Juristfirman Unité. Försiktighetsprincipens tillämpning på risker med elektromagnetiska fält. Mats Dämvik

Transkript

1 Juristfirman Unité Adress: Kyrkogatan 22 A, Kungsbacka E-post: Hemsida: Telefon: Försiktighetsprincipens tillämpning på risker med elektromagnetiska fält Mats Dämvik Juni, 2001

2 Innehåll Sammanfattning Inledning Presentation av ämnet Arbetets upplägg och avgränsningar Övergripande strålskyddsarbete Fysikalisk bakgrund Allmänt Det elektromagnetiska strålningsspektrumet Elektriska fält Magnetiska fält Högfrekventa fjärrfält Olika källor Radio- och mikrovågsfält Lågfrekventa fält Statiska fält Biologiska risker Introduktion Undersökningsmetodik Radio- och mikrovågsfält Lågfrekventa fält Statiska fält Särskilt om el- och bildskärmsöverkänslighet Rättsligt skydd Introduktion Allmänna tolkningsdata Miljöbalken Plan- och bygglagen Ellagen Arbetsmiljölagen Strålskyddslagen Slutsatser Referenser...61 Sidan 2 av 62

3 Sammanfattning De biologiska effekter som kan uppkomma vid exponering för elektromagnetiska fält är beroende av såväl exponeringstiden som fältets styrka och frekvens. Olika typer av källor kan därför medföra olika risker. Vid lägre frekvenser utgör det svenska kraftnätet (50 Hz) den källa som vi alla så gott som alltid utsätts för. Då det gäller högfrekventa fält utsätts vi för starkare fält då vi befinner oss nära sändarantenner för radio, TV, mobiltelefoni och radar. I vissa arbetsmiljöer kan arbetstagare också exponeras för starka fält från exempelvis induktionsvärmare eller svetsmaskiner. Krav på försiktighetsåtgärder mot risker med elektromagnetiska fält kan ställas med stöd av flera olika lagar. Då det gäller långtidsexponering för svagare elektromagnetiska fält handlar det ofta om sådana risker för människors hälsa eller miljön som inte är helt säkerställda. I dessa situationer är det främst försiktighetsprincipen som kan tillämpas. Principen kan ha en något varierande formulering i olika lagar, men det som är utmärkande är att den går att tillämpa redan på misstänkta risker som inte är helt säkerställda. Då det gäller kraftfrekventa fält finns det flera studier som har visat på en ökad risk för att barn drabbas av leukemi då de bor nära kraftledningar. Studierna visar också att riskökningen tycks börja vid långvarig exponering för magnetfält i storleksordningen 0,2 0,3 µt. I många sammanhang utgör denna kunskap om ett tröskelvärde utgångspunkten vid tillämpning av försiktighetsprincipen. Detta gäller t ex vid en koncessionsprövning, enligt ellagen, för att uppföra en ny kraftledning eller i ett bygglovsärende, enligt plan- och bygglagen, för att uppföra en transformatorstation i närheten av bostäder. För att miljöbalkens försiktighetsprincip skall vara tillämplig på hälsorisker krävs att det föreligger en risk för olägenhet för människors hälsa. Mycket talar för att en sådan olägenhet är för handen då bostadsmiljön består av magnetfält över 0,2 µt. Även om försiktighetsprincipen är tillämplig får inte de krav på åtgärder som ställs vara orimliga. Det görs en avvägning mellan nyttan av försiktighetsåtgärderna och de kostnader åtgärderna medför. Denna skälighetsavvägning blir av störst betydelse då det rör sig om krav som riktar sig mot en befintlig verksamhet, eftersom kostnaderna blir högre då. Av den begränsade praxis som finns bör den slutsatsen kunna dras att det inte går att ställa krav på mer kostnadskrävande skyddsåtgärder mot källor som bidrar med magnetfält runt 0,2 µt i boendemiljön. Nyttan med åtgärderna ökar dock med den fältstyrkenivå människor utsätts för. Kostnaderna är beroende av vilken skyddsåtgärd som väljs. Eftersom både elektriska och magnetiska fält avtar snabbt med avståndet är en effektiv skyddsåtgärd att öka avståndet till källan. Det är dock inte alltid som detta är den billigaste metoden. Till skillnad från vad som gäller för elektriska fält är det svårt att skärma av magnetfält, men ibland kan det vidtas åtgärder som innebär att olika magnetfält tar ut varandra. I en kraftledning kan t ex fasledningarnas inbördes placering bestämmas så att det sammanlagda magnetfältet vid marknivå minimeras. Normalt sett tillbringar vi de flesta av dygnets timmar i bostaden. Av denna anledning är det fälten i hemmiljön som är av störst betydelse för hälsan. Mycket tid tillbringas också på arbetsplatsen. I denna miljö förefaller det dock som om det accepteras att arbetstagare utsätts för högre fält än i bostaden, vilket i vissa situationer bör kunna motiveras av en kortare exponeringstid. Det krav som kan ställas med stöd av försiktighetsprincipen är även beroende av hur känsliga de exponerade personerna är för fälten. I en skolsal där barn ofta vistas eller på ett kontor som används av en elöverkänslig arbetstagare bör det kunna ställas högre krav på arbetsmiljön än vad som gäller i många andra situationer. Det finns även risker med andra fält än de kraftfrekventa. Vi vet att statiska magnetfält som är starkare än det jordmagnetiska fältet kan påverka vissa djurs orienteringsförmåga. Med anledning av detta har försiktighetsprincipen även använts för att skydda miljö- och fiskeriintressen vid tillståndsgivning för en likströmskabel till havs. Då det gäller de högfrekventa fälten har befintlig rättspraxis främst kommit att inriktas på bygglov för basstationer för mobiltelefoni. Inom detta område finns det enskilda djurförsök som indikerar att det kan förekomma hälsorisker vid långvarig exponering för de fältstyrkenivåer som basstationerna utsätter allmänheten för. Kunskapen om dessa eventuella risker är dock mycket bristfällig. Mobiltelefontekniken har inte, i någon större omfattning, funnits tillgänglig så länge att vi fått kännedom om vilka långtidseffekterna på människor kan vara. Även om det finns relativt många rättsfall inom området har jag inte funnit något lagakraftvunnet fall där det nekats bygglov enbart på grund av hälsoriskerna. Plan- och bygglagen innebär dock att en avvägning skall Sidan 3 av 62

4 göras mellan flera olika intressen och det är givetvis möjligt att hälsoaspekterna, eller i vart fall oron för riskerna, tillsammans med övriga omständigheter kan medföra avslag på en ansökan om bygglov för denna typ av strålkälla. Sidan 4 av 62

