Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

EMF a lidské zdraví

číslo 2/2005

EMF a lidské zdraví

Exposure to electromagnetic fields (EMF) is not a new phenomenon. However, during the 20th century, environmental exposure to man-made electromagnetic fields has been steadily increasing as growing electricity demand, ever-advancing technologies and changes in social behaviour have created more and more artificial sources. Everyone is exposed to a complex mix of weak electric and magnetic fields, both at home and at work, from the generation and transmission of electricity, domestic appliances and industrial equipment, to telecommunications and broadcasting. This article tries to explain basic principles of EMF and their impact on the human health.

Každý z nás je denně vystavován neviditelnému působení širokého spektra elektromagnetických polí. V posledních dvou desetiletích však bouřlivý rozvoj a zavádění pokrokových technologií i široké používání důmyslných strojů, přístrojů a zařízení zvýšily významnost zatěžování životního prostředí elektromagnetickými poli. Široká veřejnost tyto změny intenzivně vnímá a rostou obavy z možných negativních účinků těchto polí na lidské zdraví. Výsledky současných výzkumů jsou často protichůdné nebo nejasné. To vede jen k dalšímu stupňování obav, matení a zvyšování nedůvěry veřejnosti k proklamované elektromagnetické bezpečnosti v našem životním prostředí.

Obr. 1.

Obr. 1. Elektromagnetické spektrum

1. Definice elektromagnetických polí

Elektrická pole

Elektrická pole vznikají v důsledku působení elektrických nábojů Q (C), jejichž intenzita se měří ve voltech na metr (V·m–1). Hromadí-li se náboje na povrchu nějakého tělesa, mají tendenci se vzájemně přitahovat, resp. odpuzovat. Síla této tendence je charakterizována napětím U a měří se ve voltech (V). Čím vyšší je napětí, tím silnější se vytvoří pole. Elektrické pole může existovat i bez toku elektrického proudu. Je-li např. zapojeno elektrické zařízení do síťové zásuvky, vytvoří se k němu přidružené elektrické pole (a to i v případě, že samotné zařízení není zapnuto – obr. 2), jehož velikost bude úměrná napětí připojeného zdroje. Intenzita elektrického pole je nejsilnější v bezprostřední blízkosti zařízení a klesá se zvětšující se vzdáleností od něj. Většina běžných stavebních materiálů jako dřevo nebo kov dokáže elektrická pole do značné míry odstínit.

Obr. 2.

Obr. 2. Svítidlo připojené k zásuvce (vypnuté)

Magnetická pole

Magnetická pole vznikají v důsledku pohybu elektrických nábojů, tj. toku elektrického proudu I (A). Jejich intenzita se měří v ampérech na metr (A·m–1), avšak obvykle se vyjadřuje pomocí magnetické indukce, jejíž základní jednotkou je tesla (T). Čím větší je elektrický proud, tím silnější je magnetické pole. Je-li elektrické zařízení zapnuto a protéká-li jím proud (obr. 3), vytvoří se k němu přidružené magnetické pole, jehož velikost bude úměrná odebíranému proudu z připojeného zdroje (elektrické pole však bude konstantní). Intenzita magnetického pole je největší v bezprostřední blízkosti zařízení a klesá se zvětšující se vzdáleností od něj. Tato pole snadno prostupují běžnými stavebními materiály, které je nedokážou odstínit.

Obr. 3.

Obr. 3. Svítidlo připojené k zásuvce (zapnuté)

Elektromagnetická pole

Elektromagnetická pole (EMF, Electromagnetic Fields) jsou tvořena elektrickou a magnetickou složkou. Vztahy mezi těmito složkami jsou obecně popsány soustavou čtyř Maxwellových rovnic, ze kterých vyplývá, že elektromagnetická pole jsou vírové povahy, a mají tedy určitou energii, hybnost a setrvačnost. Elektromagnetická pole se šíří prostorem rychlostí světla (c = 299 792 458 m·s–1).

