Nro. 9 2024/2 Työssään pientaajuisille magneettikentille altistuvien työntekijöiden altistumisen arviointi ja sytogeneettinen biomonitorointitutkimus

|

Päätoimittajan kommentti: kirjoittajat ovat tutkineet perifeerisen veren lymfosyyteistä työperäisen pientaajuisille magneettikentille altistumisen genotoksisia vaikutuksia.

Ihmisen sytogeneettinen biomonitorointi perustuu perinteiseen kromosomitutkimukseen, ja sillä tutkitaan yksilön tai ryhmän altistumista kemikaaleille ja tietyn kemikaalin vaikutusta elimistöön. Ihmisen sytogeneettistä biomonitorointia on artikkelin kirjoittajien mukaan jo pitkään käytetty, kun arvioidaan työympäristön mahdollisia vaikutuksia työntekijän DNA:han. Kun biomonitoroinnin avulla on tutkittu työperäisen pientaajuisille magneettikentille altistumisen genotoksisia eli perimää vahingoittavia vaikutuksia, heikkoutena on tutkimusryhmän mielestä ollut puutteellinen altistumisen arviointi. Heitä pohdituttivat erityisesti altistuksen arviointimenetelmät, altistusmittarit ja altistusryhmämäärittelyt.

Tässä tutkimuksessa arvioitiin perifeerisen veren lymfosyyteistä työperäisen pientaajuisille magneettikentille altistumisen genotoksisia vaikutuksia komeettamenetelmällä ja solunjakautumista estävällä mikrotumamenetelmällä. Tutkimukseen osallistujiksi valikoitui lopulta 79 belgialaista sähkötyöntekijää, joiden todellista altistumista 50 Hz:n magneettikentille työssä mitattiin altistusmittarilla kolmena peräkkäisenä päivänä. Altistusryhmiä määriteltiin eri menetelmin, kuten pelkästään tehtävänimikkeen tai pelkästään altistustietojen perusteella.

Tutkimusryhmän yhteenveto pientaajuisten magneettikenttien arvoista osoitti, että koko tutkimusjoukon altistustaso oli alhainen. Lisäksi siitä selvisi, että altistusryhmien määrittely pelkästään tehtävänimikkeiden perusteella olisi johtanut siihen, että 12 työntekijää olisi luokiteltu väärään ryhmään. Siksi tutkijat päättivät yhdistää tehtävänimikkeet ja hierarkkisen klusteroinnin, johon oli koottu henkilökohtaiset altistustiedot.

Lopullisten tulosten perusteella tutkimusryhmä teki sen johtopäätöksen, että työperäinen magneettikenttäaltistus ei lisännyt merkittävästi geenivaurioita. He arvioivat, että sytogeneettisten testien tuloksiin olisivat voineet vaikuttaa ennemminkin muut tekijät, kuten ikä tai aiempi tupakointi.

Lähde:
Nguyen H, Vandewalle G, Mertens B, Collard J‐F, Hinsenkamp M, Verschaeve L, Feipel V, Magne I, Souques M, Beauvois V, Ledent M. Exposure assessment and cytogenetic biomonitoring study of workers occupationally exposed to extremely low-frequency magnetic fields. Bioelectromagnetics 2024; 45, 260–280.

Nro. 8 2024/2 Korrelaatio sähköyliherkkyyden ja oksidatiivisen stressin immuunireaktion välillä

|

Päätoimittajan kommentti: Kirjoittajat esittelevät tapausselostuksen itsensä sähköyliherkäksi raportoineesta potilaasta, joka oli oireikseen kertonut muun muassa voimakkaat päänsäryt, yleisen väsymyksen, rytmihäiriöt, tarkkaavaisuus- ja muistihäiriöt ja yleisen systeemisen kivun jo minuuttien sisällä altistumisesta tietoliikennelaitteille (wifi, matkapuhelimet), suurjännitejohdoille ja elektronisille laitteille. Erilaisten tutkimusten perusteella kirjoittajat arvelivat, että sähköyliherkkyyden ja oksidatiivisen stressin immuunireaktion välillä on yhteys.

Useissa laboratoriokokeissa on tutkimusryhmän mukaan saatu todisteita siitä, että altistumisella nykyaikaisten viestintälaitteiden ja kodin muiden sähkölaitteiden tuottamille heikoille sähkömagneettisille kentille on fysiologisia seurauksia. Näihin sisältyy myös tutkimuksia sähköyliherkkyyden aiheuttamista haitallisista terveysvaikutuksista. Vaikka sähköyliherkkyyden oireet voivat olla vakaviakin, sen taustalla vaikuttavia mekanismeja ei kirjoittajien mielestä tunneta eikä siihen ole löydetty yleistä parannuskeinoa tai tehokasta hoitoa.

