A mikrohullámú és RF sugárzások biológiai hatásait a termoreguláció érintettsége szempontjából három részre szokás bontani, amelyekhez három expozíciós (SAR) tartomány is rendelhető:

hőhatás: hőmérséklet-emelkedéssel járó expozíció (2-8 mW/g felett), amely 1 C foknál nagyobb hőmérséklet-emelkedést okozhat;

atermikus hatás: a hőmérséklet nem emelkedik a termoreguláció miatt (0,5-2 mW/g között);

nem termikus: nincs hőmérséklet-emelkedés, termoreguláció nem érintett (0,5 mW/g alatt).

A fenti definíciók mentén történő szétválasztás számos esetben nehéz, ugyanis pl. az SAR hőhatást okozó értékeiben nagy átfedés lehetséges az adott biológiai rendszer szerv termoregulációs képessége szerint.  Amíg az agyszövet termoregulációs képessége igen nagy, addig pl. a szemlencsének nincs vérellátása, így ott a hőmérséklete alacsonyabb SAR értékeknél emelkedik meg. Ezt bonyolítja, hogy az adott objektum frekvenciafüggő elnyelési képességének megfelelően ugyanazon SAR-hez különböző levegőben mérhető teljesítménysűrűség is tartozhat. Ezért különösen nehéz megítélni, hogy pl. a rádiótelefon sugárzásából keletkező elnyelt teljesítmény, amely 0,1-15 W/kg között is változhat, melyik kategóriába sorolható (ICNIRP, 1998, Repacholi, 1998).

Az RF sugárzások kölcsönhatásában döntő szerepe van a hőmérséklet emelkedésének. A termális hatások egy adott sugárzási intenzitás felett elfedik a nem termális hatásokat. A hatásmechanizmusok tárgyalásában a hatás helye (pl. sejtszintű) fizikai kölcsönhatások (pl. dielektromos tulajdonságok, nemlinearitások) és a biológiai rendszerek sajátossága játszik szerepet. Például a pulzusmodulált, mikrohullámú sugárzás hallás útján történő észlelésének mechanizmusa valószínűleg termoelasztikus hatáson (igen gyorsan lezajló hőtáguláson) alapul. Ugyanakkor az alkalmazott RF hullámhossz és a biológiai objektum méreteinek összemérhetősége a fejen belül egyéb rezonanciákat is kelthet (pl. a GSM sáv 30 cm-es hullámhossza a fej méretével csaknem azonos). (Lin, 1989)

Hőhatások

A biológiai hatásokkal kapcsolatos első tapasztalatok és kísérletek a MH és RF sugárzások hőhatására voltak visszavezethetők. Ezek közé tartozott például a nemzőképesség ideiglenes csökkenése, szürkehályog képződése. A sugárzás hőhatását a gyógyításban hamar használni kezdték. Napjainkban fizikoterápiás kezelések mellett a daganatterápiában is alkalmazzák.

Hatások a központi idegrendszerre

A MH és RF sugárzások központi idegrendszerre gyakorolt hatásának vizsgálata kezdettől fogva a témával foglalkozók érdeklődésének középpontjában állt. Nyilvánvalónak tűnt, hogy pl. agyszövet, amely maga is elektromos potenciálokat kelt, közvetlen kölcsönhatásba kerülhet az elnyelt EM energiával. A kísérleti adatok azonban azt támasztják alá, hogy az agyi elektromos tevékenység a biológiai hatás regisztrálásában szerepet játszhat, de a hatásmechanizmusban közvetlen elektrodinamikai út nem lehetséges, hanem az agyszövet és az EM terek kölcsönhatásaiban közvetett hatásmechanizmusok érvényesülnek. Mivel pl. az elektroenkefalogram (EEG) hullámok eredetének is a lassú membránpotenciál változások tér-idő összegzését tartják, ezért a kutatások a sejtmembránnal történő lehetséges kölcsönhatások felé fordultak. Ezek közül a legelterjedtebb a Ca2+ ion szerepének tisztázása, a sejtmembránon való ki- és beáramlásának mérése volt. A kalciumionoknak fontos szerepük van az agyszövet fiziológiai és metabolikus folyamataiban, így ennek az EM tér hatására történő változása összefüggésben van az agyi metabolizmusban, a funkcióban mért egyéb változásokkal. Az eredmények azt mutatták, hogy az amplitúdómodulált RF és mikrohullámú tér növelte a Ca2+ kiáramlást.

