تشعشات راديوفرکانس و مايکروويو و عوارض جانبي ناشي از تماس شغلي با آن
تشعشات راديوفرکانس و مايکروويو و عوارض جانبي ناشي از تماس شغلي با آن
محمد قاسمي•، پروانه ميرزائي••
• متخصص طب كار وبيماريهاي شغلي
•• كارشناس بهداشت حرفه اي
آدرس نويسندگان: شهر صنعتي كاوه ، شركت مواد اوليه داروئي البرز تلفن: 2344199-0255
مقدمه
تشعشعات راديوفرکانس(Radio frequency radiation , RF) و مايکروويو(Micro Wave radiation) دسته از گروه اشعه هاي غيريونيزان را تشکيل مي دهند که داراي فرکانس در محدودة 3 کيلوهرتز تا 300 گيگاهرتز(GHz) مي باشند. مواجهه با اين تشعشعات مي تواند شغلي و يا غيرشغلي باشد. مواجهات شغلي عبارتند از:خشک کن ها، دستگاه هاي چسب، صنعت پلاستيک ، استريل کننده ها ،کار در کنار سيستم هاي ارتباطي(راديو و تلويزيون، کنترل ترافيک از راه دور، بيسيم رادار)، صنايع نظامي (شامل سيستم هاي جنگ الکترونيک) و نيزکار در کنار ترانسميترهاي مايکروويو مي باشد. مواجهات غيرشغلي، مشتمل بر اجاق هاي مايکروويو خانگي، راديوتلويزيون، تلفن همراه و ... مي گردد.
عوارض ناشي از اين تشعشعات در انسان بيشتر ناشي از تغيير درجه حرارت در بافت ها و سلولهاست. ليکن در مطالعات جديدتر اثرات غيرحرارتي کانون توجه بوده است. به طور کلي بيشترين عوارض مطرح شده در تحقيقات عبارتند از تأثير بر سيستم توليد مثل، تغييرات هماتولوژيک و هماتوپوئتيک جهش زايي(mutagenicity) سوماتيک و کار سينوژني سيتي و نيز اختلالات غيراختصاصي عصبي – رفتاري.
شرايط شغلي موجود در برخي از حِرَف نظامي، آن را به يکي از پرمواجهه ترين مشاغل تبديل نموده است. کار در کنار رادار، استفاده از بيسيم هاي ارتباطي، کار در کنار تسهيلات مجهز به ارتباطات راداري، رديابي اطلاعات سري و مقولة نوين جنگ الکترونيک جزء اصلي ترين انواع تماس با تشعشعات RF و مايکروويو مي باشد که بسته به نوع بهره برداري و توان نظامي، ميزان انرژي، فرکانس و طول موج تشعشعات متفاوت است. در اين مقاله ضمن تبيين ماهيت تشعشعات RF و مايکروويو و مکانيسم هاي آسيب زايي آنها، به مرور عوارض جانبي حيواني و انساني حاصل از تماس با اين تشعشعات در مطالعات مختلف در پايان به شمه اي از تمهيدات پيشگيرانه خواهيم پرداخت.
مباني
اشعه الکترومغناطيس( Electromagnetic Radiation , EM): عبارت است از دسته اي از امواج حاوي انرژي که از منبع در فضا ساطع شده و حاوي دو ميدان الکتريکي و مغناطيسي هستند. امواج به علت حرکت شارژهاي الکتريکي توليد مي شوند و ممکن است داراي منبع طبيعي(خورشيد) يا صناعي(رادار) باشند. موج انرژي الکترومغناطيس مشخص مي شود با:
الف) قدرت ميدان هاي الکتريکي و مغناطيسي(شدت نيروي الکترومغناطيس)
ب) فرکانس نوسان، تعداد نوسان هاي کامل امواج در واحد زمان
ج) طول موج، فاصلة بين دو قلة متوالي موج
پرتوهاي غيريونيزان(Ionizing and Non Ionizing)
انرژي EM داراي انرژي کافي(آنهايي که فرکانس هاي بالا دارند) مي توانند اتم هاي مادة جذب کننده را يونيزه کنند که به آنها پرتوهاي يونيزان مي نامند(مانند پرتو X ، گاما و ...) مابقي امواج که اين قابليت را ندارند را پرتوهاي غيريونيزان مي گويند. پرتوهاي اخير مي تواند صرفاً باعث تغيير در انرژي ارتعاشي و گردشي مولکول هاي بيولوژيک گردند و از اين طريق سبب تغييرات مولکولي يا رهاسازي انرژي (به صورت گرما) شوند.
