Takzvaný „elektromagnetický smog“ je umělé elektromagnetické záření (EMZ) vytvářené emitujícími zařízeními, jako jsou antény, mobilní telefony, wifi routery atd. Elektrické vedení také vyzařuje nízkofrekvenční magnetická pole přispívající k elektromagnetickému smogu. Od 20. století je lidstvo vystaveno různé intenzitě elektromagnetického smogu, ale příchod bezdrátového internetu a mobilního širokopásmového připojení (LTE, 5G) učinil takové elektromagnetické zářiče všudypřítomné v našem každodenním životě. Jsme také vystaveni malému množství přirozeného EMZ, například pocházejícího ze Slunce (rádiové vlny a magnetické bouře). Je zřejmé, že naším hlavním zájmem je pochopit, zda typické úrovně výkonu umělého EMZ, kterým jsme vystaveni, jsou skutečně škodlivé pro lidi a ekosystémy.
EMZ se skládá z elektromagnetických polí, která se šíří jako vlna rychlostí světla. Účinky EMZ zcela závisí na jeho intenzitě (síle pole) a vlnové délce (velikost vlny). Frekvence vln v hertzech (Hz), převrácená hodnota vlnové délky, vyjadřuje, kolik vln vznikne za daný časový úsek. Vlnové délky větší než 1 m se podle konvence nazývají rádiové vlny, zatímco vlnové délky mezi 1 m (300 MHz) a 1 mm (300 GHz) se nazývají mikrovlny. Stojí za zmínku, že viditelné světlo a rentgenové záření jsou také součástí elektromagnetického spektra, ale mají mnohem kratší vlnové délky.
Hlavním účinkem mikrovlnné expozice na organismy je zahřívání. Molekuly vody totiž snadno absorbují vlny o těchto vlnových délkách a přijatou energií se zahřívají. Živé bytosti, zejména rostliny, mají velký obsah vody, a proto se při vystavení mikrovlnám snadno zahřívají. Tento efekt ohřevu je způsob fungování mikrovlnných trub, které se nacházejí v našich kuchyních. Pro srovnání, tyto trouby pracují na frekvencích 2,45 GHz, zatímco frekvence používané pro mobilní standardy LTE/G4 a G5 se pohybují mezi 3 a 300 GHz. Mikrovlny používané pro mobilní síť jsou obvykle zcela absorbovány v pouhých několika centimetrech biologické tkáně [1].
Intenzita EMZ vyzařovaného anténami je omezena zákonnými hodnotami, aby se snížila expozice lidí a životního prostředí. Limity stanovené v České republice se pohybují mezi 10 W/m2 pro veřejnost a 50 W/m2 pro technické pracovníky operátorů. [2]. V souvislosti s tepelnými účinky EMZ můžeme tyto limity považovat za velmi konzervativní. Například výkon dodávaný Sluncem dosahuje až 1000 W/m2, a proto má mnohem větší tepelný potenciál než EMZ při zákonném limitu pro rostliny. Pro představu, hustota výkonu 10 W/m2 v mikrovlnném spektru může zahřát tkáň až o 1 mW/g, což je méně než průměrný klidový metabolický energetický výdej člověka (mozek dosahuje v klidu asi 15 mW/g ) [3]. Veřejné EMZ zářiče však zřídka dosahují zákonných limitů. Například povrchový výkon měřen 3 metry od nejnovějších 5G antén se obvykle pohybuje mezi 0,01 a 0,1 W/m2, což je o několik řádů méně, než je zákonný limit. Naměřený povrchový výkon rychle klesá se vzdáleností od antény (se čtvercem vzdálenosti), což znamená, že tyto hodnoty by byly již 10krát menší pouhých 10 metrů od antény. I v extrémních případech je tedy radiační ohřev mikrovlnnými anténami zanedbatelný. Stojí za upozornění, že tepelné efekty se rádiových vln netýkají, protože oproti mikrovlnám nejsou tak dobře absorbovány vodou.
