بررسی سطح مجاز امواج الکترومغناطیسی آنتن‌های مخابراتی در دانشگاه فردوسی

از دیدگاه بین‌‌المللی، تنها نهاد ناظر بر سلامت و ایمنی مردم دربرابر میدان‌‌های الکترومغناطیسی، سازمان بهداشت جهانی (WHO) است. در این سازمان، هیئتی با نام «کمیسیون بین‌‌المللی حفاظت دربرابر تشعشعات یونیزه‌‌کننده» یا به‌‌اختصار ICNRIP مسئول بررسی علمی اثرهای میدان‌‌های الکترومغناطیسی روی سلامت افراد است. بنابر دستورالعمل‌‌های ICNIRP، قرارگیری درمعرض سطوح بالایی از تشعشعات الکترومغناطیسی می‌‌تواند موجب بُروز عوارضی مانند افزایش دمای بدن افراد شود؛ به‌همین‌دلیل، این کمیسیون برآن شد مقادیر مرجعی به‌‌عنوان استاندارد سطح تشعشعات دریافتی بدن انسان تعریف کند. این مقادیر پارامترهای مختلفی را دربرمی‌گیرد که در میان آن‌ها، می‌توان به توان مصرفی و بهره‌‌ی تقویت آنتن‌‌ها، سیستم کنترل توان تطبیقی در ایستگاه مخابراتی و شرایط محیطی محل نصب ایستگاه‌ها اشاره کرد.

به‌‌تازگی گروهی از پژوهشگران کشورمان در دانشگاه فردوسی مشهد، برای بررسی سطح تشعشعات ناشی از میدان مغناطیسی دکل‌‌های مخابراتی تلفن‌‌های همراه مطابق استانداردهای بین‌‌المللی، برخی آزمایش‌‌ها را انجام داده‌اند. در این آزمایش‌‌ها که در پردیس دانشگاه فردوسی انجام گرفت، سطح تشعشعات هم در فضای بسته و هم فضای آزاد اندازه‌‌گیری و نتایج با دستورالعمل‌‌های ICNIRP و نیز استاندارد ۸۵۶۷ مقایسه شد.

گفتنی است این دانشگاه به پنج ایستگاه واقع در فضای باز (میکروسل) و دو ایستگاه واقع در فضای بسته (پیکوسل) مجهز است.

^{تصاویر مربوط‌به دکل‌‌های مخابراتی نصب‌‌شده در پردیس دانشگاه فردوسی مشهد}

تاکنون پژوهش‌‌های زیادی درزمینه‌ی سطح تشعشعات ایستگاه‌‌های میکروسل و ماکروسل نصب‌‌شده در فضای آزاد انجام شده است؛ با‌این‌حال، پژوهش‌‌ها درباره‌ی سطح تشعشعات مجاز در ایستگاه‌‌های منصوب در فضاهای داخلی بسیار محدود بوده است.

خطر تشعشعات الکترومغناطیسی برای انسان از کجا نشئت می‌‌گیرد؟

خطرهای کوتاه‌‌مدت شامل افزایش حرارت بدن به‌‌علت تلفات میدان الکترومغناطیسی در محیط بدن است. ICNIRP شاخصی به‌نام نرخ ویژه‌‌ی جذب (SAR) تعریف کرده که درحقیقت، میزان انرژی جذب‌‌شده در واحد جرم بافت‌‌های بدن انسان است. بنابر دستورالعمل این کمیسیون، میزان توان تشعشع‌‌یافته از تجهیزات بی‌‌سیم باید به‌‌حدی اندک باشد که شاخص SAR مربوط‌به آن‌‌ها از آستانه‌‌ی مجاز تعریف‌‌شده تجاوز نکند. مقدار آستانه‌‌ی بین‌‌المللی مجاز SAR برای کل بدن انسان در فرکانس‌‌ کاری ۱۰۰ کیلوهرتز تا ۳۰۰ گیگاهرتز، برابر با ۰.۰۸ وات بر کیلوگرم تعیین شده و مقادیر بیشتر از این آستانه‌‌ی مجاز برای سلامتی انسان مضر شناخته شده‌‌ است. بنابراین، تمامی اپراتورهای تلفن‌‌های همراه باید توان آنتن‌‌های BTS خود را به‌‌گونه‌‌ای تنظیم کنند که تشعشعات آن‌ها از این حد تجاوز نکند.

باوجوداین، مشکل اینجا است که اندازه‌‌گیری شاخص SAR برای کل بدن انسان، امری مشکل است و انجام آن مستلزم استفاده از دستگاه‌‌های اندازه‌‌گیری پیچیده و گران‌‌قیمتی است که باید در مجاورت آنتن‌‌های مخابراتی نصب و بهره‌برداری شوند. از‌این‌رو، معمولا اندازه‌‌گیری‌‌های مربوط‌به این شاخص فقط در محیط آزمایشگاه‌‌های ویژه انجام می‌‌گیرد. در جدول زیر، حد آستانه‌‌ی مجاز برای شدت میدان الکترومغناطیسی براساس فرکانس‌‌های کاربری اپراتورهای تلفن‌همراه آمده است.

