PIENTAAJUISTEN KENTTIEN ALTISTUMISRAJAT

Transkriptio

1 ELEC-E5770 Sähkömagneettisten kenttien ja optisen säteilyn biologiset vaikutukset ja mittaukset Syksy 2016 PIENTAAJUISTEN KENTTIEN ALTISTUMISRAJAT Lauri Puranen Säteilyturvakeskus Ionisoimattoman säteilyn valvonta

2 Sisältö Ionisoimattoman säteilyn lainsäädäntö ja valvonta Suomessa Väestön altistumisen rajoittaminen pientaajuisille kentille Kansallisia viranomaisia ja kansainvälisiä asiantuntija- ja standardiorganisaatioita ICNIRPin toimintaperiaate ja sen julkaisemat ohjearvot altistumisen rajoittamisesta sähkömagneettisille kentille SM-kenttädirektiivi 2013/35/EU Valtioneuvoston asetus 388/2016 soveltaminen työpaikoilla käytännön oppaat altistumisraja-arvot ja toimenpidetasot 2

3 Säteilylain ja työturvallisuuslain nojalla annettuja säädöksiä Säteilylaki /592 Ionisoimaton säteily luvussa 11, muuten koskee yleisesti säteilyä Jakaa vastuut ministeriöille ja viranomaisille Valtuutus sosiaali- ja terveysministeriölle asetusten antamiseen esim. ionisoimattoman säteilyn valvonnasta ja altistumisen enimmäisarvoista Asetus ionisoimattoman säteilyn valvonnasta /1306 Valvontavastuut ja STUKin tehtävät Sosiaali- ja terveysministeriön asetus ionisoimattoman säteilyn väestölle aiheuttaman altistumisen rajoittamisesta /294 Väestön altistumisen suositusarvot taajuusalueelle khz ja enimmäisarvot taajuusalueelle 100 khz 300 GHz. EU:n neuvoston suosituksen 1999/519/EY toimeenpano Suomessa ICNIRPin vuoden 1998 ohjearvot väestön osalta Työturvallisuuslaki /738 Valtioneuvoston asetus 388/2016 työntekijöiden suojelemiseksi sähkömagneettisista kentistä aiheutuvilta vaaroilta, Työntekijöitä koskevat altistumisraja-arvot ja toimenpidetasot taajuusalueelle GHz Asetuksella toimeenpannaan EU:n työsuojeludirektiivi (2013/35/EU) Suomessa 3

4 Ionisoimattoman säteilyn valvonta Suomessa Säteilyturvakeskus on valvoo viranomaisena väestön altistumista ionisoimattomalle säteilylle Työssä tapahtuvaan altistumiseen sovelletaan Työturvallisuuslakia Työnantaja vastaa työntekijän työturvallisuudesta Työturvallisuuslain noudattamista valvovat työsuojeluviranomaiset (entiset työsuojelupiirit, nykyiset aluehallintoviraston työsuojelun vastuualueet) Työterveyslaitos ja Säteilyturvakeskus tekevät asiantuntijoina yhteistyötä työsuojeluviranomaisten kanssa 4

5 Sosiaali- ja terveysministeriön asetus ionisoimattoman säteilyn väestölle aiheuttaman altistumisen rajoittamisesta ( STMa 294/2002) Asetuksella on toimeenpantu EU:n neuvoston suositus 1999/519/EY, joka perustuu kansainvälisen ionisoimattoman säteilyn komission (ICNIRP) ohjearvoihin vuodelta1998. Enintään 100 khz taajuuksilla enimmäisarvot ovat vain ohjaavia suositusarvoja, koska niiden 100-kertainenkin ylittäminen muuttaa vain tilapäisesti hermotoimintaa. Enimmäisarvoja ei sovelleta altistumiseen lääkärin määräämässä tutkimus- tai hoitotoimenpiteessä lääkärin valvomassa asianmukaisesti hyväksytyssä tieteellisessä tutkimuksessa Enimmäisarvo ei varmuudella estä kehon elintärkeitä toimintoja ylläpitävien laitteiden toiminnan häiriintymistä pientaajuisessa sähkö- tai magneettikentässä. Yleisenä vaatimuksena on, että sähkö- ja magneettikentät eivät saa aiheuttaa ihmisille kudosvaurioita eivätkä haitallisia muutoksia elintoiminnoissa. 5