5 1 Inledning 1.1 Presentation av ämnet Under de senaste årtiondena har det skett en ständigt ökande elektrifiering av samhället. I såväl bostaden som på arbetsplatsen har det tillkommit mer elektrisk utrustning. Till följd av detta har vår miljö också förändrats på så sätt att vi exponeras för elektromagnetiska fält i en större utsträckning än tidigare. Under de senaste åren har denna ökning även, i en allt snabbare takt, kommit att omfatta högfrekventa fält. Allt fler börjar använda mobiltelefon. Nya leverantörer och system för mobiltelefoni tillkommer, vilket medför fler stationer som sänder ut strålning i vår omgivning. Även annan utrusning än telefonen har börjat bli sladd- eller trådlös. Vi vet att människor, djur och växter kan påverkas av elektromagnetiska fält eftersom viktiga biologiska funktioner, som bland annat cellens kommunikation med sin omgivning, bygger på elektricitet. I massmedia rapporteras det också ofta om olika studier som visar på hälsorisker förknippade med sådana elektromagnetiska fält vi kan utsättas för i bostaden och på arbetet. Det handlar bland annat om risker för cancer, demens och elöverkänslighet. Det är därför naturligt att många oroar sig och önskar ställa krav på el- och strålmiljön. Syftet med detta arbete är att undersöka vilka rättsliga möjligheter det finns att ställa krav som innebär att exponeringen begränsas. En utgångspunkt för arbetet är att det råder osäkerhet om vilka risker som är förknippade med en längre tids exponering för svagare fält. I denna situation är det främst försiktighetsprincipen som kan tillämpas. Försiktighetsprincipen återfinns, med lite varierande formuleringar, i flera lagar som kan användas för att ställa krav på åtgärder. Det finns dock flera problem som är förknippade med en tillämpning av försiktighetsprincipen och som innebär att det ofta kan vara svårt att fastställa vad som gäller. Det krävs först och främst kunskap om riskerna. Här handlar det främst om att värdera de studier som föreligger. Därefter gäller det att ta ställning till vilken bevisning som fordras för att principen skall bli tillämplig. Detta kan ofta vara svårt eftersom lagar och förarbeten är allmänt hållna och därför inte brukar ger tillräcklig information. Det saknas också vägledande prejudikat inom området. Den information som finns till stöd för tolkning av försiktighetsprincipen består därför i många fall av opublicerade domar och beslut, vilka det kan vara svårt att få kännedom om. Min avsikt med detta arbete är att försöka minska den rättsosäkerhet som råder genom att leta upp och sammanställa olika tolkningsdata. Målet är att finna och klarlägga riktlinjer för när försiktighetsåtgärder kan krävas mot exponering för elektromagnetiska fält. Rättsfall och myndighetsbeslut kommer att analyseras och analogier kommer att görs mellan olika regelsystem. Olika avgöranden kommer även att granskas mot bakgrund av de forskningsresultat som finns om riskernas sannolikhet och omfattning. Frågan här är vilken bevisning som finns tillgänglig, vad som har åberopats i det enskilda fallen och vilken information den beslutande eller dömande instansen funnit avgörande. 1.2 Arbetets upplägg och avgränsningar Arbetet kommer att begränsa sig till att omfatta risker med elektromagnetiska fält. Elektromagnetisk strålning över 300 GHz kommer alltså inte att behandlas. Detta gäller såväl de naturvetenskapliga som de juridiska aspekterna. Syftet med den naturvetenskapliga delen av arbetet är först och främst att klarlägga vilken bevisning om riskerna som finns tillgänglig för den rättsliga bedömningen. Innan vi går in på de studier som föreligger om risker för människors hälsa och miljön krävs dock en allmän orientering om vad ett elektromagnetiskt fält är för något och vad ett sådant fält har för egenskaper som kan tänkas påverka biologin. En fysikalisk bakgrund är också nödvändig för kunskap om vilka skyddsåtgärder som kan vidtas mot exponering för fälten. En redogörelse för vilka källor till elektromagnetiska fält som utsätter oss för de starkaste fälten kommer också att göras. Denna information är av betydelse för att fastställa i vilka situationer riskerna bör vara som störst. Den juridiska delen av arbetet kommer att utgå från de lagar som kan åberopas till stöd för krav på åtgärder för att minska eller begränsa exponeringen. Såväl författningar, lagförarbeten, rättspraxis och annan information som är relevant vid tolkningen kommer att gås igenom. Det bör dock påpekas att, i brist på annat, bygger redogörelsen i vissa delar på praxis från domstolar och myndigheter vars avgöranden inte har någon prejudicerande effekt. Sidan 5 av 62

6 Arbetet gör inte heller anspråk på att vara heltäckande då det gäller opublicerade avgöranden inom området. Behandlingen av de juridiska frågorna kommer i första hand att inrikta sig på försiktighetsprincipens tillämpning. I den mån det finns andra regler som kan tillämpas i syfte att ställa krav på olika försiktighetsmått kommer dock även dessa att nämnas. Vidare finns det olika formella bestämmelser om vilken eller vilka lagar som är tillämpliga, vem som handlägger tillsynsfrågor, till vem man kan överklaga med mera, vilka är av praktisk betydelse för försiktighetsprincipens tillämpning. Frågor om skadestånd eller straffsanktioner mot den som ansvarar för källan till exponeringen kommer dock inte att behandlas. Den naturvetenskapliga delen av arbetet skall endast ses som en översiktlig orientering i ämnet. För den som vill fördjupa sig ytterligare i någon speciell fråga lämnas källhänvisningar i texten. Den juridiska diskussionen har för avsikt att vara lite djupare och bygger delvis på egna slutsatser och synpunkter. För den som vill bilda sig en egen åsikt i frågan hänvisas även här till källorna. Arbetet bygger på material som insamlats fram till och med maj Sidan 6 av 62

7 2 Övergripande strålskyddsarbete Det finns flera internationella organisationer som arbetar med frågor rörande miljö- och hälsorisker förknippade med elektromagnetiska fält. Framför allt inom Världshälsoorganisationen, WHO, har det sedan lång tid tillbaka arbetats med att öka och sprida kunskap inom området. Sedan 1996 sker detta arbete inom ramarna för ett projekt där samarbete sker med ett 40-tal nationella myndigheter samt ett flertal forskningscentra och internationella fackorganisationer. Några av de organisationer som aktivt arbetar med frågorna och deltar i WHO-samarbetet är internationella byrån för cancerforskning (IARC), förenta nationernas miljöprogram (UNEP), internationella arbetarorganisationen (ILO) och EU-kommissionen. ICNIRP (International Commission on Non-Ionising Radiation Protection) är en annan internationell organisation som medverkar i WHO-samarbetet och utför ett viktigt arbete inom området. Detta är en oberoende forskningskommission med syfte att arbeta med skydd för människor och miljön mot icke-joniserande strålning. De värderar forskningsresultat från hela världen samt tar fram riktlinjer, gränsvärden och andra rekommendationer avseende exponering för elektromagnetiska fält och annan icke-joniserande strålning. Inom EU arbetar flera av kommissionens direktorat med olika aktiviteter inom området. Direktoratet för forskning administrerar t ex ett europeiskt samarbetsprojekt (COST 244) för informationsutbyte mellan forskare i ämnet biologiska effekter av elektromagnetiska fält. EU har även vidtagit vissa lagstiftningsåtgärder inom området. Då det gäller skyddet för arbetstagares hälsa finns det ett direktiv rörande elektromagnetiska fält i samband med arbete vid bildskärm. Det har också vidtagits gemenskapsåtgärder i syfte att förbättra hälsa och säkerhet för arbetstagare som exponeras för bl a elektromagnetiska fält samtidigt som de är gravida, nyligen har fött barn eller ammar. Rådet har också utfärdat en rekommendation om begränsning av allmänhetens exponering för elektromagnetiska fält. Denna rekommendation baserar sig helt och hållet på riktvärden som föreslagits av ICNIRP. I Sverige deltar vi i det internationella samarbetet och arbetar även på nationell nivå. I sin miljöproposition Svenska Miljömål 1997/98:145 föreslår regeringen att riksdagen skall anta femton nationella miljökvalitetsmål. Målen skall fungera som riktlinjer för miljöarbetet på olika nivåer runt om i Sverige. Riksdagen har beslutat om att anta miljökvalitetsmålen och olika myndigheter har fått i uppdrag att ytterligare precisera dessa i olika delmål. Statens strålskyddsinstitut (SSI) har arbetat med miljömål 13 som avser en säker strålmiljö. Enligt riksdagens beslut innebär en säker strålmiljö att människors hälsa och den biologiska mångfalden skall skyddas mot skadliga effekter av strålning i miljön. SSI har brutit upp detta mål i fem delmål. Delmål 4 innebär att riskerna med elektromagnetiska fält skall vara så klarlagda år 2010 att myndigheter kan planera konkreta åtgärder. SSI har konstaterat att kunskapen om de elektromagnetiska fältens biologiska verkningar är otillräcklig och att detta leder till en osäkerhet som oroar många. De har därför föreslagit ökade forskningsinsatser inom området. Då det gäller myndigheternas hantering av problemen i dagsläget har det konstaterats att det finns internationella expertgrupper som föreslagit gränsvärden och rekommendationer, vilka dock endast baserar sig på säkerställda risker och inte på misstänkta cancerrisker. Enligt SSI är det därför många som anser att rekommendationerna inte är tillräckliga. Då det gäller möjliga, men inte helt säkerställda risker, är det främst försiktighetsprincipen som blir av intresse då det gäller det rättsliga skyddet. 1 1 SSI, 1999 s.71ff Sidan 7 av 62

