Mobiltelefoner og helseskader

Transkript

1 Mobiltelefoner og helseskader Gunnhild Oftedal og Anders Johnsson, Institutt for fysikk, NTNU Teknologirådets rapport 01/02

2 Teknologirådet Prinsens gate 18 Pb. 522 Sentrum, 0105 Oslo Tlf Faks

3 Forord I 2001 arrangerte Teknologirådet en idédugnad om fremtidige prosjekter. Et av forslagene kom fra stortingsrepresentant Olav Gunnar Ballo og dreide seg om helseskader ved bruk av mobiltelefoner. Ballo henviste til ny forskning som skulle tilsi at det eksisterer en viss helserisiko, men at det ikke var enighet om dette. Han foreslo derfor at Teknologirådet skulle gjennomføre en evaluering av spørsmålet. Teknologirådet vurderte dette som et viktig tema for teknologivurdering, spesielt tatt i betraktning den formidable og raske økningen i bruk av mobiltelefon i Norge. Vi ba derfor to av Norges fremste forskere på dette feltet, Gunnhild Oftedal og Anders Johnsson (begge ved NTNU), om å lage en statusrapport som oppsummerer vår kunnskap om temaet. Rapportens konklusjoner har vært lagt frem for Teknologirådets medlemmer før publisering. Det er også laget et eget nyhetsbrev til Stortinget med tittelen Mobiltelefoner og helseskader: Hva vet vi og hva så? Her oppsummeres konklusjonene i rapporten, og det gis anbefalinger om politiske tiltak. Teknologirådet er et uavhengig og rådgivende organ for teknologivurdering. Det ble opprettet av kongen i statsråd 30. april 1999, etter initiativ fra Stortinget. Rådet har for tiden 11 medlemmer. Leder er professor Eivind Osnes og nestleder er fylkesmann Ann-Kristin Olsen. Sekretariatet holder til i Prinsens gt 18. Andre av Teknologirådets prosjekter handler om temaer som stamceller, IKT og energi, oppvarming, trafikken i 2020, og ny teknologi og personvern. Metoden bak hvert enkelt prosjekt vil variere, fra lekfolkskonferanser og scenarieverksteder til ekspertutredninger og åpne høringer. Hovedsiktemålet er uansett å identifisere de store teknologiutfordringene og bidra til en bred og offentlig debatt om hva som må gjøres. Vi tror at de utfordringer som vi har i forbindelse med teknologi, best løses ved at eksperter, beslutningstakere, interesserte parter og lekfolk hver for seg og sammen stimuleres til å diskutere teknologiske valg. Teknologirådet takker Gunnhild Oftedal og Anders Johnsson for fremragende arbeid med denne rapporten. Det rettes også en takk til Stein Erik Paulsen, Telenor Mobil og Jan Eriksen Telenor Forskning og Utvikling for informasjon om tekniske detaljer om mobiltelefonsystemet UMTS. Tore Tennøe Sekretariatsleder, Teknologirådet 3

4 Forord Innledning Hva er elektromagnetisk stråling og andre begreper? Elektromagnetiske felt fra mobiltelefoner og bærbare telefoner NMT GSM DECT UMTS Oppsummering trender i utviklingen Elektromagnetiske felt og kjente virkninger på mennesker og dyr Grenseverdier Grenseverdier og grunnlaget for grenseverdiene Overskrides grenseverdiene ved bruk av mobiltelefoner? Biologiske virkninger av svake radiofrekvente felt Virkninger på sentralnervesystemet Elektriske signaler fra hjernen Ytelse Effekter på blod-hjernebarrieren Hodepine og andre symptomer Øyeskader Kreft Skader på arvematerialet Dyreforsøk og utvikling av kreft Befolkningsundersøkelser Kan noe gjøres for å redusere risikoen for helseskader? Konklusjoner: Hva vet vi, og hva trenger vi mer kunnskap om? Referanser...28 Ordforklaring

5 1 Innledning Ny alarm-rapport om mobilstråling 1 og lignende overskrifter i massemedia skaper bekymring om helsefare ved bruk av mobiltelefoner. Folk spør: Er det farlig å bruke mobiltelefon? Dette angår stadig flere mennesker. Siden håndholdte mobiltelefoner ble introdusert i Norge i første halvdel av 1990-årene, har antall mobiltelefonbrukere økt meget raskt, og som vist i fig. 1, har antall mobiltelefonabonnement nå passert 3.5 millioner. I gjennomsnitt er det altså nesten én mobiltelefon per person i Norge. Antall abonnenter År Figur 1: Utvikling i antall mobiltelefonabonnenter i Norge (Data fra Telenor og Netcom for GSM og NMT.). Fordi mobiltelefonen brukes av svært mange mennesker og på bakgrunn av manges bekymring for mulig helsefare, vil det være viktig å finne om bruken medfører en helsefare. Hensikten med denne rapporten er å formidle hva vi vet og hva vi ikke vet om mulige helseskadelige virkninger av mobiltelefonstrålingen. For å gi en bedre forståelse av hva dette dreier seg om tar rapporten opp blant annet følgende spørsmål: Hva er mobiltelefonstråling? Hva skiller ulike mobiltelefonsystemer med hensyn på strålingen? Overskrides anbefalte grenseverdier ved bruk av mobiltelefonen? Det er også inkludert et kapittel om hva som kan redusere risikoen for skader, - hvis det er noen risiko. Mange mulige virkninger av mobiltelefonstråling er undersøkt. Denne rapporten begrenser seg til å inkludere de effektene som er mest diskutert. Det som er presentert gir allikevel et inntrykk av hva vi generelt vet og ikke vet om mulige helseskader. For informasjon om også andre effekter, henvises til annen oversiktslitteratur (Repacholi 1998, Byus et al. 1999, Steward et al. 2000, Krewski et al. 2001). Som forklart senere i rapporten, har ulike karakteristika ved strålingen betydning for mulige effekter. Derfor inkluderes her først og fremst undersøkelser hvor det er brukt mobiltelefoneksponering eller imitert slik eksponering. Når andre former for eksponering er benyttet, kommer dette fram av teksten. Forskning som gjelder eksponering som avviker noe fra mobiltelefoneksponering, gir imidlertid også nyttig informasjon. Et bredere spekter av eksponeringsbetingelser er inkludert i oversiktslitteraturen. Eldre litteratur fra tiden før håndholdte mobiltelefoner var aktuelle (se for eksempel rapport fra Verdens helseorganisasjon (WHO), 1993) støtter stort sett opp under konklusjoner fra forskning som gjelder mobiltelefoner. 1 Fra

