01 32 Poradnik Ochrona przed narażeniam elektromagn

Program Wieloletni – Rozwój telekomunikacji i poczty w dobie społeczeństwa

informacyjnego

SP IV.6

Ochrona przed narażeniami elektromagnetycznymi

wynikającymi z rozwoju telekomunikacji współczesnej

i telekomunikacji nowych generacji – pomiary anten

radiokomunikacyjnych i pól elektromagnetycznych

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami

elektromagnetycznymi od systemów

radiokomunikacyjnych i wybrane zagadnienia z metrologii

środowiska elektromagnetycznego

Załącznik -

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami

elektromagnetycznymi od systemów

radiokomunikacyjnych

Wrocław, listopad 2007 r.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 2/127

Od autorów

Nasilający się wraz z rozwojem radiokomunikacji niepokój ludzi dotyczący wpływu

pól elektromagnetycznych na człowieka, niewystarczająca popularyzacja tych zagadnień w
społeczeństwie,

także

nierzetelna

propaganda

temat

szkodliwości

pól

elektromagnetycznych uprawiana przez niektóre środowiska ekologiczne była bezpośrednim
powodem stworzenia kompendium podstawowej wiedzy i możliwie szerokiej popularyzacji
tej wiedzy za pomocą Internetu.

Intencją autorów poradnika było zebranie podstawowej wiedzy z dziedziny

elektromagnetyzmu,

tym

przedstawienie

elementarnych

wiadomości

polu

elektromagnetycznym i źródłach tego pola, a także podstawowej wiedzy o systemach
radiokomunikacyjnych w kontekście narażeń elektromagnetycznych, czyli wpływu pola
elektromagnetycznego

człowieka.

Przedstawiono

kryteria

oceny

pola

elektromagnetycznego w środowisku, które są podstawą do ustalania bezpiecznych poziomów
dopuszczalnych (wartości granicznych) i ich weryfikacji. W poradniku podano aktualny stan
normalizacji w tym zakresie w krajach Unii Europejskiej i w Polsce, a także metody
teoretyczne i praktyczne sprawdzania poziomów dopuszczalnych pól elektromagnetycznych
w środowisku.

Zawartość poradnika w tym zakresie stanowi ogólnie dostępną wiedzę pochodzącą z

literatury, publikacji w czasopismach, materiałów konferencyjnych i wiedzy dostępnej w
Internecie. Poza tymi informacjami, w poradniku jest spory wkład pracy naukowej i
badawczej autorów. Dotyczy to zwłaszcza analiz i metodyk numerycznego modelowania
rozkładu pola elektromagnetycznego wokół obiektów nadawczych, a także praktycznych
metod sprawdzania i weryfikacji wyników obliczeń, zwłaszcza w polu bliskim anteny.

Autorzy poradnika mają nadzieję, że będzie on pomocny zarówno w pracy

administracji państwowej przy podejmowaniu decyzji, jak i ludzi niezaznajomionych
bezpośrednio z tą tematyką i tym samym wpisze się w ogólny trend budowy społeczeństwa
informacyjnego.

Autorzy poradnika:

mgr Marta Macher
mgr inż. Piotr Tyrawa
mgr inż. Marek Kałuski
Zakład Kompatybilności Elektromagnetycznej Z-21
Instytut Łączności, Państwowy Instytut Badawczy
ul. Szachowa 1, 04-894 Warszawa
(rozdziały 1, 3, 4, 5, 6)

dr inż. Paweł Bieńkowski
dr hab. inż. Eugeniusz Grudziński
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Politechnika Wrocławska
Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław
(rozdziały 2, 7)

Redakcja końcowa: mgr Marta Macher

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 3/127

Spis treści

1. Pole elektromagnetyczne........................................................................................................ 5

1.1. Wstęp ............................................................................................................................... 5
1.2. Podstawowe wiadomości o polu elektromagnetycznym ................................................. 7

1.2.1 Wielkości charakteryzujące pole elektromagnetyczne.............................................. 7
1.2.2. Morfologia pola elektromagnetycznego ................................................................. 10

2. Systemy radiokomunikacyjne .............................................................................................. 12

2.1. Radiofonia AM (fale długie i średnie)........................................................................... 12
2.2. Łączność i radiofonia KF (fale krótkie) ........................................................................ 14
2.3. Radiofonia UKF (fale ultrakrótkie) ............................................................................... 14
2.4. Telewizja naziemna ....................................................................................................... 15
2.5. Systemy radiokomunikacji ruchowej (RRL)................................................................. 16
2.7. Telefonia komórkowa.................................................................................................... 18
2.7 Sieci WiFi i Bluetooth .................................................................................................... 23
2.8. Systemy satelitarne (VSAT).......................................................................................... 24
2.9. Mikrofalowe linie radiowe ............................................................................................ 24
2.10. Podsumowanie............................................................................................................. 25

3. Źródła pola elektromagnetycznego ...................................................................................... 27

3.1. Podstawowe wiadomości o typach anten ...................................................................... 27
3.2. Podstawowe parametry anten ........................................................................................ 28
3.3. Anteny w zastosowaniach praktycznych ....................................................................... 31

3.3.1. Anteny długofalowe ............................................................................................... 32
3.3.2. Anteny dla zakresu krótkofalowego ....................................................................... 33
3.3.3. Charakterystyka źródeł promieniowania typowych dla zakresu krótkofalowego
oraz UKF-FM i TV........................................................................................................... 33
3.3.4. Charakterystyka anten systemów radiokomunikacji ruchomej lądowej (RRL) ..... 34
3.3.4. Linie radiowe.......................................................................................................... 37
3.3.5. Anteny łączności satelitarnej .................................................................................. 37
3.3.6. Urządzenia radionawigacyjne................................................................................. 38
3.3.7. Urządzenia radiolokacyjne ..................................................................................... 38
3.3.8. Inne źródła pól elektromagnetycznych - przykłady ............................................... 39

4. Oddziaływanie pól elektromagnetycznych na człowieka..................................................... 42

4.1. Stan wiedzy ................................................................................................................... 42
4.2. Kryteria oceny PEM w środowisku............................................................................... 44
4.3. Wyniki badań wpływu PEM na zdrowie ludzi.............................................................. 47
4.4. Komitet Naukowy ds. Pojawiających się i Nowo Rozpoznanych Zagrożeń dla Zdrowia
(SCENIHR) .......................................................................................................................... 53

4.4.1. Wprowadzenie ........................................................................................................ 53
4.4.2. Możliwe skutki działania PEM (EMF) na zdrowie ludzkie ................................... 55

5. Metody sprawdzania poziomów dopuszczalnych pól elektromagnetycznych w środowisku

.................................................................................................................................................. 64

5.1 Geneza powstawania wartości granicznych (dopuszczalnych poziomów) pól EM w
Europie i na świecie.............................................................................................................. 64
5.2. Pomiary jako podstawowa metoda wyznaczania i weryfikacji rozkładu pola EM wokół
istniejących stacji nadawczych ............................................................................................. 65
5.3. Metody obliczeniowe .................................................................................................... 67

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 4/127

5.4. Czynniki mające wpływ na wielkości zasięgu obszarów, w których występują pola o
wartościach większych od dopuszczalnych.......................................................................... 73
5.5. Przegląd zmierzonych typowych charakterystyk kierunkowych anten
charakterystycznych dla wybranych systemów telekomunikacyjnych pracujących w
różnych zakresach częstotliwości......................................................................................... 73

5.5.1 Charakterystyki promieniowania pojedynczej anteny układu (systemu) antenowego
z zakresu 87.5 - 108 MHz................................................................................................. 73
5.5.2 Charakterystyki promieniowania pojedynczej anteny TV ...................................... 76
5.5.3 Charakterystyki promieniowania anten sektorowych telefonii komórkowej -
przykłady .......................................................................................................................... 82

5.6. Przykładowe rozkłady pola elektromagnetycznego w otoczeniu różnorodnych źródeł
uzyskane na podstawie analiz teoretycznych ....................................................................... 85

6. Normalizacja......................................................................................................................... 96

6.1. Organizacje europejskie i międzynarodowe zajmujące się normalizacją ..................... 96
6.2. Ustalanie wartości granicznych pól EM w przepisach międzynarodowych i
europejskich.......................................................................................................................... 96
6.3. Uregulowania prawne w Unii Europejskiej................................................................... 97
6.4. Polskie uregulowania prawne w zakresie ochrony środowiska i BHP........................ 108

6.4.1 Wprowadzenie ....................................................................................................... 108
6.4.2. Przepisy ochrony środowiska (ogół ludności)...................................................... 111
6.4.3. Przepisy ochrony populacji zawodowej (pracownicy)......................................... 114
6.4.4. Analiza porównawcza przepisów ochrony środowiska i przepisów BHP ........... 117
6.4.5. Analiza porównawcza polskich przepisów na tle uregulowań zagranicznych..... 118

7. Słownik podstawowych pojęć z zakresu radiokomunikacji ............................................... 122
8. Międzynarodowe i europejskie dokumenty wykorzystane w opracowaniu ....................... 125
9. Polskie akty prawne wykorzystane w opracowaniu ........................................................... 126
10. Literatura .......................................................................................................................... 127

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 5/127

1. Pole elektromagnetyczne

1.1. Wstęp

Naturalne procesy elektromagnetyczne rozwijały się we wszechświecie od

początku jego istnienia i stanowią zasadniczy składnik środowiska Ziemi. Człowiek

stosunkowo niedawno wprowadził do tego środowiska urządzenia emitujące energię

elektromagnetyczną w szerokim zakresie częstotliwości. Ostatnie lata związane są z

dużym wzrostem liczby i mocy źródeł wytwarzających pola elektromagnetyczne

(PEM). Naturalne środowisko Ziemi zostało zakłócone przez PEM, którego źródłem

jest, przede wszystkim, ogromna ilość urządzeń energetycznych, stacji radiowych,

telewizyjnych, łączności satelitarnej, stacji radiolokacyjnych, radionawigacyjnych,

radiokomunikacji ruchomej lądowej, w tym telefonii komórkowej.

Widmo niejonizującego promieniowania elektromagnetycznego obejmuje

bardzo szerokie spektrum częstotliwości od 0 Hz do powyżej 3x10

Hz. Jest ono

dobrem globalnym a jego ograniczone zasoby stwarzają konieczność regulacji jego

wykorzystania

szczeblu

międzynarodowym.

gospodarkę

widmem

elektromagnetycznym odpowiedzialna jest Międzynarodowa Unia Telekomunikacyjna

(ITU – International Telecommunication Union).

W opracowaniach wydawanych przez Światową Organizację Zdrowia (WHO)

przyjmuje się, że średnia gęstość mocy PEM z zakresu radiowego pochodzącego

z kosmosu jest rzędu 1.4x10

-7

W/m

, podczas gdy poziom tła elektromagnetycznego

pochodzącego od tzw. sztucznych źródeł PEM (głównie od stacji radiowych

i telewizyjnych), w wielkich miastach amerykańskich osiągał wartość rzędu

-3

–10

-2

W/m

. Przy dużej liczbie źródeł wytwarzających PEM w szerokim zakresie

częstotliwości,

działających

jednocześnie,

uzyskujemy

widmo

wypadkowe,

zawierające dominujące dyskretne składowe o szczególnie dużej intensywności oraz

tło zbliżone do szumu. Intensywność PEM pochodzącego od stacji nadawczych można

oszacować na podstawie ich rozmieszczenia w przestrzeni oraz analizy czasowo-

częstotliwościowej z uwzględnieniem mocy i innych parametrów znamionowych

urządzeń nadawczych. Nie należy również pomijać ekspozycji na PEM od urządzeń

wytwarzających je w sposób niezamierzony, na skutek niedoskonałych rozwiązań

konstrukcyjnych czy braku odpowiednich zabezpieczeń (niedostateczne ekranowanie

lub jego brak) wliczając w to przewody współosiowe i złącza. Urządzeń tych jest

znacznie więcej niż stacji nadawczych. Należy do nich zaliczyć takie urządzenia jak:

wśród urządzeń przemysłowych - zgrzewarki pojemnościowe, wśród urządzeń

medycznych - diatermie krótkofalowe. Ponadto należy tu wymienić urządzenia

elektryczne, maszyny i urządzenia technologiczne oraz domowe urządzenia

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 6/127

powszechnego użytku, wyposażone w silniki elektryczne a także linie

elektroenergetyczne wysokiego napięcia, stacje transformatorowo-rozdzielcze,

samochody (promieniowanie układu zapłonowego) i wiele innych. Ich emisja może

mieć zarówno charakter losowy jak i deterministyczny. Mogą zajmować zarówno

szerokie pasma częstotliwości, jak i dyskretne linie widmowe. Jednostkowe moce

emitowane mogą też być bardzo różne, od pikowatów do megawatów. Wzrost liczby
źródeł emisji niezamierzonej jest trudny do oszacowania ze względu na brak
odpowiednich danych. Należy również zwrócić uwagę nie tylko na działanie urządzeń

technicznych wnoszących „wkład” do naturalnego środowiska elektromagnetycznego,

ale również na określone jego zaburzenia związane z wprowadzeniem materiałów z

tworzyw sztucznych. Wiadomo jest, że dywany i wykładziny z tworzyw sztucznych

(podobnie jak bielizna osobista czy odzież) mogą powodować elektryzowanie się osób

i przedmiotów do stosunkowo wysokich potencjałów, dochodzących nawet do 10 kV.

Zatem pole elektromagnetyczne oddziaływuje na środowisko w sposób

naturalny i sztuczny. Składnikami pola naturalnego są: stałe pole magnetyczne

odpowiadające w naszej szerokości geograficznej 40 A/m, stałe pole elektryczne

odpowiadające średniorocznej wartości od 100 - 150 V/m i zmienne pole

elektromagnetyczne pochodzące od Słońca. Powłoki gazowe otaczające Ziemię

przepuszczają pola elektromagnetyczne określonych częstotliwości. Jedną grupę

stanowi tzw. „okno świetlne” obejmujące podczerwień, światło widzialne i część

ultrafioletu, a drugą tzw. „okno radiowe” obejmujące fale radiowe. Rola „okna
świetlnego” jest podstawą rozwoju życia biologicznego, natomiast rola „okna
radiowego” pozostaje nieznana. Jednakże ilość energii docierająca „oknem radiowym”

jest niewielka, a życie biologiczne na Ziemi wydaje się być dobrze przystosowane do

naturalnych PEM.

Sztuczne pole elektromagnetyczne pochodzi, jak wcześniej wspomniano, ze

źródeł sztucznych i obejmuje zastosowania PEM stworzone przez człowieka.
Zastosowania te obejmują szereg dziedzin życia ludzkiego, takich jak radiofonia i

telewizja, komunikacja, nawigacja, radiolokacja, medycyna i przemysł, a w nim

urządzenia gospodarstwa domowego.

Promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie częstotliwości 0 - 300 GHz jest

promieniowaniem niejonizującym, natomiast właściwości jonizujące posiada

promieniowanie nadfioletowe, rentgenowskie oraz gamma, czyli promieniowanie o

częstotliwościach powyżej 3

∗

GHz. Promieniowanie niejonizujące charakteryzuje

się tym, że atom lub cząsteczka absorbując energię fali elektromagnetycznej nie

rozpada się na jony, natomiast promieniowanie jonizujące pochodzi z rozpadu cząstek

elementarnych. Wpływ PEM w obydwu przypadkach jest całkowicie odmienny.

Promieniowanie jonizujące powoduje, bowiem, nieodwracalne zmiany w tkankach

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 7/127

biologicznych, natomiast promieniowanie niejonizujące może spowodować efekt

termiczny, polegający na miejscowym lub ogólnoustrojowym wzroście temperatury w
żywym organizmie lub atermiczny, polegający na zmianach funkcji biologicznych
organów wewnętrznych człowieka. W dalszym ciągu niniejszego opracowania

będziemy zajmować się jedynie oddziaływaniem promieniowania niejonizującego.

Z uwagi na to, że fale elektromagnetyczne, w zależności od częstotliwości,

charakteryzują się odmiennymi własnościami generacji, propagacji i pochłaniania

istnieją różnice w ich praktycznym wykorzystaniu. Przedmiotem dalszych rozważań

będą urządzenia radiokomunikacyjne i radiolokacyjne pracujące w zakresie fal

radiowych, który obejmuje promieniowanie elektromagnetyczne o częstotliwości

0.1 MHz do 300 GHz, czyli promieniowanie niejonizujące. Długości fal odpowie-

dające temu zakresowi częstotliwości mieszczą się w granicach od 3 km do 1 mm.

Jak wiadomo, energia w postaci fali elektromagnetycznej jest promieniowana

do otaczającej przestrzeni m.in. za pomocą różnego rodzaju anten, w zależności od

pasma częstotliwości, w którym jest stosowana.

1.2. Podstawowe wiadomości o polu elektromagnetycznym

1.2.1 Wielkości charakteryzujące pole elektromagnetyczne

Pole elektromagnetyczne jest jedną ze szczególnych form istnienia materii.

Energia elektryczna wypromieniowywana w przestrzeń istnieje tam w postaci fal

elektromagnetycznych nazywanych w uproszczeniu falami radiowymi. W swobodnej

przestrzeni poruszają się one z prędkością światła, w postaci wzajemnie prostopadłych

do siebie pól elektrycznych i magnetycznych (pól wektorowych), które jednocześnie

są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali elektromagnetycznej.

Częstotliwość, długość fali,

Częstotliwość [f] określa szybkość zmian pola elektromagnetycznego w czasie i

jest wyrażana w hercach (Hz). 1 Hz określa zmianę w czasie 1 sekundy. W praktyce są

stosowane kHz (kiloherce), MHz (megaherce), GHz (gigaherce).

Długość fali [λ] jest to odcinek w przestrzeni wzdłuż drogi rozchodzenia się fali

pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (np. odległość między sąsiednimi

maksimami). Wzajemną relację pomiędzy częstotliwością a długością fali wyraża

zależność:

=v/f

gdzie
v – prędkość rozchodzenia się fali

Prędkość rozchodzenia się fal elektromagnetycznych w próżni jest równa 2,997930x10

m/s

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 8/127

W wolnej przestrzeni prędkość fali elektromagnetycznej jest równa prędkości

światła i stąd dla zastosowań praktycznych długość fali w wolnej przestrzeni można
wyznaczyć z zależności uproszczonej:

=300/f,

gdzie
λ

- w metrach,

f – w MHz

Przykłady zależności częstotliwości od długości fali dla różnych źródeł

promieniowania podano w tabeli 1.

Tabela 1. Źródła pól elektromagnetycznych i ich częstotliwości promieniowania

Źródła

Częstotliwość

Długość fali

Radiofonia FM
Telewizja

30 MHz do 300 MHz

10 m do 1 m

Telefony komórkowe
Kuchenki mikrofalowe

300 MHz do 3 GHz

1 m do 10 cm

Linie radiowe

3 GHz do 30 GHz

10 cm do 1 cm

Urządzenia radiolokacyjne

30 GHz do 300 GHz

1 cm do 1 mm

>300 GHz

<1 mm

Natężenie pola elektrycznego E

Wielkość wektora pola w punkcie odpowiadająca sile (F) działającej na mały

ładunek dodatni (q) podzielonej przez ten ładunek.

Natężenia pola elektrycznego jest wyrażone w woltach na metr (V/m).

Natężenie pola magnetycznego H

Wielkość wektora pola w punkcie, w którym siła (F) działa na ładunek q

poruszający się z prędkością v

µµµµ

- przenikalność magnetyczna w henrach na metr (H/m)

Natężenie pola magnetycznego jest wyrażone w amperach na metr (A/m)

)

(

µµµµ

××××

====

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 9/127

Gęstość mocy

Gęstość mocy definiuje się jako moc przenoszoną przez jednostkę powierzchni

prostopadłą do kierunku rozchodzenia się fali elektromagnetycznej, zazwyczaj

wyrażaną w watach na metr kwadratowy [W/m

]. W przypadku fali płaskiej, czyli w

obszarze pola dalekiego, gęstość strumienia mocy, natężenie pola elektrycznego (E) i

natężenie pola magnetycznego (H) są związane przez impedancję wolnej przestrzeni,

tzn. 377 omów.

W szczególności,

= 377 H = EH

====

377

Polaryzacja

Właściwość pól elektromagnetycznych opisująca zmianę w czasie, kierunku i

amplitudy wektora pola elektrycznego, innymi słowy polaryzacją fali nazywamy

kierunek wyznaczony przez wektor składowej elektrycznej fali elektromagnetycznej. I

tak, jeżeli linie pola elektrycznego przebiegają pionowo do kierunku rozchodzenia się

fali oznacza to, że fala ma polaryzację pionową, jeżeli linie pola elektrycznego

przebiegają poziomo, w płaszczyźnie rozchodzenia się fali to mamy polaryzację

poziomą. Jeżeli wektor składowej elektrycznej (zwany wektorem polaryzacji) nie ma

stałego kierunku, tylko wiruje w przestrzeni mówimy o polaryzacji kołowej, lub

ogólnie eliptycznej.

Rys. 1.1. Graficzny obraz strumienia fali elektromagnetyczny

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 10/127

1.2.2. Morfologia pola elektromagnetycznego

Pole elektromagnetyczne w zależności od odległości od źródła posiada odmienne

właściwości i w związku z tym zostało podzielone na następujące obszary:

Obszar pola dalekiego

W tym obszarze, pole ma przeważnie charakter fali płaskiej, tj. lokalnie

jednorodne rozkłady natężeń pola elektrycznego i magnetycznego rozchodzącą się w

kierunku prostopadłym do kierunku rozchodzenia się fali.

Obszar pola dalekiego definiuje warunek

r>2D

λλλλ

gdzie r – odległość od anteny

D – największy z wymiarów anteny.

Obliczenia rozkładu pola elektromagnetycznego dla tego obszaru wykonujemy

wg wzorów:

Gęstość mocy wyrażona za pomocą wzoru:

)

(

ππππ

φφφφ

θθθθ

====

Natężenie pola elektrycznego:

)

(

φφφφ

θθθθ

====

Natężenia pola magnetycznego:

377

====

gdzie
P – moc na wejściu anteny
G – zysk anteny w odniesieniu do źródła izotropowego

θθθθ

φφφφ

- kąty elewacji i azymutu

r – odległość punktu obserwacji od anteny.

Obszar pola bliskiego

Obszar zwykle w pobliżu anteny lub innych struktur promieniujących, w

których pola elektryczne i magnetyczne nie mają dostatecznie charakteru fali płaskiej,

ale znacznie różnią się od punktu do punktu. Obszar pola bliskiego jest podzielony

wewnątrz na bierny obszar pola bliskiego, który znajduje się najbliżej struktury

promieniującej i w którym zawarta jest większość lub prawie cała zgromadzona

energia oraz obszar promieniowania pola bliskiego, zwany strefą Fresnela, w którym

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 11/127

pole promieniujące dominuje nad polem biernym, ale brakuje mu dostatecznie

charakteru fali płaskiej i ma skomplikowaną strukturę.

Obszar pola bliskiego zwany strefą Fresnela jest zdefiniowany przez

λλλλ

≤≤≤≤

<<<<

gdzie r jest odległością punktu obserwacji od anteny.

Obszar biernego pola bliskiego jest zdefiniowany przez

λλλλ

<<<<

gdzie r jest odległością punktu obserwacji od anteny.

W obszarze pola bliskiego pole elektromagnetyczne ma strukturę bardzo złożoną

m.in. ze względu na to, że pola elektryczne i magnetyczne nie są monotonicznie
malejące.

Z uwagi na to, w celu analizy tych pól nie można stosować związków między

wektorami natężenia pola elektrycznego i magnetycznego, wykorzystywanymi w

strefie dalekiej promieniowania, w której do wyznaczenia gęstości mocy wystarczy

znajomość wartości skutecznej natężenia składowej elektrycznej fali.

