Hiie Hinrikus, TTÜ emeriitprofessor

Elektromagnetkiirguse lai spekter jaguneb kahte suurde ossa, ioniseeriv ja mitteioniseeriv kiirgus. Ioniseeriv on gamma-, röntgen- ja osaliselt ka ultraviolettkiirgus. Mitteioniseeriv on ultraviolett-, nähtav-, infrapunane ja raadiokiirgus. Raadiokiirguse lainepikkused on traditsiooniliselt 100 km kuni 1 mm, sagedused 30 kHz kuni 300 GHz. Sellest eristatakse mikrolaine osa 1 m kuni 1 mm, sagedused 300 MHz kuni 300 GHz. Elektromagnetkiirguse mõju puhul räägimegi raadio- ja peamiselt mikrolainekiirguse mõjust füsioloogilistele protsessidele elusorganismis ja võimalikust mõjust inimese tervisele.

Ioniseeriva kiirguse kvandi energia on küllaldane aatomite ja molekulide lõhkumiseks ja see on teatavasti ohtlik elusorganismidele. Mitteioniseeriva kiirguse sagedus ja selle kvandi energia on väiksemad, seepärast ei saa see tekitada muutusi molekulide ja aatomite struktuuris.

Kas elektromagnetkiirgus on sellepärast tervisele ohutu? Kas ja kuidas elektromagetkiirgus mõjutab elusorganisme? Selle kvandi energia on küllaldane selleks, et mõjutada molekulide ja teiste rakustruktuuri osade võnkeid ja pöörlemist. Suured molekulid võnguvad mikrolaine sagedustel ja välise välja olemasolu võib neid võnkeid stimuleerida ja sünkroniseerida.

Soojuslik mõju

Elektromagnetkiirguse energia neeldumisel eluskoes tekib soojus. Elektromagnetkiirguse soojuslik mõju on ammu ja hästi teada. See leiab kasutust meditsiinis (füsioteraapia, hüpertermia, jt), kodutehnikas (mikrolaineahjud) ja mujal. Huvitav on märkida, et esimene raadiosageduste kasutus oligi seotud meditsiiniga. Juba 1892. aastal kasutas Jaques-Arsene d’Arsonval kõrgsagedusvälju lihaste ravis. Rakendus raadiotehnikas pakuti välja Marconi poolt alles hiljem, 1895. aastal.

Pikka aega arvati, et elektromagnetkiirguse mõju piirdub ainult soojendamisega. Kui organismi soojusregulatsioon ei suuda enam kompenseerida kiirguse neeldumisel kehas tekitatavat soojust, hakkab keha temperatuur tõusma ja kiirgus võib hakata kahjustama elutegevust. Soojenemise piirväärtuseks loetakse erineelduvuskiirust (elektromagnetvälja energia neeldumine ajaühikus aine massiühiku kohta) 4 W/kg (tõstab temperatuuri 1 kraadi võrra 30 minuti jooksul).

Siiani põhinevad enamikus riikides kasutatavad elektromagnetkiirguse ohutuse piirnormid soojuslikul mõjul. Elektromagnetkiirguse mõju elusorganismile sõltub sagedusest. Ühelt poolt väheneb sageduse suurenemisega kiirguse sisenemise sügavus koesse (nn pindefekt). Teiselt poolt suureneb sageduse tõusuga ka energia neeldumine koes ja soojuse teke. Sellepärast on tervisekaitse piirnormid kehtestatud sõltuvalt sagedusest. Euroopa Liidus kehtivad normid (Directive 2013/35/EU) põhinevad Rahvusvahelise Mitteioniseeriva Kiirguse Kaitse Komisjoni (ICNIRP) poolt vastuvõetud suunistel.

Kehtestatud elektri- ja magnetväljatugevuse ning võimsustiheduse piirväärtused sõltuvalt elektromagnetvälja sagedusest on toodud tabelis 1. Kehtivad piirnormid on väga lähedased mobiiltelefonide poolt tekitatavate kiirgustasemetega, mis tavaliselt ei ületa kehtivaid piirnorme.

Eestis on mitteioniseeriva kiirguse piirväärtused elu- ja puhkealal, elamutes ning ühiskasutusega hoonetes ja õpperuumides kehtestatud sotsiaalministri 21. veebruari 2002. aasta määrusega nr 38.