Statická pole

Statická pole jsou v čase neměnná. Stejnosměrný proud teče pouze jedním směrem a jeho tok vytváří statické elektrické pole (např. magnetické pole Země nebo pole tyčového magnetu).

Obr. 4.

Obr. 4. Nízkofrekvenční elektrická pole a člověk

Časově proměnná pole

Časově proměnná elektromagnetická pole jsou vyvolána tokem střídavého proudu, který mění svůj směr (orientaci) v pravidelných časových intervalech (u rozvodných sítí většiny evropských zemí je to 50 cyklů za sekundu, resp. 50 Hz). Stejně tak mění svou orientaci přidružené elektromagnetické pole.

Neionizující elektromagnetická pole

Vlnová délka a frekvence charakterizují další důležitou vlastnost elektromagnetických polí, kterou jsou tzv. kvanta. Kvanta polí s vyšší frekvencí (kratší vlnová délka) nesou větší energický potenciál než pole s nižší frekvencí (delší vlnová délka). Elektromagnetická vlnění, jejichž kvanta vykazují energetickou nedostatečnost pro rozbití chemické molekulární vazby, jsou označována jako neionizující záření. Sem patří např. umělé zdroje elektromagnetických polí (elektřina, mikrovlny a vysokofrekvenční pole), které se nacházejí relativně na konci elektromagnetického spektra dlouhých vlnových délek a nízkých frekvencí. Jejich kvanta nejsou schopna se vyvázat z chemické molekulární vazby.

Obr. 5.

Obr. 5. Nízkofrekvenční magnetická pole a člověk

Ionizující záření

Některé elektromagnetické vlny nesou však taková množství kvantové energie, že u nich dochází k rozbití chemické molekulární vazby. Tato elektromagnetická vlnění, kam patří např. záření gama, kosmické nebo rentgenové záření, jsou označována jako ionizující záření.

2. Zdroje elektromagnetických polí

Přirozené zdroje elektromagnetických polí

Elektromagnetická pole se v našem životním prostředí vyskytují téměř všude a nejsou pouhým okem viditelná. Elektrická pole jsou vytvářena lokálním hromaděním elektrických nábojů v atmosféře spojeným s bouřemi. Magnetické pole Země orientuje střelku kompasu severojižním směrem a je využíváno nejen lidmi, ale i ptáky a rybami k navigaci.

Obr. 6.

Obr. 6. Venkovní přenosové vedení

Umělé zdroje elektromagnetických polí

Umělé zdroje elektromagnetických polí jsou dílem člověka, který je využívá pro jejich vlastnosti (např. rentgenové záření), nebo jsou vedlejším produktem (např. rozvodná síť) či kombinací obou (např. rádiové vlny vyšších frekvencí pro přenos informací).

Zdroje polí ELF

Pole ELF (Extremely Low Frequency, tj. extrémně nízké frekvence nad 0 Hz do 300 Hz) jsou typickým příkladem časově proměnných elektromagnetických polí, která jsou vytvářena např. přenosovými vedeními nebo domácími elektrickými spotřebiči.

Zdroje polí IF

Příkladem zdroje elektromagnetického pole IF (Intermediate Frequency, tj. střední frekvence nad 300 Hz do 10 MHz) je např. obrazovka počítače.

Obr. 7.

Obr. 7. Člověk a počítač

Zdroje polí RF

Příkladem zdrojů RF (Radio Frequency, tj. vysoké frekvence nad 10 MHz do 300 GHz) jsou např. rozhlasové a televizní vysílače, radary a antény mobilních telefonů nebo mikrovlnné trouby.

3. Zdravotní účinky elektromagnetických polí

Elektrické proudy velmi malých hodnot protékají lidským tělem i při absenci vnějších elektrických polí. K tomu dochází v důsledku chemických reakcí, které probíhají v lidském organismu jako součást běžných tělesných funkcí. Většina biochemických reakcí, počínaje zažíváním a mozkovou aktivitou konče, je provázena pohybem elektricky nabitých částic. Také naše srdce je elektricky aktivní, a jeho aktivitu mohou tak lékaři sledovat pomocí elektrokardiogramu.

