Почему не стоит жечь башни 5G связи

Розгортання мереж стільникового зв'язку п'ятого покоління (5G), вже розпочате в деяких країнах, супроводжується сплеском недовіри і побоювань з боку частини населення. 

Люди стурбовані потенційними ризиками для їх здоров'я, пов'язаними з впливом радіовипромінювань на їх організм. З'явилися навіть групи активістів та цілі спільноти, які домагаються заборони цієї технології.

В історичній ретроспективі, негативні очікування спостерігалися в суспільстві у кожному випадку широкомасштабного впровадження нової радіотехнології. 

Сліди конспірологічних теорій, що покладали відповідальність за SARS 2003 року на мережі 3G, та за свинячий грип 2009 року — на 4G, можна досі відшукати в Google. 

Однак 5G якось особливо не пощастило. У таких технічно передових країнах як США, Великобританія і Швейцарія, мешканці низки міст, включаючи Сан-Дієго і Берн, провели протестні акції проти розгортання базових станцій 5G, які нібито можуть зашкодити не лише їм, а навіть місцевій флорі та фауні.

Однією з причин сплеску конспірологічної активності стала пандемія Covid-19, що охопила весь світ. 

У зв'язку з цим, у деяких графствах Сполученого Королівства навіть трапилися випадки підпалу стільникових веж. Так, 47-річний англієць вчинив підпал, будучи впевненим, що тим самим стає на заваді поширенню коронавірусу. 

Його найбільшим розчаруванням став навіть не вирок Ліверпульського коронного суду, а звістка, що спалена вишка не мала відношення до 5G і належала до складу вже розгорнутої мережі 4G Vodafone. 

Цей приклад, хоча й у своєрідній манері, свідчить на користь кращої освіти, або хоча б обізнаності.

5G просто "не пощастило"

Однак сказати, що 5G лише "не пощастило" було б замало. 5G не пощастило несправедливо. 

Відомий той факт, що загроза здоров'ю, яка нібито надходить від стільникового зв'язку (у свідомості тих, хто проявляє стурбованість з цього приводу) асоціюються з випромінюванням базових станцій, а не мобільних пристроїв. 

І це незважаючи на те, що потужність перших відрізняється від останніх на два порядки (в сто разів), тоді як ослаблення потужності випромінювання з ростом відстані між пристроєм і людиною (десятки/сотні метрів до базової станції, десятки сантиметрів/ сантиметри між мозком користувача та його мобільним телефоном) відрізняється в мільйони та десятки мільйонів разів!

Ослаблення, теоретично пропорційне квадрату відстані для вільного простору, на практиці є навіть більшим через відсутність умов прямої видимості, загасання у листі дерев, метеорологічні фактори. 

Не кажучи вже про випадки, коли від базової станції нас відділяють стіни будинків. Це призводить до затухання ще на 20 децибел (це в 100 разів) для традиційних діапазонів стільникового зв'язку і як мінімум 40 децибел (тобто в 10 тисяч разів) для міліметрового діапазону радіохвиль, який буде широко використовуватись в 5G.

Стільники в мережі 5G будуть значно меншими, ніж в системах попередніх поколінь, але й потужність базових станцій — теж помітно меншою. Крім того, чим менше радіус стільника, тим з меншою потужністю працює мобільний пристрій, який ми притискаємо до вуха в процесі розмови. 

Використання "розумних" антен (смарт-антен) дозволить фокусувати випромінювання на об'єктах, з якими базова станція встановлює з’єднання, і майже виключити його в інших напрямках. 

Навіть розташована навпроти ваших вікон, ця станція не створить у вашому помешканні електромагнітне поле (ЕМП) потужніше за випромінювання побутової мікрохвильової печі або сигнал Wi-Fi.

Відмінною рисою екосистеми 5G буде безліч автономних пристроїв з категорії так званого Інтернету речей: Internet of Things (IoT), на яких припадає своя частка побоювань. 

Але ті з них, що "мешкатимуть" поряд з нами, за рівнем створюваного ЕМП навряд чи будуть перевершувати пульт дистанційного управління телевізором. 

Наприклад, натільні датчики IoT медичного призначення цілодобово зможе носити на собі людина з імплантованим кардіостимулятором. 

Ті ж, що навпаки призначені для "існування" у віддалених локаціях, матимуть здатність працювати автономно, без підзарядки та заміни джерел живлення, на протязі до 10 років (це є однією з базових вимог до цього класу пристроїв): отже, знов таки повинні функціонувати в "надекономному" режимі випромінювання.

Екологічний аспект є незмінним пріоритетом в розробці кожного покоління засобів зв'язку. 

Ті елементи, які відрізняють 5G від попередніх систем: більш висока щільність інфраструктури, зазвичай менша потужність базових станцій та широке використання міліметрових радіохвиль, що менше проникають в організм людини, очевидно, не містять в собі "нових" загроз. 

До суті питання

Проте ця стаття напевно, не відповість на всі питання до мобільного зв’язку, що накопичилися у суспільстві, якщо ми не поговоримо про "старі".