Tässä artikkelissa tutkimusryhmä esitteli tapausselostuksen itsensä sähköyliherkäksi raportoineesta potilaasta. Hänen oireitaan olivat muun muassa voimakkaat päänsäryt, yleinen väsymys, rytmihäiriöt, tarkkaavaisuus- ja muistihäiriöt ja yleinen systeeminen kipu jo minuuttien sisällä altistumisesta tietoliikennelaitteille (wifi, matkapuhelimet), suurjännitejohdoille ja elektronisille laitteille.

Potilaalle suoritettiin aivoihin ja verisuonistoon liittyviä ja fysiologisia testejä, joissa ei havaittu poikkeamia, kuten ei myöskään testattaessa tulehduksia, allergioita, infektioita, autoimmuunisairauksia tai hormonitasapainoa. Lisätutkimuksissa paljastui tutkijoiden mukaan vajetta solujen antioksidanteissa ja radikaaleja poistavien entsyymien kohonnut pitoisuus, mikä viittasi systeemiseen oksidatiiviseen stressiin. Merkittävänä löydöksenä tutkijat pitivät hapettuneen LDL-kolesterolin (LDLox) vasta-aineiden 40-kertaista määrää. LDLox on oksidatiivisen stressin sivutuote ja kerääntyy verisuonisolujen kalvoille.

Sähkömagneettisille kentille altistumisen on tutkimuksissa osoitettu lisäävän solun oksidanttipitoisuutta, joten tutkimusryhmä arveli tämän tapausselostuksen potilaan taudin liittyvän kausaalisesti siitä aiheutuvaan LDLox-kolesterolin tuotannon kasvuun. Se taas vuorostaan pystyi laukaisemaan liioitellun autoimmuunivasteen, joka vastasi sähköyliherkkyyden oireita. Tapausselostuksensa löydösten perusteella tutkijat esittelivät sähköyliherkkyyden taustalla olevien mekanismien testausrungon, jota voitaisiin hyödyntää tämän huonosti ymmärretyn terveysvaivan syiden selvittämiseen ja hoitokeinojen kehittämiseen.

Lähde:
Thoradit T, Chabi M, Aguida B, Baouz S, Stierle V, Pooam M, Tousaints S, Akpovi C D, Ahmad M. Hypersensitivity to man-made electromagnetic fields (EHS) correlates with immune responsivity to oxidative stress: a case report. Communicative & Integrative Biology 2024, vol. 17, no. 1, 2384874.

Nro. 7 2024/2 Analyysi pitkäkestoisesta altistumisesta voimajohtojen tuottamille magneettikentille hyödyntäen keinotekoisia neuroverkkoja

|

Päätoimittajan kommentti: Kirjoittajat ovat tutkineet voimajohtoihin liittyvää pitkäkestoista altistumista magneettikentille hyödyntäen keinotekoisia neuroverkkoja. Artikkelissa he esittelivät menetelmän, jolla analysoitiin pitkäkestoista altistumista voimajohtojen muodostamalle magneettikentälle. Heidän kehittämänsä metodi perustuu ympäristön lämpötilan ja vaihejohtimien korkeuden mittaamiseen ja siihen, että vaihejohtimen korkeuden muutokset ympäristön eri lämpötiloissa saadaan selville lineaarisen regressiomallin avulla.

Yksi yleisimmistä pientaajuisten magneettikenttien lähteistä ovat voimajohdot. Tutkimusryhmän mukaan niitä on tutkittu paljon, ja viime aikoina on korostettu erityisesti pitkäkestoisen altistumisen vaikutuksia terveyteen. Ongelmallista on kuitenkin ollut pitkäkestoisten mittausten suorittaminen magneettikenttäaltistuksen määrittämiseksi.

Tässä artikkelissa tutkijat esittelivät menetelmän, jolla analysoitiin pitkäkestoista altistumista voimajohtojen muodostamalle magneettikentälle. Tutkijoiden kehittämä metodi perustuu ympäristön lämpötilan ja vaihejohtimien korkeuden mittaamiseen ja siihen, että lineaarisen regressiomallin avulla saadaan selville vaihejohtimen korkeuden muutokset ympäristön eri lämpötiloissa.