طيف فرکانس هاي پرتوهاي غيريونيزان بين 0 تا 1015 هرتز است.
پرتوهاي غيريونيزان حائز اهميت به لحاظ عوارض بيولوژيک عبارتند از:
1- پرتو فرابنفش با طول موج 100 تا 400 نانومتر
2- پرتو مرئي با طول موج 400 تا 760 نانومتر
3- پرتو قرمز با طول موج 760 تا 1ميلي متر
4- تشعشعات RF با طول موج بيش از 1 ميلي متر
تشعشعات راديوفرکانس(RF)
پرتو RF طيفي از پرتوهاي غيريونيزان است که در محدودة فرکانسي 3 کيلوهرتز تا 300 گيگاهرتز قرار دارد(در برخي مراجع طيف فوق الذکر به صورت صفر تا 1000 گيگاهرتز عنوان شده است)
قسمتي از اين طيف در محدودة 300 مگاهرتز تا 300 گيگاهرتز را پرتوي مايکروويو مي نامند.
امواج RF در فضا سرعتي معادل سرعت نور دارند. در ميدان الکتريکي و مغناطيسي پرتوها با هم عمودند و هر دوي اين در ميدان نيز بر مسير جريان تشعشعات عمودند.
ساطع شدن پرتوهاي RF به لحاظ الگوي زماني به دو نوع مداوم (Continuous)و ضرباني(Pulse ) تقسيم مي شود که در مطالعات مختلف نتايج حاکي از خطرناکتر بودن مواجهات پالس نسبت به ضرباني در برخي شرايط خاص است. تماس با پرتوهاي پالس در سيستم هاي رادار ديده مي شود که پالس ها در مدت زمان معادل کسري از هزار هزارم(ميکرو) ثانيه تا چند ميکرو ثانيه ساطع مي شوند که فواصل بين پالس ها يا گروهي از پالس ها بيش از اين مقادير است. بدين معني که انرژي RF در طول مدت زمان خاص در لحظات اندکي تابيده مي شود در مقايسه سيگنالهاي پالس در وسايل ارتباطي بيسيم طول مدت زماني معادل چند هزارم ثانيه دارند. برخي از سيستم هاي نظامي هم داراي پالس هاي کوتاه اما بسيار شديد هستند.
واحد شدت پرتوهاي RF و استاندارد مواجهه
شدت RF در واحد وات سنجش مي گردد. شدت ميدان هاي الکتريکي و مغناطيسي داراي واحد به ترتيب ولت و آمپر مي باشد. در جهت وزن دادن به واحد وات و ميزان شدت در واحد سطح بيان مي شود. و به آن Power density اطلاق مي گردد( به صورت ميلي وات بر سانتي متر مربع يا mw/cm2).
استانداردهاي حد مواجهه شغلي براي پرتو RF و مايکروويو که از طرف ادارة سلامت و ايمني شغلي آمريکا اعلام گرديده است و توسط اکثر مراجع ذي صلاح جهان به تأييد رسيده، قابل کاربري در فرکانس هاي 10 تا صدهزار مگاهرتز است. ميزان مجاز تماس شغلي عبارت است از mw/cm2 10 که به طور ميانگين در مدت زمان 6 دقيقه وجود داشته است. نکتة ديگر در مورد اين حد تماس اين است که اين معيار براساس اثرات حرارت زايي پرتو RF تدوين گرديده است. با شناخته شدن اثرات غيرحرارتي که در برخي اوقات در حدود مواجهه کمتر از شدت هاي توليدکننده حرارت ايجاد مي شود، بحث هاي پيرامون حدود مجاز ادامه دارد.
