Elektromanyetik Kirlilik ve Sağlığımız
Prof.Dr. Selim Şeker
Boğaziçi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü
Elektrikli-elektronik cihazların yaydığı elektromanyetik dalgaların insanlar üzerindeki biyolojik, cihazlar üzerindeki girişim etkileri toplumda endişe uyandırmaktadır. Elektromanyetik alan (EMA) kaynaklarının (yüksek gerilim hatları, radyo, TV vs.) kullanımının gittikçe artması, maruziyet seviyesinde artışa neden olmaktadır. EMA’ların oluşturduğu çevrenin biyolojik ve elektronik etkilerinin araştırılması, başta meslekî çalışanlar olmak üzere halk sağlığı açısından büyük önem taşımaktadır.
EMA’ların etkileri hakkında epidemik çalışmalar yapmak hayli zordur, çünkü dünyanın heryerinde elektrikten faydalanma söz konusudur ve EMA’lara maruz kalmamış bireyler bulmak mümkün değildir. Elli yıl öncesine kadar EMA’ların atmosferdeki doğal seviyesi hayli düşüktü. Endüstrileşmeyle birlikte elektromanyetik (EM) enerji kullanımının yaygınlaşması, EMA’ların her frekansında insanları, hayvanları ve elektronik sistemleri etkileyen bir artış meydana getirmiştir. EMA’ların gelecekte daha da artış göstereceği dikkate alınırsa konunun önemi daha iyi anlaşılacaktır. EM enerji üreten cihazlara, mikrodalga fırınlar, el telsiz ve telefonları, otomatik kapılar, alarm cihazları, radyo ve TV vericileri, güç iletim hatları, endüstriyel işlemlerde kullanılan daha düşük frekanslı RF ısıtıcılar örnek olarak verilebilir. Bu uygulamalarla ilgili mesleklerde çalışanlar ve bakım personeli, ışıma yapan cihazlara sürekli yakın durumda kaldıkları için birinci derecede risk altındadırlar. [1,3]
EMA’ların iki tür biyolojik etkisi vardır. Birincisi, baş ağrısı, göz yanması, yorgunluk, halsizlik, baş dönmesi gibi kısa zamanda hissedilen etkilerdir. Ayrıca, gece uykusuzluğu, gündüz uyku hali, küskünlük, sürekli rahatsızlık nedeniyle topluma katılmama gibi durumlar da rapor edilmiştir. İkincisi ise moleküler ve kimyasal bağlar, hücre yapısı ve bağışıklık sistemi üzerindeki uzun süreli etkilerdir. EMA - kanser ilişkisinin kesinleşmesi için insanlar üzerinde, uzun süreli, epidemik ve deneysel çalışmalar yapılması gerekmektedir. Bugüne kadar yalnız hayvanlar üzerinde çalışmalar yapılmış ve EMA’ların kanser riskini arttırıcı etkileri olduğu görülmüştür. Bu etkilerin oluşması, EMA’ların frekansına, şiddetine, mesafesine, etki süresine, vücut ölçülerine ve vücudun elektriksel özelliklerine bağlıdır. En çok, yüksek gerilim hatlarında ve tesislerinde, radyo ve TV vericilerinde çalışanlar tehlikeye maruz kalmaktadır.
Radyo ve TV istasyonları, elektrikli cihazlar ve hemen herkesin elinde bulunan cep telefonlarının şehirlerde oluşturduğu alan seviyelerinin ulusal ve uluslararası standartların üzerine çıkması hava kirliliği gibi elektromanyetik kirliliğe neden olmakta, insanlar ve cihazlar üzerinde zararlı etkiler göstermektedir. Bu nedenle, radyo, TV ve cep telefonu hizmetlerine, yaydıkları güç açısından sınırlamalar getirilmiştir. Elektrik enerjisiyle çalışan cihazlar, yaydıkları alanlardan ötürü diğer elektronik cihazlarla etkileşime (interferans) neden olmaktadır. Bu etkileşim aşırı olduğu zaman cihazlar fonksiyonlarını yapamamakta, insanlarda ise bazı biyolojik etkiler ortaya çıkmaktadır. İnterferansın en bariz etkisi radyo ve TV alıcılarında ortaya çıkmaktadır. Alan seviyeleri sınır değerleri aşınca, EM enerjiyle çalışan cihazlar fonksiyonlarını yapamaz hale gelmektedir.
EMA’ların zararlı etkilerinden korunmak için, konuyla ilgili uluslararası standartların kabul edilmesi, imal veya ithal edilen elektrikli cihazların denetlenmesi gerekmektedir. Ayrıca, -Almanya’da olduğu gibi- radyo ve TV kanalları için bir güç sınırlaması getirilmesi bilhassa büyük şehirlerde yararlı olacaktır. En etkili yöntem, gelişmiş ülkelerin yolunu takip etmektir.