8 3 Fysikalisk bakgrund 3.1 Allmänt Elektriskt laddade partiklar finns över allt. I atomen finns negativt laddade elektroner och en positivt laddad kärna. Om en atom har för få eller för många elektroner är den elektriskt laddad. Man kallar den då för en jon. Joner och fria elektroner är sådana laddade partiklar som ger upphov till elektricitet. Mellan två partiklar av olika laddning finns det alltid en elektrisk spänning. Om mediet mellan laddningarna är elektriskt ledande uppstår det även en kraftpåverkan mellan laddningarna som gör att de sätts i rörelse. Detta innebär att det uppstår en elektrisk ström. Elektrisk ström och spänning påverkar den närmast omgivande miljön genom att den alstrar elektromagnetisk strålning eller fält. Den elektromagnetiska strålningen består av elektriska och magnetiska svängningar. Elektromagnetisk strålning uppstår så fort en elektrisk laddning accelereras och uppkommer därför alltid som en följd av elektriska växelströmmar. Med en växelström avses att laddningarna byter riktning med en viss periodicitet eller frekvens. Frekvensen, eller antalet svängningsperioder per sekund, anges i enheten hertz (Hz). Även likström, som inte varierar med tiden, ger upphov till statiska elektriska och magnetiska fält, men dessa brukar inte definieras som strålning. Elektromagnetisk strålning är en form av energitransport. Denna transport kan man se antingen som en elektromagnetisk våg eller som ett flöde av partiklar. Detta är egentligen inte märkvärdigare än att en vattenvåg på havet också kan ses som ett flöde av vattenmolekyler. Sammanhanget eller perspektivet avgör vilket betraktelsesättet man väljer. Då det gäller den elektromagnetiska strålningen brukar det ofta talas om partikelflöden då det gäller den mer högfrekventa delen av strålningsspektrumet, medan den mer lågfrekventa strålningen ses som en vågrörelse. Det är denna mer lågfrekventa del av strålningsspektrumet som brukar benämnas elektromagnetiska fält. Dessa fält utgörs av ett elektriskt och ett magnetiskt fält. 3.2 Det elektromagnetiska strålningsspektrumet Den elektromagnetiska strålningen indelas i ett spektrum efter energiinnehåll, frekvens eller våglängd. Mellan dessa tre storheter finns ett mycket enkelt matematiskt samband och man kan därför själv välja vilken storheter man vill ange. Då de gäller de elektromagnetiska fälten brukar de anges i frekvens, medan våglängd eller energiinnehåll brukar användas för mer högfrekvent strålning. Det elektromagnetiska spektrumet indelas i olika huvudområden, enligt figur 1. Först och främst skiljs det mellan joniserande och icke-joniserande strålning. Då strålningen är tillräckligt energirik kan den slå ut elektroner från sin plats runt atomen. Atomen övergår då från att vara neutral till att bli elektriskt laddad. Den blir en jon. Sådan strålning kallas därför för joniserande strålning. I det elektromagnetiska spektrumet är det främst röntgen- och gammastrålning som är joniserande. Strålning med ett lägre energiinnehåll klassas som icke-joniserande. Den icke-joniserande delen av spektrumet består av ultraviolett strålning, synligt ljus, infraröd strålning samt elektromagnetiska fält. Sidan 8 av 62

9 Figur 1. Det elektromagnetiska strålningsspektrumet. I det elektromagnetiska spektrumet hör fälten till den lågfrekventa delen under 300 GHz. Inom detta frekvensområde görs sedan ytterligare klassificeringar. Först och främst skiljs det på tidsvarierande och statiska fält. De statiska fälten härstammar från likström och har frekvensen 0 Hz. Tidsvarierade fält härstammar från föremål som leder växelström. De växelströmsfält med frekvens upp till 100 khz brukar definieras som lågfrekventa fält. Inom detta område görs det även ytterligare indelningar i smalare frekvensband. Av störst intresse är de s k extremt lågfrekventa fälten som avser frekvenser upp till 300 Hz. Inom detta område ligger därmed frekvensen för vårt distributionsnät av elektrisk kraft. I Sverige och övriga Europa ligger denna nät- eller kraftfrekvens på 50 Hz, medan den i USA ligger på 60 Hz. De naturliga fälten i människokroppen, som bland annat alstras av strömmarna i det centrala nervsystemet, ligger också inom detta extremt lågfrekventa område. Det högfrekventa området av de elektromagnetiska fälten (100 khz GHz) består av radio- och mikrovågor. Radiovågor används främst till utsändningar från radio, TV och mobiltelefoni. Fält inom den övre delen av det högfrekventa området brukar benämnas mikrovågor. Radarn och mikrovågsugnen är exempel på apparatur som arbetar med mikrovågor. 3.3 Elektriska fält Det elektriska fältet är ett mått på kraftpåverkan mellan föremål av olika elektrisk laddning. Mellan två föremål som har olika laddning finns det en elektrisk spänning. Den elektriska fältstyrkan bestäms av denna spänning och avståndet mellan föremålen. Styrkan på det elektriska fältet anges i volt per meter (V/m). Den elektriska fältstyrkan avtar snabbt med avståndet till källan. Hur detta samband ser ut är dock beroende på källans omfång. Från en punktformig källa avtar styrkan med kuben på avståndet. Då ett större föremål utgör källan avtar dock fältstyrkan långsammare. Framför en bildskärm avtar fältet ungefär kvadratiskt med avståndet. 2 Om laddningarna mellan två föremål kommer i rörelse på grund av att materialet däremellan är elektriskt ledande, som t ex i biologisk vävnad, uppkommer det även en elektrisk ström mellan föremålen. När ström mäts i en tredimensionell kropp, som t ex människokroppen, brukar begreppet strömtäthet användas. Detta är den ström som går genom en tvärsnittsarea vinkelrätt mot strömmens riktning. Enheten för strömtäthet är ampere per kvadratmeter (A/m 2 ). Strömtätheten (J) är proportionell mot det elektriska fältets styrka (E) enligt följande formel. J = σ E Den elektriska konduktiviteten (σ) är material- och frekvensberoende, men konstant i övriga avseenden. Då ett elektriskt fält passerar gränsen mellan två olika material förändras därmed fältet. Ett elektriskt fält i luft dämpas t ex av en husvägg bestående av trä eller sten. På samma sätt förändras fältet av en människokropp. Då gränsvärden anges för elektriska fält utgår man dock från ett ostört fält, även om fältstyrkan ändras i den kropp som exponeras för fältet. 2 Hamnerius, 1996 s.7 Sidan 9 av 62

