Aktualizacja wytycznych ICNIRP

Jakub Kwiecień, Rafał Pawlak - Instytut Łączności - Państwowy Instytut Badawczy

1. Wstęp

Międzynarodowa Komisja ds. Ochrony Przed Promieniowaniem Niejonizującym (ICNIRP, ang. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) jest organizacją, której główny cel działalności stanowi ochrona ludzi i środowiska przed niekorzystnymi skutkami promieniowania elektromagnetycznego z zakresu niejonizującego. Działania ICNIRP polegają między innymi na opracowaniu i rozpowszechnianiu, opartych na ugruntowanych podstawach naukowych, zaleceń dotyczących ograniczenia narażenia na promieniowanie niejonizujące. Komisja współpracuje z niezależnymi ekspertami z wielu krajów. Współpraca dotyczy takich dziedzin jak biologia, epidemiologia, medycyna, fizyka, czy nawet chemia i jest ukierunkowana, w ramach kompetencji i szerokiego doświadczenia poszczególnych ekspertów, na ocenę ryzyka związanego z narażeniem na promieniowanie niejonizujące. Wynikiem współpracy ICNIRP z ekspertami są dokumenty, w których komisja publikuje wytyczne (tzw. Guidelines) dotyczące narażenia na pole elektromagnetyczne. Adresatami wytycznych są m.in.: międzynarodowe organizacje ds. zdrowia, administracje krajowe, organy wspólnotowe, organizacje normalizacyjne. Na podstawie tak przygotowanych wytycznych powstają akty o charakterze obowiązującym lub zalecenia do powszechnego stosowania. Stanowisko ekspertów ICNIRP opiera się na uznanych publikacjach naukowych dotyczących efektów biologicznych i mechanizmów oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego w całym zakresie fal o charakterze niejonizującym. Wszystkie dokumenty przygotowywane przez ICNIRP są dostępne publicznie i bezpłatnie. Oprócz wspomnianej już działalności, ICNIRP organizuje również warsztaty, które są okazją do przekazania informacji o aktualnej wiedzy naukowej oraz do prowadzenia dialogu z zainteresowanymi stronami.

Warto zauważyć, że ICNIRP jest organizacją naukową typu non-profit. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO, ang. World Health Organization) oraz Międzynarodowa Organizacja Pracy (ILO, ang. International Labour Organization) formalnie uznają ICNIRP za oficjalnie współpracujący podmiot niepaństwowy. ICNIRP jest również organizacją, z którą swoje dokumenty konsultuje Komisja Europejska, jeśli oczywiście jest to zasadne.

Początki działalności ICNIRP sięgają lat 70-tych XX w. kiedy to, podczas kongresu Międzynarodowego Towarzystwa Ochrony przed Promieniowaniem (IRPA, ang. International Radiation Protection Association) w 1973 r., po raz pierwszy zorganizowano sesję tematyczną dotyczącą ochrony przed promieniowaniem niejonizującym. Rok później utworzono grupę roboczą ds. promieniowania niejonizującego, która w 1975 r. dokonała przeglądu literatury dotyczącej pola elektromagnetycznego niejonizującego. Formalnie ICNIRP jako niezależna komisja została powołana w 1992 r. w Montrealu, podczas ósmego kongresu IRPA w Kanadzie. Wówczas przyjęto akt założycielski, tzw. ICNIRP Charter, określający zakres prac i relacje z IRPA.

2. Zakres działań ICNIRP

ICNIRP jako organizacja naukowa typu non-profit, zgodnie ze swoim statutem, prowadzi następującą działalność:

• analizuje właściwości fizyczne promieniowania elektromagnetycznego niejonizującego i skutki biologiczne wynikające z narażenia na promieniowanie niejonizujące;

• rekomenduje stosowanie odpowiedniej terminologii, poziomów granicznych ekspozycji, jednostek i adekwatnych metod pomiarowych;

• opracowuje kryteria ochrony przed promieniowaniem niejonizującym;

• rekomenduje stosowanie ochrony przed promieniowaniem niejonizującym;

• opracowuje wytyczne w zakresie ochrony pracowników, społeczeństwa, pacjentów i środowiska;

• opracowuje stanowiska, rekomendacje, oświadczenia lub innego typu dokumenty dotyczące wybranych tematów z zakresu swojej działalności;

• monitoruje i przygotowuje sprawozdania ze stosowania zaleceń Komisji Europejskiej;

• przygotowuje zestawienia i raporty na temat badań oraz ich koordynacji;

• inicjuje oraz aktywnie uczestniczy w programach badawczych i edukacyjnych.

3. Współpraca ICNIRP

ICNIRP prowadzi współpracę z wieloma międzynarodowymi, niekomercyjnymi organizacjami, zainteresowanymi ochroną przed promieniowaniem niejonizującym. Należą do nich m.in.: Międzynarodowe Towarzystwo Ochrony przed Promieniowaniem (IRPA), Światowa Organizacja Zdrowia (WHO), Międzynarodowa Organizacja Pracy (ILO), Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO, ang. World Meteorological Organization). ICNIRP współpracuje również z krajowymi instytucjami ochrony przed promieniowaniem elektromagnetycznym. Współpraca ta może mieć charakter stały, jak w np. z niemieckim Ministerstwem Środowiska, Ochrony Przyrody i Bezpieczeństwa Reaktorów Atomowych (BMU, niem. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit) lub okazjonalny (związany z prowadzonymi projektami), jak np. z Wydziałem Ochrony Radiologicznej Departamentu Zdrowia Publicznego w Anglii.