EM enerji kullanımında iki tür tedbir alınabilir. Birincisi, kişilerin evlerinde ve ofislerinde kullandıkları cihazlarla ilgili alabilecekleri tedbirler, ikincisi ise toplumun ortak girişimiyle çevredeki elektromanyetik kirliliğe karşı alınacak tedbirlerdir. Teknolojik ürünlerin çoğunu, faydaları zararlarından daha çok olduğu için kullanmaya devam ediyoruz. Mesela, her sene birçok yaralanma ve ölüm hadisesi meydana geldiği halde otomobil kullanmaktan vazgeçmiyoruz. Riskli olduğunu bile bile cep telefonlarını da kullanmaya devam edeceğiz. Burada önemli olan, riskin en aza indirilmesidir.
Elektromanyetik alanların biyolojik etkileri
EM dalgaların bütün spektrumunun canlılar üzerinde etkisi olduğu, ancak bu etki mekanizmasının spektrumun heryerinde aynı olmadığı, farklı etkileşimlerinin bulunduğu bilinmektedir. 300 GHz’den yüksek frekanslarda ışıma etkisi moleküllerde iyonizasyona neden olmaktadır. Bu nedenle, söz konusu ışıma bandı ‘iyonlaştıran ışıma’ olarak tanımlanır. Bu seminerin konusu olan iyonlaştırmayan ışıma bandı, düşük frekanslardan radyo frekanslarına kadar uzanır. Buna karşılık gelen frekans aralığı 0-300 GHz olup enerjileri molekülleri iyonlaştırmaya yetmez. İyonlaştırmayan ışımaya uzun süreli maruziyetin canlılarda kalıcı etkiler oluşturabileceği bilinmektedir. En önemli etkisi dokularda ısı artışıdır.
a) Düşük frekanslı (ELF) alanların etkileri
Günümüzde elektrik enerji iletiminin yüksek gerilim hatlarıyla sağlanması ve yerleşim bölgelerinde insanların bu iletim hatlarıyla birlikte yaşamak zorunda kalması, iletim hatlarının oluşturduğu EMA’ların etkilerinin araştırılmasına yolaçmıştır. Yüksek gerilim hatlarının civarında, hatta olan uzaklığa ve hattın gerilimine bağlı olarak değişik seviyelerde elektrik ve manyetik alan oluşur. 17 mA’lik akım indüklenmesi, normal ağırlıklı bir kimsede psikolojik rahatsızlıklar oluşturabilir. Yağmurlu günlerde yüksek gerilim hatları civarında şemsiyeyle dolaşan kimselerde şemsiyenin metalik sapında bu seviyelerde akım indüklendiği bilinmektedir. [1,3]
b) Radyo frekans (RF) alanların etkileri
Radyo frekanslı EM donanımların kullanımının gittikçe artması, RF radyasyonuna (RFR) maruziyetin muhtemel zararlarıyla ilgili çalışmaların önem kazanmasına sebep olmuştur. Örneğin, FM radyo-televizyon verici istasyonlarının bakımının genellikle yayın kesilmeden yapılması nedeniyle, bakım personeli 40 kW güçlü bir verici için 800 V/m alana maruz kalmaktadır. RF ve UHF alanları, en önemli etkiyi, vücudun dış yüzeylerinde olmaları nedeniyle gözler ve üreme organları üzerinde yapmaktadır. Ayrıca, vücut yüzeyine çok yakın olmamakla beraber, iletken özelliklere sahip olan sinirler ve kardiyovasküler sistem üzerinde de etkide bulunmaktadır.
Güvenlik önlemleri
Teorik modellemeler ve deneysel çalışmalar sayesinde EMA’ların canlılar üzerindeki etki mekanizması hakkında daha ayrıntılı bilgi elde edilmekte ve aşırı maruziyeti önlemek için güvenlik seviyeleri oluşturulmaktadır. [5] İnsanları yüksek gerilim taşıma hatlarının ve evlerde kullanılan elektrikli cihazların üretmiş olduğu düşük frekanslı alanların muhtemel etkilerinden korumak amacıyla oluşturulan sınır değerler frekansa bağlı olarak değişmektedir. ICNIRP (Uluslararası İyonize Etmeyen Radyasyondan Korunma Birliği) tarafından, mesleki çalışanlar ve halk için, düşük frekanslı alanlar için güvenlik standartları tespit edilmiştir. [5] Buna göre, elektrik alan şiddetinin halk için 5 kV/m’yi geçmemesi; manyetik alan şiddetinin halk için 100, çalışanlar için 500 mT’yı aşmaması istenir.
