Električni naboj ali elektrina je lastnost osnovnih delcev snovi, na primer elektronov in ionov. Naboj delcev je lahko pozitiven ali negativen.
Električni tok predstavlja gibanje električno nabitih delcev po snovi, merimo pa ga v amperih (A). Za lažje razumevanje si ga lahko predstavljamo podobno kot pretok vode po vodovodni cevi.
Električna napetost predstavlja razliko med dvema električnima potencialoma, t.j. med dvema nivojema mirujoče energije, ki ga imata dva naelektrena delca ali naelektreni telesi. Električno napetost in potencial merimo v voltih (V). Električni potencial je analogen tlaku v neki točki vodovodne cevi, napetost pa razliki tlakov v dveh točkah v cevi.
Električno polje je tista lastnost prostora, ki opisuje silo na električno nabit delec. Z njim imamo opravka v okolici električno nabitih teles, na primer v okolici energetskih električnih daljnovodov, oddajnih anten telekomunikacijskih naprav... Električna polja so povsod, kjer je prisoten električni naboj. Vsak električni prevodnik, ki je pod napetostjo, okoli sebe ustvarja električno polje. To obstaja, tudi ko električni tok ne teče, torej tudi ko na primer daljnovod ni obremenjen s porabniki. Višja napetost pomeni večje polje. Električna polja so najmočnejša tik ob viru, z razdaljo pa se zelo hitro zmanjšujejo. Kovina jih dobro zaslanja, slabijo pa jih tudi drugi materiali. Jakost električnih polj daljnovodov tako močno zmanjšajo zidovi, stavbe in drevesa. Tudi električno polje energetskih kablov, položenih v zemlji, je na površini zelo zmanjšano.
Električna poljska jakost (E) ponazarja velikost električnega polja, merimo jo v voltih na meter (V/m).
Magnetno polje nastane v prostoru v okolici stalnega magneta ali v okolici prostora, kjer teče električni tok. Magnetna poljska jakost (H) ponazarja njegovo velikost, merimo jo v amperih na meter (A/m). Pogosto se za opis lastnosti magnetnega polja uporablja tudi gostota magnetnega pretoka, ki predstavlja učinke magnetnega polja in jo merimo v teslih (T). Gostota magnetnega pretoka je odvisna od magnetne poljske jakosti in od magnetnih lastnosti prostora. V nasprotju z električnimi polji magnetna polja nastanejo takrat, ko teče električni tok, torej kadar električne naprave delujejo, ko je, na primer, električni daljnovod obremenjen s porabniki. Višji električni tok pomeni večje magnetno polje. Magnetna polja so največja tik ob viru, z razdaljo pa se hitro zmanjšujejo. Večina materialov je za magnetna polja prozorna in jih ne oslabi.
Omenjene veličine so lahko s časom nespremenljive in jih v tem primeru imenujemo statične ali enosmerne. Tak primer je električna napetost avtomobilskega akumulatorja.
Kadar pa se veličine periodično spreminjajo s časom, govorimo o izmeničnih vrednostih. Primer izmenične veličine je omrežna električna napetost 220 V v hišni napeljavi. V tem primeru se velikost in polariteta napetosti spreminja s ponavljalno frekvenco 50 Hz, to pomeni 50-krat v sekundi. Frekvenca nam torej pove, s koliko nihaji v sekundi se določena vrednost ponavlja.
VSE O SEVANJU
Kadar električno in magnetno polje v prostoru nastopata skupaj (njuno medsebojno razmerje je odvisno od lastnosti prostora) in hkrati, največkrat gre za izmenični polji višjih frekvenc, govorimo o elektromagnetnem polju. To je valovanje v prostoru, zanj veljajo valovni pojavi, na primer odboj, lom, uklon, interferenca; beseda »sevanje« pa le ponazarja, da gre za elektromagnetno polje, ki se oddalji od svojega izvora in se samostojno širi v prostor. Jakost elektromagnetnih polj običajno merimo kot gostoto moči v vatih na kvadratni meter (W/m2).
Znanih je veliko vplivov elektromagnetnih sevanj na človekov organizem. Nekatere učinke teh vplivov je možno meriti in ovrednotiti. Vplive delimo na škodljive in na biološke, ki niso nujno škodljivi. Zakonodaja nas s predpisanimi največjimi še dopustnimi oziroma mejnimi vrednostmi polj ščiti pred dokazano škodljivimi učinki. Biološki učinki pa še niso dovolj raziskani in nekateri še ne nedvoumno dokazani, zato zvečine veljajo za neškodljive in jih zakonodaja zato neposredno ne upošteva.
