Радиационная биология. Радиоэкология, 2020, T. 60, № 6, стр. 627-634

ФОРМИРОВАНИЕ ММВ-ПОЛЯ. ДОЗИМЕТРИЯ

Поля радиоизлучения 5G сильно отличаются от полей предыдущих поколений из-за их сложности с формированием луча для передачи в обоих направлениях – от базовой станции к трубке и для возврата. Хотя поля сильно сфокусированы лучами, но они быстро изменяются как во времени, так и при своем движении, и поэтому непредсказуемы.

Кроме того, радиочастотные поля нисходящей линии связи 5G генерируют значительно более высокую плотность мощности (PD) и удельную скорость поглощения (SAR), чем современная сотовая система. Эта повышенная экспозиция может быть вызвана не только использованием более высоких частот в 5G, но также и возможностью объединения различных сигналов, их динамической природой и сложными эффектами помех, которые могут возникнуть, особенно в густонаселенных городских районах.

Проблема заключается в том, что в настоящее время невозможно точно не только смоделировать или измерить выбросы 5G в окружающую среду, но и взаимодействие ММВ с биологическими структурами. Это необходимо в первую очередь оценить в реальных ситуациях, за пределами лаборатории.

Специалисты понимают, что измерения мощности поглощенной дозы (МПД) в технологии 5G имеют решающее значение для определения гигиенического стандарта. Однако существующие методологии, предназначенные для измерений предельно допустимых уровней (ПДУ) в сетях 2G, 3G и 4G, не подходят для 5G. Использование новых подходов в дозиметрии 5G обусловлено, например, в реализации этой технологии новых типов усиливающих антенн, в необходимости точного формирования луча вместе с более высокими частотными полосами, что в свою очередь может привести к значительным завышенным результатам. Пока лишь предлагаются альтернативные методы дозиметрии ММВ, которые основаны пока на расчетах и моделировании [3, 4]. Например, описаны близкая измерительная система и метод реконструкции трехмерного поля для определения плотности мощности в ближнем поле ММВ [5].

НОРМИРОВАНИЕ ЭМИ С УЧЕТОМ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ММВ И НОВЫХ КРИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ – КОЖИ И СЛИЗИСТЫХ

Введение новых источников излучения, работающих параллельно с уже существующими мобильными технологиями 2G/3G/4G, может побудить промышленность к лоббированию повышения существующих нормативов. В связи с этим проблема нормирования приобретает особую значимость. Гармонизированные нормативы – залог безопасности воздействия вредного по своей сущности ЭМП на организм населения. Эта проблема требует более подробного рассмотрения.

В настоящее время, с нашей точки зрения, с учетом появления нового критического органа – кожного покрова и слизистых, отсутствуют нормативы для ММВ. Нет и базы научных данных для их обоснования. Облучение населения ММВ без нормативов, естественно, аморально, похоже на проведение “Эксперимента над населением” с наблюдением возможного развития патологического процесса по принципу “Понаблюдаем. Что будет?” [6]. За рубежом этой ситуации уже дано название “Массовый эксперимент 5G” или “Самый большой эксперимент в истории мира”.

Основным препятствующим фактором для пересмотра рекомендованных стандартов является Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP). Однако эта Комиссия, созданная в Германии, является частной фирмой и не является государственной организацией. Тем не менее на протяжении 20 лет при определении стандартов для ЭМП члены этой Комиссии основываются только на острых и очень кратковременных тепловых воздействиях радиочастотного излучения, что противоречит реально существующим радиационным условиям. Однако их рекомендации используются большинством стран мира, несмотря на то, что периодические “обновления” были внесены без учета ПДУ. Последняя публикация относится к 2020 г. [7, 8]. Однако очередной раз не было внесено никаких изменений. Полностью проигнорирован большой массив данных, свидетельствующих о возможной опасности для здоровья населения ЭМП РЧ и новых ММВ.

ICNIRP при поддержке ВОЗ и крупнейших телекоммуникационных компаний прикладывает значительные усилия, чтобы убедить страны всего мира следовать их руководящим принципам [9]. Однако многие страны самостоятельно вводят более жесткие нормативы. На протяжении 17 лет страна за страной стали ужесточать стандарты ЭМП РЧ. На сегодня более 12 стран ввели в действие более жесткие нормативы, чем, например, в России: Австрия, Италия, Канада, Бельгия, Китай, Испания, Бразилия, Болгария, Польша и др. Разброс ПДУ, используемых в различных странах в настоящее время, весьма велик – от 0.006 до 1000 мкВт/см² [10].

