ELEKTROMAGNETİK KİRLENME VE BİYOLOJİK BOYUTLARI

Günlük yaşamda hepimi/elektrik ve

ELEKTROMAGNETİ K magnetik alanlara manı/, kal , maktayız. Bu alanlar öncelikle yeryüzünün sahip olduğu doğal

Kİ RLENME alanlar ile çevremizde yüksek gerilim hatları ve akım taşıyan

V E kablolar içeren ev aletlerinden kaynaklanan alanlardır. Literatürde canlı organizmanın sahip olduğu

BİY OLOJİK BOY UTLARI

elektrik ve magnetik alanların maruz kalınan alanlarla etkileşim içinde olduğunu rapor eden ve bu etkileşim mekanizması mu çözüle bilmesi için yapılan araştırmalar

oldukça önemli bir yer tutmaktadır

ÖZET

The rapıd development ofsıence and teenolofy expose living natnre to a wıde range of elcetromagnetic fields. Electronıagnetıc Fields are generated by power tnınsmissıon lined and elecırical appliances. İn contnıst. hundreds ofthoıtsands ofpcıticnts have been curcd u'orldvıde hy H.se of Electromagnetic Fields.

The effect of'Elektrıc anJAhıgnctic Fields on tissııes havc been Ihe sıthjecl of considerahle experimental attenlıon. A nıımher ofcrpcriıııcnls havc demonstralcd taht both vcak electromagnctic and A fagnetic Fields ar capable o)' eliciting in vivo and in vitro effecls fi om dıfferent hiological systenıs. Cells have coplex eleclıcal systeıns vıhıch are sensitive to electrıc and magnetıc changes. Metabolıc. behavıoral, physıological and ınımıınologıcal changes m wıde variety of systeıns inclııdıng hacteria, inseets. plantts and mammalian cells in cıılıure have heen ohserved after exposııre to eleetric and magnetıc fields. Electrıcally stımulated hone healing has been ıısıng in many clinıcs.

An estımmatıon ofthe cnvironmanlel ımportance ofElccıromagnetic Fields as well as the methods ofcollectıng dala. dosimetry. possible mechanısms ofuclıon and öpen problems need to be cntically dıscnssed.

DOĞAL ALANLAR

Yeryüzü, elektrik yüklerin varlı ğından ve atmosfer ile yerkürenin belli bir mesafe ile birbirlerinden ay rılmış olmasından kaynaklanan do ğal bir elektrik alana sahiptir. Böy lece yeryüzü küresel bir kapasitör gibi davranır. Şimşekli ve yıldırımlı fırtınalarda yeryüzü ile atmosferin üst tabakaları arasında oluşan yük transferinden kaynaklanan elektrik yük miktarındaki değişimler bu do ğal alanda değişim yaratır. Elektrik alanın statik (DC) ve zamana bağlı olarak değişen (AC) bileşenleri mevcuttur. Doğal statik elektrik alan 120 150 V/nı arasındadır, ancak fır tınalı havalarda bu alanın 10.000 V/m'ye kadar ulaştığı 2 ve 50 60 Hz frekans aralığında zamana bağlı ola rak değişen alanların statik alanlar da daha küçük şiddette olduğu belirtilmiştir. (Polk. 1974)1 .

Ayşe G. CANSEVEN.(*) Nesrin (ATALAY) SEYHAN(")

* MS. Öğr. Gör. Doç. Dr. GÜTF Biyofizik Anabilim Dalı Başkanı

Yeryüzü aynı zamanda üst katman larındaki elektrik akımlarından kay naklanan sürekli mıknatıslık özel liği nedeniyle içkaynaklı (internal): dünyanın, güneşin ve atmosferin ak tivitesinden dolayı dış kaynaklı (e.\ ternal) magnetik alanlara sahiptir ve alan şiddeti zamana bağlı olarak değişir. (Presman, 1971. Benkova. 1975)1. Yeryüzünün statik (DC) magnetik alanı 0.5 Gauss 0.1 100