سنجش انرژي RF
يکي از مهمترين مسايل در سنجش انرژي RF فاصله محل سنجش تا منبع انرژي است که در اين رابطه دو نوع فاصله تعريف گرديده است:
1- ميدان دور Far field
2- ميدان نزديک Near field
ميدان دور به تمامي فواصلي اطلاق مي شود که حدوداً بيش از 10 برابر موج تشعشع مي باشد. در اين ميدان ميزان انرژي را مي توان به کمک متغير Power density بيان نمود(با واحد ميلي وات بر سانتي متر مربع يا mw/cm2 ) که براي کل اشعه يا ميدان هاي الکتريکي و مغناطيسي به تفکيک (به ترتيب در واحد ولت بر متر و آمپر بر متر و يا توان دوم هر کدام از اين واحدها) قابل سنجش است.
ميدان نزديک به فاصلة کمتر از 5 برابر طول موج پرتو اطلاق مي شود. خصوصيات امواج الکترومغناطيسي در اين فاصله داراي تفاوت هايي با ميدان دور است. به دليل يکسان نبودن نوع امواج در اين فاصله سنجش پرتوها در ميدان نزديک با مشکلاتي مواجه است. به علاوه در اين ميدان برخلاف ميدان دور تناسب رياضي بين مقادير Power density و سنجش ميدان الکتريکي يا مغناطيسي وجود ندارد.
سابقاً سنجش هاي ميدان دور به عنوان راهنماي مواجهه جمعيت عمومي و شغلي شناخته مي شد. ليکن اين سنجش براي کارکنان حاضر در ميدان نزديک کاربرد چنداني ندارد. در ميدان نزديک ميزان مواجهه بسته به شرايط قرارگيري هر فرد متناوت است و دستگاه هاي سنجش خاص تري را مي طلبد.
مواجهه با پرتو RF و مايکروويو در مقادير بيش از mw/cm2 10 مي تواند باعث افزايش حرارت بافتي گردد. ايجاد و تغيير انرژي ارتعاشي در مولکول هاي بيولوژيک در اثر اين پرتوها به خوبي به اثبات رسيده است. نظير ساير آسيب هاي حرارتي Protection denaturation و نکروز انعقادي. واکنش التهابي و سرآخر تشکيل جوشگاه(Scar) پيامد حرارت ايجاد شده است. ساير تأثيرات ناشي از افزايش حرارت بافتي عبارتند از: تغييرات فعاليت آنزيمي و ميتوکندريايي، اختلال تبادل کلسيم، تأثير بر رشد، تکثير و بقاي سلولي. ترانسفورماسيون سلولي به فرم پيش بدخيم و تغيير سرعت تومورها.
نکتة جالب توجه آن است که در مواجهه با RF گيرنده هاي حساس به حرارت سطح پوست تحريک نمي شوند و فرد از هر گونه تماس و افزايش حرارت عمقي در بدن خود ناآگاه است.
آسيب زايي غيرحرارتي
نتايج مطالعات جديدتر در زمينة آسيب زايي پرتوهاي طيف RF مويد برخي مکانيسم هاي غيرحرارتي است. موافقان اين مساله معتقدند که مواجهه با تشعشعات RF در حيوانات مي تواند باعث تغييرات نوار مغزي، رفتارهاي رفلکسي، ترکيب شيميايي و سلولي خون، سيستم هورمون هاي درون ريز و سيستم هاي ايمني گردد. در فرکانس هايي که اين گونه اثرات در حيوانات رديابي شد، مواجهات انساني مشابه با جذب بيشتر انرژي همراه است و به همين علت شايد اثرات بيولوژيک در انسان شديدتر باشد.