W celu wyznaczenia rozkładu PEM w strefie bliskiej anteny należy wyznaczyć

wartość natężenia składowej elektrycznej i składowej magnetycznej. Rozkład PEM w

tej strefie charakteryzuje się występowaniem licznych "enklaw" i maksimów

lokalnych, w których natężenia pól mają wartości wyższe aniżeli w obszarach

sąsiednich lub bliższych anteny.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 12/127

2. Systemy radiokomunikacyjne

Systemy radiokomunikacyjne pracują w zakresie częstotliwości od setek

kiloherców do dziesiątek gigaherców. Zależnie od zastosowania i potrzeb systemy te

pracują w bardzo różnych konfiguracjach z mocami od części wata do megawatów.

Dla potrzeb niniejszego opracowania systemy zostaną podzielone pod względem

zastosowania. Dla każdego systemu przedstawione zostaną przybliżone zakresy

częstotliwości

pracy

(szczegółowe

zakresy

częstotliwości

przydzielone

poszczególnym służbom i systemom zamieszczone są w Tabeli przeznaczeń

częstotliwości, publikowanej w Dzienniku Ustaw), stosowane typowe moce

nadajników oraz typy anten.

2.1. Radiofonia AM (fale długie i średnie)

System obecnie mało popularny, w Polsce pojedyncze ośrodki (np. Solec

Kujawski, Raszyn)

•

zakres częstotliwości: 150 kHz – 1,6 MHz (fale długie i średnie).

•

typowe moce nadajników: 10 kW- 2 MW.

•

anteny i ich rozmieszczenie: typowo anteny pionowe o długości

/4 lub

/2.

Rzadko spotykane systemy antenowe o kształtowanej charakterystyce

kierunkowej (np. Centrum nadawcze Polskiego Radia w Solcu Kujawskim), zysk

anten nie przekracza zwykle 3 dBi. Anteny posadowione są na wydzielonym terenie,

zależnie od konstrukcji zasilane symetrycznie lub niesymetrycznie.

•

bezpieczeństwo obsługi: w bezpośrednim otoczeniu anteny, oraz fiderów (w

tych systemach zwykle nieekranowanych) występuje stosunkowo wysokie

natężenie pola elektromagnetycznego obejmujące strefę pośrednią i zagrożenia.

Odpowiednia konstrukcja budynków na terenie centrów nadawczych oraz

samych nadajników zapewnia ochronę przed PEM pracowników obsługi.

Praktycznie ekspozycja na PEM występuje jedynie w trakcie prac na zewnątrz

(obchody terenu, konserwacja urządzeń, prace porządkowe).

•

opromieniowanie środowiska: znany problem centrum nadawczego w

Konstantynowie, i kilku pomniejszych średniofalowych na terenie kraju –

praktycznie żadne już nie istnieje, a nowe inwestycje lokalizowane są z

uwzględnieniem wszystkich wymagań ochrony środowiska.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 13/127

Rys. 2.1. System antenowy i fider Radiowego Centrum Nadawczego w Solcu Kujawskim

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 14/127

2.2. Łączność i radiofonia KF (fale krótkie)

Systemy rozsiewcze oraz radiokomunikacja amatorska i morska:

•

zakres częstotliwości: 3,5 – 30 MHz (fale krótkie),

•

typowe moce nadajników: 1-100 kW,

•

anteny i ich rozmieszczenie: anteny pionowe i poziome oraz systemy

antenowe, tzw. pola antenowe rozwieszone zwykle na masztach lokalizowane

na wydzielonych obszarach,

•

bezpieczeństwo obsługi: analogicznie jak dla systemów długo- i
średniofalowych,

•

opromieniowanie środowiska: dzięki lokalizacji centrów nadawczych na

wydzielonym terenie, praktycznie nie istnieje problem opromieniowania
środowiska.

2.3. Radiofonia UKF (fale ultrakrótkie)

Radiofonia naziemna:

•

zakres częstotliwości: 87.5-108 MHz,

•

typowe moce nadajników: 50 W – 10 kW,

•

anteny i ich rozmieszczenie: dipole półfalowe lub systemy antenowe złożone z

dipoli półfalowych. Możliwość kształtowania charakterystyki kierunkowej w

płaszczyźnie poziomej a zwłaszcza pionowej. Zyski systemów antenowych od

kilku do kilkunastu dBi. Anteny, lokalizowane w różnych miejscach: od

dachów budynków w terenie zabudowanym do wież antenowych w

wydzielonych centrach nadawczych,

•

bezpieczeństwo obsługi: prawidłowo zaprojektowana instalacja oraz same

nadajniki nie powodują ekspozycji na PEM pracowników obsługi. Ekspozycja

możliwa jedynie w bezpośrednim otoczeniu anten, sporadycznie na dachach

budynków, na których są posadowione anteny. W przypadku konieczności

wejścia na maszt lub wieżę przy pracującym systemie – ekspozycja może

obejmować strefę zagrożenia a nawet niebezpieczną,

•

opromieniowanie środowiska: dla anten montowanych ponad dachami

budynków istnieje niebezpieczeństwo przekroczenia wartości dopuszczalnych

natężenia PEM na tych dachach. Wyjątkowo problem może dotyczyć

sąsiednich budynków. Dla anten na masztach przy niewielkiej mocy

promieniowanej obszary natężenia PEM o wartościach większych od

dopuszczalnych zwykle nie występują, w przypadku centrów nadawczych

wielkich mocy (radiowo-telewizyjnych) obszary takie mogą mieć zasięg nawet

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 15/127

do kilkudziesięciu metrów, a w przypadku występowania wzniesień w

otoczeniu centrum, nawet do kilkuset metrów (na tych wzniesieniach).

2.4. Telewizja naziemna

Telewizja naziemna:

•

zakres częstotliwości: 174 – 230 MHz (pasmo VHF) i 470 - 862 MHz (pasmo

UHF),

•

typowe moce nadajników: 10 W-100 kW,

•

anteny i ich rozmieszczenie: zwykle systemy antenowe złożone z dipoli

półfalowych oraz tzw. anteny panelowe (zwłaszcza na pasmo UHF). Zysk od

kilku do kilkudziesięciu dBi. Lokalizacja anten podobnie jak dla systemów

radiofonii FM,

•

bezpieczeństwo obsługi: zagrożenie jak dla radiofonii FM. Ze względu na

większy zysk systemów antenowych i z reguły większe wysokości zawieszenia

(zwłaszcza dla wyższych częstotliwości) mniejsze zagrożenie występowaniem

stref ochronnych na dachach budynków,

•

opromieniowanie środowiska: analogicznie jak dla radiofonii FM, ale ze

względu na większe wysokości zawieszenia anten i węższe wiązki w pionie,

opromieniowanie miejsc dostępnych dla ludzi zwykle mniejsze.

Rys. 2.2. Wieże przekaźników telewizyjnych

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 16/127

2.5. Systemy radiokomunikacji ruchowej (RRL)

Systemy radiokomunikacji ruchowej, w tym łączność służb „mundurowych”

(MSWiA, Straż Miejska, Straż pożarna, Ratownictwo Medyczne) cywilnych

(energetyka, gazownictwo, wodociągi, służby komunalne, sieci korporacyjne,

prywatne i publiczne) Systemy RRL pracują w trybie tradycyjnym, tj. na stale

przydzielonych kanałach transmisyjnych lub w trybie trankingu (z dynamicznym

przydziałem kanałów).

I tak w skład systemu wchodzą:

1. Systemy dyspozytorskie (tradycyjne i tranking)

•

zakres częstotliwości: różne zakresy częstotliwości: 27MHz, 40 MHz

(wycofywane), 160 -174 MHz, 310 -330 MHz, 410 – 450 MHz,

•

typowe moce nadajników: 1 W (radiotelefony przenośne) – 15 W

(radiotelefony przewoźne) – 100 W (wielokanałowe stacje bazowe),

•

anteny i ich rozmieszczenie: stacje bazowe: anteny

/4 do 5/8

lub systemy

antenowe, radiotelefony przewoźne – anteny

/4 do

/2, radiotelefony

przenośne anteny

/4 do

/2 lub skrócone anteny heliakalne,

•

bezpieczeństwo obsługi: W przypadku stacji bazowych problem praktycznie

nie istnieje, większą uwagę należy zwrócić na użytkowników radiotelefonów

przenośnych i przewoźnych. W przypadku korzystania z radiotelefonu

przenośnego maksymalne natężenia PEM w okolicy głowy użytkownika może

dochodzić do kilkudziesięciu V/m (strefa zagrożenia) – szczegóły w tabeli 2.1 i

opisie pod tabelą. Również w przypadku radiotelefonów przewoźnych należy

liczyć się w występowaniem wewnątrz pojazdów obszarów strefy pośredniej.

Wynika to w dużej mierze ze źle wykonanej instalacji antenowej (brak „masy”

radiotelefonu i anteny czy też stosowanie anten przeznaczonych do montażu

ponad

powierzchnią

metalową,

która

pełni

rolę

przeciwwagi,

powierzchniach z tworzyw sztucznych),

•

opromieniowanie środowiska: Stacje bazowe systemów dyspozytorskich

bardzo rzadko stanowią zagrożenie dla środowiska. Większym problemem

mogą być radiotelefony przenośne i ich „cywilni” użytkownicy – wydaje się, że

osoby nieprzygotowane do pracy w PEM należy traktować nie jak

pracowników, a jako populację generalną. Z drugiej strony na oddziaływanie

PEM o natężeniach większych od dopuszczalnych narażone mogą być też

osoby postronne przebywające w promieniu do kilku metrów od użytkownika

radiotelefonu. To samo (a nawet w większym stopniu) dotyczy otoczenia

pojazdów z zamontowanymi radiotelefonami. Szczególnie istotne jest to dla

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 17/127

samochodów osobowych, w których anteny są zwykle na wysokości tułowia i

głowy stojącego obok człowieka.

Tabela 2.1 Natężenie PEM w otoczeniu wybranych radiotelefonów (badania własne)

Radio-
telefon

Pasmo

częstotliwości

[MHz]

antena

Granica

strefy

pośredniej

7 V/m

Granica

strefy

zagrożenia

20 V/m

Natężenie PEM

w odległości

15 cm od

anteny

Uwagi

25 cm

65 cm

35 cm

130 V/m

moc ok. 4 W, antena

helikalna „koci ogon”

25 cm

45 cm

25 cm

77 V/m

moc ok. 1 W

„2 m”

144

12 cm

25 cm

15 cm

25 V/m

moc ok. 2 W,

antena dwupasmowa

2m/70cm

„2 m”

144

150 cm

60 cm

30 cm

30 V/m

moc ok. 2 W,

antena teleskopowa

„70 cm”

430

12 cm

2,7 m

33 cm

40 V/m

moc ok. 2 W,

antena dwupasmowa

2m/70cm

Tranking

430

17 cm

4 m

70 cm

47 V/m

moc ok. 5 W,

antena λ/4

LPD

430

7 cm

13 cm

5.8 V/m

moc 10 mW

Z powyższej tabeli można wysnuć dwa wnioski. Po pierwsze praktycznie w

każdym przypadku użytkownik radiotelefonu (a dokładniej jego głowa, gdyż

zmierzone maksimum natężenia pola wypada zwykle u podstawy anteny) znajduje się

w strefie zagrożenia, czyli w polach o natężeniu znacznie przekraczającym wartości

dopuszczalne dla osób postronnych. Drugi wniosek dotyczy rozkładu natężenia pola w

otoczeniu anteny. Dla anten znacznie krótszych od długości rezonansowej natężenie w

ich bezpośrednim otoczeniu jest znacznie większe niż dla anten o wymiarach

zbliżonych do rezonansowych, za to zasięg stref ochronnych jest mniejszy.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 18/127

Rys. 2.3. Wieża z antenami systemów RRL (Wielka Sowa) i anteny radiotelefonów na

dachu budynku

2.7. Telefonia komórkowa

W punkcie tym zostaną omówione wszystkie stosowane i wprowadzane do

użytku systemy naziemnej telefonii komórkowej, tj. NMT (analogowy), GSM

900/1800 i UMTS. Ze względu na pomijalny wpływ na środowisko (z wyłączeniem

bezpośredniego użytkownika) nie będą tu opisane terminale przenośne – telefony.

zakres częstotliwości: 450 MHz (NMT), 900 MHz (GSM 900), 1800 MHz

(GSM1800) i 2100 MHz (UMTS),

typowe moce nadajników: 1 W (terminal przenośny) – 100 W (jeden

sektor wielokanałowej stacji bazowej – dla całej stacji do 400 W),

anteny i ich rozmieszczenie: w stacjach bazowych systemów telefonii

komórkowej stosuje się powszechnie anteny kierunkowe o kształtowanej

charakterystyce w płaszczyźnie poziomej (typowo anteny sektorowe

o szerokości wiązki 90° lub 120°) i stosunkowo wąskiej wiązce w

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 19/127

płaszczyźnie poziomej (do 10°) Typowy zysk tych anten wynosi 14-

18 dBi. Sporadycznie stosuje się anteny dookólne o zysku rzędu 6 dBi.

Inną grupą anten są miniaturowe anteny stosowane w pikokomórkach.

Anteny stacji bazowych montuje się na wieżach lub masztach antenowych

wolnostojących (wysokość od 15 do 60m), kominach lub na konstrukcjach

wsporczych posadowionych na dachach budynków. Anteny pikokomórek

montuje się również wewnątrz pomieszczeń,

bezpieczeństwo obsługi: zagrożenie dla obsługi występuje tylko w trakcie

prac w bezpośrednim otoczeniu anten, Zespoły nadajników oraz fidery nie

są praktycznie źródłem promieniowania. Na pomostach roboczych wież

antenowych mogą wystąpić obszary strefy pośredniej i zagrożenia,

opromieniowanie

środowiska:

zagadnienia

związane

ochroną

środowiska elektromagnetycznego w otoczeniu stacji bazowych telefonii
komórkowej są jednymi z budzących największe emocje wśród

społeczeństwa. Generalnie można stwierdzić, że stacje bazowe

lokalizowane na wieżach antenowych czy kominach, w których

bezpośrednim otoczeniu nie ma budynków o wysokości porównywalnej

do wysokości zawieszenia anten nie stanowią praktycznie żadnego

zagrożenia dla środowiska. W przypadku stacji posadowionych na

dachach budynków, przy prawidłowym zaprojektowaniu, nawet na dachu

budynku nie występują obszary o ponadnormatywnym natężeniu pola.

Zdarza się jednak, że mimo wstępnych symulacji rozkładów natężenia

pola, na dachach występują obszary podwyższonego natężenia PEM.

Zdarza się to zwłaszcza przy modernizacji stacji bazowych i

wprowadzaniu nowych technologii (GPRS i EDGE) oraz dostrajaniu sieci,

zwykle poprzez zmniejszanie zasięgu przez pochylanie wiązki anteny w

dół (wprowadzanie tzw. tiltu). Kolejnym przyczynkiem do występowania

tego zjawiska może być stosowanie do symulacji rozkładów PEM metod

poprawnych

dla

swobodnej

przestrzeni,

nieuwzględniających

występowania w wypadkowym natężeniu pola fali odbitej np. od

powierzchni dachu. Przykład wpływu tych zjawisk na rozkład natężenia

pola 2m ponad doskonale przewodzącym dachem (przypadek najgorszy)

dla hipotetycznej anteny zasilanej mocą 40 W i zawieszonej 6m nad

dachem bez tiltu i z tiltem 8

przedstawia poniższy wykres.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 20/127

d [m]

E - wypadkowe, tilt

E - odbita

E - bezpo

rednia

E - wypadkowe

E [V/m]

Rys. 2.4. Symulacja rozkładu natężenia PEM z uwzględnieniem fali odbitej i tiltu anteny

(badania własne)

Rys. 2.5. System antenowy GSM na dachu budynku mieszkalnego

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 21/127

Rys. 2.6 Przykładowe rozwiązania posadowienia anten GSM na dachach budynków

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 22/127

Rys. 2.7 Wieże antenowe GSM

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 23/127

2.7 Sieci WiFi i Bluetooth

Bezprzewodowe sieci komputerowe rozwijają się bardzo dynamicznie, co

powoduje coraz większe nasycenie środowiska nadajnikami kart sieciowych i punktów

dostępowych.

pasmo częstotliwości: 2,5 GHz i 5 GHz (WiFi) oraz 2,45 GHz

(Bluetooth),

typowe moce nadajników: do 100 mW (uwaga: w Polsce istnieje

formalne ograniczenie EIRP na poziomie 100 mW),

anteny i ich rozmieszczenie: W systemach WiFi stosuje się anteny

wewnętrzne wbudowane w karty sieciowe i access pointy oraz anteny

zewnętrzne dookólne i kierunkowe o zysku od 3 dBi do 24 dBi.

W przypadku systemu bluetooth stosuje się zwykle tylko anteny

wbudowane w urządzenia,

bezpieczeństwo obsługi: ze względu na ograniczenie EIRP praktycznie

nie występuje problem narażenia na pola elektromagnetyczne. Należy

jednak zwrócić uwagę na możliwość stosowania anten o dużym zysku

kierunkowym, co mimo niezgodności z przepisami, może powodować,
że w otoczeniu anteny wystąpią strefy ochronne (np. przy nadajniku o
mocy 60 mW (spełnienie ograniczenia EIRP < 100 mW przy obciążeniu

anteną półfalową) z dołączoną antenę o zysku 24 dBi, EIRP wyniesie

ok. 20 W, co jest już mocą znaczącą i skutkuje zasięgiem dla strefy

pośredniej do ok. 2 m od anteny,

opromieniowanie

środowiska:

zagrożenia

wynikają,

tak

jak

poprzednio, ze stosowania rozwiązań niezgodnych z ograniczeniami na

EIRP. Może to być szczególnie niebezpieczne przy braku świadomości

o narażeniu na PEM i montażu anten na dachach, zwykle na niewielkiej

wysokości.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 24/127

Rys. 2.8 Kierunkowe anteny WiFi na dachu budynku mieszkalnego

2.8. Systemy satelitarne (VSAT)

Praktycznie jedynym systemem satelitarnym, który może być brany pod uwagę

w rozważaniach nad potencjalnym zagrożeniem od ekspozycji na pole

elektromagnetyczne są terminale sytemu VSAT (terminale satelitarne z małymi

antenami). Ze względu na budowę anteny (antena paraboliczna z promiennikiem

umieszczonym w ognisku), praktycznie nie istnieje możliwość narażenia użytkownika

czy osoby postronnej na pola o natężeniu istotnym z punktu widzenia ochrony ludzi i
środowiska.

2.9. Mikrofalowe linie radiowe

Niezbędne wyposażenie stacji bazowych do komunikacji między stacją a

sterownikiem stacji bazowych. Wykorzystywane również w innych systemach

łączności punkt-punkt lub punkt – wiele punktów (systemy LMDS)

zakres częstotliwości: 7 – 38 GHz,

typowe moce nadajników: typowo 10 mW – 1 W,

anteny i ich rozmieszczenie: anteny aperturowe (zwykle paraboliczne o

znacznym zysku kierunkowym (do 40-50 dBi), co skutkuje bardzo

wąską wiązką promieniowania w obu płaszczyznach (do 3

-5

). Ze

względu na specyfikę działania systemu, anteny muszą się widzieć

nawzajem, co implikuje takie ich rozmieszczenie, aby wykluczyć

możliwość wystąpienia przeszkody między nimi,

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 25/127

bezpieczeństwo obsługi: sposób montażu anteny zwykle wyklucza

możliwość wejścia obsługi w wiązkę promieniowania anteny, a tylko w

wiązce

głównej

można

spodziewać

się

PEM

natężeniu

odpowiadającemu strefom ochronnym (i to praktycznie tylko

pośredniej),

opromieniowanie środowiska: w przypadku mikrofalowych linii

radiowych problem oddziaływania na środowisko i ludzi praktycznie nie

istnieje. Anteny montuje się w sposób uniemożliwiający wejście w

wiązkę ich promieniowania w bezpośrednim otoczeniu anteny (co

powodowałoby w praktyce zerwanie transmisji), a warunek widoczności

między antenami wyklucza możliwość opromieniowania obiektów na

drodze wiązki.

Rys. 2.8 Anteny linii radiowych na dachu

budynku mieszkalnego i na elewacji

2.10. Podsumowanie

W niniejszym rozdziale dokonano przeglądu

różnych systemów radiokomunikacyjnych pod kątem

ich potencjalnego wpływu na opromieniowanie
środowiska i ludzi oraz bezpieczeństwa pracy w
bezpośrednim otoczeniu źródeł promieniowania.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 26/127

Występujący w ostatnich 10-15 latach gwałtowny rozwój technik bezprzewodowych

spowodował, że źródła pola elektromagnetycznego trafiły „pod strzechy” (a właściwie

„ponad strzechy”). Jeszcze kilkanaście lat temu problem ewentualnego zagrożenia

PEM wielkiej częstotliwości dotyczył, poza obsługą, wąskiej grupy ludzi mieszkającej

w otoczeniu dużych centrów nadawczych, gdzie skupiona była większość ówczesnych
źródeł PEM. Lawinowy rozwój systemów radiokomunikacyjnych w Polsce rozpoczął
się po 1989 roku, kiedy to rozpoczynały działalność pierwsze prywatne stacje radiowe

i telewizyjne, a amatorskie CB-radia pełniły rolę „profesjonalnych” środków łączności

czy wręcz zastępowały telefon. Rok 1996 rozpoczął w Polsce erę telefonii GSM

(wcześniejszy analogowy system NMT nie wywołał takiej rewolucji) i z całą

pewnością można stwierdzić, że obecnie sieci telefonii komórkowej wydają się być

wrogiem publicznym numer jeden, zwłaszcza w kontekście rozwoju sieci UMTS w

miastach. Wymogi systemu narzucają gęstą siatkę rozmieszczenia stacji bazowych, a

dodatkowo stacje te lokuje się znacznie niżej niż stacje GSM (typowa wysokość

zawieszenia anten UMTS nie przekracza 20 m, dla GSM było to ok. 40 m).

Wyrastające jak grzyby po deszczu konstrukcje antenowe budzą respekt głównie,

dlatego, że są wokół nas, tuż za oknem.

Materiały wykorzystane

Bieńkowski Paweł.: Oddziaływanie pola elektromagnetycznego od stacji bazowych
GSM generacji 2.5 na środowisko.
W: Przegląd Elektrotechniczny. (Prz. Elektrotech.) 2005 R. 81, nr 12, s. 60-62, 7 rys.,
bibliogr, 4 poz.

Bieńkowski Paweł, Koszałkowski Waldemar.: Stacje bazowe GSM generacji 2.5 -
ochrona środowiska elektromagnetycznego. W: Krajowa
Konferencja Radiokomunikacji, Radiofonii i Telewizji. KKRRiT 2005. Materiały
konferencyjne, Kraków, 15-17 czerwca 2005. [Kraków]: Wydaw. Wydziału
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki [AGH, 2005]. s. 423-426, 4
rys., bibliogr. 6 poz.

Bieńkowski Paweł.: Pole elektromagnetyczne od stacji bazowych GSM i ochrona
przed promieniowaniem elektromagnetycznym w Polsce.
W: Przegląd Elektrotechniczny. (Prz. Elektrotech.) 2004 R. 80, nr 12, s. 1228-1231, 3
rys., bibliogr. 8 poz.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 27/127

3. Źródła pola elektromagnetycznego

Antena jest urządzeniem, które umożliwia zamianę energii elektromagnetycznej

w torze zamkniętym anteny w rozchodzącą się w przestrzeni falę elektromagnetyczną

dla anten nadawczych i na odwrót dla anten odbiorczych.

Innymi

słowami,

antena

jest

urządzeniem

połączonym

przewodem

współosiowym (fiderem) z nadajnikiem lub odbiornikiem i służy, albo do

wypromieniowania w swobodną przestrzeń fali elektromagnetycznej, albo do odbioru

tej fali.

