Наука
Опасна ли е 5G мрежата за човешкото здраве?

Опасна ли е 5G мрежата за човешкото здраве?

Бурното технологично развитие през последните 20 години изисква и бързо развитие на технологиите и решенията за съхранение, обработка и трансфер на голям и все по-бързо увеличаващ се обем от данни. Днес ние всички сме свикнали да сме постоянно свързани в мрежа за комуникация. И макар за някои хора това да е изключително вредно, бързият обмен на информация е безкрайно ценен. Към момента всички ползваме мрежа с популярното 4G, но през 2020 година предстои да се направят първи масово стъпки към преминаване към мрежа от следващо поколение 5G. Интересното е, че може да се каже, че 5G не нещо ново, с което не сме се сблъскали. Някои от домашните рутери излъчват малко по-слаб сигнал от този на 5G.

Когато става дума за безжична комуникация, ние си говорим всъщност за нейонизиращи лъчения. Различните оператори използват радиовълни с честота, варираща от 700 MHz до около 3000 MHz. Постигнатите максимални скорости на трансфер на данни са от около 100 Mbps при движение със скорост от 60 km/h и до 1 Gbps  при неподвижно състояние. Това естествено са най-високи стойности, които не са често срещано явление. Може да се каже, че това е таванът, който вече сякаш не задоволява технологичните ни нужди. Някои български оператори дори предлагаха Wimax услуги с честота от 3.5 GHz.

5G мрежата от друга страна ще използва много по-високи честоти на радио сигнала. Най-често използваните ще са в диапазона 20 – 26 GHz. Тази технология се нарича още mmWave. Разбира се могат да се използва и по-високи честоти до 300 GHz. Характерното за тези вълни е, че те имат много ниска проникваемост, по което се различават от йонизиращото лъчение. Именно това е и най-голямата слабост на технологията – покритието. Вече дори има шеги, че всички дървета трябва да се изкоренят, ненужните сгради да се унищожат, а мрежата трябва да е много гъста и наситена, за да има добро покритие. Плътните обекти по пътя на вълната ще отразяват вълните. Но това означава и нещо друго важно – вълните имат ниска проницаемост и в човешкото тяло. Те не могат да проникнат дълбоко в кожата, да преминат през костите, а това означава, че вътрешните органи и мозъка са в безопасност. Въпреки това се наблюдава топлинен ефект. Лъчението е възможно да повиши до някаква степен повърхностната температура на кожата. Този ефект може да се наблюдава и по повърхността на очите и трябва да бъде изследван (1).

49A21FB200000578-5440369-image-a-15_1519746611029

Разбира се при навлизането на нещо ново винаги настъпва паника и истерия, която днес се подхранва от жълти медии, за да получат няколко клика повече – заради жълтите стотинки. Но колко опасна е 5G мрежата за хората?

Отново трябва да си припомним разликата между йонизиращите и нейонизиращите лъчения. Интересното за нейонизиращите лъчения е, че се оказва, че колко по-голям е тяхната честота, толкова по-ниска проникваемост имат. Тоест вълна с честота от 10 GHz ще навлиза много по-дълбоко в кожата от вълна с 30, 40, 50 и повече GHz (2).

Сред най-чувствителните части на тялото за генерирания топлинен ефект, както вече бе споменато, са очите. Други части на тялото са добре покрити с дебел слой кожа, който е богат на кръвоносни съдове, които имат способността бързо да разсейват увеличаващата се температура по повърхността. Очите подобна способност нямат. Затова е важно да се изучат рисковете, които крие тази нова технология. Интересното е, че макар в интернет да се говори за опасностите на 5G, които за някои са явно са мистерия, изследвания по темата има още от миналия век. През 1999 година е установено, че облъчване с mmWave с честота от 60 GHz  в продължение на 8 часа не води до някакво увреждане на очните тъкани (3). Друго изследване установява, че лъчение с честота от 35 GHz при 50 mW/cm2с продължителност до 24 часа нанася щети върху роговиците на очи на заек. Но все пак говорим за лабораторни условия при постоянно и максимално облъчване (4). Облъчване, което в реални условия никога няма да бъде толкова високо. Но очните тъкани се възстановяват много бързо след прекратяване на облъчването (5).

