Nro. 7 2021/2 Altistuminen sähkömagneettisille kentille asuinpaikassa ja amyotrofisen lateraaliskleroosin (ALS:n) riski: annosvaste-meta-analyysi

|

Päätoimittajan kommentti: Tutkijat ovat selvittäneet asuinpaikassa sähkömagneettisille kentille altistumisen ja amyotrofisen lateraaliskleroosin (ALS:n) välistä yhteyttä sekä siihen liittyvää annosvastetta. He tekivät systemaattisen kirjallisuuskatsauksen. Tutkijat päätyivät siihen, että data on liian rajallista annosvasteanalyysin suorittamiseksi mallinnetuista magneettikenttäarvoista tai ositettujen otantojen analysoimiseen.

Amyotrofinen lateraaliskleroosi (ALS) on hermostoa rappeuttava, kuolemaan johtava sairaus, jonka syntyperää ei tunneta. Tutkimusryhmän mukaan taudin riskitekijöiksi on ehdotettu ympäristötekijöitä, mm. altistumista magneettikentille. Aiemmissa tutkimuksissa on heidän mukaansa saatu viitteitä positiivisesta yhteydestä työperäiseen magneettikentille altistumiseen, mutta asuinpaikassa altistumisen kanssa yhteys on yhä kiistanalainen. Myös mahdollisen yhteyden muoto on tuntematon: olisiko kyseessä epälineaarinen yhteys vai alhaisemman kynnysarvon vaikutus.

Viime vuosina on tutkimusryhmän mukaan tullut saataville edistyksellisiä biometrisia työkaluja annosvaste-meta-analyysejä varten, joten he toteuttivat systemaattisen kirjallisuuskatsauksen arvioidakseen ALS:n ja asuinpaikassa magneettikentille altistumisen annosvastesuhdetta. He suorittivat verkossa kirjallisuushaun, joka käsitti aineistoa huhtikuun 2021 loppuun saakka. Mukaan otettiin tutkimuksia, joissa oli arvioitu altistumista magneettikentille asuinpaikassa joko perustuen kodin etäisyyteen voimajohdoista tai magneettikentän mallinnustekniikoihin ja joissa oli raportoitu ALS:n riski. He kelpuuttivat mukaan kuusi tutkimusta, joista neljässä oli käytetty etäisyyteen perustuvaa altistuksen arviointitapaa, yhdessä mallinnukseen perustuvaa ja yhdessä molempia tapoja.

Niin etäisyyteen kuin erityisesti mallinnukseen perustuvissa altistusarvioissa ALS:n riski oli alhaisempi voimakkaimmin altistuneiden ryhmässä, vaikkakin arviot olivat hyvin epätarkkoja (suhteellinen riski 0,63–1,20). Yhteys voimajohtojen etäisyyden ja ALS:n välillä oli vähäinen myös annosvaste-meta-analyyseissä, eikä niissä saatu minkäänlaisia todisteita raja-arvoista. Kaiken kaikkiaan tutkimusryhmä sai niukasti todisteita asuinpaikassa magneettikentille altistumisen ja ALS:n välisestä positiivisesta yhteydestä. Tosin heidän mukaansa data oli liian rajallinen annosvasteanalyysin suorittamiseen mallinnetuista magneettikenttäarvioista tai ositettujen otantojen analysoimiseen.

Lähde:
Filippini T, Hatch E E, Vinceti M. Residential exposure to electromagnetic fields and risk of amyotrophic lateral sclerosis: a dose–response meta analysis. Scientific Reports 2021, 11, 11939.

Nro. 6 2021/2 Arvio ihmisten altistumisesta (mukaan lukien implantoitavien laitteiden häiriöt) pientaajuisille sähkömagneettisille kentille nykyaikaisissa mikroverkoissa, sähkövoimajärjestelmissä ja sähkökulkuneuvoissa

|

Päätoimittajan kommentti: Kirjoittaja on selvittänyt ihmisten altistumista sähkömagneettisille kentille. Altistumistilanteet ovat hänen mukaansa tulleet pulmallisemmiksi. Hän on käynyt läpi aiheeseen liittyviä monia normatiivisia ja teknisiä dokumentteja ja luonut yleiskuvan niissä esitettyihin vaatimuksiin ja rajoituksiin. Artikkelissa on esitetty arviointimenetelmiä esimerkkien kanssa.