3.1. Podstawowe wiadomości o typach anten

Anteny odniesienia: źródło izotropowe i dipol półfalowy

Źródło izotropowe jest to bezstratna antena, promieniująca równomiernie we

wszystkich kierunkach. W praktyce antena ta jest nierealizowalna dla polaryzacji

liniowej, ale bardzo przydatna i wykorzystywana jako antena odniesienia w

różnorodnych obliczeniach. W odróżnieniu od źródła izotropowego dipol półfalowy

posiada własności kierunkowe. Dipol półfalowy charakteryzuje się tym, że

promieniuje energię w kierunku prostopadłym do swojej osi i jest często

wykorzystywany w praktyce.

Poniżej

zostaną

omówione

podstawowe

typy

anten

szczególnym

uwzględnieniem dipola, który stanowi najważniejszy element budowy najbardziej

skomplikowanych anten radiokomunikacyjnych i radiodyfuzyjnych.

Anteny proste

•

elementarny dipol Hertza (dipol krótki)

Dipol Hertza jest to nierzeczywista antena składająca się z dwóch

przeciwnie naładowanych ładunków elektrycznych rozsuniętych na

nieskończenie małą odległość.

•

Dipol półfalowy – różne rozwiązania

dipol prosty, prętowy

Dipol prosty, zasilany bocznikowo

Dipol szerokopasmowy

Dipol pętlowy

Dipol załamany

Dipol optymalizowany

•

Anteny Yagi-Uda

Anteny Yagi-Uda są najprostszymi antenami kierunkowymi, w których

stosunkowo łatwo można uzyskać duży zysk. Antena ta jest zazwyczaj

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 28/127

zbudowana z elementu czynnego (radiatora) w postaci dipola pętlowego

oraz szeregu sprzężonych elementów biernych. Elementy bierne

umieszczone w kierunku maksymalnego promieniowania nazywamy

direktorami, a kierunku promieniowania wstecznego (przeciwnym)

reflektorami.

Anteny dipolowe logarytmicznie-periodyczne (log-per)

Anteny logarytmicznie-periodyczne są antenami, których właściwości są określane

przez kąty. Z uwagi na dużą stałość charakterystyki promieniowania tych anten w

bardzo szerokim zakresie częstotliwości i dobre dopasowanie są one często stosowane

jako profesjonalne anteny odbiorcze lub anteny pomiarowe, np. w stacjach kontroli

emisji radiowych.

Anteny panelowe

Większość profesjonalnych anten radiofonicznych i telewizyjnych dużej mocy jest

realizowana wzdłuż centralnie położonego nośnika, czyli masztu lub wieży jako

wspornika. Przy budowie tego typu anten stosuje się jednostki promieniujące zwane

jednostkami antenowymi lub antenami panelowymi. Antena panelowa zbudowana jest

przeważnie z zespołu dipoli umieszczonych przed płaskim ekranem (reflektorem) nad

sobą lub obok siebie.

5. Układ/system antenowy

Jest to antena nadawcza złożona z pewnej ilości podstawowych jednostek

antenowych, w celu uzyskania dużego zysku energetycznego, a także założonego,

zwykle dość skomplikowanego kształtu, zarówno poziomej, jak i pionowej

charakterystyki promieniowania.

3.2. Podstawowe parametry anten

1. Charakterystyka promieniowania, kąt połowy mocy

Charakterystykę promieniowania definiuje się jako rozkład natężenia pola

elektrycznego lub gęstości mocy na powierzchni kuli o promieniu dostatecznie dużym

w porównaniu z długością fali i rozmiarami anteny (w obszarze pola dalekiego), której
środek pokrywa się ze środkiem anteny (rys. 3.1). Najczęściej posługujemy się
charakterystyką unormowaną (odniesioną do wartości maksymalnej), którą uzyskuje

się dzieląc wszystkie wartości natężania pola/gęstości mocy przez wartość

maksymalną. W praktycznych zastosowaniach na ogół posługujemy się przekrojami

charakterystyki w dwóch płaszczyznach: płaszczyźnie wektora

i płaszczyźnie

wektora

lub wprost charakterystyką poziomą i pionową, jednakże w tym ostatnim

przypadku musi być ustalona lub znana orientacja anteny w przestrzeni (rys. 3.2).

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 29/127

Szerokość wiązki

głównej

określa kąt zawarty

pomiędzy

kierunkami

promieniowania, dla których natężenie pola spada do poziomu -3dB (0,707), w

stosunku do wartości w maksimum promieniowania, zwany kątem połowy mocy. Kąt

połowy mocy określa się zarówno w płaszczyźnie wektora

, jak i wektora

Wiązka główna zwana też listkiem głównym charakterystyki promieniowania

stanowi płaski przekrój wiązki promieniowania na kierunku maksymalnego

promieniowania.

Listki boczne i wsteczny charakterystyki promieniowania jest to płaski przekrój

charakterystyki promieniowania poza wiązką główną.

Poziom listków bocznych charakterystyki promieniowania jest to wartość

charakterystyki promieniowania w największym listku bocznym.

Rys. 3.1. Przestrzenna charakterystyka promieniowania anteny

3 – wiązka główna, 2 – listki boczne, 1 – listek wsteczny

Rys. 3.2. Przekrój charakterystyki promieniowania anteny

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 30/127

2. Kierunkowość anten i zysk energetyczny

Właściwości kierunkowe anten określa kierunkowość anten definiowana jako

stosunek maksymalnej gęstości promieniowania do średniej gęstości promieniowania

anteny w pełnym kacie bryłowym, oznaczany zwykle symbolem D.

Z uwagi na to, że kierunkowość nie uwzględnia strat w antenie wprowadzono

wielkość zysku energetycznego, który definiuje się przez stosunek maksymalnego

natężenia pola elektrycznego anteny badanej do maksymalnego natężenia pola

elektrycznego wytwarzanego przez antenę wzorcową, czyli dipol półfalowy lub źródło

izotropowe, zasilaną tą samą mocą, zwykle oznaczany symbolem G.

3. Polaryzacja anteny

Orientacja w swobodnej przestrzeni wektora pola elektrycznego fali

wypromieniowanej przez antenę nadawczą.

Antena o skrzyżowanej polaryzacji (±45°) jest to antena promieniująca falę

elektromagnetyczną w dwóch ortogonalnych względem siebie polaryzacjach

liniowych.

4. Zastępcza moc promieniowana ERP i zastępcza moc promieniowana izotropowo
EIRP

Jak wiadomo, pole elektromagnetyczne jest złożeniem pola elektrycznego

opisanego przez wektor elektryczny

i pola magnetycznego opisanego przez wektor

magnetyczny

. Miarą wektora

jest napięcie wytworzone przez pole elektryczne

na odcinku o długości 1 metra, nazywane natężeniem pola elektrycznego i wyrażone w

jednostkach V/m. Podobnie jest zdefiniowane natężenie pola magnetycznego

wyrażone w A/m. Z wektorami

jest skojarzony wektor Poyntinga

, będący

ich iloczynem (wektorowym), określający lokalnie kierunek propagacji fali i

definiowany jako moc przenoszona przez jednostkę powierzchni prostopadłej do

kierunku rozchodzenia się fali elektromagnetycznej, wyrażany w W/m

Niektórzy autorzy

podają, że wektor Poyntinga może być interpretowany jako

ilość energii wypromieniowanej w czasie 1 s, przenoszonej przez jednostkę

powierzchni prostopadłą do kierunku wektora

Jeżeli w wolnej przestrzeni (taki ośrodek nie wprowadza żadnego tłumienia)

umieścimy antenę (źródło) izotropową

, czyli promieniującą energię równomiernie we

wszystkich kierunkach, to fale rozchodzą się promieniście i bez strat energii. Jeżeli

moc promieniowana przez antenę jest równa P, to gęstość mocy S w odległości R od
źródła wyraża się wzorem:

Stratton, Electromagnetic Theory, MC GRAW-HILL BOOK COMPANY, Inc. New York and London, 1941,

s. 132

Daniel Józef Bem, Anteny i rozchodzenie się fal radiowych (str. 328, 329)

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 31/127

ππππ

====

Amplitudę natężenia pola elektrycznego wytwarzanego w odległości R przez źródło

izotropowe promieniujące moc P wyznacza się ze wzoru:

====

Źródło izotropowe jest pojęciem czysto teoretycznym, pomocniczym, służącym do

porównywania parametrów anten między sobą, ponieważ w praktyce stosowane są

anteny kierunkowe. Pole wytwarzane przez antenę kierunkową na kierunku

maksymalnego promieniowania można obliczyć korzystając z ostatniej zależności,

jeżeli moc P zastąpimy równoważną mocą promieniowaną izotropowo – w skrócie

EIRP (od ang. Equivalent Isotropically Radiated Power), czyli iloczynem zysku anteny

wyznaczonym w stosunku do anteny izotropowej i mocy doprowadzonej do anteny

, czyli

====

Oznacza to, że dla określonej anteny nadawczej zasilanej mocą P

, natężenie pola

uzyskiwane na kierunku maksymalnego promieniowania ma taką wartość jak z

umieszczonej w tym samym miejscu anteny izotropowej zasilanej mocą o wartości

EIRP.

Iloczyn mocy doprowadzonej do anteny nadawczej i zysku energetycznego,

odniesionego do dipola półfalowego nazywamy zastępczą mocą promieniowaną (w

skrócie ERP).

3.3. Anteny w zastosowaniach praktycznych

W rodzajach stosowanych anten występuje w praktyce duża różnorodność.
I tak:

W zakresie długo- i średniofalowym stosowane są z reguły anteny

pionowe (unipolowe).

W zakresie fal dekametrowych stosowane są anteny rozmaitych typów,

spośród których najczęściej występują następujące:

•

pionowe unipole i pojedyncze dipole usytuowane horyzontalnie,

•

anteny rombowe,

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 32/127

•

anteny ścianowe będące systemami złożonymi z pojedynczych

jednakowych dipoli horyzontalnych albo wertykalnych,

•

anteny

logarytmicznie

okresowe,

usytuowane

horyzontalnie,

wertykalnie lub ukośnie względem powierzchni ziemi.

Anteny zawiesza się na wysokościach od pojedynczych metrów do

kilkudziesięciu metrów, zależnie od zakresu częstotliwości i od wymaganego zasięgu.

Zakres fal metrowych charakteryzuje się już mniejszą różnorodnością

typów anten: stosowane są z reguły systemy antenowe złożone z dipoli pionowych

albo systemy złożone z jednostek antenowych typu panelowego. Dipole i jednostki

antenowe są usytuowane w tzw. piętrach, o rozmaitej konfiguracji. Liczba pięter

wynosi od 1 do 6.

Systemy antenowe są zawieszone na wysokościach od kilkudziesięciu do

kilkuset metrów, zależnie od wymaganego pokrycia terenu danym programem i od

lokalnego ukształtowania terenu.

W zakresie fal decymetrowych stosowane są na ogół systemy antenowe

złożone z jednostek antenowych typu panelowego albo z jednostek innych rodzajów.

W tych systemach stosuje się na ogół większą liczbę pięter niż w systemach zakresu

fal metrowych: od kilku do kilkunastu. Ponadto system zasilania pięter różni się

istotnie od systemu stosowanego w zakresie fal metrowych, co wpływa znacząco na

rozkład pola w otoczeniu systemu antenowego.

Wysokości zawieszenia systemów ustala się podobnie, jak w zakresie fal

metrowych.

3.3.1. Anteny długofalowe

Typowym rodzajem anteny nadawczej dla zakresu fal długich i średnich jest

niesymetryczny, zasilany u podstawy radiator pionowy. W rozwiązaniach

konstrukcyjnych ma on zwykle postać cienkiego masztu stalowego utrzymywanego w

pozycji pionowej za pomocą systemu nośnych lin odciągowych. Smukłość konstrukcji

jest zwykle na tyle duża, że anteny tego rodzaju zalicza się do grupy tzw. anten

liniowych (wg terminologii powszechnie przyjętej w teorii anten).

•

wpływ skończonej konduktywności ziemi na parametry obwodowe anten

pionowych jest stosunkowo niewielki,

•

w dużej części zakresu fal długich i średnich ziemia o przeciętnych

parametrach zastępczych (

= 5 - 20,

= 3 - 10 mS/m) ma właściwości

zbliżone do przewodnika,

•

nadawcze anteny radiofoniczne zwykle są wyposażone w rozbudowaną

instalację uziemiającą, skutecznie zwiększającą zastępczą konduktywność

ziemi w bezpośrednim sąsiedztwie anteny.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 33/127

Antena jest unipolem pionowym o długości elektrycznej zbliżonej do połowy

długości fali promieniowanej.

3.3.2. Anteny dla zakresu krótkofalowego

Stacje nadawcze zakresu krótkofalowego wykorzystywane są przy przesyłaniu

sygnałów radiofonicznych, radiotelegraficznych i radiotelefonicznych na znaczne

odległości, wykorzystując odbicie fal od jonosfery. W związku z tym charakterystyka

promieniowania anten tego zakresu jest kształtowana w ten sposób, że główna część

energii rozchodzi się pod pewnym kątem do powierzchni ziemi i tylko w określonym

kierunku. Stąd maksymalne natężenia pól występują na kierunkach wiązek głównych i

na wysokościach przekraczających wysokość zawieszenia anten.

Anteny zakresu krótkofalowego stosowane są do radiodyfuzji i do radiokomunikacji

od punktu do punktu. Stąd wynika znaczna różnorodność typów tych anten i znaczna

rozpiętość mocy zasilania (od kilkuset watów do 100 kW). Rozkład PEM w bliskim

otoczeniu anten krótkofalowych, w pobliżu powierzchni ziemi, nie cechuje się prostą

zależnością względem rozkładu pola w obszarze dalekim. Dlatego nie można określić

zasięgów stref ochronnych w otoczeniu anten krótkofalowych na podstawie ich

właściwości polowych w obszarze dalekim. Metody wyznaczania zasięgów stref

ochronnych są oparte na metodzie momentów, a ponadto wymagają dość dobrej

znajomości teorii anten. Dla tego zakresu nie wydaje się możliwe opracowanie

rutynowych procedur wyznaczania zasięgów obszarów o wartościach większych od

dopuszczalnych dla użytkownika nieznającego teorii anten i niezaznajomionego

szczegółowo z metodą momentów.

3.3.3. Charakterystyka źródeł promieniowania typowych dla zakresu krótkofalowego
oraz UKF-FM i TV

Podstawowymi składnikami nadawczych układów antenowych stosowanymi w

radiodyfuzji UKF-FM i TV są jednostki antenowe. Anteny stacji nadawczych w tym

zakresie są układami złożonymi z większej liczby jednakowych panelowych jednostek

antenowych (od kilku do kilkudziesięciu). Każda jednostka jest odrębną anteną o

określonych własnościach impedancyjnych i polowych. Jednostki antenowe są zwykle

kompletowane w piętra o jednorodnej konfiguracji. Układ antenowy składa się zwykle

z kilku lub kilkunastu pięter i jest zasilany wspólnym torem zasilającym (albo dwoma

- w przypadku podziału anteny na dwie części) z jednego źródła, albo z kilku

wzajemnie odsprzężonych źródeł, poprzez dzielniki mocy umieszczone w

odpowiednich miejscach układu zasilania i przeznaczone do pracy w jednym paśmie

częstotliwości. Ze względu na to, że energia PEM w tym zakresie częstotliwości

odbierana jest w postaci fali bezpośredniej jedynie w zasięgu widoczności anteny

(zasięg jest ograniczony krzywizną kuli ziemskiej), w celu zapewnienia odpowiedniej

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 34/127

wysokości, układy antenowe są zawieszane na specjalnie skonstruowanych wysokich

masztach lub wykorzystywane są wysokie budynki i naturalne wzniesienia.

Charakterystyka promieniowania anten jest zazwyczaj dookólna, przy czym

promieniowanie wiązki głównej znajduje się w przybliżeniu na wysokości zawieszenia

anten. Poza główną wiązką natężenie pola szybko maleje. Bezpośrednio przy

powierzchni ziemi natężenie pola, będąc wielokrotnie mniejsze od natężenia

występującego na wysokości zawieszenia anteny, ma przebieg nierównomierny, na

skutek wzajemnych interferencji fal wytwarzanych przez poszczególne jednostki

antenowe.

Właściwości kierunkowe jednostek antenowych decydują o rozkładzie pola

elektromagnetycznego generowanego przez układy antenowe, zarówno w strefie

bliskiej, jak i dalekiej. Na przykład, zysk energetyczny jednostki antenowej wpływa na

zasięg stacji w taki sam sposób, jak moc doprowadzona do układu antenowego.

Znajomość rzeczywistych właściwości kierunkowych jednostki antenowej jest

niezbędna do określenia:

•

zasięgu stacji,

•

obszarów, w których poziom PEM przekracza poziom dopuszczalny ze względu
na ochronę zdrowia ludzi,

•

tzw. miejsc zerowych,

•

poziomów zakłóceń w odniesieniu do innych służb.

Właściwości kierunkowe jednostek antenowych obejmują następujące składniki:

•

zysk energetyczny,

•

przestrzenną zespoloną charakterystykę promieniowania (tzn. unormowany
rozkład PEM w otoczeniu jednostki antenowej) jako funkcję kąta azymutu i kąta
wzniesienia. Ta funkcja określa dwie wielkości: moduł charakterystyki i jej kąt
fazowy. W praktyce są przeważnie dostępne jedynie moduły charakterystyk
promieniowania jednostki antenowej i tylko w dwóch głównych płaszczyznach
odniesienia, poziomej i pionowej.

3.3.4. Charakterystyka anten systemów radiokomunikacji ruchomej lądowej (RRL)

Radiokomunikacja ruchoma lądowa ma za zadanie przesyłanie informacji od i

do użytkowników, którzy są lub mogą być w ruchu. Dotyczy to łączności morskiej,

lotniczej, kosmicznej, a także globalnych systemów satelitarnych. Podział widma fal

metrowych i decymetrowych pomiędzy różne służby telekomunikacyjne nastąpił w

latach czterdziestych i pięćdziesiątych bez uwzględnienia przyszłego rozwoju RRL.

Aby umożliwić powstanie radiotelefonii publicznej niezbędne było w latach

siedemdziesiątych przekazanie na ten cel szerokiego pasma częstotliwości, pierwotnie

przyznanego telewizji. Typowy system RRL składa się z radiostacji (stałych i

ruchomych), central radiotelefonicznych oraz torów telekomunikacyjnych - radiowych

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 35/127

i przewodowych - pomiędzy urządzeniami. Sprzężenia (pożądane) pomiędzy

elementami służą transmisji sygnałów informacyjnych (użytkowych) i służbowych.

Strukturę techniczną systemu radiokomunikacyjnego tworzy zwykle sieć połączeń

(torów) między węzłami oraz źródłami i ujściami informacji, innymi słowy system

stanowi siatka przestrzenno-spektralna wpisana w przestrzeń elektromagnetyczną.

Geometrię siatki wyznaczają położenia radiostacji stałych i strefy pokrycia radiowego

na obszarze systemu. Strukturę spektralną siatki opisuje zbiór ponumerowanych

kanałów częstotliwościowych oraz reguły przydzielania kanałów i ich wiązek

poszczególnym strefom.

W systemach radiokomunikacji ruchomej lądowej stosowanych w kraju na

uwagę zasługują następujące:

•

System telefonii komórkowej analogowej - NMT 450 MHz

Analogowe systemy telefonii komórkowej wprowadzono do użytku w latach

osiemdziesiątych. Wśród tych wzajemnie niekompatybilnych systemów analogowych

liderem jest skandynawski system NMT. Stacje bazowe PTK Centertel systemu NMT

w Polsce pracują w paśmie 450 MHz i są zbudowane na ogół z sześciu kierunkowych

anten nadawczo-odbiorczych pracujących w trzech sektorach, po dwie anteny na

sektor lub z anten dookólnych. Na jeden sektor przypada maksymalnie 16 kanałów,

zasilanych z nadajników o mocy wyjściowej 10 W/kanał. Anteny stacji bazowych są

montowane przeważnie poza miastem na typowych wieżach Polskiej Telefonii

Komórkowej, a w miastach na dachach wysokich budynków.

•

System telefonii komórkowej cyfrowej - GSM 900 MHz

Od połowy lat osiemdziesiątych ogólnoeuropejskim standardem systemu

telefonii komórkowej stał się system cyfrowy, przyjęty obecnie w kilkudziesięciu

krajach. Stanowi on najbardziej popularny system komórkowy na świecie. Idea

systemu komórkowego polega na podzieleniu całego obszaru na mniejsze fragmenty,

tzw. komórki, z których każda wyposażona jest w nadajnik o mniejszej mocy. Tę samą

częstotliwość

można

wykorzystywać

kilku

komórkach.

Drugą

cechą

charakterystyczną systemów komórkowych, odróżniającą ich sposób działania od

pracy systemów radiowych czy telewizyjnych jest to, że systemy komórkowe

przeznaczone są do transmisji typu punkt-punkt, a poruszający się terminal systemu

komórkowego może korzystać z różnych kanałów częstotliwościowych w kolejnych

komórkach, przy czym przełączanie kanałów odbywa się w trakcie połączenia, w

sposób niezauważalny przez abonenta.

System telefonii komórkowej w paśmie 900 MHz działa w dwóch przedziałach

system wycofywany z eksploatacji

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 36/127

częstotliwości (890 - 915 MHz, 935 - 960 MHz). Szerokość każdego przedziału

wynosi 25 MHz, o odstęp pomiędzy częstotliwościami wynosi 45 MHz. Każde z pasm

zostało podzielone na 124 kanały o szerokości 200 kHz. W każdym kanale znajduje

się osiem kanałów rozmównych. Pojedyncza komórka może wykorzystywać od 1 do

16 częstotliwości, co odpowiada od 8 do 128 kanałom radiowym. Liczba

częstotliwości przydzielonych danej stacji bazowej BTS wynika z natężenia ruchu

przewidywanego na obszarze danej komórki. Największa dopuszczalna odległość

stacji ruchomej od stacji bazowej wynosi ok. 35 km, maksymalna moc nadajnika stacji

bazowej wynosi 320 W a maksymalna moc stacji ruchomej 20 W. Typowy system

GSM 900 składa się z: zespołu stacji bazowych, części komutacyjno-sieciowej, stacji

ruchomych oraz zespołu eksploatacji i utrzymania. Stacja bazowa natomiast zawiera

na ogół trzy (lub sześć) anteny nadawczo-odbiorcze pracujące w trzech sektorach, po

jednej (lub dwie) antenie na sektor. Zastosowany do zasilania anten zespół nadawczo-

odbiorczy zawiera zestaw modułów nadajników, których łączna moc na wyjściu

urządzenia sumującego nie przekracza 50 W na sektor w zakresie podstawowym

GSM, tj. dla częstotliwości 935 - 960 MHz. Podana wartość mocy dotyczy pracy

nadajników przy pełnym obciążeniu generowanym ruchem telefonicznym, który

występować będzie w szczytach dobowych tj. przez ok. 20% czasu pracy.

•

System telefonii komórkowej cyfrowej - GSM 1800 MHz;

System GSM 1800 wykorzystuje następujące pasma częstotliwości: 1710 -

1785 MHZ i 1805 - 1880 MHz. Szerokość przydzielonych pasm wynosi 75 MHz w

każdym kierunku transmisji. Inny przydział kanałów częstotliwości oraz zmniejszona

w stosunku do GSM 900 wielkość komórek systemu GSM 1800 i związane z tym

ograniczenie mocy stacji ruchomych i bazowych to jedyne różnice między tymi

systemami. Liczba kanałów w systemie GSM 1800 jest trzykrotnie większa niż w

GSM 900 i wynosi 374 kanały, odstęp między kanałami wynosi 95 MHz. Największa

dopuszczalna odległość stacji ruchomej od stacji bazowej w tym systemie w

przypadku mikrokomórki wynosi 3 km, w przypadku pikokomórki kilkaset metrów.

Maksymalna moc nadajnika stacji bazowej wynosi 20 W, a maksymalna moc stacji

ruchomej 1 W. Ilość anten i zespół nadawczo-odbiorczy podobnie, jak wyżej.