6 Staattinen magneettikenttä (STMa 294/2002) Staattisen magneettikentän (0 Hz) vuontiheyden suositusarvo on 40 mt koko keholle jatkuvana altistumisena. Suositusta pienemmät magneettivuon tiheydet voivat häiritä kehonsisäisten elektroniikkalaitteiden toimintaa tai liikuttaa ferromagneettista ainetta sisältäviä kehonsisäisiä laitteita. Alle 0,5 mt staattinen magneettikenttä ei todennäköisesti vaikuta yllämainittuihin laitteisiin. 6

7 Enintään 100 khz sähkö- ja magneettikenttien kehoon aiheuttaman virrantiheyden tehollisarvon suositusarvot (STMa 294/2002) Taajuusalue -1 Hz 8 1 Hz 4 Hz 8/f 4 Hz 1 khz 2 1 khz 100 khz f/500 Virrantiheys (pää ja vartalo) ma/m 2 f hertseinä Virrantiheys määritetään keskiarvona 1 cm 2 ympyränmuotoiselta alalta. Virrantiheyden huippuarvo on 2 x tehollisarvo. Pulssimaisiin ja laajakaistaisiin virtoihin voidaan soveltaa ns. painotetun huippuarvon menetelmää. Jos altistuminen ei kestä merkittävää aikaa, sovelletaan 5-kertaisia suositusarvoja. 7

8 Enintään100 khz sähkö- ja magneettikenttien voimakkuuksien tehollisarvojen suositusarvot (STMA 294/2002) Taajuusalue Sähkökentän voimakkuus V/m - 1 Hz Magneettivuon tiheys µt 1 8 Hz /f Hz /f Hz /f 5 000/f 0,8 3 khz /f 6, khz 87 6,25 f hertseinä Huippuarvo on 2 x tehollisarvo Pulssimaisiin ja laajakaistaisiin kenttiin voidaan soveltaa ns. painotetun huippuarvon menetelmää. Jos altistuminen ei kestä merkittävää aikaa ja virrantiheyttä ei voida luotettavasti arvioida, sovelletaan 3-kertaisia sähkökentän ja 5-kertaisia magneettikentän suositusarvoja. 8

9 Enintään 100 khz sähkö- ja magneettikentät Kapasitiivisen purkausvirran tehollisarvojen suositusarvot (STMa 294/2002) Taajuusalue -2,5 khz 0,5 Purkausvirta ma 2,5 khz 100 khz 0,2 x 10-3 f f hertseinä Tehollisarvo määritetään yhden sekunnin ajanjaksoilta. 9

10 10 Altistumisen rajoittaminen laajakaistaisille kentille (<100 khz) (STMa 294/2002) monitaajuussääntö: Lasketaan altistumissuhteet vaihe-eroja ei oteta huomioon voi merkittävästi yliarvioida altistumista painotetun huippuarvon menetelmä: virrantiheyttä painotetaan alipäästösuodattimella, jonka taajuusvaste J L,n virrantiheyden perusrajoitus huippuarvona taajuudella f n, J ref on vertailuarvo ja f c = 1000 Hz magneettivuon tiheyttä painotetaan vastaavasti ylipäästösuodattimella 1, n n L n J J 1, n n L n E E 1 n n L n B B, n L ref J J G, ref c n n L J f f J 2, 1 n L ref B B G, c n ref c n n L f f B f f B 2 1,

11 Summakenttä riippuu vaihe-eroista Samanvaiheisten taajuuskomponenttien summaaminen yliarvioi altistumista. 11

12 Perusrajoituksista ja viitearvoista johdetut vertailuarvot laajakaistaiselle magneettikentälle painotetun huippuarvon menetelmää käytettäessä 12

13 Virrantiheyden mittausperiaate Silmukka-antennin lähtöjännitteelle alipäästösuodatus Magneettivuon tiheyden mittausperiaate Silmukka-antennin lähtöjännite db/dt integroidaan B:ksi, jolle tehdään ylipäästösuodatus 13

14 Virrantiheyden painotusfunktiot 14

15 Sähkö- ja magneettikenttiä koskevia kansallisia viranomaisia ja standardeja laativia organisaatioita eri maissa SSM (Strålsäkerhetsmyndigheten) PHE (Public Health England) /public-health-england 15

16 Kansainvälisiä asiantuntija- ja standardointiorganisaatioita 16

17 ICNIRPin altistumisrajat perustuvat tieteellisesti varmistettuihin vaikutuksiin PERUSTEET VARMISTETUT VAIKUTUKSET Vaikutus haitallinen tai ainakin häiriöllinen Yhteys altistumiseen selvä ja johdonmukainen Uskottava biologis-fysikaalinen mekanismi Havaittu useammassa kuin yhdessä kunnollisessa tutkimuksessa Hermojen ja lihasten stimuloituminen pienillä taajuuksilla Magnetofosfeenit ja muut synapsivaikutukset hermosoluissa Kipinä- ja koronapurkaukset, ihokarvojen liikkuminen 17