Взаимодействито на кожата с лъчението е много по-различно. Човешката кожа се състои от два основни слоя – вънеш епидермис и дерма. Общата дебелина на двата слоя е до 2.9 мм. Повърхностният слой на епидермиса се нарича Stratum corneum и е с дебелина до 0.018 мм. Този слой съдържа много малко вода – 18-40%. В останалите слоеве съдържанието на вода е до 80%. Ниското съдържание на вода в Stratum corneum позволява на mmWave да проникнат лесно, но високото съдържание в другите слоеве бързо разсейва лъчението, а проникването по-дълбоко или до вътршните органи се прекратява. Разбира се тук говорим за гола човешка тъкан без наличие на дрехи. Дрехите са друго трудно за преминаване препятствие (5). Но отново да си припомним, че кожата има и свойството да отразява лъчения.

banner-ciela-website

Установено е, че не малка част от лъчението се отразява. Така например лъчение с честота от 60 GHz се отразява до 40% (2), а останалата част се поглъща от повърхностните слоеве на кожата. Нормално е да се очаква локално повишение на температура в зоните на кожата, които са в пряк и постоянен контакт с лъчението. През 2000 година в експеримент с лъчение с честота 94 GHz е установено, че хората започват пряко да го усещат, когато те биват облъчени с не малко количество енергия – 12 500 W/m2. За 3 секунди това количество енергия е успяло да качи повърхностната температура от 34 градуса до 43.9 градуса. Тук трябва да се посочи един важен факт. Приети са максимално допустими норми на енергия от до 10 W/m2, с която хората могат да бъдат облъчвани. Модерните 5G мрежи не трябва да премианват тази граница. Ясно се вижда, че в експериментите изследваните обекти получават много по-голямо количество енергия след облъчване.

Но човешкото тяло не е идеална система с идеални условия. Трябва да се вземат под внимание много фактори на околната среда, които влияят върху абсорбцията на лъчението. Такива фактори са перфузия, конвекция, интензивност на потене, дрехи – тяхната плътност и материал на изработка. Установено е, че дрехи с дебелина до 2.2 мм и направени от памук, деним, кожа и други поглъщат част от лъчението, но не значителна. Интересното е, че прилепналите (и най-вече сухи) дрехи (като тесни дънки) играят ролята на проводник на енергията от лъченията, при което се повишава пенетрационните възможности. Такъв ефект не се наблюдава, ако между дрехите и кожата има няколко милиметра въздушна среда. Въздухът е като изолатор.

Разбира се ефектите на mmWave радиацита трябва да се изследват и на молекулярно ниво. Едно от основните притеснения е, че облъчването с тези високочестотни вълни ще доведе до образуване на тумори. Затова е изследвано какво влияние се оказва върху репликацията на клетките. Има ли мутагенно действие? Логани и сътрудници са изследвали мутагенните свойства на 42,2 GHz mmWave върху лабораторни животни, което е доста близко до честотите на 5G мрежите (9). Разпределението на енергията е било 31.5 ± 5.0 mW/cm2, което е няколко пъти по-високо от позволеното. Резултатите от изследването показват, че облъчването няма мутагенно или канцерогенно действие, което е очаквано при положение, че радиацията не е йонизираща. Изследвания върху клетъчни линии на човешки мозъчни клетки и човешки кератиноцити показват, че отново тази радиация няма мутагенни свойства (10, 11). Нещо повече. Оказва се, че адекватно използване и насочване на mmWave радиация в диапазона 50-80 GHz може да инхибира пролиферацията на туморите – да намали туморния растеж (12).

Интересното е, че mmWave радицията има положително действие върху имунната система и имунитета. Този тип радиация я подсилва (13) Ранни експерименти с ранени зайц, мишки и други лабораторни животни показват, че раните им заздравяват два пъти по-бързо, когато са изложени на подобно облъчване (13). Дори в дерматологията се използват подобни апарати с източник на mmWave, тъй като третирането на рани води и до заздравяване с по-малки или никакви остатъчни белези.

