Optymalizacja środowiska elektromagnetycznego w pracy - prezentacja z forum OSPS BHP

Moja prezentacja Optymalizacja elektromagnetycznego środowiska pracy z perspektywy bio-komaptybilności elektromagnetycznej (video i tekst) z forum Ogólnopolskiego Stowarzyszenia Pracowników Służby Bezpieczeństwa i Higieny Pracy z 24 marca 2021 roku 

W kontekście tej prezentacji warto nadmienić, że w roku 2020, wspólnie z Instytutem Spraw Obywatelskich, Instytutem Medycyny Pracy oraz Uniwersytetem Łódzkim, byłem współautorem wniosku do NCBiR (program GOSPOSTRATEG-III) dla projektu: „Opracowanie systemu oceny i optymalizacji środowiska pracy zapewniającego bezpieczeństwo pracowników w zakresie zagrożeń wynikających z promieniowania elektromagnetycznego” (projekt, pomimo wysokiej oceny merytorycznej, nie uzyskał wsparcia NCBiR).

Dla kogo jest ta prezentacja? I dla kogo nie jest?

• Nie dla tych, którzy chcą jedynie spełnić obowiązujące wymogi formalne i powtarzają, że „ja tylko wykonuję swoją pracę” oraz „im mniej wiesz, tym lepiej śpisz”
• Nie dla tych, którzy są bezwzględnie przekonani o tym, że obecnie obowiązujące przepisy zapewniają ochronę przed szkodliwym oddziaływaniem sztucznych pól elektromagnetycznych i nie dopuszczają ani nauki ani myślenia w tej kwestii

• Dla tych, którzy chcą poszerzyć swoją wiedzę i zrozumienie wpływu sztucznych pól elektromagnetycznych na organizmy żywe
• Dla tych, którzy chcą zrozumieć dlaczego przepaść pomiędzy niezależną nauką o oddziaływaniach biologicznych PEM, a obowiązującymi „standardami ochrony” jest gigantyczna i stale się powiększa
• Dla tych, którzy chcą się dowiedzieć jak w praktyczny i dostępny sposób samodzielnie dokonywać oceny bio-kompatybilności środowiska elektromagnetycznego
• Dla tych, którzy chcą dowiedzieć się jakimi metodami mogą to środowisko znacznie poprawiać – eliminując szkodliwą i niepotrzebną emisję PEM - w efekcie tworzyć środowisko dobrostanu pracowników, większej wydajności i zadowolenia z pracy.

 

Jak bardzo obecne standardy „ochrony” przed polami i promieniowaniem elektromagnetycznym są nieadekwatne w odniesieniu do badań naukowych i standardów biologicznych?

Raport Europejskiej Akademii Medycyny Środowiskowej EUROPEAM 2016: „Zalecenia w zapobieganiu, diagnostyce i leczeniu związanych z polami elektromagnetycznymi problemów zdrowotnych i chorób” oraz „Wytyczne Instytutu Biologii Budowlanej IBN 2015” ustalają limity biologiczne na poziomach:

• Dla składowej magnetycznej pól od sieci i urządzeń elektro-energetycznych: 100nT czyli 750 razy niżej od obowiązującego w Polsce limitu ochrony
• Dla składowej elektrycznej pól od sieci i urządzeń elektrycznych: 1 – 10 V/m czyli 100 -1000 razy niżej od obowiązującego w Polsce limitu ochrony
• Dla pól elektromagnetycznych od technologii bezprzewodowych (2/3/4/5G, Wi-Fi, itd.): 1 – 100 µW/m2 – 1000 do 100.000 razy! mniej od obowiązującego limitu BHP i 100.000 do 10.000.000 razy niżej od obowiązującego limitu dla populacji ogólnej
  • nie uwzględniając różnicy pomiędzy wartością szczytową, a średnią – z jej uwzględnieniem różnice są jeszcze 10-100 razy większe!

Raport EUROPEAM 2016 na stronach PubMed.gov - amerykańskiej rządowej biblioteki medycznej Narodowego Instytutu Medycyny USA: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27454111

Czego obecnie obowiązujące standardy „ochrony” nie uwzględniają?