10 Ett elektriskt ledande föremål som befinner sig i ett elektriskt fält blir uppladdat av detta fält. Detta kallas kapacitiv spänningssättning. En buss som parkerar under en kraftledning blir t ex kapacitivt spänningssatt av fältet från kraftledningen. Om en person som står på marken tar i bussens metallhölje går det en elektrisk ström genom honom från bussen till jord. I detta fall är strömmens styrka beroende av metallhöljets area. Riskerna är alltså större om det är en buss som parkerar under kraftledningen än om det istället hade varit en personbil. 3.4 Magnetiska fält Magnetfältet är ett mått på den kraftverkan som beror på rörelser hos laddade partiklar. Ett magnetiskt fält alstras därmed av elektriska strömmar. Fältets styrka är beroende av såväl strömmens styrka som avståndet till den strömförande ledaren. Magnetfält kring en ledare med likström är statiskt medan fältet kring en växelström varierar med strömmens frekvens. Styrkan på det magnetiska fältet anges i ampere per meter (A/m). Magnetfältet i en punkt är ofta genererat av flera strömkällor. Ibland kan fältet förstärkas av olika källor som alstrar magnetfält i en och samma riktning, men det kan också vara så att de olika magnetfälten tar ut varandra. I en vanlig lampsladd med två ledare går t ex strömmen fram i den ena ledaren och tillbaks i den andra. I detta fall ger de två ledarna upphov till motriktade magnetfält som tar ut varandra, eftersom ledarna ligger så tätt tillsammans. Om ledarna däremot är längre ifrån varandra, som t ex i en kraftledning, tar fälten från de olika ledarna endast delvis ut varandra. Här omges alltså ledningarna av ett större sammanlagt magnetfält. På samma sätt som för det elektriska fältet avtar magnetfältet med avståndet från källan. Det magnetiska fältet från en lång rak enkelledare avtar med ett genom avståndet. Magnetfältet avtar däremot kubiskt med avståndet från en punktkälla; som t ex från en liten motor. 3 Begreppet magnetisk flödestäthet (B) brukar också användas. Hänsyn tas då även till vilket material fältet befinner sig i. Flödestätheten är lika med fältstyrkan (H) multiplicerat med permeabilteten (µ). Enheten för den magnetiska flödestätheten är tesla (T). B = µ H De flesta material som t ex luft, vatten, biologisk vävnad och de flesta metaller har en permeabilitet med ett värde mycket nära det för vakuum. Det är därmed svårare att skärma av ett magnetfält, än ett elektriskt fält. Endast magnetiska material, som järn, har en permeabilitet som kraftigt avviker från vakuum. Ett magnetfält passerar alltså genom en människa eller en annan organism utan att fältet störs i någon nämnvärd grad, eftersom organismer endast innehåller försumbara mängder magnetiskt material. I biologisk vävnad finns det ibland, som i den mänskliga hjärnan, små mängder av magnetitpartiklar (Fe3O4). Dessa partiklar har den förmågan att de kan orientera sig själva i ett magnetfält. Materialet kan alltså bland annat användas som en kompass. Hos levande organismer misstänks förekomsten av magnetit vara en orsak till några av de biologiska effekter av magnetfält vi senare skall diskutera. På samma sätt som ström genom en ledare genererar ett magnetfält, gäller även det omvända förhållandet. I en ledare som befinner sig i ett tidsvarierade magnetfält, eller rör sig i ett statiskt magnetfält, induceras det en elektrisk ström. För en människa som befinner sig i ett tidsvarierande magnetfält uppkommer det alltså induktionsströmmar i kroppen. Induktionsströmmens styrka är dels beroende av magnetfältets styrka, men - eftersom permeabilitet är frekvensberoende - också av magnetfältets frekvens. 3.5 Högfrekventa fjärrfält De elektromagnetiska fälten brukar indelas i när- och fjärrfält beroende på frekvens och avstånd till strålkällan. Normalt sett, om källan är liten i förhållande till våglängden, kan närfältsförhållanden antas råda inom en våglängd från källan. Vi kraftfrekvens (50 Hz) är därmed närfältet 6000 km och vid GSM-telefoni (1,8 GHz) är närfältet 17 cm. Området utanför detta avstånd utgörs av fjärrfältet. Det är alltså främst inom det högfrekventa området vi kan exponeras för fjärrfält av märkbar styrka. Vid fjärrfältsförhållanden skiljs det inte på de elektriska och magnetiska fälten, utan här är det den sammanlagda 3 Hamnerius, 1996 s.7 Sidan 10 av 62

11 effekten som är av intresse. En storhet som används i detta sammanhang är strålningstäthet (s). Den definieras som strålningens effekt, infallande i rät vinkel mot en yta, dividerad med ytans area. Enheten är watt per kvadratmeter (W/m 2 ). I fjärrfältet är strålningstätheten den elektriska fältstyrkan multiplicerad med den magnetiska fältstyrkan (s = E H). Den radiofrekventa strålningens absorption i den mänskliga kroppen anges ofta i SAR (Specific Absorption Rate). Detta är ett uttryck för effektutvecklingen per viktenhet och anges i enheten watt per kilogram (W/kg). SAR-värdet är ett bra mått på den termiska effekten av radiofrekvent strålning, eftersom det är proportionellt mot den temperaturstegring som sker i kroppen. SAR-värdet är beroende av flera faktorer som strålningens styrka, riktning och frekvens samt den bestrålade kroppens form. Om hela kroppen utsätts för samma strålningsintensitet uppkommer det högsta SAR-värdet i halsen, eftersom denna kroppsdel är smalast. Den vågrörelse som ett elektromagnetiskt växelfält utgör kan vara av olika utseende och form. Många "konstgjorda" fält utgörs av en sinusformad vågrörelse. Vid digital signalöverföring användes istället en pulsad våg. Då det gäller informationsöverföring via elektromagnetiska fält påverkar även informationsinnehållet signalens form så att den blir mer oregelbunden. I detta sammanhang talas det också om modulerade signaler. Att en signal amplitudmoduleras innebär t ex att även amplituden av den högfrekventa signalen ges en variation av annan, lägre, frekvens. Som vi återkommer till senare kan även fältets form vara av betydelse för de biologiska effekterna. Sidan 11 av 62

12 4 Olika källor 4.1 Radio- och mikrovågsfält Bakgrundsfält Radiofrekvent strålning kan genereras på naturlig väg, till exempel vid blixturladdningar i samband med åskväder. Jorden bestrålas också ständigt av radiostrålning från universum. Denna kosmiska radiostrålning uppstår genom att stora mängder laddade partiklar accelereras. Intensiteten på jorden av den kosmiska radiostrålningen är dock mycket låg jämfört med den vi själva genererar. 4 I en svensk undersökning från 1999 avseende exponeringen för högfrekventa fält utfördes en serie mätningar i storstad, mindre stad och landsbygd. Medelvärdet för alla mätplatser var 0,5 mw/cm 2 med ett medianvärde av 40 µw/cm 2. Det dominerande bidraget, i storstadsområden, var utsändningar från basstationer för GSM-telefoni vid frekvensen 900 MHz, medan TV-sändningar var den dominerande exponeringskällan på landsbygden Radio, TV och mobiltelefoni Radio- och TV-sändare förekommer i många olika utföranden, från små bärbara stationer med effekter på några tiondels milliwatt till stora anläggningar med antenneffekter på flera hundratals kilowatt. Då det gäller radioutsändningar bärs informationen på olika sätt i signalerna. Man skiljer på radiosignaler som är amplitudmodulerade (AM) och frekvensmodulerade (FM). AM-signalerna kan användas för utsändningar över mycket långa avstånd och därför används stora antenner med hög uteffekt vid sådan kommunikation. Fält från denna typ av AM-antenner överstiger ofta de internationella riktvärdena i närheten av källa. FM-signaler, som även används för TV-utsändningar, används för mer lokala utsändningar, och då krävs det inte lika stora uteffekter som för AM-radio. Antenner för FM-vågor kan ibland återfinnas uppe på taket till byggnader. Det finns alltså risk för att personer kan komma så nära antennen att de kan exponeras för fält som överstiger de internationella riktvärdena. 6 Då det gäller basstationerna för mobiltelefoni avger de fältstyrkor som normalt sett är avsevärt mycket lägre än de som alstras av antenner för radio- och TV-utsändningar. Basstationerna är dock många och utgör därför ett stort bidrag till de högfrekventa fält allmänheten ständigt exponeras för. De basstationer som finns för mobiltelefoni är högt placerade i en mast, ett torn eller uppe på en byggnad. En basstation innehåller antenner, där varje enskild antenn avger en begränsad, strålkastarlik, radiofrekvent stråle som är så gott som parallell med marken. Eftersom antenner som är monterade på husväggar riktar sin energi utåt utsätts människor på andra sidan väggen inte för någon högre strålning. På cirka en meters avstånd rakt framför antennens strålande yta överskrids dock ofta ICNIRP:s riktvärden. 7 Det finns olika tekniker för mobiltelefoni. Det äldre NMT-systemet, arbetade i frekvensband runt 450 och 900 MHz, och utnyttjade en kontinuerlig bärvåg (analog teknik), medan modernare GSM-system utnyttjar pulsade fält (digital teknik) inom frekvensband runt 900 MHz och 1,8 GHz. Den digitala tekniken har visserligen medfört en sänkning av exponeringen, men som vi återkommer till senare finns det misstankar om att pulsade fält ger biologiska effekter vid lägre intensiteter än vad som gäller för kontinuerliga fält. Medan vi ständigt exponeras för svaga fält från basstationer, utsätts användaren för betydligt kraftigare fält under den tid en mobiltelefon används. Detta beror på det korta avståndet till källan. Då mottagningsförhållandena är dåliga kan strålningen komma upp i närheten av de riktvärden som finns till skydd mot exponering av allmänheten. Anledningen till detta är att vid dåliga mottagningsförhållanden behövs det sändas ut en starkare signal från telefonen för att få kontakt med närmaste basstation Andra källor 4 Bäverstam, 1998 s.2 5 Bergqvist et al, 2000 s.13 6 Rehfuess, 2000 s.14 och AFS 1987:2 s.9 7 SSI, 1997a Sidan 12 av 62