System telefonii komórkowej cyfrowej – UMTS 2100 MHz

System IMT-2000 jest ogólnie przyjętym systemem światowego standardu

telefonii

trzeciej

generacji

opracowanym

przez

Międzynarodową

Unię

Telekomunikacyjną (ITU) i zatwierdzonym oficjalnie na światowej konferencji

radiotelekomunikacji w 2000 r. (WRC 2000). Kompatybilna europejska odmiana

standardu IMT-2000 została przedstawiona przez ETSI w 1997 roku i nosi nazwę

UMTS (Uniwersalny System Telekomunikacji Ruchomej). Pasma częstotliwości pracy

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 37/127

systemu UMTS zostały zatwierdzone i zawierają się w dwóch przedziałach:

1885 MHz – 2025 MHz i 2100 MHz – 2200 MHz. Ilość anten i zespół nadawczo-

odbiorczy podobnie, jak wyżej

3.3.4. Linie radiowe

Linie radiowe służą do realizacji łączności bezprzewodowej oraz do transmisji

danych. Łączność jest w tym przypadku realizowana pomiędzy dwoma urządzeniami

znajdującymi się na wieżach, jak w analizowanym przypadku, kominach, lub na

wysokich budynkach. Źródłem promieniowania linii radiowych są nadawczo-

odbiorcze anteny paraboliczne. Anteny linii radiowych są lokowane na wysokich

obiektach, ponieważ warunkiem ich poprawnej pracy jest brak jakichkolwiek

przeszkód na odcinku łączącym obie anteny.

3.3.5. Anteny łączności satelitarnej

Łączność satelitarna realizowana jest za pomocą anten parabolicznych z

satelitami geostacjonarnymi oraz niegeostacjonarnymi, a do realizacji łączności

wykorzystywany jest zakres mikrofalowy promieniowania elektromagnetycznego.

Satelity geostacjonarne umieszczone są na orbicie kołowej znajdującej się w

płaszczyźnie równika, na wysokości ok. 36000 km nad powierzchnią ziemi. Główną

wadą łączności z satelitą geostacjonarnym jest duża odległość od stacji naziemnej, co

powoduje duże tłumienie przesyłanego sygnału (ok. 200 dB). Przykładem naziemnej

stacji realizującej łączność z satelitą geostacjonarnym jest centrum satelitarne w

Psarach koło Kielc.

W ostatnich latach znacznie zwiększyło się zainteresowanie łącznością z

satelitami niegeostacjonarnymi, które poruszają się na znacznie mniejszych

wysokościach nad powierzchnią ziemi. Anteny naziemne realizujące tę łączność mogą

pracować ze znacznie mniejszą mocą.

Anteny łączności satelitarnej muszą zapewnić realizację łączności na bardzo

dużych odległościach. Istotnym jest, zatem, ukształtowanie wiązki promieniowania w

postaci wąskiego cygara, tzn. takie wytwarzanie promieniowania, aby było ono

skierowane jedynie we właściwym kierunku, bez straty energii na pozostałych

kierunkach. Aby osiągnąć powyższy efekt anteny zbudowane są z elementu

promieniującego oraz parabolicznej czaszy odbijającej, która odbija falę EM i

ukształtowuje w przestrzeni w postaci skoncentrowanej wiązki. Anteny charakteryzują

się bardzo dużą wartością kierunkowego zysku energetycznego 50÷55 dBi, dzięki

temu,

przy

stosunkowo

małej

mocy

doprowadzonej

anteny

(moc

wypromieniowana) uzyskuje się bardzo duże wartości natężenia promieniowania w

pobliżu osi promieniowania. Znamionowe moce nadajników wahają się w granicach

od 5 do 50 W i uzależnione są od typu i charakteru realizowanej łączności. Typowy

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 38/127

rozmiar czaszy paraboli (średnica) dla tego typu anten wynosi ok. 6 m. Anteny

nastawiane są na pozycję określonego satelity. Oś promieniowania anteny a tym

samym wiązka promieniowania ustawione są na wyznaczone kąty azymutu (w

poziomie) oraz elewacji (w pionie).

Obszary o wartościach większych od dopuszczalnych dla anten tego typu mają

kształt cylindrów, których oś pokrywa się z osią promieniowania anteny. Szerokość

cylindra (średnica) uzależniona jest od: apertury anteny, czyli średnicy czaszy paraboli

odbijającej (zwierciadła), mocy doprowadzonej do anteny oraz odległości od anteny.

W pobliżu anteny, tzw. strefie bliskiej, energia promieniowania zawiera się wewnątrz

hipotetycznego cylindra, o powierzchni podstawy równej powierzchni apertury.

3.3.6. Urządzenia radionawigacyjne

Urządzenia radionawigacyjne to urządzenia wykorzystujące fale radiowe do

określenia własnego położenia i wyznaczenia dalszej drogi.

Istnieje wiele systemów radionawigacyjnych. Najprostsze i najstarsze, lecz

wciąż używane korzystają z nadających określone sygnały rozpoznawcze radiolatarni

umieszczonych w oznaczonych na mapie punktach. Radiolatarnie, służą do

prowadzenia statku w oparciu o wyznaczone przez urządzenia radiotechniczne

położenie, prędkość, wysokość lotu, kurs, itp.

3.3.7. Urządzenia radiolokacyjne

Urządzenia radiolokacyjne służą do wykrywania obiektów w przestrzeni, na

powierzchni ziemi oraz na powierzchni wody, do określania współrzędnych

parametrów lotu wykrywanych obiektów (azymutu, odległości, wysokości, prędkości).

Istotą pracy urządzeń radiolokacyjnych jest wysyłanie silnego sygnału sondującego (z

nadajnika) i odbieranie tego sygnału odbitego od obiektu. Urządzenia radiolokacyjne

pracują w systemie fali ciągłej lub w systemie impulsowym. W urządzeniach

pracujących w systemie fali ciągłej wykorzystuje się efekt Dopplera, czyli sygnał

sondujący odbijając się od poruszającego się obiektu zmienia częstotliwość, a różnica

częstotliwości obu sygnałów jest proporcjonalna do prędkości zbliżającego się lub

oddalającego się obiektu (system wykorzystywany w miernikach policyjnych do

pomiaru i kontroli prędkości samochodów). Urządzenia pracujące w systemie

impulsowym umożliwiają szybkie i dokładne określenie współrzędnych jednego lub

wielu celów. Zasada pracy polega na promieniowaniu fali elektromagnetycznej

okresowo, w postaci impulsów sondujących o bardzo krótkim czasie od 1 do 10 µs. W

przerwach miedzy nadawaniem impulsów urządzenie odbiera sygnały odbite od

obiektów. Radary pracujące w systemie impulsowym mają jedną antenę nadawczo-

odbiorczą, pracującą dzięki możliwości przełączania jako antena nadawcza, a w

okresie miedzy impulsami sondującymi jako antena odbiorcza.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 39/127

3.3.8. Inne źródła pól elektromagnetycznych - przykłady

1. Linie elektroenergetyczne i stacje elektroenergetyczne

Elektroenergetyczne linie napowietrzne przeznaczone są do przesyłania energii

elektrycznej i składają się z przewodów, izolatorów, kondensatorów wsporczych i

osprzętu. Linie wysokiego napięcia to linie, których napięcie przewodów względem

ziemi przekracza 250 V. Zasady projektowania linii elektroenergetycznych pod kątem

ich oddziaływania na środowisko regulują polskie przepisy wprowadzające

ograniczenia dla linii o napięciach znamionowych równych 110 kV i wyższych.

Stacja elektroenergetyczna to zespół urządzeń, służących do rozdzielania i

przetwarzania energii elektrycznej, znajdujących się w wydzielonym pomieszczeniu

lub na ogrodzonym terenie. Oddziaływanie stacji elektroenergetycznych również

regulują polskie przepisy [5].

2. Urządzenia gospodarstwa domowego

Z urządzeniami gospodarstwa domowego mamy do czynienia o wiele

wcześniej, niż zaczęto zastanawiać się nad ich wpływem na zdrowie człowieka.

Należą do nich takie urządzenia powszechnego użytku, jak telewizor, lodówka,

odkurzacz, pralka, suszarka do włosów, itp.

Budzącym najwięcej wątpliwości urządzeniem, ze względu na jego wpływ na

człowieka, jest popularna w gospodarstwie domowym kuchenka mikrofalowa.

Promieniowaniem mikrofalowym nazywa się zakres fal elektromagnetycznych o

długości od około 1 mm do 1 m. Technika wytwarzania mikrofal bardzo silnie

rozwinęła się w czasie II wojny światowej, kiedy zaczęto wykorzystywać je w

systemach radarowych. Odkrycia „gotowania za pomocą mikrofal” dokonał

przypadkowo amerykański inżynier Percy Le Baron Spencer w 1945 roku, kiedy to

stojąc na wprost magnetronu – urządzenia wytwarzającego mikrofale – zauważył, że

czekoladowy baton w jego kieszeni zaczął się topić. Pierwsze mikrofalówki były

bardzo niepraktyczne, duże i drogie. Jednak w miarę upływu czasu technologia

gotowania przy użyciu mikrofal stawała się coraz łatwiejsza w obsłudze i dzisiaj są to

powszechnie stosowane urządzenia kuchenne.

Kuchenka mikrofalowa (potoczna nazwa: mikrofalówka) to powszechnie

stosowane urządzenia kuchenne służące do ogrzewania przedmiotów znajdujących się

w jej wnętrzu poprzez wprawianie ich cząsteczek w drgania za pośrednictwem fal

elektromagnetycznych z zakresu mikrofal. Energia drgających cząsteczek rozprasza

się na inne cząsteczki ciała - tym samym rośnie jego energia termiczna, a zatem i

temperatura.

Kuchenki mikrofalowe pracują w zakresie częstotliwości 2450 MHz. Wybrano

taką częstotliwość fal, ponieważ wykazuje ona najlepszy efekt ogrzewania żywności, a

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 40/127

ponadto nie zakłóca fal stosowanych w medycynie (diatermia mikrofalowa), w

przemyśle i wojsku (radary).

Zasada działania jest następująca: Magnetron to lampa dwuelektrodowa, do

której doprowadzony jest prąd o bardzo wysokim napięciu rzędu 4 kV. Tak wysokie

napięcie prądu wyprostowanego przez diodę powoduje wyindukowanie się fali

elektromagnetycznej o częstotliwości 2,45 GHz. Promieniowanie to przenika głęboko

do żywności na głębokość ok. 2,5 cm powodując przyspieszenie atomów i szybsze

ocieranie się atomów między sobą. Poprzez zwiększenie prędkości ruchu atomów w
żywności rośnie temperatura. Temperatura rośnie wraz z czasem działania mikrofal na
żywność. Magnetron charakteryzuje się tym, że nie ma możliwości sterowania mocą
mikrofal emitowanych przez elektrody. Dlatego, aby było można sterować czasem

nagrzewania się żywności w mikrofalówce znajduje się układ sterujący czasem

podawania napięcia na magnetron. Przy najmniejszym poborze mocy lampa pracuje na

pełnej mocy przez okres 3 s, po czym następuje 16-sekundowy okres przerwy. Przy

zwiększaniu mocy okres nagrzewania wydłuża się, a okres przerwy skraca.

3. Urządzenia medyczne

Jednym z powszechnie stosowanych w medycynie urządzeń służących do

fizjoterapii jest diatermia krótkofalowa. Jej działanie polega na przegrzaniu tkanek pod

wpływem pola elektrycznego lub pola magnetycznego o wysokiej częstotliwości w

celu uzyskania rozluźnienia mięśni, nie uszkadzając tkanek. Wyróżnia się w niej dwie

metody: kondensatorową i indukcyjną.

Diatermia kondensatorowa wykorzystuje do nagrzania tkanek pole elektryczne.

Nagrzewa ona głównie tkanki płytko położone, takie jak tkanka tłuszczowa.

Diatermia indukcyjna wykorzystuje do nagrzania tkanek pole magnetyczne,

wokół którego zgodnie z prawami Maxwella powstaje wirowe pole elektryczne,

nagrzewające głównie tkanki głęboko położone, takie jak mięśnie.

Krótkie fale generowane przez diatermię są w fizjoterapii wykorzystywane

dzięki dwóm elektrodom, umieszczanym po stronie przeciwnej powierzchni leczonej,

bez kontaktu z tą powierzchnią, oddzielone warstwą izolacyjną. Elektrody, tkanka

pacjenta i materiał między nimi są kondensatorem, którego pojemność zależy od

powierzchni elektrod, od ich odległości i od leczonej powierzchni, dlatego też wartość

ta zmienia się w czasie. W celu wyrównania tych zmienności, konieczne jest

dostosowanie zwane poszukiwaniem dostrojenia, co pozwala osiągnąć stan konieczny

dla przejścia maksymalnej energii do tkanki pacjenta.

Działanie aparatury do diatermii krótkofalowej określają Międzynarodowe

Normy Bezpieczeństwa IEC 601-1 i IEC 601-2-3. Normy te ustanawiają cechy

prawidłowego działania aparatury dla celów terapeutycznych i wyznaczają normy,

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 41/127

wynikające z zapewnienia bezpieczeństwa operatorów obsługujących te urządzenia i

eksponowanych na działanie krótkich fal. Zasady bezpiecznej pracy ludzi

obsługujących te urządzenia podlegają w Polsce przepisom sanitarnym (BHP) [6].

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 42/127

4. Oddziaływanie pól elektromagnetycznych na człowieka

4.1. Stan wiedzy

W obecnym stanie wiedzy, pomimo bogatego materiału doświadczalnego

trudno o jednoznaczne wnioski odnośnie nie tylko charakteru, ale w ogóle istnienia

swoistych efektów biologicznych związanych z działaniem PEM, zwłaszcza zakresu

radiowego. Do zaakceptowania efektu jako swoistego konieczne jest, bowiem,

ustalenie stopnia prawdopodobieństwa poznania trzech elementów: związku

przyczynowego między zadziałaniem czynnika i wystąpieniem efektu, zależności

efektu od dawki czynnika oraz mechanizmu działania czynnika. Jedynym rodzajem

swoistych efektów udowodnionych dla częstotliwości radiowych są efekty termiczne i

odpowiedź ustroju na te zmiany (np. uruchomienie efektów termoregulacyjnych).

Odpowiedź na temat szkodliwości promieniowania niejonizującego wymaga i

będzie wymagała dalszych intensywnych badań z udziałem biologów, lekarzy i

inżynierów w celu:

•

poznania mechanizmów interakcji pól z układami biologicznymi,

•

poznania porównywalnych efektów ekspozycji organizmów żywych w polach

elektromagnetycznych fali ciągłej, fali modulowanej oraz niestacjonarnych

polach EM, przy równoważnych gęstościach strumienia energii i równoważnych

czasach ekspozycji,

•

przeprowadzenia oceny efektów biologicznych przy ciągłej i przerywanej

ekspozycji w polach o niskich poziomach (<1 mW/cm

)

w dużych przedziałach

czasowych,

•

wyznaczenia, na podstawie zmierzonych gęstości strumienia energii pola EM

zarówno całkowitej energii jak i wewnętrznego rozkładu energii, która może być

pochłonięta przez żywy organizm umieszczony w polu EM oraz prognozowanie

skutków biologicznych wywołanych pochłoniętą energią.

Badania takie są niezwykle kosztowne i wymagają zastosowania precyzyjnej

aparatury pomiarowej, jednakże są intensywnie prowadzone w krajach dysponujących

wysoko rozwiniętą techniką. Opublikowana w 1984 r. jubileuszowa monografia z

okazji 100-lecia pionierskich doświadczeń Hertza zawierająca wieloletnie badania

biofizyków

amerykańskich

pozwoliła

poznanie

zasad

absorpcji

pól

elektromagnetycznych w obiektach biologicznych i opracowanie dokładnych map

rozkładu energii.

1 mW/cm

=10 W/m

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 43/127

Ekspozycja na PEM, występuje wówczas, gdy człowiek jest poddawany

oddziaływaniu pola elektrycznego, magnetycznego i elektromagnetycznego oraz

prądom dotykowym, różnym od wynikających z procesów fizjologicznych w

organizmie lub innych zjawisk naturalnych.

Ekspozycja populacji generalnej na PEM, występuje wówczas, gdy podlega jej

ludność z wyłączeniem ekspozycji, która ma miejsce podczas badań medycznych,

diagnostycznych i leczniczych oraz z wyłączeniem ekspozycji na PEM pracowników.

Pole elektromagnetyczne wytwarzane przez anteny nadawcze stacji radiowych

i telewizyjnych, a także stacji bazowych telefonii komórkowej jest częścią widma

elektromagnetycznego,

które

jest

charakteryzowane

częstotliwością.

Zakres

częstotliwości, w którym pracują ww. stacje nadawcze, zalicza się do promieniowania

niejonizującego, z uwagi na jego własności fizyczne. Energia kwantu promieniowania

elektromagnetycznego z zakresu częstotliwości 300 MHz – 300 GHz, w którym

pracuje m.in. radiofonia i telewizja, wynosi od 1,24

eV do 1240

eV, podczas gdy

energia kwantu potrzebna do rozerwania najsłabszego wiązania makromolekularnego

wynosi ok. 0,1 eV (wiązanie wodorowe), a dla pojedynczego wiązania

kowalencyjnego 3,6 eV. Stąd też jego efekty biologiczne są zasadniczo różne od

promieniowania jonizującego, którego energia kwantu wystarcza do rozerwania

wiązań

chemicznych

(jonizacji).

Promieniowanie

jonizujące

wytwarzają

np. urządzenia rentgenowskie.

Biologiczna aktywność PEM od wielu już lat jest faktem znanym i

niekwestionowanym - ale nie oznacza to jeszcze jej szkodliwości.

Działanie PEM na człowieka (i inne organizmy żywe) jest nieszkodliwe dopóty,

dopóki jego skutki mieszczą się w granicach wyznaczonych przez zdolności

adaptacyjne organizmu. Natomiast może być szkodliwe po przekroczeniu tych granic.

Ogólnie, mówiąc o oddziaływaniu pól elektromagnetycznych na człowieka mówi się o

efektach termicznych i nietermicznych. Zalecenia wpływowej komisji ICNIRP i

Komisji Europejskiej rekomendują w zakresie wyższych częstotliwości, gdzie

występuje efekt absorpcji energii PEM przez ciało człowieka, przyjęcie jako

granicznych, poziomy poniżej mierzalnych efektów termicznych.

Komunikaty na temat wpływu pól elektromagnetycznych na człowieka są m.in.

wydawane przez Międzynarodową Komisję Ochrony przed Promieniowaniem

Niejonizującym (ICNIRP). Ostatni komunikat ukazał się w zaleceniach,

opublikowanych w czasopiśmie Haelth Physics w 1998 roku i zawierał wyniki

aktualnych badań prowadzonych na ten temat na świecie. ICNIRP jest pozarządową

organizacją uznawaną przez Światową Organizację Zdrowia (WHO). Poprzedni

komunikat był wydany w 1988 r przez IRPA/INIRC, której spadkobierczynią jest

ICNIRP, a następny spodziewany jest w 2008 roku.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 44/127

W międzyczasie Komisja Wspólnot Europejskich podjęła w dniu 3 marca 2004

roku decyzję w sprawie utworzenia komitetów naukowych w dziedzinie

bezpieczeństwa konsumentów, zdrowia publicznego i środowiska, a wśród nich

Komitetu Naukowego ds. Pojawiających się i Nowo Rozpoznanych Zagrożeń dla

Zdrowia (SCENIHR). Wyniki opublikowanego w marcu 2007 roku dokumentu

wydanego przez SCENIHR zostaną przedstawione w dalszej części tego rozdziału.

4.2. Kryteria oceny PEM w środowisku

Jak wiadomo z poprzednich prac do określenia szkodliwego oddziaływania

niejonizującego pola elektromagnetycznego (EM) na człowieka stosowane są dwa

kryteria: kryterium biologiczne oparte na jakościowej i ilościowej ocenie efektów

atermicznych i kryterium energetyczne oparte na ilościowej ocenie efektu

termicznego. Obydwa kryteria oparte są na wynikach badań eksperymentalnych.

Kryterium biologiczne jest oparte na wynikach badań zmian, jakie pola EM

wywołują w ośrodkowym układzie nerwowym, w układzie neurohormonalnym,

swoistym i nieswoistym układzie odporności immunologicznej i w funkcjach

generatywnych. Podczas badań stosuje się metodę fizjologiczną, elektrofizjologiczną,

immunologiczną, biochemiczną i morfologiczną. Przyjętymi parametrami do badań są

gęstość mocy pola EM i czas ekspozycji. Z wyników badań wynika, że dla gęstości

mocy P mniejszych niż 4 mW/cm

istnieje liniowa zależność między efektem

biologicznym i gęstością mocy. W przypadku gęstości mocy P przekraczających 4 -

10 mW/cm

, ta zależność jest już nieliniowa.

Ponadto w przypadku niewielkich gęstości mocy jako miarę napromieniowania

można przyjąć wielkość obciążenia energetycznego W dla organizmu, będącego

iloczynem gęstości mocy P i czasu t, czyli W=P

∗

t. Ustalono, że maksymalna

dopuszczalna gęstość mocy nie może przekroczyć 1 mW/cm

Kryterium energetyczne, jako miarę oddziaływania pola EM na organizmy

żywe przyjmuje wielkość energii absorbowanej przez organizm (albo jego część) na
1 kg masy w [W/kg]. Tę wielkość nazwano „swoistą dawką absorpcji” i oznaczono w

skrócie symbolem SAR od ang. specific absorption rate. Na podstawie precyzyjnych

badań ustalono, że progowa wielkość absorbowanej mocy, wywołująca mierzalny

efekt termiczny tj. przyrost temperatury ciała o 1

wynosi 4 W/kg.

Stwierdzono również, że pochłanianie energii w układach biologicznych jest

zależne od częstotliwości pola EM.

Promieniowanie niejonizujące może zatem spowodować efekt termiczny,

polegający na miejscowym lub ogólnoustrojowym wzroście temperatury w żywym

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 45/127

organizmie lub atermiczny, polegający na zmianach funkcji biologicznych organów

wewnętrznych człowieka.

Dotychczas jedynym rodzajem swoistych

efektów udowodnionych dla często-

tliwości radiowych są efekty termiczne i odpowiedź ustroju na te zmiany (np. urucho-

mienie efektów termoregulacyjnych, takich jak zredukowanie produkcji ciepła meta-

bolicznego i rozszerzenie naczyń krwionośnych) i z badań nad tym efektem wynikają

dopuszczalne poziomy PEM zawarte w tworzonych aktualnie normach w Europie i na
świecie.

W celu rozpoznania efektów atermicznych w polach częstotliwości radiowych

(RF) małych intensywności i przy długotrwałej ekspozycji są prowadzone następujące

rodzaje badań:

badania laboratoryjne (in vitro i in vivo),

badania epidemiologiczne i z użyciem ochotników.

Badania in vitro wykonywane na izolowanych składnikach układów

biologicznych

są

ważne

dla

określenia

przypuszczalnych

mechanizmów

oddziaływania pól RF z układami biologicznymi oraz dla ustalenia warunków

ekspozycji, w których należy testować całe zwierzęta. Badania te są ważne dla

zrozumienia, jak pola RF działają na poziomie molekularnym czy komórkowym oraz

powinny umożliwić ekstrapolację wyników in vitro na poziom in vivo, a także

umożliwić wykrycie interakcji, które mogą być nieczytelne przy badaniach całego

zwierzęcia. Jednakże efekty stwierdzone w badaniach in vitro powinny być testowane

w badaniach in vivo.

Badania in vivo są przeprowadzane na kompletnych układach biologicznych,

takich jak zwierzęta laboratoryjne. Wielką zaletą tych badań jest fakt, że są one

przeprowadzane w warunkach laboratoryjnych, które mogą być dokładnie

kontrolowane. Aby wyeliminować przypadkowość w ocenie, wyniki badań na

zwierzętach mogą się odnosić do ludzi tylko wtedy, jeżeli obserwowane efekty

występują u różnych gatunków zwierząt.

