Promieniowanie stacji radiowych a środowisko

Nieznane budzi obawy i lęk. Gdyby nie budziło, gatunek ludzki dawno by wyginął.

Od czasu upowszechnienia się telefonii komórkowej, a więc od 1996 r., powstały dziesiątki tysięcy STACJI BAZOWYCH. Powstają wszędzie, na własnych wieżach, na budynkach fabrycznych i mieszkalnych, na wieżach kościołów i na kominach. Powstają po to, by wysyłać w świat nasze głosy i „es-em-esy” za pomocą fal radiowych. Ponieważ są tak blisko, budzą obawy. Czy pod naszymi oknami nie zbudowano czegoś w rodzaju armii kuchenek mikrofalowych, które w dzień i w nocy próbują nas ugotować?

No ale z drugiej strony — czy to możliwe w cywilizacji europejskiej XXI wieku, by bez zastanowienia rozstawiać po całych krajach sieć „śmiercionośnych” instalacji w imię — czego? zysku? Czy to może być aż tak szkodliwe, jak sądzimy? Przecież np. taka Bruksela próbuje nas chronić przed tyloma podobno szkodliwymi rzeczami, że aż się z tego śmiejemy, a na zabójcze promieniowanie pozwala?

Dlaczego jest tyle tych stacji?

To pytanie zadaje sobie wiele osób. Jasne, że istnieje kilku operatorów telefonii komórkowej, to i stacji musi być więcej, ale po co im tych stacji aż tyle? Czy nasze rachunki za telefon nie zmalałyby, gdyby wybudowali ich o wiele mniej, za to o większej „sile” – byle gdzieś na odludziach?

Tak się nie da. Dziwna nieco nazwa „telefonia komórkowa” powstała od sieci nadajników tak rozłożonej na mapie, że przypominają komórki plastra pszczelego. Każda ze stacji musi mieć ograniczony zasięg swojego działania, gdyż inaczej trzeba by zużyć takie mnóstwo częstotliwości radiowych, że… w ogóle by ich nie  było. Zwłaszcza dziś, gdy w wielu domach używa się więcej niż jednego telefonu, a przez telefon rozmawia się wiele razy i dość długo, łatwiej sobie wyobrazić, jaki ogromny „ruch” musi obsłużyć sieć telefoniczna.  A internet albo filmy przez telefon? Coraz więcej, coraz częściej, coraz szybciej — citius, altius, fortius, można powiedzieć.

Dlatego stacji musi być bardzo dużo, by zdołały przenieść te usługi, których od nich oczekujemy, na dość małym terenie (w miastach to tylko obszar o promieniu kilkuset metrów). I po to, by mogły pracować na niewielkiej liczbie częstotliwości radiowych, bo więcej tych częstotliwości, jako się rzekło, po prostu nie ma.

Siła promieniowania

Ale wynika z tego pierwsza pozytywna cecha: każda ze stacji, skoro obsługuje niewielki teren, posługuje się dość małą mocą nadawania. Bez porównania mniejszą, niż gdyby było ich mało i stały na odludziu. Przykładowo porównajmy: długofalowa stacja nadawcza Gąbin Konstantynów (ta z zawalonym masztem) była wyposażona w nadajniki o mocy 2 000 000 watów; zwykle stacja bazowa GSM ma nadajniki o mocy rzędu 100 czy 200 W, a więc dwadzieścia albo dziesięć tysięcy razy mniejsze. A ponadto radiostacja w Gąbinie mogła powodować jakieś obawy, gdyż — nieco upraszczając — wysyłała fale radiowe prawie we wszystkie strony w jednakowy sposób, a więc także w kierunku domów, dróg i w ogóle — ludzi.