Rys. 1. Podstawowe podmioty współpracujące z ICNIRP

Poza organizacjami przedstawionymi na Rys. 1., z ICNIRP współpracują również:

• Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE, ang. Institute of Electrical and Electronics Engineers);

• Krajowa Rada Ochrony przed Promieniowaniem i Pomiarów USA (NCRP, ang. National Council on Radiation Protection & Measurements);

• Amerykańska Konferencja Rządowych Higienistów Przemysłowych (ACGIH, ang. American Conference of Governmental Industrial Hygienists);

• Europejskie Towarzystwo Zapobiegania Rakowi Skóry (EUROSKIN).

4. Rzetelność ICNIRP

ICNIRP w swojej polityce gwarantuje, że poglądy i opinie współautorów zawarte w opracowanych dokumentach nie są w żaden sposób powiązane z poglądami i nie wynikają z polityki firm lub organizacji, w których ci współautorzy są zatrudnieni lub z którymi są w jakikolwiek inny sposób powiązani. ICNIRP deklaruje ponadto brak konfliktu interesów. Komisja ICNIRP oficjalnie poinformowała, że w związku z opracowaniem nowego wydania wytycznych otrzymała roczne wsparcie na prowadzenie prac od:

• niemieckiego Ministerstwa Środowiska, Ochrony Przyrody i Bezpieczeństwa Reaktorów Atomowych;

• Unii Europejskiej w ramach Programu na rzecz zatrudnienia i innowacji społecznych EaSI (2014 – 2020);

• Międzynarodowego Stowarzyszenia Ochrony przed Promieniowaniem;

• Australijskiej Agencji ds. Ochrony przed Promieniowaniem i Bezpieczeństwa Jądrowego (ARPANSA, ang. Australian Radiation Protection and Nuclear Safety Agency);

• Ministerstwa Zdrowia Nowej Zelandii.

Ponadto ICNIRP deklaruje, że otrzymuje fundusze wyłącznie od organizacji publicznych i niekomercyjnych. Wszelkie informacje na ten temat znajdują się na stronie internetowej ICNIRP https://www.icnirp.org/.

5. Podstawy rewizji wytycznych ICNIRP opublikowanych w 2020 r.

W marcu 2020 r. opublikowano nowe wydanie dokumentu ICNIRP (dalej w skrócie: ICNIRP 2020), zawierające wytyczne dotyczące ochrony ludzi narażonych na działanie pola elektromagnetycznego o częstotliwości radiowej w zakresie od 100 kHz do 300 GHz. Wytyczne ICNIRP 2020 zastępują wcześniejsze wytyczne z 1998 r. (dalej w skrócie: ICNIRP 1998) oraz uzupełniają wytyczne z 2010 r. (dalej w skrócie: ICNIRP 2010) dotyczące pól niskich częstotliwości (w zakresie częstotliwości od 100 kHz do 10 MHz).

Rewizję wytycznych ICNIRP ogłoszonych w 2020 r. przeprowadzono z wykorzystaniem dostępnej literatury naukowej, opartej na badaniach najwyższej jakości. Są to między innymi źródła pochodzące z WHO z przeglądu zrealizowanego w 2014 r., ze szwedzkiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Radiacyjnego z lat 2015, 2016 i 2018, z Komitetu Naukowego ds. Pojawiających się i Nowo Rozpoznanych Zagrożeń dla Zdrowia (SCENIHR, ang. Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks), a także z indywidualnych prac badawczych wykonanych z uwzględnieniem wspomnianej literatury.

Analizowana literatura obejmowała badania nad skutkami zarówno krótkotrwałego, jak i długotrwałego narażenia na pole elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej, z uwzględnieniem efektów natychmiastowych (np. ból) oraz efektów odsuniętych w czasie (np. nowotwory). Co ważne, literatura uwzględniała również ocenę zgłaszanej nadwrażliwości na pole elektromagnetyczne z zakresu radiowego (EHS, ang. Electromagnetic Hyper Sensitivity). Należy zauważyć, że badania nie koncentrowały się na założeniach termicznych lub nietermicznych efektów oddziaływania pola elektromagnetycznego. Przeciwnie – skupiały się na poszukiwaniu zweryfikowanych i uzasadnionych dowodów potwierdzających negatywne skutki zdrowotne wskutek narażenia na promieniowanie elektromagnetyczne niejonizujące. W przypadku zidentyfikowania takich skutków, działania ochronne określano niezależnie od mechanizmu oddziaływania pola elektromagnetycznego.

Niezwykle istotny jest fakt, że wytyczne opierają się na rzetelnej wiedzy naukowej wypracowanej przez wiele lat trwania badań naukowych. Jest to w istocie odpowiedź na pojawiające się od czasu do czasu w przestrzeni publicznej postulaty przeprowadzenia jednego wielkiego badania, które potwierdziłoby lub też zaprzeczyło szkodliwości pola elektromagnetycznego z zakresu radiowego. Podkreślmy – taka możliwość w nauce nie istnieje. Realnie, żadne badanie nie pozwoli na wyprowadzenie tak jednoznacznego i definitywnego wniosku. Praktyka pokazuje, że aby zrozumieć i ocenić, w jaki sposób pole elektromagnetyczne z zakresu radiowego oddziałuje na człowieka należy dokonać oceny badań, które są zgromadzone w bazach danych zawierających tysiące takich prac. Należy wziąć również pod uwagę wielkości, czas trwania ekspozycji, wiek uczestników badania i wiele różnych zmiennych. Dopiero po dostarczeniu przez badaczy takiej wiedzy można ustalić np. czy nowa technologia faktycznie powoduje wzrost narażenia i jakie będą tego efekty.