Hz arasında zamana bağlı olarak değişen (AC) magnetik alanı ise 3x10 5 Gauss mertebesindedir . Doğal magnetik alanın çok düşük frekans (ELF; E.\tremcly Low Fre quency: 0 300 Hz) 1 aralığında za mana bağlı olan değişimleri önce likle güneşin aktivitesinden kaynak lanır. Atmosferik değişimler, şim şekli fırtınalar ve havanın iyonize olması diğer değişim nedenleridir.

netik alanlarından etkilenmektedir. Yukarıdaki tabloya vücut DC ve AC magnetik alanlarını da ilave edersek insan vücudundaki bu alanlar şöyledir:

DC Magnetik Alan

Zedeli kalp kası : 3x10 7 G

Abdominal bölge : 10 6 G

ELEKTRİKLİ EV ALETLERİNDEN KAY NAKLANAN ALANLAR

Ciğerlerdeki nıagnelit asbestoK : 3x10 5 ü

AC Magnetik Alan

Beyin dalgaları (& ritmi): 10 8 G

Elektrikli ev aletleri (60 Hz frekans Normal beyin (uykuda): 5x10 8 G lı) 30 cm mesafeden 10 250 V/m arasında elektrik alana sahiptirler. İskelet kası (1 100 Hz): 2x10 6 G

• Elektrik ampulünden 30 cm Kalp kası (0.1 40 Hz): 2x10 6 G

uzakta elektrik alana 2

Bu tablo ile yerkürenin doğal alan

ları karşılaştırıldığında (DC Geo

• Buzdolabı yanında 60 magnetik Alan : 0.5 G, AC Geo

magnetik Alan : 3x10 5 G) yeryü

zünün magnetik alanının vücut

• Elektrikli kahve makinası magnetik alanları mertebesinde olu

yanında 100 V/m'dir.

şu dikkat çekicidir. Doğa burada

nefis bir uyum sergilerken, bunu

• Elektrikli battaniyeden 30 "teknoloji" nin getirdiği elektrikli

cm uzakta 250 V/m'dir.

donanını bozmaktadır. Hemen her

Evde

kullanılan

bazı gün sessizce maruz kalanlar ise yük

elektrikli aletlerin magnetik sek gerilim dazlarında çalışanlardır.

alanları şöyledir.

Y ÜKSEK GERİLİM HATLARI

• Buzdolabı yanında : 0.01 G

(Gauss)

Elektrik enerjisi üretildiği yerlerden

• Renkli TV & Bilgisayar dağıtım istasyonlarına ve son olarak

Monitörü : 1 G

kullanıcılara kadar enerji nakil hat

ları ile iletilmektedir ve bu iletide

• Saç Kurutma Makinası : genellikle 3 fazlı AC yüksek gerilim

10G

hatları kullanılmaktadır. Bu hatlar

yüksek gerilim altındaki 3 iletken

hat ve bu hattı yıldırımlar ve her

Bu aralık 25 Gaussa kadar hangi bir nedenle aşırı yüklenmeden

çıkanlabilmektedir.

korumak için kullanılan topraklama

hattından oluşmaktadır.

Canlı organizmanın hücrelerinin,

organ veya sistemlerinin oluşturdu ğu elektrik ve magnetik alanlar, at mosferdeki doğal alanlar ve elekt rikli tüm aletlerin elektrik ve mag

Yüksek gerilim hatları çevreleri için elektrik alan kaynağı oluşturmak tadır. Yüksek gerilim hattı altında

toprakla oluşan elektrik alanın frekansı hattaki enerjinin frekansı ile aynıdır. Bu hatların ve dağılım istasyonlarının civarında oluşan elektrik alanın şiddeti ise çeşitli faktörlerden etkilenmekledir:

a) İletkenlerin yerden yükseklikleri (bu etken ayrıca iletkenden akını geçerken iletkenin ısınması ve çevrenin ısı değişimi ile de yakından ilgilidir)

b) Direğin topraklama devresi ile iletkenlerin geometrik pozisyonları, bu iki devrenin birbirlerine yakınlıktan c) Direğin toprağa gömülen metal kısmının hatta yakınlığı d) Yüksek ağaçlar, çitler vb. oluşumların varlığı ve yakınlıkları e) Hattın merkezinden yan taraflarına doğru gidildikçe oluşan mesafe f) Ölçüm noktasının yerden yüksekliği g) Hattın sahip olduğu gerçek potansiyel (nominal olmayan)