Narodowy Program Zdrowia, Instytut Medycyny Pracy w Łodzi: Oddziaływania elektromagnetycznych fal milimetrowych na zdrowie pracowników projektowanych sieci 5G i populacji generalnej (2019); zespół pod red. prof. dr. hab. med. Konrada Rydzyńskiego:

• Podkreśla słabość obecnie przyjętych metod analizy danych naukowych i kryteriów wnioskowania.
• Są one przyjęte arbitralnie, bez dowodów.
• Nie uwzględnia się „zakłócenia naturalnych procesów elektrofizjologicznych w organizmie”.
• Raport NPZ/IMP podkreśla też, że „…analiza elektrodynamicznych skutków oddziaływania promieniowania mikrofalowego bazuje na prawach klasycznej elektrodynamiki. Precyzyjna analiza skutków oddziaływania promieniowania mikrofalowego powinna obejmować ponadto konsekwencje dla procesów biochemicznych, ich dynamiki i parametrów probabilistycznych, jakie opisują modele uwzględniające prawa elektrodynamiki kwantowej….”

Sformułowane jeszcze w latach 90-tych i obowiązujące do dzisiaj limity ekspozycji ludności (w tym w miejscu pracy), opierają się na pomiarze tylko jednej wielkości fizycznej. Jednej z bardzo wielu charakteryzujących promieniowanie elektromagnetyczne. Mierzona jest uśredniona w czasie wartość natężenia pola lub gęstości mocy (mówiąca jedynie o tzw. efektach termicznych) – dotyczy to również SAR

Tymczasem, wiele badań naukowych z ostatnich lat potwierdza, że wpływ biologiczny PEM zależy nie tylko od tej wartości, ale innych wielkości ekspozycji, w tym:

• Wartości szczytowej w impulsie
• Polaryzacji
• Charakteru modulacji
• Synergistycznego oddziaływania kilku źródeł promieniowania

Te czynniki okazują  się mieć dramatyczny wpływ na efekty biologiczne, nawet jeśli średnie wartości natężenia pola czy gęstości mocy są niewielkie.

Czego obecnie obowiązujące standardy „ochrony” nie uwzględniają?

Dimitris J. Panagopoulos, Olle Johansson, George L. Carlo : Polaryzacja - kluczowa różnica pomiedzy sztucznymi i naturalnymi polami elektromagnetycznymi w odniesieniu do aktywności biologicznej, opublikowany w Nature w 2015 roku.

Wnioski z powyższego badania w odniesieniu do amplitudy (wartości szczytowej) sztucznego pola elektrycznego powodującej niefizjologiczne otwarcie kanału  jonowego na błonie komórkowej

• Amplituda (wartość szczytowa) sztucznego pola elektrycznego wystarczająca do niefizjologicznego otwarcia kanału dwu-wartościowego (np. wapniowego Ca2+) na błonie komórkowej wynosi:
• E0 ≥ f [Hz] x 10^-4 [V/m] dla sygnałów harmonicznych sinusoidalnych
• E0 ≥ 0,5 f [Hz] x 10^-4 [V/m] dla sygnałów zmodulowanych pulsacyjnie (cyfrowych)
• Gdzie f jest częstotliwością modulacji (pulsacji), nie fali nośnej!

Wyliczenia wartości natężenia pola zakłócającego transport jonowy błony komórkowej dla powszechnie występujących pól elektromagnetycznych:

• Dla pola elektrycznego od sieci zasilających o częstotliwości 50Hz minimalna wartość szczytowa pola zaburzającego transport jonowy błony komórkowej wynosi E0 ≥ 0,005 V/m
• W stosunku do standardu „ochrony” 1000 V/m – 200 tysięcy razy mniej!
• Dla zmodulowanego pulsacyjnie z f=217 Hz PEM telefonii komórkowej (2G) minimalna wartość szczytowa pola zaburzającego transport jonowy błony komórkowej wynosi E0 ≥ 0,01 V/m
• W stosunku do standardu „ochrony” BHP (strefa bezpieczna) 7 V/m – 700 razy mniej; w stosunku do standardu „ochrony” populacji ogólnej 61 V/m – 6100 razy mniej (nie uwzględniając wartości szczytowej tylko średnią!)
• Dla zmodulowanego pulsacyjnie z f=10 Hz sygnału kontrolnego (tzw. beacon) routera Wi-Fi minimalna wartość szczytowa pola zaburzającego transport jonowy błony komórkowej wynosi E0 ≥ 0,0005 V/m

Z jakimi konsekwencjami biologicznymi wiązane są w nauce zakłócenia fizjologicznego transportu jonowego na błonie komórkowej?

