تأثير امواج المايكروويف على الانسان والبيئة

[عبد الرؤوف]

تأثير امواج المايكروويف على الانسان والبيئة



اعداد - المهندسون: سجاد جاسب الخزعلي ضياء كريم ناصر محمد حسن محمد مدينة الصدر إنموذجاً
تهدف هذه الدراسة لمعرفة التأثيرات السلبية لطاقة الموجات المايكرووية ”الدقيقة“ الناتجة من ابراج الاتصالات المختلفة التي اخذت بالانتشار بين الدور السكنية خصوصا المناطق المكتظة بالسكان مثل مدينة الصدر، حيث ان لهذه الامواج تأثيرات سلبية عديدة فمنها ما يرفع درجة حرارة الجسم والخطر في هذا المؤثر ان الجسم لا يشعر بهذا الارتفاع في درجات الحرارة ما قد يؤدي الى احتراق الانسجة الداخلية وتلفها،

ومن التأثيرات الاخرى تأثيرات فسلجية ملحوظة كتعتيم عدسة العين وتوسع في بؤبؤ العين وزيادة تركيز الدم وزيادة نشاط الغدة الدرقية وقد اكدت الدراسات المختبرية وجود تأثيرات مميتة قد تودي بحياة الكائن الحي.
2الموجات الدقيقة (المايكروويف)
تتألف الموجة الكهرومغناطيسية من مجالين متعامدين على بعضهما احدهما مجال كهربائي والاخر مجال مغناطيسي وكلاهما عموديان على سير اتجاه الموجة. تقاس طاقة الموجات الكهرومغناطيسية بالواط(W) والملي واط(mW) او الكيلو واط(KW) بينما يقاس تردد الموجات الكهرومغناطيسية بالهرتز اي(ذبذبة / ثانية ) او بالكيلو هرتز (1000Hz) او ميكاهرتز(1.000.000Hz) او بواسطة الكيكاهرتز(1.000.000.000Hz).
لقد تم الاتفاق عالميا على تقسيم ترددات المايكروويف الى نطاقات وحزم محدودة وسميت هذه النطاقات بشفرات خاصة اذ ان لكل نطاق تردداته واطواله الموجية الخاصة به وكما في الجدول ادناه.
مولدات المايكروويف
تعرف الاجهزة الكهربائية المستخدمة في محطات المايكروويف المنتجة للموجات الدقيقة بمولدات المايكروويف فبعضها يولد المايكروويف والبعض الاخر يضخم طاقة المايكروويف ومن اشهر هذه الاجهزة:
- الكلايسترون.
- المكنترون.
- الصمام ذو الموجات المتنقلة( TWT).
- الثنائي (دايود) المدفعي.
- الترانزستور متغير السعة (فايرستر).
- الترانزستورات.
حيث يتم استخدام هذه الاجهزة للحصول على ترددات وطاقات مختلفة لامواج المايكروويف فعلى سبيل المثال يستخدم الكلايسترون كمذبذب طاقة في مدى ترددي ينحصر بين (5- 50 Ghz) وان الطاقة الخارجة منه تتراوح بين 2w الى 10w وقد تصل كحد اعلى الى 200w بينما يعد المكنترون من مذبذبات المايكروويف ذات الطاقة العالية اذ تصل طاقتها الى ملايين الواطات وباطوال موجية تصل الى عدة مليمترات.
ومن الجدير بالذكر ان السلك الاعتيادي (2- Wire) يستخدم لنقل طاقة الموجات الكهرومغناطيسية التي لا تتجاوز تردداتها 200MGz حيث ان استخدامه لنقل ترددات اكبر من هذه يؤدي الى حصول فقدان كبير في طاقة الموجات لذا يستخدم الكيبل المحوري لنقل الموجات التي تردداتها اكبر من 200MGz والى حد 3GHz حيث تقل كفاءته في نقل ترددات اكبر من 3GHz بسبب المقاومة السطحية للموصل الداخلي للكيبل، ولهذا يفضل استخدام دليل الموجة المعدني لنقل امواج المايكروويف للترددات الاكبر من 3GHz ودليل الموجة هو عبارة عن انبوب معدني مجوف مصنوع من معدن موصل كالنحاس ويكون صقيلا جدا من الداخل خاليا من الخدوش والبروزات التي تضعف طاقة المايكروويف، يوجد منه نوعان هما ذو المقطع المستطيل والاخر ذو المقطع الدائري.