Wytyczne ICNIRP mają na celu ochronę przed wszystkimi znanymi niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi i to niezależnie od tego, czy występują one niezwłocznie po ekspozycji, czy długo się rozwijają. Skutki długoterminowe są zazwyczaj dużo trudniejsze do oceny niż skutki natychmiastowe, a wnioski mogą być wyprowadzone po interpretacji wielu badań, a nawet ich kombinacji. Przykładem tych trudności są badania przeprowadzone na zwierzętach, które mają dać odpowiedź na pytanie: czy ekspozycja na pole elektromagnetyczne może wywołać nowotwór. Badania są przeprowadzane przez całe życie zwierzęcia, co wprawdzie pozwala wyprowadzić najszersze wnioski, ale jednak nie uprawnia do dokonania większych uogólnień i przeniesienia tych wniosków na ludzi. Z drugiej strony wiemy, że prowadzone są epidemiologiczne badania populacji, jednak bezpośrednio z tych badań nie da się ustalić związku przyczynowo skutkowego. Podsumowując, chociaż pojedyncza kategoria badań nie jest wystarczająca do ustalenia tego, czy długotrwałe narażenie na pole elektromagnetyczne z zakresu radiowego powoduje negatywne skutki zdrowotne, to jednak wykorzystując wiele rodzajów badań z różnych obszarów w celu wyeliminowania ograniczeń wynikających z badań jednostkowych, można uzyskać wiele istotnych informacji naukowych o czynniku narażenia, jakim jest pole elektromagnetyczne.

6. Wytyczne ICNIRP opublikowane w 2020 r. – obszar regulacji

Głównym celem publikacji ICNIRP 2020 jest ustanowienie wytycznych odnośnie ograniczenia narażenia na pole elektromagnetyczne, które mają z założenia zapewnić wysoki poziom ochrony populacji przed uzasadnionymi naukowo negatywnymi skutkami zdrowotnymi, wynikającymi z oddziaływania zarówno krótko-i długoterminowego, ciągłego i nieciągłego pola elektromagnetycznego. Zastosowania pola elektromagnetycznego w obszarze medycznym zostały z dokumentu wyłączone. Procedury odnośnie zastosowań pola elektromagnetycznego w medycynie powinny być przygotowywane, nadzorowane i realizowane przez wykwalifikowaną kadrę medyczną, świadomą wykonywanej pracy i zapoznaną z efektami oddziaływania pola elektromagnetycznego. Drugie wyłączenie dotyczy wolontariuszy – w tym przypadku, pod warunkiem uzyskania pozytywnej oceny instytucji ds. etyki oraz rozważeniu potencjalnych szkód i korzyści takiej działalności. Poprawne działanie urządzeń elektronicznych w obszarze oddziaływania pola elektromagnetycznego o częstotliwościach radiowych, czyli inaczej ujmując zagadnienia tzw. kompatybilności elektromagnetycznej, również znalazły się poza zakresem wytycznych.

7. Zasady ograniczania narażenia na pole elektromagnetyczne

Wytyczne ICNIRP określają ilościowo graniczne poziomy pola elektromagnetycznego, zapewniające bezpieczeństwo w przypadku narażenia na oddziaływanie tego pola. Przestrzeganie zdefiniowanych poziomów ma na celu ochronę ludzi przed uzasadnionymi naukowo skutkami ekspozycji na pole elektromagnetyczne. W celu określenia tych poziomów dokonano identyfikacji obszernie publikowanej literatury naukowej dotyczącej skutków narażenia na pole elektromagnetyczne i ustalono, które z tych skutków są faktycznie szkodliwe dla zdrowia, a jednocześnie naukowo uzasadnione. Warunek istnienia dowodu naukowego jest niezmiernie ważny, wręcz krytyczny. ICNIRP, przy opracowaniu wytycznych, kładzie ogromny nacisk na możliwość naukowego uzasadnienia efektów wywoływanych potencjalnie przez promieniowanie elektromagnetyczne. Uwzględnienie dowodów znajdujących swoje podstawy w nauce gwarantuje, że wytyczne są opracowane wyłączenie w oparciu o faktyczne skutki oddziaływania, a nie o nieuzasadnione tezy i domniemania. Warunek istnienia dowodu naukowego nie jest jednak bezwzględny. Może zostać złagodzony, jeżeli istnieje jakaś dodatkowa wiedza (np. wytłumaczenie sposobu funkcjonowania odpowiedniego mechanizmu interakcji biologicznej), która pozwala wyprowadzić wniosek, że takiego negatywnego efektu oddziaływania pola elektromagnetycznego można się spodziewać.

Dla każdego uzasadnionego naukowo, negatywnego dla zdrowia efektu, zgodnie z przedstawionymi zasadami, ICNIRP określa tzw. "próg wystąpienia efektu szkodliwego", czyli najniższą wartość ekspozycji, która ten efekt wywołuje. Progi te, nazywane "ograniczeniami podstawowymi", są ustalane z bardzo wysokim współczynnikiem bezpieczeństwa. Odnoszą się do wielkości fizycznych, które są ściśle związane z niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi wywołanymi oddziaływaniem pola elektromagnetycznego. Niektóre z nich są wielkościami fizycznymi odnoszącymi się do zjawisk występujących wewnątrz narażonego ciała. Z zasady są to zatem zjawiska, które bardzo trudno jest zmierzyć. Z tego też powodu z ograniczeń podstawowych zostały wyprowadzone odpowiadające im wielkości zwane "poziomami odniesienia", które są zdecydowanie prostsze do zmierzenia, a więc w praktyczny sposób pozwalają wykazać zgodność z ustalonymi wytycznymi. Poziomy odniesienia zostały opracowane w taki sposób, aby zapewniały równoważny stopień ochrony, jak ograniczenia podstawowe. Dzięki temu można przyjąć, że poziom pola elektromagnetycznego jest zgodny z wytycznymi, jeżeli nie przekracza mającego zastosowanie poziomu odniesienia lub odpowiedniego ograniczenia podstawowego. Przekroczenie ustalonego poziomu odniesienia nie oznacza automatycznie, że odpowiednie ograniczenie podstawowe również jest przekroczone. Poziomy odniesienia zostały określone dla "najgorszego" przypadku, który w rzeczywistości jest bardzo mało prawdopodobny. Wynika z tego, że w przeważającej większości dotrzymanie poziomów odniesienia gwarantuje utrzymanie znacznie niższych poziomów pola elektromagnetycznego niż pozwalają na to odpowiednie ograniczenia podstawowe.

