Nem-ionizáló sugárzások fajtái, fizikai tulajdonságai és biológiai hatásai, jogszabályi előírások

Átírás

1 Témakörök Nem-ionizáló sugárzások fajtái, fizikai tulajdonságai és biológiai hatásai, jogszabályi előírások Jánossy Gábor OKI Nem-ionizáló Sugárzások Osztálya Nem-ionizáló sugárzások spektruma Egyen Extrém alacsony Rádiófrekvenciás áram frekvenciák (ELF) sugárzások(rf) Nagyon alacsony és Látható alacsony fr. (VLF,LF) Mikrohullám(MW) fény Ultraibolya Infravörös sugárzás(uv) sugárzás(ir) Nem-ionizáló sugárzás(nir) Ionizáló sugárzás Frekvencia: khz MHz GHz Hullámhossz: nm Nagyfrekvenciás elektromágneses tér elnyelődése (behatolási mélység) Az elnyelődést elsődlegesen a víztartalom határozza meg! Hz - * Hz frekvenciatartomány + ultrahang (lökéshullám)! Elektromos és mágneses terekre jellemző fizikai mennyiségek Áramsűrűség Mennyiség Mágneses indukció Mágneses térerősség Elektromos térerősség Teljesítménysűrűség Jele B H J E S T (teszla) Mértékegysége A/m (amper/méter) A/m (amper/négyzetméter) V/m (volt/méter) W/m (watt/négyzetméter) Témakörök Fajlagosan elnyelt teljesítmény SAR W/kg (watt/kilogramm)

2 9 Ju n / / : : A M H ermann EM D EX II h-as meres : A M : A M : A M : A M T ime C : \ sz j\ tra fo \ tra fo st u d y \ e mc a lc \ H e rma n n. mb k Ju n / / : : A M B ro a d b a n d R e su lta n t H a rmo n ic R e su lt a n t ELF elektromos és mágneses terek jellemző előfordulásai Sztatikus terek NMR berendezések alumínium kohászat villamos kocsi Hz-es mágneses és elektromos terek transzformátorok távvezetékek áramot felhasználó berendezések Sztatikus ( Hz-es) mágneses tér mérési eredmények NMR MR helyiségben mt Mellette levő helyiségekben,, (,) mt Alatta levő helyiségben,, mt Felette levő helyiségben,, mt Megengedett határérték (/. (VII..) ESzCsM rendelet): lakosságnak, órára mt / EMMI r.: munkahelyre, órára T (egész test) pacemaker esetén:, mt (= G) Transzformátor (/, kv) Trafó fölött Boka mag. m mag. ut m mag. Elővigyáz.,,,,, m Transzformátor az R,S,T sínekkel (zöld, sárga, piros) Szoba keresztmetszete a legmagasabb értéknél Lakosság: µt, munkahely: µt óráig gyűjtött mérési adatok a csúcs felett,- m magasságban Tipikus lakossági Hz-es elektromos és mágneses expozíció (távvezeték, transzformátor, lakás) M agnetic Field (ut ) 9 Herman n EM DEX II h -as meres 9 : PM : AM 9 : AM : PM J u n / / :: PM T im e C:\ szj\ trafo\ trafo study\ emcalc \ Hermann.mbk Ju n / / : : PM Bro a d b a n d R e su lta n t Harmonic Resultant órás adatok, mintavételezés mp-enként, napszaki ingadozás: Bb,9 9,9 µt Bh,,9 µt M agnet ic Field (ut ) a órás adatokból kiemelt perc (Bb+Bh), a Bb adatok tüskéi és ingadozása Térerösség kv/m Távolság (m) kv kv kv Jellemző lakossági expozíciók: távvezetékek alatt (max): transzformátor fölötti h átlag: lakossági átlag (lakás, iroda): Magasság (m) Mágneses indukció (µt) 9 - µt; - V/m ~ µt (max. - µt) <,-, µt; - V/m Távolság (m) µt : lakossági határérték (ICNIRP, 99; EU, 999), kv/m (/ ESzCsM r.) kv kv kv

