Elektromagnetisk strålning och hälsa - Electromagnetic radiation and health

Denna artikel handlar om hälsoeffekter av icke-joniserande strålning. För de negativa hälsoeffekterna av joniserande strålning, se strålningsförgiftning .

Typer av strålning i det elektromagnetiska spektrumet
Typer av strålning i det elektromagnetiska spektrumet
Del av en serie om
Förorening
Luftföroreningar3.jpg
Luftförorening
Biologisk förorening
Elektromagnetisk förorening
Naturlig förorening
Buller
Strålningsföroreningar
Markförorening
Fast förorening av avfall
Rymdföroreningar
Termisk förorening
Visuell förorening
Krigsföroreningar
Vattenförorening
Övrigt
Listor

Kategorier

Elektromagnetisk strålning kan indelas i två typer: joniserande strålning och icke-joniserande strålning , baserat på förmågan hos en enda foton med mer än 10  eV energi att jonisera atomer eller bryta kemiska bindningar . Extrema ultravioletta och högre frekvenser, såsom röntgenstrålar eller gammastrålningar joniserar, och dessa utgör sina egna särskilda faror: se strålningsförgiftning .

Den vanligaste hälsorisken för strålning är solbränna , vilket orsakar mellan cirka 100 000 och 1 miljon nya hudcancer årligen i USA.

Under 2011 har WHO och International Agency for Research on Cancer (IARC) klassificerat radiofrekventa elektromagnetiska fält som möjligen cancerframkallande för människor (grupp 2B).

Faror

Dielektrisk uppvärmning från elektromagnetiska fält kan skapa en biologisk fara. Till exempel, röra eller stående runt en antenn medan en hög effekt sändaren är i drift kan orsaka brännskador (mekanismen är densamma som den som används i en mikrovågsugn ).

Värmeeffekten varierar med effekten och frekvensen för den elektromagnetiska energin, liksom den inversa kvadraten av avståndet till källan. Ögonen och testiklarna är särskilt mottagliga för uppvärmning av radiofrekvenser på grund av brist på blodflöde i dessa områden som annars skulle kunna avleda värmeuppbyggnaden.

Radiofrekvens (RF) energi vid effekttätheten på 1–10 mW/cm 2 eller högre kan orsaka mätbar uppvärmning av vävnader. Typiska RF -energinivåer som allmänheten stöter på ligger långt under den nivå som krävs för att orsaka betydande uppvärmning, men vissa arbetsplatsmiljöer nära RF -källor med hög effekt kan överskrida säkra exponeringsgränser. Ett mått på värmeeffekten är den specifika absorptionshastigheten eller SAR, som har wattenheter per kilogram (W/kg). Den IEEE och många nationella regeringar har etablerat säkerhetsgränser för exponering för olika frekvenser av elektromagnetisk energi baserad på SAR , huvudsakligen baserad på ICNIRP riktlinjer som vakt mot termisk skada.

Låg exponering

Världshälsoorganisationen inledde ett forskningsarbete 1996 för att studera hälsoeffekterna från människors ständigt ökande exponering för en mängd olika EMR-källor. Under 2011 har WHO/International Agency for Research on Cancer (IARC) klassificerat radiofrekventa elektromagnetiska fält som möjligen cancerframkallande för människor (grupp 2B), baserat på en ökad risk för gliom, en malign typ av hjärncancer, i samband med användning av mobiltelefoner .

Epidemiologiska studier letar efter statistiska samband mellan EM -exponering i fältet och specifika hälsoeffekter. Från och med 2019 är mycket av det nuvarande arbetet inriktat på studier av EM -fält i relation till cancer. Det finns publikationer som stöder förekomsten av komplexa biologiska och neurologiska effekter av svagare icke-termiska elektromagnetiska fält (se Bioelektromagnetik ), inklusive svaga ELF- elektromagnetiska fält och modulerade RF- och mikrovågsfält .

Effekter efter frekvens

Varningsskylt bredvid en sändare med höga fältstyrkor

Även om de mest akuta exponeringarna för skadliga nivåer av elektromagnetisk strålning omedelbart realiseras som brännskador, kan hälsoeffekterna på grund av kronisk eller yrkesmässig exponering inte visa effekter på månader eller år.

Extremt låg frekvens

Elektriska och magnetiska fält uppstår där el genereras eller distribueras i kraftledningar, kablar eller elektriska apparater. Mänskliga svar beror på fältstyrka, omgivande miljöförhållanden och individuell känslighet. 7% av volontärerna utsatta för kraftfrekventa elektriska fält med högeffekt, extremt lågfrekvent RF med elektriska fältnivåer i det låga kV/m-området rapporterade smärtsamma strömmar som flöt till marken genom en kroppskontaktyta som fötterna, eller böjs till marken där kroppen var välisolerad.

International Agency for Research on Cancer (IARC) finner "otillräckliga bevis" för cancerframkallande hos människor.