Według przedstawionych wytycznych, osoby narażone na ekspozycję na pole elektromagnetyczne dzieli się na:

• osoby w czasie wykonywania pracy (tzw. narażenie zawodowe w środowisku pracy);

• ogół społeczeństwa (tzw. narażenie ogólne w środowisku).

Osobami narażonymi zawodowo są osoby dorosłe, które przebywają w warunkach kontrolowanych związanych z wykonywaniem obowiązków służbowych. Uznaje się, że są one świadome potencjalnego ryzyka związanego z występowaniem pola elektromagnetycznego oraz zostały przeszkolone w zakresie stosowania środków ochronnych ograniczających ewentualne skutki narażenia. Pracownicy narażeni na działanie pola elektromagnetycznego powinni być objęci odpowiednim programem bezpieczeństwa i higieny pracy, który propaguje wiedzę dotyczącą wpływu i zapobiegania efektom oddziaływania pola elektromagnetycznego.

Natomiast ogół społeczeństwa to osoby w różnym wieku, o różnym stanie zdrowia, w tym osoby bardziej wrażliwe, które mogą nie mieć żadnej wiedzy o występowaniu pola elektromagnetycznego.

Z podstawowych różnic pomiędzy tymi grupami wprost wynika potrzeba wprowadzenia bardziej rygorystycznych ograniczeń, czyli niższych poziomów odniesienia (traktowanych jako wartości dopuszczalne) dla ogółu społeczeństwa, niż dla osób zawodowo narażanych na pole elektromagnetyczne.

Należy zauważyć, że osoby narażone zawodowo na oddziaływanie pola elektromagnetycznego, pod warunkiem prowadzenia właściwej działalności szkoleniowo-prewencyjnej, nie są obarczone większym ryzykiem niż ogół społeczeństwa.

ICNIRP stosuje podejście "ostrożnościowe" na każdym etapie procesu opracowania wytycznych. Takie działanie ma celu zachowanie jeszcze wyższego poziomu bezpieczeństwa – przekroczenie wartości wynikających z wytycznych, dzięki zastosowaniu dużego marginesu bezpieczeństwa, nie spowoduje negatywnych efektów.

8. Podstawy naukowe

W nowym wydaniu wytycznych ICNIRP 2020 ustanowiono ograniczenia dla negatywnych skutków zdrowotnych innych niż stymulacja nerwów w zakresie częstotliwości od 100 kHz do 10 MHz (te są objęte wytycznymi ICNIRP 2010) oraz dla wszystkich negatywnych skutków zdrowotnych w zakresie częstotliwości od 10 MHz do 300 GHz.

Z punktu widzenia oceny ryzyka wpływu pola elektromagnetycznego na zdrowie, w dużym uproszczeniu, istotne jest ile energii dostarczanej przez pole elektromagnetyczne zostanie zabsorbowane (pochłonięte) przez żywe tkanki organizmu, ponieważ to właśnie w dużej mierze jest odpowiedzialne za efekt ogrzewania ciała. W zależności od częstotliwości zjawisko to opisuje się różnymi wielkościami. Na przykład poniżej 6 GHz promieniowanie elektromagnetyczne penetruje tkankę stosunkowo głęboko, stąd odpowiednią wielkością jest współczynnik absorpcji swoistej (SAR, ang. Specific Absorption Rate) wyrażany w [W/kg], który określa moc pochłanianą przez określoną masę tkanek ludzkiego ciała. Odpowiednio, dla częstotliwości powyżej 6 GHz, gdzie promieniowanie elektromagnetyczne penetruje tkankę w znacznie mniejszym stopniu, gdyż jest pochłaniane przez wierzchnie warstwy ciała, stosowaną wielkością jest gęstość mocy pola elektromagnetycznego S_ab, wyrażana w [W/m²]. W niektórych przypadkach tempo pochłaniania energii może być mniej istotne niż energia całkowita dostarczana do ciała. W przypadku krótkich okresów ekspozycji, czyli wówczas, gdy czas ekspozycji jest krótszy niż czas potrzebny na wystąpienie efektu termicznego, jako miarę narażenia stosuje się wielkość absorpcji energii właściwej SA wyrażaną w [J/kg] lub gęstość energii pochłoniętej U_ab wyrażaną w [J/m²]. Oprócz tego, do wyrażenia podstawowych ograniczeń wykorzystuje się również natężenie pola elektrycznego indukowanego E_ind wyrażane w [V/m].

Tabela 1. Głębokość penetracji ludzkiej skóry w zależności od częstotliwości

Jak wspomniano wcześniej, wielkości zastosowane do określenia ograniczeń podstawowych są trudne do zmierzenia i dlatego, na ich podstawie, zostały wprowadzone odpowiednie poziomy odniesienia. Są nimi następujące wielkości: natężenie pola elektrycznego (E_inc), natężenie pola magnetycznego (H_inc), gęstość mocy (S_inc), równoważna gęstość mocy fali płaskiej (S_eq), gęstość energii (U_inc), równoważna gęstość energii fali płaskiej (U_eq) oraz prąd (I). Oprócz ostatniej wielkości, pozostałe są mierzone w przestrzeni, poza ciałem narażonym na pole elektromagnetyczne.