A központi idegrendszerre gyakorolt hatások háttereként az agyi kapillárisok, az ún. vér-agy gát szelektív permeabilitásának szerepe szintén az érdeklődés középpontjába került. A vér-agy gát az agyszövet számára lokálisan konstans összetételű környezetet biztosít. A neuronok működése nagymértékben függ a környezetet jelentő cerebrospinális folyadék (CSF) ionösszetételétől, és annak kisebb mértékű változása is jelentős következményekkel jár. Ezért az EM sugárzás idegrendszeri hatásai hátterének többek között a vér-agy gát permeabilitásának megváltozását tartják. Állatkísérletek alapján megállapították, hogy az akut hőhatással járó mikrohullámú sugárzás növeli az olyan jelzett vegyületek bejutását az agyszövetbe, amelyek a normálisan működő vér-agy gáton nem jutnának át. Ez a vér-agy gát érintettségére utalt, de a permeabilitás változása összefüggésben volt a lokális agyi keringés-metabolizmus változásával és a hőmérséklettel is. A mikrohullámú és a RF sugárzásnak a viselkedésre gyakorolt hatása számos sugárvédelmi szabvány fontos alapját képezte. Az összegyűjtött irodalmi adatok azt mutatták, hogy az állatkísérletes modellekben az SAR viszonylag szűk tartományában (3-9 mW/g között) találtak elváltozásokat, amelyhez igen széles teljesítménysűrűség (8-140 mW/cm2) tartomány tartozott. Ezért számos nemzetközi bizottság azt javasolta, hogy a 4 mW/g SAR értékre alkalmazzanak egy tízes redukciós faktort. Így alakult ki a mára nemzetközileg is elfogadott érték: az egész testben elnyelt átlagos 0,4 mW/g SAR mint foglalkozási, illetve ennek ötödrésze (0,08 mW/g) mint lakossági dóziskorlát.

Az elektromágneses terek egészségügyi határértékeinek kialakításánál két egymástól eltérő szemlélettel találkozhatunk. Az egyik az egészség védelmén, a másik az elővigyázatosság elvén alapuló megközelítés.

Az egészség védelme alapján kialakított határértékek a tudományos kutatás (tudományos folyóiratban publikált) eredményein alapulnak, a tudományos közélet konszenzusa mellett. Ha egy bizonyos dózisnagyságnál bármilyen, egészségre gyakorolt hatást találnak, ez alapot ad a biztonsági faktorok alkalmazására. A biztonsági faktor a lakosság esetében általában ötvenszeres, ami azt jelenti, hogy a megengedett felső határérték a hatásosnak bizonyult dózis legalább ötvened része. Lényeges, hogy a hivatkozott hatásokat a várható egészségügyi következmények szempontjából is meg kell vizsgálni. A megismételt kísérletes vizsgálatok döntő fontosságúak. A WHO és az ICNIRP az egészség védelme alapján alakítja ki határértékeit. Az Európai Közösség 1999-ben kiadott ajánlása is alapvetően ezt az elvet követi, és az ICNIRP határértékein alapul. Az Európai Tanács a Római Szerződés 3. cikkelyébe foglalt egészségvédelmi elv alapján ajánlást tett közzé, amely a lakosságot érő nem ionizáló elektromágneses sugárzást (0 Hz-300 GHz) hivatott korlátozni. Az ICNIRP és a WHO megállapításait figyelembe véve a Tanács alapkorlátként meghatározta az emberi szervezet által elnyelt sugárzásmennyiség felső határát, továbbá megengedhető határértékként (referenciaszintként) a külső, levegőben mérhető sugárzás felső korlátait. A szubszidiaritás és az arányosság elvének megfelelően az Unió csak általános elveket és módszereket ír elő a kérdésben, a részletes törvényi szabályozást és előírást, valamint az információterjesztés és a lakosság tájékoztatásának feladatát, a kutatások támogatását és eredményeik kommunikálását a tagállamokra hagyja.

Az elővigyázatosság elve alapján a határértékeknek a technológiailag megvalósítható legalacsonyabb értékektől kellene kiindulnia, amelytől a gazdasági megfontolások és az összegyűlt tudományos ismeretek alapján lehet elmozdulni (sok esetben még nem publikált adatokat, előzetesen nyilvánosságra hozott eredményeket is figyelembe vesznek). További jellemző, hogy bármely biológiai hatásról feltételezi, hogy az egészségi következménnyel járhat. Esetenként kiegészítő intézkedéseket is javasol a magasabb fokú egészségvédelem érdekében. Ilyen elővigyázatos megközelítés például, hogy önkéntesen alacsonyabb határértékeket tartanak (és tartatnak) be, biztonsági (elkerülési) távolságokat vezetnek be.