Nízkofrekvenční elektrická pole

Tato pole působí na lidské tělo stejně jako na každou jinou látku, v jejíž struktuře se nacházejí nabité částice. Při působení těchto polí na lidské tělo se na jeho povrchu přemísťují elektrické náboje. Důsledkem toho je elektrický proud, který teče tělem do země.

Nízkofrekvenční magnetická pole

Tato pole indukují v lidském těle cirkulující proudy, jejichž intenzita závisí na intenzitě vnějšího magnetického pole. Je-li intenzita magnetického pole dostatečně velká, může dojít k nervovému nebo svalovému podráždění, popř. k ovlivnění i dalších biologických procesů.

Nachází-li se člověk přímo pod vysokonapěťovým venkovním vedením, indukují se v jeho těle vlivem působení elektrických a magnetických polí napětí a proudy. Ty jsou však v porovnání s prahovými hodnotami pro vyvolání elektrického šoku nebo jiných elektrických účinků velmi nízké.

Vysokofrekvenční pole

Hlavním biologickým účinkem vysokofrekvenčních polí je ohřev. Hodnoty expozic vysokofrekvenčními poli, kterým je člověk běžně vystavován, jsou podstatně nižší, než aby mohly vyvolat významnější ohřev. Vědci se zabývají také domněnkou, zda tepelné účinky pod prahovými hodnotami pro tělesný ohřev nejsou důsledkem spíše dlouhodobých expozic. Je však nepochybné, že elektromagnetická pole s intenzitami překračujícími určitou hodnotu se mohou projevit biologickými účinky. Výsledky experimentů, které byly uskutečňovány na zdravých dobrovolnících, naznačují, že krátkodobé expozice s hodnotami obvyklými v našem životním prostředí nebo domácnostech nejsou příčinou žádných zjevných škodlivých účinků.

Šedý zákal

U některých zaměstnanců, kteří jsou profesně vystavováni vyšším intenzitám vysokofrekvenčních polí nebo mikrovlnnému záření, byl zjištěn zvýšený výskyt podrážděnosti očí a šedého zákalu. Nicméně pokusy konané na zvířatech nepotvrdily, že by hodnoty, které jsou běžně tepelně bezrizikové, mohly být příčinou těchto forem očních onemocnění.

Elektromagnetická přecitlivělost a deprese

Někteří lidé se domnívají, že jejich „přecitlivělost„, drobné potíže, bolesti hlavy, deprese, letargie, poruchy spánku, nebo dokonce i křeče či epileptické záchvaty jsou důsledkem působení elektrických nebo magnetických polí. Domněnku elektromagnetické přecitlivělosti podporuje jeden malý vědecký důkaz z nedávných skandinávských studií. Bylo zjištěno, že jednotlivé osoby, které byly vyšetřovány za přísně kontrolovaných podmínek expozic elektromagnetickým polem, nemají shodné biologické reakce a že neexistuje ani žádný přijatelný biologický mechanismus, kterým by bylo možné tuto různou přecitlivělost vysvětlit. Výzkum v této oblasti je zvláště obtížný právě proto, že je ve hře mnoho jiných tělesných pochodů interního původu, které s expozicí elektromagnetickým polem přímo nesouvisejí.

3.1 Elektromagnetická pole v domácnostech

Pozadí elektromagnetických polí

Úroveň pozadí elektrických a magnetických polí síťové frekvence v domácnostech je vytvářena kombinací přenosu, transformace a rozvodu elektrické energie, domovních instalací a domácích spotřebičů. Intenzity jak elektrického, tak magnetického pole však poměrně příkře klesají se zvětšující se vzdáleností od zdroje. Pozadí magnetických polí v domácnostech mimo přenosová vedení činí asi 0,2 µT. Magnetická pole přímo pod venkovním přenosovým vedením jsou mnohem silnější. Hustota magnetického toku v úrovni terénu může dosahovat hodnot až několika µT. Nejsilnější elektrická pole síťové frekvence, se kterými je možné se setkat v našem životním prostředí, se vyskytují pod vysokonapěťovými přenosovými vedeními. Jejich hodnoty mohou přímo pod přenosovým vedením činit až 10 kV·m–1, avšak již ve vzdálenosti 50 až 100 m od vedení jsou na úrovních běžných pro prostředí bez přenosových vedení.