6 Forskningsresultater som det henvises til i rapporten, er publisert i anerkjente tidsskrifter med peer review, det vil si andre forskere har gjennomgått artikkelen før den er blitt akseptert for publisering. Dette gir en kvalitetssikring, men samtidig er det en tendens til at resultater hvor man ikke ser en effekt, er mindre interessante å publisere. Derfor er sannsynligvis andelen forsøk hvor man ikke har funnet noen effekt av mobiltelefoner større enn den som framkommer i her. For at et resultat skal regnes som rimelig sikkert, skal det være statistisk signifikant. Det betyr at sannsynligheten for at resultatet har oppstått ved tilfeldigheter er liten, vanligvis mindre enn 5%. For å forenkle språket er det i denne rapporten underforstått at resultatet er statistisk signifikant når det sies at det ble funnet en effekt, en forskjell eller lignende; det vil si når det motsatte ikke presiseres. Merk at en statistisk signifikant effekt ikke behøver å bety at det er påvist en årsakssammenheng eller at effekten er av betydning med hensyn på helsen. 6

7 2 Hva er elektromagnetisk stråling og andre begreper? Elektromagnetisk stråling, elektromagnetiske bølger, radiobølger, mikrobølger, høyfrekvent stråling; - alle disse betegnelsene brukes ofte om hverandre og betyr til dels det samme. Dette avsnittet forklarer nærmere hva vi mener med disse og andre begrep som brukes i denne rapporten. Begrepet elektromagnetisk forteller at det dreier seg om et elektrisk og et magnetisk felt. Elektriske felt oppstår når vi har en spenningsforskjell, som mellom polene på et batteri. Elektrisk ladde partikler (elektroner eller ioner) som befinner seg i feltet vil erfare en elektrisk kraft. Hvis de ladde partiklene er frie til å bevege seg, får vi en elektrisk strøm. Dipoler, dvs. molekyler som har en positiv og en negativ del, vil vri seg og rette seg inn etter retningen på det elektriske feltet. Vannmolekyler er eksempel på dipoler. Hvis det elektriske feltet skifter retning, får vi et elektrisk vekselfelt. Et slikt felt vil forårsake en elektrisk vekselstrøm som skifter retning i takt med feltet, og dipolene i feltet vil rotere fram og tilbake etter som feltet endrer retning. Magnetiske felt oppstår når ladninger beveger seg, og derfor vil det være magnetfelt rundt ledninger hvor det går en elektrisk strøm. I et magnetfelt virker det magnetiske krefter på materialer med magnetiske egenskaper. Kompassnåla dreier seg og stiller seg inn etter jordmagnetfeltet. Et magnetisk vekselfelt oppstår dersom strømmen som forårsaker feltet skifter retning. Et magnetisk vekselfelt vil også indusere et elektrisk vekselfelt som igjen påvirker elektrisk ladde partikler og dipoler. (Det er dette fenomenet som utnyttes i generatorer som skaper elektrisk energi.) En elektromagnetisk bølge har et elektrisk og magnetisk felt som er koblet. De brer seg ut i rommet fra en senderantenne. Begrepene elektromagnetisk stråling og elektromagnetisk bølge brukes om hverandre. Slike bølger av elektromagnetiske felt benyttes for å bære for eksempel taleinformasjon fra en mobiltelefon til en basestasjon i nærheten, derav begrepet bærebølge. Informasjonen kodes inn på bærebølgen på flere mulige måter. Dette kalles modulasjon. Begrepene bølge og stråling brukes bare for elektromagnetiske felt som er et stykke fra antennen. Nær antennen har feltene en noe annen natur. Betegnelsen elektromagnetiske felt bruker vi uansett om vi er nær antennen eller ikke. Det er viktig å være klar over at feltstyrken er høyest nær antennen. Den har betydning for mulige virkninger av feltet, men også frekvensen på signalet er av interesse. Frekvensen på et elektromagnetisk felt forteller hvor hurtig feltet skifter retning, eller mer presist: antall ganger per sekund feltet har maksimalverdi i en gitt retning. Frekvensen måles i Hertz (Hz); dvs. 50 Hz betyr 50 ganger per sekund. Fig. 2 viser det elektromagnetiske spekteret, og betegnelsen på de ulike frekvensområdene. Frekvensområdet opp til Hz kan grovt sett deles inn i lavfrekvente, mellomfrekvente og høyfrekvente felt. Radiofrekvente felt eller radiobølger strekker deg over et relativt stort frekvensområde. Dette frekvensområdet er velegnet til telekommunikasjon. Bærebølgene som benyttes til mobiltelefoner ligger i øvre del av dette området, omkring 1000 MHz (1 MHz = 10 6 Hz), og betegnes også mikrobølger. Derav kommer betegnelsen mikrobølgeovn. Eksempler på andre anvendelser i ulike frekvensområder er også vist i fig 2. Kap. 4 beskriver egenskaper til elektromagnetiske felt i de ulike frekvensområdene. 7

8 Lavfrekvent 10 6 Frekvens (Hz) Mellomfrekvent Høyfrekvent Gamma Lys Røntgen Varmebølger UV Mikrobølger Radiobølger Strømnettet AM Mikrobølgeovn FM TV Kringkasting Sola Figur 2: Det elektromagnetiske spekteret og eksempler på anvendelser. Ved telekommunikasjon kan bærebølgen ha en konstant amplitude (feltstyrke) og informasjonen være kodet ved frekvensmodulasjon (FM - frekvensen varierer) eller frekvensen kan være konstant og informasjonen kodet ved amplitudemodulasjon (AM amplituden varierer). Bærebølgen kan sendes kontinuerlig eller den kan sendes i pulser. For amplitudemodulerte felt forteller modulasjonsfrekvensen hvor ofte amplituden har et maksimum. Det vil si jo høyere modulasjonsfrekvens dess hurtigere varierer amplituden. Pulsfrekvensen for et pulset felt er antall pulser per sekund. 8