Nykyaikaisten sähkövoimajärjestelmien tuottamien sähkömagneettisten kenttien päästöistä on artikkelin kirjoittajan mukaan tullut entistä pulmallisempia huomioitaessa lukuisat tehoelektroniikalla ja staattisilla muuntimilla toteutettavat tehonmuuntovaiheet. Mikroverkot ja tehonmuuntojärjestelmät ovat hänen mukaansa lisääntyneet monissa jokapäiväisissä sovelluksissa, kuten kotiin sijoitetuissa aurinkosähköjärjestelmissä. Sähköajoneuvojen langattomissa latausjärjestelmissä puolestaan säteilyn lähteet ovat lähellä, ja ne sisältävät hyvin paljon suurtaajuisia komponentteja. Ihmiset altistuvat myös yhä enemmän suurtehoisten sähköistettyjen liikennevälineiden (mm. raitioliikenteen) tuottamalle säteilylle.

Kirjoittajan mukaan huomioitavia seikkoja ovat toisaalta harmonisiin yliaaltoihin ja kommutointiin liittyvät ilmiöt ja toisaalta läheisempi vuorovaikutus sähköjärjestelmien ja ihmisten välillä. Konkreettisia esimerkkejä jälkimmäisestä ovat vaikutus ihmisen fysiologisiin toimintoihin sekä häiriöt implantoitavissa lääkinnällisissä laitteissa ja kuulolaitteissa. Kokonaiskuvaa mutkistaa hänen mukaansa myös se, että standardit ja säädökset ovat niin ikään lisääntyneet tai niitä on tarkistettu merkittävästi viimeisen kymmenen vuoden aikana.

Altistusta arvioitaessa, altistusrajojen suoraviivaista soveltamista haittaavat kirjoittajan mukaan mittausongelmat (aikaan vai taajuuteen perustuvat menetelmät, paikannusvirheet, epävarmuuden vaikutus) ja altistuksen monimutkaiset skenaariot (useat lähteet, suuri kentän muutosnopeus, erikestoiset päästöt). Tässä artikkelissa hän halusi selvittää vuorovaikutuksen periaatteita kunkin vaikutuksenalaisen järjestelmän (mukaan lukien ihmisten) osalta, käydä läpi aiheeseen liittyviä monia normatiivisia ja teknisiä dokumentteja ja luoda yleiskuvan niissä esitettyihin vaatimuksiin ja rajoituksiin. Hän kuvasi tässä artikkelissa arviointimenetelmiään metodologisesta näkökulmasta lukuisin esimerkein.

Lähde:
Mariscotti, A. Assessment of human exposure (including interference to implantable devices) to low-frequency electromagnetic field in modern microgrids, power systems and electric transports. Energies 2021, 14, 6789.

Nro. 5 2021/2 Pientaajuiset magneettikentät asuinpaikassa ja ihosyöpä

|

Päätoimittajan kommentti: Tutkijoiden tavoitteena oli selvittää magneettikentille altistumisen ja ihosyövän välistä yhteyttä. Heillä oli käytettävissään aiemmassa tutkimuksessa hyödynnetty tietokanta asuinrakennuksista, joissa oli kiinteistömuuntamo. Tutkijoiden mukaan yli kuusi kuukautta kestäneeseen altistukseen ei liittynyt yhteyttä ihosyöpään. Jos altistuminen oli alkanut alle 15-vuotiaana, heidän mukaansa melanoomariski nousi. Tämä perustui seitsemään altistuneeseen melanoomatapaukseen.

Valon aikaansaamilla radikaalireaktioilla on keskeinen rooli ultraviolettisäteilyn aiheuttamassa ihosyövässä, ja tutkimusryhmän mukaan muutoksia radikaalireaktioissa on ehdotettu myös mekanismiksi pientaajuisten magneettikenttien oletetuissa syöpää aiheuttavissa vaikutuksissa. Tässä tutkimuksessa he selvittivät melanooman ja okasolusyövän yhteyttä magneettikentille altistumiseen asuinpaikassa. Tutkimusryhmä oli jo aiemmassa tutkimuksessaan hyödyntänyt tietokantaa asuinrakennuksista, joissa oli kiinteistömuuntamo, kun he tutkivat aikuisiän akuutin lymfaattisen leukemia riskiä lapsuusiän altistuksen perusteella. Tässä tutkimuksessa he käyttivät samaa tietokantaa.