Хоча комерційний стільниковий зв'язок "розміняв" свій п'ятий десяток, питання про його вплив на здоров'я людини все ще залишається актуальним і суперечливим. 

Сучасний інжиніринг в галузі проектування систем зв'язку несе відповідальність за ці аспекти. 

Міжнародна електротехнічна комісія, Міжнародний союз електрозв'язку (МСЕ), Інститут інженерів електротехніки та електроніки (IEEE) досліджують вплив ЕМП на організм людини, інтегруючи зусилля, які вживаються в рамках інших дисциплін: медицини, фізики, біології. 

Такі матеріали наразі є доступними завдяки публікації останнім часом кількох узагальнюючих робіт, що їх було виконано на основі сотень інших, первинних джерел.

Скориставшись ними, спробуємо в якомога популярній і стислій формі надати загальний нарис сучасного стану та результатів відповідних досліджень.

З початку ми зруйнуємо страхітливу, але абсолютно помилкову асоціацію, яка у декого все ще викликається, так би мовити "лексичною спорідненістю" у назві між явищами різної фізичної природи. 

ЕМП класифікують за характером впливу на живі клітини, розрізняючи іонізуючі і неіонізуючі випромінювання. 

Перша категорія – це електромагнітні хвилі, які мають енергію достатню щоб вибити електрони з атомів клітини живого організму, викликавши їх іонізацію. 

До іонізуючих випромінювань належать рентгенівські промені (у діапазоні 3×1016 Гц — 3×1019 Гц). 

Потужність рентгенівських апаратів становить 40-100 кіловат — в тисячі разів більше, ніж у будь-якої базової станції. З огляду на спрямовані властивості рентгенівських променів та близькість джерела до пацієнта, вони помітно впливають на його організм.

Клітини, що піддаються дії іонізуючого випромінювання, можуть загинути або переродитися на злоякісні. 

Рентгенографічні дослідження застосовують лише за нагальних потреб, мінімізуючи шкідливий вплив на людину за допомогою захисного спорядження з свинцевих пластин, там де це можливо.

До неіонізуючих відносять випромінювання на частотах від 3 кГц до 300 ГГц (в цьому діапазоні працює й стільниковий зв'язок), які не мають енергії, достатньої для іонізації клітин. 

Але проводячи дослідження, виходять із припущення, що енергія випромінювання є достатньою для того, щоб на молекулярному рівні спровокувати в організмі людини зміни, потенційно небезпечні для її здоров'я.

"Теплові" ефекти впливу ЕМП на людину

Біологічні ефекти впливу ЕМП на людину класифікують як теплові і нетеплові. Теплові ефекти, що характеризуються нагрівом живих тканин, вивчаються з початку впровадження телебачення. 

Відомо, що великі дози поглиненого радіочастотного випромінювання можуть викликати відчуття тепла і навіть легкі опіки шкіри.

Виходячи з необхідності захисту організму людини від теплового впливу ЕМП, регулюючі органи і міжнародні організації в області електрозв'язку: Європейська комісія, Міжнародна комісія з захисту від неіонізуючого випромінювання (ICNIRP) та Федеральна комісія зв'язку США визначають рівні максимально допустимого впливу радіовипромінювань. 

Як і в багатьох країнах, в Україні ці норми встановлено в одиницях густини потоку енергії (ГПЕ): в мікроватах на квадратний сантиметр, які до речі, на сьогодні є одними з найжорсткіших у світі.

Критерії, що ґрунтуються на тепловій дії випромінювань, є зручними завдяки "фізичної прозорості" цього явища та простоти відповідних вимірювань. 

Разом з тим, складно визначити їх зв'язок з будь-якими видами захворювань, а сам тепловий ефект при помірної інтенсивності ЕМП компенсується за рахунок терморегуляції в тілі людини. 

До того ж, невпевненість в повноті такої характеристики впливу ЕМП на організм людини посилюється значною різницею у значеннях відповідних норм, що їх встановлено в різних країнах світу:

10 мкВт/см² — в Україні, Білорусі, Казахстані, РФ, Угорщині, Польщі, Італії, Болгарії;

100 мкВт/см² — в країнах Скандинавії та деяких країнах ЄС;

до 1000 мкВт/см² — в більшості країн ЄС, в США, Канаді, Японії.

Біологічні та медичні аспекти

Тому паралельно, проводяться дослідження так званих нетеплових ефектів впливу радіовипромінювань на органи і процеси в організмі людини, які, за припущенням, є найбільш чутливими до ЕМП. 

Наприклад, дослідники виходили з того, що:

- тривала дія радіовипромінювання з високою щільністю потужності може мати негативний вплив на органи зору, викликати катаракту, пошкодження сітківки очей та проблеми з рогівкою;

- радіовипромінювання може впливати на процеси метаболізму глюкози в клітинах людського організму. Такі ефекти можна спостерігати в деяких органах людини, які зазнали тривалого впливу високих рівнів ЕМП, наприклад в мозку.