13 Från vissa vapensystem, som används för att slå ut elektronik i flygplan, utstrålar det så starka mikrovågsfält att det sägs kunna ramla ner "stekta sparvar från skyn". För fredliga ändamål används inte fullt så kraftig strålning. Strålningsenergi i mikrovågsområdet (10 MHz GHz) används t ex ibland för torkning av vatten- och fuktskador i byggnader. Intensiteten på denna strålning är av sådan styrka att den kan orsaka direkta och bestående skador på människor och djur. 8 Radarn används i olika sammanhang och arbetar oftast inom frekvensområdet 1-10 GHz. Det finns radar för hastighetsövervakning av biltrafik, flygradar, väderradar och radar i satelitkommunikationssystem samt olika militära system. En typisk trafikradar avger cirka 10 mw/m 2 på 10 meters avstånd. 9 Det finns många utrustningar som arbetar med höga effekter av elektromagnetisk strålning vid frekvenser runt 27 MHz. Vid flera olika industriella tillämpningar används radiofrekvent energi för uppvärmningsändamål. Exempel på apparater som används för detta är induktionsvärmare, limtorkar, plastsvetsmaskiner samt olika ugnar. Plastsvetsmaskiner används t ex för att sammanfoga plastfolie till produkter som lastbilskapell, presenningar och regnkläder. I en svensk undersökning har det mätts upp vilken exponering arbetare vid dessa svetsmaskiner utsätts för. Man upptäckte strålningstätheter upp mot 19 kw/m 2 i arbetarens händer. För medicinsk värmebehandling används också kortvågsapparater som arbetar på frekvenser runt 27 MHz och mikrovågsapparater på frekvenser runt 2,45 GHz Lågfrekventa fält Bakgrundsfält i vår närmiljö Även om det jordmagnetiska fältet i huvudsak är statiskt förekommer det variationer av flödestätheten beroende av påverkan från rymden. Jorden påverkas i första hand av laddade partiklar som transporteras hit från solen. Denna transport brukar benämnas solvinden. Olika faktorer gör att solvinden varierar i styrka med tiden. Då starka solvindar kommer i kontakt med jordens magnetfält uppkommer det optiska himlafenomen som norr- eller sydsken i närheten av de jordmagnetiska polerna. Genom att studera de svarta fläckar som finns på solytan har man lyckats konstatera att solens aktivitet varierar över en 11-årsperiod. Vid ett solfläcksmaximum, det vill säga då solen är som mest aktiv, utsändes en extra kraftig solvind som kraftigt kan påverka det jordmagnetiska fältet. Som mest varierar jordens magnetfält med omkring 0,5 µt. Särskilt i stora strömslingor som elnät eller järnvägsnät - kan denna fältförändring ge upphov till stora inducerade strömmar. Vid ett solfläcksmaxima 1989 slogs t ex hela Quebecs elförsörjning ut i nio timmar. Den normala variationen av den naturliga flödestätheten ligger dock på omkring 0,01 µt inom det extremt lågfrekventa området. 11 Bakgrundsfält i vår miljö genereras också av mänskligt konstruerade källor, och vi exponeras därför normalt sett för högre fält än de naturliga. Den tyska strålskyddsmyndigheten har undersökt vilken exponering för magnetfält som befolkningen i allmänhet utsätts för. Undersökningen omfattade individer som utgjorde ett representativt tvärsnitt av befolkningen i Tyskland. Resultatet visade på en genomsnittlig dagsexponering på 0,1 µt. De uppmätta värdena varierade dock mellan olika personer beroende på om de bodde i centralort, på landet, nära kraftledning etc. 12 I Sverige anses medianvärdet för magnetfält i bostäder lokaliserade till större städer vara cirka 0,1 µt. Det elektriska fältet brukar ligga på 1-10 V/m. I mindre städer och på landsbygden är värdena ungefär hälften. Totalt sett beräknar man att 0,5% av bostadsbeståndet har ett magnetfält över 0,2 µt. Exponeringen i arbetsmiljön ligger ofta på samma nivåer, men det finns också många arbetsplatser med betydligt högre magnetfält. Den genomsnittliga exponeringen, av arbetare, för lågfrekventa magnetfält har uppskattats till cirka 0,2 µt Människokroppens elektricitet Då laddade partiklar i form av joner eller elektroner kommer i rörelse uppstår det, som bekant, elektriska 8 SSI, 1997b 9 Suess et al, 1989 s Hansson Mild et al, 1987 s.5ff och AFS 1987:2 s.9 11 Suess et al, 1989 s.182 och Engström, Rehfuess, 2000 s Arbetarskyddsstyrelsen et al, 1996 s.4 och Bergqvist et al, 1999, bilaga 1, s.4 Sidan 13 av 62

14 strömmar. Vid de flesta biokemiska reaktioner i människokroppen, som t ex matsmältningsprocessen eller aktiviteten i hjärnan, är laddade partiklar på något sätt inblandade i processen. På cellnivå blir cellen elektriskt laddad genom att natrium- och kaliumjoner transporteras genom cellmembranet. Det är genom denna mekanism som nervcellerna blir elektriska och kan leda nervimpulser. Av denna anledning förekommer det naturliga strömmar i människokroppen. Sedan 20-talet har mätningar utförts på den elektriska aktivitet hos hjärnbarkens nervceller med EEG (elektroencefalografi). Metoden innebär att den elektriska spänningen mäts mellan elektroder som placeras på huvudet. Även om metoden har den begränsningen att det inte går att mäta all aktivitet i hjärnan, utan endast den som finns i hjärnbarken direkt under skallbenet, kan EEG-mätningar ge intressant information. Det har bland annat upptäckts att EEG ändrar sig med personens vakenhetsgrad. Figur 2. Normala ändringar av EEG vid olika vakenhetsgrader. 14 Inom medicinen, eller närmare bestämt inom neurologin, används EEG för att leta efter sjukdomar som drabbar hjärnan. Mycket talar för att EEG samvarierar med nervvävnadens ämnesomsättning och blodflöde. Då cellernas funktion nedsätts och hjärnaktiviteten reduceras innebär detta en sänkning av EEG:s medelfrekvens och vanligen också en ökning av dess medelamplitud mellan två mätpunkter på huvudet. Exempel på sjukdomar som ger dessa effekter på EEG är åderförkalkning och proppar eller förtätningar i hjärnans blodkärl. Senildemens framkallar EEG-förändringar som är ungefärligen proportionella mot förlusten av nervceller i hjärnan och av de intellektuella funktionerna. Även tumörer, skallskador och infektioner i hjärnan kan störa blodcirkulationen till nervcellerna och påverkar då EEG. Vid ett epilepsianfall sker det däremot en kraftigt ökad aktivitet i hjärnbarkens nervceller. Detta orsakar en plötslig förändring av både frekvens och amplitud i EEG. Cirka 80% av epilepsipatienterna uppvisar också någon form av EEG-förändring mellan anfallen. 15 Man mäter dock inte enbart den elektriska aktiviteten i hjärnan utan mätningar utförs även på hjärtat (EKG), musklerna (EMG) samt andra ställen av kroppen i olika syften. Den ungefärliga storleksordningen på de värden som brukar detekteras med dessa mätmetoder anges i tabell 1. Eftersom en av de orsaker som anges orsaka biologiska effekter vid exponering för elektromagnetiska fält är att de inducerade strömmarna stör kroppens naturliga elektricitet är det viktigt att ha kontroll på vilka nivåer de ligger på. 14 Ingvar, 1980 s.7 15 Ingvar, 1980 s.6ff Sidan 14 av 62