تأثيرات غيرحرارتي
تظاهرات باليني مواجهه حاد: مواجهه حاد با دوز اثر بالا مي تواند باعث بروز علائم حاد ظرف مدت کوتاه تا چند ساعت پس از مواجهه گردد. در ابتدا فرد از احساس گرمي در محل آناتوميک مواجهه(يا کل بدن) شکايت دارد و به مرور احساس داغي يا سوختگي و سوزن سوزن شدن بدن عارض مي گردد. در ساير علائم همراه عبارتند از: تحريک پذيري، سردرد، احساس سبکي سر، سرگيجه، درد، آب دار شدن چشم ها، احساس وجود جسم خارجي در چشم، ديسفاژي، بي اشتهايي، کرامپ شکمي و تهوع، گاهي اوقات چند روز پس از مواجهه در موضع تابش توده اي پدپدار گردد که ظاهراً به علت ادم انترسيس و نکروز انعقادي است.
در معاينه پوست ممکن است داراي درجاتي از سوختگي، قرمزي، سفتي و تاول باشد. برخي اوقات فشار خون افزايش نشان مي دهد آزمايش خون معمولاً سطح کراتينين فسفوکيناز افزايش دارد. به طور معمول اختلال نوار قلب، اسکن مغزي، ESR و مقادير الکتروليتي ديده نمي شود.
عوارض ملازمات مواجهه حاد شامل، اختلال استرس بعد از تروما(PTSD)، اختلال خواب(حتي تا 1 سال) مي باشد.
تشخيص
بر پاية شرح حال، وجود مواجهه و الگوي مواجهه(از نظر شدت و مدت زمان) صورت
مي گيرد. سنجش فشار خون و کراتينين فسفوکيناز در اين زمينه مي تواند سودمند باشد.
تشخيص افتراقي
1- سوختگي ساير عوامل حرارت زا(که در آنها فشار خون و کراتينين فسفوکيناز افزايش نمي يابد)
2- ترس
3- اضطراب
درمان
درمان عوارض حاد مانند ساير سوختگي هاست. درمان علائم غيراختصاصي ذکرشده، هم درمان علامتي است. سوختگي ها معمولاً بدون بروز عارضه بهبود مي يابند. پرفشاري خون معمولاً متعاقب دورة کوتاه مدت داروهاي ضدفشار خون به حالت عادي باز گردد. عوارض رواني هم به درمان هاي کوتاه مدت روانپزشکي پاسخ مناسب نشان مي دهند.
عوارض دراز مدت تشعشعات RF
اغلب مطالعات انجا شده در زمينة عوارض درازمدت طيف RF دربارة 4 موضوع صورت گرفته است:
الف) تأثير بر سيستم توليدمثل يا جنين
ب ) تأثير بر سيستم خوني و هماتوپوئتيک
ج) جهش زايي (Mutagenicity) سوماتيک
د ) سرطان زايي( Carcinogenicity)
تأثير بر سيستم توليد مثل
بيشتر مطالعات تجربي تأثيرات RF بر سيستم توليد مثل و ناهنجاري هاي جنيني متفق بر معني دار بودن تأثيرات حرارتي است و از طرفي امکان تصميم نتايج آنها به انساني مشخص نيست. در گزارشاتي مبني بر همراهي مواجهه و تخريب سيستم توليدمثل در حيوان و انسان موجود است. اين گزارشات به طور اساسي از طريق مطالعات اروپاي شرقي و اتحاد جماهير شوروي سابق مي باشد. اثرات ناشي از مواجهه زنان در شدت هاي بالاي RF و انرژي مايکروويو مشتمل بر تغييرات الگوي قاعدگي، افزايش بروز مرده زايي و کاهش قدرت شيردهي مادران مي باشد. تأخير رشد جنيني و افزايش آنومالي هاي مادرزاي هم کانون توجه محققين بوده است که در اين مطالعات حيواني بيانگر پيامدهايي همچون آنومالي هاي عصبي و چشمي، کام شکري و بدشکلي ناخن ها بوده است.