Największy, jak dotąd, niepokój społeczny budzi możliwość, że narażenie na

pola RF małych intensywności może powodować raka. Spośród badań

epidemiologicznych ukierunkowanych na możliwość związku między narażeniem na

pola RF i zwiększonym ryzykiem nowotworów znaleziono kilka pozytywnych

korelacji dla białaczek i guzów mózgu. Jednakże wyniki tych badań, zarówno

pracowników jak i ogółu ludności, są mało przekonywujące i nie potwierdzają

hipotezy, że narażenie na pola RF powoduje rozwój lub wpływa na nowotwory. We

wszystkich badaniach epidemiologicznych istnieje niedostateczna ocena ekspozycji i

Stwierdzone efekty atermiczne, jak np. wypływ jonów wapnia z mózgu mają miejsce dopiero po wystąpieniu

efektu termicznego

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 46/127

czynników zaburzających oraz zła metodyka. Istnieje jednak potrzeba dalszych badań

epidemiologicznych, szczególnie populacji użytkowników telefonów przenośnych.

Jest to jeden z celów finansowanego przez WHO Międzynarodowego Projektu Pól

Elektromagnetycznych.

Reasumując, na podstawie kompleksowej oceny zagrożenia zdrowia ludzi

występującego na skutek ekspozycji na pola RF wyróżnia się następujące kategorie

tego zagrożenia:

Efekty termiczne

Pochłanianie energii RF w ciele człowieka prowadzi do wzrostu temperatury.

Podczas wysiłku fizycznego ciepło metaboliczne może osiągać poziomy 3 - 5 W/kg.

W środowisku o normalnych własnościach mikroklimatycznych pole o wartości SAR

1 - 4 W/kg, działające prze 30 min powoduje wzrost średniej temperatury dorosłego

człowieka o mniej niż 1°C. Wynika stąd, że przyjęcie dla SAR wartości równej

0,4 W/kg jako wartości granicznej w środowisku pracy daje dostateczny margines

ochronny. Dla populacji generalnej przyjęto dodatkowy margines bezpieczeństwa i

wartość graniczną ustalono jako 0,08 W/kg {2}.

Pola impulsowe

Wyniki doświadczeń wykazały, że wartość progowa występowania efektów

biologicznych w polach o częstotliwościach powyżej kilkuset MHz obniża się, jeżeli

energia jest dostarczana do układu biologicznego w postaci krótkich (1 -10

impulsów. Dla przykładu, efekty słuchowe występują, jeżeli w impulsach o czasie

trwania krótszym niż 30

s dostarczana jest energia 400 mJ/m

na jeden impuls. Na

podstawie dostępnych danych nie można określić granicy bezpieczeństwa dla takiego

typu pola.

Pola RF modulowane amplitudowo

Efekty biologiczne opisywane dla tego typu pola na poziomie komórki, tkanki

czy organu nie mogą być związane ze szkodliwymi skutkami dla zdrowia. Dotychczas

nie ustalono zależności dawka - efekt pozwalającej na wyznaczenie wartości

progowych.

Wpływ pól RF na powstawanie i rozwój nowotworów

Na podstawie dostępnych danych na temat ekspozycji RF na transformacje

komórkowe, aktywność enzymatyczną, indukowanie i rozwój nowotworów u zwierząt

nie można wnioskować, że ekspozycja taka ma wpływ na występowanie nowotworów

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 47/127

u człowieka, jak również, że należy opracować zalecenia ograniczenia poziomu tych

pól w celu zredukowania ryzyka choroby nowotworowej

Gęstość prądów indukowanych przez pola RF
W zakresie częstotliwości 300 Hz - 100 kHz bardzo ważnym mechanizmem,

który trzeba uwzględnić jest indukowanie pól i prądów elektrycznych w tkankach

pobudliwych, takich jak nerwowa i mięśniowa. Wartości progowe pobudzenia tkanki

nerwowej i mięśniowej silnie zależą od częstotliwości i zmieniają się od 0,1 - 1 A/m

przy 300 Hz do około 10 - 100 A/m

przy 100 kHz. Jednakże istnieje cały szereg

efektów, które występują przy niższych wartościach progowych, w związku, z czym

ochrona przed tym zjawiskiem nie wymaga specjalnych zaleceń.

Szok i poparzenie prądem kontaktowym
Obiekty przewodzące znajdujące się w polu mogą zostać naładowane

elektrycznie. W wyniku kontaktu takiego obiektu z ciałem może nastąpić przepływ z

obiektu na człowieka prądu o znacznej wartości. W zależności od częstotliwości

natężenia pola elektrycznego, rozmiaru i kształtu obiektu oraz powierzchni przekroju

czynnego kontaktu przepływający prąd może spowodować szok lub pobudzenie

nerwów obwodowych, a nawet poparzenie. Działania ochronne polegają na

wyeliminowaniu lub ogradzaniu obiektów przewodzących, znajdujących się w silnym

polu RF.

4.3. Wyniki badań wpływu PEM na zdrowie ludzi

1. Pola magnetyczne częstotliwości sieciowej

Najwięcej wątpliwości ekspertów badających skutki oddziaływania pól

elektromagnetycznych na ludzi budzą pola magnetyczne o częstotliwości sieciowej

(50 Hz)

występujące

otoczeniu

linii

elektroenergetycznych

stacji

transformatorowo-rozdzielczych. Chociaż istnieją dane wskazujące, że mogą one

zwiększyć ryzyko zachorowalności ludzi na nowotwory, to z uwagi na nieznany

mechanizm działania nie udało się przy użyciu takich pól wywołać nowotworów u

zwierząt, w związku z czym nie można twierdzić, że pola te są rakotwórcze, a jedynie

przypuszczalnie rakotwórcze (klasyfikacja IARC).

Z punktu widzenia oceny wpływu na człowieka najwięcej problemów sprawiają

linie energetyczne. Wiąże się to z wynikami całego szeregu badań wskazujących, że

„domowa” ekspozycja na pola magnetyczne 50/60 Hz zwiększa ryzyko zachorowania

dzieci na białaczkę, a próg tego efektu występuje już dla indukcji 0,3-0,4 µT. Podobne

Ostatnie wyniki badań na ten temat przedstawiono w dalszej części opracowania

Powyższe informacje zaczerpnięto z referatu wygłoszonego przez doc. dra hab. Marka Zmyślonego na

Warsztatach IMP w 2006 roku

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 48/127

wyniki dają badania takich ekspozycji na guzy mózgu u dzieci. Jednakże w tym

przypadku wzrost ryzyka nie jest istotny statystycznie np. mataanaliza dokonana przez

Wartenberga i współpr. w 1998 roku pokazała, że choć ryzyko względne wynosi 1,4,

to 95% przedział ufności (CI) wynosi od 0,7 do 2,4, w związku z czym efektu tego nie

można uznać za udowodniony. Istnieją także pojedyncze, niepotwierdzone doniesienia

o związku ekspozycji komunalnej dzieci z zachorowaniami na inne nowotwory, np.

chłonniaki, mięsaki czy guzy ośrodkowego układu nerwowego. Podobne badania

prowadzono u ludzi dorosłych. Jak dotychczas w literaturze spotyka się pojedyncze

doniesienia o pozytywnym związku pomiędzy ekspozycją na pola sieciowe w domach

mieszkalnych a nowotworami mózgu (w badaniu norweskim, którego wyniki

opublikowano w 2005 roku stwierdzono wzrost ryzyka, ale był on nieistotny

statystycznie). Doniesienia te są pojedyncze i w powszechnej opinii specjalistów nie

można ich uznać za wystarczające do uznania ekspozycji na podwyższone komunalne

pole magnetyczne za czynnik rakotwórczy u dorosłych. Równolegle z badaniami

epidemiologicznymi prowadzone są badania na zwierzętach, które są eksponowane

bardzo długo, niekiedy całe życie, przy czym ekspozycje są podobne do komunalnych

(a nawet wyższe). Jak dotychczas nie potwierdziły one występowania podobnych

efektów jak w przypadku ludzi, np. negatywny wynik uzyskano w badaniu myszy

poddanych 52-tygodniowej ekspozycji na sieciowe pola magnetyczne 2 µT. Mimo to

głównie ze względu na wyniki badań u dzieci, Międzynarodowa Agencja Badań nad

Rakiem (IARC) uznała w 2002 roku pola magnetyczne ELF (3-3000 Hz) za

przypuszczalnie rakotwórcze dla ludzi (grupa 2B), czyli uznała, że istnieje dowód

działania rakotwórczego tych pól u ludzi przy braku wystarczającego dowodu

rakotwórczości u zwierząt doświadczalnych

. Taka klasyfikacja jest przyczyną

nieustannych sporów pomiędzy zwolennikami i przeciwnikami negatywnego działania

PEM – ci pierwsi wskazują, że wyniki badań epidemiologicznych, które są

najważniejsze przy ocenie wpływu danego czynnika jednoznacznie wskazują na

szkodliwość pól sieciowych, ci drudzy twierdzą, że brak potwierdzenia w badaniach

na zwierzętach może być sygnałem, że wyniki badań epidemiologicznych są tylko

artefaktami (nowotwory powodowane przez PEM są stosunkowo rzadkie, a ryzyko

względne, bardzo niskie). Dla równowagi należy powiedzieć, że w grupie 2B

kancerogenów znajduje się np. kawa (jako przypuszczalny czynnik zachorowania na

nowotwór pęcherza moczowego) czy marynowane warzywa.

Według IARC wszystkie czynniki fizyczne i chemiczne ze względu na ich zagrożenie rakotwórcze dla

człowieka dzieli się na następujące grupy:
grupa 1: Czynnik jest rakotwórczy dla ludzi
grupa 2A: czynnik jest prawdopodobnie rakotwórczy dla ludzi
grupa 2B: czynnik jest przypuszczalnie rakotwórczy dla ludzi
grupa 3: czynnik nie jest klasyfikowany ze względu na jego rakotwórczość dla ludzi
grupa 4: czynnik nie jest rakotwórczy dla ludzi.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 49/127

Oprócz badania ewentualnych skutków kancerogennych ekspozycji komunalnej

sprawdzono również jej inne możliwe skutki zdrowotne, jednakże nie dały one

wyników pozytywnych poza kilkoma badaniami wpływu na funkcjonowanie

centralnego układu nerwowego np. zwiększenie ryzyka wystąpienia zaburzeń

psychiatrycznych zwłaszcza depresji. Autorzy stwierdzili zwiększenia ryzyka

zachorowania na poważne depresje (4,7- krotny wzrost ryzyka; 95% przedział ufności)

wśród osób mieszkających w pasie do 100 m od linii wysokiego napięcia, choć

jednocześnie przyznają, że badania były wykonane na zbyt małej liczbie przypadków.

Biorąc powyższe pod uwagę trudno się dziwić, że nie uwzględniono powyższych

obserwacji przy tworzeniu normatywów przebywania w PEM, chociaż takie próby są

czynione np. w 1995 roku został opublikowany raport Narodowej Rady Ochrony przez

Promieniowaniem i Pomiarów USA (U.S. National Council od Radiation Protection

and Meaasurements – NCRP), w którym autorzy zaproponowali drastyczne

zredukowanie w przeciągu 6-10 lat dopuszczalnego poziomu ekspozycji populacji

generalnej na sieciowe pole magnetyczne z 0,1 mT do 0,2 µT.

2. Wpływ stacji bazowych na ludzi

Oficjalny komunikat wydany przez ICNIRP w 1998 roku, na podstawie

zebranych wówczas wyników badań naukowych wykluczał możliwość wpływu PEM

pochodzącego od stacji bazowych na zdrowie człowieka.

Komunikat ten stwierdzał, że moce stosowane wówczas w telefonii

komórkowej były zbyt małe do wywołania jakiegokolwiek efektu w organiźmie

człowieka.

Ze względu na duże zainteresowanie społeczne prowadzone są badania,

głównie epidemiologiczne

, wpływu tych pól na

choroby nowotworowe u ludzi.

Jednakże badań tych jest ciągle niewiele, a w dodatku niemal wszystkie zawierają

istotne błędy. Te błędy sprawiają, że ciągle brakuje jednoznacznej odpowiedzi na

pytania, czy pole elektromagnetyczne szkodzi, a jeżeli tak, to w jakim stopniu?

Autor artykułu pisze, że np. badania izraelskie, opublikowane w

nieindeksowanym, mało znanym czasopiśmie, ale szeroko rozpowszechnione na

stronach internetowych znajdują całą rzeszę zwolenników koncepcji szkodliwego

działania pola elektromagnetycznego. Badania przeprowadzono na terenie miasta

Natanya, gdzie w jednej z dzielnic w 1996 r. postawiono maszt telefonii komórkowej

850 MHz. Maksymalne natężenie pola elektrycznego na terenie dzielnicy wynosiło

1,4 V/m. Grupa badana liczyła 622 osoby, a grupę kontrolną stanowili mieszkańcy

Opisane w tym podrozdziale wyniki badań pochodzą z artykułu pt. Ocena działania biologicznego i skutków

zdrowotnych pól elektromagnetycznych w aspekcie wymagań raportów o oddziaływaniu przedsięwzięć na
środowisko” autorstwa doc. dra hab. Marka Zmyślonego z Instytutu Medycyny Pracy w Łodzi wygłoszonego na
Warsztatach IMP Łódź 2006

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 50/127

pobliskich dzielnic (1222 osoby). Wyniki badań odnoszono do współczynników

zachorowalności na nowotwory w całym Izraelu. Badania rozpoczęto rok po

uruchomieniu stacji i objęły one wszystkie przypadki nowotworów z jednego roku. W

wyniku badań autorzy stwierdzili, że u osób zamieszkujących w odległości do 250 m

od stacji znaczący wzrost zachorowań na nowotwory (4,15 raza) w porównaniu z

mieszkańcami pozostałej części miasta. Autor artykułu twierdzi, że do wnioskowania

na podstawie tego typu badań wymagane są grupy o bardzo dużej liczebności, a

ponadto założenie badawcze jakoby nowotwory takie jak rak piersi, rak jajnika, rak

płuc, nerki, wątroby, itp. miały roczny okres laktacji są niepotwierdzoną „rewelacją”

naukową (badania rozpoczęto rok po uruchomieniu stacji bazowej).

Inne badania ryzyka zachowania na guza mózgu prowadzone były w

Niemczech. Było to badanie case-control obejmujące 747 przypadki guzów mózgu u

osób w wieku od 30 do 69 lat i 1494 przypadki kontrolne. Nie stwierdzili oni

zwiększonego ryzyka zachorowania, ani na glejaka, ani dla oponiaka.

Autor pisze, że przeciwnicy budowy stacji bazowych na terenach

zabudowanych obawiają się pogorszenia funkcjonowania centralnego układu

nerwowego, przejawiające się pogorszeniem samopoczucia, np. zaburzeniami snu,

zmęczeniem poirytowaniem lub tendencją do depresji. Odpowiedzią na te obawy są

wyniki badań francuskich hiszpańskich oraz austriackich. Były to podobne badania

ankietowe przeprowadzone na grupie 100-500 osób. W badaniach francuskich jako

wskaźnik ekspozycji przyjęto odległość mieszkania osoby badanej od stacji bazowej,

co znacznie obniża ich wartość, natomiast w obu pozostałych dla oceny ekspozycji

osób badanych przeprowadzono pomiary PEM. W badaniach hiszpańskich

przeprowadzonych w latach 2000-2004 w niewielkim mieście La Nora leżącym w

pobliżu Murcji, gdzie dwa lata wcześniej postawiono dwa maszty telefonii

komórkowej. Badaniami objęto 94 osoby. U każdej z osób w domu przeprowadzono

pomiary natężenia pola elektrycznego w zakresie mikrofalowym, a ekspozycje

podzielono na 3 grupy w zależności od poziomu natężenia pola w sypialniach: 0,02 –

0,04 V/m, 0,05-0,22 V/m i 0,25-1,29 V/m. Autorzy stwierdzili istotny statystycznie

związek między dozą a tendencjami do depresji, zmęczenia, utraty apetytu, odczuciem

dyskomfortu, zaburzeniami snu, poirytowaniem, zawrotami głowy zmianami

skórnymi, zaburzeniami pamięci i bólami głowy. Spośród 16 badanych symptomów

13 wykazywało zwiększone występowanie w grupie najbardziej eksponowanej w

porównaniu z grupą eksponowaną najmniej, a 10 w porównaniu z grupą eksponowaną
średnio. Na podstawie tych obserwacji autorzy badań zaproponowali, aby maksymalny
poziom natężenia pola elektrycznego emitowanego przez stacje bazowe wynosił

0,02 V/m.

Jednakże

brak

publikacji

wyników

badań,

czasopiśmie

międzynarodowym opublikowali jedynie wyniki badań pilotażowych, świadczy o

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 51/127

przedwczesnych wnioskach, gdyż wyniki ostatecznych badań opublikowali na mało

znaczącej i mającej ograniczony odbiór konferencji bioelektromagnetycznej na Kos.

Przyczyną może być mała liczebność badanej grupy, a przede wszystkim fakt

obecności w środowisku osób badanych innych źródeł PEM, jak linii energetycznych

wysokiego napięcia, doręcznych telefonów komórkowych, stacji telewizyjnych i

radiowych.

W posumowaniu autor artykułu stwierdza, że wyniki dotychczasowych badań

można traktować jako wstępne, wymagające dalszych badań, rozszerzenia grupy

badanych oraz uwzględnienia czynników zakłócających.

3. Wpływ telefonów bezprzewodowych (w tym komórkowych) na ludzi

ICNIRP w 1998 roku opublikował również swoje stanowisko na temat

zagadnień zdrowotnych związanych z użytkowaniem radiotelefonów przenośnych

oraz stacji bazowych, a w szczególności:

Wyniki opublikowanych badań epidemiologicznych nie dają podstaw do

oceny zagrożeń zdrowotnych związanych z narażeniem na pola RF, nie

można też posłużyć się tymi badaniami dla ustalenia jakościowych

ograniczeń ekspozycji ludzi.

Dane z badań laboratoryjnych odnoszące się do nowotworów nie

stanowią podstawy do ograniczania ekspozycji na pola związane z

użytkowaniem radiotelefonów przenośnych i stacji przekaźnikowych.

Dla ograniczania narażenia na pola związane z użytkowaniem

radiotelefonów przenośnych i stacji bazowych należy stosować normy

IRPA/INIRC z 1988 roku dla uśrednionego SAR w całym ciele oraz

normy ICNIRP dla lokalnego SAR, podane w Zaleceniach ICNIRP z

1998 roku {2}.

Nie ma przekonywujących dowodów, że niekorzystne efekty zdrowotne,

w tym nowotwory, mogą występować u ludzi narażonych na poziomy

równe lub niższe niż wartości graniczne średniego SAR dla całego ciała

zalecane przez IRPA/INIRC z 1988 roku lub normy ICNIRP dla

miejscowego SAR, podane w Zaleceniach ICNIRP z 1998 roku.

Przy częstotliwościach i poziomach energii związanych z użytkowaniem

radiotelefonów przenośnych nie ma obawy porażeń i poparzeń.

Lokalny SAR w głowie związany z użytkowaniem radiotelefonów

przenośnych musi być określony dla każdej stosowanej częstotliwości i

konfiguracji urządzeń.

Dla

radiotelefonów

przenośnych

użytkowanych

warunkach

profesjonalnych ICNIRP zaleca, aby lokalny SAR w głowie był

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 52/127

ograniczony do 10 W/kg uśrednionych przez dowolne 10 g masy tkanek

w głowie (0,1 W/10 g).

10.

Dla radiotelefonów przenośnych użytkowanych przez ludność ICNIRP

zaleca, aby lokalny SAR w głowie był ograniczony do 2 W/kg

uśrednionych przez dowolne 10 g masy tkanek w głowie (0,02 W/10 g).

11.

Użytkowanie radiotelefonów przenośnych powinno być ograniczone do

rejonów, gdzie możliwość wystąpienia zjawisk zakłóceń pracy innych

urządzeń elektronicznych jest niewielka (np. z dala od szpitalnych

oddziałów intensywnej opieki medycznej i podobnych miejsc).

Wytwórcom sprzętu elektronicznego zaleca się konstruowanie i

wytwarzanie sprzętu, który jest niewrażliwy na interferencję z falami

częstotliwości radiowych.

Mimo tego stanowiska nadal prowadzone były intensywne badania na temat

wpływu telefonów komórkowych na ich użytkowników.

Przedstawione poniżej wyniki badań kliniczno-kontrolnych pochodzą z

artykułu pt. „Użytkowanie telefonów komórkowych i bezprzewodowych a ryzyko

występowania

guzów

mózgu

zdiagnozowanych

latach

1997-2003”

przetłumaczonego za zgodą autorów w czasopiśmie Bezpieczeństwo pracy 4/2007

Badania kliniczno-kontrolne przeprowadzono w różnych placówkach służby

zdrowia na terenie Szwecji i w różnych terminach, w których wybierano grupy

przypadków i grupę kontrolną. Wszystkie badanie zostały zaakceptowane przez

komisje etyczne.

Badania prowadzono od drugiej połowy lat dziewięćdziesiątych w celu

ustalenia

związku

pomiędzy

ekspozycją

pole

elektromagnetyczne

częstotliwościach

radiowych,

użytkowników

telefonów

przenośnych

bezprzewodowych a guzami mózgu. Ekspozycje oceniano na podstawie pytań

ankietowych. Są to pierwsze wyniki dotyczące użytkowników z okresem używania

telefonów komórkowych dłuższym niż 10 lat, z liczba użytkowników wystarczającą

do określenia zależności pomiędzy długotrwałym używaniem telefonów przenośnych i

komórkowych a ryzykiem zachorowania na nowotwory. Analiza łączna dwóch badań

kliniczno-kontrolnych przypadków zachorowań na guzy mózgu została oparta na

odpowiedziach od 1254 (88%) pacjentów z łagodnym guzem mózgu, 905 (90%) ze

złośliwym guzem mózgu oraz 2162 (89%) osób z grupy kontrolnej. Autorzy w

podsumowaniu stwierdzili, że na podstawie przeglądu najnowszych badań tego

wersja oryginalna: Kjell Hansson Mild, Lennart Hardell, Michael Carlberg: Pooled Analysis of Two Swedish

Case-Control Studiem on the Use of Mobile and Cordless Telephones and the Risk of Brain Tumours Diagnozed
during 1997-2003”, International Journal of Occupational Safety and Ergonomics” (Jose), vol. 13, no. 1, 2007

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 53/127

problemu, można wnioskować, że używanie telefonów przenośnych dłużej niż 10 lat

powoduje zwiększone ryzyko występowania guzów mózgu.

4. Wpływ stacji radiowo-telewizyjnych na ludzi

Dużą uwagę skupiają również doniesienia o wpływie stacji radiowo-

telewizyjnych na ludzi, ponieważ istnieją dane wskazujące na konieczność głębszego

zainteresowania się tym problemem. Według wspomnianego wcześniej artykułu

autorstwa doc. dra hab. Marka Zmyślonego są to następujące dane:

1. Wyniki badań przeprowadzonych wokół wieży radiowo-telewizyjnej w

Sutton Coldfield wskazują, że w promieniu do 2 km od wieży wzrasta ryzyko

zachorowania na białaczkę u dorosłych. Autorzy badań zauważyli również spadek

ryzyka ze wzrostem tej odległości. Jednakże ich badania przeprowadzone wokół

podobnych stacji w Anglii w nieznacznym stopniu potwierdziły obserwacje wokół

stacji Sutton Coldfield.

2. Szwedzkie badania korelacyjne przeprowadzone w kilku krajach wskazują na

zależność częstości zachorowań na czerniaka w otoczeniu wież radiowych i

telewizyjnych od ilości stacji w danym kraju.

3. W australijskich badaniach korelacyjnych autorzy stwierdzili występowanie

związku pomiędzy częstością dziecięcych białaczek oraz zmniejszeniem zdolności do

przeżycia chorych dzieci a odległością od wieży stacji telewizyjnych.

