon R, Baldi I. Mobile phone use and brain tumours in the CERENAT case-control study. Occup Environ Med. 2014 Jul;71(7):514-22. doi: 10.1136/oemed-2013-101754. Epub 2014 May 9. PMID: 24816517.

Kesari KK, Siddiqui MH, Meena R, Verma HN, Kumar S. Cell phone radiation exposure on brain and associated biological systems. Indian J Exp Biol. 2013 Mar;51(3):187-200. PMID: 23678539.

Lee AK, Hong SE, Kwon JH, Choi HD, Cardis E. Mobile phone types and SAR characteristics of the human brain. Phys Med Biol. 2017 Apr 7;62(7):2741-2761. doi: 10.1088/1361-6560/aa5c2d. Epub 2017 Mar 7. PMID: 28267685.

Han YY, Kano H, Davis DL, Niranjan A, Lunsford LD. Cell phone use and acoustic neuroma: the need for standardized questionnaires and access to industry data. Surg Neurol. 2009 Sep;72(3):216-22; discussion 222. doi: 10.1016/j.surneu.2009.01.010. Epub 2009 Mar 27. PMID: 19328527.

IARC Classifies Radiofrequency Electromagnetic Fields as Possibly Carcinogenic to Humans. https://www.iarc.fr/wp-content/uploads/2018/07/pr208_E.pdf

Radiofrequency Electromagnetic Fields: evaluation of cancer hazards, Robert Baan, Yann Grosse, Béatrice Lauby-Secretan, Fatiha El Ghissassi (…), https://monographs.iarc.fr/wp-content/uploads/2018/06/REF_Poster2012.pdf