W telefonii przez radio rzecz się ma zupełnie, ale to zupełnie inaczej. Anteny stosowane w stacjach bazowych należą do anten kierunkowych. Oznacza to, że konstruktor anteny buduje ją w taki sposób, by emitowała energię w pożądanym kierunku, i by emisja następowała „w przód”, a nie w dół lub w górę. Fala wypromieniowana nadmiernie w dół lub w górę jest bezpowrotnie stracona, dlatego dla najlepszego wykorzystania mocy radiowej stosowane anteny stacji bazowych cechują się bardzo silnym „spłaszczeniem” w pionie swego promieniowania.  W praktyce, na rzeczywistym i bardzo typowym przykładzie, wygląda to tak, jak na rysunku:

obszar, w którym promieniowanie jest większe od dozwolonego przepisami wokół typowej stacji bazowej telefonii komórkowej
Tak wygląda obszar, w którym promieniowanie jest większe od dozwolonego przepisami wokół typowej stacji bazowej telefonii komórkowej (opracowanie własne na podstawie rzeczywistego przypadku na os. Bohaterów II Wojny Światowej w Poznaniu, blok typu „deska” o 11 kondygnacjach)

Skąd wiemy, że tak jest, a właściwie, że tak powinno być? Gdyż każdą antenę opisują tak zwane charakterystyki promieniowania, ściśle przedstawiające jej cechy kierunkowe.

Dlaczego więc „zawalona” radiostacja w Gąbinie nie miała takiego „spłaszczonego” promieniowania i wysyłała fale radiowe prawie tak samo w dół, jak w przód? Bo na falach długich nie da się tego zrobić właśnie dlatego, że są długie. A fale używane w telefonii komórkowej są krótkie, a nawet bardzo, bardzo ultrakrótkie. Dlatego antena o wysokości 2 m może „spłaszczyć” promieniowanie w sposób nieosiągalny dla anteny z Gąbina, której wysokość (przed katastrofą) wynosiła 652 m. Porównajmy te długości fal: 1,3 km dla fal długich i 17 cm dla fal używanych w telefonii GSM.  Maszt w Gąbinie, choć przez pewien czas był najwyższą budowlą na świecie, musiałby swoim wierzchołkiem znacznie przekraczać wysokość Mount Everest, żeby tak spłaszczyć swoje promieniowanie, jak potrafi każda antena GSM.

A zatem antena GSM emituje raczej niewiele energii, powiedzmy jak kilka żarówek. Do tego śmiało możemy porównać ją do żarówek umieszczonych w silnie kierunkowej latarce. Albo nawet w takim urządzeniu, jakiego używają latarnie morskie.  Ich światło jest bardzo silnie wysyłane w przód, a przez to widoczne na wiele mil morskich od lądu. A gdy podpłynąć pod taką latarnię do brzegu, zobaczymy tylko, ze w ogóle świeci, no i że to światło się obraca. A gdybyśmy tuż przy latarni wspięli się razem z łodzią o te kilkadziesiąt metrów w górę i „zajrzeli” latarni prosto w źródło światła? Tak, wówczas z naszego wzroku niewiele by pozostało. Cała energia żarówki dotarłaby do oczu, niszcząc je bezpowrotnie.

A przecież nikt nie bałby się podpłynąć do brzegu pod latarnię morską!

No właśnie, z antenami GSM jest podobnie. Przecież dla fizyka światło i fale radiowe to ta sama energia, więc takie porównania nie są oszustwem czy nadużyciem.

Gdy zatem użyjemy kalkulatora i policzymy wszystkie wielkości wynikające z mocy nadajników i charakterystyki anteny, dojdziemy do wniosków przedstawionych na rysunku: przy oknie przykładowe go mieszkania na trzeciej kondygnacji 11-kondygnacyjnego bloku promieniowanie jest stłumione wobec maksymalnego jakieś 12 milionów razy! Czy to wystarcza?

Co na to przepisy?

Na rysunku zaznaczono na żółto kształt i rozmiary obszaru, w którym nigdy nie może się znaleźć żaden człowiek. To właśnie ten obszar, który odpowiada opisywanemu w przykładzie „zaglądaniu latarni morskiej prosto do źródła światła”. Nawet kształt jest podobny — taki długi i wąski „język”. Zasięg i kształt tego żółtego obszaru powstał po zastosowaniu polskiego przepisu ochrony środowiska.