3 Indukciós tűzhely A főzőlap széle a pult szélétől - cm A lakossági határérték típustól függően a főzőlaptól - cm távolságra teljesül Kevés még a mérési tapasztalat Lakossági határérték:, µt ( khz) (ut) Indukciós tűzhely középfrekvenciás mágneses tere Távolodva 9-es fokozat,,,, Távolság (cm) Lakossági, µt Függő nagy Vízsz nagy Vízsz kicsi Nagyfrekvenciás vágókés Nagyfrekvenciás vágókés vágás V/m Műtéteknél a szövetek vágására, illetve vérzés csillapítására (koagulálás) használják Frekvencia: khz Az elektromágneses nagyfeszültség a két pólus között áthúz: vágókés és a szövet között Elégeti az érintkezés helyén a szövetet, így vérzés nem keletkezik Egy művelet általában max. - percig tart A koagulálás kisebb teljesítménnyel működik, mint a vágás Megengedett határérték: egész testre V/m V/m V/m perces átlagolással Élettani hatások /. Statikus mágneses tér A nyugalomban lévő emberekre általában nem hatnak a statikus mágneses terek. Kivéve a munkahelyi megengedett értékek feletti intenzitásnál a szívműködést és agyi funkciókat változtathatja meg, vagy a véráramot a végtagokban. A mozgás élettani hatást generálhat. Kb. - T fölött elektromos tér képződik a szövetekben, mely befolyásolja az idegszöveteket. Szédülés, hányinger, fémes íz érzékelése átmeneti hatások, melyek a mozgás leálltával, vagy lassulásával megszűnnek. Élettani hatások /. Kisfrekvenciás tér ( Hz khz) Hz In vitro kísérletekben µt (lakossági határérték) feletti igen alacsony frekvenciájú mágneses tér esetén nem találtak kétségtelen és reprodukálható eredményeket. In vivo kísérletekben több vizsgálat sugallja, hogy a - µt közötti mágneses indukció kísérleti állatokban csökkenti az éjszakai tobozmirigy működését és vér melatonin koncentrációt. Ilyen hatást emberben nem sikerült kimutatni, de hosszan tartó foglalkozási expozíció esetén a melatonin bomlástermékének a csökkenését figyelték meg a vizeletben. Az állatok viselkedési és idegi-viselkedési válaszaira vannak bizonyítékok, de csak intenzív elektromos tér expozíciója esetén.

4 Élettani hatások /. Kisfrekvenciás tér ( Hz khz) Hz folytatás Kisfrekvenciás elektromos tér hatására a test felszíne feltöltődhet, melytől a szőrszálak mozognak, rezegnek kellemetlen érzés. foszfének (fényvillódzás érzékelése); kisülések, enyhe áramütések földelési megoldások. Kisfrekvenciás mágneses tér hatására speciális interakciók jöhetnek létre: perifériás idegek ingerlése révén tapintással és fájdalommal kapcsolatos érzékelés; perifériás izmok összehúzódása (izomrángás); nem egyenletes szívritmus EMF gyerekkori leukémia epidemiológia A távvezetékek közelében lévő otthonokban való tartózkodás a gyermekkori leukémia megközelítően,-szeres többlet kockázatával jár együtt. Az expozíció meghatározása kérdéses (távvezetéktől való távolság vagy számított mágneses tér) A kockázat növekedése statisztikailag szignifikáns,-, µt mágneses indukció felett. Néhány fontosabb tanulmány Wertheimer & Leeper, 99 Két összevont meta-analízis Savitz et al., 9 Ahlbom et al., Feychting and Ahlbom, 99 Greenland et al., Linet et al., 99 McBride et al., 999 UK Childhood Cancer Study Investigators, 999 Schüz et al., Draper et al., Az IARC rákkeltő hatás szerinti besorolás csoportjai (WHO Ténylap No.. (. június..) Élettani hatások /. A B Emberi rákkeltő (carcinogenic) Valószínű emberi rákkeltő (probably) Lehetséges emberi rákkeltő (possibly) Osztályozhatatlan emberi rákkeltő hatás szempontjából (unclassifiable) Valószinűleg nem emberi rákkeltő (probably not carcinogenic) Gamma sugárzás UV sugárzás (A, B,C) Diesel kipuffogó gáz Éjszakai műszak ELF mágneses tér RF tér vez.nélk.tel. Statikus mágneses tér, Statikus és ELF elektromos tér Középfrekvenciás tér ( khz MHz) A középfrekvenciás terek átmenetet képeznek a kisfrekvenciás és a nagyfrekvenciás terek között. khz felett megjelenik a melegítő hatás. Ezzel együtt az alsó tartományban (khz-es tartomány) inkább az idegrendszeri hatások dominálnak, a felső tartományban (MHz-es tartomány) inkább a hőhatás érvényesül. Fémkereső (mágneses) kapuk,, µt Frekvencia: 9 Hz Megengedett szint:, µt (/. ESzCsM.r. lak.) 9, µt (//EC ajánlás mh.) Témakörök,,, µt 9 µt Nem ártalmas: szívritmus szabályozóra, terhes nőre, bankkártyára