گزارشاتي از تغييرات توليد مثلي در بين نيروهاي کار مذکر در تماس با پرتوهاي الکترومغناطيس صورت گرفته است که دال بر تخريب بيضه ها تولد نوزاد مرده و تغيير در اسپرماتوژنزي باشد.
عوارض سيستم خوني و هماتوپوئتيک
تغييرات خوني و هماتوپئتيک عمده احتمالي ناشي از مواجهات مورد بحث به کاهش شمارش سلول هاي خوني افزايش تعداد سلول هاي نابالغ خون و سرطان هاست.
در مطالعة صورت گرفته در پرسنل رادار هواپيما، تعداد سلول هاي نابالغ بيشتر بوده است. در بررسي بر روي 25 تکنسين کنترل ترافيک هواپيما که همگي جنس مذکر بودند، نسبت به گروه کنترل شامل کاهش قابل ملاحظه پايين ترلکوسيت ها و گلبول هاي قرمز بود. در محدودة فرکانسي 1350-1250 مگاهرتز بود.
بررسي مشابه بر روي 49 نفر از کارکنان رادار شمارش پلاکتي کاهش معني دار نشان داد. در بررسي کارمندان سفارت آمريکا در مسکو نتايج حاکي از کاهش مونوسيت ها بود.
جهش زايي سوماتيک
نتايج برگرفته شده از مطالعات صورت گرفته در زمينة جهش زايي پرتوهاي RF در اداري حاکي از بروز انبرماليتي هاي کروموزومي به ژنوکسيسيته و تغييرات کروماتيدي است.
مطالعة تکميلي روي اين بررسي از سوي Hagmar و همکاران ديده شد که افراد با موتاسيون پايدار به سمت کانسرهاي لنفورتيکولر پيش مي روند اما افراد با تغييرات گذرا و کروماتيدي به اين عارضه دچار نشدند.
در چند مطالعه در کرواسي و ايتاليا نشان دهندة آن بود که مواجهه با تشعشعات رادار در شرايط انساني و آزمايشگاهي جهش زا بود.
سرطان زايي
هيچ يافته قانع کننده اي دال بر سرطان زايي پرتوهاي RF در انسان موجود نيست. گزارشات مطالعات حيواني و آزمايشگاهي که داراي نتايج مثبت هستند هم قابل تعميم به انسان نبود و مستلزم تحقيقات بيشتر است.
بيشتر سرطان هاي ناشي از تشعشعات الکترومغناطيس مربوط به مواجهه با پرتوهاي ELF (Extremely low frequency) که فرکانسي کمتر از 200 هرتز دارند، مي باشد که مواجهه با آن در تماس با وسايل الکتريکي و ژنراتورهاي صنعتي و پست هاي برق فشار قوي مي باشد. گفته مي شود که اين پرتوها(ELF) قابليت ايجاد تومور مغزي و پستان ولوكمي را دارند. ضمناً بچه هايي که پدرانشان مواجهه يافته اند، شانس افزونتري در جهت ابتلا به نوروبلاستوم لوكمي دارند.
مواجهه با RF ممکن است باعث بروز سرطان مغزي شود.
تشعشعات مايکروويو ممکن است باعث افزايش احتمال کانسر بيضه گردد. اين مساله در مطالعه اي در پرسنل پليس مطرح گرديد و در چند مطالعه ديگر هم تأئيد گرديد.
در بين سرطان هاي مغزي احتمال بروز گليوبلاستوم و آستروسيتوم بيشتر گزارش شده است.