Jest dość powszechnie wiadomo, że polskie przepisy są chyba najostrzejsze spośród znanych w świecie. To prawda, w wielu krajach przyjęto i do dziś stosuje się wartości graniczne znacznie wyższe, a więc łagodniejsze. Aby nie być gołosłownym: polskie przepisy w miejscach dostępnych dla ludzi pozwalają na pole o gęstości mocy 0,1 W/m2 (alternatywnie: natężenie pola elektrycznego 7 V/m), natomiast przepisy zagraniczne na pole o wartości nawet 10 W/m2, a więc na promieniowanie sto razy silniejsze.

Czy ludzie w krajach z tymi przepisami umierają częściej? No, chyba jest odwrotnie…

Bardzo spłaszczona charakterystyka anteny silnie koncentruje promieniowanie „w przód”, w innych kierunkach jest bardzo silnie tłumione, to już wiemy. Dlatego na trzeciej kondygnacji możemy spodziewać się promieniowania na poziomie ponad sto tysięcy razy niższym od dopuszczonego przez prawo ochrony środowiska.

Zbliżenie sytuacji z poprzedniego rysunku w okolicy okna najwyższego piętra

Ale wokół anteny widzimy jeszcze jakieś „języczki”, tym razem skierowane nie w przód, ale ku gruntowi, ku ludziom na podwórku (tu na zbliżeniu fragmentu poprzedniego rysunku języczek został oznaczony pomarańczowa strzałką. Czy te dodatkowe języczki (obwiedzione na rysunku różową linią) nie są groźne?

Nie, skoro ich zasięg kończy się po kilku metrach, jak to widzimy na rysunku.  Nazywamy je bocznymi listkami pionowej charakterystyki anteny. Listki boczne to taki fragment charakterystyki promieniowania anteny, który jest niemożliwy do usunięcia, a który nie jest potrzebny do prawidłowej pracy stacji bazowej. Wytwórcy anten starają się zmniejszyć ilość niepotrzebnych „listków” i zasięg tych części charakterystyki, mając między innymi na względzie możliwe problemy z ochroną środowiska.

W przykładzie z latarnią te listki boczne odpowiadają sytuacji, w której podpływając do stóp latarni w ogóle widzimy, że ona pracuje; układ optyczny w latarni też ma listki boczne charakterystyki, skierowane między innymi ukośnie w dół.

Zatem dlaczego telefon w ogóle działa dobrze pod stacją bazową? Skoro ona w dół nie promieniuje?

Niesłuszne wrażenie, że stacje radiokomunikacyjne „z pewnością emitują dużo energii we wszystkie możliwe strony”, podtrzymuje także codzienna obserwacja, iż telefony działają równie dobrze blisko stacji, jak i w pewnej odległości od niej.Nie jest łatwo z policzenia „kresek siły sygnału” na telefonie wywnioskować o silnym ograniczaniu emisji anten w kierunku „pod siebie”. Rzeczywiście, kreskowa skala siły sygnału na wyświetlaczu jest dostosowana do zjawisk fizycznych dotyczących rozchodzenia się fal radiowych i zachowuje się silnie nieliniowo.

Tymczasem telefony komórkowe (i cała sieć telefonii komórkowej danego operatora) są tak zbudowane, iż wystarczają im zaledwie 0,0000000000003 (trzy trylionowe) części tej energii, jaka jest dostarczona z nadajnika do anteny stacji bazowej. A moc doprowadzona z nadajnika wynosi 60 watów na każdy sektor, a więc tyle co moc typowej żarówki. Jest to moc, z którą za pomocą lutownicy można przylutować duże elementy elektroniczne, ale już do zagotowania wody używamy grzałek o mocy ponad 1000 watów. Przykład ten ilustruje znikomość energii wprowadzanej do środowiska przez każdy z sektorów stacji bazowej sieci komórkowej.