5 Nagyfrekvenciás elektromágneses tér Legfontosabb források: A számítógépes képernyők (- khz) nem probléma PVC hegesztők ( MHz) Szárító- főző berendezések (- MHz) Diatermiás berendezések egészségügyi alkalmazás Frekvencia szerint három alap típus: MHz üzemi frekvencia MHz üzemi frekv. MHz üzemi frekv. Diatermiás készülékek (, és MHz) Rádió és TV adóállomások ( MHz) Rádiótelefon (bázisállomások) (9, és MHz) A berendezések közelében a megengedett szint körüli értékek előfordulnak, mely az asszisztenciát éri, ezért célszerű árnyékolt fülkékbe helyezni a készülékeket. korai abortusz veszélye - távolság tartás, széttelepítés Rádiófrekvenciás elektromágneses környezet spektruma, - MHz között városi környezet Rádió adóállomások Antenna Hungária és egyéb (rádió, TV) műsorszolgáltatók GSM 9 GSM UMTS Középhullámon (khz-es tartomány) nagy teljesítmények általában védő övezeten kívül megengedett szint alatti sugárzási szintek kisugárzott teljesítmény kw MW - MHz-es URH adók környezetében (pl. Szabadsághegyi adó) az utcai légvezetékek az épületekben másodlagos sugárforrásként szerepelhetnek kisugárzott teljesítmény néhány W néhány kw A nagy teljesítményű rádió adóállomások általában lakott területtől távol vannak. Biológiai hatások RF expozíció esetén Az expozíció nagysága alapján - Hőhatás (dt > o C), W/kg SAR felett - Kompenzált (atermikus) hatás (dt < o C keringés),.- W/kg - Nem hőhatás (nem-termikus hatás). W/kg-nál kisebb Hőhatás: Hőhatás eredményeként létrejöhet a szemlencse hűtési hiányosságai miatt a szürkehályog képződés. (Miskolci...) A nemi sejtek érzékenysége miatt létrejöhet a nőknél a korai abortusz (vagy késői vérzés), a férfiaknál a megtermékenyítő képesség csökkenés. (Valahol...) Élettani hatások /. Nagyfrekvenciás tér ( MHz fölött) Test hőszabályozása miatt vezették be a perces átlagolást rövid időre intenzívebb sugárzás is megengedett. GHz fölött már csak bőr melegedés lehet nem tud behatolni Pulzáló rádiófrekvenciás terek következtében érzékszervi észlelések jelentkezhetnek mikrohullámok hallása MHz-ig kisülés is létrejöhet érintési áramok meghatározása. Nocebo hatás (placebo hatás mintájára) olyan káros hatás, amit valamilyen veszély feltételezése, vélelme vált ki.

6 Témakörök Néhány definíció és fogalom Rádiótelefon bázisállomások és készülékek sugárzása Rádiótelefon rendszerek működése mozgó mobiltelefon esetében Expozíció rádiótelefon bázisállomás torony környezetében A nyaláb - m-re éri el a talajt. Vízszintes és függőleges nyalábolás Szabad térben a távolság négyzetével arányosan csökken Beépített környezetben a távolság ~.-ik hatványával csökken A kisugárzott teljesítmény időben (a forgalomtól függően) változik Az expozíció kis területen is, a terjedési viszonyok miatt, jelentősen ingadozhat Teljesítménysűrűségek a lakosság által elérhető helyeken, szélessávú ( MHz- GHz) mérések alapján, hazai bázisállomások környezetében Hely Tetőn, antenna közelében (< m) Szomszéd háznál Felső lakásban Egyéb helyeken (talajon) Mérések száma Telj.sűrűség (µw/cm ),,,, Hány %-a a régi határértéknek,,,, Lakossági határérték (/): - µw/cm (9, vagy MHz),, Hány %-a az új határértéknek,,9 Kézitelefonok sugárzása és a fej A kisugárzott teljesítmény -%-a a fejben nyelődhet el Az elnyelődés függ a telefon típusától, a használat módjától Nagy felületű antenna esetében kisebb az elnyelődés A Headset, Bluetooth és a gépkocsi kihangosító csökkenti a fejet érő sugárzást Több nagyságrenddel nagyobb expozíció mint a bázisállomás esetében Bázisállomás a tetőn:.- µw/cm Kézikészüléktől cm-re: - µw/cm is lehet Vezeték nélküli kommunikáció Wireless (vezetéknélküli) kommunikáció Elektromágneses sugárzások segítségével bonyolított kommunikáció. Ebbe tartoznak különböző hatósugarú eszközök és rendszerek, a műholdas kapcsolatokig. Bluetooth Kis hatósugarú (max. m) vezeték nélküli technológia (WPAN) Pl.: vezeték nélküli egér, billentyűzet, fejhallgató stb. Router Vezeték nélküli helyi kapcsolatok (WLAN) hatósugara m körüli. Pl. egy számítógép kapcsolódási lehetősége (általában külön antennával router antenna) egy kiterjedtebb hálózathoz. Ide sorolhatók a garázs nyitó rendszerek, a bébi őrző rendszerek stb. Ide sorolható még a beltéri egyéb felhasználás is pl: cordless telefon. Mobil telefon A cellás rendszer (mobil telefon és a hozzá tartozó bázisállomások) nagyobb hatósugarú (max. - km)