• Otyłością, zaburzeniami rytmów dobowych i snu, migrenami, dysfunkcjami mitochondrialnymi,
• Odpornością, reakcjami alergicznymi, zaburzeniami autoimmunologicznymi,
• Arytmią, nadciśnieniem tętniczym, degeneracją wzroku,
• Zaburzeniami wydzielania neuroprzekaźników, dystonią mięśni, przewlekłymi bólami neuropatycznymi,
• Chorobami neurodegeneracyjnymi i neuromotorycznymi, w tym chorobą Parkinsona, ataksją,
• Epilepsją, zaburzeniami neuropsychiatrycznymi, lękowymi, schizofrenią,
• Chorobami neurorozwojowymi spektrum autystycznego (ASD),
• I wieloma innymi poważnymi syndromami i chorobami przewlekłymi.

Jak wyglądają współczesne sygnały technologii bezprzewodowych na przykładzie sygnału „latarni” (ang. beacon) routera Wi-Fi? - Bardzo duża wartość szczytowa, niewielka wartość średnia, bardzo krótki czas trwania impulsu

 

Czego obecnie obowiązujące standardy „ochrony” nie uwzględniają?

Wpływ na uszkodzenia chromosomów DNA komórek układu odpornościowego (limfocytów) – synergia czynników środowiskowych - na podstawie badania: Dimitris J. Panagopoulos : "Comparing chromosome damage induced by mobile telephony radiation and a high caffeine dose: Effect of combination and exposure duration"

Badanie porównuje uszkodzenia chromosomów komórek układu odpornosciowego wywołane kofeiną (290 razy maksymalna dopuszczalna dawka dla dorosłej osoby) i 15 minutową rozmową przez telefon komórkowy (UMTS) oraz synergistyczny wpływ obu tych czynników równocześnie.

 

 

 Jak (nie)stosowana jest zasada ostrożności i ALARA?

Zasada ostrożności powinna mieć zastosowanie, jeśli ocena naukowa nie pozwala stwierdzić z wystarczającą pewnością, czy istnieje ryzyko dotyczące zdrowia ludzkiego. Jak to wygląda w rzeczywistości?

• Rozporządzenie Ministra Zdrowia w sprawie dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku z 17 grudnia 2019 r. podnosi limity dopuszczalnych poziomów promieniowania elektromagnetycznego w środowisku stukrotnie z 0,1W/m2 do 10W/m2 (z 7 V/m do 61 V/m dla natężenia pola elektrycznego)
• Czyniąc przy tym przepisy BHP bardziej restrykcyjnymi niż przepisy dla populacji ogólnej. Jakie to ma konsekwencje dla pracy zdalnej? Czy kobiety w ciąży pracujące w domu powinny domagać się od operatorów dotrzymania poziomu 7V/m (0,1W/ m2) w miejsce 10W/m2? Kto odpowiada za dotrzymanie poziomów BHP w pracy zdalnej?
• ICNIRP – Międzynarodowa Komisja ds. Ochrony Przed Promieniowaniem Niejonizującym w 2020 roku podnosi ustalone przez siebie i rekomendowane WHO i EU limity promieniowania z 10W/m2 do 40W/m2

Jak oceniać środowisko elektromagnetyczne?

Jakich narzędzi naprawdę potrzebujemy?

Większość „ekspertów” twierdzi, że przystępny sprzęt pomiarowy nie nadaje się do oceny środowiska pracy, bo jakoby nie jest wystarczająco dokładny i nie posiada świadectwa kalibracji „szacownych” akredytowanych laboratoriów. Czy tak jednak jest w rzeczywistości?

• Jeśli prawnie obowiązujące standardy „ochrony” dotyczą poziomów od tysięcy do milionów razy większych niż poziomy biologiczne, to czy istotne jest, że w pomiarach popełnimy błąd na poziomie 100 czy nawet 200%?
• Przy czym w pomiarach do optymalizacji, porównujących stan „przed” i „po”, mierzony tym samym miernikiem, błąd w zakresie uzyskanej poprawy jest dużo mniejszy!
• Co takiego gwarantuje nam kalibracja sprzętu pomiarowego, jeśli wykorzystuje się w niej sygnały sinusoidalne, a mierzone realnie zmodulowane sygnały impulsowe nic z nimi wspólnego nie mają?