18 Biologisten vaikutusten kynnystasoja suhteutettuna ICNIRPin 1998 ohjearvoihin 18

19 Työntekijöitä koskevien altistumisnormien vertailua 19

20 Kosketusvirran eli kapasitiivisen purkausvirran viitearvot (ICNIRP 1998) ICNIRP 2010 viitearvot purkausvirralle ovat samat taajuuteen 10 MHz asti 20

21 Staattisen magneettikentän vuontiheyden ohjearvot (ICNIRP 2009) Altistumisen kohde Ammatillinen Pää ja vartalo a) Raajat Väestö b) Kaikki kehon osat Magneettivuon tiheys 2 T 8 T 400 mt paikallisia ja hetkellisiä huippuarvoja a) Altistuminen 8 T:hen asti sallitaan kontrolloiduissa olosuhteissa sellaisilla työtavoilla, joilla kontrolloidaan liikkeiden aiheuttamia vaikutuksia b) Raja-arvo on 0,5 mt Henkilöille, joilla on lääketieteellinen implantti Magneettisille esineille, jotka voivat sinkoutua 21

22 ICNIRPin vuonna 2010 julkaisemat ohjearvot pientaajuisille sähkö- ja magneettikentille 1 Hz 100 khz Perusrajoitukset sisäisenä sähkökentän voimakkuutena Perusrajoitukset erikseen keskus- ja ääreishermostolle Perustuvat pientaajuisten sähkömagneettisten kenttien varmistettuihin akuutteihin vaikutuksiin, jotka kohdistuvat keskushermostoon: Hermo- ja lihaskudoksen suora stimulaatio Silmän verkkokalvon magnetofosfeenit Pitkäaikaiseen altistumiseen pientaajuisille magneettikentille mahdollisesti liittyvästä lasten leukemiariskistä ei ole riittävästi tieteellistä näyttöä, jotta sitä voitaisiin käyttää altistumisen ohjearvojen perusteena. Viitearvojen johtamiseen perusrajoituksista on käytetty dosimetrisia laskentatuloksia, jotka on saatu anatomisilla ja hienojakoisilla ihmiskehon numeerisilla malleilla tehdyllä tietokonelaskennalla. 22

23 ICNIRP 2010 ohjearvojen perusrajoitukset tehollisarvoina Altistumisen kohde Taajuusalue Sisäinen sähkökenttä V/m Ammatillinen Pään keskushermostokudokset Muut kudokset Väestö Pään keskushermostokudokset Muut kudokset 1-10 Hz Hz Hz 400 Hz 3 khz 3 khz 10 MHz 1 Hz 3 khz 3 khz 10 MHz 1-10 Hz Hz Hz 1000 Hz 3 khz 3 khz 10 MHz 1 Hz 3 khz 3 khz 10 MHz 0,5/f 0,05 2 x10-3 f 0,8 2,7 x 10-4 f 0,8 2,7 x 10-4 f 0,1/f 0,01 4 x10-4 f 0,4 1,35 x 10-4 f 0,4 1,35 x 10-4 f 23

24 ICNIRP ohjearvojen perusrajoitukset kudoksen sisäisen sähkökentän voimakkuuden tehollisarvoina ja vertailu vastaaviin ICNIRP ohjearvoihin J = 0,2 S/m x E i 24

25 ICNIRP 2010 ohjearvojen viitearvot Taajuusalue Ammatillinen Väestö Sähkökentän voimakkuus kv/m Magneettivuon tiheys mt Sähkökentän voimakkuus kv/m Magneettivuon tiheys mt 1 8 Hz /f /f Hz 20 25/f 5 5/f Hz 500/f 1 5 0, Hz 500/f 1 250/f 0, Hz 500/f 300/f 250/f 0, khz 500/f 300/f 250/f 80/f 3 khz 10 MHz 0,17 0,1 0,083 0,027 f hertseinä tehollisarvoja 25

26 ICNIRP ohjearvojen viitearvot sähkökentän voimakkuuden tehollisarvoina ja vertailu vastaaviin ICNIRP ohjearvoihin 26

27 ICNIRP 2010 ohjearvojen viitearvot magneettivuon tiheyden tehollisarvoina ja vertailu vastaaviin ICNIRP ohjearvoihin 27