A więc: czy stacje radiowe są w ogóle groźne?

A kto zagwarantuje, że te „najostrzejsze na świecie” przepisy nie są jeszcze za mało ostre? Tyle się słyszy o raku od promieniowania radiowego. Skąd „oni” to wiedzą, że te przepisy wystarczą? Na pewno ktoś te przepisy „właściwie ustawił” w swoim interesie, nas, ludzi mając za nic!

Ten „ktoś” to pewnie jakiś światowy kartel telefonii komórkowej… Ale dlaczego zatem w Polsce, kraju dość specyficznym, są tak ostre przepisy? Działanie tego kartelu powinno przynieść chyba odwrotne skutki u nas i za granicą? Powinno „im” zależeć na ich złagodzeniu!

Można spekulować na temat spisków, jednak nie można nie zauważyć faktu, że taka ostra wartość graniczna pola pojawiła się w polskich przepisach w roku 1980 (ówczesna ustawa Prawo ochrony środowiska), a więc na 16 lat przed pojawieniem się pierwszych stacji GSM w Polsce. Czyżby „kartele” to przewidziały – i pojawienie się za kilkanaście lat technologii GSM, i możliwość jej wprowadzenia za żelazną kurtynę, która miała nigdy nie runąć?… W tamtych czasach państwo nie dopuszczało czegoś takiego jak nadajnik radiowy w rękach osób prywatnych (poza krótkofalowcami, którym z kolei nie wolno było się ze stacją nadawczą poruszać). Telefony radiowe w kieszeni były tylko w literaturze fantastycznej.

Mówi się, że wartość graniczna pola jest wyssana z palca, bo któż to zbadał, trzeba by poświęcić życie ludzkie?

To nieprawda, że nie zbadał.

Przecież RADIO jest ludziom znane od stu lat, na początku jeszcze nie umiało mówić i służyło do przesyłania kropek i kresek telegraficznych. Posługiwano się przy tym dużymi mocami. Także obie wojny światowe sprzyjały wykorzystywaniu radia, z różnymi długościami fal i przy różnych mocach. I właśnie przy tej okazji stwierdzono istnienie choroby telegrafistów, czyli niekorzystnego wpływu promieniowania radiowego na organizm człowieka. A więc z  niewiedzy poświęcono zdrowie ludzi, lecz dzięki temu dało się oszacować dawki promieniowania, jakie przyjęły ze złym skutkiem ich organizmy. I dzięki ich straconemu zdrowiu, teraz wiemy, że wartości tamtych dawek należy ileś-tam razy obniżyć, żeby mieć pewność, że nie wpłyną szkodliwie nawet na ludzi najsłabszego zdrowia.

I tak uczyniono, dochodząc do granicy 0,1 W/m2 obowiązującej w Polsce. Któż wobec tego może przedstawić — poza czczą paplaniną — dowód, iż to granica za mało ostra?!

NIE STACJE BAZOWE STANOWIĄ ZAGROŻENIE DLA LUDZI.

Raczej TELEFONY! a właściwie nieujarzmiona chęć do korzystania z nich przez wiele godzin dziennie, w każdych warunkach, czy trzeba, czy nie. A jak żyliśmy bez GSM — czy gorzej, czy tylko inaczej?

Nie chcemy tu rozwodzić się na temat szkodliwości promieniowania wprowadzanego przez aparaty do naszych głów. Niech za rozgadany wykład wystarczą poniższe ilustracje: symulacje termograficzne organów wewnętrznych narażanych na emisję z telefonu.

Warto wiedzieć, że podana na rysunku moc 125 mW to właśnie średnia moc nadajnika telefonu pracującego w dużej odległości od stacji bazowej (gdy jest bliżej, moc jest automatycznie zmniejszana, ale kto z nas wie czy jest blisko czy daleko od stacji „swojego” operatora  — i kiedy to jest „blisko”?).

Skala barw na rysunku jest intuicyjnie zrozumiała: im czerwieniej, tym więcej oddziaływania.