ساير عوارض
عوارض عصبي رفتاري
مطالعات حيواني حاکي از اختلالات رفتاري پس از مواجهات کوتاه مدت با تشعشعات مايکروويو در حدي که باعث اثرات حرارتي و متابوليک مي شود، مي باشد در سطوح مواجهه پايين تر تست هاي مربوط به رشد سيستم عصبي اختلالي نشان نمي دهند. البته شايد سطوح پايين تشعشع ماکروويو تا حدي بر روي حافظه اثر منفي اما برگشت پذير داشته باشد. نکتة اينجاست که اغلب مطالعات رفتاري تجربي در مورد مواجهات کوتاه مدت انجام شده و تأثيرات مواجهات درازمدت روشن نيست.
قبل از تدوين استاندارد حد مجاز تماس گزارشاتي از اختلال سيستم عصبي مرکزي و اتونوم(به اصطلاح Radiowave sickness در اروپاي شرقي ارائه گرديد که علائم آن مشتمل بر سردرد، گيجي، فقدان حافظه و تمرکز، تحريک پذيري، اختلال خواب، ضعف، کاهش قوي جنسي، درد قفسة سينه، تر مور دستان، هايپوکندريا، افسردگي و اضطراب بود.
از آنجا که اين علايم غيراختصاصي و پيامد استرسورهاي ديگر نيز مي تواند باشد، ارتباط خاص آن با مايکروويو در پردة ابهام است.
به طور کلي مطالعات انساني داراي گروه کنترل مناسب عموماً در زمينة ثبت اثرات عصبي ـ رواني به نتيجه اي نرسيده اند. البته مطالعات در حد معرفي گزارش مورد از اختلالات مورد بحث در دست مي باشد.
تأثيرات کاتاراکتوژن
مطالعات حيواني حاکي از تغييرات عدسي چشم در مواجهات کمتر از حد مجاز مي باشد. ايجاد آب مرواريد به اثرات حرارتي پرتو و شايد واکنش هاي فوتوشيميايي مربوط باشد. اولين مورد آب مرواريد ناشي از تشعشعات مايکروويو در سال 1952 در يک جوان 20 ساله متصدي رادار ثبت شده است و در کل تا اين زمان بيش از 50 مورد مشابه ناشي از تماس با مايکروويو گزارش گرديده است. در چند مطالعه نوع اختصاصي که مدت عدسي به صورت Posterior Polar گزارش گرديده است.
تماسهاي غير شغلي واحتمال بروز عوارض
مطالعات بسياري در زمينه منابع غير شغلي تابش پرتوهاي راديو فركانس ومايكروويو صورت پذيرفته كه بيشترين وجديد ترين آنها راجع به تلفن همراه ميباشد.نتايج حاصل از اين بررسيها متفاوت است وگروهي از آنها به احتمال ايجاد مشكلات جسمي پي برده اند. ليكن با توجه به دوز وشدت كم مواجهه، بروز عوارض جانبي ناشي از اينگونه تماسها اثبات نگرديده است.
پيشگيري از بروز عوارض
در مواجهه با تشعشعات RF مهمترين عامل مورد توجه رعايت فاصله تا منبع ساتع کننده است به طور کلي شدت مواجهه با توان دوم فاصله از منبع رابطة عکس دارد. ساير اجزاء مواجهه که بايد به آنها دقت کافي مبذول گردد، شامل حداکثر شدت مواجهه، زمان مواجهه و نوع اشعه به لحاظ مداوم يا پالس بودن خلاصه از اقدامات پيش بيني شده در اين زمينه عبارتند از:
1- رعايت فاصلة مناسب
2- سد فلزي(Metal barriers)
3- ايجاد منطقه اي ممنوعه براي افراد غيرمسئول(Personnel Not Allowed)
4- ارزيابي هاي دوره اي طبي کارکنان
5- سنجش متوالي و منظم RF در محيط
6- روش هاي انرژي زدايي(De-energizing) منابع تشعشع
نکتة مهم در زمينة پيشگيري اين است که وسايل حفاظت فردي در زمينة کاستن مواجهات طيف RF کمک زيادي نمي کنند.