15 Spänning Strömtäthet EKG 1 mv ma/cm 2 EEG 50 µv µa/cm 2 EMG 1 µv pa/cm 2 Tabell 1. Ungefärlig storleksordning på kroppens naturliga strömmar i hjärta, hjärna och muskler Järnvägsnätet De svenska järnvägarna har ett elsystem med 16 kv spänning och frekvensen 16 2/3 Hz. Detta kan medföra problem med magnetfält i hus som ligger nära järnvägen. På södra stationsområdet i Stockholm, där hus byggts direkt över järnvägen, har uppmätts 4 µt två våningar upp i huset. Källan till de störande fälten är strömmen som går till loket och åter till banan. Magnetfältet i huset varierar alltså beroende på var på banan tåget befinner sig. 16 Inne i passagerarvagnarna är fältstyrkan som högst vid golvet eftersom strömförsörjningen är lokaliserad dit. Fältet avtar dock snabbt med avståndet och i sitthöjd ligger magnetfältet på några tiotals µt. 17 I lokkupén brukar dock fälten vara högre och lokförare anses vara en av de yrkeskategorier som är utsatta för de högsta magnetfältsexponeringarna Kraftfrekventa källor Det svenska elnätet utgör en stor källa för exponering av elektriska och magnetiska fält vid nätfrekvensen 50 Hz. Storkraftnätet består idag av mil högspänningsledningar. Däri ingår ledningar på 400 och 220 kv. Via ställverk och olika nätstationer transformeras och distribueras sedan elektriciteten till konsumenten i ledningar för lägre spänning. Hemma i vägguttaget är spänningen 220 V. Det elektriska fältet från en högspänningsledning är som starkast där linorna hänger närmast marken. På marken rakt under en 400 kv-ledning kan fältet ha en styrka upp till 10 kv/m. Inne i ställverk kan fältet vara upp till 25 kv/m. Som vi varit inne på tidigare minskar dock fältstyrkan snabbt med avståndet och det elektriska fältet dämpas också av material som t ex markvegetation och byggnadsmaterial. Magnetfältet från en högspänningsledning beror lite på ledningens utformning och hur hårt den belastas, men fält upp till 30 µt kan förekomma rakt under ledningen. Omgivande material skärmar dock inte av magnetfälten på samma sätt som de elektriska fälten. Inne i hus som ligger mycket nära (10-30 m) högspänningsledningar kan det därför förekomma magnetfält upp mot 10 µt. I vissa större byggnader förekommer det även att en transformatorstation placerats i husets nedersta våning. Utrymmena intill och över dessa stationer har då ofta förhöjda magnetfält, vilka kan uppgå till tiotals µt. 18 En vanlig källa till magnetiska fält i tätorter är så kallade vagabonderande strömmar. De uppkommer då el installeras med sammankopplad nolla och skyddsjord, vilket ofta är fallet i Sverige. Om man exempelvis ansluter en tvättmaskin till elnätet drivs den via tre ledningsfaser och en nolledare för returström. Tvättmaskinens metallhölje, som ofta står i förbindelse med vattenledningsrör, skyddsjordas också. Eftersom nolledare och skyddsjord är ihopkopplade har då en del av returströmmen möjlighet att rymma och ta en genväg till transformatorn via vattenledningsnätet. Det brukar sägas att strömmen vagabonderar eller "är på luffen" då. I en vanlig elkabel där fram- och returledare ligger tätt intill varandra tar magnetfälten från respektive ledare ut varandra, eftersom strömmen, och därmed också magnetfälten, går i olika riktning. En vattenledning som leder ström blir däremot en enkelledare med ett oreducerat magnetfält. Vagabonderande strömmar i vattenledningar, fjärrvärmeledningar, teleledningar, armeringsjärn m m ger upphov till magnetfält på många ställen i tätbebyggda områden. De vagabonderande strömmarna ligger ofta på en styrka omkring 10 A och ger då upphov till ett magnetfält av 2 µt på 1 meters avstånd från ledaren. 19 I storstäderna har det gjorts en del mätningar över magnetfälten i utomhusmiljö. Elbranschens forskningsorgan, Elforsk, har gjort mätningar av gatorna i Stockholms innerstad och på vissa ställen funnit fält på 6 µt. På de flesta mätpunkter låg magnetfälten mellan 1 och 2,5 µt. Orsaken till dessa fält är nedgrävda fjärrvärmerör och andra elektriskt ledande kablar som ligger någon halvmeter under gator och trottoarer Hamnerius, 1996 s.18f 17 Rehfuess, 2000 s Elforsk, 1998 s.6f och Hamnerius, 1996 s.16ff och Hamnerius, 1996 s.20ff 20 Ekstrand, 1998 s.28f Sidan 15 av 62

16 I hemmiljön finns det också många andra källor till elektriska och magnetiska fält. Nätanslutna apparater och lampor kan ofta avge omkring 10 µt på någon decimeters avstånd. Här handlar det dock om punktkällor där fälten avtar snabbt med avståndet. I vissa situationer kan vi dock exponeras för mycket höga magnetfält. Det finns t ex nätdrivna rakapparater och hårtorkar som ger över 1 mt vid användning. I solarier har det också uppmätts magnetfältsexponeringar upp till 60 µt, i kombination med en elektrisk fältstyrka på 2 kv/m Lågfrekventa källor över 60 Hz Vissa nätdrivna apparater alstrar även fält av annan frekvens än nätfrekvens. Den traditionella bildskärmen eller TV-apparaten med bildrör är exempel på detta. Inom lågfrekvensområdet genererar skärmen också fält av linjefrekvens. Bilden byggs upp genom att en mängd linjer ritas på skärmen. Linjefrekvensen är det antal linjer som ritas per sekund och brukar ligga mellan 20 och 100 khz för olika typer av bildskärmar. Även lysrör och bakgrundsbelysningen till LCD-bildskärmar avger fält i khz-området. Normalt sett ligger styrkan av det linjefrekventa magnetfältet några decimeter framför bildskärmen på omkring 0,1 µt. Denna fältstyrka kan tyckas vara förhållandevis låg, men då måste det också beaktas att den ström som induceras i kroppen är beroende av såväl fältstyrka som frekvens. Detta innebär att då man sitter framför en bildskärm kan det induceras högre strömstyrkor i kroppen än t ex då man befinner sig rakt under en högspänningsledning. 22 Det finns olika säkerhetssystem som bygger på elektromagnetiska fält. Mittemellan bågarna på stöldalarm i affärer eller bibliotek finns det ofta några hundra µt vid frekvenser runt 1 khz. Liknande larm finns även för att detektera metallföremål hos flygpassagerare. 23 I industrin förekommer kraftiga magnetfält i processer där stora induktionsmotorer eller induktionsvärmare används. Inom den svenska stålindustrin har det t ex mätts upp magnetfält mellan 8 och 70 mt vid frekvenser under 300 Hz. Kring ljusbågsugnar och vid svetsarbete är det också vanligt att arbetare exponeras för fält i storleksordning några millitesla. I sjukhusmiljö, vid användning av viss utrustning, förekommer det exponering för magnetfält i storleksordningen 1-10 mt Statiska fält Naturliga fält Det jordmagnetiska fältet kan liknas vid en tvåpolig stavmagnet med statiska fältlinjer mellan nord- och sydpol. Styrkan på det jordmagnetiska fältet är geografiskt beroende och varierar inom intervallet µt. I Sverige ligger fältstyrkan för närvarande på cirka 50 µt. 25 I jordens atmosfär finns det också ett statiskt elektriskt fält som beror på laddningsdifferenser. Ett moln har t ex ofta annan laddning än jordytan. Normalt sett ligger fältstyrkan på omkring 130 V/m vid vackert väder, men vid riktiga åskoväder har det observerats fältstyrkor upp mot 100 kv/m. 26 Statisk elektricitet uppkommer även i många andra sammanhang. Vi kan själva generera den då vi drar av oss en tröja eller kammar det nytvättade håret. Denna typ av elektrostatisk uppladdning uppkommer genom kontakt och separation mellan olika ytor. Den laddningsöverföring som sker när ytorna skiljs åt kan vi ibland känna, höra eller se. Uppladdningens storlek bestäms främst av vilken kombination av ämnen det är som kommer i kontakt med varandra. Endast ämnen med mycket hög isolationsförmåga kan ge elektrostatisk uppladdning. Dessa kan dock också ladda upp isolerade ledare. Vi människor är sådana ledare då vi är isolerade från jord t ex via ett par skor med gummisulor. Särskilt vintertid, då luften är torr, blir vi extra starkt uppladdade. Anledningen till detta är att det inte bildas något elektriskt ledande vattenskikt på kontaktytorna vid torr luft. Om en kraftig uppladdning uppkommer, så att den elektriska fältstyrkan blir mycket hög, kan den utjämnas med en gnista mellan ytorna. Laddningar överförs då mellan de föremål som har olika potential. Den blixt som uppkommer vid åskoväder är t ex en enorm gnista orsakad genom denna typ av urladdning. Även sådan 21 Hamnerius, 1996 s. 25ff och Rehfuess, 2000 s Hamnerius, 1996 s.30ff 23 Hamnerius, 1996 s.37 och Rehfuess, 2000 s Suess et al, 1989 s.182f 25 National geophysical data center, Suess et al, 1989 s.178 Sidan 16 av 62