Elektrické spotřebiče v domácnostech

Nejsilnější magnetická pole se síťovou frekvencí, se kterými je možné se setkat v domácnostech, se vyskytují v těsné blízkosti elektromotorů nebo jiných elektrických spotřebičů či speciálních přístrojů. V tab. 1 jsou uvedeny charakteristické intenzity elektrických polí ve vzdálenosti 30 cm od běžných domácích spotřebičů.

Tab. 1. Charakteristické intenzity elektrických polí domácích spotřebičů ve vzdálenosti 30 cm [1]

Elektrický spotřebič

Intenzita elektrického pole (V·m–1)

Stereofonní přijímač

180

Žehlička

120

Lednička

120

Mixér

100

opékač topinek

80

vysoušeč vlasů

80

barevný televizor

60

Kávovar

60

Vysavač

50

elektrická trouba

8

žárovka

5

hygienický limit

5 000

Intenzita pole nezávisí na velikosti, složitosti, výkonnosti nebo hlučnosti elektrického zařízení. I u zdánlivě stejných přístrojů se mohou intenzity magnetických polí značně lišit. Tyto rozdíly v intenzitách magnetického pole souvisejí s konstrukcí výrobku. V tab. 2 jsou uvedeny charakteristické hodnoty pro několik elektrických spotřebičů, které pracují s frekvencí 50 Hz a jsou běžně používány v domácnostech i na pracovištích.

Z tab. 2 je zřejmé, že intenzita magnetického pole u všech spotřebičů velmi prudce klesá se zvětšující se vzdáleností. Ve vzdálenosti 30 cm jsou intenzity magnetických polí většiny spotřebičů více než stokrát nižší než stanovený hygienický limit, který u ostatních osob (veřejnost) činí 100 µT při frekvenci 50 Hz.

Tab. 2. Charakteristické intenzity magnetických polí domácích spotřebičů při různých vzdálenostech [1]

Elektrospotřebič

Vzdálenost 3 cm (µT)

Vzdálenost 30 cm (µT)

Vzdálenost 1 m (µT)

vysoušeč vlasů

6 2 000

0,01 až 7

0,01 až 0,03

holicí strojek

15 1 500

0,08 až 9

0,01 až 0,03

vysavač

200 až 800

2 20

0,13 až 2

zářivkové světlo

40 až 400

0,5 2

0,02 až 0,25

mikrovlnná trouba

73 až 200

4 8

0,25 až 0,6

Tranzistorové rádio

16 až 56

1

<0,01

elektrická trouba

1 až 50

0,15 0,5

0,01 až 0,04

pračka

0,8 až 50

0,15 3

0,01 až 0,15

žehlička

8 až 30

0,12 0,3

0,01 až 0,03

myčka nádobí

3,5 až 20

0,6 3

0,07 až 0,3

počítač

0,5 až 30

<0,01

 

Lednička

0,5 až 1,7

0,01 0,25

<0,01

barevný televizor

2,5 až 50

0,04 až 2

0,01 0,15

Pozn.: Tučně je vyznačena běžná provozní vzdálenost přístroje od těla.

Televizní obrazovky a monitory počítačů

Monitory počítačů a obrazovky televizorů pracují na podobném principu, tj. vytvářejí statická elektrická pole a střídavá elektrická a magnetická pole o různých frekvencích. Naproti tomu obrazovky z tekutých krystalů (LCD), které se používají např. u laptopů, nevytvářejí žádná významná elektrická ani magnetická pole. Moderní počítače jsou vybaveny vodivými obrazovkami, které snižují intenzitu statických polí na úroveň běžného pozadí v domácnostech nebo na pracovištích. Ve vzdálenosti operátora 30 až 50 cm od monitoru počítače dosahuje magnetická indukce střídavého magnetického pole při 50 Hz méně než 0,7 µT a intenzita střídavého elektrického pole přibližně 1 až 10 V·m–1.