Najlepiej jednak dotknąć, czyli siła pomiaru

A jak jest prawnie ustawiony sam proces budowy takich stacji? Czy operatorzy telefoniczni mają „wolną rękę”? Przecież często nikt się nas, mieszkańców nie pyta, czy się zgadzamy na budowę stacji w pobliżu.

Nie, nigdy nie byli pozbawieni kontroli ze strony państwa. Przez pewien czas kontrola ta była tak absurdalnie daleko posunięta, że… z pewnością płaciliśmy przez lata o wiele wyższe rachunki za telefon, niż moglibyśmy bez tak skomplikowanych procedur urzędowych. Budowa każdej stacji w tamtych warunkach trwała nawet ponad trzy lata. Przepisy złagodniały, ale nie pod względem sensu prowadzonej kontroli, odjęto tylko cały zamęt, przez który mnóstwo urzędów miało mnóstwo niepotrzebnej roboty. Pozostawiono SENS takiego państwowego nadzoru, a tym sensem jest zapobieganie zbliżeniu się anten stacji do miejsc dostępnych dla ludzi na tak małe odległości, by doszło do przekroczenia przepisów środowiskowych.

Kto zapoznał się z powyższymi wyjaśnieniami wie, że takie zdefiniowanie zakresu i celu państwowej kontroli nad instalacjami promieniującymi jest rozsądne i właściwe. A więc dopóki operator nie zagalopuje się w zbliżaniu anten do siedzib ludzkich, państwo nie przeszkadza mu w budowie.A jak jest prawnie ustawiony sam proces budowy takich stacji? Czy operatorzy telefoniczni mają „wolną rękę”? Przecież często nikt się nas, mieszkańców nie pyta, czy się zgadzamy na budowę stacji w pobliżu.

Ale państwo żąda dowodu na spełnienie przepisów PO ZAKOŃCZENIU BUDOWY. A takim dowodem jest

wykonanie pomiarów rzeczywistego promieniowania przez obiektywne laboratorium pomiarowe.

Brak zamówienia takich pomiarów, albo wprowadzenie laboratorium w błąd podczas pomiarów, jest ustawowo zagrożone aresztem lub grzywną. Wyniki tych pomiarów są następnie obowiązkowo przekazywane organom ustanowionym dla ochrony środowiska; jeżeli pomiary wykażą przekroczenia, organ zaingeruje — prawdopodobnie nakaże wyłączyć stację. Dzięki pomiarom wszystkie założenia teoretyczne obowiązujące przy projektowaniu stacji są wiarygodnie zweryfikowane.

Można także potwierdzić pomiarami obliczenia teoretyczne — oto na rysunku poniżej mapka z  takich właśnie pomiarów na dachu budynku, który poprzednio przeliczono teoretycznie na rysunku pierwszym.

Proszę uwierzyć, że ten rysunek  sporządzony na podstawie „gęstych” pomiarów potwierdził wysoką zgodność przewidywań teoretycznych z rzeczywistością; poniżej teoretyczna symulacja tego fragmentu dachu

Symulacja rozkładu obszaru „zabronionego” na tym samym dachu, co mapka powstała z pomiarów (na poprzednim rysunku) – szary kontur odpowiada obszarom czerwonym na mapce

Szare figury zachodzą na obrys dachu właśnie tak, jak zmierzone obszary o wartości przekraczającej dozwoloną wartość 7 V/m.

Jak zwykle w fizyce, pomiar promieniowania w rzeczywistych warunkach jest najbardziej wiarygodnym dowodem poprawności rozumowania teoretycznego. Obiektywne, wiarygodne i porównywalne wykonanie takich pomiarów jest jednak na tyle trudne, ze zgodnie z przepisami europejskimi może je wykonać tyko PODMIOT AKREDYTOWANY W TYM ZAKRESIE, a więc firma o statusie laboratorium badawczego, dysponująca sprzętem i kompetentnymi pracownikami
.