Kaikki tutkimuskohteet olivat asuneet vuosina 1971–2016 rakennuksissa, joiden sisällä oli kiinteistömuuntamo, ja magneettikenttäaltistus määritettiin asunnon sijainnin perusteella. Koko 225 492 henkilön tutkimusjoukosta altistuneiksi katsottiin 8 617 kiinteistömuuntamon viereisissä asunnoissa asunutta henkilöä. Samojen rakennusten ylemmissä kerroksissa asuneita käytettiin vertailuryhmänä. Magneettikenttäaltistuksen ja ihosyöpien välisiä yhteyksiä analysoitiin Coxin suhteellisten riskitiheyksien mallilla.

Tässä tutkimuksessa yli kuusi kuukautta kestäneessä magneettikenttäaltistuksessa saatiin melanooman riskisuhteeksi 1,05 ja okasolusyövän 0,94, eli kokonaistulokset eivät osoittaneet kohonnutta sairastumisriskiä. Kun analyyseissä huomioitiin henkilön ikä hänen muuttaessaan asumaan kyseisiin rakennuksiin, melanooman riskisuhde nousi arvoon 2,55 niillä henkilöillä, jotka olivat asuneet muuntamon viereisissä asunnoissa alle 15-vuotiaina. Löydökset perustuivat seitsemään altistuneeseen melanoomatapaukseen.

Tutkimusryhmän mukaan tulokset antoivat viitteitä yhteydestä lapsena pientaajuisille magneettikentille altistumisen ja aikuisena melanoomaan sairastumisen välillä. Heidän mukaansa tämä on linjassa aiempien löydösten kanssa, joissa pientaajuisten magneettikenttien syöpää aiheuttavat vaikutukset on liitetty mahdollisesti juuri lapsuusiässä tapahtuneeseen altistumiseen.

Lähde:
Khan M W, Juutilainen J, Naarala J, Roivainen P. Residential extremely low frequency magnetic fields and skin cancer. Occup Environ Med 2021; 0, 1–6, 107776.

Nro. 4 2021/2 3D-paikkatietojärjestelmän soveltaminen voimajohtojen tuottamien magneettikenttien pintamallinnukseen ja niiden tarkistusmittaukset kompleksisella kaupunkialueella

|

Päätoimittajan kommentti: Tutkijat selvittivät magneettikentille altistumista käyttäen 3D-tekniikoita yhdessä paikkatietojärjestelmien kanssa. Mallinsa tarkastamiseksi he tekivät myös mittauksia. Mittausten perusteella tutkijat pitivät malliaan hyvänä, kunhan digitaalisessa maastomallinnuksessa käytettiin 5 x 5 metrin tarkkuutta. On mielenkiintoista nähdä, voidaanko mallia soveltaa myös muissa tutkimuksissa.

Tutkimusryhmän mukaan altistuminen voimajohtojen tuottamille magneettikentille asuinpaikassa on ollut vuosikymmeniä yhteiskunnallinen huolenaihe, sillä tiedeyhteisö ei ole pystynyt määrittelemään pidempiaikaisen altistuksen mahdollisesti aiheuttamia terveyshaittoja. Tiedeyhteisölle on heidän mukaansa yhä haaste mallintaa altistusta niin luotettavasti, että vähäisetkin vaikutukset suurissa väestöryhmissä voitaisiin havaita.

Määriteltiinpä magneettikentän voimakkuus miten tahansa, lähteen etäisyys vastaanottajasta on tutkimusryhmän mukaan määräävä muuttuja erityisesti, jos paikka on lähellä sähkölaitteistoa ja maasto on huomattavan epätasaista. Heidän mukaansa suurten väestöryhmien altistustutkimuksissa on kuitenkin jouduttu tutkimusten monitahoisuuden vuoksi yksinkertaistamaan todellisuutta, eikä maaston pinnanmuotoja tai ilmajohdon köysikäyrää ole aina huomioitu. Tässä tutkimuksessa he lähestyivät tätä ongelmaa soveltaen 3D-tekniikoita yhdessä paikkatietojärjestelmien kanssa.

Tutkimusryhmä esitteli mallin magneettikenttien voimakkuuksien laskemiseksi pinnoilla perustuen erittäin tarkkoihin tietoihin maaston korkeudenvaihteluista. He laskivat magneettikentän soveltamalla Biot’n ja Savartin lain sarjakehitelmää äärettömän pitkään suoraan johtimeen huomioiden johtimen geometrisen keskipisteen suhteellisen korkeuden ja köysikäyrän mukaisen mittauspisteen ArcGIS-ohjelmiston avulla. Mallin tarkastamiseksi he mittasivat magneettikenttiä 69 tarkistuspisteessä vapaalla kaupunkialueella ja 28 pisteessä rakennetulla asuinalueella, jossa pinnanmuodot olivat kompleksisempia.