Проте, у звітах Всесвітньої організації охорони здоров'я, ICNIRP та МСЕ вказується на відсутність виявленого причинного зв'язку між рівнем ЕМП, що створюється джерелами радіочастотних випромінювань, і появою будь-яких біологічних ефектів – за умови, що цей рівень не перевищує встановлених граничних значень.

Інші припущення, наприклад про те, що тривала дія ЕМП помірного рівня, який властивий для стільникового зв’язку, може негативно впливати на репродуктивні здібності чоловіків, наразі не отримали наукового підтвердження. 

Так званий феномен електромагнітної гіперчутливості (при якому організм окремих людей нібито реагує на вплив ЕМП такими симптомами як головний біль, втома, відчуття стресу, печіння, висип) також не вважається таким, що підтверджений незалежними дослідженнями.

Але чи не найбільша увага вищеназваних міжнародних структур приділяється питанню про можливий зв'язок між тривалим впливом ЕМП на людський організм та онкологічними захворюваннями. 

У 2010 році за результатами експериментів, проведених на тваринах, міжнародна агенція з дослідження раку (IARC) віднесла неіонізуюче випромінювання стільникових телефонів до групи 2B як фактор, "можливо канцерогенний для людини". 

Втім, цей факт потребує деяких пояснень: до тієї ж групи 2B, наприклад, відносять кавову кислоту, якої багато в насінні соняшника, чорноплідній горобині, брусниці, кориці, м'яті (меншою мірою — кава, чорнослив, абрикоси і червоне вино).

У звітах про останні дослідження за програмою National Toxicology в США та в інституті Ramazzini (Італія) дворічної давнини є дані про збільшення частоти випадків серцево-судинних і ракових захворювань у лабораторних щурів, яких було піддано тривалому впливу радіовипромінювань мобільних терміналів стандарту GSM 900/1800, в тому числі:

- серцевої недостатності у самців: статистично значуще (поняття, що характеризує міру впевненості в тому, що отриманий результат не є випадковим);

- злоякісних гліальних пухлин у самок щурів - статистично не значуще;

- гіперплазії клітин серця у щурів обох статей - статистично не значуще.

Варто додати, що досліджувані тварини піддавалися впливу випромінювань з ГПЕ понад 660 мВт/см2 (це в 75 разів більше ніж те, що в середньому впливає на людину під час, коли вона розмовляє по мобільному телефону) 19 годин на добу, протягом усього їхнього життя: від пренатального періоду до природної смерті. 

Несподіваним і навіть дещо "іронічним" результатом цього експерименту стало те, що експоновані тварини (близько 2500 особин) жили довше, ніж щурі контрольної групи.

Аналогічне дослідження з використанням лабораторних мишей не виявило будь-якого ефекту від впливу ЕМП, де результати витримали б тест на статистичну значущість.

Підводячи підсумок

Зрозуміло, інтерпретація таких результатів допускає певну розбіжність думок. Проте в цілому, вони дозволяють з високою мірою впевненості судити саме про малість ефекту впливу обладнання стільникового зв'язку на живі організми, який не можна навіть порівняти, наприклад, зі шкодою від так званого пасивного куріння.

Здається, непросто знайти технологію, досягнення в галузі медицини, суспільну ідею або соціальний чинник: будь-що — що за останні чверть століття в такій мірі змінило б на краще життя звичайної людини, як стільниковий зв'язок. 

Адже не всі покращили свої житлові умови та скористались перевагами кращих авто. Мобільний телефон є улюбленим аксесуаром навіть тих, кого дратує будівництво стільникових веж. 

Але перше не працюватиме без другого. І ми ще раз наголошуємо на тому, що питання щодо впливу технологій стільникового зв'язку на здоров’я людини має сенс виключно в контексті вивчення дії випромінювань мобільних пристроїв, які протягом тривалого часу перебувають у безпосередній близькості від користувача, і ніяк не пов'язане з випромінюваннями набагато більш віддалених базових станцій.

Але заради об'єктивності, маємо дещо сказати і про сучасні мобільні пристрої. Якщо максимальна потужність мобільних телефонів першого/другого поколінь, до яких вітчизняний користувач звик за без малого двадцять років (аж до впровадження 3G в 2015 році та повсюдного поширення смартфонів) сягала 2-х ватт, то в стандартах 4G/5G вона в 10 разів менша. 

На практиці і це значення досягається дуже рідко завдяки функціоналу управління потужністю, діапазон якого в стандарті 4G LTE – мільйон разів! 

Знаходячись поблизу базової станції, мобільний пристрій 4G/5G не витрачає зайвої потужності та здатний зменшувати її з 200 міліват до 200 нановат. 

Щоб уявляти собі, наскільки "економним" може бути це випромінювання, достатньо знати: світляк звичайний (Lampyris noctiluca), ця крихітна прикраса української літньої ночі, випромінює світло потужністю понад 6 мікроват – це в тридцять разів більше, ніж вищезгадані 200 нановат!

Це лише один з численних дивовижних прикладів досконалості радіотехнологій зв'язку четвертого покоління. Повномасштабне впровадження п'ятого покоління надасть людству досі небачені, надзвичайні переваги, про які воно раніше не могло навіть мріяти.