9. Ograniczenia podstawowe

Aby zapewnić zgodność z ograniczeniami podstawowymi, narażenie wynikające z oddziaływania pola elektromagnetycznego o częstotliwości radiowej nie może przekraczać wartości podanych w Tabeli 2, Tabeli 3 lub Tabeli 4 – dla poszczególnych zakresów częstotliwości, charakteru ekspozycji i rodzaju narażenia. Oznacza to, że dla każdej częstotliwości muszą być spełnione wszystkie ograniczenia, które mają zastosowanie.

Tabela 2. Ograniczenia podstawowe dla ekspozycji na pole elektromagnetyczne w zakresie częstotliwości od 100 kHz do 300 GHz, czas uśredniania ≥ 6 minut

Uwagi: 

Wartość SAR dla całego ciała należy uśrednić w ciągu 30 minut.

Wartość narażenia miejscowego SAR oraz S_ab należy uśrednić w ciągu 6 minut.

Wartość narażenia miejscowego SAR należy uśredniać dla obszaru sześciennego o masie 10 g.

Wartość narażenia miejscowego S_ab należy uśrednić na powierzchni ciała 4 cm².

Powyżej 30 GHz występuje dodatkowe ograniczenie: ekspozycja uśredniona na powierzchni 1 cm² nie może przekroczyć dwukrotności wartości S_ab uśrednionej na powierzchni 4 cm².

Tabela 3. Ograniczenia podstawowe dla ekspozycji na pole elektromagnetyczne w zakresie częstotliwości od 100 kHz do 300 GHz, ekspozycja w przedziale czasowym od 0 do 6 minut

Uwagi: 

Wielkość t oznacza czas w sekundach. Ograniczenia muszą być spełnione dla wszystkich wartości pomiędzy 0 sekund a 360 sekund, niezależnie od charakterystyki czasowej samej ekspozycji.

Powyżej 30 GHz występuje dodatkowe ograniczenie: ekspozycja uśredniona na powierzchni 1 cm² jest ograniczona do wartości 72[0,025+0,975(t/360)^0,5] dla ekspozycji zawodowej i 14,4[0,025+0,975(t/360)^0,5] dla ekspozycji ogólnej.

Narażenie na jakikolwiek impuls lub grupę impulsów, a także wypadkowa wszystkich źródeł (w tym pól elektromagnetycznych o charakterze innym niż impulsowe), wywierane w czasie t, nie może przekraczać określonych powyżej poziomów.

Tabela 4. Ograniczenia podstawowe dla ekspozycji na pole elektromagnetyczne w zakresie częstotliwości od 100 kHz do 10 MHz

Uwaga:

Wielkość f oznacza częstotliwość wyrażoną w Hz.

Poziomy odniesienia dla zakresu częstotliwości od 100 kHz do 10 MHz przedstawione w Tabeli 3 zostały przyjęte na podstawie wytycznych ICNIRP 2010.

10. Poziomy odniesienia

Poziomy odniesienia wprowadzono w celu zapewnienia możliwości wykazania dotrzymania poziomu pola elektromagnetycznego zgodnego z wytycznymi, przy wykorzystaniu wielkości, które są zdecydowanie prostsze do zmierzenia niż wielkości charakteryzujące ograniczenia podstawowe. Poziomy odniesienia ustalono łącząc obliczenia z pomiarami w taki sposób, aby zapewniały one przynajmniej równoważny poziom ochrony, co ograniczenia podstawowe. Poziomy odniesienia opierają się na pewnych założeniach, z których każde jest ustalone dla tzw. "najgorszego przypadku". Wynika z tego, że już sam proces ustalania poziomów odniesienia powoduje wielokrotne zwiększenie marginesu bezpieczeństwa. Przez to właśnie poziomy odniesienia są bardziej restrykcyjne niż odpowiadające im ograniczenia podstawowe.

Tabela 5. Poziomy odniesienia dla ekspozycji na pole elektromagnetyczne w zakresie częstotliwości od 100 kHz do 300 GHz, narażenie całego ciała, uśrednianie 30 minutowe

Uwaga:

Wartość f_M oznacza częstotliwość wyrażoną w MHz.

Zmiany poziomów odniesienia ustalonych w wytycznych ICNIRP 1998, ICNIRP 2010 oraz ICNIRP 2020 dla ogółu społeczeństwa (narażenie całego ciała) przedstawiono na Rys. 2.

Rys. 2. Poziomy odniesienia przyjęte dla ogółu społeczeństwa (całe ciało) według wytycznych ICNIRP 1998 (kolor czerwony, kolor fioletowy), ICNIRP 2010 (kolor zielony) i ICNIRP 2020 (kolor niebieski, kolor żółty)
Źródło: Strona internetowa: https://www.icnirp.org, dostęp 05.04.2020 r.

Tabela 6. Poziomy odniesienia dla miejscowej ekspozycji na pole elektromagnetyczne w zakresie częstotliwości od 100 kHz do 300 GHz, uśrednianie 6 minutowe

Uwagi:   

Wartość fM oznacza częstotliwość wyrażoną w MHz.
Wartość fG oznacza częstotliwość wyrażoną w GHz.

Poziomy odniesienia ustalone w wytycznych ICNIRP 2020 dla ogółu społeczeństwa (narażenie miejscowe) przedstawiono na Rys. 3.

Rys. 3. Poziomy odniesienia ogółu społeczeństwa dla narażenia miejscowego powyżej 6 minut dla zakresu częstotliwości od 100 kHz do 300 GHz według wytycznych ICNIRP 2020
Źródło: Strona internetowa: https://www.icnirp.org, dostęp 05.04.2020 r.