Energijo elektromagnetnih sevanj določa tudi njihova frekvenca. Čim višja je frekvenca sevanja, tem višja je tudi njegova energija in nasprotno. Ionizirajoča sevanja so tista elektromagnetna sevanja, ki imajo višje frekvence in zato dovolj energije, da lahko v snovi izbijajo elektrone iz atomov, tako snov ionizirajo. Sevanja te vrste, na primer rentgenska in radioaktivna sevanja, izbijajo elektrone iz atomov tudi v človekovem telesu in veljajo za zdravju nevarna.
Neionizirna elektromagnetna sevanja obsegajo elektromagnetna polja od najnižjih frekvenc preko radijskega spektra, območja mikrovalov, preko infrardeče, vidne in vse do dela ultravijolične svetlobe. Meja med ionizirnimi in neionizirnimi elektromagnetnimi sevanji je v ultravijoličnem delu spektra svetlobe. Zaradi nižje frekvence in s tem nižje energije ne povzročajo ionizacije snovi, na človeka pa imajo lahko drugačne vplive. Sevanjem te vrste je posvečeno delo Laboratorija za neionizirna elektromagnetna sevanja (NEMS) na Slovenskem institutu za kakovost in meroslovje (SIQ).
Izpostavljenost NEMS ni nekaj novega, saj nas spremlja že od samega začetka obstoja človeštva. Tu mislimo na naravne vire sevanja. Druga zgodba so umetno ustvarjeni viri, ki so po jakosti neprimerno močnejši, v zadnjem času pa tudi vse številčnejši. Človek je dandanes, drugače kot v preteklosti, doma in na delovnem mestu izpostavljen zapleteni mešanici električnih in magnetnih polj.
Umetne vire sevanj lahko delimo na tiste, pri katerih je NEMS generirano namenoma in je v svojem bistvu potrebno za delovanje nekaterih naprav, ter na tiste, pri katerih je NEMS prisotno kot neizbežen stranski pojav pri delovanju določenih naprav in sistemov. V prvo skupino sodijo raznovrstne telekomunikacijske naprave, radijski in TV-oddajniki, bazne postaje mobilne telefonije, radijske terapevtske medicinske naprave, mikrovalovne pečice...
V drugo skupino sodijo vse naprave, ki za svoje delovanje potrebujejo električno napetost ali zaradi njihove uporabe teče električni tok. To so poleg že naštetih še vsi gospodinjski električni aparati, transformatorji, hišne električne napeljave, električna distribucijska omrežja in daljnovodi...
VPLIVI NA CLOVEKA
Sevanje na človeški organizem vpliva, vprašanje pa je, kako, pri kakšni jakosti polja in v kakšnem obsegu. Za ugotavljanje škodljivih vplivov in s tem tveganja za zdravje so potrebne študije z različnih področij raziskovanja. Dosedanje raziskave na tem področju se med seboj znatno razlikujejo, nekatere si celo povsem nasprotujejo. Naročajo jih lastniki virov sevanja, državne službe, nekaj pa jih opravljajo neodvisne organizacije.
Znanstveno potrjeni vplivi na zdravje so povezani s pretvorbo prejete sevalne energije v toploto, t.i. toplotni učinek. Pri segrevanju telesa pod vplivom sonca, ki je naravni vir neionizirnega sevanja, se najprej segrejejo zgornje plasti kože, ki nato toploto prevajajo v notranjost telesa. Proti premočnemu segrevanju se lahko telo odzove z znojenjem. Pri visokofrekvenčnem sevanju umetnega vira pa se absorbcija energije večinoma izvršuje v globljih plasteh tkiva in le neznatno preko segrevanja površine kože. Iz tega razloga telo ne zazna notranjega lokalnega segrevanja in uravnavanje temperature telesa izostane. Fizikalni princip globinskega segrevanja z absorbcijo elektromagnetne energije izkoriščajo na primer naprave za sušenje lesa, v gospodinjstvu pa tudi mikrovalovne pečice, ki v nekaj trenutkih segrejejo hrano.