Kortvågs

Shortwave (1,6 till 30 MHz) diatermi kan användas som en terapeutisk teknik för sin smärtstillande effekt och djupa muskelavslappning, men har i stor utsträckning ersatts av ultraljud . Temperaturerna i musklerna kan öka med 4-6 ° C, och subkutant fett med 15 ° C. FCC har begränsat de frekvenser som är tillåtna för medicinsk behandling, och de flesta maskiner i USA använder 27,12 MHz. Kortvågsdiatermi kan appliceras antingen i kontinuerligt eller pulserande läge. Det senare blev framträdande eftersom det kontinuerliga läget producerade för mycket uppvärmning för snabbt, vilket gjorde patienter obekväma. Tekniken värmer bara vävnader som är bra elektriska ledare, såsom blodkärl och muskler . Fettvävnad (fett) får liten uppvärmning av induktionsfält eftersom en elektrisk ström faktiskt inte går genom vävnaderna.

Studier har utförts på användning av kortvågsstrålning för cancerterapi och främjande av sårläkning, med viss framgång. Men vid en tillräckligt hög energinivå kan kortvågsenergi vara skadligt för människors hälsa och kan orsaka skador på biologiska vävnader. FCC-gränserna för högsta tillåtna exponering på arbetsplatsen för kortvågig radiofrekvensenergi i intervallet 3–30 MHz har en planvågsekvivalent effekttäthet på (900/ f 2 ) mW/ cm 2 där f är frekvensen i MHz och 100 mW / cm 2 0,3-3,0 MHz. För okontrollerad exponering för allmänheten är gränsen 180/ f 2 mellan 1,34 och 30 MHz.

Radiofrekvensfält

Se även: Mobiltelefonstrålning och hälsa

Beteckningen på mobiltelefonsignaler som "möjligen cancerframkallande för människor" av Världshälsoorganisationen (WHO) (t.ex. dess IARC, se nedan) har ofta misstolkats som att det indikerar att ett visst mått på risk har observerats - men beteckningen indikerar bara att möjligheten kunde inte slutgiltigt uteslutas med hjälp av tillgänglig data.

Under 2011 klassificerade International Agency for Research on Cancer (IARC) mobiltelefonstrålning som grupp 2B "möjligen cancerframkallande" (snarare än grupp 2A "förmodligen cancerframkallande" eller "är cancerframkallande" grupp 1). Det betyder att det "kan finnas en viss risk" för cancerframkallande egenskaper, så ytterligare forskning om den långsiktiga, kraftiga användningen av mobiltelefoner måste genomföras. Den WHO konstaterade i 2014 att "Ett stort antal studier har utförts under de senaste två decennierna för att bedöma om mobiltelefoner utgör en potentiell hälsorisk. Hittills har inga negativa hälsoeffekter etablerats som orsakas av mobiltelefoner."

Sedan 1962 har mikrovågens hörseleffekt eller tinnitus visats från radiofrekvensexponering vid nivåer under signifikant uppvärmning. Studier under 1960 -talet i Europa och Ryssland påstod att de visade effekter på människor, särskilt nervsystemet, från RF -strålning med låg energi; studierna var omtvistade vid den tiden.

År 2019 testade reportrar från Chicago Tribune strålningsnivån från smartphones och fann att den översteg säkra nivåer. Den federala kommunikationskommissionen började kontrollera resultaten.

Radiofrekvensstrålning har visat sig ha mer termiska effekter. En persons kroppstemperatur kan höjas vilket kan leda till dödsfall om den utsätts för hög dos RF -strålning. Fokuserad RF -strålning kan också orsaka brännskador på huden eller grå starr i ögonen. Sammantaget observeras vissa hälsoeffekter vid höga nivåer av RF -strålning, men effekterna är inte tydliga vid låga exponeringsnivåer.

Millimeter vågor

År 2009 introducerade den amerikanska TSA helkroppsskannrar som en primär screeningmetod inom flygplatsens säkerhet , först som bakströms röntgenskannrar, som Europeiska unionen förbjöd 2011 på grund av hälso- och säkerhetsproblem, följt av millimetervågsskannrar . På samma sätt har WiGig för personliga nätverk öppnat 60 GHz och högre mikrovågsband för SAR -exponeringsbestämmelser. Tidigare var mikrovågsapplikationer i dessa band för punkt-till-punkt-satellitkommunikation med minimal mänsklig exponering.

Infraröd

Infraröda våglängder längre än 750 nm kan ge förändringar i ögonlinsen. Glassblåsarens grå starr är ett exempel på en värmeskada som skadar den främre linskapseln bland oskyddade glas- och järnarbetare. Kataraktliknande förändringar kan inträffa hos arbetare som observerar glödande massor av glas eller järn utan skyddsglasögon under långa perioder under många år.

Att utsätta huden för infraröd strålning nära synligt ljus (IR-A) leder till ökad produktion av fria radikaler . Korttidsexponering kan vara fördelaktigt (aktivera skyddande svar), medan långvarig exponering kan leda till fotoålder .