Yüksek gerilim hatlarının standart olarak en fazla 750 kV veya 765 W hık gerilimlere sahip olabildiği Rusya'da bu hatlardan 750 kV'luk gerilime sahip olanının yarattığı en düşük alan şiddetinin hattın yerden yüksekliğinin en büyük olduğu du rumda (20 metre) yaklaşık 1 kV/m. en yüksek alan şiddetinin ise hatlın yüksekliğinin en küçük olduğu durumda (13 metre) yaklaşık 12 kV/m değerlerinde olduğu bildiril miştir. Maksimum alanın oluştuğu yerde (en dıştaki iletkenin hemen altında) ayakta duran orta boylu bir insan üzerinde yarattığı hissedilme yen elektrik alan şiddetinin yaklaşık

8 8 394 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

olarak 10 kV/nı seviyesinde olduğu rapor edilmiştir. (Zaffenella & Deno. 1978)1.

yakınında oluşan magnetik alan yaklaşık 0.028 mT olduğunda bu alandan dolayı vücut içinde akım oluşumuna neden olan potansiyel

larının

iyileştirilıncsindc26 2X

elektrik akımı, elektrik alan ve

magnetik alanlar kullanıldığı

araştırmalar yer almaktadır.

farkın 1 mV'a kadar ulaşabildiği

Yüksek gerilim hattı yakınlarındaki binaların içindeki alan şiddeti de

bildirilmiştir. (Hauf, 1982)1.

Magnetik alan etkisinin biyolojik

binanın yapısına ve yapımında kul lanılan malzemeye bağlı olarak yu

ELEKTRİK ALAN VE

mekanizması henüz anlaşılmış de ğildir. Glakonı. lösemi, akut myc

karıda bahsedilen alanlardan 10 100 kat daha küçüktür (Manders & Van Nielen, 1981)1.

MAGNETİK ALANIN BİY OLOJİK ETKİLERİ

loid lösemi, beyin tümörlerine etkisi çalışılnuştır2,3.9I314l8 araştırma lar devam etmekledir. Magnetik ala

Elektrik alan daima elektrik yükleri nin varlığından kaynaklanırken magnetik alan; bu yüklerin mutlaka hareket halinde olmasından yani bir elektrik akımının varlığından kay naklanmaktadır. Akım frekansa bağlı olarak değişmeyen statik akım (DC) ise statik magnetik alan, fre kansa bağlı (AC) ise zamana bağlı olarak değişen magnetik oluşur. Yüksek gerilim hatları civarında oluşan magnetik alanın şiddeti; ilet kenden geçen akımın büyüklüğüne, iletkenlerden geçen akımlar arasın daki faz açısına ve iletkenlerin geo metrik pozisyonlarına bağlı olması na rağmen yapılan çalışmalarda akı mın büyüklüğü esas alınmış ve en çok kullanılan sistemler için yer se viyesinde oluşan alan şiddeti birim

Yerkürenin geomagnetik alanı da dahil olmak üzere günlük yaşamda manız kalınan magnetik ve elektrik alanlar üzerine çalışmaların ayrı bir çekiciliği vardır3 ve jiiksek gerilim hatlarında çalışan işçilerden, elekt rikli ev aletleri tamircilerine ve tüm aletlerle donatılmış bir ortamda ya şayan bizlere uzanan bu yelpazenin tüm yaşayanlarını ilgilendirmekte dir.

Elektrik alanın dokuya etkisi çok sayıda araştırmanın konusunu teşkil etmektedir2,4 9. Bu konudaki araş tırmaların cazibesini hücrenin sahip olduğu elektrik özellikler nedeni ile hücrenin ve dokuların elektrik ve magnetik değişimlere karşı duyarlı olması oluşturmaktadır 10.11.12.

nın embriyolojik etkisi, magnclofos fan etki, sinirler üzerine etkisi ve ke mik kırıklarının tedavisinde elektrik alanla paralel çalışmalar gözlen mektedir.