9 3 Elektromagnetiske felt fra mobiltelefoner og bærbare telefoner Mobiltelefonene sender radiofrekvente signaler til basestasjoner og mottar radiofrekvente signaler fra basestasjonene. Tilsvarende gjelder for trådløse telefoner. For brukeren av en mobiltelefon/trådløs telefon er styrken til signalene fra basestasjonen ubetydelige i forhold til styrken på signalene som sendes fra telefonen. Signalet fra telefonen skal jo nå helt fram til basestasjonen og fremdeles være sterkt nok til å bli oppfattet. Når en mobiltelefonene er slått på, men uten at det er en samtale i gang, sender den svært sjelden et signal til basestasjonen. Det er først under en samtale at telefonen er aktiv, og det er signalene som da genereres som blir beskrevet her. De elektromagnetiske feltene fra mobiltelefoner og trådløse telefoner er komplekse. Dette avsnittet fokuserer på en del forhold som kan tenkes å ha betydning for mulige helsevirkninger. Det gjelder feltets intensitet, frekvens og om og evt. hvordan feltet er pulset. Beskrivelsen vil omfatte mobiltelefonsystemer som er aktuelle for Norge NMT 2, GSM 3 og UMTS 4, og digitale trådløse telefoner, DECT NMT NMT-systemet opererer analogt, og det radiofrekvente signalet blir sendt kontinuerlig. For NMT 450 er frekvensen på bærebølgen omkring 450 MHz, og for NMT 900 er den omkring 900 MHz. Maksimal utsendt effekt er 1.5 W for NMT 450 og 1.0 W for NMT 900. Dersom kontakten med basestasjonen er god, reguleres nivået automatisk ned til en tidel av det maksimale (0.15 W for NMT 450 og 0.10 W for NMT 900). NMT 900-systemet ble lagt ned i 2001, men er omtalt her fordi noen av de refererte forskningsresultatene gjelder dette systemet. 3.2 GSM Mest anvendt i Norge i dag er de digitale GSM-telefonene. GSM-systemet benytter bærebølger med frekvens på omkring 900 MHz (GSM 900) og omkring 1800 MHz (GSM 1800). De fleste nyere telefoner kan motta og sende signaler i begge disse frekvensbåndene. Signalet inneholder ikke bare én frekvens, men informasjonen kodes inn i et såkalt frekvensbånd på 200 khz omkring bærebølgen. GSM-telefonene sender signalet i korte pulser. Repetisjonsperioden blir 4.6 ms, og pulsfrekvensen 217 Hz. På grunn av kontrollsystemer som medfører at hver 26. puls ikke blir sendt, oppstår en frekvenskomponent på 8 Hz. GSM-telefoner er utstyrt med en batterisparefunksjon. Når en person ikke snakker selv, vil telefonen kun sende to pulser per sekund. Fordi en slik sparemodus slås uregelmessig på og av, blir resultatet modulasjonsfrekvenser på 2 Hz og oppover. Maksimalt utsendt effekt i løpet av en puls er 2 W (900 MHz) og 1 W (1800 MHz). Hver puls varer ca. 0.6 ms, mens pausen varer sju ganger så lenge. Derfor blir det maksimale tidsmiddelet av utsendt effekt henholdsvis 0.25 W og W. Mobiltelefonene regulerer utsendt effekt etter hvor god forbindelsen er med basestasjonen. I byer og tettbygde strøk er basestasjonene tett plasserte og avstanden blir liten. I slike tilfeller og dersom det ikke er bygninger eller annet som skjermer for forbindelsen med basestasjonen, vil telefonen regulere nivået ned til et minimum; dvs. ca. 1/100 av 2 NMT: Nordic Mobile Telephone 3 GSM: Global System for Mobile Communication. 4 UMTS: Universal Mobile Telecommunication system. 5 DECT: Digital European Cordless Telecommunication. 9