Mikrovlnné trouby

Domácí mikrovlnné trouby pracují s vysokými výkony. Díky účinnému stínění je však omezeno prosakování mikrovlnného záření do okolí na téměř nezjistitelnou hodnotu a kromě toho jejich intenzita velmi příkře klesá se zvětšující se vzdáleností. Ve většině zemí jsou pro výrobce stanoveny standardy, které specifikují maximální přípustnou úroveň prosakování mikrovln u nových trub, a trouby, které vyhovují těmto standardům, nepředstavují pro spotřebitele žádné zdravotní riziko.

Obr. 8.

Obr. 8. EMF a vlaky

Přenosné telefony

Přenosné domácí telefony pracují s mnohem nižšími intenzitami než mobilní telefony, neboť jejich dosah od základní stanice je jen velmi malý. Z tohoto důvodu jsou vysokofrekvenční pole, a tím i zdravotní účinky těchto telefonů zanedbatelné.

3.2 Elektromagnetická pole v životním prostředí

Radary

Radary se používají pro navigaci, předpověď počasí a vojenské účely a pro množství dalších aplikací. Radary emitují pulsní mikrovlnné signály. Špičkový výkon pulsu může být velký, přestože je průměrný výkon malý. Mnoho radarů se otáčí nebo pohybuje nahoru a dolů. Tím se snižuje střední výkonová hustota (W·m–2), kterou je zatěžováno životní prostředí v jejich blízkosti. Nicméně i výkonové neotáčivé vojenské radary omezují elektromagnetické emise pod hygienické limity v místech s volným přístupem veřejnosti.

Bezpečnostní systémy

Varovná zařízení proti krádeži v obchodech používají visačky na zboží, které se po zakoupení odstraní nebo deaktivují. U východů jsou nainstalovány elektrické cívky, které při krádeži tyto visačky detekují. Na stejném principu pracují i systémy např. v knihovnách nebo kontroly přístupu do budov. Elektromagnetická pole detekčních cívek všeobecně nepřekračují stanovené hygienické limity. Detektory kovů a letištní bezpečnostní systémy vyzařují silná magnetická pole o hodnotě až 100 µT. V bezprostřední blízkosti rámu detektoru kovů se mohou magnetická pole blížit, a v některých případech je i překračovat, stanoveným hygienickým limitům, avšak ani toto nepředstavuje pro lidské zdraví žádné ohrožení.

Obr. 9.

Obr. 9. EMF a tramvaje

Elektrické vlaky a tramvaje

U elektrických dálkových vlaků jsou cestující zatěžování působením elektromagnetických polí z trolejového vedení. Trolejová vedení vyzařují do prostoru elektromagnetická pole ELF, v ČR s frekvencí 50 Hz, a jejich nižší a vyšší harmonické. Elektromagnetická pole ELF prostupují vozy vlakové soupravy a kabinu strojvedoucího. Do kabiny strojvedoucího navíc pronikají elektromagnetická pole dveřmi strojovny a podlahou (největších hodnot dosahují tato pole při rozjezdu a dynamickém brzdění). Avšak ani ve vozech pro cestující, ani v kabině strojvedoucího nedosahují intenzity magnetických polí stanovených hygienických limitů, tj. 1·10–4 T pro ostatní osoby a 5·10–4 T pro zaměstnance [2]. Intenzity magnetických polí se mohou ve vozech pro cestující u dálkových vlaků pohybovat v rozmezí řádově několika desítek až stovek mikrotesel a intenzity elektrických polí mohou dosahovat hodnot až 300 V·m–1. Z výsledků experimentálního měření v kabině strojvedoucího lokomotivy řady 363 střídavé trakce 25 kV (50 Hz) na trati Púchov–Bratislava byla zjištěna maximální hodnota magnetické indukce 2,4·10–5 T [3].