Määrittäessään pitkäkestoista altistumista magneettikentälle tutkimusryhmä hyödynsi voimajohdon geometriaa ja historiallista tietoaineistoa, jota oli kerätty voimajohdon vaihevirran voimakkuuksista ja ympäristön lämpötiloista. Magneettivuon tiheyden määrittämiseen heillä oli käytössään menetelmä, joka perustui keinotekoisiin neuroverkkoihin.

Tutkijat sovelsivat kehittämäänsä menetelmää tapaustutkimuksessa, jossa tutkittiin sähköasemat Sarajevo 10 ja Sarajevo 20 yhdistävää voimajohtoa Bosnia ja Hertsegovinassa. Tutkimuksen analysointijakso oli yksi vuosi. Pitkäkestoista altistumista analysoitiin hyödyntäen tietoja, joita oli kerätty voimajohdon vaihevirran voimakkuudesta ja ympäristön lämpötilasta vuoden 2020 aikana.

Tutkimusryhmän löydösten perusteella tutkitun voimajohtokäytävän sisällä asuneet tai työskennelleet henkilöt altistuivat magneettivuon tiheyden arvoille, jotka ylittivät pitkäkestoisen altistumisen suositusarvot. Siksi tutkijoiden mielestä onkin oleellista huomioida pitkäkestoinen altistuminen voimajohtojen magneettikentille. Niin ikään tärkeää olisi heidän mukaansa suorittaa tulevaisuudessa epidemiologinen tutkimus henkilöistä, jotka asuvat pitkään voimajohtojen välittömässä läheisyydessä.

Lähde:
Alihodžić A, Mujezinović A, Turajlić E, Dedović M M, Dautbašić N, Turković I. Evaluation of the long-term exposure to the magnetic fields generated by overhead transmission lines using artificial neural networks – a case study. B&H Electrical Engineering, Volume 18, Issue 1, 2024; 31–39.

Nro. 6 2024/2 Puiden määrän ja sijainnin vaikutus voimajohtojen alla oleviin sähkökenttiin

|

Päätoimittajan kommentti: Tutkijat selvittivät puiden vaikutusta yli 800 kV:n voimajohtojen eli ultra high voltage- tai UHV-voimajohtojen muodostamiin sähkökenttiin. Tutkijat kehittivät matemaattisen mallin, jolla he suorittivat kolmiulotteisia simulointilaskelmia voimajohtojen verkkotaajuisista sähkökentistä puiden määrän ja sijainnin perusteella. Tutkimuksessa käytettiin yhtä kiinalaista puulajia. Tutkijat suosittavat selvittämään puiden sähkömagneettisten parametrien vaikutusta verkkotaajuisen sähkökentän voimakkuuteen voimajohtojen alla. Heistä se voi auttaa pienentämään sähkökentän voimakkuutta ja kaventamaan johtoaukeita.

Kun voimajohtoja rakennetaan yhä enemmän, niiden muodostamalla sähkökentällä on vakavia negatiivisia vaikutuksia lähistöllä asuvien elämään ja terveyteen. Tutkimusryhmän mukaan puita istuttamalla saadaan kavennettua voimajohtolinjojen johtoaukeita ja lisäksi vähennettyä voimajohtojen vaikutusta ympäristöön. Tässä tutkimuksessa haluttiin selvittää puiden vaikutusta yli 800 kV:n voimajohtojen eli ultra high voltage- tai UHV-voimajohtojen muodostamiin sähkökenttiin.

Aiemmissa tutkimuksissa voimajohtoja on käsitelty kaksiulotteisesti, mutta tätä tutkimusta varten tutkijat kehittivät matemaattisen mallin, jossa huomioitiin myös voimajohdon riippuma. He suorittivat kolmiulotteisia simulointilaskelmia voimajohtojen verkkotaajuisista sähkökentistä puiden määrän ja sijainnin perusteella.

Ensin tutkimusryhmä vertaili eri jännitetasoisten voimajohtojen sähkökenttien voimakkuuksia ja selvitti siten, miten voimajohtojen tuottaman sähkökentän voimakkuus jakautui. Tutkimuksessa selvisi, että verkkotaajuisen sähkökentän voimakkuus UHV-voimajohdoissa on suurimmillaan reunimmaisen johtimen alla.

Sen jälkeen tutkijat muuttivat puiden lukumäärää ja totesivat, että reunimmaisen johtimen alla olevan sähkökentän voimakkuus heikkeni asteittain, kun puiden määrä lisääntyi. Lopuksi he muuttivat alueella olevien puiden sijaintia, jolloin sähkökentän maksimivoimakkuus pieneni 1,5 metrin korkeudella reunimmaisten johtimien alla. Samalla myös johtoaukea kaventui.