• Wiele z używanych przez organy państwowe i firmy z akredytacją PCA mierników jest „dokładna” w laboratorium w odniesieniu do sygnałów sinusoidalnych, ale kompletnie nie nadaje się do pomiaru wartości szczytowej szybkozmiennych sygnałów impulsowych – do tego stopnia, że wiele z nich, nawet tych bardzo kosztownych, „potrafi” krótkie impulsy w ogóle pomijać lub mocno niedoszacowywać! 
• Wiele, jeśli nie wszystkie, mierniki używane przez organy państwowe i firmy z akredytacją PCA mierzą poprawnie na poziomach prawnych standardów „ochrony”, ale są zbyt mało czułe by mierzyć wartości szczytowe na miliony razy niższych poziomach standardów biologicznych.
• Na co nam zda się najdokładniejszy miernik szerokopasmowy, jeśli prezentuje jedynie wartość natężenia pola, nie dając żadnej informacji na temat źródeł z jakich to promieniowanie pochodzi? Skąd będziemy wiedzieli czy to jest promieniowanie od naszego routera Wi-Fi czy od stacji bazowej? Ta informacja jest kluczowa dla optymalizacji środowiska elektromagnetycznego!

Jak oceniać środowisko elektromagnetyczne?

W jakich zakresach potrzebujemy mierzyć?

Pola elektryczne i magnetyczne niskich częstotliwości w zakresie od 5Hz do 100kHz (lepiej do 1MHz)

• Najlepiej z filtrem pasmowo-przepustowym dającym możliwość oddzielnego pomiaru pól w zakresie powyżej 2kHz
• Wymagany pomiar wartości skutecznej z czułością nie gorszą niż 1V/m i 1nT
• Pożądany pomiar wartości szczytowej, szczególnie dla zakresu powyżej 2kHz
• Pożądana rejestracja długoterminowa, szczególnie dla pomiarów składowej magnetycznej pól od instalacji elektro-energetycznych

Przykłady odpowiednich mierników: Gigahertz-Solutions ME3840B, ME3851A, ME3951A, NFA1000.

Zakłócenia impulsowe przewodzone niesione i promieniowane przez sieć elektryczną w zakresie częstotliwości 1kHz – 500kHz (tzw. brudna elektryczność – ang. dirty electricity)

• Zakłócenia te stają się coraz bardziej znaczące i powszechne – są generowane przez tzw. inwertery instalacji fotowoltaicznych, jak również przez zasilacze impulsowe urządzeń powszechnego użytku oraz przewodowe tzw. inteligentne liczniki, wykorzystujące komunikację PLC.
• Efekty biologiczne tych impulsowych zakłóceń są bardzo poważne

Przykłady odpowiednich mierników: Stetzerizer GS-M300-1 lub (lepiej) analizator sieci z analizą widma w zakresie normy CEI–0-21 

Promieniowanie elektromagnetyczne od powszechnych urządzeń telekomunikacji bezprzewodowej w zakresie od ok. 200MHz do 8GHz

To pasmo pokrywa większość powszechnych technologii bezprzewodowych, w tym: 2/3/4 i 5G (FR1), Wi-Fi (2,4 i 5,9 GHz), Bluetooth, radary cywilne i wojskowe, pasma DVB-T, DAB+ oraz nowe pasma Wi-Fi6e (6-7 GHz)

Istotne wymagania wobec miernika:

• Czułość nie gorsza niż 1µW/m2 dla gęstości mocy, odpowiednio 0,02 V/m dla natężenia pola elektrycznego
• Pomiar zarówno wartości średniej jak i maksymalnej wartości szczytowej (funkcja Peak-Hold, Peak-Max) - umożliwia pomiar PAPR – istotnego dla aktywności biologicznej
• Odpowiedź impulsowa pozwalająca prawidłowo rejestrować i mierzyć impulsy o czasie trwania 5µs (lub mniej)
• Analiza audio zdemodulowanego sygnału impulsowego – pozwalająca identyfikować i rozróżniać sygnały pochodzące z różnych źródeł

Przykłady odpowiednich mierników: Acoustimeter AM-11; Safe & Sound Pro II

Do jakich wartości odnosić wyniki pomiarów?

Jak optymalizować środowisko elektromagnetyczne?

Podstawowe zalecenia optymalizacyjne dla miejsc pracy

W zakresie pól magnetycznych 50Hz – 100kHz:

• Ograniczyć ekspozycję tak nisko jak to możliwe, najlepiej poniżej 100nT wartości skutecznej uśrednionej długoterminowo, przy czym krótkotrwałe szczyty powinny być poniżej 1000nT
• Pola magnetyczne n.cz. są bardzo trudne do skutecznego ekranowania, dlatego należy optymalizować lokalizację, odległość od źródeł i czas ekspozycji (linie przesyłowe, wysokoprądowe urządzenia elektryczne)
• Duża wartość pól w pomieszczeniach przy niskiej wartości na zewnątrz może sugerować błąd w okablowaniu budynku (prądy do i od odbiornika nie płyną tym samym kablem i/lub część prądu powrotnego płynie przez grunt)
• Silne, niewielkich rozmiarów, źródła pól magnetycznych n.cz. można skutecznie ekranować, stosując odpowiednio zaprojektowaną osłonę z materiałów o silnych właściwościach ferromagnetycznych (mu-metale, folie ze specjalizowanych stopów np. MCL61)