Nobenega dvoma ni, da izpostavljenost močnim elektromagnetnim poljem škoduje zdravju. Zato so bile na podlagi znanstvenih raziskav določene jasne meje jakosti elektromagnetnih polj. Nad temi mejnimi vrednostmi je zdravje ljudi ogroženo že pri kratkotrajni izpostavljenosti. Številne države, tudi Slovenija, so zaradi varovanja zdravja sprejele ustrezne predpise. Sprejete mejne vrednosti temeljijo na smernicah Mednarodne komisije za varstvo pred neionizirnimi sevanji (ICNIRP). Te smernice podpirata Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) in Europska unija (EU).
Danes veljavne mejne vrednosti še dopustne jakosti NEMS so določene na osnovi merljivih toplotnih učinkov in vpeljave nekaterih varnostnih faktorjev. Zakonodaja (razen ad hoc varnostnega faktorja) ne upošteva morebitnih netoplotnih, bioloških učinkov, saj ti še niso dovolj raziskani.
Celice med sabo komunicirajo z električnimi signali, zato je pomembno razmišljati o morebitnih motnjah pri prenosu teh signalov in posledicah motenega prenosa. Že leta 1991 sta Nobelova nagrajenca Sakmann in Neher odkrila, da so že minimalne vrednosti gostote pretoka moči 0,01 uW/m2 (0,00001 mW/m2) enake telesu lastni energiji za prenos informacij. Celo tako majhne vrednosti zunanjega polja torej lahko motijo prenos in povzročijo napake.
Šibko magnetno polje naj bi delovalo na pomik pozitivnih kalcijevih ionov. To ima odločilen vpliv na prenos signalov med celicami in na delovanje mišic. Pomemben je vpliv na našo najpomembnejšo mišico, srce.
Večletne raziskave s področja možganske elektronske aktivnosti kažejo, da obstaja vpliv NEMS na EEG, stanje električnih možganskih valov. Izpostavljenost šibkemu impulznemu EM polju spremeni EEG (von Klitzing, 1989), ni pa še jasno, kako to vpliva na biološki sistem.
Številne navedbe govorijo, da že elektromagnetna polja nizkih frekvenc delujejo na biološki sistem. Hershaw in Reiter v svoji raziskavi iz leta 2004 opisujeta spremembe v nivojih melatonina in serotonina in tvorbi prostih radikalov zaradi spremenjenega dnevnega ritma. Eden izmed dejavnikov, ki lahko spreminja človeški dnevni ritem, je izpostavljenost magnetnim poljem. Ta naj bi zniževala nivo melatonina, kar je povezano tako z nastankom kot tudi z napredovanjem rakavih obolenj. Melatonin namreč varuje DNK pred poškodbami, zato zmanjšanje količine melatonina povečuje možnost za nastanek raka. Ena izmed možnih logičnih razlag, zakaj pride do takšnega znižanja, je, da fotoreceptorji v očesu magnetno polje zamenjajo za svetlobo in zavrejo izločanje melatonina.
KAJ LAHKO STORIMO SAMI?
Ponavljanju istih napak se je mogoče izogniti, saj je zgodovina polna poučnih primerov groženj, resničnih in namišljenih. Pred desetletji, ko so na trg prišli materiali, ki so vsebovali azbest, so veljali za popolnoma varne. O škodljivih učinkih ni razmišljal nihče. Podobno so še ne tako dolgo tega ugotovili hude zdravstvene okvare pri vojakih, ki so upravljali radarje. Pred tem morebitne škodljivosti ni omenjal nihče.
Osnova za danes veljavne še dopustne mejne vrednosti NEMS sta pretvorba energije elektromagnetnega polja v toplotno energijo in upoštevanje varnostnega faktorja. Ne vemo z gotovostjo, ali to v zadostni meri ustreza biološki realnosti. Kaj storiti? Lahko bi sicer zavzeli naslednje stališče: »Ker netoplotni učinki še niso dokazani, najbrž niso škodljivi. Ker tveganje ni znanstveno utemeljeno, tveganja ni.«
»Če predpostavimo, da obstajajo zapozneli učinki, kamor štejemo tudi raka, bi morali predpostaviti, da tveganje narašča z dozo ali izpostavljenostjo. To pomeni, da tveganja ni izključno samo pri "ničti" izpostavljenosti. V družbi smo se odločili, da bomo razvoj temeljili na sprejemljivem tveganju, kar pomeni neprestano tehtanje med tveganjem in koristjo. Tveganje moramo oceniti kvantitativno, kar pa je za elektromagnetna sevanja nemogoče, saj nevarnosti še nismo potrdili.« (Dr. Paolo Vecchia, predsednik Mednarodne komisije za varstvo pred neionizirnimi sevanji - ICNIRP)
Verjetno je bolje, da smo raje za vsak primer previdni in vsaj dvomimo, dokler ne bo dokaza, da učinki niso škodljivi. Možna škodljivost je predmet trenutnih raziskav. Previdnostno načelo pravi, da se moramo zavarovati pred možnimi nevarnostmi, ne da bi čakali na rezultate znanstvenih raziskav, ki bodo čez mnogo časa morda potrdile ali pa ovrgle te nevarnosti.