Elektromagnekiirguse piirnormid töökeskkonnas on Eestis kehtestatud vabariigi valitsuse 25. jaanuari 2002. aasta määrusega nr 54 „Töökeskkonna füüsikaliste ohutegurite piirnormid ja ohutegurite parameetrite mõõtmise kord“. Ettevalmistamisel on töökeskkonda puudutav uus määrus, mis põhineb direktiivil 2013/35/EU ja peaks jõustuma 2016. aastal. Mitteioniseeriva kiirguse mõõtmise ja kontrolliga tegeleb Terviseameti kesklabori füüsika labor.

Tabel 1. Elekri- ja magnetvälja tugevuste, magnetvoo tiheduse ja võimsustiheduse piirväärtused vastavalt ICNIRP suunistele (sagedus f on tabeli rea sagedusühikutes)

Sagedus	Elektrivälja tugevus E (V/m)		Magnetvälja- tugevus H (A/m)			Magnetvoo- tihedus B (µT)		Võimsus- tihedus S (W/m2)
	eluruum	töökk		eluruum	töökk	elurrum	töökk	eluruum	töökk
0,82-65 kHz		610			24,4		30,7		–
3–150 kHz	87			5		6,25		–	–
0,065-1 MHz		610			1,6/f		2/f		–
0,15–1 MHz	87			0,73/f		0,92/f		–	–
1–10 MHz	87/f0,5	610/f		0,73/f	1,6/f	0,92/f	2/f	–	–
10–400 MHz	28	61		0,073	0,16	0,092	0,2	2	10
400–2000 MHz	1,375 f0,5	3×10-3 f0,5		0,0037 f0,5	0,08 f0,5	0,0046 f0,5	0,01 f0,5	f/200	f/40
2–300 GHz	61	137		0,16	0,36	0,20	0,45	10	50

Kiirguse otsene (mittesoojuslik) mõju

Viimasel aastakümnel läbi viidud uuringud on tõestanud elektromagnetkiirguse mittesoojusliku mõju elusorganismidele kiirguse tasemete juures, mis on kordades väiksemad kehtivatest piirnormidest.

On teada, et dipoolne vee molekul pöörleb raadiosagedusliku kiirguse mõjul selle sageduse taktis. On selge, et dipoolsete vee molekulide asendi muutuse tulemusena muutuvad ka molekulidevahelised elektrilised jõud, nn vesiniksidemed.

Selline muutus mõjutab näiteks füsioloogias nii olulist protsessi nagu difusiooni. Elektromagnetkiirgus mõjutab ka teiste bipolaarsete molekulide vahelisi seoseid, mõjutades biokeemilisi ja füsioloogilisi protsesse. Mikrolaine mõju on hästi teada keemias, on tekkinud isegi uus haru – mikrolainekeemia.

Madala tasemega kiirguse poolt esilekutsutud muutused raku struktuuri kuuluvate molekulide liikumises võivad mõjutada selle elutegevust. Kõrgsageduslikum osa raadiokiirgusest – mikrolaine – omab suuremat kvandi energiat ja seepärast ka suuremat võimalikku mõju.

Kvandi energia suurenemine sageduse tõusuga tingib kiirguse mõju ulatumise raku sisestruktuuri. Nii on teada, et mikrolainekiirgus tekitab muutusi valkude struktuuris. Euroopa Komisjoni 5. raamprogrammi raames läbiviidud rahvusvahelise Reflex projekti tulemused näitasid, et mikrolainekiirgus tekitab muutusi DNA struktuuris.

Põhjaliku epidemioloogilise uuringu Interphone tulemusena jõuti järeldusele, et mobiiltelefoni kasutamine suurendab kasvajate riski süljenäärmetes, kuulmisnärvis ja ajus. Võib eeldada, et eelkõige mõjutab mikrolainekiirgus närvirakke, mis on kõige tundlikumad.

Rootsi teadlased on näidanud, et kehtestatud piirnormidest kümneid kordi madalama nivooga mikrolainekiirgus nõrgendab aju hematoloogilist barjääri ja kahjustab aju neuroneid. Mitte kõik uuringud ei ole sarnaseid tulemusi andnud, aga negatiivne tulemus ei kinnita teatavasti mõju puudumist, vaid et seda ei osatud või ei tahetud leida.