Bu konuda yeni olan ve Iıeııü/ araştırılmaya başlanan ise Çevre Elektromagnclik Alanı ile Doku Elektrik Alanı etkileşimidir.

SONUÇ

Bilim ve teknolojideki lıı/lı gelişme lerin sonucunda canlıların oldukça geniş spektrumda Elektromagnclik alanlara maruz kaldığı günümüzde, yapılan epidemiyolojik çalışmalar yüksek gerilim hatları ve elektrikli ev aletlerinin kanser riskini artır

akım şiddeti için yaklaşık olarak 0.1

dığını gösternıektedir29. Yukarıda

mT/kA (mili Tesla / kiloamper) ve rilmiştir. (Hyltcn Cavalius, 1975)1.

Elektrik ve magnetik alanın meta bolik, davranışsal, fizyolojik ve im münolojik etkileri bakteriler, bö

verilen bilgiler doğrultusunda yük sek gerilim hatlarından kaynakla nan elektrik ve magnetik alanların

Yüksek gerilim hatlarından kaynak lanan magnetik alanın toprakta yaratacağı maksimum şiddet hattın yüksekliğine bağlı olarak 0.1 0.05 nıT arasında değişirken, alan yoğunluğu iletkene olan uzaklık ile hemen doğnı orantılı olarak azalmaktadır. (Lambdin. 1978; Zaffanella & Deno. 1978)1.

cekler, bitkiler ve memeli hücreleri gibi değişik sistemlerde incelen miştir 13,14.

İnsanlarda ve hayvanlarda yapılan bu çalışmalarda alanların etkisi çe şitli bilimsel yönlerden incelenmek tedir.

1. Nörofızyolojik ve davranişsali5.i7

Elektrik alandan farklı olarak mag 2. Biyokimyasalla. 18

şiddetlerinin belirlenebilmesi için; etkilenen canlı ve hatlın gerçek po zisyonlarının, hattın canlıya olan mesafesinin, canlı organizmanın ya pısal özellikleri elektromagnetik alanlarla etkileşim mekanizmaları nın ve çevre koşullarının (ısı deği şimleri ile coğrafi koşullarının) bi linmesinin oldukça önemli para metreler olduğu görülmekledir. Elektromagnetik alanların canlılar üzerindeki etkileri yalnızca yüksek

netik alan giricidir ve insan vücudu 3. Klinik fizyolojik ve davranışsal.V8.15.19 gerilim hatlarından kaynaklanmadı

da bu alana geçirgendir. Vücut içinde ve yüzeyinde bu alan etkisiyle 4. Üreme 2.12.14,21 23

ğından ortamın donanımında elekt rikli cihazların varlığı, bunları kul

akım oluşur, akım yoğunluğu vücut

lanan kişilerin cihaz başındaki po

yüzeyinde en fazla, vücut içinde ise Litaratürdc çok sayıda araştırmacı zisyonları ve cihazların kullanım sü

daha azdır. Yüksek gerilim hatları nın kemik kırıklarının24,25 ve vara releri de hattan dolayı oluşan elek

89 394 ELEKTRİK

MÜHENDİSLİĞİ

trik ve nıagnctik alanlar ile birlikle

KAY NAKLAR

düşünülmesi gereken faktörler

olmalıdır.

1. Environmcntaal Health Cri

teria .15, ELF (E.vtrcmcly Lo\v Fre

Elcktromagnctik alanların etki meka qucncy) Ficlds: Worl Health Orga

nizmasını açıklayabilen yelerli sayıda nization. Gcncva. 1984 (ISBN 92 4

araştırma bulunmadığından, bugün 1540958)

düşük seviyede Elcklromagnctik

Radyasyon dünyaca binlerce insanda 2. Shcppard A., Eiscnbııd M.; teşhis (Bilgisayarlı Tomografi. Nük Biological Effects of Elcktric and leer Magnetik Rezonans Görüntü Magnctic Ficlds of Extrcmely Lou leme vs.) ve tedavi amacıyla (Magnc Frcqucncy. 1977. Ne\v York toterapi. Elektroterapi) kullanıl Univcrsity Press. CH 2 and CH 8 maktadır.