Netepelné účinky expozice EMZ na organismy nejsou tak dobře známy a proto jsou předmětem intenzivního vědeckého výzkumu. Jedním z důvodů je, že interakce vysokofrekvenčního EMZ s biochemií organismů je velmi komplexní. Je proto složité vyvinout přesné modely spojující účinky na zdraví s konkrétním typem expozice EMZ. Dalším důvodem je, že některé zdravotní problémy, jako je rakovina, se mohou vyvinout v průběhu mnoha let a my jsme vystavováni relativně vysoce výkonným zdrojům EMZ pouze asi 3 desetiletí. U lidí k dnešnímu dni neexistují žádné důkazy spojující EMZ s nepříznivými zdravotními účinky, a to jak z epidemiologických studií, tak z laboratorních studií pro střední expozice [4]. Akutní netepelné účinky jsou možné u nízkofrekvenčního záření, ale pouze při extrémních výkonových úrovních vysoko nad těmi, které jsou obecně měřeny v blízkosti antén nebo elektrických vedení [5].
Studie expozice EMZ specifické pro rostliny se provádějí buď v laboratoři za použití ozařovacích komor a kalibrovaného zdroje EMZ, nebo v přirozeném prostředí v blízkosti výkonných zářičů. Na laboratorních vzorcích je zaznamenána široká škála účinků, jako jsou změny v růstu a vývoji, změna klíčivosti semen a změny v genové expresi. Tyto účinky jsou spojeny s biochemickými procesy, zejména změnami v enzymatické aktivitě rostlin a buněčném metabolismu. Přesné mechanismy spojující expozici EMZ s biochemickými změnami v rostlinných buňkách nejsou zatím známy i přes snahu biologů nalézt společný jmenovatel napříč studiemi [6].
Zatímco vědecký výzkum má tendenci prokázat jasný účinek expozice EMZ v laboratoři, studie v reálném prostředí bývají neprůkazné nebo v rozporu s laboratorními studiemi. Problém spočívá v obtížnosti zajištění konzistentních podmínek ozáření, protože venkovní rostliny podléhají nekontrolovaným environmentálním vlastnostem, které často narušují závěry. V tuto chvíli je rozumné se domnívat, že netepelné účinky EMZ na rostliny jsou zanedbatelné ve srovnání s přirozenými environmentálními stresy [7].
K pochopení mechanismů interakce s elektromagnetickým vlnami na rostlinných buňkách je zapotřebí více vědeckého výzkumu. Chybí také prediktivní modely škodlivých účinků expozice rostlin elektromagnetickému záření v přirozeném prostředí. Zatím nic nenasvědčuje tomu, že by současné zákonné limity nebyly dostatečné k ochraně rostlin, ale přesto by měl být přijat obezřetný přístup k instalaci nových elektromagnetických zářičů, jako jsou vysílače mobilní sítě.
Za Zeptej se vědce odpovídal Benoit
Zdroje:
[1] https://www.emf-portal.org/en/cms/page/home/effects/radio-frequency
[3] https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2107022118
[4] https://www.who.int/news-room/questions-and-answers/item/radiation-electromagnetic-fields
[5] https://www.emf-portal.org/en/cms/page/home/effects/low-frequency
[6] Kaur, S., Vian, A., Chandel, S. et al. Sensitivity of plants to high frequency electromagnetic radiation: cellular mechanisms and morphological changes. Rev Environ Sci Biotechnol 20, 55–74 (2021). https://doi.org/10.1007/s11157-020-09563-9
[7] Malkemper EP, Tscheulin T, Vanbergen AJ, Vian A, Balian E, Goudeseune L, The impacts of artificial Electromagnetic Radiation on wildlife (flora and fauna). Current knowledge overview: a background document to the web conference. A report of the EKLIPSE project, (2018) URL: https://eklipse.eu/wp-content/uploads/2020/10/EMR-KnowledgeOverviewReport_FINAL_27042018-1.pdf