نتایج عملی حاصل از آزمایش‌‌های میدانی چگونه بوده است؟

همان‌‌طورکه پیش‌‌تر اشاره کردیم، از مجموع هفت آنتن BTS موجود در پردیس دانشگاه فردوسی، پنج آنتن در فضای آزاد و دو آنتن در فضای داخلی ساختمان دانشکده‌‌ی مهندسی نصب شده‌‌‌‌اند. آنتن‌‌های فضای آزاد همگی روی دکل‌‌هایی با ارتفاع ۲۴ تا ۳۰ متر از سطح زمین‌‌ نصب شده‌‌ که اپراتورهای مختلف برخی از این دکل‌‌ها را به‌‌صورت اشتراکی بهره‌‌برداری کرده‌‌اند. تمامی آنتن‌‌های فضای آزاد برای ارائه‌‌ی خدمات GSM و UMTS و LTE طراحی شده‌‌اند؛ درحالی‌که آنتن‌‌های داخلی، فقط می‌توانند سرویس GSM را با هدف بهبود کیفیت تماس‌‌های صوتی در شبکه‌‌ی پرترافیک ساختمان دانشکده را ارائه دهند. گفتنی است در محیط فضای داخلی دانشکده علاوه‌‌بر دو آنتن‌‌ BTS اشاره‌‌ شده، بیش از ۶۰ آنتن وای‌‌فای در‌حال‌کار در فرکانس کاری ۲.۴ گیگاهرتز نیز مستقر هستند.

^{تصویری از تجهیزات استفاده‌شده برای اندازه‌‌گیری سطح تشعشعات الکترومغناطیسی (الف) آنتن BTS فضای بسته (ب) آنتن BTS فضای آزاد}

تمامی آزمایش‌‌ها را ابزارهای دقیق و در ساعات پرترافیک شبکه‌‌ی مخابرات (بین ۹ صبح تا ۳ بعدازظهر) انجام داده‌اند. نتایج مربوط‌به سطح میدان الکترومغناطیسی حاصل از ۴ آنتن منصوب در فضای آزاد در شکل زیر نمایش داده شده است:

^{سطح میدان الکتریکی دریافتی در چهار آنتن BTS نصب‌شده در فضای آزاد}

همان‌‌طورکه می‌‌بینید تمامی مقادیر ثبت‌‌شده‌ی پژوهشگران در محدوده‌‌ی آستانه‌‌ی مجاز ICNIRP قرار گرفته‌‌اند. نتایج حاکی از آن است که به‌‌دلیل نبود ساختمان‌‌های اداری و مسکونی‌‌ در فواصل غیرمجاز دربرابر آنتن‌‌های BTS، انتظارات مربوط‌به این استاندارد به‌‌خوبی برآورده شده است.

نتایج حاصل از آزمایش‌‌های میدانی درزمینه‌ی دو خط RX یکی از آنتن‌‌های فضای داخلی دانشکده نیز در شکل زیر آمده است:

^{سطح میدان الکتریکی دریافتی در دو خط RX مربوط‌به آنتن BTS نصب‌شده در فضای داخلی (a) خط RX اول و (b) خط RX دوم}

نتایج گویای این واقعیت است که حداکثر مقدار مشاهده‌‌شده برای شدت میدان الکترومغناطیسی در فضای بسته به‌میزان ۱۶ ولت بر متر بوده است. باتوجه‌به اینکه سطح فرکانس کاری آنتن‌‌ها ۹۰۰ مگاهرتز بوده؛ پس، می‌‌توان نتیجه گرفت حداکثر شدت تشعشع دریافتی در محل، نهایتا ۴۰ درصد از حد مجاز تعریف‌شده در ICNIRP بوده است.

این مطالعه‌ی موردی نشان می‌‌دهد سطح تشعشعات دریافتی از چند ایستگاه مخابراتی نمونه‌ی نصب‌شده در فضای آزاد نهایتا به ۳ ولت‌برمتر (معادل ۷ درصد آستانه‌‌ی مجاز) و در فضای داخلی ساختمان حداکثر به ۱۶ ولت‌برمتر (معادل ۴۰ درصد آستانه‌‌ی مجاز) می‌رسد. بدین‌ترتیب، مطابق دستورالعمل‌های ICNRIP، اثرهای کوتاه‌‌مدت تشعشعات این آنتن‌‌های مخابراتی برای انسان خطری نخواهد داشت. هرچند به‌نظر می‌رسد قضاوت صحیح درباره‌ی وضعیت کلی سطح تشعشعات آنتن‌های مخابراتی و تحلیل آثار آن روی سلامت افراد جامعه، به انجام مطالعات مشابه بیشتر درمحدوده‌ی ایستگاه‌های فعال در سطح کشور منوط باشد.