Важно отметить, что с развертыванием 5-го поколения микроволнового излучения даже морально устаревшие рекомендации ICNIRP могут быть превышены. Необходимо констатировать, что отсутствуют стандарты и с учетом появления новых критических органов – кожи и глаз. Это является, с нашей точки зрения, серьезным упущением ICNIRP.

Хотя научная общественность обратилась в ООН с предложением о введении мониторинга на внедрение технологии 5G, пока не будут закончены медико-биологические исследования и получена научная база для определения стандартов [2], Белый дом США объявил 5G-технологию приоритетной в программе национальной безопасности. (Ultra-fast 5G wireless service declared national security priority by White House (https://techcrunch.com/2017/12/19/ultra-fast-5g-wireless-service-declared-national-security-priority-by-white-house).

Одновременно сама отрасль прибегает к недобросовестному лоббированию и активно пытается формировать мнение об отсутствии опасности технологии 5G для здоровья населения. Предлагается подождать и с пересмотром нормативов: “Сначала нам нужно посмотреть, как будет применяться эта новая технология и как будут развиваться научные данные” [11]. Это опять фактически призыв проводить “Массовый эксперимент 5G”.

ICNIRP предлагает измерять только “средние значения” радиочастотного излучения. Однако помехи и эффекты между импульсами от различных источников радиочастотного излучения могут приводить к кратковременным импульсам с более высокой плотностью, чем средние рекомендуемые ICNIRP значения плотности мощности со значением 10 Вт/см² [12]. Было четко продемонстрировано, что использование средних значений для радиационного излучения может привести к недооценке риска их воздействия [13]. Интенсивность, частота, продолжительность воздействия, поляризация, пульсация и модуляция являются ключевыми параметрами для оценки биологической активности ЭМП [14], а плотность мгновенного эффекта может быть намного сильнее, чем средние значения [15].

Импульсные магнитные поля (ИМП) в большинстве случаев гораздо более биологически активны, чем непрерывный режим при той же средней интенсивности. В исследовании [16] показано, что при использовании ММВ в рамках текущих нормативов воздействие короткими импульсными полями и частоте от 6 до 30 ГГц может привести к повышению температуры тела на 10°C.

Для нормирования прежде всего важно установить максимальное локальное повышение температуры кожи для оценки возможного повреждения тканей. В работах [17, 18], используя аналитические модели и термические дозы, было проведено определение пределов безопасности для временного 5G радиочастотного теплового воздействия на кожу. Показано, что экстремальные широкополосные беспроводные устройства, работающие выше 10 ГГц, могут передавать данные в пакетах от нескольких миллисекунд до нескольких секунд. Эти всплески могут привести к кратковременным скачкам температуры на коже облученных людей. Авторы разработали и применили новый аналитический подход к импульсному нагреву кожи. Были учтены некоторые особенности воздействия, например, применение модели для поврежденной ткани, однородности кожи. Рассмотрены ситуация локального облучения кожи и различное время воздействия. Результаты показали, что допускаемое отношение “пик-к-сред”, равное 1000, может привести к постоянному повреждению тканей кожи после даже коротких воздействий, что подчеркивает важность пересмотра существующих руководящих принципов воздействия. Подтверждается, что в случае использования технологии 5G нагрев кожных поверхностей будет больше [19].

Предполагается, что более высокие частоты 5G-стандарта интенсивно “всасываются” из воздуха водной составляющей человеческого пота в коже, что может приводить к гораздо более высоким уровням поглощения, чем в других биологических структурах кожного покрова [20].

В настоящее время предлагаются несколько альтернативных методов оценки воздействия ЭМП, которые основаны на расчетах и моделировании [3]. Они позволят получить оценку распределения ММВ для таких условий, как массив MIMO (множественный вход с множественным выходом), или при точечном формировании луча вместе с более высокими частотными характеристиками.

Кроме того, ранее были получены данные, что существуют так называемые окна ММВ, в которых диапазон частот более биологически активен либо для лечебных целей [21], либо могут быть достигнуты выраженные биоэффекты на клеточном уровне при определенной частоте или интенсивности [22]. Однако полученные результаты воздействия доза–эффект не были учтены в существующих правилах безопасности.

Кожа и слизистые – новые критические функциональные системы, определяющие критерии опасности для ММВ 5G-стандарта.