En annan viktig faktor är avståndet mellan arbetaren och strålningskällan. När det gäller bågsvetsning minskar infraröd strålning snabbt som en funktion av avstånd, så att det inte längre utgör någon okulär fara längre än tre fot från där svetsning sker, men ultraviolett strålning gör det fortfarande. Det är därför svetsarna bär tonade glasögon och omgivande arbetare behöver bara ha klara glasögon som filtrerar UV.

Synligt ljus

Fotisk retinopati är skada på det macula området i ögats näthinna som uppstår genom långvarig exponering för solljus, särskilt med vidgade pupiller . Detta kan till exempel hända när man observerar en solförmörkelse utan lämpligt ögonskydd. Solens strålning skapar en fotokemisk reaktion som kan resultera i visuell bländning och ett skotom . De inledande skadorna och ödem försvinner efter flera veckor, men kan efterlämna en permanent minskning av synskärpan.

Måttliga och kraftfulla lasrar är potentiellt farliga eftersom de kan bränna näthinnan i ögat eller till och med huden . För att kontrollera risken för skador definierar olika specifikationer-till exempel ANSI Z136 i USA, EN 60825-1/A2 i Europa och IEC 60825 internationellt-"klasser" av lasrar beroende på deras effekt och våglängd. Föreskrifter föreskriver nödvändiga säkerhetsåtgärder, till exempel märkning av lasrar med specifika varningar och användning av skyddsglasögon under användning (se lasersäkerhet ).

Precis som med dess infraröda och ultravioletta strålningsfaror skapar svetsning en intensiv ljusstyrka i det synliga ljusets spektrum, vilket kan orsaka tillfällig blixtblindhet . Vissa källor säger att det inte finns något minimalt säkert avstånd för exponering för dessa strålningsemissioner utan adekvat ögonskydd.

Ultraviolett

Solljuset innehåller tillräckligt med ultraviolett kraft för att orsaka solbränna inom timmar efter exponering, och brännskadorna ökar med exponeringstiden. Denna effekt är ett hudreaktion som kallas erytem , vilket orsakas av en tillräckligt stark dos UV-B . Solens UV-effekt är uppdelad i UV-A och UV-B: solens UV-A-flöde är 100 gånger UV-B, men erytemresponsen är 1000 gånger högre för UV-B. Denna exponering kan öka på högre höjder och reflekteras av snö, is eller sand. UV-B-flödet är 2–4 gånger större under de 4–6 timmarna på dygnet och absorberas inte signifikant av molntäcke eller upp till en meter vatten.

Ultraviolett ljus, särskilt UV-B, har visat sig orsaka grå starr och det finns vissa bevis på att solglasögon som bärs i tidig ålder kan bromsa utvecklingen i senare liv. Det mesta UV -ljuset från solen filtreras ut av atmosfären och följaktligen har flygbolagets piloter ofta höga grå starr på grund av de ökade nivåerna av UV -strålning i den övre atmosfären. Det antas att utarmning av ozonskiktet och en därmed ökad nivå av UV -ljus på marken kan öka framtida grå starr. Observera att linsen filtrerar UV -ljus, så om det tas bort via kirurgi kan man kanske se UV -ljus.

Långvarig exponering för ultraviolett strålning från solen kan leda till melanom och andra hudmaligniteter. Tydliga bevis fastställer ultraviolett strålning, särskilt den icke-joniserande medelfågeln UVB , som är orsaken till de flesta icke-melanom hudcancer , som är de vanligaste cancerformerna i världen. UV -strålar kan också orsaka rynkor , leverfläckar , mol och fräknar . Förutom solljus, andra källor inkluderar solarium och ljusa skrivbordslampor. Skador är kumulativa under ens livstid, så att permanenta effekter kanske inte är tydliga under en tid efter exponering.

Ultraviolett strålning med våglängder som är kortare än 300 nm ( aktiniska strålar ) kan skada hornhinnans epitel . Detta är oftast resultatet av exponering för solen på hög höjd och i områden där kortare våglängder lätt reflekteras från ljusa ytor, såsom snö, vatten och sand. UV som genereras av en svetsbåge kan på samma sätt orsaka skada på hornhinnan, känd som "bågöga" eller svetsning av blixtbränning , en form av fotokeratit .

Lysrör och glödlampor producerar internt ultraviolett ljus. Normalt omvandlas detta till synligt ljus av fosforfilmen inuti en skyddande beläggning. När filmen krackas av felaktig hantering eller felaktig tillverkning kan UV -utsläpp komma ut på nivåer som kan orsaka solbränna eller till och med hudcancer.

Förordning

I USA regleras ickejoniserande strålning i Radiation Control for Health and Safety Act från 1968 och Occupational Safety and Health Act från 1970 .

Se även

Referenser

Vidare läsning

externa länkar