28 SM-kenttädirektiivi 2013/35/EU EU:n parlamentti ja neuvosto antoivat direktiivin vähimmäisvaatimuksista, joilla suojellaan työntekijöitä riskeiltä, jotka aiheutuvat altistumisesta sähkömagneettisille kentille työssä Toimeenpantava EU:n jäsenvaltioissa kansallisena säädöksenä viimeistään SM-kenttien vaikutukset on jaettu suoriin biofysikaalisiin vaikutuksiin: Muut kuin lämpövaikutukset (stimulaatio, magnetofosfeenit) Lämpövaikutukset Raajassa kulkevat virrat epäsuoriin vaikutuksiin: Lääkinnällisten sähköisten laitteiden häiriöt Ferromagneettisten esineiden sinkoutumisriski Sähköisten ohjattavien räjähteiden laukeaminen Kipinöinnistä aiheutuvat tulipalot ja räjähdykset Kosketusvirta Direktiivi on toimeenpantu Suomessa työturvallisuuslain 738/2002 nojalla annetulla Valtioneuvoston asetuksella 388/2016, joka tuli voimaan

29 Valtioneuvoston asetus 388/2016 (VNa 388/2016) Vaatimukset työntekijöiden suojelemiseksi sm-kentille altistumisesta aiheutuville riskeille Työpaikoilla on tehtävä toimiva ja tehokas riskinarviointi On huomioitava erityiset työntekijäryhmät, jotka ovat erityisen alttiita riskeille, kuten henkilöt, joilla on metallisia proteeseja, sydämentahdistin, kammionvärinän poistaja, sisäkorvaistute yms. Työnantajan on tarvittaessa mitattava tai laskettava sm-kenttien tasot, joille työntekijät altistuvat työpaikalla. Altistumisen määrittämisessä on käytettävä päteviä palveluntuottajia. Työntekijöille on annettava tarvittaessa tietoa ja koulutusta SMkentille altistumisesta ja haitallisista terveysvaikutuksista. Valtaosalla työpaikoista ei tarvitse arvioida altistumista, esim. yleisölle avoimilla työpaikoilla, joilla riskinarviointi on tehty väestön altistumisrajojen perusteella. 29

30 Käytännön opas valtioneuvoston asetuksen 388/2016 soveltamiseen Käytännön opas sähkömagneettisten kenttien aiheuttamien vaarojen hallintaan työpaikoilla on ladattavissa sosiaali- ja terveysministeriön nettisivuilta osoitteesta: Oppaassa on käytännön läheisesti kuvattu, miten Toteutetaan vaarojen arviointi Estetään ja vähennetään altistumista Toimitaan toimenpidetasojen ylittyessä Koulutetaan ja opastetaan työntekijöitä sm-kenttien aiheuttamista vaaroista Oppaan taulukossa 1 ovat erityistä arviointia vaativat sm-kentän lähteet ja taulukossa 2 sellaiset sm-kentän lähteet, joille on tehtävä lisäarviointi niiden vaaroille alttiiden henkilöiden osalta (aktiivinen implantti) 30

31 Direktiivin 2013/35/EU soveltamisohjeita Public Health Englandin laatima sovellusopas on ladattavissa osoitteesta: &type=2&furtherPubs=yes Non-binding guide to good practice for implementing Directive 2013/35/EU Electromagnetic Fields - Volume 1 - Practical guide (11/11/2015) Non-binding guide to good practice for implementing Directive 2013/35/EU Electromagnetic Fields - Volume 2 Case studies Non-binding guide to good practice for implementing Directive 2013/35/EU Electromagnetic Fields Guide for SMEs Opas on suunnattu erityisesti pk-yritysten työnantajille auttamaan sm-kenttien työpaikalla aiheuttamien riskien alustavassa arvioinnissa. 31