ММВ полностью поглощаются кожей и слизистыми. С нашей точки зрения, учитывая особенности ММВ, с введением в сотовую связь 5G-стандарта необходимо определить кожу и слизистые как критические функциональные системы жизнедеятельности организма человека.

Кожа – это сложная функциональная система, которая по многим факторам связывает организм человека с внешней средой. Однако до сих пор у некоторых ученых имеется другой подход к коже при оценке опасности: при взаимодействии микроволнового излучения и человека кожа ими традиционно рассматривается как просто поглощающий слой губки, заполненный водой.

Известно, что в коже находятся различные рецепторы (механо- и терморецепторы, болевые рецепторы и др.) Например, болевые рецепторы представляют собой свободные нервные окончания с тонкими диализированными или немелиорированными нервными волокнами. Измененная импульсация с периферии, конечно, будет влиять на функциональное состояние нервной системы и мозговых структур.

Следует особо обратить внимание на то, что кожа у взрослого и у ребенка будет иметь существенное различие в радиочувствительности. Кроме того, кожа на разных участках тела имеет свои особенности, например, около глаз и т.д.

ММВ И ВОЗМОЖНОЕ ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ

Опасность для здоровья населения при пожизненном облучении ММВ кожи и слизистых не ясна. Эта форма микроволнового излучения, скорее всего, может повлиять на нервные клетки и другие структуры в верхней дерме. Глаза и потовые железы также будут подвергаться облучению. Не исключено, что при воздействии ММВ может измениться чувствительность кожи к ультрафиолетовому излучению, произойти изменения биохимической и антибиотической резистентности у патогенных бактерий и т.д. В этой связи очередной раз нужно уделить особое внимание при оценке опасности действия ММВ на кожу нашего подрастающего поколения, организм которых будет более уязвим к физическим факторам внешней среды [23].

В настоящее время проблема опасности стандарта 5G только дискутируется научной мировой общественностью, проводятся единичные исследования.

Изучение опасности для здоровья человека ЭМП РЧ, используемых ранее в сотовой связи (СС), имеет 30-летнюю историю, но, с нашей точки зрения, больше в форме дискуссии, а не в определении согласованных критериев опасности для здоровья населения, разработки согласованных международных стандартов [6, 10, 24–26].

В России впервые применили миллиметровую волновую терапию (ММВТ) низкой интенсивности в 60–80-е годы прошлого века. В основу этого направления исследования был положен принцип резонансного действия ММВ. Следует отметить, что использовали кратковременные и локальные облучения.

Несмотря на то что были отмечены некоторые положительные лечебные эффекты от кратковременного воздействия ММВ, авторы отметили, что существовали побочные эффекты, включая усталость, сонливость, аномальные ощущения, вызванные, по-видимому, давлением или повреждением периферических нервов. Итоги этих исследований были обобщены в монографии Н.Д. Девяткова, М.Б. Голанта, О.В. Бецкого (1991) [27].

Соматические биоэффекты при воздействии ММВ были подробно описаны более 20 лет назад [28]. Однако, к сожалению, в публикации не указано, какая площадь подвергалась воздействию и какова область облучаемой кожи.

Результаты исследования, с учетом хронического воздействия ММВ на кожу и слизистые, отсутствуют.

Тем не менее предварительные наблюдения при тотальном воздействии ММВ показали, что повышается температура кожи, может изменяться экспрессия генов, облучение ММВ может способствовать клеточной пролиферации и синтезу белков, связанных с окислительным стрессом, воспалительными и метаболическими процессами, вызывать повреждения глаз, влиять на нервно-мышечную динамику.

A.G. Pakhomov et al. [29] рассмотрели в своем обзоре наиболее значимые публикации, касающиеся влияния ММВ на культивируемые клетки, изолированные органы животных, на организм человека. Рассмотренные исследования продемонстрировали влияние кратковременного воздействия ММВ низкой интенсивности (10 мВт/см² и менее) на рост и пролиферацию клеток, активность ферментов, состояние генетического аппарата клетки, функцию возбудимых мембран, периферических рецепторов и других биологических систем. У животных и людей кратковременное, местное воздействие ММВ стимулировало восстановление и регенерацию тканей, облегчало стрессовые реакции и способствовало выздоровлению при широком спектре заболеваний.