ان انتقال طاقة المايكروويف بواسطة دليل الموجة لا يتم عن طريق سريان المايكروويف خلال جدران دليل الموجة بشكل مباشر بل يتم نقل الموجات في الفراغ ”الهواء“ الموجود داخل جدران دليل الموجة وذلك عن طريق انعكاس الموجات الدقيقة عن الاسطح الداخلية الملساء لدليل الموجة.
بث الموجات الكهرومغناطيسية
ان عملية ارسال الموجة الكهرومغناطيسية في الجو بواسطة اجهزة الارسال تتعقبها عملية استقبال هذه الموجات بواسطة اجهزة الاستقبال تتم هاتان العمليتان بواسطة هوائيات الارسال والاستقبال، ان لطبيعة الارض والظروف البيئية دورين مهمين في اختيار طريقة بث الموجات الكهرومغناطيسية اضافة الى قيمة تردد الموجات الكهرومغناطيسية اذ توجد ثلاث طرق للبث وهي بث الموجات الارضية، الموجات السماوية والموجات الفضائية.
أ- الموجات الأرضية:
وهي الامواج التي تنحصر تردداتها بين 1600KHz -530KHz حيث انها بعد البث تسير على طول الكرة الارضية وقد تستطيع ان تدور حول الكرة الارضية اذا كانت ذات طاقة كافية ويأتي هذا المسير المنحني بسبب ظاهرة الحيود التي تحدث لهذه الموجات وكذلك بسب الممر السهل لمرور الموجات الارضية والمحصورة بين سطح الكرة الارضية والسطح السفلي لطبقة الايونوسفير في الجو.
ب- الموجات السماوية
تقع الموجات السماوية ضمن المجال الترددي العالي بين 3MHz و30MHz فيتم بث هذه الامواج في اتجاه فوق مستوى الافق في الجو تصل من الارض الى طبقة الايونوسفير والتي ترتفع عن الارض نحو 80 كيلو مترا وتنعكس راجعة الى الارض وعلى مسافة بعيدة جدا من محطة الارسال تستخدم الموجات السماوية في الاذاعات وعلى الموجات القصيرة sw اذ يمكنها ان تصل الى مسافات بعيدة جدا تقع في الوجه الثاني للكرة الارضية.
ج- الموجات الفضائية
وتنحصر ضمن ترددات المايكروويف حيث تسير بصورة مستقيمة من هوائي الارسال وعلى امتداد خط النظر الى هوائي الاستقبال. ان الاطوال الموجية لهذه الامواج قصيرة جدا حيث لا يمكنها الانعكاس عن طبقة الايونوسفير لذلك تخترق طبقة الايونوسفير بسهولة لتصل الى مسافات شاسعة في الفضاء حيث يمكن الاتصال بالاقمار الصناعية، من مشاكل هذا النوع من الموجات هي يجب ان تكون المسافة بين هوائي الارسال والاستقبال محدودة حيث يجب ان تكون على مستوى خط النظر وتعتمد هذه المسافة على طبيعة الارض وعلى ارتفاع ابراج الهوائيات.
هوائيات المايكروويف
تتكون هوائيات المايكرووف بشكل عام من جزءين رئيسين هما المغذي والعاكس ويكون المغذي باشكال مختلفة فاما ان يكون على شكل هوائي ثنائي القطب (ديبول) او يكون فوقي الشكل ذا فوهة مربعة او دائرية اما العاكس فيكون باشكال متعددة ايضا فاما ان يكون على شكل قطع مكافئ او على شكل حرف D باللغة الانكليزية، لتركيب هوائي مايكروويف كامل مكون من مغذ وعاكس يوضع المغذي في منطقة البعد البؤري للعاكس وذلك لكي يصبح شعاع المايكروويف الخارج من المغذي والساقط على السطح الداخلي للعاكس متوازيا ومكونا حزمة مايكروويف.