Tabela 7. Poziomy odniesienia dla miejscowej ekspozycji na pole elektromagnetyczne w zakresie częstotliwości od 100 kHz do 300 GHz, ekspozycja w przedziale czasowym od 0 do 6 minut

Uwaga:

Wartość f_M oznacza częstotliwość wyrażoną w MHz.

Wartość t oznacza przedział czasowy w sekundach.

Narażenie na jakikolwiek impuls lub grupę impulsów, a także wypadkowa wszystkich źródeł (w tym pól elektromagnetycznych o charakterze innym niż impulsowe), wywierane w czasie t, nie może przekraczać określonych powyżej  poziomów.

11. Różnice względem poprzednich wersji wytycznych

Aktualne wydanie wytycznych z 2020 r. (ICNIRP 2020) można porównać z wydaniami poprzednimi z 1998 r. (ICNIRP 1998) oraz z 2010 r. (ICNIRP 2010) zarówno pod względem ogólnego podejścia, jak i pod względem poszczególnych ograniczeń odnośnie ekspozycji na pole elektromagnetyczne.

W zakresie ogólnego podejścia istotną cechą wytycznych ICNIRP 2020 jest zwiększenie ich przejrzystości i precyzyjności. Stało się to możliwe dzięki stale powiększającemu się zasobowi badań naukowych, które pozwalają jeszcze dokładniej i z większym przekonaniem uzasadnić decyzje dotyczące ustalenia konkretnych wartości granicznych. Rozwinięta współpraca pomiędzy ICNIRP a różnymi społecznościami, szczególnie naukowymi, zaowocowała sprawnie przeprowadzonymi szerokimi konsultacjami publicznymi roboczych wersji dokumentu i przyczyniła się do korekty błędów zarówno tych drobnych, jak i istotnych merytorycznie. Zakres wytycznych ICNIRP 1998 oraz ICNIRP 2020 jest zbieżny i w obu przypadkach zapewnia ochronę przed wszystkimi znanymi niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi, nienależnie od tego, czy są one spowodowane chwilowym, czy stałym narażeniem na pole elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej, niezależnie od wieku i stanu zdrowia oraz mechanizmu oddziaływania. Przypomnijmy, że wytyczne ICNIRP 1998 bazowały na negatywnych skutkach zdrowotnych związanych z ekspozycją na promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu radiowego. Wytyczne ICNIRP 2020 nadal opierają się na tych samych fundamentalnych założeniach, a liczne badania naukowe dostarczają jednoznacznych dowodów na to, że dopuszczalne poziomy ekspozycji na pole elektromagnetyczne, ustanowione w ICNIRP 1998 nie powoduje negatywnych skutków zdrowotnych. W związku z tym, że literatura naukowa nie zgromadziła wielu wyników badań na temat skutków zdrowotnych wywoływanych narażeniami o dużo wyższych wartościach niż określone w INCIRP 1998, naukowcy rozszerzyli zbiór analizowanych dokumentów o literaturę dotyczącą wpływu ogrzewania ciała na zdrowie przez źródła inne niż pole elektromagnetyczne.

W wytycznych ICNIRP 1998 oraz ICNIRP 2010, w zakresie ograniczeń dotyczących narażenia zawodowego, nie wyróżniano kobiet w ciąży w grupie pracowników. Efektem tego mogło być potencjalne narażenie płodu na działanie pola elektromagnetycznego. Mimo tego, że w literaturze nie stwierdzono, aby przy wartościach pola elektromagnetycznego jak dla ekspozycji zawodowej występowało narażenie płodu na niekorzystne skutki zdrowotne, to w wytycznych ICNIRP 2020 płód objęto taką ochroną, jakiej podlega ogół społeczeństwa. Oznacza to, że pracownica w ciąży podlega takiej samej ochronie jak ogół społeczeństwa, pomimo, że znajduje się w miejscu pracy.

Poszczególne ograniczenia odnośnie ekspozycji na pole elektromagnetyczne określone w wytycznych ICNIRP 1998 są wciąż aktualne. Zapewniają ochronę przed niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi wynikającymi z narażenia na pole elektromagnetyczne wytwarzane przez urządzenia wykorzystujące obecnie stosowane technologie radiowe. W związku z tym główne założenia wytycznych ICNIRP 1998 zostały w większości zachowane i nadal obowiązują w wytycznych ICNIRP 2020.

W wytycznych ICNIRP 2020 ustalono dwa nowe ograniczenia pola elektromagnetycznego, które potencjalnie mogą jeszcze dodatkowo wzmocnić ochronę zdrowia. Pierwsze ograniczenie dotyczy pól elektromagnetycznych o częstotliwościach powyżej 6 GHz, które w przyszłości będą wykorzystywane m.in. w technologii 5G. Drugie ograniczenie odnosi się do krótkich czasów ekspozycji na pole elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej. Wspomniany krótki czas oznacza ekspozycję poniżej 6 minut i ma zabezpieczyć przed wywołaniem skutków związanych z chwilowym wzrostem temperatury, mogącym np. wywołać ból. Należy przy tym zaznaczyć, że ICNIRP nie posiada informacji potwierdzających, że oddziaływanie pola elektromagnetycznego o poziomach zgodnych z ograniczeniami ustalonymi w wytycznych ICNIRP 1998 mogłoby spowodować chwilowy wzrost temperatury wywołujący negatywny wpływ na zdrowie. Jest to zatem pewnego rodzaju "dmuchanie na zimne" – w kontekście przyszłych technologii radiowych.