Vaikka tutkimus suoritettiin pelkästään yhdellä kiinalaisella puulajilla, tulostensa perusteella tutkimusryhmä suosittaa selvittämään puiden sähkömagneettisten parametrien vaikutusta verkkotaajuisen sähkökentän voimakkuuteen voimajohtojen alla. Se voi auttaa heikentämään sähkökentän voimakkuutta ja kaventamaan johtoaukeita. Tämä oli tutkijoiden mielestä erittäin merkittävä tieto, kun suunnitellaan voimajohtoja ja halutaan säästää kustannuksia.

Lähde:
Wang Z, Duan N, Chen J, Zhou X, Lu M, Zhao S. Effect of Tree Quantity and Distribution on the Electric Field under Transmission Lines. Applied Sciences 2024, 14, 8487. https://doi.org/10.3390/app14188487

Nro. 5 2024/2 Suurjännitteisten voimajohtojen muodostaman magneettikentän mittaus ja simulointi

|

Päätoimittajan kommentti: Tutkijat mittasivat Malesiassa magneettikenttiä 132 kV:n voimajohtojen alta kahdessa eri paikassa ja kahtena eri ajanjaksona. Lisäksi he simuloivat magneettikentät mallintamalla. Mittauksissa suurimmat magneettikentät olivat 2,81 μT (ensimmäinen mittauspaikka) ja 3,5 μT (toinen mittauspaikka). He vertasivat simuloituja ja mitattuja tuloksiaan kansainvälisen säteilysuojelutoimikunnan ICNIRP:n asettamiin magneettikentille altistumisen raja-arvoihin. Tutkijat totesivat, että arvot jäivät selvästi raja-arvojen alle.

Sähkönkulutuksen lisääntyessä rakennetaan yhä enemmän voimajohtoja, jotka muodostavat voimakkaita magneettikenttiä. Samalla kasvaa myös yleinen huoli kenttien aiheuttaman säteilyn vaikutuksista terveyteen, koska magneettikentät saavat aikaan sähkövirtoja ihmiskehossa. Siksi tutkimusryhmän mukaan voimajohtojen suunnittelussa on tärkeä huomioida magneettikenttien vaikutus.

Tätä tutkimusta varten tutkijat mittasivat Malesiassa magneettikenttiä voimajohtojen alta kahdessa eri paikassa ja kahtena eri ajanjaksona. Ensimmäisen mittauksen he tekivät kohteessa, jossa oli vierekkäin yksi 132 kV:n kaksoisjohto ja yksi 132 kV:n neljän johdon järjestelmä. Toisessa mittauskohteessa oli kaksi 132 kV:n kaksoisjohtoa vierekkäin. Mittaukset suoritettiin joulukuussa 2023 ja helmikuussa 2024. Erittäin voimakkaan magneettikentän vyöhykkeiden paikannuksen helpottamiseksi magneettikenttätasot esitettiin tutkimuksessa kaaviokuvien avulla. Analysoimalla mitattuja tuloksia tutkijat pystyivät tunnistamaan voimajohtojen alta alueet, joilla magneettikenttien voimakkuudet olivat suurimmillaan.

Ensimmäisessä kahden ja neljän johdon järjestelmän mittauskohteessa suurin magneettivuon tiheys oli 2,81 μT ja toisessa kaksoisjohtojen mittauskohteessa 3,5 μT. Tutkijat hakivat vahvistusta mittaustuloksilleen simuloimalla magneettikentän käyttäen 2D ANSYS Maxwell –mallia, joka oli IEEE-standardien ja CIGREn suositusten mukainen ja muidenkin tutkijoiden käyttämä. He saivat vahvistettua, että magneettikenttämittausten tulokset olivat lähes yhteneväiset simuloidun magneettikentän kanssa ja virheitä oli erittäin vähän kummassakaan kohteessa.

Tutkijat myös vertasivat simuloituja ja mitattuja magneettikenttiä kansainvälisen säteilysuojelutoimikunnan ICNIRP:n asettamiin työntekijän ja väestön altistumisen raja-arvoihin. He totesivat, että niin mitatut kuin simuloidut arvot jäivät selvästi raja-arvojen alle.

Lähde:
Ahsan M, Baharom N R, Zainal Z, Khalil I U. Measuring and simulation of magnetic field generated by high voltage overhead transmission lines. Results in Engineering 23, 2024, 102688.