تأثيرات الأمواج المايكرووية
(الدقيقة) على الكائنات الحية
عند تعرض جسم الكائن الحي الى الموجات الدقيقة فان انسجة جسمه تمتص الجزء الاكبر من طاقة هذه الموجات وتعكس الجزء الباقي. ان قابلية انسجة الجسم الحي على امتصاص طاقة المايكروويف تعتمد على نسبة الماء الموجود في النسيج الحي فالانسجة التي تحتوي على نسبة عالية من الماء تكون لها قابلية كبيرة على امتصاص طاقة الشعاع كالانسجة العضلية والدم واللمف وما شابه ذلك اما الانسجة التي تحتوي على نسبة اقل من الماء فانها تمتص الطاقة بصورة اقل كالعظام والانسجة الدهنية وما شابه ذلك. صنف العلماء تأثيرات المايكروويف على الكائنات الحية الى تأثيرات حرارية واخرى غير حرارية.
التأثيرات الحرارية
ان الطاقة التي يمتصها الجسم نتيجة تعرضه للامواج المايكرووية تتحول الى طاقة كامنة داخل جزيئات انسجة الجسم الامر الذي يؤدي الى زيادة تصادم هذه الجزيئات مع بعضها ومن ثم رفع درجة حرارة الجسم حيث ان ارتفاع درجة حرارة الجسم الحي يعتمد على عوامل عديدة هي:
- تردد الموجات العرضية.
- الفترة الزمنية التي يتعرض لها الجسم.
- قدرة الموجات(mW/ cm2).
- قابلية الانسجة الحية على تشتيت الحرارة المتولدة عن طريق دوران الدم فيها.
تكمن خطورة التأثيرات الحرارية في عدم امكانية تحسس الجسم للحرارة التي تتولد في اعماق الانسجة الحية لان جسم الكائن الحي يستطيع تحسس الحرارة الخارجية عن طريق الجلد، لذلك فان الارتفاع في درجة حرارة الانسجة الداخلية الحية قد يؤدي الى تلف وحرق هذه الانسجة قبل ان يحس الكائن الحي بشكل مباشر. ان انسجة جسم الكائن الحي ومن ضمنها الانسان لها القابلية على تشتيت الحرارة المتكونة فيها وذلك بواسطة دوران الدم في النسيج اذ يقوم الدم بنقل الحرارة العالية المرتكزة في موقع واحد الى بقية اجزاء الجسم، وبذلك يقلل من احتمال تلف الانسجة وهذا يعني ان الدم يقوم بتبريد الجسم عندما يتعرض لهذا الشعاع، اما اذا ازدادت الحرارة المتولدة في النسيج عن قابلية الدم لتبريد الجسم فان النتيجة تكون حرق الانسجة، ان دوران الدم في العين ضعيف وخصوصا عدسة العين التي لا تصل اليها الاوعية الشعرية لذا فان قابلية عدسة عين الانسان لتشتيت الحرارة للقيام بالتبريد ضعيفة جدا، وتصبح معرضة للخطر في حال تعرضها للاشعاع ولذلك فان التجويف الكروي للعين يعمل عمل كهف رنان يقوم بتضخيم طاقة المايكروويف ما يزيد من احتمال اصابتها بالعمى، ان تعتيم عدسة العين لا يكون بسبب التأثير الحراري للمايكروويف فحسب وانما يعزى هذا التعتيم ايضا الى الخلل الذي يسببه الشعاع في العمليات المتعلقة ببناء البروتوبلازم داخل خلايا عدسة العين، وربما تحدث تغيرات بايوكيميائية في العدسة كزيادة نسبة الماء او تقليل نشاط بعض الانزيمات وتؤكد البحوث والدراسات التي اجريت على عيون بعض الكائنات الحية كالارانب والفئران على ان لموجات المايكروويف تأثيرات سلبية بالغة على عدسة العين كاصابتها بالعمى المؤقت او العمى الدائمي.