Ograniczenia podstawowe

W wytycznych ICNIRP 1998 miarą narażenia całego ciała odnośnie ograniczeń podstawowych była wartość SAR określana w zakresie częstotliwości do 10 GHz. Natomiast w wytycznych ICNIRP 2020 uznano, że SAR jest miarą adekwatną dla całego zakresu częstotliwości objętego opracowaniem, a więc od 100 kHz do 300 GHz. Takie podejście zapewnia, że ekspozycja wynikająca z nowych technologii radiowych, wykorzystujących coraz wyższe częstotliwości, nie wywoła efektu nadmiernego ogrzewania tkanki ciała. Aby lepiej oceniać wzrost temperatury, czas uśredniania w trakcie pomiaru SAR został wydłużony z 6 minut aż do 30 minut. Dodatkowe badania wykazały, że pierwotnie przyjęte wartości ograniczeń podstawowych są jeszcze bardziej "ostrożnościowe" niż wstępnie zakładano, jednak w nowej edycji wytycznych utrzymano je na niezmienionym poziomie.

Ograniczenia podstawowe odnośnie miejscowego narażenia na pole elektromagnetyczne w różnych zakresach częstotliwości są wyrażane za pomocą kilku wielkości. W wytycznych ICNIRP 1998, w zakresie częstotliwości do 10 GHz ograniczenie podstawowe zostało zdefiniowane przez ustaloną wartość SAR, zaś w zakresie częstotliwości powyżej 10 GHz – przez ustaloną wartość gęstości mocy. Częstotliwość 10 GHz nazwano tzw. częstotliwością przejściową. Obecnie jej wartość zmieniono na 6 GHz.

Zarówno w wytycznych ICNIRP 1998, jak i ICNIRP 2020, w celu ochrony przed nadmiernym miejscowym wzrostem temperatury przyjęto 6-minutowe uśrednianie wielkości SAR. Różnica natomiast polega na zmianie metody uśredniania przestrzennego. Zgodnie z wytycznymi ICNIRP 1998 wielkość SAR była uśredniana dla dowolnego, 10 gramowego, fragmentu tkanki. W wytycznych ICNIRP 2020 doprecyzowano, że uśrednianie powinno dotyczyć 10 g obszaru sześciennego. Ma to w rezultacie zapewnić dokładniejsze przybliżenie wzrostu temperatury. Pomiędzy wytycznymi ICNIRP 1998 i ICNIRP 2020 można zauważyć także pewne subtelne różnice w kontekście definiowania różnych obszarów ciała. Na przykład w wytycznych ICNIRP 2020 małżowina uszna jest traktowana jak inne tkanki powierzchniowe, takie jak powierzchnia skóry, więc nie jest już poddawana bardziej rygorystycznym ograniczeniom, takim jak w przypadku mózgu.

W wytycznych ICNIRP 2020 nastąpiły również zmiany w ocenie narażenia miejscowego powyżej częstotliwości 6 GHz. Pierwszą zmianą jest przyjęcie gęstości mocy pochłoniętej, w miejsce gęstości mocy padającej. Gęstość mocy pochłoniętej jest miarą ekspozycji ciała, a więc spełnia cel ograniczenia podstawowego. Natomiast gęstość mocy padającej nie spełniała już tego warunku, ponieważ przy kontakcie z tkanką do 50% mocy fali padającej ulega odbiciu. Drugą zmianą jest zmiana powierzchni uśredniania z 20 cm² do 4 cm², a w pewnych przypadkach – do 1 cm². Powierzchnia 4 cm² jest adekwatna do objętości uśredniania wymaganej dla określenia SAR i dzięki temu zapewnia ciągłość i spójność wymagań na granicy "częstotliwości przejściowej". Pozwala to również na uniknięcie sytuacji, w której dopuszczalna ekspozycja dla powierzchni 20 cm² skupia się na mniejszym obszarze i skutkuje nadmiernym wzrostem temperatury. Powierzchnię uśredniania równą 1 cm², z uwagi na możliwość skupienia wiązki promieniowania elektromagnetycznego, należy stosować dla częstotliwości powyżej 30 GHz. Ograniczenia odnośnie wysokich częstotliwości są szczególnie istotne dla zapewnienia bezpieczeństwa funkcjonowania technologii takich jak np. 5G.

Istotną różnicą pomiędzy wytycznymi ICNIRP 1998 i ICNIRP 2020 jest odstąpienie od, wynikającej z wytycznych ICNIRP 1998, zasady skracania czasu uśredniania wraz ze wzrostem częstotliwości. Skrócenie czasu uśredniania skutkuje gorszą predykcją wzrostu temperatury, niż wynika to z dotyczącej krótkotrwałych ekspozycji metody określonej w wytycznych ICNIRP 2020. Narażenie na krótkotrwałe i intensywne pole elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej może miejscowo nadmiernie podnieść temperaturę tkanki nawet, jeżeli zapewnione jest ograniczenie podstawowe co do mocy uśrednionej w czasie 6 minut. Jest to szczególnie istotne dla częstotliwości powyżej 30 GHz, natomiast może również mieć znaczenie dla niższych częstotliwości, np. 400 MHz. Dlatego też w wytycznych ICNIRP 2020 wprowadzono nowe ograniczenia, gwarantujące, że ekspozycja na pole elektromagnetyczne w krótkich interwałach czasu nie spowodowuje nadmiernego wzrostu temperatury. Ograniczenia te są wyrażone w formie funkcji czasu trwania ekspozycji i w zakresie częstotliwości powyżej 400 MHz mają zastosowanie zarówno do pola ciągłego (np. sinusoidalnego), jak i nieciągłego (np. impulsowego). W zakresie częstotliwości poniżej 6 GHz nowe ograniczenie wyrażone jest przez absorpcję energii właściwej SA, a powyżej tej częstotliwości – przez gęstość energii pochłoniętej U_ab. Ograniczenia te mają również "nadążać" za rozwojem technologicznym i zapewnić, że nowe rozwiązania stosowane w wyższych pasmach częstotliwości nie wywołają nadmiernego wzrostu temperatury spowodowanego krótkimi czasami ekspozycji.