7 Lakások Rf terheltsége és a hordozható készülékek mellett cm-re mért értékek Router Cordless Lakás/ készülék Átlag lakás Bázisáll. közeli lakás Bluetooth Mobil telefon, beszélgetéskor Mért értékek (V/m) <, <,,,,,,,,, Lakossági határérték (V/m),,,,,,, A mobil telefon biológiai hatása Daganatos megbetegedések (-B besorolás) Általánosságban nem növelte a kockázatot a mobil használata Hosszú idejű mobil használatnál összefüggést találtak a használat oldala és az agydaganat között módszertani kritika A fültőmirigy daganat kockázatát nem növelte a hosszú idejű használat, de a használat oldala igen. INTERPHONE Stady: országból több, mint gliómás és meningiómás esetet dolgoztak fel. Nem találtak fokozott kockázatot az agydaganatok kialakulásában a mobil telefon használat következtében. Főbb problémák (mobil telefonok): - az expozíció pontos becslése érdemben lehetetlen - rövid még a követési idő Témakörök Optikai sugárzásokat jellemző fizikai mennyiségek Sugársűrűség (infravörös, látható és ultraibolya sugárzás + lézer) Mennyiség Sugárzott teljesítmény Sugárzott energia W (watt) W/m sr (watt/négyzetméterszteradián) J (joule) Mértékegysége Sugárzott felületi teljesítmény Spektrális sug. felületi telj. Besugárzottság W/m (watt/négyzetméter) W/m nm (watt/négyzetméternanométer) J/m (joule/négyzetméter) Lézerek Optikai sugárzás alkalmazások Egészségügy sebészet, szemészet, bőrgyógyászat (terápia, akupunktúra) Ipar méréstechnika, anyagmegmunkálás, hírközlés, holográfia, (szórakoztató ipar) Kozmetika (kezelések) Gyerekjáték (pointer) Ultraibolya (UV) sugárzás Szoláriumok ( év felett) Bankjegyvizsgálók bank, posta, pénztáros stb. Egészségügy sterilezés, kezelés Ipar hegesztés, nyomda levilágítás, sterilizálás Ultraibolya sugárzások Hullámhossz szerinti felosztás: -- UV-A: - nm -- UV-B: - nm -- UV-C: - nm A fotonok energiája az optikai sugárzások közül az UV tartományban, azon belül az UV-B-nél a legnagyobb kémiai kötések törése DNS károsító hatás bizonyított rákkeltő hatás Természetes UV sugárforrás a Nap A magaslégköri ózoncsökkenés miatt az UV-B sugárzás mennyisége megnőtt az utóbbi évtizedekben. Ez károsíthatja: a növényeket az állatokat az embereket (pl. bőrrák, szürkehályog képződés)