Tutkimusryhmä piti mallinnuksesta saatuja altistusarvioita hyvinä, vaikka eroja mitattuihin arvoihin esiintyi varsinkin asuinalueilla. Vertailutulokset osoittivat, että 86 % tarkistuspisteistä oli luokiteltu tavanomaisten altistuksen prosenttipisteiden mukaisesti oikein. Heidän mukaansa digitaalisessa maastomallinnuksessa täytyi kuitenkin ehdottomasti käyttää 5 x 5 metrin tarkkuutta, jotta saatiin riittävän tarkat korkeustiedot. Malli toimi hyvin. Tällä menetelmällä tuotetuista tarkoista magneettikenttäkartoista voi heidän mukaansa olla hyötyä uusissa ympäristö- ja terveystutkimuksissa.

Lähde:
Miravet-Garret L, de Cózar-Macías Ó D, Blázquez-Parra E B, Marín-Granados M D, García-González J B. 3D GIS for surface modelling of magnetic fields generated by overhead power lines and their validation in a complex urban area. Science of the Total Environment 2021, 796, 148818.

Nro. 3 2021/2 Analyysi 154 kV:n kaapelien sähkö- ja magneettikenttien magneettivuon jakaantumisesta ja turvallisesta työskentelyalueesta maanalaisessa kaapelikanavissa

|

Päätoimittajan kommentti: Tutkijat analysoivat 154 kV:n kaapelien aiheuttamia sähkö- ja magneettikenttiä ja niiden jakautumista kaapelikanavassa. He vertasivat mittaustuloksia standardeihin ja merkitsivät lattiaan viivoilla turvallisen työskentelyalueen. Tutkijoiden mukaan sähkö- ja magneettikentille altistumisen voimakkuuksien merkitseminen viivoilla lattiaan voi lievittää kenttiin liittyviä huolia.

Tässä tutkimuksessa mitattiin maanalaisen kaapelikanavan sisällä pientaajuisten 60 Hz:n sähkö- ja magneettikenttien magneettivuon jakaantumista kaapelien lähellä eri etäisyyksillä. Tutkimusryhmä vertasi mittaustuloksia sähkö- ja magneettikenttäaltistusta koskevien korealaisten ja kansainvälisten standardien vaatimuksiin, jotta pystyi määrittelemään riittävät turvaetäisyydet työntekijöitä varten. Heidän pyrkimyksenään oli merkitä näkyviin kaapelikanavan sisällä olevaan työskentelytilaan alueet, joissa altistus ylittäisi sallitut rajat.

Mitattava maanalainen kaapelikanava oli 2,2 m leveä ja 2,35 m korkea. Tutkimusryhmän mukaan se palvelee läheistä asuinaluetta yhdistettynä huoltotunnelina, johon on koottu alueelle vieviä kaasuputkia, sähkö- ja viestintäkaapeleita sekä vesi- ja viemäriputkia pois näkyviltä ja helpottamaan liikenteen kulkua. 154 kV:n kaapeli oli CAZV-kaapeli (cross-linked aged polyethylene extruded dielectric sine-wave aluminum sheath vinyl-based power cable). Sähkö- ja magneettikenttiä mitattiin kaapelista 5 cm:n välein vaakasuunnassa yhden neliömetrin alueen verran. Eri maiden standardien vaatimusten perusteella he laskivat sitten regressionanalyysin avulla liiallisen säteilyn alueet, joilla voisi olla terveysvaikutuksia. Tähän lisättiin korealaisten keskimääräinen käsivarren ja käden pituus, jolloin turvaetäisyydeksi saatiin 88,9 cm.

Tutkimusryhmän mukaan sähkö- ja magneettikentille altistumisen voimakkuuksien merkitseminen näkyvillä viivoilla lattiaan voisi lievittää huolta, jota sähkö- ja magneettikentät aiheuttavat päivittäin kaapelikanavassa työskenteleville työntekijöille. Se voisi heidän mukaansa myös ehkäistä mahdollisesta huolimattomuudesta aiheutuvia onnettomuuksia. Heidän mukaansa tässä tutkimuksessa eri etäisyyksiltä mitattuja altistustasoja voitaisiin turvallisuuden takaamiseksi hyödyntää viitearvoina, kun suunnitellaan uusia maanalaisia kaapelikanavia.

Lähde:
Seong M, Kim D H, Kim S C. Analysis of electric and magnetic fields distribution and safe work zone of 154 kV power line in underground power cable tunnel. Safety Science 2021, 133, 105020.