32 Altistumisen rajoittaminen staattisille ja pientaajuisille kentille Altistumisraja-arvot asetettu lyhytaikaisten ja akuuttien suorien vaikutusten, kudosten sähköisen stimulaation perusteella Magneettivuon tiheytenä 0 1 Hz Sisäisen sähkökentän voimakkuutena 1 Hz 10 MHz Altistumisraja-arvoja ovat Terveysvaikutusraja-arvot, joiden ylittyessä ilmenee haitallisia terveysvaikutuksia, hermo- ja lihaskudokset voivat stimuloitua Aistimusraja-arvot, joiden ylittyessä aistihavainnot saattavat hetkellisesti häiriintyä ja aivotoiminnat voivat vähäisesti muuttua Toimenpidetasot ovat ulkoisen sähkö- tai magneettikentän voimakkuuksia, jotka voidaan mitata. Matala toimenpidetaso suojaa sähkökentässä mahdollisesti aiheutuvilta kipinäpurkauksilta suojaa magneettikentän aiheuttamilta aistimuksilta (magnetofosfeenit) Korkea toimenpidetaso sähkökenttä voi aiheuttaa kipinäpurkauksia, joilta voi suojautua asianmukaisilla varusteilla magneettikenttä voi aiheuttaa aistimuksia, mutta ei stimulaatiota Altistumisraja-arvot ja matalat toimenpidetasot ovat lämpövaikutusten osalta ICNIRPin vuoden 1998 ohjearvojen mukaisia ja muiden vaikutusten osalta ICNIRPIn vuoden 2010 ohjearvojen mukaisia. 32

33 Altistumisraja-arvot ulkoisen magneettivuon tiheydelle 0 1 Hz (VNa 388/2016) Tavanomaiset työolosuhteet Paikallinen raajojen altistuminen Aistimusraja-arvot 2 T 8 T Terveysvaikutusraja-arvot 8 T Terveysvaikutusraja-arvot sisäisen sähkökentän voimakkuudelle 1 Hz 10 MHz (VNa 388/2016) Taajuusalue Terveysvaikutusraja-arvot 1 Hz 3 khz 1,1 V/m (huippuarvo) 3 khz 10 MHz 3,8 x 10-4 f V/m (huippuarvo) 33

34 Aistimusraja-arvot sisäiselle sähkökentän voimakkuudelle Hz (VNa 388/2016) Taajuusalue (Hz) Aistimusraja-arvot ,7 V/m (huippuarvo) ,07 V/m (huippuarvo) ,0028 f V/m (huippuarvo) f hertseinä 34

35 Sähkökentän toimenpidetasot 1 Hz 10 MHz (VNa 388/2016) Taajuusalue Matala toimenpidetaso V/m (rms) Korkea toimenpidetaso V/m (rms) 1 25 Hz 2,0 x ,0 x Hz 5,0 x 10 5 /f 2,0 x Hz 1,64 khz 5,0 x 10 5 /f 1,0 x 10 6 /f 1,64 3 khz 5,0 x 10 5 /f 6,1 x khz 10 MHz 1,7 x ,1 x 10 2 f hertseinä 35

36 Magneettikentän toimenpidetasot 1 Hz 10 MHz (VNa 388/2016) Taajuusalue Matala toimenpidetaso µt (rms) Korkea toimenpidetaso µt (rms) Toimenpidetaso raajoille µt (rms) 1 8 Hz 2,0 x 10 5 /f 2 3,0 x 10 5 /f 9,0 x 10 5 /f 8 25 Hz 2,5 x 10 4 /f 3,0 x 10 5 /f 9,0 x 10 5 /f Hz 1,0 x ,0 x 10 5 /f 9,0 x 10 5 /f 300 Hz 3 khz 3,0 x 10 5 /f 3,0 x 10 5 /f 9,0 x 10 5 /f 3 khz 10 MHz 1,0 x ,0 x ,0 x 10 2 f hertseinä 36

37 Kosketusvirran toimenpidetasot (VNa 388/2016) Taajuus < 2,5 khz 1,0 2,5 100 khz 0,4 f 100 khz 10 MHz 40 f kilohertseinä Kosketusvirta ma (rms) Staattisen magneettikentän toimenpidetasot (VNa 388/2016) Vaarat Aktiivisten implanttien, mm. sydämentahdistimien, häiriintyminen Vetovoima- ja sinkoutumisriski Voimakkaiden kenttien (> 100 mt) äärialueilla Toimenpidetaso ma (rms) 0,5 mt 3 mt 37

38 Yhteenveto Sosiaali- ja terveysministeriön asetuksella 294/2002 vahvistetut väestön altistumisen suositusarvot pientaajuisille sähkö- ja magneettikentille perustuvat ICNIRPin vuonna 1998 julkaisemiin ohjearvoihin. Työntekijöiden altistumisraja-arvot ja toimenpidetasot pientaajuisille sähkö- ja magneettikentille on annettu voimaantulleella Valtioneuvoston asetuksella 388/2016, jolla toimeenpantiin direktiivi 2013/35/EU Suomessa. Direktiivin 2013/35/EU altistumisraja-arvot ja toimenpidetasot ovat pientaajuisten kenttien osalta ICNIRPin vuoden 2010 ohjearvojen mukaisia. 38