10 maksimalt nivå. Batterisparefunksjonen sørger for en ytterligere reduksjon i midlere utsendt effekt fordi frekvensen av pulser avtar betraktelig når man ikke snakker selv. I tillegg til de radiofrekvente bærebølgene genererer GSM-telefoner lavfrekvente magnetfelt. Dette feltet oppstår hver gang det går strømpulser fra batteriet som gir energi til det radiofrekvente signalet. Pulsfrekvensen på det lavfrekvente magnetfeltet blir dermed det sammen som for det radiofrekvente signalet. Den sterkeste frekvenskomponenten er 217 Hz, men frekvenser helt ned til 2 Hz er representert. Styrken på det lavfrekvente feltet er i området µt 6 når man måler 1-2 cm fra telefonen. 3.3 DECT Det reises også ofte spørsmål om de trådløse telefonene. Digitale telefoner som benyttes, DECTtelefoner, sender ved en frekvens på ca MHz, og signalet sendes i pulser. Utsendt effekt er i gjennomsnitt 10 mw, og kan ikke reguleres ned slik som for mobiltelefoner. Denne verdien ligger imellom maksimum og minimumsnivået for GSM-telefonene. Med hensyn på eksponeringsnivået kan det derfor verken konkluderes med at slike trådløse telefoner er verre enn eller bedre enn GSM-telefoner. I den grad eksponeringens varighet har betydning, bør man ta i betraktning at kontortelefoner (trådløse) gjerne brukes oftere og til lengre samtaler enn mobiltelefoner. 3.4 UMTS En ny generasjon mobiltelefoner, UMTS, forventes lansert i Europa i andre halvdel av UMTS vil by på et spekter av tjenester, blant annet multimediatjenester, og raskere dataoverføring enn GSM. På grunn av anvendelsesområdet vil man i større grad holde terminalene foran seg i stedet for inntil øret. Det radiofrekvente signalet vil være omkring 2100 MHz, og båndbredden vil være omkring 5 MHz. Signalets frekvensområde vil altså være vesentlig større enn for GSM-telefoner, og amplituden for hver frekvens vil tilsvarende være mye lavere. Mens brukeren av UMTS-terminalen snakker, vil signalet sendes kontinuerlig, men amplituden vil variere tilnærmet tilfeldig. Maksimum intensitet vil være opp til 10 ganger høyere enn gjennomsnittsintensiteten. Maksimal gjennomsnittlig utgangseffekt for en terminal som sender tale (mobiltelefonfunksjon) vil være W, dvs. det samme som for GSM 1800-telefoner. For dataterminaler vil maksimal utgangseffekt være W. Nivået reguleres ned når forbindelsen til basestasjonen er god, og minimumsnivået vil være vesentlig lavere enn minimumsnivået fra en GSM-telefon. Reguleringen av nivået vil skje mye hyppigere enn for GSM-telefoner for at det bare skal være akkurat tilstrekkelig til at signalet skal kunne oppfattes av basestasjonen. UMTS krever en større tetthet av basestasjoner enn GSM, og spesielt inne i bygninger vil avstanden til nærmeste basestasjon være liten. Dermed vil redusert utgangseffekt sannsynligvis bli benyttet i stor grad. UMTS-telefonene vil sende mindre når brukeren av telefonen lytter. Som for GSM-telefoner, vil talepausene bidra til å redusere det gjennomsnittlige utsendte nivået. Et lavfrekvent magnetfelt vil også bli generert av UMTS-telefoner. Styrken på det vil variere i takt med effekten som sendes ut. Fordi signalet varierer tilnærmet tilfeldig, vil det lavfrekvente signalet inneholde et bredt spekter av frekvenser. 6 µt: Mikrotesla. µ = µt brukes som mål for magnetfeltets styrke (egentlig magnetisk flukstetthet). Anbefalte grenseverdier tilsier at eksponeringen ved217 Hz ikke bør overskride 23 µt (ICNIRP 1998). I hus ved høyspentlinjer måles det verdier omkring µt, men magnetfeltet kan også variere ut over dette området. 10

11 3.5 Oppsummering trender i utviklingen Utvikling av mobiltelefonsystemene har sterkt påvirket utsendt effekt, frekvens og tidsforløp av mobiltelefonsignaler. Maksimalt utsendt effekt fra mobiltelefonene har avtatt, men vel så stor betydning har det sannsynligvis at telefonen etter hvert har evne til å regulere nivået ned i større grad. Maksimalt og minimalt nivå er illustrert i fig. 3. Det har også betydning at nyere mobiltelefonsystemer regulerer nivået ned i større grad enn de eldre systemene. Dessuten går utviklingen mot et tettere nett av basestasjoner. Ved mindre avstand til basestasjonene vil også telefonene kunne benytte det lavest mulige nivået i større grad. Dette gjelder også GSM-telefoner. 11

12 1,6 Utsendt effekt (W) 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Min Maks 0 NMT 450 NMT 900 GSM 900 GSM 1800 DECT UMTS Figur 3: Minimal (blå) og maksimal (rød) utsendt effekt fra ulike mobiltelefonsystemer og for trådløse telefoner (DECT). For UMTS er det minimale nivået så lavt at det ikke er synlig på figuren. Nye mobiltelefonsystemer har tatt i bruk stadig høyere frekvens på bærebølgen, og modulasjonsteknikker og reguleringsteknikker har konsekvens for det totale frekvensinnholdet i signalet. Spesielt har båndbredden blitt betydelig større for UMTS-telefoner sammenlignet med de tidligere systemene. Tidsforløpet til signalene fra telefonene har endret seg, fra kontinuerlige signal med konstant amplitude (NMT), via pulsede (GSM), til kontinuerlig signal med tilnærmet tilfeldig varierende amplitude (UMTS). I de delene av denne rapporten som omhandler biologiske og helsemessige virkninger av radiofrekvent eksponering er det spesifisert hvilket mobiltelefonsystem som har vært benyttet, eventuelt er eksponeringen omtalt. 12

13 4 Elektromagnetiske felt og kjente virkninger på mennesker og dyr Mulige biologiske virkninger av bølger med ulike frekvenser vil være svært forskjellige, som illustrert i fig. 4. Dette er det viktig å være klar over og man kan ikke generalisere virkninger som man kjenner fra for eksempel røntgenstråling til å gjelde for radiobølger. Som eksempel nevnes at stråling med de aller høyeste frekvensene (gammabølger, røntgen og mest høyfrekvent del av UV) har evne til å initiere utvikling av kreft. Det skyldes at denne type stråling kan ionisere et atom (det vil si sparke et elektron bort fra atomet) også når intensiteten (styrken) er lav. En slik evne har ikke elektromagnetiske felt med lavere frekvenser, som synlig lys og radiofrekvente felt. Lavfrekvente felt 50 Hz Mikrobølger 10 9 Hz Synlig lys Hz Røntgen, gamma Hz Induserte strømmer: - stimulerer nerver og muskler Varme - stress - forbrenninger Fotokjemiske reaksjoner: - syn, - fotosyntese Foton -energien er høy nok til å ionisere atomer: - genskader Figur 4: Kjente virkninger av elektromagnetiske felt i ulike frekvensområder. For frekvenser som er aktuelle for mobiltelefoner kan ulike former for skader oppstå dersom intensiteten er høy nok; dvs. dersom utsendt effekt er høy og vi befinner oss tilstrekkelig nær kilden. En del av energien i de elektromagnetiske feltene vil absorberes i vev i kroppen og vil medføre oppvarming. I motsetning til varmestråling (infrarød stråling) hvor energien absorberes ytterst i huden, trenger elektromagnetiske felt med lavere frekvens lenger inn i kroppen. Allikevel vil det meste av energien avsettes på overflata. Mikrobølgeovnen bruker omtrent samme frekvens som mobiltelefoner. Den er lagd for at maten også skal varmes opp inni, men vi merker at kjøttstykket blir fortere varmt på overflaten enn midt inne. For lavfrekvente felt, tilsvarende de lavfrekvente magnetfeltene fra mobiltelefonen, vil nerveceller og muskelceller reagere på den elektriske strømmen som oppstår i kroppen dersom strømmen er tilstrekkelig sterk. Når vi tar på et strømførende gjerde, kan vi kjenne det som en ubehagelig prikkende følelse. Hvis strømmen er sterk, kan det oppstå krampe i muskler. En uheldig virkning av strømmen på nerver og muskler vil oppstå før intensiteten av slike lavfrekvente felt blir så sterk at den fører til noen nevneverdig oppvarming. 13