Podobne badania, wg autora, wykonywali Koreańczycy, którzy stwierdzili

zwiększoną umieralność na wszystkie nowotwory i białaczki e niektórych grupach

wiekowych, a zwłaszcza młodych.

Na koniec autor artykułu stwierdza, ze z uwagi na korelacyjny charakter badań

ich wyniki nie upoważniają do zbyt daleko idących wniosków o związku pomiędzy

ekspozycją od stacji radiowo-telewizyjnych a zachorowalnością na nowotwory

wpływu, natomiast mogą być sygnałem do podjęcia właściwych badań

epidemiologicznych typu case-control czy kohortowych.

4.4. Komitet Naukowy ds. Pojawiających się i Nowo Rozpoznanych Zagrożeń dla
Zdrowia (SCENIHR)

4.4.1. Wprowadzenie

Komisja Wspólnot Europejskich, uwzględniając Traktat ustanawiający

Wspólnotę Europejską, w szczególności jego art. 152 i 153, podjęła w dniu

3 marca 2004 roku decyzję w sprawie utworzenia komitetów naukowych w dziedzinie

bezpieczeństwa konsumentów, zdrowia publicznego i środowiska (Dziennik

Urzędowy L 066, 04/03/2004 P. 0045 – 0050).

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 54/127

W dokumencie podano strukturę oraz zakres kompetencji utworzonych trzech

następujących komitetów naukowych:

a) Komitet Naukowy ds. Produktów Konsumenckich (SCCP);

b) Komitet Naukowy ds. Zagrożenia dla Zdrowia i Środowiska (SCHER);

c) Komitet Naukowy ds. Pojawiających się i Nowo Rozpoznanych Zagrożeń

dla Zdrowia (SCENIHR).

SCENIHR (od ang. Scientific Committee on Emerging and Newly Identified

Heath Risks), liczy 13 członków. Są oni mianowani na podstawie ich szerokiej wiedzy

dotyczącej oceny ryzyka oraz rozmieszczenia geograficznego, które ma

odzwierciedlać różnorodność problemów naukowych i różne podejścia we

Wspólnocie.

Dla określonych zapytań SCENIHR może wyznaczyć jako wsparcie

maksymalnie sześciu członków współpracujących, wybranych na podstawie ich

wiedzy naukowej. Członkowie współpracujący mają takie same prawa do

uczestniczenia w dyskusjach oraz takie same obowiązki, jak członkowie.

Członkowie

każdego komitetu naukowego są ekspertami naukowymi w jednej lub kilku

dziedzinach należących do zakresu kompetencji komitetu i wspólnie obejmują

możliwie najszerszy zakres zagadnień.

W ramach zakresu kompetencji Komitet Naukowy ds. Pojawiających się i

Nowo Rozpoznanych Zagrożeń dla Zdrowia zapewnia opinie w kwestiach

dotyczących pojawiających się i nowo rozpoznanych zagrożeń oraz szerokich,

złożonych i wielodyscyplinarnych problemów, wymagających dokładnej oceny ryzyka

dla zdrowia konsumenta lub zdrowia publicznego oraz problemów pokrewnych,

nieobjętych przez żaden inny wspólnotowy organ oceny ryzyka.

Do przykładów potencjalnych obszarów działalności można zaliczyć

potencjalne ryzyko związane z wzajemnym oddziaływaniem czynników ryzyka,

efekty synergistyczne, efekty kumulacyjne, oporność antybakteryjną, nowe

technologie, takie jak nanotechnologie, wyroby medyczne, łącznie z tymi, w skład

których wchodzą substancje pochodzenia zwierzęcego i/lub ludzkiego, inżynieria

tkanek, produkty krwiopochodne, ograniczenie użycia nawozów, nowotwory układu

endokrynologicznego,

zagrożenia

fizyczne,

takie

jak

hałas

czy

pole

elektromagnetyczne (pochodzące z telefonów komórkowych, przekaźników i

elektronicznego sprzętu domowego), oraz metody oceny nowych zagrożeń.

W świetle znaczącej ilości nowych informacji naukowych dostępnych od

2001 r. Komisja Europejska zwróciła się do Komitetu Naukowego ds. Powstających i

Nowo Zidentyfikowanych Zagrożeń dla Zdrowia (SCENIHR)

z prośbą o

przeprowadzenie wyczerpującej rewizji opinii komitetu naukowego ds. toksyczności,

ekotoksyczności oraz środowiska (SCTEE) z dnia 30 października 2001 r. na temat

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 55/127

możliwego wpływu pól elektromagnetycznych częstotliwości radiowych, w tym

promieniowania mikrofalowego na zdrowie ludzkie. Konsultacje publiczne w sprawie

tej opinii SCENIHR podjęto we wrześniu 2006 r.

Przyjęta w ostatnim czasie wstępna opinia

SCENIHR w sprawie możliwych

skutków działania pól elektromagnetycznych (EMF) na zdrowie ludzkie została

poddana procedurze konsultacji ze społeczeństwem w ostatnim kwartale roku 2006.

Po rozpatrzeniu uwag i informacji SCENIHR zatwierdził w dniu 21 marca 2007 roku

na 16. posiedzeniu plenarnym ostateczną opinię pt. Możliwe skutki działania pól EM

(EMF) na zdrowie ludzkie” (w oryginale „Possible effects of Electromagnetic Fields

(EMF) on Human Heath”). Opinia ta zostanie przedstawiona w następnym

podrozdziale.

4.4.2. Możliwe skutki działania PEM (EMF) na zdrowie ludzkie

4.4.2.1 Streszczenie

Komitet Powstających i Nowo Zidentyfikowanych Zagrożeń dla Zdrowia

(SCENIHR – The Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Heath

Risks) zaktualizował poprzednią opinię, pt. „Możliwe oddziaływanie pola

elektromagnetycznego (EMF), pola o częstotliwości radiowej (RF) i promieniowania

mikrofalowego na zdrowie ludzkie”, wydaną w 2001 roku przez Komitet Naukowy ds.

Toksyczności, Ekotoksyczności i Środowiska (CSTEE – The Scientific Committee on

Toxicity, Ecotoxicity and the Environment), uwzględniając czy ekspozycja na pole

elektromagnetyczne może być powodem chorób czy też nie. Opinia jest oparta

głównie na artykułach naukowych, publikowanych w anglojęzycznych pismach

naukowych. Opinia cytuje i komentuje tylko zagadnienia uznawane za istotne dla

problemu. Treść opinii jest podzielona wg odpowiednich pasm częstotliwości:

częstotliwość radiowa (RF) (100 kHz < f < 300 GHz),

częstotliwość pośrednia (IF) (300 Hz < f < =100 kHz),

bardzo niskie częstotliwości (ELF) (0 < f <= 300 Hz),

częstotliwość stała (0 Hz) (w opinii jest rozważana tylko składowa stała

magnetyczna).

Dla efektów środowiskowych został wydzielony osobny rozdział.

Ad. 1. Pola pochodzące od częstotliwości radiowej (Radio Frequency fields)

Od przyjęcia w 2001 opinii, zostały przeprowadzone rozległe badania

dotyczące możliwych skutków zdrowotnych wynikających z ekspozycji na pole o

częstotliwości

radiowej

niskiej

intensywności,

uwzględniono

badania

Wybrane podstawowe zagadnienia zawarte w dokumencie wraz z ostateczną opinią na temat zawarty w tytule

dokumentu – wyciąg z dokumentu

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 56/127

epidemiologiczne w organizmie żywym i pozaustrojowe. Podsumowując, zostało

konsekwentnie dowiedzione, że nie ma żadnych oddziaływań zdrowotnych podczas

ekspozycji organizmów żywych na pole o poziomie niższym niż ustanowiony

przez ICNIRP (International Committee on Non Ionizing Radiation Protection)

w 1998 r. Jednakże baza danych dotycząca oceny skutków szczególnie w przypadku

długotrwałej ekspozycji na pole o niskim poziomie jest ograniczona.

Ad. 2. Pola pochodzące od częstotliwości pośredniej (Intermediate Frequency
fields)

Dane eksperymentalne i epidemiologiczne na temat wpływu pola w zakresie

częstotliwości pośredniej są znikome. Dlatego ocena ryzyka zdrowotnego (znacznego)

związanego z obecnością pola o częstotliwości pośredniej jest obecnie opierana na

znanych zagrożeniach dla częstotliwości niższych i wyższych. Właściwe oszacowanie

ocena

możliwych

skutków

zdrowotnych

spowodowanych

długotrwałym

przebywaniem w polu IF jest bardzo ważna, ze względu na wzrastający czas

ekspozycji człowieka na takie pole, co jest związane z pojawianiem się nowych

systemów i technologii.

Ad. 3. Pola pochodzące od niskiej częstotliwości (Extreme Low Frequency fields)

Nadal obowiązuje przy tym poprzedni wniosek, dotyczący faktu, że pole

magnetyczne o bardzo niskiej częstotliwości (ELF) może być rakotwórcze; bazuje on

głównie na występowaniu białaczki u dzieci. Jeśli chodzi o raka piersi i choroby

sercowo-naczyniowe ostatnie badania wskazują, że związek ten jest tu mało

prawdopodobny. Powiązanie pola o niskiej częstotliwości (ELF) z chorobami

neurologicznymi i guzami mózgu wciąż nie jest do końca potwierdzone. Nie

stwierdzono także żadnego logicznego powiązania pola ELF z objawami

subiektywnymi (czasami spowodowanymi nadwrażliwością na elektryczność).

Ad. 4. Pola statyczne

Są nieliczne zadowalające dane do właściwej oceny ryzyka, jakie niesie

statyczne pole magnetyczne. Rozwój technologii związanej ze statycznym polem

magnetycznym, na przykład z MRI (Magnetic Resonance Imaging – Obrazowanie

Rezonansu Magnetycznego), wymaga wykonania oceny ryzyka dotyczącego

zawodowej (związanej ze stanowiskiem pracy) ekspozycji na pole.

Efekty środowiskowe

Nie ma wystarczających danych, aby stwierdzić czy norma dotycząca

pojedynczej ekspozycji na oddziaływanie pola jest odpowiednia w zakresie ochrony

przed polem EM wszystkich gatunków występujących w środowisku. Podobnie, nie

ma wystarczających danych do oceny czy normy środowiskowe powinny być te same

czy znacząco inne od tych odpowiadających za ochronę ludzkiego zdrowia.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 57/127

4.4.2.2 Opinia

1. Pola pochodzące od częstotliwości radiowej (Radio Frequency fields)

W swojej opinii z 2001 roku, Komitet Naukowy ds. Toksyczności,

Ekotoksyczności i Środowiska (CSTEE – The Scientific Committee on Toxicity,

Ecotoxicity and the Environment) wnioskował odnośnie pól elektromagnetycznych

pochodzących od częstotliwości radiowej (RF):

„Uzyskane w ostatnich latach dodatkowe informacje dotyczące rakotwórczości

i innych atermicznych skutków działania częstotliwości radiowej i promieniowania

mikrofalowego nie uzasadniają potrzeby korekty wartości granicznych dotyczących

napromieniowania ustalonych przez Komisję Europejską na bazie wniosków z opinii

Naukowego Komitetu Sterującego (Steering Scientific Committee) z 1998 roku. W

przypadku ludzi, zarówno dzieci, jak i dorosłych, analizy epidemiologiczne nie

wykazały dowodów na działanie rakotwórcze (niektóre badania były przeprowadzane

na szeroką skalę, aczkolwiek czas obserwacji nie był wystarczający do wydania

ostatecznego orzeczenia). Objawy subiektywne odczuwane przez niektóre osoby są

realne, jednak nie ma wystarczających informacji dotyczących: poziomów

napromieniania wywołujących takie efekty, cech będących źródłem indywidualnej

wrażliwości, ewentualnych mechanizmów biologicznych lub powszechnego

występowania osobników wrażliwych w poszczególnych populacjach. Tak więc,

obecny stan wiedzy jest niewystarczający do realizacji pomiarów mających na celu

identyfikację oraz ochronę najbardziej wrażliwej części populacji.”

W oparciu o naukowe uzasadnienie przedstawione powyżej, SCENIHR

zaktualizował opinię wydaną przez CSTEE i przedstawił wnioski odnośnie efektów

atermicznych:

Bilans dokumentacji epidemiologicznej wskazuje, że używanie telefonu

przenośnego przez okres krótszy niż 10 lat nie pociąga za sobą zwiększonego ryzyka

wystąpienia np. guza mózgu lub nerwiaka nerwu słuchowego

(acoustic neuroma).

Dla dłuższego czasu użytkowania dane są nieliczne, a więc jakiekolwiek wnioski nie

są pewne. Z dostępnych danych wynika jednak, iż dla długotrwałego użytkowania

ryzyko wystąpienia guzów mózgu nie zwiększa się; w przypadku nerwiaka nerwu

słuchowego występują pewne przesłanki wskazujące na związek z długim

użytkowaniem telefonu.

Dla chorób innych niż rak dane epidemiologiczne są skąpe.

Szczególnej rozwagi wymaga używanie telefonu przenośnego przez dzieci.

Podczas gdy brak jest wyraźnych dowodów, dzieci i młodzież, ze względu na ciągły

rozwój, mogą być bardziej wrażliwi na przebywanie w polu o częstotliwości radiowej

nowotwór rozwijający się na nerwie łączącym ucho z mózgiem

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 58/127

od dorosłych. W dzisiejszych czasach, dzieci mogą być wystawione na wyższe

skumulowanie napromieniania, niż miało to miejsce w przypadku poprzednich

pokoleń. Na razie nie ma dostępnych badań przeprowadzonych z udziałem dzieci.

Nie przedstawiono dotąd rzetelnych danych wiążących wystawienie na

działanie częstotliwości radiowej z subiektywnymi objawami (np. ból głowy,

zmęczenie, zawroty głowy i problemy z koncentracją) czy w samopoczuciem.

Badania odnośnie wpływu na układ neurologiczny i rozrodczy nie wykazały

żadnego ryzyka w przypadku poziomów napromieniowania niższych od ustalonych
przez ICNIRP w 1998 roku.

Badania przeprowadzone na zwierzętach nie wykazały, że pole generowane

przez częstotliwość radiową może indukować powstawanie raka, potęgować mnożenie

się komórek rakowych w przypadku stwierdzonego raka lub przyspieszać wzrost

przeszczepionych nowotworów. Kwestię otwartą stanowi pytanie o dostateczność

użytych w eksperymentach modeli oraz niedobór danych w zakresie napromieniania o

wysokich poziomach.

Badania pozaustrojowe (in vitro) nie wykazały wpływu PEM o

częstotliwościach radiowych na komórki, przy oddziaływaniu atermicznym.

Reasumując, nie stwierdzono żadnych skutków zdrowotnych przy zachowaniu

poziomów dopuszczalnych ekspozycji poniżej wartości granicznych ustalonych przez

ICNIRP w 1998 roku. Jednak dane przedstawione w tym opracowaniu są ograniczone

do długotrwałej ekspozycji o niskim poziomie.

2. Pola pochodzące od częstotliwości pośredniej (Intermediate Frequency fields)

W swojej opinii z roku 2001, Komitet Naukowy ds. Toksyczności,

Ekotoksyczności i Środowiska (CSTEE – The Scientific Committee on Toxicity,

Ecotoxicity and the Environment) nie odniósł się do częstotliwości pośrednich (IF).

W oparciu o naukowe uzasadnienie przedstawione powyżej, SCENIHR

zaktualizował opinie wydaną w 2001 roku przedstawiając następujące oświadczenie

odnośnie częstotliwości pośrednich:

Dane eksperymentalne i epidemiologiczne na temat wpływu pola w zakresie

częstotliwości pośredniej są znikome. Dlatego ocena ryzyka zdrowotnego (znacznego)

związanego z obecnością pola o częstotliwości pośredniej jest obecnie opierana na

znanych zagrożeniach dla częstotliwości niższych i wyższych. Właściwe oszacowanie

ocena

możliwych

skutków

zdrowotnych

spowodowanych

długotrwałym

przebywaniem w polu IF jest bardzo ważne, ze względu na wzrastający czas

ekspozycji człowieka na takie pole, co jest związane pojawianiem się nowych

systemów i technologii.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 59/127

3. Pola pochodzące od niskiej częstotliwości (Extreme Low Frequency fields)

W swojej opinii z roku 2001, Komitet Naukowy ds. Toksyczności,

Ekotoksyczności i Środowiska (CSTEE – The Scientific Committee on Toxicity,

Ecotoxicity and the Environment) doszedł do następujących wniosków odnośnie pól

pochodzących od bardzo niskich częstotliwości (ELF):

„Analiza badań epidemiologicznych łączących oddziaływanie bardzo niskich

częstotliwości oraz występowanie białaczki u dzieci wykazała ich silny związek.

Jednak, pewne niezgodności w pomiarach ekspozycji oraz brak innych, powszechnie

stosowanych kryteriów w ocenie przyczynowości (szczególnie wiarygodnego

wyjaśnienia tłumaczącego mechanizmy biologiczne, patrz wyżej) sprawiają, że

związek ten nie wykazuje odpowiednich cech, by uznać go za przyczynowy. Tak więc

ogólny wniosek, że pole magnetyczne o częstotliwości 50/60 Hz wywołuje białaczkę u

dzieci, musi być traktowany w sposób ograniczony.

Działanie, jeśli jakiekolwiek występuje, zdaje się być ograniczone do

napromieniania powyżej 0,4 pT. W krajach europejskich odsetek dzieci wystawionych

na podobne poziomy jest mniejszy niż 1 %. Zakładając, że ryzyko to, wśród

narażonych, podwaja się można uznać, że dla ogółu populacji przełoży się to na

wzrost przypadków białaczki dziecięcej o mniej niż 1%. Aby dane te urealnić należy

wspomnieć, że w krajach europejskich białaczkę u dzieci wykrywa się u około 45

przypadków na milion dzieci ( w wieku 0 – 14 lat) w ciągu roku.

To czy na tej podstawie powinny zostać wprowadzone zmiany

dotychczasowych wartości granicznych ekspozycji na pole magnetyczne o

częstotliwości 50/60 Hz stanowi problem dla administratorów ryzyka.

Nie ma przekonujących sugestii, co do jakiegokolwiek innego działania

rakotwórczego pól niskich częstotliwości na dzieci oraz dorosłych. Bieżące informacje

dotyczące tego tematu nie dostarczają wskazówek, które mogłyby wpłynąć na

ponowne rozpatrzenie ustalonych wartości granicznych ekspozycji.

Sprawozdania dotyczące możliwości występowania silnej wrażliwości

niektórych osób wymagają potwierdzenia i nie dostarczają podstaw do

proponowanych zmian limitów napromieniania.”

W oparciu o naukowe uzasadnienie przedstawione powyżej, SCENIHR

zaktualizował poprzednio wydaną opinię i wnioskuje, co następuje:

Poprzedni wniosek, dotyczący tego, że pole magnetyczne ELF może

powodować raka, bazujący głównie na występowaniu białaczki u dzieci pozostaje w

mocy. Ogólnie akceptowany mechanizm, który mógłby tłumaczyć wpływ pola

magnetycznego o niskiej częstotliwości na występowanie białaczki, nie jest znany.

Badania przeprowadzone na zwierzętach nie dostarczyły odpowiednich dowodów na

związek przyczynowy.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 60/127

Nie wykazano logicznego związku między polem ELF a objawami

subiektywnymi (czasami spowodowanymi przez nadwrażliwość na elektryczność).

Dodatkowo, ostatnie prace badawcze wykazały, że związek raka piersi oraz

chorób sercowo-naczyniowych z polem ELF jest mało prawdopodobny. Dla chorób

pochodzenia neurologicznego oraz guzów mózgu powiązanie z polem ELF pozostaje

nieokreślone.

4. Pola statyczne

W swojej opinii z roku 2001, Komitet Naukowy ds. Toksyczności,

Ekotoksyczności i Środowiska (CSTEE – The Scientific Committee on Toxicity,

Ecotoxicity and the Environment) nie odniósł się do zagadnienia pola statycznego.

W oparciu o naukowe uzasadnienie przedstawione powyżej, SCENIHR

zaktualizował opinie wydaną w 2001 roku przedstawiając następujące oświadczenie

odnośnie magnetycznej częstotliwości statycznej:

Istnieją nieliczne zadowalające dane do właściwej oceny ryzyka, jakie niesie

statyczne pole magnetyczne. Rozwój technologii związanej ze statycznym polem

magnetycznym, na przykład z MRI (Magnetic Resonance Imaging – Obrazowanie

Rezonansu Magnetycznego), wymaga wykonania oceny ryzyka dot. ekspozycji na

pole EM personelu medycznego.

5. Efekty środowiskowe

CSTEE (The Scientific Committee on Toxicity, Ecotoxicity and the

Environment – Komitet Naukowy ds. Toksyczności, Ekotoksyczności i Środowiska)

nie rozważył w swojej opinii z 2001 roku efektów środowiskowych.

Ciągły brak wiarygodnych badań na ten temat oznacza, że dane - określające,

czy norma dotycząca jednorazowej ekspozycji na oddziaływanie PEM stanowi

właściwą ochronę wszystkich gatunków występujących w środowisku przed polem

elektromagnetycznym – są niewystarczające. Podobnie, dane te są niedostateczne, aby

oceniać, czy normy środowiskowe mogłyby zrównać się z normami chroniącymi

ludzkie zdrowie, czy też powinny być znacząco różne.

Wniosek ogólny

Szeroki zakres zagadnień wymaga szczególnej uwagi Komitetu. W większości

przypadków dostępne dane są ograniczone. Niektóre z przedstawionych problemów

będą rozpatrywane w przyszłych opiniach w miarę wzrostu liczby dostępnych danych.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 61/127

4.4.2.3 Zalecenia dotyczące prac badawczych

Mając na uwadze znaczące luki w dostępnej wiedzy, zaleca się następujące

prace:
1. Pola pochodzące od częstotliwości radiowej (Radio Frequency fields)

•

Długoterminowe grupowe

badania. Takie badanie rozwiązałoby problemy,

które

były

omawiane

odniesieniu

obecnych

badań

epidemiologicznych, włączając badania przeprowadzane drogą telefoniczną.

Wśród tych problemów znajdują się: zapobieganie odchyłkom i inne

aspekty szacowania napromieniania, selekcja odchyleń spowodowana

wysokim odsetkiem braku reakcji, zbyt krótki okres indukcji oraz

ograniczenie guzów wewnątrz czaszkowych.

•

Skutki zdrowotne ekspozycji dzieci na pola o częstotliwości radiowej. Do

tej pory brak jest badań przeprowadzanych z udziałem dzieci. Ten problem

dotyczy również badań na niedojrzałych osobnikach wśród zwierząt. Tego

typu badania powinny wziąć pod uwagę fakt, że dozymetria dzieci może

różnić się od dozymetrii dorosłych.

•

Rozkład wpływu na pole RF wśród populacji. Pojawienie się

indywidualnych dozymetrów uczyniło możliwym opisanie osobowej

podatności na działanie pola RF w danej populacji oraz ocenę udziału

względnego innych źródeł na całkowitą podatność na działanie pola RF.

Projekt tego rodzaju wymagałby wyselekcjonowania grup ludzi o różnych

cechach, którzy następnie przez pewien okres czasu nosiliby dozymetry. Jest

kilka przykładów badań eksperymentalnych, które powinny zostać

powtórzone. W przypadku badań znaczników biologicznych zasadniczym

zagadnieniem jest wpływ na ludzkie zdrowie. Niezbędne jest prawidłowe

oszacowanie czynników napromieniowania, włączając wszystkie istotne
źródła pól EM. Wniosek ogólny – wszystkie badania muszą zostać
przeprowadzone z użyciem wysokiej jakości dozymetrów.