8 Optikai sugárzások biológiai hatásai Témakörök S Z E M B Ő R szaruhártya lencse retina szaruhártya gyulladás szürkehályog szürkehályog? lencsehiány esetén retina gyulladás f o k o z o t t ö r e g e d é s fotokarcinogenezis immunológiai változás? erythema hatásmechanizmus ionizáció e l s ő d l e g e s e n f o t o k é m i a i t e r m á l i s CIE sávok UV-C UV-B UV-A látható Hullámhossz: nm /. (VII..) ESzCsM rendelet/.! /. (VII..) ESzCsM rendelet/. Lakosságra vonatkozó, Hz- GHz-ig terjedő frekvenciatartományban az elektromágneses sugárzás megengedett egészségügyi felső határértékei alapkorlátok és vonatkoztatási határértékek. sz. mell. Vonatkoztatási határértékek (lakosságra) Alapkorlát: azon korlátok, melyek közvetlenül a megállapított egészségi hatásokon alapulnak. Vonatkoztatási határérték: az alapkorlátból származtatott határérték, a gyakorlatban végzett expozíció mérések céljaira. A vonatkoztatási határérték betartását az ÁNTSZ illetékes Sugáregészségügyi Decentruma ellenőrzi. (Korm.Szakig.Szerv) Egyes esetekben a vonatkoztatási szint teljesülését méréssel kell igazolni hatóság: ÁNTSZ Decentrum. (...) Frekvencia Megengedett szint Hz µt - MHz V/m = µw/cm 9 MHz µw/cm MHz 9 µw/cm (Előzmény: 999/9/EC: lakosságra Hz-GHz alapja: ICNIRP, 999.) / (XI. 9.) EMMI rendelet /. Munkahelyre vonatkozó, Hz- GHz-ig terjedő frekvenciatartományban az elektromágneses sugárzás megengedett egészségügyi felső határértékei expozíciós határértékek elnyelt telj. (alapkorlátok) beavatkozási szintek levegőben mérhető értékek (vonatkoztatási határértékek) I., II. III. és IV. melléklet Hatályba lépés:. november. (Hatályba lépés EU szinten:.) / (XI. 9.) EMMI rendelet /. Ez az irányelv nem foglalkozik a hosszú távú hatásokkal, mivel az ok-okozati összefüggésekre jelenleg nincs tudományosan megalapozott bizonyíték. Kizárólag a rövid távú, közvetlen biofizikai hatások és az elektromágneses expozíció közötti, tudományosan megalapozott összefüggésekre vonatkozik (..) A kockázatot elsődlegesen a forrásnál kell csökkenteni. A munkáltató köteles értékelni az összes kockázatot Elfogadhatja a gyártó vagy forgalmazó által megjelölt kibocsátási szinteket, amikor azonban a megfelelés nem állapítható meg megbízhatóan, akkor méréssel vagy számítással kell meghatározni a határértéknek való megfelelőséget (..) Speciális esetekben expozíció túllépés lehetséges Különösen veszélyeztetett munkavállalók: orvostechnikai eszközöket viselők (pl. szívritmus-szabályozó, inzulinpumpa) illetve várandós nők (..)

9 / (XI. 9.) EMMI rendelet /. Átmeneti jellegű tünetek előfordulhatnak: Sztatikus mágneses terek esetén: szédülés vagy hányinger Hz esetén: agyi funkciókban változások, retinán szemkáprázás Ilyenkor a munkáltatónak aktualizálni kell a kockázatértékelést és a megelőző intézkedéseket (..) Tájékoztatást, oktatást kell tartani a dolgozóknak (..) Az expozíció szintje meghaladhatja az expozíciós határértékek szintjét MRI berendezéseknél egyes esetekben, illetve általában kellően indokolt esetekben (9..) (Kötelező erővel nem bíró) gyakorlati útmutató elkészült. január végére az irányelv használatával kapcsolatban oldalnyi anyag (..). / (XI. 9.) EMMI rendelet /. I. melléklet: az expozícióval kapcsolatos fizikai mennyiségek meghatározása II. melléklet: nem termikus hatások ( Hz MHz) Expozíciós határértékek (expozíciós, egészségügyi és érzékelési határértékek). Beavatkozási szintek (elektromos terek, mágneses terek, érintési áram és sztatikus mágnes terek). III. melléklet: termikus hatások ( khz GHz) Expozíciós határértékek (egészségügyi és érzékelési határértékek) Beavatkozási szintek (beavatkozási szintek és beavatkozási szintek érintési áramokra) IV. melléklet: A kokckázatértékelés jóváhagyásának kötelezettségével érintett tevékenységi körök /. (V..) EüM. rendelet Munkahelyi mesterséges optikai sugárzásnak való expozícióból keletkező, a munkavállalók egészségét és biztonságát veszélyeztető kockázatokkal szembeni védelemre vonatkozó minimumkövetelményekről Azon kockázati tényezőre vonatkozik, amelyet a szem és a bőr mesterséges optikai sugárzásnak való expozíciójából eredő káros hatások okoznak. Expozíciós határértékek:. melléklet (nem természetes, nem koherens optikai sugárzásokra). melléklet (lézer sugárzásokra) /. (V..) EüM. rendelet Ez az irányelv nem foglalkozik a természetes (Napból eredő) optikai sugárzással! Annak ellenére, hogy a mezőgazdasági és építőipari dolgozók igen nagy számban vannak kitéve természetes UV sugárzásnak. Az optikai források sugárzása általában szélesebb sávban történik, ezért annak mérése, ellenőrzése (a sugárterhelés számítása) sokkal összetettebb feladat, mint a nagyfrekvenciás sugárzások esetében, ahol általában diszkrét frekvencián történő sugárzással találkozunk Hatályba lépés EU szinten:. április. Az Európai Unió Hivatalos Lapja (L/) (europa.eu.int) Köszönöm a figyelmüket! 9