14 5 Grenseverdier Standarder og retningslinjer anbefaler grenseverdier som gjelder eksponering for elektriske og magnetiske felt i ulike frekvensområder. For frekvenser opp til og med det radiofrekvente området vises det i Norge som i EU, til retningslinjer utarbeidet av International Commission on Non- Ionizition Protection (ICNIRP), Disse retningslinjene samt standarder som spesifiserer hvordan eksponeringen fra mobiltelefonen skal måles (European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC) 2001), benyttes for å vurdere om eksponeringen fra mobiltelefoner er tilstrekkelig lav. 5.1 Grenseverdier og grunnlaget for grenseverdiene Grenseverdiene gitt av ICNIRP er ment å beskytte mot veldokumenterte korttidsvirkninger av elektriske og magnetiske felt. Avhengig av frekvensen dreier det seg om eksitasjon av nerver og muskler eller virkninger som skyldes oppvarming. Når det gjelder eksponeringen fra mobiltelefoner, fokuseres det først og fremst på de radiofrekvente feltene, og det vil også være fokus i denne rapporten. Da er det de termiske effektene som er aktuelle. Eksempler på effekter som kan oppstå ved en temperaturforhøyelse på minst 1 2 C er øyeskader (bl. a. grå stær), redusert sædcelleproduksjon, fosterskader, effekter på immunsystemet og økt gjennomtrengelighet til blodhjernebarrieren som igjen kan resultere i at skadelige stoffer når inn i hjernevevet. Slike virkninger er vist ved dyreforsøk. Ved uhell (for eksempel ved at senderen har blitt slått på under reparasjon av antenner) har det skjedd at mennesker er blitt overeksponert, og de forteller om en sterk brennende følelse. Symptomer som kan oppstå umiddelbart er smerte, hodepine, nummenhet, uvelhetsfølelse, diare og rød hud. Kronisk hodepine er også rapportert som en følge av slik eksponering. Temperaturøkningen i vev bestemmes av energien som avsettes per sekund og per kg vev. Denne størrelsen kalles Spesifikk AbsorpsjonsRate (SAR) og måles i Watt per kg (W/kg). Under normale betingelser viser forsøk at en gjennomsnittlig eksponering av kroppen for SAR på 4 W/kg ikke vil gi en økningen i kroppstemperaturen på over 1 C. Med en sikkerhetsmargin på 50, som gjelder eksponering av mennesker utenom jobbsammenheng, blir anbefalt grenseverdi 0.08 W/kg. Ved bruk av mobiltelefon eksponeres kun en del av kroppen. Grenseverdien som er aktuell i slike tilfeller skal hindre at spesielt følsomme organer i det eksponerte området blir oppvarmet ut over det som kan tåles. Øyelinsen er særlig følsom, og forsøk med kaniner viser at eksponering med SAR som overskrider W/kg kan medføre grå stær. Med utgangspunkt i 100 W/kg og inklusive en sikkerhetsfaktor på 50, blir anbefalt grenseverdi 2 W/kg. Denne verdien skal ikke overskrides for noe masse av vev på 10 g. Tiden vi eksponeres har også betydning. De første minuttene øker temperaturen i vevet, men etter hvert som temperaturen øker, vil også varme avgis til omgivelsene. Man regner med at det tar seks minutter før likevekt oppstår, dvs. like mye varme tilføres fra strålingen som varme avgis til omgivelsene, og temperaturen vil derfor ikke øke ytterligere. Det antas at det kun er temperaturøkningen og ikke hvor lenge en temperaturøkning varer som har betydning for helseeffekter. I følge retningslinjer og standarder skal middelverdien av SAR for seks minutter benyttes, og ikke for noen seks minutters periode skal verdien overskride den aktuelle grenseverdien. Det betyr at dersom en bruker en mobiltelefon i ett minutt, kan SAR i løpet av dette minuttet være seks ganger høyere enn grenseverdien, dvs.12 W/kg. På den annen side, når man snakker lenge, for eksempel en time, kan SAR være konstant 2 W/kg hele tiden. Det kan diskuteres om varigheten av gitt temperaturforhøyelse har betydning. Dessuten er det slik at en gitt SAR-verdi ikke alltid gir samme temperaturøkning i kroppen, eller deler av kroppen. Temperaturøkningen vil blant annet være større når omgivelsestemperaturen er høy og når man er fysisk aktiv. Også andre forhold gjør at det er usikkerheter om grenseverdiene. Men 14