UKREPI, KI SO NA VOLJO
Na SIQ, v Laboratoriju za NEMS, zagovarjamo previdnostno načelo in razumno preventivo. Ta pravi, da je smiselno uporabljati poceni, preproste in lahko izvedljive ukrepe, s katerimi zmanjšamo izpostavljenost elektromagnetnim poljem. In to kljub odsotnosti znanstvenega dokaza, da tveganje sploh obstaja. Če bi radi v celoti uveljavili previdnostno načelo in načelo razumne preventive, moramo najprej vedeti, kolikšna je raven elektromagnetnih polj v naši okolici in ali presegajo predpisane mejne vrednosti. Meritve elektromagnetnih polj so torej potrebne, da sploh ugotovimo, ali so v naši okolici, v našem stanovanju, hiši, na parceli, ki jo kupujemo, večja polja in kje so največja. Šele nato je mogoče, če je to potrebno, razmišljati tudi o ukrepih za zmanjševanje elektromagnetnih polj.
Meritve elektromagnetnega sevanja lahko izvaja za to usposobljen laboratorij. Najvišjo kakovost meritev zagotavljamo z akreditacijo laboratorija. Laboratorij za NEMS na SIQ ima mednarodno priznano akreditacijo za izvajanje točno teh meritev ter vrednotenje sevalnih obremenitev v delovnem in bivalnem okolju. Ministrstvo za okolje, prostor in energijo ter ministrstvo za zdravje sta naš laboratorij pooblastila za izvajanje zakonsko predpisanih meritev.
Laboratorij za NEMS na SIQ se lahko pohvali z bogatimi izkušnjami na področju meritev in ocen neionizirnih elektromagnetnih sevanj, vsako leto izmerimo sevalne obremenitve na več kot 100 lokacijah po vsej Sloveniji. Poleg meritev in ocen pomagamo in svetujemo pri uvajanju tehničnih in administrativnih ukrepov, še posebno v primerih, ko neionizirno elektromagnetno sevanje presega dopustne, zakonsko predpisane vrednosti. Kjer so bile ugotovljene prekoračitve, so bile naše meritve in svetovanje osnova za ukrepanje za zmanjšanje sevalnih obremenitev.
Pomagamo pri uvajanju razumnih preventivnih ukrepov pri načrtovanju novih virov sevanja in tehnoloških rešitev. Ukvarjamo se tudi z informiranjem in ozaveščanjem javnosti o problematiki elektromagnetnih sevanj, saj ugotavljamo, da je javnost pogosto slabo, pomanjkljivo ali napačno obveščena.
Možnih zaščitnih ukrepov je cela vrsta; kateri so smiselni, je odvisno od konkretne situacije. Najenostavnejši ukrep osnovnega načela preventive in zaščite je naslednji: Vemo, da jakost elektromagnetnih polj z razdaljo hitro upada. Zato se previden posameznik, če že mora biti v okolici vira NEMS, skuša zadrževati na čimvečji razdalji od vira, hkrati pa časovno omeji svojo prisotnost na najmanjšo možno mero. Drugi, dražji in zahtevnejši zaščitni ukrepi, na primer predelava vira sevanja ali elektromagnetno oklapljanje prostorov (zgradb), pa zahtevajo visok nivo strokovnega znanja izvajalca in podrobno poznavanje konkretne naročnikove situacije .
Več o neionizirnih sevanjih, meritvah, pogostih vprašanjih in odgovorih lahko preberete na spletni strani www.neionizirna-sevanja.si, nas pokličete na telefonsko številko (01) 546 10 82.
Slovenski institut za kakovost in meroslovje (SIQ)