3. Barker TA.; Sonic Bioloji Günümüzde zayıf Elcktromagnctik Effcct of Lo\v Frcqucncy Magnctic Alanların farklı biyolojik istemler and Elcktric Ficlds. Proccedings. II. üzerindeki etkilerinin yoğun olarak İntcrnational Conf. on Appl. of araştırıldığı farklı bilimsel platform Physics to Mcd. and Biol.. larda şu sorular tartışılmaktadır29: Singapore. 421 434.1984

• Biyolojik sistemleri etkileyen

Elektrik Alan mı. Magnetik 4. Wolpa\v J.R.. et al.; Chronic

Alan mıdır?

Exposurc of Primates to 60 Hz Elek

• Gözlenen biyolojik etkiye hangi tric and Magnelic Ficlds.: I. E.\po

alan veya sinyal parametreleri sııre System and Measurenıcnts of

neden olmaktadır?

General Health and Pcrformance, Bioelcclromagnetics. 10.277 2x8. ıos9

• Elektronıagnetik Alanların he

definde gerçekleşen biyofiziksel 5. Coclho A.M.. et al.: Eflects

veya biyokimyasal mekaniz of E.sposurc to 30 kV/m. 60 Hz

malar nelerdir?

Elcktric Ficlds on thc Social

• Zayıf statik (DC) Magnetik Bchavior of Baboons. Bioelck Alan Elektromagnelik biyoel tromagnetics. 12. 117 135. 1991

kilcr yaratır mı?

6. Jonathan Blach: Tissııe Rcs

Konunun önemli nedeniyle Türkiye ponse to Exgenous Elcctromagnetic "de Elektrik ve Magnetik Alan Stan Signals, Orth. Clin. North Aıne., dardfnın kısa bir sürede TSE ve Vol 15. No. 1 Jan.1974. 15 31. 1984

TÜBİTAK tarafından oluşturulması

gereği vardır.

7. Lcapcr D.J.. et al.. An

Experinıcntall Stııdy of the

Tüm Elektrik ve Magnetik Alan ça Influcnce of Magnetic Fields on lışanlarının TÜBİTAK bünyesi altın Blood Pressure Regıılation. da ayrıca toplanması; Türkiye'nin de J.Bioelcctr.. 9(1). 799 83. 1990

bilimsel platformlarda bu tartışma

lara katkı koyabilmesi için gerekli bir 8. Stuchly M.A., et al.; Cancer

aşamadır.

Promotion in a Mause Skin Model

by a 60 Hz Magnelic Ficld: I. Expe

rimental Desing and Exposure Sys

tem. Bioelectromagnetic. 12. 261

271. 1991

9. Canscvcn. A.G.: Elcctrical Propcrtics of thc Skin. Gazi Mcdical Journal. 3(1). 41 6.1992

10. Sc\vann. H.P: Elcctrical Pro perties of Cclls: Principlcs. Somc Reccnt Rcsıılts. and Somc Unrcsol ved problem in "The Bioplıysical Approach to E.vilablc Systems" (ADELMAN. W.J.. GOLDMAN. DE., ed). Plentım Press. Nc\v York. 3 22. 1981

11. Rodan. G.A.. et al: DNA Synthcsis Cartilagc Cclls is Stimulatcd by Oscillaling Electric Ficdls. Science. 199.690 2. 1978

12. Lcdnc\v V.V.: Possiblc Mcc haııism for thc Influcnce of Weak Magnctic Ficlds on Biological Sys tems. Bioelectromagnclics. 12. 71 75. 1991

13. Marino. A.A.. et al: Electric Field Effcccts in Sclcclcd Biological Systems. Ann. N.Y. Acad. Sci.. 405. 436 444. 1983

14. Bartko D., et al: Thc EfTccls of Pıılsed Magnetic Ficdls on ılıc Ccncbral Circulation. EEG Po\vcı Spectra and Somc Propcrtics of Blood.. J. Bioclcclricity 7(1). 131 132. 1988

15. Blacman C.F.. et al; Thc In flucnce of Tenıpcraturc During Electric and Magnctic Field Induced Alteration of Calciunılon Releasing from in Vitro Braain Tissııe. Bio electromagnelic. 12. 173 182. 1991