2. Pola pochodzące od częstotliwości pośredniej (Intermediate Frequency fields)

Dane dotyczące skutków zdrowotnych w obecności pola o częstotliwości

pośredniej są znikome. Ten problem powinien być rozwiązywany poprzez badania

zarówno epidemiologiczne jak i eksperymentalne.

3. Pola pochodzące od niskiej częstotliwości (Extreme Low Frequency fields)

Wyniki epidemiologiczne wykazały wzrost ryzyka wystąpienia białaczki u

dzieci eksponowanych na działanie pola magnetycznego ELF o wysokich poziomach;

dane te nie są potwierdzone przez badania przeprowadzone na zwierzętach.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 62/127

Mechanizmy odpowiedzialne za białaczkę u dzieci oraz powody zaistniałych

rozbieżności nie są znane, wymagają szerszego zrozumienia i wyjaśnienia.

4. Pola statyczne

Należy przeprowadzić grupowe badania na personelu pracującym ze sprzętem

generującym silne pole magnetyczne. Rozpoczęcie tych działań powinno oznaczać

gruntowne przeprowadzenie badań.

Należałoby przeprowadzić również stosowne badania eksperymentalne

obejmujące

zagadnienia

rakotwórczości,

skutków

rozwojowych

oraz

neurobehawioralnych.

5. Dodatkowe uwagi

Należy rozważyć przeprowadzenie badań dotyczących wpływu ekspozycji na

działanie kombinacji częstotliwościowych, jak również na działanie kombinacji pól

elektromagnetycznych i innych czynników.

4.4.2.4 Komentarze zebrane podczas trwania publicznej debaty

Informacja o publicznej naradzie została szeroko rozpowszechniona wśród

autorytetów poszczególnych krajów, organizatorów międzynarodowych oraz innych

zainteresowanych. Nadeszło wiele rozważnych i wnikliwych rozważań dotyczących

tematu opinii. Jakkolwiek komentarze były interesujące, wiele z nich skupiało się na

aspektach będących poza głównym zadaniem rozważanym przez SCENIHR.

Oceniając opinie otrzymane w wyniku konsultacji kierowano się zasadą, wedle

której komentarze były brane pod uwagę, jeśli spełniały któreś z poniższych założeń:

•

bezpośrednio odnosiły się do zawartości raportu i poruszały problemy w

nim określane,

•

zawierały sugestie i komentarze odnoszące wyraźnie się do naukowej strony

opinii,

•

były bezpośrednio związane z zadaniem uaktualnienia opinii CSTEE z 2001

roku,

•

odwoływały się do przeglądów publikacji wydanych po 2000 roku w języku

angielskim, który został wybrany językiem roboczym SCENIHR i grup

roboczych,

•

wniosek posiadał potencjał, który mógł zapewnić mu miejsce we wstępnej

opinii wydawanej przez SCENIHR.

Informacje o przypadkach indywidualnych oraz materiały nieodnoszące się do

poruszanej tematyki nie były rozpatrywane.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 63/127

Każdy komentarz, który spełnił powyższe kryteria był starannie rozważany

przez Grupę Roboczą. Opinia została skorygowana na podstawie zakwalifikowanych

komentarzy.

śaden z komentarzy, które nadeszły podczas trwania publicznej debaty nie

doprowadził do zmian wniosków ogólnych lub poprawności opinii.

Wiele z otrzymanych komentarzy błędnie rozumiało cel debaty nad opinią,

traktując opinię jako wszechstronną przeglądową publikację naukową. Bazując na

takim założeniu komentujący uznawali, że każdy artykuł naukowy, korespondujący

tematycznie z obszarem zainteresowań SCENIHR, powinien zostać zacytowany. Inne

komentarze wyrażały oczekiwanie, że opinia przedstawi pewne wytyczne dotyczące

ekspozycji na pole EM lub określi strategie zarządzania ryzykiem jak np. zasady

zapobiegania. Te oczekiwania znajdowały się jednak poza zakresem pracy nad opinią.

Zadanie powierzone SCENIHR oraz cel powstania opinii zostały sprecyzowane we

Wstępie. Część komentarzy opierała się na nieporozumieniach dotyczących metod

naukowych stosowanych podczas badań w kontekście oceny ryzyka. Aby pomóc

czytającym pokonać tę przeszkodę, do opinii został dodany rozdział dotyczący metod.

Po pół roku od czasu rozpoczęcia publicznej debaty, literatura została

uaktualniona o stosowne publikacje wydane do końca 2006 roku; nie miało to wpływu

na wnioski przedstawione w opinii.

Wersja rozesłana do przeprowadzenia publicznej debaty zawierała tabelę, która

miała na celu opis źródeł i poziomów w przypadku ekspozycji na działanie różnych

typów pól. Tabela ta otrzymała sporo komentarzy, po czym została skorygowana tak,

aby wykluczyć jej błędną interpretację i aby przedstawiała różne scenariusze odnośnie

ekspozycji na pole w poszczególnych krajach Europy. Sytuacja ta pokazuje, że

wszechstronne, usystematyzowane informacje dotyczące ekspozycji na działanie pól

są wciąż towarem deficytowym.

Sporo komentarzy nie zgadzało się z konkluzją dotyczącą tego czy ekspozycja

na działanie pola elektromagnetycznego może być przyczyną zgłaszania pewnych

osobistych objawów. Komitet nie ma wątpliwości odnośnie istnienia takich objawów.

Ich związek z polem elektromagnetycznym był głęboko analizowany przez grupę

roboczą, jednak nie pociągnęło to za sobą zmian we wnioskach.

Otrzymane komentarze pokazują, że pewne zdania lub paragrafy mogły zostać

mylnie zinterpretowane oraz, że niektóre sformułowania nie odzwierciedlają należycie

punktu widzenia prezentowanego przez grupę roboczą SCENIHR. W tych

przypadkach tekst został odpowiednio skorygowany.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 64/127

5. Metody sprawdzania poziomów dopuszczalnych pól
elektromagnetycznych w środowisku

5.1 Geneza powstawania wartości granicznych (dopuszczalnych poziomów) pól
EM w Europie i na świecie

Jak wspomniano wcześniej, pola częstotliwości radiowych (RF) są częścią

spektrum elektromagnetycznego z zakresu 0 - 300 GHz i z uwagi na małą energię nie

powodują rozrywania wiązań molekularnych, a tym samym jonizacji, stąd

promieniowanie elektromagnetyczne w tym zakresie częstotliwości jest nazywane

promieniowaniem niejonizującym. Intensywność tego promieniowania mierzy się w

watach na metr kwadratowy (W/m

), natomiast ilość energii RF zaabsorbowanej w

tkankach mierzy się wielkością SAR, wyrażaną w watach na kilogram masy ciała

(W/kg). Pola RF można traktować jako czynnik ekspozycji o dużych i małych

intensywnościach. Przy dużych intensywnościach pól RF temperatura ciała może

wzrosnąć o kilkanaście stopni, pomimo przeciwdziałania ze strony mechanizmu

termoregulacji organizmu. Te efekty wzrostu temperatury ciała pod wpływem pola RF

są określane mianem efektu termicznego i są jedynym dobrze rozpoznanym efektem

oddziaływania tych pól na organizm człowieka. Ekspozycje w polach RF małych

intensywności nie powodują jakiejkolwiek znaczącej zmiany temperatury ustroju.

Nazywane są one efektami atermicznymi, są słabo rozpoznane i są obecnie

przedmiotem badań.

Na podstawie wyników badań powstają uregulowania prawne/normy. Wspólną

cechą norm w Europie i na świecie jest dwupoziomowa struktura. Podawane są tzw.

ograniczenia podstawowe, których nie można przekroczyć pod żadnym warunkiem i

zalecane poziomy odniesienia, które mogą zostać przekroczone, jeżeli zostanie

udowodnione, że nie zostały przekroczone ograniczenia podstawowe.

Podstawowe ograniczenia są zdefiniowane poprzez gęstość indukowanego

prądu i swoiste tempo pochłaniania energii (SAR) lub dla impulsowych pól EM

poprzez swoiste pochłanianie (SA) energii. SAR jest zdefiniowana jako jednostkowa

ilość energii absorbowana (albo wypromieniowywana) w jednostkowej masie

mieszczącej się w jednostkowej objętości o danej gęstości i wyrażana jest w J/kg.

Ponieważ tych wielkości nie można wyznaczyć bezpośrednio, w normach

wprowadza się mierzalne poziomy odniesienia, które są wyrażone w wielkościach

natężenia pola elektrycznego i magnetycznego oraz gęstości mocy.

W zakresie częstotliwości do kilku MHz najważniejszą przyczyną efektów

biologicznych są prądy elektryczne indukowane w materiale biologicznym

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 65/127

(oddziaływanie bezpośrednie) i w obiektach go otaczających (oddziaływanie

pośrednie) i w tym zakresie ograniczenia podstawowe są wyrażone w gęstości prądu.

W zakresie do 300 MHz istotą oddziaływania pola EM jest nagrzewanie ciała,

zatem ograniczenia podstawowe podane są w wartościach SAR.

Dla impulsowych pól elektromagnetycznych ograniczenia podstawowe są

zdefiniowane poprzez swoiste pochłanianie (SA) energii. Poziom odniesienia w tym

przypadku jest wyrażony wielkością gęstości strumienia energii.

Dwupoziomowość struktury aktualnych norm dotyczy również rozróżnienia

poziomów dopuszczalnych ekspozycji, odrębnie dla ogółu ludności i odrębnie dla

pracowników.

5.2. Pomiary jako podstawowa metoda wyznaczania i weryfikacji rozkładu pola
EM wokół istniejących stacji nadawczych

Podstawowym sposobem ochrony ludzi przed ewentualnym szkodliwym

wpływem pól EM jest ustalenie poziomów dopuszczalnych i opracowanie metodyk

sprawdzania tych poziomów w warunkach rzeczywistych. Niemal powszechnie

stosowane są pomiary, wykonywane zgodnie z prawnie usankcjonowaną metodyką i

procedurą pomiarową i porównywanie zmierzonych poziomów z poziomami

dopuszczalnymi w danym zakresie częstotliwości.

Obowiązek wykonywania pomiarów PEM w środowisku wynika z zapisów art.

122a ustawy Prawo ochrony środowiska [1].

Zgodnie z tym zapisem prowadzący instalację oraz użytkownik urządzenia

emitującego pola elektromagnetyczne, które są stacjami elektroenergetycznymi lub

napowietrznymi liniami elektroenergetycznymi o napięciu znamionowym nie niższym

niż 110 kV, lub instalacjami radiokomunikacyjnymi, radionawigacyjnymi lub

radiolokacyjnymi, emitującymi pola elektromagnetyczne, których równoważna moc

promieniowana izotropowo wynosi nie mniej niż 15 W, emitującymi pola

elektromagnetyczne od 30 kHz do 300 GHz, są obowiązani do wykonania pomiarów

poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku:

bezpośrednio po rozpoczęciu użytkowania instalacji lub urządzenia;

każdorazowo w przypadku zmiany warunków pracy instalacji lub urządzenia, w

tym zmiany spowodowanej zmianami w wyposażeniu instalacji lub urządzenia, o

ile zmiany te mogą mieć wpływ na zmianę poziomów pól elektromagnetycznych,

których źródłem jest instalacja lub urządzenie.

Sposoby sprawdzania dotrzymania tych poziomów zostały podane w

rozporządzeniu [5], które jest jednym z aktów wykonawczych do ustawy [1].

Pomiary przeprowadzane są zgodnie z procedurą pomiarową, która zawiera

opis postępowania przy pomiarach natężeń pól: elektrycznego i magnetycznego oraz

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 66/127

gęstości mocy źródeł pól elektromagnetycznych częstotliwości radiowych z zakresu

50 Hz i od 30 kHz – 6 GHz dla celów ochrony środowiska według wymagań

rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 30 października 2003 roku w sprawie

dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku oraz sposobów

sprawdzania dotrzymania tych poziomów [5].

W otoczeniu instalacji wytwarzającej pola elektromagnetyczne sprawdzenie

występowania pola EM o dopuszczalnych wartościach parametrów fizycznych

dokonuje się:

Dla instalacji wytwarzających pola elektromagnetyczne w zakresie od

0,5 Hz do 50 Hz na podstawie wartości składowej elektrycznej i

magnetycznej pola;

Dla instalacji wytwarzających pola elektromagnetyczne w zakresie od

0,001 MHz do 3 MHz na podstawie wartości składowej elektrycznej i

magnetycznej pola;

Dla instalacji wytwarzających pola elektromagnetyczne w zakresie od

3 MHz do 300 MHz na podstawie wartości składowej elektrycznej pola;

Dla instalacji wytwarzających pola elektromagnetyczne w zakresie od

300 MHz do 300 GHz na podstawie wartości składowej elektrycznej

pola lub na podstawie średniej wartości gęstości mocy.

Poniżej zostanie przedstawionych kilka praktycznych wymagań przy

wykonywaniu pomiarów:

1. W otoczeniu stacji elektroenergetycznych, których napięcie znamionowe jest

równe, bądź wyższe od 110 kV pomiary przeprowadza się poza ogrodzonym terenem

stacji, w odległościach nie mniejszych niż połowa wysokości ogrodzenia stacji, przy

czym każdą linię wchodzącą lub wychodzącą z terenu stacji elektroenergetycznej

należy traktować jako odrębną, a pomiarów składowej elektrycznej pola o

częstotliwości 50 Hz w otoczeniu wnętrzowych stacji elektroenergetycznych linii

kablowych nie wykonuje się. W otoczeniu stacji i linii elektroenergetycznych pomiary

wykonuje się nad powierzchnią ziemi lub innymi powierzchniami, na których mogą

przebywać ludzie, w szczególności dachami spełniającymi role tarasów, tarasami,

balkonami, podestami – na wysokości 2 m, a pobliżu obiektów budowlanych w

odległości nie mniejszej niż 1,6 m od ścian tych obiektów.

Pomiary pola magnetycznego w otoczeniu stacji, linii elektroenergetycznych

należy wykonywać w pionach pomiarowych, na wysokościach od 0,3 m do 2 m nad

ziemia lub nad innymi powierzchniami, na których mogą przebywać ludzie, zwłaszcza

dachami spełniającymi role tarasów, tarasami, balkonami, podestami; podczas

pomiarów przyrząd pomiarowy powinien być ustawiony w takim położeniu w

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 67/127

stosunku do stacji i linii elektroenergetycznych, aby wskazywał maksymalne wartości

wielkości mierzonej w danym punkcie pomiarowym.

Wyniki pomiarów przeprowadzone w określonych warunkach pracy urządzeń

elektroenergetycznych (napięcie robocze, obciążenie i odległość torów prądowych od

punktu pomiarowego) zostają przeliczone na wartości maksymalne, które wystąpią

przy:

•

największym, dopuszczalnym napięciu i obciążeniu urządzenia

elektroenergetycznego lub instalacji,

•

najmniejszej odległości torów prądowych od punktu pomiarowego.

2. Pomiary natężenia pola magnetycznego oraz wyznaczenie składowej

elektrycznej wytwarzanych przez różnego rodzaju urządzenia przemysłowe, medyczne

i naukowe przeprowadza się przy określonym prądzie roboczym urządzeń

elektroenergetycznych, a następnie przelicza na wartości maksymalne, które wystąpią

przy największym, dopuszczalnym obciążeniu urządzenia elektroenergetycznego,

medycznego lub naukowego.

3. Pomiary gęstości mocy emitowanej przez urządzenia radiokomunikacyjne

wykonuje się w sposób umożliwiający wyznaczenie miejsc występowania pól o

poziomach dopuszczalnych i wyznaczenie granic obszarów ograniczonego

użytkowania. Pomiary wykonuje się w warunkach odpowiadających charakterystykom

eksploatacyjnym urządzeń, w szczególności w przypadku kilku rodzajów pracy

danego urządzenia, pomiary należy wykonać przy tym rodzaju pracy, przy którym

występują pola elektromagnetyczne o najwyższym poziomie. Jeżeli pole

elektromagnetyczne jest wytworzone przez kilka instalacji niepracujących

równocześnie zasięg występowania pól o poziomach dopuszczalnych wyznacza się dla

instalacji lub grupy instalacji wytwarzających pole o poziomach najwyższych.

5.3. Metody obliczeniowe

Rozwiązanie problemów praktycznych, w przypadku, gdy układy antenowe

mają niepowtarzalne geometrie wymagają zastosowania procedur obliczeń

numerycznych i wykorzystania stosownych programów na odpowiednio dużych i

szybkich komputerach.

Te procedury zezwalają na obliczenie wielkości i fazy natężeń pola

elektrycznego i magnetycznego oraz gęstości strumienia mocy, jak również prądów,

napięć i impedancji w każdym punkcie w przestrzeni.

Pole elektromagnetyczne wypromieniowywane przez antenę lub inne źródło

zawiera wiele składowych pola elektrycznego i magnetycznego, z których wszystkie

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 68/127

maleją ze wzrostem odległości d. W polu dalekim, składowe elektryczne i

magnetyczne maleją z odległością jak 1/d.

Jednakże, w polu bliskim pola promieniowane zawierają indukowane składowe

elektryczne i magnetyczne, które w zależności od konstrukcji anteny, maleją inaczej

niż w polu dalekim, np:

1) Antena dipolowa: pole elektryczne maleje jak 1/d

, a pole magnetyczne jak 1/d

2) Antena ramowa: pole magnetyczne maleje jak 1/d

, a pole elektryczne jak 1/d

Oznacza to, że charakter składowych pola w polu bliskim różni się znacznie w

zależności od struktury źródła i od odległości od anteny lub od urządzenia

pobudzonego.

Dokumenty

europejskie

międzynarodowe

rekomendują

kilka

zaawansowanych technik "rygorystycznego" modelowania numerycznego jako

skuteczne narzędzia prognozowania narażeń elektromagnetycznych w ogóle i narażeń

powodowanych przez urządzenia telefonii komórkowej w szczególności.

Najważniejsze z nich to

1. Metoda momentów (MOM)

2. Metoda różnic skończonych w dziedzinie czasu (FDTD)

oraz

3. Metoda superpozycji

Dwie z tych technik, znane pod skrótami MOM i FDTD, mają wyjątkowo

mocno ugruntowaną pozycję i są szczególnie chętnie stosowane.

Metoda momentów (MOM)

Idea pierwszej metody polega - bardzo ogólnie rzecz ujmując - na rozwiązaniu

tzw. metodą momentów (ang. MOM - Method of Moments) równań różniczkowo-

całkowych stanowiących model matematyczny badanego układu (anteny lub układu

anten stacji bazowej albo całego terminala ruchomego). Technikę tę często łączy się z

koncepcją tzw. modelowania siatkowego (ang. wire-grid modeling).

Współcześnie stosowana numeryczna analiza własności impedancyjnych i

polowych anten i systemów antenowych jest oparta właśnie na metodzie momentów,

stworzonej i rozwiniętej przez Harringtona 1. Ponieważ szczegółowa prezentacja tej

metody zajęłaby zbyt wiele miejsca, ograniczymy się do poglądowego, skrótowego

przedstawienia jej zasadniczych elementów.

metody te zostały przedstawione w artykule w czasopiśmie Medycyna Pracy

2007;58(1):49-56 pt. ”Modelowanie numeryczne rozkładu pola elektromagnetycznego wokół
obiektów nadawczych w świetle aktualnych przepisów ochrony środowiska”, Marta Macher,
Marek Kałuski

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 69/127

W metodzie momentów przyjmuje się następujące założenia:

•

sieć tworząca antenę (system antenowy) składa się z przewodników

prostoliniowych, doskonale przewodzących lub o znanej stratności. Jeżeli

przewodnik nie jest prostoliniowy, to zastępuje się go układem złożonym z kilku

prostoliniowych przewodników (wielokątem) o końcach wzajemnie z sobą

połączonych;

•

długości przewodników są wielokrotnie mniejsze niż długość fali

. Jeżeli ten

warunek nie jest spełniony, to przewodniki dzieli się na taką ilość segmentów (o

końcach wzajemnie nakładających się na siebie), przy której warunek jest

spełniony. To oznacza, że rozpatrywana sieć przewodników jest traktowana jako

N elementowy zbiór segmentów (odcinków), o długościach wielokrotnie

mniejszych od długości fali

;

•

stosunek długości każdego przewodnika l do jego średnicy d jest co najmniej

kilka razy większy od jedności, l/d

•

ustalony jest (dowolny) układ odniesienia Oxyz. W tym układzie są określone

współrzędne początku i współrzędne końca każdego segmentu, wchodzącego w

skład sieci. To z kolei oznacza, że segmenty są traktowane jako elementy o

charakterze wektorowym;

•

zadany jest zbiór określający miejsca zasilania sieci i wielkości napięć w tych w

tych miejscach;

•

zadany jest zbiór opisujący miejsca wtrąconych, skupionych obciążeń sieci

(rezystancji i reaktancji) i wartości zespolonych obciążeń w tych miejscach:

Dla tak skonfigurowanej sieci, na podstawie ścisłych równań elektrodynamiki,

odpowiednio przekształconych na układy równań algebraicznych, wyznacza się:

•

rozkład prądów w sieci: I

= Real(I

) + j Imag(I

) =

, m = 1, 2, ..., N ,

•

wartości impedancji wejściowych, w miejscach zasilania sieci W

, y

, z

= R

+ j X

, l = 1, 2, ..., L.

Należy zwrócić uwagę na to, że jeżeli zbiór opisujący konfigurację sieci został

zbudowany i dla niego został wyznaczony rozkład prądów, to w obliczeniach

związanych z rozkładem pola EM w otoczeniu sieci musi być stosowany ten układ

odniesienia Oxyz, który był przyjęty w toku obliczania rozkładu prądów.

Metoda różnic skończonych w domenie czasu (FDTD)

Istota drugiej metody, tzn. FDTD (ang. Finite Difference Time Domain),

sprowadza się do zbudowania dyskretnego modelu analizowanego obiektu (obiektów)

i rozwiązania metodą różnic skończonych równań Maxwella opisujących model w

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 70/127

dziedzinie czasu. Dyskretny model obiektu tworzą małe elementy objętościowe zwane

voxelami, przy czym jednorodnemu obszarowi każdego z nich przypisuje się

parametry elektryczne medium, które dany voxel reprezentuje. Technika FDTD jest od

kilku lat stosowana z dobrym skutkiem do prognozowania i oceny narażeń

elektromagnetycznych, np. w telefonii komórkowej.

W kraju wiele placówek badawczych posiada oprogramowanie własne lub

zakupione do modelowania rozkładu PEM tą metodą.

Metoda superpozycji

Założenia teoretyczne:
Narzędzia numeryczne do obliczania rozkładu pola EM, dla ustalonego zbioru

punktów obserwacji usytuowanych w sąsiedztwie układu antenowego, są oparte na

kilku założeniach. Te założenia są podstawą budowy algorytmów narzędzia

numerycznego, opartych na teorii elektromagnetyzmu.

Zakłada się, że każdy punkt obserwacji znajduje się:

- w obszarze dalekim względem każdej jednostki antenowej wchodzącej w

skład układu antenowego,

- w obszarze bliskim względem układu antenowego jako całości.

Zakłada się, że ziemia w otoczeniu układu antenowego jest płaska i jednorodna

elektrycznie, i że znane są jej parametry elektryczne: względna przenikalność
elektryczna

r i konduktywność

Układ antenowy składa się z jednakowych jednostek antenowych.

Każda jednostka antenowa

, wchodząca w skład układu antenowego jest

zastąpiona przez fikcyjny dipol

rij

, którego:

- środek

rij

pokrywa się ze środkiem symetrii jednostki antenowej

- wektor równoległy do jego osi

rij

, jest równy wektorowi

przypisanemu

jednostce antenowej,

- zysk energetyczny względem dipola półfalowego

jest równy zyskowi

energetycznemu jednostki antenowej

- zespolone charakterystyki promieniowania dipola

( ) i F

( ) są

odpowiednio równe charakterystykom jednostki antenowej

F x

( ) i F x

( ) .