Obr. 10.

Obr. 10. EMF a TV vysílače

Trakční motory a ostatní trakční zařízení jsou u elektrických železničních jednotek a městských tramvají běžně umístěny pod podlahou vozů pro přepravu cestujících. V úrovni podlahy mohou intenzity magnetických polí dosahovat až desítek mikrotesel. Tyto hodnoty však prudce klesají se zvětšující se vzdáleností od zdroje.

Televize a rádio

Rádiové signály se šíří pomocí amplitudové modulace (AM) nebo frekvenční modulace (FM). Rádiové signály AM jsou přenášeny anténami, jejichž výška může být až několik desítek metrů. Uvedené antény jsou umístěny v místech, která jsou pro veřejnost nepřístupná. Expozice v bezprostřední blízkosti těchto antén a napájecích kabelů mohou dosahovat poměrně vysokých hodnot. Výška televizních a rozhlasových antén FM je mnohem menší než výška rádiových antén AM. Antény FM jsou montovány na vrcholky anténních věží. Expozice u paty těchto věží jsou pod hygienickými limity, takže tato místa jsou běžně přístupná veřejnosti. Co se týče malých lokálních televizních a rádiových antén, které se umísťují na střechy budov, je třeba kontrolovat přístup veřejnosti k nim.

Obr. 11.

Obr. 11. EMF a základní stanice mobilních telefonů

Mobilní telefony a jejich základní stanice

Nízkovýkonové vysokofrekvenční přístroje vysílají a přijímají signály ze sítě pevných základních stanic s malým výkonem. Základní stanice mobilních telefonů se obvykle umísťují na vrcholky budov nebo věží ve výškách 15 až 50 metrů. Antény emitují velmi úzký paprsek rádiových vln, který se šíří většinou rovnoběžně se zemí. Z tohoto důvodu jsou intenzity vysokofrekvenčních polí v úrovni terénu a v oblastech běžně přístupných veřejnosti několikanásobně pod hygienickými limity. Překročení limitních hodnot by bylo možné pouze ve vzdálenosti jednoho až dvou metrů v prostoru přímo před anténou základní stanice. Pro majitele mobilních telefonů přichází v úvahu ještě další zdroj vysokofrekvenčních polí – samotný přístroj. Ten je při volání přímo na uchu volajícího, přičemž hlava pohlcuje emitovanou energii. Z důmyslného počítačového modelování a měření uskutečněných na modelech hlavy vyplývá, že pohlcená energie z mobilního telefonu nepřekračuje v současnosti platné hygienické limity. Další zkoumanou oblastí u mobilních telefonů jsou netepelné účinky vysílaných frekvencí. Jedná se např. o skryté účinky na buňky, které by mohly ovlivnit vývoj rakoviny, nebo účinky na elektricky drážditelné tkáně, které mohou mít vliv na funkci mozku a nervových tkání. Do dneška však nebyl předložen žádný přesvědčivý a spolehlivý důkaz o škodlivých účincích mobilních telefonů na lidské zdraví.

Magnetická pole kolem nás

V několika posledních letech uskutečnily kompetentní orgány v různých zemích větší počet šetření, jejichž cílem bylo zjistit skutečné hodnoty magnetických polí v životním prostředí. Žádné z těchto šetření nepotvrdilo, že by naměřené úrovně zmíněných polí mohly být příčinou negativních zdravotních účinků.

Obr. 12.