Impulsy pola elektromagnetycznego trwające poniżej milisekundy mogą powodować słyszalny efekt akustyczny wywołany rozciąganiem tkanki termoplastycznej reagującej na zmiany temperatury rzędu 0,00001°C. W wytycznych ICNIRP 1998 ustalono ograniczenie mające na celu zminimalizowanie tego efektu. Kolejne analizy i badania naukowe wykazały jednak, że jest to zjawisko sensoryczne, które nie ma negatywnego wpływu na zdrowie. Na tej podstawie zdecydowano o usunięciu tego ograniczenia z wytycznych ICNIRP 2020.

Opracowując wytyczne ICNIRP 2020 nie przeprowadzono ponownej oceny ograniczeń podstawowych dotyczących ochrony przed stymulacją nerwową (zjawisko występuje w zakresie częstotliwości od 100 kHz do 10 MHz), które są przedmiotem wytycznych ICNIRP 2010. Ograniczenia te zostały dodane do wytycznych ICNIRP 2020 z uwzględnieniem wszystkich innych, potencjalnie negatywnych, skutków zdrowotnych. W efekcie uzyskano kompletny zestaw podstawowych ograniczeń w pełnym zakresie częstotliwości od 100 kHz do 300 GHz.

Poziomy odniesienia

W wytycznych ICNIRP 1998 zdefiniowano poziomy odniesienia dla ciągłego narażenia całego ciała. Poziomy te jednak nie odpowiadały wszystkim ograniczeniom podstawowym. Dlatego też w wytycznych ICNIRP 2020, w celu ujednolicenia podejścia, każdemu poziomowi odniesienia przypisano adekwatne ograniczenie podstawowe.

Poziomy odniesienia dla całego ciała określono w wytycznych ICNIRP 1998 przez zastosowanie następujących wielkości: natężenie pola elektrycznego, natężenie pola magnetycznego oraz gęstość mocy dla częstotliwości powyżej 10 GHz. W wytycznych ICNIRP 2020 poziom odniesienia w zakresie częstotliwości od 2 GHz do  300 GHz określono wyłącznie przez zastosowanie gęstości mocy.

W wytycznych ICNIRP 2020 nie uwzględniono już poziomów odniesienia dla prądów kontaktowych. Sformułowano natomiast zalecenie dla osób odpowiedzialnych za występowanie narażenia na promieniowanie elektromagnetyczne w miejscu pracy, w myśl którego należy prowadzić działania edukacyjne oraz wdrożyć środki zapobiegające zagrożeniom wynikającym z narażenia.

W wytycznych ICNIRP 1998 poziomy odniesienia określono dla strefy pola dalekiego, jednocześnie dając przyzwolenie na ich stosowanie również w strefie pola bliskiego. W wytycznych ICNIRP 2020 poziomy odniesienia dla strefy pola bliskiego wymagają oceny zgodności według metod zależnych od zakresu częstotliwości. Ponadto, dla pewnych zakresów częstotliwości, ocena zgodności w strefie pola reaktywnego może być przeprowadzona tylko poprzez weryfikację ograniczeń podstawowych.

Podczas opracowania wytycznych ICNIRP 1998 eksperci dysponowali ograniczonym zasobem wyników badań naukowych pozwalających na określenie poziomów odniesienia dla pola elektromagnetycznego o częstotliwości poniżej 30 MHz. Dlatego też poziomy odniesienia zostały ustalone w sposób nadmiernie "ostrożnościowy". Nowe badania pozwoliły na dokładniejsze określenie relacji pomiędzy ograniczeniami podstawowymi, a poziomami odniesienia. Z tego też powodu, w celu zapewnienia jednoznaczności wytycznych ICNIRP 2020, w oparciu o zaktualizowaną wiedzę naukową, dla częstotliwości poniżej 30 MHz wyznaczono nowe, wyższe poziomy odniesienia, jednocześnie zachowując przyjęte wcześniej ograniczenia podstawowe.

Oprócz przedstawionych powyżej różnic nie wprowadzono zmian w zakresie poziomów odniesienia definiowanych dla całego ciała dla częstotliwości powyżej 30 MHz. Należy mieć jednak na uwadze, że zasady stosowania poziomów odniesienia w wytycznych ICNIRP 1980 oraz ICNIRP 2020 mogą się w niektórych przypadkach różnić.

12. Podsumowanie

Wytyczne ICNIRP, po kilkunastu latach, doczekały się kompleksowej aktualizacji. Opublikowane wytyczne ICNIRP 2020 stanowią jednoznaczne źródło wiedzy z zakresu zapewnienia bezpieczeństwa społeczeństwa i pracowników w związku z przebywaniem w polu elektromagnetycznym z zakresu radiowego. Warto podkreślić, że wytyczne ICNIRP 1998 zapewniały dotychczas i nadal zapewniają właściwy poziom bezpieczeństwa dla człowieka. Co więcej, większość wymagań postawionych w wytycznych ICNIRP 2020 pozostała taka sama, jak w wytycznych ICNIRP 1998. Nowe wytyczne nie tylko precyzują te aspekty, które w poprzednich wytycznych nie były dostatecznie jasno określone, ale również – podążając z duchem czasu i technologii – dostosowują stawiane wymagania do przyszłych rozwiązań wykorzystujących fale elektromagnetyczne.