ومن الجدير بالذكر ان انسجة الخصية لدى ذكور الكائنات الحية تفتقر الى الاوعية الدموية وبذلك تكون قابلية هذه الانسجة على تشتيت الحرارة الناتجة من التشعيع ضعيفة وتكمن الخطورة في تعرض انسجة الخصية الى الاشعاع في احتوائها على المادة الوراثية (الحيامن) المسؤولة عن ولادة الاجيال الجديدة حيث ستصاب بالضرر وبطفرات وراثية.
التأثيرات غير الحرارية
ويعتقد ان هذه التأثيرات ناتجة عن التفاعل المباشر بين طاقة المايكروويف والانسجة الحية ولا تصاحبها اية تأثيرات حرارية وقد اكدت البحوث والدراسات العلمية والسريرية التي اجريت في هذا المجال ظهور تأثيرات فسلجية وسلوكية ووراثية عند تعرض الكائنات للاشعاع.
أ- التأثيرات الفسلجية
ظهرت تأثيرات فسلجية ملحوظة كتعتيم عدسة العين وحدوث توسع في بؤبؤ العين او زيادة تأثير تركيز الدم وزيادة نشاط الغدة الدرقية والاصابة بالحمى وحدوث حروق في الانسجة الحية وغيرها، ان بعض التجارب قد اكدت وجود تأثيرات عينية تودي بحياة الكائن الحي وتعتمد جرعات المايكروويف المميتة على مقدار طاقته وتردده اضافة الى الزمن الذي يتعرض من خلاله الكائن الحي للاشعاع ويكمن احتمال موت الكائن الحي المعرض للاشعاع في ارتفاع حرارة جسمه عن الحد الطبيعي فالحد الطبيعي لدرجة حرارة الكائنات الحية الكبيرة كالكلاب والارانب يتراوح بين 41 و 42 درجة مئوية بينما الحد الطبيعي للكائنات الصغيرة كالجرذان والفئران بين 42 و43 درجة مئوية ويعزى احتمال موت الكائنات ويعزى احتمال موت الكائنات المعرضة للاشعاع الى تأثيرات غير حرارية كالتأثيرات الفسلجية.
ب ـ التأثيرات السلوكية:
خلال الحرب العالمية الثانية وبعد استخدام الرادار للاغراض العسكرية والملاحية كان الاشخاص الذين يعملون في محطات الرادار يقفون بشكل عفوي امام هوائي الرادار غير مبالين لان التأثيرات السلبية للمايكروويف لم تكن قد اكتشفت بعد، حيث لوحظ بعد فترة ظهور حالات من التوتر العصبي وتقلب المزاج والوهن والاغماء والتعب والارق والهلوسة وفقدان الشهية، لم يعرف السبب في بادئ الامر لكن بعد اجراء الفحوصات الطبية والتحليلات السريرية اكتشفوا ان طاقة الموجات للرادار هي السبب في ظهور هذه الحالات السلوكية والنفسية الشاذة.
ج ـ التأثيرات الوراثية
تعد التأثيرات الوراثية بلا شك من اخطر التأثيرات السلبية كحدوث الطفرات الوراثية في الاجيال القادمة وذلك لانها لا تظهر الا على المدى البعيد وان معالجتها شبه مستحيلة ومن الجدير بالذكر ان البحوث والدراسات العلمية التجريبية في هذا المجال لا تزال قليلة وفي اغلب الاحيان تكون متناقضة اذ اكد بعض الباحثين وجود تأثيرات وراثية بينما انكر البعض الاخر من الباحثين وجود اي تأثيرات وراثية للمايكروويف علما بان معظم البحوث الوراثية في هذا المجال كانت تجرى على الحشرات والكائنات المجهريةو معظم التأثيرات التي تم ذكرها في هذا البحث تأتي نتيجة تعرض الانسان والكائنات الحية الاخرى بشكل مباشر الى هذه الاشعة كالوقوف في مسار الشعاع امام هوائيات الرادارات والبدالات ومصادر المايكروويف المختبرية وعادة ما يتم تثبيت هوائيات المايكروويف في ابراج عالية لكي يكون الناس بعيدين عن حزمة الشعاع التي تسير في جو المدينة لذلك يجب ان تكون ابراج المايكروويف داخل المدن على اساس عدم السماح لاية بناية عالية او اي جسم اخر ان يقع ضمن المسار المستقيم لحزمة هذه الابراج لكي يكون الناس آمنين من التعرض لشعاع المايكروويف.