15 sikkerhetsmarginen som er lagt inn i forhold til kjente skader, gjør at det er lite sannsynlig at slike termiske skader kan oppstå dersom grenseverdiene ikke overskrides. 5.2 Overskrides grenseverdiene ved bruk av mobiltelefoner? Det er gjort målinger og beregninger av SAR ved bruk av GSM-telefoner som sender på maksimal effekt. Målinger gjøres ved bruk av en modell av hodet, som inneholder en væske med tilsvarende elektriske egenskaper som hjernen. Grenseverdiene overskrides ikke med få unntak hvor antennen er holdt helt inntil hodet. Det er imidlertid stor forskjell mellom resultatet fra ulike mobiltelefonmodeller. Type antenne og utformingen av telefonen har betydning. For telefoner med uttrekkbare antenner vil stort sett SAR bli minst når antennen er trukket ut. Måten telefonen holdes har også betydning. Jo mindre avstand mellom antennen og hodet dess høyere vil SAR bli. Verdier målt for GSM 900-telefoner som holdes mot øret ligger gjerne i området W/kg. Det refereres da til området av 10 g med vev som har høyest SAR-verdi. Fordi telefonen ofte ikke sender på maksimal effekt og fordi telefonen sender svært få pulser når man lytter, vil SAR i de aller fleste praktiske situasjoner ligge vesentlig under de målte/beregnede verdiene. Beregninger viser at maksimal temperaturstigning i hjernen og øyne ved mobiltelefoneksponering er omkring 0.1 C (Wainwright 2000, Gandhi et al. 2001). Siden DECT-telefonene sender med konstant nivå som er vesentlig lavere enn maksimalnivået for GSM-telefoner, er det ikke grunn til å anta at grenseverdiene vil kunne overskrides ved bruk av slike trådløse telefoner. I utgangspunktet er det heller ikke grunn til å anta UMTS-telefoner vil forårsake en eksponering som overskrider grenseverdiene selv når den sender med maksimal styrke. Sannsynligvis vil eksponeringen stort sett ligge lavere enn ved bruk av dagens GSM-telefoner. Det er altså dokumentert at eksponering som medfører minst 1 2 C oppvarming i enkelte tilfeller kan være uheldig for helsen. Grenseverdiene som gjelder høyfrekvente felt skal beskytte mot slike termiske skader. Ved bruk av mobiltelefoner og trådløse telefoner vil eksponeringen ligge under grenseverdiene. Selv om det er visse usikkerheter knyttet til grenseverdiene, er sikkerhetsmarginen såpass stor at grensen som gjelder mobiltelefoneksponering (2 W/kg for 10 g vev og midlet over 6 minutter) kan antas å beskytte mot ugunstige oppvarmingseffekter. 15

16 6 Biologiske virkninger av svake radiofrekvente felt Elektromagnetiske felt som er så svake at grenseverdiene ikke overskrides, betegnes i denne rapporten som svake. Spørsmålet videre blir om eksponering for slike felt kan gi uheldige effekter. For at elektromagnetiske felt skal gi en ugunstig effekt, må en rekke hendelser finne sted. Skjematisk er dette illustrert i fig. 5. Først må de elektriske og/eller magnetiske feltene være i stand til å påvirke strukturer, molekyler eller deler av molekyler i organismen. Deretter må denne påvirkningen gi opphav til reaksjoner og prosesser som igjen resulterer i endringer i enkeltceller eller grupper av celler. Slike biologiske endringer kan skje uten at det får noe betydning for organismen som helhet. De kan også tenkes å gi gunstige virkninger, og de kan eventuelt gi uheldige effekter. Elektromagnetiske felt påvirker strukturer, molekyler/deler av molekyler? Forandringer i celler? Helseskade? Figur 5. Prinsipp for hva som skal til for at elektromagnetiske felt skal medføre helseskader. Også svake felt vil påvirke elektrisk ladde partikler og ioner, men verken strømstyrke eller oppvarming er tilstrekkelig til at vi kan forklare at det gir opphav til biologiske effekter. Det er også andre forslag om hvordan de svake elektriske eller magnetiske feltene skulle kunne påvirke strukturer eller molekyler slik at det skulle oppstå biologiske forandringer. Foreløpig er det imidlertid ikke tilstrekkelige indikasjoner for at noen av hypotesene er riktige. Vi er altså ikke i stand til å forstå hvordan svake elektromagnetiske felt eventuelt påvirker organismen til å gi biologiske effekter. Allikevel kan vi ikke utelukke at det skjer. I det følgende refereres det til noen eksempler på at svake felt gir opphav til registrerte endringer. Transport av natriumioner (Na + ) og kaliumioner (K + ) over cellemembraner er blitt påvirket av radiofrekvent eksponering også med styrke som ligger under anbefalte eksponeringsgrenser og uten at det er observert temperaturendringer. Disse observasjonene tyder på at svake eksponeringer kan påvirke cellemembranen eller dens funksjon. Flere forsøk har vist at utstrømningen av kalsium (Ca 2+ ) fra hjernevev har blitt påvirket av radiofrekvente felt med nivå langt under grenseverdiene. Ca 2+ er et interessant ion fordi det har betydning for en rekke cellefunksjoner. De mest konsistente resultatene er vist i forsøk hvor det radiofrekvente feltet har hatt frekvens under 1000 MHz og vært amplitudemodulert med en frekvens på 16 Hz. For andre former for eksponering, inklusive eksponeringer som er aktuelle for mobiltelefoner, er det gjort få studier. Resultater som er publisert så langt med mobiltelefoneksponering, viser ingen effekt på Ca 2+ -utstrømning. Det er heller ikke klart om endringene i Ca 2+ - utstrømning som er observert i noen studier kan ha uheldige virkninger. Ornitindekarboksylase (ODC) er et enzym som har betydning for normal cellevekst og differensiering. Mange kjemikalier som er kjent for å fremskynde utvikling av kreftceller øker mengden og aktiviteten av ODC. Eksponering for svake amplitudemodulerte radiofrekvente felt 16