Obr. 12. EMF u zaměstnanců a ostatních osob

Spolkový úřad pro radiační bezpečnost (Německo) nedávno měřil každodenní zatěžování účinky magnetických polí asi u 2 000 osob. Tyto osoby byly vybaveny detekčními dozimetry po 24 hodin a vystavovány účinkům širokého emisního spektra magnetických polí z profesní i z veřejné oblasti. Naměřené hodnoty se dosti různily, ale výsledný denní průměr expozice činil 0,10 µT. To je hodnota tisíckrát nižší než stanovený hygienický limit 100 µT pro ostatní osoby (veřejnost) a dvěstěkrát nižší než hodnota 500 µT pro zaměstnance (profesní zatěžování). Navíc se ukázalo, že neexistuje žádný příliš velký rozdíl mezi expozicemi lidí žijících v městských centrech a osob žijících na venkově. Rovněž expozice lidí žijících v blízkosti venkovních vysokonapěťových přenosových vedení se jen nepatrně lišily od průměrné hodnoty expozic u ostatních obyvatel. V tab. 3 je uveden souhrnný přehled evropských hygienických limitů pro expozice ze tří oblastí, které se staly středem zájmu veřejnosti, a to elektrické sítě v domácnostech, základní stanice mobilních telefonů a mikrovlnné trouby (poslední aktualizace hodnot je z dubna 1998).

Tab. 3. Evropské hygienické limity expozic [4]

Zdroj

Evropská síťová frekvence

Frekv. základních stanic mobilních telefonů

Frekv. mikrovlnných trub

Frekvence

50 Hz

50 Hz

900 MHz

1,8 GHz

2,45 GHz

Sledované hodnoty

elektrické pole (V·m–1)

magnetické pole (µT)

výkon. hustota (W·m–2)

výkon. hustota (W·m–2)

výkonová hustota (W·m–2)

Limitní hodnoty expozice ostatních osob

5 000

100

4,5

9

10

Limitní hodnoty expozice zaměstnanců

10 000

500

22,5

45

Tab. 4. Charakteristické maximální hodnoty expozic pro ostatní osoby [5]

Zdroj

Charakteristická maximální expozice ostatních osob

elektrické pole (V·m–1)

magnetická indukce (µT)

Výkonová hustota (V·m–2)

přirozené pole

200

70 (magnetické pole Země)

Síťový přívod (domácnosti daleko od silových vedení)

100

0,2

Síťový přívod (domácnosti pod silovými vedeními)

10 000

20

Elektrické vlaky a tramvaje

300

50

Obrazovky televizorů a počítačů (ve vzdálenosti operátora)

10

0,7

Televizní a rozhlasové vysílače

0,1

Základní stanice mobilních telefonů

0,1

Radary

0,2

Mikrovlnné trouby

 

0,5

3.3 Koeficient bezpečnosti versus zaměstnanci a ostatní osoby

V hygienických směrnicích ICNIRP (Mezinárodní komise pro ochranu před neionizujícím zářením) je koeficient bezpečnosti pro expozice elektromagnetickými poli u zaměstnanců nižší než pro ostatní osoby. Hlavním důvodem je skutečnost, že ta část obyvatelstva, která je definována jako zaměstnanci, je tvořena dospělými jedinci, kteří jsou z titulu své profese obeznámeni s hygienou a bezpečností práce a jsou pod zdravotní kontrolou (vstupní a periodické lékařské prohlídky). Tito pracovníci jsou si vědomi možných rizik a jsou povinni používat předepsané osobní ochranné pomůcky a dodržovat bezpečnostní opatření. Zbývající část obyvatelstva, která je definována jako ostatní osoby, je složena z jedinců všech věkových kategorií, rozdílného vzdělání a zkušeností, jejichž zdravotní stav může být obecně velmi různý. Ve většině případů si ostatní osoby ani neuvědomují, že jsou vystavovány účinkům elektromagnetických polí, a nelze tak od nich ani očekávat, že budou podnikat nějaká ochranná nebo bezpečnostní opatření k minimalizaci zdravotních rizik. V tab. 4 jsou uvedeny maximální hodnoty expozic pro ostatní osoby nejběžnějšími zdroji elektromagnetických polí.

3.4 NEMP

Existuje ještě jeden fyzikální jev, jehož působením vzniká, i když jen na velmi krátkou dobu, poměrně silné elektrické pole. Jedná se o fenomén zvaný NEMP (Nuclear Electro-Magnetic Pulse, nukleární elektromagnetický impuls). Vzniká při jaderném výbuchu, kdy výbuchem uvolněné záření gama vyrazí elektrony z molekul vzduchu (Comptonův jev). Tyto elektrony se zrychlují radiálním směrem, a tím se oddělují od naionizovaných molekul vzduchu. Vlivem toho vznikne v několika málo nanosekundách silné elektrické pole a následkem časově se rychle měnícího transportu náboje je vyzářen krátký elektromagnetický impuls (obr. 13).