В другом обзоре проанализированы 94 публикации, посвященные исследованиям влияния ММВ in vivo или in vitro в острых опытах [30]. Этот обзор в основном охватывает исследования, проведенные в диапазоне частот от 30.1 до 65 ГГц. Каждое исследование было выполнено с учетом частоты, продолжительности воздействия, плотности мощности и оптимальных и определенных критериев оценки биоэффектов. 80% исследований in vivo показали реакцию на воздействие, в 58% исследований in vitro был получен эффект. Однако не было отмечено связи между плотностью мощности, длительностью или частотой ЭМП. По мнению авторов, проанализированные исследования не дают адекватной и достаточной информации для значимой оценки безопасности или для решения вопроса о нетепловых эффектах.

Приведенные результаты воздействия MMВ на клеточные мембраны пока считаются основной мишенью для взаимодействия между MMВ и биологическими системами. Однако многие из этих описанных эффектов являются довольно неожиданными, так как являются результатом воздействия ММВ, проникающих менее чем на 1 мм в биологические ткани. Ни один из результатов, описанных в вышеупомянутых обзорах, не был воспроизведен в независимой лаборатории, поэтому они не могут рассматриваться как установленные биологические эффекты.

Добавление ММВ 5G-стандарта к уже сложному сочетанию более низких частот будет создавать коктейль с различными частотами ЭМП и формами модуляции. Это может повлечь, с нашей точки зрения, к серьезным непрогнозируемым последствиям для здоровья населения [31]. Добавление высокочастотной радиация 5G-стандарта к частотам более низкого уровня будет способствовать негативному действию на физическую и психическую функцию здоровья [32].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Новая проблема всегда рождает многие трудности. Внедрение дополнительной 5G-технологии высветило необходимость срочного решения многих задач и, прежде всего, проблемы радиобиологические, гигиенического нормирования, оценку риска для здоровья населения. К критическому органу для 2-4G, коим является головной мозг, может “присоединится” еще одна мишень – слизистые и кожные покровы.

В связи с этим являются оправданными призывы научного сообщества объявить мораторий на развертывание технологии 5G до завершения необходимых научных исследований [2]. Рациональная политика регулирования будущей телекоммуникационной инициативы требует более тщательной оценки рисков для здоровья человека и окружающей среды. Необходимо, наконец, гармонизировать гигиенические стандарты, чтобы они соответствовали соответствующим результатам неангажированной науки.

Имеется много отрицаний и путаницы в отношении рисков для здоровья и окружающей среды ЭМП сотовой связи. В настоящее время эта ситуация нами оценивается как хаос в проблеме оценки опасности ЭМП сотовой связи для населения [6], как “неконтролируемый глобальный эксперимент над здоровьем человечества” [33]. В 2020 г. случился уже глобальный эксперимент с человечеством – пандемия COVID-19. Нужен ли следующий?

Идея о том, что организм человека может переносить ММВ, основана на ошибочном предположении, что поверхностное поглощение кожей безвредно. Это может иметь катастрофические последствия для здоровья населения на всей планете. Если мы не примем мер предосторожности и будем ждать неоспоримых доказательств причинения вреда здоровью населения и экосистем от возрастающей интенсивности воздействия ЭМП, то это будет аморально и потом будет уже слишком поздно.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ НАГРУЗКИ НА НАСЕЛЕНИЕ (СНИЖЕНИЮ РИСКА)

На сегодня мы можем сформулировать следующие рекомендации по снижению электромагнитной нагрузки на организм:

1) необходимо резко сокращать время разговора по мобильному телефону, разговор должен быть лаконичным и обусловленный необходимостью;

2) рекомендуем источник ЭМП держать дальше от головного мозга, проще говоря, на расстоянии от уха (даже на несколько мм);

3) безопасный режим пользования (использование громкой связи, наушники, SMS, MMS, видеозвонки, WhatsApp и т.п.) позволяет значительно минимизировать негативное воздействие, что уже доказано нашими исследованиями [34].

Учитывая, что сотовая связь вошла в нашу жизнь как неотъемлемое средство связи и в этих условиях отказаться от этой связи абсолютно нереально, мы видим необходимость, во-первых, в расширении Государственных программ по исследованию биологического действия ЭМП; во-вторых, само население – пользователи сотовой связи должны принимать профилактические и защитные меры для профилактики вредного воздействия ЭМИ.

Пришло время проинформировать через СМИ все группы населения, что ЭМП относятся к вредным видам излучения. Население само должно стремиться снизить электромагнитную нагрузку на свой организм, например, приобретая тот или иной гаджет для себя и ребенка, устанавливая временной режим использования мобильного телефона, т.е. самостоятельно выбирать и соблюдать оптимальные пути снижения уровня электромагнитного воздействия. Мы предлагаем также узаконить для населения категорию “добровольного риска” [35].