17 med modulasjonsfrekvenser i området 6 65 Hz har ført til en moderat økning i ODC-aktivitet. Blant eksponeringer som har vist en slik effekt, er mobiltelefon med pulset signal (pulsfrekvens 50 Hz). Kontinuerlig signaler med konstant amplitude har ikke påvirket ODC-aktiviteten. Økningen som er vist i ODC-aktivitet er moderat, og det er ikke vist at så små endringer er assosiert med økt risiko for å utvikle kreft. Det er også andre eksempler som indikerer at eksponering for svake felt med høy frekvens (radiobølger) gir opphav til endringer på cellulært nivå. (For mer detaljer om dette og om biologiske virkninger som er nevnt over henvises til oversiktslitteratur: Byus et el. 1999, Stewart et al. 2000, Krewski et al. 2001). Hvilke eksponeringsbetingelser som gir en effekt, evt. den sterkeste effekten, avhenger av hvilke endringer som studeres. I tillegg til intensiteten har ofte både frekvensen og tidsvariasjonen (amplitudemodulasjon/pulset eller ikke?,.hvilken modulasjonsfrekvens/pulsfrekvens?) betydning for resultatet. Dette gjør at resultatene som er oppnådd ikke uten videre kan overføres til andre eksponeringsbetingelser enn de som er undersøkt. Effekten av eksponering for svake elektromagnetiske felt kan variere betydelig mellom ulike laboratorier, men også i det samme laboratoriet når forsøk sammenlignes. Dette skjer selv om forholdene tilsynelatende er like. Eksempler på lignende forsøk med motstridende resultater er gitt i de følgende kapitlene. Slike avvik kan skyldes forskjeller i metodene eller i det biologiske materialet som er benyttet. Det kan dreie seg om ubevisste forskjeller eller mindre forskjeller som ikke tillegges noen vekt. Feilkilder kan også være en årsak. Det man tror skyldes det elektromagnetiske feltet, kan i noen tilfeller være forårsaket av andre påvirkninger. For å kunne konkludere med en effekt er det derfor nødvendig at det samme resultatet kan påvises av flere forskergrupper. En ser også at enkelte typer celler kan vise en effekt mens andre ikke gjør det. Det samme gjelder ulike typer dyr. En generalisering av resultatene med hensyn på typer celler og/eller dyr er altså viktig for å anta at det samme også gjelder for mennesker. Når vi ser samlet på forskningen hvor svake eksponeringer for radiofrekvente felt benyttet, er det til dels mange motstridende resultater. Allikevel er det altså indikasjoner på at slik eksponering kan gi opphav til enkelte former for biologiske endringer. Vi er ikke i stand til å forklare hvordan disse endringene oppstår, og vi vet heller ikke om de har konsekvenser for helsen. De følgende kapitlene tar for seg potensielle virkninger som kan tenkes å ha betydning for vår funksjon eller vår helse. 17

18 7 Virkninger på sentralnervesystemet Det er kort avstand mellom antennen på en mobiltelefon og hodet når mobiltelefonen brukes på vanlig måte. Hodet vil derfor være det området som eksponeres mest ved vanlig bruk av mobiltelefon. Dette har motivert for å undersøke mulige virkninger på hjernens funksjon registrert i form av elektriske signaler fra hjernen og ytelse. 7.1 Elektriske signaler fra hjernen Elektriske signaler oppstår naturlig i kroppen som et resultat av aktiviteten til nervecellene. Signalene som genereres av nervecellene i hjernebarken (den delen av hjernen som ligger nærmest skallen) kan måles utenpå skallen ved elektroencefalogram (EEG). Både hjerneskader og funksjonelle endringer i hjernen vil kunne gjenspeile seg i endringer i EEG. Blant EEG-undersøkelsene gjort på sovende personer viser de fleste forsøkene at GSM 900 eksponering påvirker EEG. En forskergruppe fant at eksponeringsnivået kan ha betydning. Dersom effekttettheten var 0.2 W/m 2 fikk de ingen virkning (Wagner et al. 1998), men med 0.5 W/m 2 ble både EEG og søvnkvaliteten påvirket (Mann og Röschke 1996). Et annet forsøk indikerer at eksponeringen i innsovningsperioden kan ha betydning for EEG i søvnperioden etterpå (Huber et al. 2000). Så langt tyder søvnforsøkene på at mobiltelefoneksponering muligens kan påvirke EEGmønsteret under søvnen, men når man sammenligner resultatene på tvers av laboratoriene, er det til dels sprikende funn. For eksempel er det forskjeller i hvilke søvnfaser endringene observeres (Mann og Röschke 1996, Borbeley et al. 1999). Konsekvenser med hensyn på en eventuell virkning på søvnen er derfor uklar. Ved forsøk gjort med våkne personer i hvile er telefonen enten holdt 40 cm unna hodet (Reiser et al. 1995, Rösche og Mann 1997) eller inntil hodet (Kellenyi 1999, Hietanene et al. 2000). Uansett avstand var resultatene varierende, og forskerne som observerte endringer i EEG-signalene (Kellenyi 1999) poengterer at endringene var innenfor det som regnes som normalt, og at det derfor ikke var tegn på skader. Selv om resultatene fra personer i hvile ikke viser noen klare effekter på EEG, er det av interesse å undersøke om elektromagnetiske felt påvirker de elektriske hjernesignalene når personer gjør forskjellige typer oppgaver. I et laboratorium ble forsøkspersonene gitt komplekse visuelle registreringsoppgaver (Freude et al. 1998, 2000) eller oppgaver i forbindelse med lydsignaler (Eulitz et al. 1998). I et annet ble auditive eller visuelle oppgaver som belastet hukommelsen benyttet (Krause et al. 2000a og 2000b). Begge forskergruppene fant endringer i hjernepotensialene når eksponeringen ble gitt samtidig med disse oppgavene. Derimot ble det ikke registrert noen effekt i hvile, og heller ikke dersom forsøkspersonene kun gjorde enkle motoriske oppgaver (fingerbevegelser). Krause og medarbeidere konkluderte med at det radiofrekvente feltet ikke syntes å påvirke EEG i hvile, men kun under mentale oppgaver. 7.2 Ytelse Dersom den elektriske aktiviteten i hjernen påvirkes av eksponeringen fra mobiltelefoner, kan man også tenke seg at reaksjonshastighet, konsentrasjon eller annen form for ytelse kan påvirkes. Selv om Freude og medarbeidere (2000) fant en effekt på EEG i forbindelse med komplekse oppgaver, fant de ingen effekt på ytelsen. To andre forsøk, hvor det ikke var funnet noen effekt på EEG, viste heller ikke noen virkninger på mental ytelse (Eibert et al. 1997, Hladky et al. 1999). I forsøket til Eibert og medarbeidere ble GSM-telefonen holdt 45 cm unna forsøkspersonens hode, og eksponeringsnivået var derfor relativt lavt. 18