Rádiófrekvenciás expozíció mobiltelefonok esetében

A mobiltelefonok és a vezeték nélküli otthoni (DEKT) telefonok rádiófrekvenciás sugárzása a készüléken vagy a készülékben elhelyezett antennával történik. Mindkét esetben az embert érő expozíció az ún. sugárzási közeltérben valósul meg. Ezért az emberi fejet érő RF tér általában rendkívül inhomogén, nem egyenletes, sem időben, sem térben. A közeltér miatt az expozíció a levegőre vonatkoztatva nehezen meghatározható. Bár vannak becslések a teljesítménysűrűség nagyságára közeltérben (pl. GSM készüléktől néhány cm távolságban a teljesítménysűrűség 1000-1500 mW/cm2 is lehet), a szabványosítási dokumentumokban a levegőben mérhető (elektromos vagy mágneses) térerősség, teljesítménysűrűség helyett az emberi fejben elnyelt teljesítmény, az SAR a meghatározó.

Az eddigi mérési adatok azt mutatják, hogy a GSM-készülékek kisugárzott RF teljesítményének közelítőleg a fele, esetleg ennél nagyobb hányada is a fejben nyelődik el. Ez az érték nagyban függ a telefon típusától, a használat módjától, kevésbé befolyásolja a fej mérete, bár az utóbbi időben a gyermekek mobiltelefonálásával összefüggésben ezek a kérdések ismét a vizsgálatok középpontjába kerültek. A mérések azt mutatják, hogy a GSM-telefonok esetében az agyszövetben kialakuló SAR maximum általában 2 W/kg alatt marad, a fülben azonban meghaladhatja ezt az értéket.

Sugárvédelmi szabványok és ajánlások

Az Országos Egészségfejlesztő Kft. a Német Épületbiológiai előírásoknak megfelelően  mikrohullámú sugárzásokra (2,45 GHz) a < 0,1 mW/cm2   határértéket veszi figyelembe.

Alapelvek

A nemzetközi és nemzeti ajánlásokban, szabványokban, az EM sugárzások (terek) sugárvédelmi koncepciója a dozimetria, ill. az expozíció oldaláról két fő elemet tartalmaz:

  • Az expozíció dozimetriai alapkorlátait az elnyelt teljesítmény (SAR) W/kg-ban vagy áramsűrűség mA/m2-ben határozza meg. Ebből származtatják az ajánlásban szereplő és mérendő (ill. mérhető), megengedhető határértékeket W/m2-ben, mW/cm2-ben, V/m-ben vagy A/m-ben (derived exposure levels).
  • A sugárterhelés tárgyalásában és megítélésében különbséget tesznek a lakossági és a foglalkozási expozíció között. Egyes szabványok és ajánlások a foglalkozási, ill. lakossági kifejezések helyett az ellenőrzött, ill. nem ellenőrzött expozíciós területek (övezetek) kifejezéseket használják. A lakossági (nem ellenőrzött területre vonatkozó) határértékek általában egyötöd, egytized részei a munkahelyre megengedett értékeknek.

A szabványok minden esetben figyelembe veszik, hogy az emberi testben átlagosan elnyelődő energia erősen függ a külső elektromágneses sugárzás frekvenciájától. Az átlagosan elnyelt teljesítményt (SAR) mint meghatározó dóziskorlátot alapul véve az ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) új szemléletű ajánlásokat tett közzé. Ezekben a 0,4 mW/g egésztestre vonatkozó SAR-hez rendelhető, 6 percre vonatkozó átlagos teljesítménysűrűség-, ill. térerősség szinteket tekintik a munkahelyen megengedhető határértéknek (foglalkozási határérték). Ugyanakkor a 0,08 mW/g SAR értékhez tartozó átlagos (30 perces átlag) szinteket a lakosságra vonatkozó megengedhető határértéknek javasolják. Az

SAR-en alapuló ajánlások tartalmaznak egy lokálisan megengedhető maximális SAR értéket is, amely foglalkozási esetben 8 mW/g, a lakosság esetében 2 mW/g (ICNIRP, 1998).

Az ajánlások és szabványok kialakításának további elvei