Tallinna Tehnikaülikooli biomeditsiinitehnika instituudis on kümnekonna aasta jooksul uuritud mikrolainekiirguse mõju aju elektroentsefalograafilisele (EEG) signaalile, tähelepanule ja mälule. Uurimisalusteks on olnud paarsada noort tervet inimest. Kasutati lühiajalist (1 minut) ja piirnormist umbes 10 korda nõrgemat mikrolainekiirgust. Katsed näitasid, et selline kiirgus tõstab EEG kõrgemate rütmide (beetasagedused) võimsust.

Sarnased muutused toimuvad EEG signaalis ka alkoholi toimel. EEG uuringu tulemused näitavad, et mikrolainekiirgus mõjub ajule kui mittespetsiifiline ärritaja. Inimeste tundlikkus kiirgusele on erinev. Umbes 30 protsendil uurimisalustest oli kiirguse mõju statistiliselt oluline.

Oluliselt mõjutatud isikute osakaal on kõrgem kui näiteks õhu mittespetsiifilise keemilise saaste puhul. Mälu ja tähelepanutestide puhul ilmes mõju eelkõige keerulisemate ülesannete lahendamisel, kus valede vastuste arv kasvas.

Visuaalses nägude äratundmise testis tõusis valede vastuste arv kiirguse mõjul 5%. Teisest küljest, lihtsamate testide puhul suurendas kiirgus ülesannete lahendamise kiirust. Kiirgusvõimsuse vähendamine 200 korda küll vähendas, aga ei kõrvaldanud muutusi EEG signaalis.

Saadud tulemused kajastavad kiirguse poolt tekitatud muutusi ajutegevuse füsioloogias ja kognitiivsetes protsessides. Lühiajalise madala tasemega kiirguse poolt tekitatud muutused taanduvad kiiresti. Kas ja milline on kiirguse pikaajaline mõju tervisele, ei saa uuringute põhjal öelda.

Elektromagnetkiirguse mittesoojusliku mõju olemasolu ei ole kahjuks siiani leidnud arvestamist ei ICNIRP suunistes, Euroopa Liidu direktiivides ega ka Maailma Terviseorganisatsiooni soovitustes.

Kõige arusaamatum on aga asjaolu, et direktiivis 2013/35/EU on sagedustel 100 kHz kuni 300 GHz sõnaselgelt paika pandud ainult soojuslik mõju. Kahtlemata ei ole selline lähenemine õigustatud ega ole olnud kasutusel varasemates dokumentides.

Sellepärast on mitmed riigid omaalgatuslikult karmistanud nõudeid elektromagnetvälja piirväärtustele. Näiteks Belgias kehtestati hiljuti elektrivälja tugevuse piirang 3 V/m. Sõltumatute teadlaste ja ekspertide ühendus BioInitiative taotleb piirväärtuse 0,6 V/m kehtestamist.

Euroopa Komisjoni 2011. aasta resolutsioon 1815 rõhutab riski ennetamise põhimõtet ja teeb ettepaneku kehtestada piirnormiks 0,6 V/m ja edaspidi vähendada seda kuni 0,2 V/m-ni.

Kahjuks ei ole seda igati mõistlikku ettepanekut arvestatud Euroopa Liidu direktiivides.

Eesti plaanib direktiivi 2013/35/EU üle võtta määrusena ilma muutusteta. Kiirguse piirnormide karmistamine tähendaks tõsiseid probleeme kaasaegsetele telekommunikatsioonitehnoloogiatele, eelkõige mobiiltelefonide tootjatele. See on ilmselt ka põhjus, miks elektromagnetkiirguse mittesoojuslik mõju ei ole siiani tunnustamist leidnud mitmete uurijate (kes on enamasti mobiilifirmade poolt rahastatud) ega ka normatiive kehtestavate organisatsioonide poolt. Kelle pilli järgi Eestis tantsitakse?

Elektromagnetiline saaste

Elektromagnetkiirgus on muutunud töökeskkonna ohutegurist keskkonna elektromagnetiliseks saasteks, mis mõjutab kogu elanikkonda. Kehtivad piirnormid ei välista terviseriski. Tsiteerides Lundi Ülikooli professor Leif Salfordi, on inimkond tehtud katsejänesteks. Keegi ei oska hetkel öelda, milline on kiirguse pikaajaline mõju tervisele. Mõnekümne aasta pärast me teame seda.