3 kHz-300 GHz arasındaki radyo frekansı alanlarından korunmak amacıyla oluşturulan sınır seviyeler, kişilerin maruziyetten habersiz oldukları konutlar, parklar gibi ortamlara (kontrolsüz çevre) ve haberdar oldukları halde, mesleki çalışma gereği mecburen maruz kaldıkları ortamlara (kontrollü çevre) göre değişmektedir.
Sonuçlar
Hava, su, gürültü kirliliklerinin zaman içinde yığılması önemli çevre sorunları doğurmuştur. Radyasyonun duyu organlarıyla doğrudan hissedilmemesi ve uzun süre maruz kalınmasıyla, EM kirlenmenin de kümülatif etkiler oluşturması kuvvetle muhtemeldir. EM radyasyonun vücut tarafından yutulması neticesinde, vücut sıcaklığı, güce ve diğer bazı parametrelere bağlı olarak 0.5-2°C kadar artabilir. Bu ısı artışının pekçok zararı vardır. Yapılacak çalışmalar, gereksiz EM radyasyon maruziyetini önleyecek ve EM enerjiden optimum yararlanmayı sağlayacaktır. Ofislerdeki manyetik alan seviyelerinin 200 mikrotesla’ya ulaştığı New York, bilgisayarlarda oluşan interferans ve çalışanlar üzerindeki olumsuz etkilerden dolayı bazı şirketleri kaçırmıştır. [6] EM alanların biyolojik etkilerini tespit etmek için dünyanın birçok ülkesinde araştırmalar yapılmaktadır. -Frekansı ne olursa olsun- EM alanların etkilerine dair bazı bilgileri şöyle özetlemek mümkündür. [1,4,6]
1. Moleküler ve kimyasal bağları bozacak kadar kuvvetli olmadığı anlaşılan EMA’ların Alzheimer hastalığına neden olma ihtimali hayli yüksektir.
2. Çok düşük frekanslı (ELF) alanların dört önemli etkisinden şüphe edilmektedir:
a) Hücreler arası faaliyeti etkilemek
b) Hormon salgısını etkilemek
c) Bağışıklık sistemini etkilemek
d) Embriyonlarda anormal gelişmelere neden olmak
3. RF dalgalarının potansiyel etkileri şu başlıklar altında toplanabilir:
a) Tek bir hücreyi veya hücre sistemlerini etkiler
b) Genetik düzeni ve gelişmeyi etkiler
c) Gelişmiş organ, doku veya hücre sistemlerini etkiler
d) Metabolizmayı ve düzenleme sistemlerini etkiler
e) Moleküler sistemi etkiler (Bu etki, ısınmadan dolayı olup genellikle elektromanyetik enerji soğrulmasının yüksek olduğu durumlarda ortaya çıkar.)
4. Filtre ve ekran kullanmak gibi yöntemler, katot ışın tüpü, monitör ve televizyonların yaydığı düşük frekanslı manyetik alanları önlemede başarısızdır. Sıvı kristal ekran (LCD) bilgisayarlarda elektrik ve manyetik alan yayılımı yoktur. Darbeli elektrik ve manyetik alanların darbesizden daha zararlı olduğuna dair deliller mevcuttur.
5. Standartlar kısa süreli zararlardan korunmak içindir. EMA değerleri standartların altında olsa da uzun vadede ortaya çıkabilecek etkiler hakkında kesin birşey söylemek mümkün değildir.
6. Yarım dalga boyundaki (rezonans frekansı) insan vücudu ve yetişkinlerden daha yüksek rezonans frekansına sahip olan çocuklar, daha fazla enerji yutarlar.
7. İnsanların 50/60 Hz elektrik alanından etkilenme eşik değeri 2-10 kV/m.’dir.
8. Mobil iletişimle ilgili sağlıklı epidemik çalışmaların yapılabilmesi için yeterli maruziyet süresi geçmediğinden, uzun yıllar sonra sağlık problemleri ortaya çıkmaması için deneysel araştırmalara devam edilmeli ve gerekli önlemler alınmalıdır.
Kaynaklar
[1] Ş.S.Şeker-O.Çerezci. Radyasyon Kuşatması: Elektriğin ve Nükleer Enerjinin Sağlığımıza Etkileri. İstanbul: Boğaziçi Üniversitesi Yayınları, 2000.
[2] O.P. Gandhi. Biological Effects and Medical Application of Electromagnetic Energy. New Jersey: Prentice Hall Pub., 1990.
[3] E.L. Carstensen. Biological Effects of Transmission Line Fields. New York: Elsevier Pub.,1987.
[4] C.Polk-E.Postow. CRC Handbook of Biological Effects of Electromagnetic Fıelds. Florida: CRC Press,1986.
[5] Health physics. ICNIRP Guidelines. April 1998, vol. 74, no. 4, p. 494-522.
[6] S.Şeker-A.Korkut. Tehlikeli Oyuncak. İstanbul: Hayykitap, 2005.