الحدود المأمونة والمعتمدة
دوليا للتعرض لشعاع المايكروويف:
بعد اجراء الاف البحوث والدراسات حول تأثير هذا الشعاع على الكائنات الحية وبترددات مختلفة وعلى معظم اجزاء الكائن الحي حتى تمكنت بعض الدول من وضع حدود مأمونة لطاقته في الجو تضمن السلامة للانسان والكائنات الحية الاخرى اي ان طاقة المايكروويف في الجو اذا مازادت عن الحد المأمون تصبح خطراً على الكائنات الحية وفيما يلي الحدود المأمونة المعتمدة من قبل بعض الدول والخاصة بها:
أ ـ روسيا: اقرت طاقة مقدارها 0.01mwcm2 كاعلى حد معتمد للتعرض لاشعة المايكروويف.
ب ـ بولندا: اقرت طاقة مقدارها 0.1mwcm2 كاعلى حد معتمد للتعرض لشعاع المايكروويف
ج ـ الولايات المتحدة: اقرت طاقة مقدارها 1mwcm2 كاعلى حد للتعرض لشعاع المايكــروويف وذلك العام 1985.
د ـ جيكوسلوفاكيا: اقرت طاقة مقدارها 0.0025mwcm2 كاعلى حد معتمد للتعرض لشعاع المايكروويف.
التجارب والقياسات الميدانية:
تم اختيار مدينة الصدر لغرض قياس طاقة المايكروويف في جو المدينة بسبب انتشار هوائيات وابراج الاتصال بصورة كثيفة بين البيوت السكنية وهي ليست على ارتفاعات كافية لتأمين الناس من مخاطر التعرض الى الاشعاع المايكروويفي الناتج من هذه الابراج.
تم استخدام جهاز قياس المجالات الكهرومغناطيسية والذي يقيس الترددات الواقعة ضمن المدى 100) (mhz-3ghz والتي تقع ترددات ابراج الاتصال ضمن هذه الحدود (مواصفات الجهاز المستخدم في القياس ملحق رقم 1).
تم اخذ قراءات لمناطق عشوائية في المدينة وعلى مسافات مختلفة من الابراج حيث اخذت بحدود (35 قراءة) لمناطق مختلفة وابراج مختلفة اعلى قراءة تم الحصول عليها من احد هذه الابراج كانت (0.0024mwcm2) وعلى مسافة (25 مترا) من البرج اما اقل قراءة فكانت (0.0002cwcm2) على مسافة (300 متر) من احد الابراج ومن خلال ملاحظة اعلى قيمة تم الحصول عليها نرى انها تقترب من قيم الحدود المأمونة لدولة جيكوسلوفاكيا والبالغة (0.0025mwcm2)

الخلاصة:
ان هدف الدراسة هو تحديد طاقة اشعاع المايكروويف في مدينة الصدر لمعرفة هل هو ضمن الحدود المأمونة مقارنة مع اقرب دولة لعدم توفر مقدار للحدود المأمونة في مدن العراق وجاء اختيار هذه المدينة كونها مزدحمة بالسكان وتنتشر فيها الابراج بين البيوت بشكل كثيف اخترنا الاحتفاظ باماكن اخذ القراءات في المدينة وكذلك نوع الابراج ولا نقوم بنشرها ضمن هذه الدراسة الا اننا يمكن ان نعطي هذه القراءات لاية جهة متخصصة يمكنها اعداد دراسة مستقبلية لتحديد الحدود المأمونة لطاقة الاشعاع في المدينة لخصوصيتها كونها مكتظة بالسكان

ج الصباح العراقية

[حمزة الجنابي]

بارك الله فيك وبالمهندسين الذين قاموا بهذه الدراسة الحقيقة الموضوع ممتع لكن معقد شوي بالنسبة للانسان العادي لكن نحن كفيزيائيين نستطيع التعامل مع هذه الاشعة بحذر تااام