Kõige tundlikum riskigrupp on lapsed, sest nad on õrnemad, nende jaoks algab mobiili kasutamise aeg varases nooruses ja kujuneb seega pikemaks kui tänapäeva täiskasvanute põlvkonnal. Nende väikestes peades tungib kiirgus ka sügavamale ajju. Sellepärast piiratakse näiteks Prantsusmaal ja Inglismaal mobiiltelefoni ja wifi kasutamist koolides. Mõni aasta tagasi võttis Lyoni linnanõukogu vastu otsuse toetada kampaaniat alla 12aastaste laste poolt mobiiltelefonide kasutamise vastu.

Mobiiltelefonist tulenevast terviseriskist, ja seda eelkõige lastele, on ajendatud ka Euroopa parlamendi 19. detsembri 2008 raport, millega muuhulgas mõistetakse hukka lastele mõeldud mobiilid ja taunitakse lastele suunatud mobiilifirmade kampaaniaid. Kahjuks Eestis ei pidurda miski mobiilside pakkujate poolt lastele mõeldud reklaami.

Kiirgusallikateks on mitte ainult mobiilid (kuigi need on kasutamisel peale kõige lähemal ja võimalik, et tekitavad ka kõige enam probleeme), vaid ka teised telekommunikatsiooni- ja infotehnoloogiaseadmed (traadita telefon, wifi jne).
Terviseriski hinnates tuleb arvestada mitte ainult ühe, vaid kõikide kiirgusallikate poolt tekitatud summaarset välja.

+ Mõistlik oleks kasutada kaabelühendusi ja lauatelefoni, kus vähegi võimalik.
+ Mobiiltelefoni kasutamisel ei tohiks see olla vastu pead, vaid peast vähemalt mõne sentimeetri kaugusel.
+ Käed-vaba süsteem on efektiivne, kui kasutatakse mittemetallilist ühendust (optilist kaablit).
+ Traatühendusega süsteem võib anda vastupidise efekti, kuna väli juhitakse traadi kui antenni abil otse kõrva.

Kui me juba katsejänesed oleme, siis vähemalt katsetame endiga mõistlikult.

Allikad:

Mitteioniseeriva kiirguse piirväärtused elu- ja puhkealal, elamutes ning ühiskasutusega hoonetes, õpperuumides ja mitteioniseeriva kiirguse tasemete mõõtmine. Sotsiaalministri 21. veebruari 2002. a määrus nr 38.

Töökeskkonna füüsikaliste ohutegurite piirnormid ja ohutegurite parameetrite mõõtmise kord. Vabariigi Valitsuse 25. jaanuari 2002. a määrus nr 54 (RT I 2002, 15, 83), jõustunud 1.07.2002. Muudetud järgmiste määrustega: 26.11.2004 nr 341 (RT I 2004, 82, 556); 12.04.2007 nr 108 (RT I 2007, 34, 214); 12.04.2007 nr 109 (RT I 2007, 34, 215)

DIRECTIVE 2013/35/EU OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 26 June 2013 on the minimum health and safety requirements regarding the exposure of workers to the risks arising from physical agents (electromagnetic fields)

European Parliament, Preliminary report on preoccupation concerning the effects on human health of electromagnetic fields. 2008/2211 (INI) 19.12.2008.

Council of Europe, Résolution 1815, 27 May 2011. The potential dangers of electromagnetic fields and their effect on the environment.

Leszczynski D, Joenvääea S, Reivinen J, Kuokka R. Non-thermal activation of the hsp27/p38MAPK stress pathway by mobile phone radiation in human endothelial cells: molecular mechanism for cancer- and blood-brain barrier-related effects, Differentiation, 2002, 70, 120-129.

Hinrikus, H., Bachmann, M., Lass, J., Karai, D., Tuulik, V. Effect of low frequency modulated microwave exposure on human EEG: individual sensitivity. Bioelectromagnetics, 2008, vol. 29, pp. 527-538.

Rodina, A., Lass, J., Riipulk, J., Bachmann, T., Hinrikus ,H. Study of effects of low microwave field by method of face masking. Bioelectromagnetics, 2005, vol 26, pp. 571-577.

Suhhova, A., Bachmann, M., Karai, D., Lass, J., Hinrikus, H. Effect of microwave radiation on human EEG at two different levels of exposure. Bioelectromagnetics, 2013, vol 34, pp. 264-274.