Modele numeryczne:

Dla celów obliczeniowych budowane są dwa modele numeryczne dotyczące

parametrów anteny/układu antenowego:

•

model geometrii,

•

model parametrów funkcjonalnych,

a także

•

numeryczna baza danych opisująca własności kierunkowe anten i

jednostek antenowych wchodzących w skład układów antenowych,

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 71/127

•

model zbiorów punktów obserwacji.

Model geometrii budowany jest na podstawie przyjętego dowolnie układu

odniesienia Oxyz, w którym początek O znajduje się na powierzchni płaskiej ziemi.

Przy budowie modeli stosuje się numerację pięter i numerację jednostek

antenowych w piętrach. Zarówno jednostka antenowa, jak i środek symetrii jej ekranu
oznaczony symbolem

, gdzie i i j oznaczają odpowiednio numer piętra i numer

jednostki antenowej w piętrze.

Model geometrii układu antenowego, w układzie odniesienia Oxyz zawiera

następujące dane:
- przestrzenne rozmieszczenie środków symetrii ekranów

x y z

(

, , ) ;

- jednostkowe wektory prostopadłe do płaszczyzn ekranów

;

- jednostkowe wektory równoległe do osi dipoli w panelach

Model parametrów funkcjonalnych pisuje następujące dane:

- częstotliwości robocze układu FREQ1, FREQ2, ....;
- wartości mocy

, odprowadzających do paneli

;

- wartości kątów fazowych napięć

, zasilających panele

Baza danych, opisująca własności kierunkowe jednostek antenowych,

tworzona jest dla dyskretnych częstotliwości

,... ,

ich pasma roboczego.

Zawiera ona, dla każdej częstotliwości

, następujące parametry:

- zysk energetyczny względem dipola półfalowego

- zespolone charakterystyki promieniowania w obu głównych płaszczyznach

odniesienia [horyzontalnej (h) i wertykalnej (v)]:

F x

jb x

( )

( ) exp[

( ) ]

F x

jb x

( )

( ) exp[

( ) ]

Funkcje

( ) i a

( ) oznaczają charakterystyki amplitudowe, a funkcje

b x

( ) i b x

( ) charakterystyki fazowe. Są one wyznaczone na podstawie wyników

obliczeń numerycznych opartych na metodzie momentów, przy wykorzystaniu

szczegółowej dokumentacji konstrukcyjnej jednostki antenowej.

Każda z tych czterech funkcji jest zapisana w zbiorze bazy w postaci czterech

zbiorów współczynników wielomianów trygonometrycznych o postaci

{

,... ,

;

,... ,

}

a a

b b

Podczas obliczania rozkładu pola EM, funkcje

q x

( ) , odpowiadającą a

( ) ,

b x

( ) , a

( ) i b x

( ) , tworzy się na podstawie wzoru:

q x

( )

cos(

)

sin(

)

∑

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 72/127

Na ogół częstotliwości robocze układu antenowego

,... ,

nie są równe

częstotliwościom

,... ,

, dla których w bazie danych są opisane charakterystyki

F x

( ) i F x

( ) . W takich przypadkach, dla częstotliwości f

, charakterystyki

F x

( ) i

F x

( ) wyznacza się na drodze interpolacji liniowej.

Model zbiorów punktów obserwacji

umożliwia obliczenia dla następujących

wariantów:

•

punkty położone na łuku okręgu;

•

punkty położone na odcinku dowolnej prostej;

•

punkty usytuowane na siatce prostopadłościennej;

•

punkty, których lokalizacja jest określona dowolnie (dyskretny rozkład

punktów obserwacji).

Struktura pola elektromagnetycznego w otoczeniu obiektu nadawczego

Obiekt nadawczy zawiera na ogół kilka układów antenowych

A A

,... ,

, a

wśród nich do najważniejszych należą:

•

radiofoniczne układy antenowe UKF-FM,

•

telewizyjne układy antenowe I, II, III, IV i V pasma,

•

stacje bazowe radiokomunikacji ruchomej.

przystosowane do rozsiewania programów radiowych i telewizyjnych, a także

do zapewnienia łączności w systemach radiokomunikacji ruchomej.

Poszczególne

układy

antenowe/anteny

pracują

zwykle

różnych

częstotliwościach

(

,...) ,(

,...) ,...(

,...)

Pole elektromagnetyczne w otoczeniu obiektu ma skomplikowany charakter:

jest złożeniem PEM o różnych częstotliwościach i różnych intensywnościach.

Z punktu widzenia ochrony zdrowia ludzi i środowiska, w ustalonym punkcie

obserwacji

, pole można ocenić tylko na podstawie wypadkowej sumy

poszczególnych gęstości mocy skojarzonych z układami antenowymi i z
częstotliwościami, na których te układy pracują. Wypadkową sumę

res

można zapisać

w postaci

res

+ +

(

...)

(

...) ... (

...)

gdzie

res

(

...)

jest sumą gęstości mocy odpowiadającą układowi antenowemu/antenie o numerze k,
przy

czym

poszczególne

składniki

sumy

odpowiadają

poszczególnym

częstotliwościom pracy tego układu.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 73/127

5.4. Czynniki mające wpływ na wielkości zasięgu obszarów, w których występują
pola o wartościach większych od dopuszczalnych

Zasięgi obszaru, w którym występują pola o wartościach natężenia pola i gęstości

mocy większych od dopuszczalnych, określonych w rozporządzeniu [5], w otoczeniu
źródeł pól (anten nadawczych) są zależne od kilku czynników, spośród których do
najważniejszych należy zaliczyć:

a) strukturę (geometrię) anteny,
b) częstotliwość roboczą/długość fali pola elektromagnetycznego,
c) moc doprowadzoną do anteny,
d) wysokości środka elektrycznego anteny,
e) ukształtowania terenu w otoczeniu anteny,
f) rodzaj polaryzacji składowej elektrycznej (H lub V),
g) wartości parametrów elektrycznych gruntu w otoczeniu anteny (względną

stałą dielektryczną gruntu

i konduktywność gruntu

). Należy wziąć pod

uwagę, że wartości

, w rozpatrywanym zakresie, nie są stałe i zmieniają

się zależnie od pory roku. Z tego względu, podczas wyznaczania zasięgów
obszarów o wartościach większych od dopuszczalnych, należy przyjąć takie
wartości parametrów, dla których otrzymuje się największe zasięgi (wartości
graniczne gęstości mocy).

Zależność zasięgów obszaru od struktury anteny, od mocy doprowadzonej do niej,

od wysokości środka elektrycznego czy ukształtowania terenu jest oczywista.

Zależność od częstotliwości wynika stąd, że od tego parametru są zależne rozkłady

prądu w antenie i współczynniki odbicia fali od ziemi, których wartości są ponadto
zależne od parametrów elektrycznych gruntu

5.5. Przegląd zmierzonych typowych charakterystyk kierunkowych anten
charakterystycznych dla wybranych systemów telekomunikacyjnych pracujących
w różnych zakresach częstotliwości

5.5.1 Charakterystyki promieniowania pojedynczej anteny układu (systemu)
antenowego z zakresu 87.5 - 108 MHz

Antena nadawcza typu ANA-2, prod. firmy SIRA, Włochy

Dane techniczne

Zakres częstotliwości:

87.5 – 98 MHz, 98 – 108 MHz

Impedancja:

Ω

Polaryzacja:

Pionowa

Moc maksymalna:

600 W

WFS:

≤

1.4

Zysk:

3 dBi (wzg. ant. izotropowej)

Wymiary:

1450 x 600 x 40 mm

Masa:

4.2 kg

Maksymalna prędkość wiatru:

180 km/h

Złącze wejściowe:

EIA 7/8”

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 74/127

Charakterystyki promieniowania - poziome

0.2

0.4

0.6

0.8

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

87.5 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

98 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

93 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

103 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

108 MHz

Rys. 5.1

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 75/127

Charakterystyki promieniowania - pionowe

0.2

0.4

0.6

0.8

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

87.5 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

98 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

93 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

103 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

108 MHz

Rys. 5.2

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 76/127

5.5.2 Charakterystyki promieniowania pojedynczej anteny TV

Antena nadawcza III zakresu częstotliwości typu ADT 5601, prod. firmy TESLA,
Czechy

Dane techniczne

Zakres częstotliwości:

174 – 240 MHz

Impedancja:

Ω

Polaryzacja:

Pozioma, pionowa

Moc maksymalna:

5 kW

WFS:

≤

1.26

Zysk:

8 dBd (wzg. dipola

/2)

Szerokość charakterystyki

w płaszczyźnie E:

w płaszczyźnie H:

Wymiary:

1260 x 1300 x 400 mm

Masa:

25 kg

Maksymalna prędkość wiatru: 220 km/h

Złącze wejściowe:

EIA 7/8”

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 77/127

Charakterystyki promieniowania - poziome

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

174 MHz

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

210 MHz

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

190 MHz

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

225 MHz

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

240 MHz

Rys. 5.3

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str. 78/127

Charakterystyki promieniowania - pionowe

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

174 MHz

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

210 MHz

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

190 MHz

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

225 MHz

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

240 MHz

Rys. 5.4

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.79/127

Antena nadawcza IV/V zakresu częstotliwości typu UTV-01, prod. firmy SIRA

- Włochy

Dane techniczne

Zakres częstotliwości:

470 – 860 MHz

Impedancja:

Ω

Polaryzacja:

pozioma

Moc maksymalna:

2.5 kW

WFS:

≤

1.1

Zysk:

12 dBd (wzg. dipola

/2)

Szerokość charakterystyki

w płaszczyźnie E:

w płaszczyźnie H:

Wymiary:

1000 x 450 x 220 mm

Masa:

15.4 kg

Maksymalna prędkość wiatru: 220 km/h

Złącze wejściowe:

EIA 7/8”

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.80/127

Charakterystyki promieniowania - poziome

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

470 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

660 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

560 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

760 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

860 MHz

Rys. 5.5

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.81/127

Charakterystyki promieniowania – pionowe

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

470 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

660 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

560 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

760 MHz

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

120

150

180

210

240

270

300

330

860 MHz

Rys. 5.6

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.82/127

5.5.3 Charakterystyki promieniowania anten sektorowych telefonii komórkowej -
przykłady

Karta katalogowa anteny mierzonej

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.83/127

Na rys. 5.7 przedstawiono porównanie poziomych charakterystyk anteny typu

739 658 zmierzonych w różnych układach pomiarowych dla częstotliwości 860 MHz.

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

5 10 15

90
95

100

105

110

115

120

125

130

135

140

145

150

155

160

165

170

175

180

185

190

195

200

205

210

215

220

225

230

235

240

245

250

255

260

265

270

275

280

285

290

295

300

305

310

315

320

325

330

335

340

345350

355360

Analizator

Odbiornok

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

5 10 15

90
95

100

105

110

115

120

125

130

135

140

145

150

155

160

165

170

175

180

185

190

195

200

205

210

215

220

225

230

235

240

245

250

255

260

265

270

275

280

285

290

295

300

305

310

315

320

325

330

335

340

345350

355360

Analizator

Odbiornik

Rys. 5.7. Porównanie charakterystyk poziomych zmierzonych wg dwóch procedur

pomiarowych

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360

Kąt [stopnie]

806

810

820

830

840

850

860

870

880

Rys. 5.8. Unormowane charakterystyki poziome anteny typu 739658

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.84/127

Karta katalogowa anteny mierzonej

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.85/127

2,5 m

5 m

7,5 m

strefa daleka

Rys. 5.9. Zmierzone unormowane charakterystyki promieniowania anteny typu 741320 firmy
Kathrein dla częstotliwości 1800 MHz dla trzech różnych odległości od czoła anteny (2,5; 5 i
7,5 m) oraz charakterystyka katalogowa dla strefy dalekiej (linia przerywana)

5.6. Przykładowe rozkłady pola elektromagnetycznego w otoczeniu różnorodnych
źródeł uzyskane na podstawie analiz teoretycznych

W celu ilustracji teoretycznych zasięgów obszarów o wartościach większych od

dopuszczalnych dla zadanych parametrów pracy anten stosuje się wyznaczanie

przekrojów pionowych na kierunkach maksymalnego promieniowania anten oraz rzuty

poziome, również w płaszczyźnie maksymalnego promieniowania.

Oznacza to, że poza wyznaczonym obszarem znajdują się wyłącznie miejsca, w

których dopuszczalna wartość PEM nie została przekroczona.

Przedstawione poniżej przykłady rozkładu pola (rys. 5.10 - 5.19) wokół kilku

wybranych przypadków zostały zamodelowane za pomocą specjalistycznego

oprogramowania ANTUKF metodą opisanej wcześniej superpozycji, czyli

wektorowego (przestrzennego) sumowania składowych pola elektromagnetycznego.

1. Stacja bazowa GSM 900, przekrój pionowy

Opis stacji:

•

dwie anteny nadawczo-odbiorcze typu XM 85-8-6 - 17 dBi, produkcji

firmy ADC, o polaryzacji

45°, umieszczone w jednym piętrze, na

azymucie 337° z pochyleniem elektrycznym anten 6°,

•

wysokość środka elektrycznego anten: 32 m n.p.t, przy założeniu że

całkowita wysokość anten wynosi 2,45 m,

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.86/127

•

największa wartość ERP, jaka po uwzględnieniu tłumienia kabla

zostanie wyemitowana w sektorach, czyli dla tej realizacji 800 W ERP,

•

pasmo częstotliwości: 900 MHz.

Rys. 5.10

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.87/127

2. Stacja bazowa GSM 900, rzut poziomy

Opis stacji:

•

trzy sektory anten nadawczo-odbiorczych (po dwie anteny w sektorze)

typu 730 691 - 17 dBi, produkcji firmy Kathrein, o polaryzacji pionowej

skierowane na azymuty 60°, 180° i 300°,

•

największa wartość ERP, jaka po uwzględnieniu tłumienia kabla

zostanie wyemitowana w sektorach, czyli dla tej realizacji 800 W ERP,

•

pasmo częstotliwości: 900 MHz,

•

trzy anteny paraboliczne typu VHP4-220A, o średnicy 1,2 m, skierowane

na azymuty 20°, 120°, 250°,

•

zysk energetyczny: 46,1 dBi,

•

moc nadajników: 3x21 dBm,

•

pasmo częstotliwości: 23 GHz

Rys. 5.11

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.88/127

3. Stacja bazowa GSM 1800, przekrój pionowy

Opis stacji:

•

jeden sektor anten nadawczo-odbiorczych (2 anteny) typu 739 495 -

18 dBi, produkcji firmy Kathrein, o polaryzacji

45°, skierowanych na

azymut 30, z pochyleniem elektrycznym anten 2°,

•

wysokość środka elektrycznego anten - 29 m n.p.t.,

•

anteny zasilane maksymalną mocą wyjściową nadajnika 2x43,5 dBm na

antenę,

•

ERP - 2x800 W na jedną antenę,

•

pasmo częstotliwości: 1800 MHz.

Rys. 5.12

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.89/127

4. Stacja bazowa GSM 1800, rzut poziomy

Opis stacji:

•

trzy sektory anten nadawczo-odbiorczych typu 739 495 - 18 dBi,

produkcji firmy Kathrein, o polaryzacji

45°, umieszczonych w jednym

piętrze i skierowanych na azymuty 30°, 150° i 270°, z pochyleniem

elektrycznym anten 2° we wszystkich sektorach,

•

anteny zasilane maksymalną mocą wyjściową nadajnika - 2x43,5 dBm

na antenę,

•

ERP - 2x800 W na jedną antenę,

•

pasmo częstotliwości - 1800 MHz,

•

antenę paraboliczną typu VHP1-370A, produkcji Gabriel o średnicy

0,3 m, skierowaną na azymut 85

•

zysk energetyczny: 39,5 dBi,

•

moc nadajnika: 21 dBm,

•

pasmo częstotliwości: 38 GHz.

Rys. 5.13

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.90/127

5. Stacje bazowe GSM 900 i GSM 1800, przekrój pionowy – przykład 1

Opis stacji:

Stacje bazowe GSM 900 i GSM 1800 zlokalizowane na tej samej wieży -

superpozycja oddziaływania dwóch stacji pracujących na różnych wysokościach z

uwzględnieniem linii radiowych na jednym z azymutów.

Rys. 5.14

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.91/127

6. Stacja radiofoniczna UKF, telewizyjna IV/V zakresu i stacja bazowa

GSM 900 - – przykład 2

Opis stacji:

Stacje zlokalizowane na tej samej wieży - wypadkowy przekrój pionowy na

jednym z azymutów

Rys. 5.15

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.92/127

7. Oddziaływanie wypadkowe dwóch obiektów w przekrojach pionowych

Opis stacji:

1. Obiekt nadawczy na hotelu Marriott

•

układ antenowy radiofoniczny UKF - FM radia RMF FM na pasmo

87,5 - 108 MHz,

2. Obiekt nadawczy PKiN Warszawa

•

nadawcza stacja radiofoniczna UKF - FM na pasmo 87,5 - 108 MHz,

•

nadawcza stacja telewizyjna III zakresu TV,

•

nadawcza stacja telewizyjna IV/V zakresu TV - system I,

•

nadawcza stacja telewizyjna IV/V zakresu TV - system II,

•

urządzenia radioliniowe

Obliczenia – Az. 120°

Rys. 5.16

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.93/127

Przekrój pionowy (120°) na tle zabudowy

Rys. 5.17

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.94/127

Obliczenia – Az. 0°

Rys. 5.18

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.95/127

Przekrój pionowy (120°) na tle zabudowy

Rys. 5.19

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.96/127

6. Normalizacja

6.1. Organizacje europejskie i międzynarodowe zajmujące się normalizacją

Normalizacją związaną z ochroną zdrowia ludzi przed elektromagnetycznym

promieniowaniem niejonizującym zajmuje się wiele organizacji międzynarodowych i

europejskich i w kręgu zainteresowań autorów pracy znajdują się wszystkie znaczące i

zajmujące się tą tematyką. Wśród nich do najbardziej aktywnych należą:

Światowa Organizacja Zdrowia (World Health Organization) - WHO,

Międzynarodowa Komisja Ochrony przed Promieniowaniem Niejonizującym
(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) - ICNIRP,

Europejski Komitet ds Normalizacji w dziedzinie Elektrotechniki (European
Committee for Electrotechnical Standarization) - CENELEC,

Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (International Electrotechnical
Commission) – IEC,

Komisja Europejska (European Commission).

6.2. Ustalanie wartości granicznych pól EM w przepisach międzynarodowych i
europejskich

Wytyczne, zalecenia lub normy międzynarodowe i europejskie zawierające

dopuszczalne poziomy pól są oparte na dobrze rozpoznanych mechanizmach

fizycznych oddziaływujących na systemy biologiczne. Jednym z kryteriów oceny

oddziaływania pól na organizm człowieka jest kryterium energetyczne oparte na

ilościowej ocenie efektu termicznego. Jest to jedyny rodzaj swoistego efektu

udowodnionego dla częstotliwości radiowych, czyli takiego, dla którego znany jest

stopień prawdopodobieństwa poznania trzech czynników: związku przyczynowego

między zadziałaniem czynnika i wystąpieniem efektu, zależności efektu od dawki

czynnika oraz mechanizmu działania czynnika.

Stwierdzono, że pochłanianie energii w układach biologicznych jest zależne od

częstotliwości pola elektromagnetycznego:

Pola elektromagnetyczne o niskich częstotliwościach, z zakresu od 1 Hz do

10 MHz powodują indukowanie prądów w ciele człowieka. Prądy te mogą

mieć wpływ na przebieg zjawisk zachodzących w ciele. Dla przykładu, mogą

wpływać na procesy przekazywania informacji w centralnym systemie

nerwowym, a w konsekwencji prowadzić do pobudzania nerwów i mięśni,

prowadząc do mimowolnych skurczów mięśni.

Pochłanianie energii pól elektromagnetycznych o częstotliwościach z

zakresu od 100 kHz do 10 GHz prowadzi do wydzielania ciepła w ciele

człowieka. Oceniając zatem skutki oddziaływania pól elektromagnetycznych

o częstotliwościach z zakresu od 100 kHz do 10 MHz należy brać pod uwagę

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.97/127

zarówno efekty przepływu dodatkowych prądów w ciele człowieka jak i

wydzielanie w nim ciepła.

Energia pól elektromagnetycznych o częstotliwościach z zakresu od 10 GHz

do 300 GHz jest rozpraszana w powierzchniowych warstwach ciała,

powodując ich ogrzewanie, dotyczy to zwłaszcza skóry.

Te stwierdzenia, będące wynikiem analiz i badań, są na świecie i w Europie

podstawą uregulowań prawnych wyrażanych za pomocą ograniczeń podstawowych

poprzez gęstość indukowanego prądu i wielkość zwaną SAR. Skrót SAR pochodzi od

ang. specific absorption rate i jest tłumaczony jako swoiste tempo pochłaniania

energii. Jak wspomniano wcześniej, jako miarę oddziaływania PEM na organizmy
żywe przyjmuje się wielkość energii absorbowanej przez organizm (albo jego część)
na 1 kg masy [W/kg]. Na podstawie precyzyjnych badań ustalono, że progowa

wielkość absorbowanej mocy, wywołująca mierzalny efekt termiczny tj. przyrost

temperatury ciała o 1

wynosi 4 W/kg. Ponieważ tych wielkości nie można wyznaczyć

bezpośrednio, w normach wprowadza się mierzalne poziomy odniesienia, które są

wyrażone przez wielkości opisujące zewnętrzne natężenie pola elektrycznego i

magnetycznego oraz gęstość mocy.

Z fizycznego punktu widzenia pola o częstotliwościach do kilku MHz niewiele

różnią się od pól statycznych (nazywane są często polami quasistatycznymi), a więc

mechanizmy oddziaływania z materiałami biologicznymi są podobne do tych jakie

występują dla pól statycznych. Najważniejszą, zatem, przyczyną efektów

biologicznych obserwowanych w zakresie częstotliwości do kilku MHz są prądy

elektryczne indukowane w materiale biologicznym i w obiektach go otaczających.

Jednakże oddziaływanie z obiektami biologicznymi zachodzi zarówno na

skutek zetknięcia z polami powierzchni obiektów, jaki i na skutek oddziaływania pól

EM na ich wnętrze. Tego typu oddziaływanie nazywa się oddziaływaniem

bezpośrednim. Oddziaływanie pośrednie to oddziaływanie na obiekty biologiczne

poprzez ich zetknięcie się z prądami indukowanymi przez pola EM w innych ciałach

otaczających obiekt.

6.3. Uregulowania prawne w Unii Europejskiej

Jak wiadomo, również w Unii Europejskiej, podstawą oceny skutków

oddziaływania pól elektromagnetycznych występujących w otoczeniu obiektów

radiokomunikacyjnych na ludzi są wartości dopuszczalne poziomów tych pól

określone w zaleceniach i przepisach.

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami elektromagnetycznym od systemów
radiokomunikacyjnych

str.98/127

Wartości dopuszczalne poziomów pól elektromagnetycznych określone w

zaleceniach i przepisach są ustalane w oparciu o dokonywane systematycznie

przeglądy źródłowych prac naukowych dotyczących wpływu pól na organizmy ludzi.

Cechą charakterystyczną tych norm jest ich dwupoziomowa struktura w

zakresie wartości granicznych ekspozycji. Na podstawie badań podaje się tzw.

ograniczenia podstawowe, których nie można przekroczyć pod żadnym warunkiem i

zalecane poziomy odniesienia, które mogą zostać przekroczone, jeżeli zostanie

udowodnione, że nie zostały przekroczone ograniczenia podstawowe.

Podstawowe ograniczenia są zdefiniowane poprzez gęstość indukowanego

prądu i swoistą dawkę absorpcji (SAR) lub dla impulsowych pól EM poprzez swoistą

absorpcję (SA) energii. Swoista absorpcja jest zdefiniowana jako jednostkowa ilość

energii absorbowana (albo wypromieniowywana) w jednostkowej masie mieszczącej

się w jednostkowej objętości o danej gęstości i wyrażana jest w J/kg.