Obr. 13.

Obr. 13. Vznik NEMP

Při jaderném výbuchu ve velkých výškách (nad 40 km od povrchu Země) se záření gama před dosažením zemské atmosféry široce rozprostře a NEMP pak má adekvátní dosah; jeho velikost v blízkosti Země může činit i několik tisíc kilometrů. Doba trvání impulsu se pohybuje přibližně od 100 ns do 10 µs a intenzita elektrického pole může při době náběhu 10 ns být až 100 kV·m–1 [6]. Jaderný výbuch kdesi daleko v kosmickém prostoru nejen může mít vliv na živé organismy na Zemi, ale také způsobovat přepěťové stavy u elektrických zařízení a venkovních vedení s podobnými efekty, jako má úder blesku, jen s větším podílem vysokých kmitočtů (až do asi 10 GHz). V praxi je působení elektromagnetického pole vyvolaného jevem NEMP těžko prokazatelné, nicméně zmíněný fenomén by si jistě zasloužil více pozornosti třeba i jako námět seriózní vědecké studie.

4. Závěr aneb bezpečnostní polštář hygienických limitů

Mezinárodní směrnice hygienických limitů expozic pro všechna elektromagnetická pole byly vytvořeny Mezinárodní komisí pro ochranu před neionizujícím zářením (ICNIRP), nevládní organizací, která je oficiálním partnerem Světové zdravotnické organizace (WHO) v mezinárodním projektu EMF. Obecně platí, že expozice elektromagnetickými poli v rámci stanovených hygienických limitů nejsou příčinou žádných známých negativních zdravotních účinků. Od úrovně, jejíž hodnoty jsou prokazatelně příčinou zdravotních účinků, je aplikován vysoký koeficient bezpečnosti. Obr. 14. Proto při krátkodobé expozici elektromagnetickým polem s intenzitou třeba i několikanásobně převyšující stanovený hygienický limit, se bude výsledný účinek stále ještě nacházet ve zdravotně bezpečné oblasti. Důležitý je však ještě jeden činitel, a to vazba. Vazbou je myšleno vzájemné působení mezi elektrickými a magnetickými poli a exponovanou osobou. Tento činitel závisí na velikosti a tvaru těla, typu tkáně a orientaci těla vzhledem k poli. Avšak směrnice ICNIRP jsou v tomto smyslu konzervativní a vždy u exponované osoby předpokládají maximální vazbu pole. To zaručuje minimální zdravotní riziko při dodržování hygienických limitů. [7]

Ing. Josef Košťál absolvoval v roce 1995 dálkové studium na FEL ČVUT v Praze, obor ekonomika a řízení elektrotechniky a energetiky. Po ukončení vysoké školy se jako OSVČ věnoval více než sedm let odborným překladům z německého a anglického jazyka. Od roku 2004 pracuje jako odborný redaktor v časopisu ELEKTRO.

Literatura:
[1] Spolkový úřad pro radiační bezpečnost, Německo. 1999.
[2] Nařízení vlády z 22. 11. 2000, o ochraně zdraví před neionizujícím zářením, zákon č. 480/2000 Sb.
[3] ČERMÁKOVÁ, E.: Detekce nízkofrekvenčních elektromagnetických polí na slovenských železnicích. VUT Brno, 2001.
[4] Směrnice ICNIRP pro EMF, Studium vlivu ionizačního záření, 1998, 74, 494–522.
[5] WHO (Světová zdravotnická organizace), Regionální úřad pro Evropu.
[6] HUDEC, J.: Přepětí a elektromagnetická kompatibilita. Hakel, 1996.
[7] WHO (Světová zdravotnická organizace).