W zakresie pól elektrycznych 50Hz – 100kHz:

• Ograniczyć ekspozycję tak nisko jak to możliwe, najlepiej poniżej 10V/m wartości skutecznej mierzonej w trybie potential-free
• Stosować właściwe uziemienie dla wszystkich urządzeń zasilanych zasilaczami impulsowymi (komputery, drukarki, monitory, inne urządzenia peryferyjne). W przeciwnym wypadu, pola elektryczne np. na klawiaturze notebooka mogą dochodzić do 1000 V/m!
• Stosować ekranowane przewody sieciowe, rozdzielacze i przedłużacze
• Jeśli to konieczne stosować ekranowanie i uziemienie powierzchni ścian, sufitów i podłóg pomieszczeń poprzez naniesienie na nie ekranujących powłok elektroprzewodzących: farb, siatek, tapet (koniecznie właściwie uziemione!)

W zakresie zakłóceń przewodzonych „brudnej elektryczności” 1kHz -500kHz

• Ograniczyć ekspozycję tak nisko jak to możliwe, najlepiej poniżej 100 GS jednostek na mierniku Stetzerizer
• O ile to możliwe, wyeliminować urządzenia wprowadzające duży poziom zakłóceń, alternatywnie stosować odpowiednio włączone filtry pojemnościowe DE
• W przypadku dużego poziomu (powyżej 1000 GS jednostek) np. z instalacji fotowoltaicznych, stosować odpowiednio dobrane specjalne filtry na wejściu instalacji elektrycznej do budynku.
• W przypadku dużych poziomów generowanych przez liczniki wykorzystujące komunikację PLC stosować specjalne filtry PLC.

W zakresie promieniowania elektromagnetycznego 200 MHz – 8 GHz:

• Ograniczyć ekspozycję tak nisko jak to możliwe, najlepiej poniżej 10 µW/m2 (odpowiada 0,06 V/m) maksymalnej wartości szczytowej mierzonej przy użyciu funkcji Peak-Hold lub Peak-Max
• W stosunku do emisji od urządzeń wewnętrznych:
  • Wyeliminować komunikację Wi-Fi i Bluetooth – przejść na transmisję kablową lub światłowodową (Ethernet). Dodatkową korzyścią jest podniesienie poziomu bezpieczeństwa informacji;
  • Monitorować środowisko elektromagnetyczne – dzisiaj ogromna większość nowych urządzeń posiada wbudowany interfejs bezprzewodowy, promieniujący stale, nawet jeśli nie używany;
• W stosunku do emisji z zewnątrz:
  • Ekranować budynek i/lub pomieszczenia przez szczelne naniesienie powłok ekranujących (farby, siatki, tapety) na ściany, sufity i podłogi;
  • Okna ekranować przy użyciu folii na szyby i/lub firan z tkanin ekranujących promieniowanie w.cz.
  • Dzięki takim rozwiązaniom udaje się zewnętrzne promieniowanie obniżyć o 20-25 dB, czyli o 99-99,6% w odniesieniu do gęstości mocy.

I to byłoby na tyle… jeśli być ślepym na światło!

Sztuczne światło i oświetlenie to też sztuczne promieniowanie elektromagnetyczne!

Współczesne tzw. energooszczędne źródła światła, w tym żarówki CFL, LED, monitory i ekrany emitują silne, niekompatybilne z ludzką biologią światło:

• Nienaturalne spektrum z nadreprezentacją barwy niebieskiej i kompletnie pozbawione kluczowej dla regeneracji organizmu (w tym oczu i skóry) bliskiej podczerwieni
• Światło LED jest w większości modulowane impulsowo (PWM), w przeciwieństwie do niemodulowanego światła naturalnego
• Podświetlenie ekranów LED polaryzuje światło nienaturalnie
• Regulacje dotyczące oświetlenia opierają się o wskazania ICNIRP – tej samej, związanej z branżą, organizacji co w przypadku PEM – są co najmniej tak samo nieadekwatne biologicznie jak w przypadku standardów „ochrony” PEM

Ale o tym może przy innej okazji…