16. Politis. M.J.. Znzkis. M.F.: Short Term Erficacy of Applied Elektric Ficlds in Rcpair of thc Denıaged Rodcnt Spinal Cord: Behavioral and Morphological Results. Neurosıırgery. 23 (5). 582 88. 1988

90 394 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

17. KaloM.. cini.: ErrcctsofE\ posurc to a Circularly Polari/cd 50 Hz Magııclic Ficld on Plasman and Pineal Mlatonin Lcvels in Rats. Bio cleclroınagnctics. 14.97 106. 1993

18. Zanakis. M.F.: Rcgcncration in the Manımalian Ncrvous System Using Applied Elcclric Ficld: A Literatüre Rcvic\v. Acupunct & Electro Therapcutics Rcs. Int. J.. 113.47 57. 1988

21. Atalay SN., et al.; Analysis of Bactcrial Groullı under thc Effccl of Magnctic Ficld. 7 ılı Hungarian Conf. on Bionıcdical Enginecring. Esztergon. Hungary. Scptcmbcr 16 18. 1987

22. Barkcr AT.. Lunt M; Thc Effecls of Pulscd Magnctic Ficlds of thc Type Uscd in Stiımılation of Bone Fracturc Hcaling. Clin. Phys. Physiol. Meas.. Vol. 4. 1. 1 27. 1983

25. Alalay SN., el al.; Lo\\ Intcnsilv Constant Dirccl Currcnt Effcct on VVoıınd Hcaling VVoıld Congress on Mcdical Phvsics and Bionıcd. Eng. San Antonio. Tc.\as. Aııgust 6 12. 1988. Mcd. Phv.. May/Junc. 15 (3). 464. 198S

26. Canscvcn. A.G.: Düşük Şid detli Sabit Akımların Yara Kollagcn Sentezine Etkisi. Yüksek Lisans Tezi. Gazi Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü. 1993. Ankara

19. Atalay N.: Doğnı Akını. Al ternatif Akım ve Magnelik Alanın Bakteri Üremesine Etkilerinin Şid det ve Frekansa göre İncelenmesi. Doktora Tezi. Dicle Üniversitesi. Bi yofizik Bilim Dalı. Diyarbakır (1983)

20. Atalay SN., et al.: The EfTccl of Direct Currcnt on Bactcrial Gro\vth. IEEE/X1I Annual Canf. of Enginecring in Medicinc and Bilogy Society. Forth Worth Dallas. November 7 10. Procced. CH2368 9/86/00. 1398 1399

23. Gııpta

T.D..

et

al.:Coınpcralive Stody of Bone

Gro\\1h by Pulscd Elcclromagnctic

Fields. Mcd. Biol. Eng. Comput..

March 1991. 113 120. 1991

24. Atalay SN., et al.; A Nc\v Application of Clinical Elcclrothe rapy: Foumicr"s Gangrcnc, IEEE/IX Annual Conf. of Enginecring in Me dicinc and Biology Society. Boston. Massac. Nov. 13 16, 1987. Procced. 87CH2513 O Voi 3 of 4. 1595 1596

27. Markov. M; Phvsics and Enginecring Approachcs Tovvarcl Environmcntal Importancc ofElccl romagnetic Ficlds. (Abslracls of the World Congrecs on Mcdical Phvsics and Biomedical Enginceriııg. 21 26 Aııgust 1994 Rio de Jancrio Brazil) Phvsics in Medicinc & Biology. Vol. 39'aPart 1.46. 1994

DÜZELTME

Atilla ALKAN

24.01.1967 Kırşehir doğumlu. Odamız 18461 sicil no.lu üyesi Atilla ALKAN'ı kaybettik.

AİLESİNE, YAKINLARINA VE ODAMIZ

TOPLULUĞUNA BAŞSAĞLIĞI DİLERİZ.

Bir önceki sayımızın 24. sayısında yer alan yitirdiklerimizden Sn. Meral ÜNVER ile Sn. İlkay ÇEBİ'nin isimleri, fotoğrafları altına sehven karıştırılmıştır.

Hatamızı düzeltir, özürümüzün kabulünü dileriz.