17 gnisturladdning som vi själva orsakar, t ex genom att vi drar av oss en tröja, kan vara farlig om den sker i en brandfarlig miljö Mänskligt konstruerade fält Batterier och batteridrivna apparater arbetar med likström och avger därför statiska fält. I en el-driven bil eller truck finns det mycket batterier, men även i en vanlig bensindriven bil finns det utrustning som avger statiska fält och är lokaliserade nära kroppen. Detta gäller bland annat bilens värmesits och dess elektriska fönsterhissar. Vissa tågliknande fordon drivs också av likström. Detta gäller t ex spårvagnsnätet i Göteborg och tunnelbanenäten i många städer. Det statiska magnetfältet under denna typ av likströmskraftledningar kan ligga i storleksordningen 20 µt. Inne i ett tåg varierar fälten mycket beroende på olika omständigheter. I England har det mätts upp så höga fält som 200 µt i sitthöjd inne i passagerarvagnar. 27 Även de kraftledningar som ligger på havsbottnarna brukar överföra likström. Det magnetfält som avges från dessa kablar ligger vanligtvis på en nivå över det jordmagnetiska fältet i den närmaste omgivningen till kabeln. Magneter är vanliga i högtalare och batteridrivna motorer. Dessa kan producera magnetfält i storleksordningen 1 10 mt i omedelbar närhet till deras magnetiska poler. 28 Fältstyrkan avtar dock mycket snabbt med avståndet för denna typ av punktkällor. Inom vissa tillverkningsindustrier finns det ibland likströmsutrusning som genererar höga statiska fält. Detta gäller t ex vid elektrolytiska processer som aluminiumproduktion. Det finns rapporter om arbetare vid aluminiumugnar som exponerats för 5-15 mt under långa tidsperioder. Arbetare vid partikelacceleratorer kan exponeras för magnetfält runt 300 mt under flera timmar i sträck. 29 Inom sjukvården används MRT (magnetresonanstomografi) för magnetisk fotografering av människokroppen. Tekniken går till så att patienten ligger inne i en stor cylinderformad magnet och exponeras under en kortare tid för ett mycket högt statiskt magnetfält. Atomkärnorna i kroppen pekar normalt i olika riktningar, men när de påverkas av fältet i magnetkameran ställer de in sig så att de ligger parallellt med varandra. Atomkärnorna roteras på detta sätt ur sin naturliga position. När sedan magnetfältet slås av faller atomkärnorna tillbaka på sin naturliga plats och avger då radiovågor. Det är genom att detektera dessa radiovågor som en dator kan bygga upp en bild av den exponerade kroppen. Under den tid fotograferingen pågår kan patienten utsättas för ett magnetfält upp mot 2 T. 30 I katodstrålebildskärmar till datorer och TV-mottagare accelererar en elektrod upp en elektronstråle som ritar upp bilden på insidan av skärmglaset. Denna elektronstråle ger upphov till ett elektrostatiskt fält framför bildskärmen, vilket bland annat drar åt sig dammpartiklar med negativ laddning. Om bildskärmen snabbt blir dammig är därför detta ett tecken på att den avger starka elektrostatiska fält. Partiklar av positiv laddning vandrar istället ifrån bildskärmen, mot användaren. På ett avstånd om 30 cm från bildskärmen brukar det elektrostatiska fältet ligga mellan 0 och 50 kv/m beroende på modell. Det statiska magnetfält som alstras av en bildskärm brukar dock anses som försumbart i förhållande till det jordmagnetiska fältet Moulder, Moulder, Moulder, Brandt et al, Hamnerius, 1996 s.32 Sidan 17 av 62

18 5 Biologiska risker 5.1 Introduktion Ett elektromagnetiskt fält har den egenskapen att det utövar kraftpåverkan på laddade partiklar. Av denna anledning är det uppenbart att sådana fält har potential att påverka biologiska system. I människor, djur och växter förekommer det laddade partiklar i form av joner och fria elektroner. Dessa laddade partiklar deltar i praktiskt taget alla biokemiska processer och fyller en viktig funktion i biologiska system. Cellens kommunikation med sin omgivning styrs t ex av en jontransport genom dess membran. Ibland kan vi känna av fälten rent fysiskt. Vid bärplockning under en kraftledning kan det t ex uppkomma lätta stick i fingertopparna. Håller man armen nära bildskärmen till TV-apparaten kan också armens hår resa sig. Vi är alla mer eller mindre känsliga för sådana biologiska effekter. Tillfällig exponering för denna typ av fält anses dock, normalt sett, inte medföra några hälsorisker. De risker för människors hälsa och miljön som fälten ger upphov till är beroende av olika faktorer. Fältstyrkan och exponeringstiden är två viktiga parametrar i detta sammanhang. Fältens växelverkan med en organism är också frekvensberoende. I denna framställning kommer därför beskrivningen av de biologiska riskerna att uppdelas i olika avsnitt efter fältens frekvens. Då det gäller elöverkänslighet brukar dock diskussionen föras oberoende av frekvens. Denna problematik kommer därför att redovisas i ett särskilt kapitel. Det finns vissa risker med exponering för elektromagnetiska fält som vi har god kännedom om. Den termiska effekten är den effekt som är mest välkänd. Alla som använt en mikrovågsugn vet att elektromagnetiska mikrovågsfält kan värma upp en kropp. För att den termiska effekten skall uppkomma behöver dock fältstyrka och exponeringstid ställas in på vissa nivåer. Vi vet också att nervsystemet bygger på elektricitet. Om intensiteten på ett externt fält är tillräckligt hög kan det därmed påverka nervsystemets funktion. Denna effekt är säkerställd genom laborativa experiment. Då det gäller denna typ av akuta effekter har vi bra kontroll över vid vilka fältstyrkor och frekvenser negativa hälsoeffekter börjar uppträda. Det är på denna information de internationella rekommendationerna om riktvärden baserar sig. En parameter som dock inte har beaktats då dessa gränser fastställts är längre exponeringstider. Det finns också risker med långvarig exponering för svaga elektromagnetiska fält. Här handlar det dock inte om helt säkerställda risker, utan mer om en viss grad av sannolikhet för negativa effekter. Det finns många statistiskt säkerställda studier som visar på hälsorisker, men ofta är det så att de resultat olika forskargrupper presenterar inte är helt samstämmiga. Medicinsk expertis brukar också ange att orsaksmekanismerna är okända. Det finns dock flera intressanta hypoteser som ger möjliga förklaringsmodeller. Den omständigheten att elektricitet fyller en viktig funktion i levande organismer innebär givetvis en möjlighet till påverkan även av svaga externa fält. Livet på jorden har också under lång tid utvecklats under en miljö bestående av ett jordmagnetiskt fält och annan naturlig elektromagnetisk strålning. Frågan är på vilket sätt evolutionen påverkat livet med anledning av detta? Efter olika studier vet vi att vissa djurarter orienterar sig efter det jordmagnetiska fältet. Vi vet också att dessa djurarter, liksom människan, innehåller magnetiskt material i form av magnetit. Detta material fungerar utmärkt som en detektor för magnetfält. En teori är därför att vi utvecklat olika funktioner som bygger på känslighet för externa magnetfält i olika avseenden, vilka kan störas av mänskligt förorsakade fält. Det har också upptäckts att elektromagnetiska fält, under vissa betingelser, ger upphov till biologiska effekter som kan förklara de sjukdomar långtidsexponering misstänks ge upphov till. Här finns det flera intressanta hypoteser som undersöks i syfte att få ytterligare kunskap om orsakssambanden. 5.2 Undersökningsmetodik Jämförelse mellan olika metoder Innan vi går närmare in på de forskningsresultat som finns inom området, bör några saker nämnas om den metodik forskarna använder. Detta behövs för förståelse av de värderingar som görs. Inte minst vid en rättslig Sidan 18 av 62