19 To andre forskningsgrupper har derimot registrert en reduksjon i reaksjonstiden ved enkelte typer oppgaver. Preece og medarbeidere (1999) brukte både GSM 900-lignende signaler (midlere utgangseffekt W) og kontinuerlig eksponering (1 W) med samme bærefrekvens. Kovisto og medarbeidere (2000a) brukte GSM 900-telefon (midlere utgangseffekt 0.25 W). Begge gruppene fant at reaksjonshastigheten økte under enkelte betingelser. Preece og medarbeidere fikk effekt kun ved bruk av kontinuerlig eksponering, mens Kovisto og medarbeidere viste en virkning ved bruk av pulset eksponering (dog med høyere effekt enn hva som ble brukt av den andre gruppen). Det var også andre forhold som skilte resultatene: hvilke type oppgaver som ble påvirket, og hvilket område i hjernen forskerne mente var involvert. I et senere forsøk fant Koivisto og medarbeidere (2000b) at reaksjonstiden ble kortere kun dersom belastningen av hukommelsen var stor. I en rapport utarbeidet av en engelsk ekspertgruppe (Steward et al. 2000) er flere aspekter ved disse forsøkene diskutert. Gruppen konkluderte blant annet med at forsøkene indikerte at eksponering for mobiltelefonsignaler som ligger under anbefalte eksponeringsgrenser, kan gi biologiske virkninger som igjen kan påvirke adferd. De så imidlertid behov for flere forsøk for å stadfeste resultatene, og poengterte dessuten at de observerte virkningene ikke nødvendigvis har betydning for mer sammensatte oppgaver som er relevante ved for eksempel bilkjøring. Så langt er kun akutte virkninger av den elektromagnetisk eksponeringen belyst, det vil si effekter som opptrer under og/eller umiddelbart etter eksponeringen. Lee et al. (2001) undersøkte om mobiltelefonbruk over tid kunne ha noen betydning for brukerens oppmerksomhet. De sammenlignet to grupper tenåringer, den ene var mobiltelefonbrukere og den andre ikke. Mobiltelefonbrukerne skåret høyere enn ikke-brukerne på en av tre tester. De to andre testene viste ingen klar forskjell. Det kan være flere feilkilder i forsøk hvor grupper av personer sammenlignes. I dette forsøket tok forskerne hensyn til at faktorer som alder, kjønn og generell intelligens kunne påvirke resultatene. Men andre feilkilder og et utslag av tilfeldigheter kan ikke utelukkes før flere forsøk eventuelt bekrefter observasjonene. Det samlede materialet som gjelder virkninger på elektriske signaler fra hjernen og på mental ytelse indikerer at de elektromagnetiske feltene fra mobiltelefoner i visse tilfeller kan ha betydning. Med hensyn på prestasjon er det indikasjoner på at reaksjonshastigheten øker. Men det er altså uavklart om de relativt små effektene som er observert kan ha noen praktisk betydning. Når det gjelder mulige varige virkninger på hjerneaktiviteten og ytelse, er det så langt for lite datagrunnlag til å kunne trekke noen konklusjoner. 19

20 8 Effekter på blod-hjernebarrieren Hjernen kan påvirkes på ulike måter, blant annet ved at blodårene forandrer egenskaper. Blodårene i hjernen har tettere vegger enn blodårer ellers i kroppen. Denne blod-hjernebarrieren er en beskyttelse mot at virus og andre skadelige stoffer skal trenge inn i hjernen. Eksponering for mikrobølger som medfører en klar oppvarming er registrert å gi en økt gjennomtrengelighet til blodhjernebarrieren. Det er derfor aktuelt å undersøke om svakere eksponering også gir en effekt. Enkelte laboratorier (Neubauer et al. 1990, Salford et al. 1994, Persson et al. 1997) har funnet at eksponering av rotter for nivåer som til dels er langt under anbefalte eksponeringsgrense har resultert i økt gjennomtrengelighet. Neubauer og kollegaer benyttet pulset eksponering med en frekvens på 2450 MHz, mens Salford, Persson og medarbeidere benyttet eksponering på 915 MHz. I enkelte forsøk benyttet de pulset eksponering med samme karakteristikk som fra GSM-telefoner, men også kontinuerlig eksponering og pulset med ulike pulsfrekvenser. Nylig brukte Schirmacher og medarbeidere (2000) vev med tilsvarende egenskaper som blod-hjernebarrieren og fant at gjennomtrengeligheten økte som følge av eksponeringen for GSM 1800-signaler. Etter 4 dagers eksponering var gjennomtrengeligheten fordoblet for eksponerte prøver i forhold til ikke-eksponerte prøver. Andre forskere som har gjort tilsvarende forsøk som Salford og Persson, har ikke greid å finne en forandring i blod-hjernebarrieren når eksponeringsnivået har vært under anbefalte grenseverdier (Fritze et al. 1997, Tsurita et al. 2000, Finnie et al. 2001). Fritze og kollegaer brukte GSM 900- lignende eksponering og observerte ingen statistisk signifikante endringer ved eksponering for 0.3 og 1.5 W/kg. Ved 7 W/kg fant de økt lekkasje, men bare umiddelbart etter eksponeringen. Dyr som ble avlivet 7 dager senere viste ikke en slik endring. I de andre forsøkene ble henholdsvis GSMlignende eksponering (Finnie et al. 2001) og pulset eksponering ved ca MHz (Tsurita et al. 2000) benyttet. Så langt er altså resultater som gjelder blod-hjernebarrieren motstridende også når man sammenligner forsøk med lik, eller i alle fall tilsynelatende lik, eksponering. Hvorvidt forskjellene i resultat skyldes feil eller metodiske forskjeller er uvisst. Merk også at endringer i blod-hjernebarrieren som er observert i enkelte forsøk må betegnes som en biologisk effekt. Det vil si at dersom eksponering for svake elektromagnetiske felt viser seg å gi økt lekkasje, vil det fortsatt gjenstå å finne hvorvidt dette kan ha helsemessige konsekvenser og i så fall hvilke. 20