Заключение: Данни относно безопасността на навлизащата 5G технологиите има от повече от 2 десетилетия. Към момента всичко сочи, че място за притеснение относно здравето ни няма. Страховете, че подобно облъчване може да причини рак са неоснователни. Единствено повишен риск има относно покачване на повърхностната температура на очите, но рисковете се наблюдават по-скоро, ако наблюдавате източник (антена) на 5G сигнал на разстояние от 1 см в дълъг период от време. 5G e по-скоро безопасна технология, която ще промени значително света.

Цитирана литература: 

1)     IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to the Radio Frequency Electromagnetic Fields, 3 kHz to 300 GHz, IEEE Std., C95.1, 2005.

2)     T. Wu, T. S. Rappaport, C. M. Collins, “The Human Body and Millimeter-Wave Wireless Communication Systems: Interactions and Implications,” 2015 IEEE International Conference on Communications (ICC), Jun. 2015. RESEARCH PAPERS

3)     Absence of ocular effects after either single or repeated exposure to 10 mW/cm(2) from a 60 GHz CW source. Kues HA, D’Anna SA, Osiander R, Green WR, Monahan JC Bioelectromagnetics. 1999 Dec; 20(8):463-73.

4)     Rosenthal SW, Birenbaum L, Kaplan IT, Metlay W, Snyder WZ, Zaret MM. Effects of 35 and 107 GHz CW microwaves on the rabbit eye. Proc. USNC/URSI Annu. Meeting. 1976:110–128.

5)     Acute ocular injuries caused by 60-Ghz millimeter-wave exposure. Kojima M, Hanazawa M, Yamashiro Y, Sasaki H, Watanabe S, Taki M, Suzuki Y, Hirata A, Kamimura Y, Sasaki K Health Phys. 2009 Sep; 97(3):212-8.

6)     Zhadobov M, Chahat N, Sauleau R, Le Quément C, Le Dréan Y. Millimeter-wave interactions with the human body: State of knowledge and recent advances. Int. J. Microwave Wireless Technol. 2011 Apr.3(2):237–247.

7)     Heating and pain sensation produced in human skin by millimeter waves: comparison to a simple thermal model. Walters TJ, Blick DW, Johnson LR, Adair ER, Foster KR Health Phys. 2000 Mar; 78(3):259-67.

8)     Gandhi OP, Riazi A. Absorption of millimeter waves by human beings and its biological implications. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 1986 Feb.34(2):228–235.

9)     Micronuclei in peripheral blood and bone marrow cells of mice exposed to 42 GHz electromagnetic millimeter waves.Vijayalaxmi, Logani MK, Bhanushali A, Ziskin MC, Prihoda TJRadiat Res. 2004 Mar; 161(3):341-5.

10)  Whole-genome expression analysis in primary human keratinocyte cell cultures exposed to 60 GHz radiation.Le Quément C, Nicolas Nicolaz C, Zhadobov M, Desmots F, Sauleau R, Aubry M, Michel D, Le Dréan YBioelectromagnetics. 2012 Feb; 33(2):147-58.

11)  Low-power millimeter wave radiations do not alter stress-sensitive gene expression of chaperone proteins.Zhadobov M, Sauleau R, Le Coq L, Debure L, Thouroude D, Michel D, Le Dréan YBioelectromagnetics. 2007 Apr; 28(3):188-96.

12)  Millimeter wave-induced suppression of B16 F10 melanoma growth in mice: involvement of endogenous opioids.Radzievsky AA, Gordiienko OV, Szabo I, Alekseev SI, Ziskin MCBioelectromagnetics. 2004 Sep; 25(6):466-73.

13)  Medical application of millimetre waves.Rojavin MA, Ziskin MCQJM. 1998 Jan; 91(1):57-66.

Хареса ли ти тази статия? Може да подкрепиш biologist чрез Patreon!
Share this Story

Подобни публикации

Може да подкрепите дейността на този блог.

Подкрепете Science blog чрез Patreon!

Харесайте ни във facebook

Instagram

Ако харесвате дейността на 6nine, може да помогнете със скромно дарение за обезпечаване на някои нужди. Благодаря!

Choose currency

Enter amount

Статии в снимки

shares