19 tillämpningen av försiktighetsprincipen är det av betydelse att känna till förutsättningarna för de uttalanden som görs i utlåtanden av medicinsk expertis. För att undersöka riskerna med exponering för elektromagnetiska fält används flera typer av metoder som alla har sina för- och nackdelar. De metoder som används är främst epidemiologiska studier, djurförsök och så kallade in-vitro studier där det görs laborativa experiment på cellnivå. I epidemiologiska undersökningar studeras förekomsten av olika sjukdomar i befolkningen samt faktorer som påverkar denna förekomst. Syftet är att finna samband mellan sjukdomar och exponering för faktorer som exempelvis elektromagnetiska fält. En nackdel med denna metod är dock att den har svårt att detektera små effekter, vilket det ofta är fråga om då det gäller exponering för svaga elektromagnetiska fält. Det är svårt att skilja små effekter från inga effekter alls. Avsaknaden av resultat behöver inte betyda att ett orsakssamband saknas utan kan också betyda att mätmetoden inte är tillräckligt tillförlitlig för att detektera sambandet. Epidemiologiska studier utgör dock i regel den enda möjligheten att studera samband mellan elektromagnetiska fält och hälsoeffekter direkt hos människan. Visserligen görs det också vissa laboratorieexperiment med frivilliga försökspersoner, men då handlar det bara om att undersöka sådana biologiska effekter som inte anses kunna vara skadliga för hälsan. En annan nackdel med epidemiologiska studier är också att resultatet endast bygger på ett statistiskt samband mellan exponering och sjukdom, vilket inte behöver vara det samma som att exponeringen är den verkliga orsaken till hälsoeffekten. Laborativa in-vitro-studier av celler syftar till att klarlägga underliggande mekanismer som sammanbinder exponering med biologiska effekter. I förhållande till denna typ av cellstudier är laborativa in-vivo-studier med olika arter av försöksdjur mer relaterade till en verklig livssituation. Ofta är det dock vanskligt att översätta resultatet från djurstudier på människor, eftersom doser och känslighet kan variera. Ett vanligt problem inom området är att när en eller flera undersökningar visat på någon biologisk effekt har andra forskargrupper försökt upprepa experimentet utan att komma fram till samma resultat. En orsak till detta kan vara små, till synes obetydliga, fel eller olikheter i metodik och laboratorieuppställningar. Resultatet av ett experiment på en råtta kan t ex påverkas av om råttan under försöket utsätts för en miljö som stressar den på ett annat sätt än genom påverkan av elektromagnetiska fält Mer om epidemiologiska studier Epidemiologiska studier kan göras på olika sätt beroende på omständigheterna i den aktuella situationen. Den klart vanligaste metoden som används för att undersöka effekterna av elektromagnetiska fält är dock fallkontrollundersökningen. Denna metod innebär att det ur en population väljs ut en fallgrupp och en kontrollgrupp. Fallgruppen består av individer som har den sjukdom som skall undersökas och kontrollgruppen består av individer som inte har denna sjukdom. Därefter insamlas exponeringsdata och en jämförelse görs mellan exponeringen för fall och kontroller. Det mått som brukar användas för att jämföra sjukligheten hos exponerade och oexponerade individer betecknas relativ risk. Den relativa risken anger förhållandet i antalet sjukdomsfall bland de som exponerats för fälten och de som inte exponerats för fälten. Om den relativa risken är större än 1 kan det alltså vara så att fälten ökar risken för att utveckla sjukdomen. Ett mått på sannolikheten för resultatets korrekthet är statistisk signifikans. En sannolikhet om 95% för att resultatet är korrekt är den tröskel för signifikans som används i de flesta studier inom området. Ibland, t ex då det gäller barnleukemi, kan en sjukdom vara så sällsynt att det blir svårt att finna tillräckligt många sjukdomsfall, vilket kan vara en orsak till att resultatet blir statistiskt osäkert. Det kan även finnas förväxlingsfaktorer som påverkar analysen av resultatet. I en svensk studie över plastsvetsarbetare, vilka exponeras för höga elektromagnetiska fält, har man t ex funnit att 30% av svetsarna hade ögonskador mot endast 10% av de personer i studien som hade andra arbetsuppgifter. Den relativa risken var alltså 3. Här gick det dock inte att dra några säkra slutsatser om att fälten orsakat ögonskadorna, eftersom även flyktiga kemiska ämnen som avges från plasten kan ge upphov till ögonskador. 32 Fynden i en studie måste först och främst beaktas mot bakgrund av hur väl forskarna lyckats kontrollera olika felkällor. Det finns även andra kriterier som brukar användas vid utvärderingen av om det finns ett 32 Hansson Mild et al, 1987 s.41f Sidan 19 av 62

20 orsakssamband mellan exponering och sjukdom. I detta sammanhang brukar ofta Hills kriterier åberopas. I huvudsak har dessa följande innebörd. Om observerade samband är starka minskar risken för att de kan förklaras av systematiska fel. En hög relativ risk gör alltså orsakssambandet troligare. Samstämmiga fynd i studier utförda på olika befolkningsgrupper stärker tilltron till ett samband. Hypoteser om ett orsakssamband stärks om det finns ett samband mellan den relativa risken och exponeringsnivån. En biologiskt rimlig förklaring över sambandet mellan exponering och hälsoeffekt stärker tilltron. Djur- och cellstudier som visar på liknande fynd stärker också tilltron. 5.3 Radio- och mikrovågsfält Några viktiga egenskaper hos fälten Inom detta frekvensområde (100 khz GHz) skiljs det på termiska och icke-termiska effekter. De termiska effekterna är allmänt accepterade som hälsofarliga och det finns också internationella rekommendationer om riktvärden som anger vid vilka nivåer strålningen anses skadlig. Detta gäller även icke-termiska effekter för frekvenser upp till 10 MHz. Då det gäller effekterna av en längre tids exponering för strålning som ligger under dessa riktvärden råder det dock en större osäkerhet. Det finns vissa generella egenskaper hos de radiofrekventa fälten som har betydelse för frågan om vilka biologiska effekter som kan uppkomma. De sätt på vilket fälten tränger in i den exponerade vävnaden är beroende av frekvensen. Ju lägre frekvens, desto djupare tränger fälten in i vävnaden. En mobiltelefon som hålls nära örat ger t ex upphov till exponering endast några centimeter in i skallen, eftersom energin absorberas så snabbt vid mobiltelefonifrekvens. 33 Vid bedömning av de icke-termiska effekterna bör man också uppmärksamma den omständigheten att människans naturliga fält är av betydligt lägre frekvens än de radiofrekventa fälten. Magnetfältskomponenten av de radiofrekventa fälten inducerar därför strömmar i kroppen som till frekvens starkt avviker från kroppens egna strömmar. De elektriska fälten förändras dock av kroppen. Detta innebär dels att fältstyrkan dämpas, men också att frekvensen ändras. Konduktiviteten hos biologisk vävnad är sådan att elektriska fält runt 100 MHz genererar strömmar i kroppen med frekvens som påminner om människans naturliga elektricitet. Även formen på fälten har visat sig vara av betydelse för de biologiska effekterna. Det skiljs på sinusformade vågor och pulsad strålning. Vid samma energiabsorption från de två strålningstyperna har det visat sig att de pulsade fälten ger större biologisk respons. Det går t ex att höra pulsmodulerade fält vid frekvenser mellan 200 MHz och 6,5 GHz Säkerställda hälsorisker och riktvärden De hälsorisker med radiofrekventa fält som anses säkerställda är dels den termiska effekten och dels påverkan på nervsystemet. Inom frekvensområdet mellan 100 khz och 10 MHz har man visat att den dominerande effekten av strålningen övergår från att stimulera nerver och muskler till termisk uppvärmning av kroppen. I en laborativ studie med frivilliga försökspersoner har det upptäckts att den primära effekten av exponering för strålning vid 100 khz är att nervsystemet retas, medan huden istället värms upp vid 10 MHz. 35 Då det gäller effekterna på nervsystemet kommer dessa att behandlas utförligare i samband med effekterna av de lågfrekventa fälten. För människan och vissa djurarter är värmekänslighet och termoreglering förknippad med hypotalamus och termiska receptorer i hud och kropp. Information om temperaturförändringar överförs via det centrala nervsystemet och det endokrina körtelsystemet. Detta innebär att en organism reagerar både fysiologiskt och beteendemässigt på uppvärmning. Termiska effekter i form av en höjd kroppstemperatur har vi alla känt av vid fysisk aktivitet och i samband med feber vid sjukdomstillstånd. Från laborativa försök på människor har vi även fått information vid vilka strålningsnivåer en känsla av uppvärmning uppträder i kroppen. Genom olika studier har vi också god kontroll över vilka temperaturökningar människan klarar av. Ökningar av människans kroppstemperatur med mer än Ahlbom et al, 2000 s ICNIRP, 1998 s ICNIRP, 1998 s.504 Sidan 20 av 62