電磁波と健康

電磁放射線は、10 eV以上のエネルギーを持つ 単一光子が原子を電離させたり化学結合を切断したりする能力に基づいて、電離放射線と非電離放射線の2種類に分類できます。^[1] X線やガンマ線などの極端紫外線や高周波は電離放射線であり、独自の特別な危険性があります。放射線中毒を参照してください。電磁放射線の電界強度は、ボルト毎メートル（V/m）で測定されます。^[2]

放射線による最も一般的な健康被害は日焼けであり、米国では毎年約10万～100万件の新たな皮膚がんを引き起こしています。^{[3] [4]}

2011年、世界保健機関（WHO）と国際がん研究機関（IARC）は、無線周波電磁場を人体に対して発がん性の可能性がある（グループ2B）に分類しました。^[5]

電磁波による誘電加熱は生物学的危険を引き起こす可能性があります。例えば、高出力送信機が作動しているときにアンテナに触れたり、アンテナの周囲に立ったりすると、火傷を負う可能性があります。このメカニズムは電子レンジで使用されているものと同じです。^[6]

加熱効果は電磁エネルギーのパワーと周波数、および発生源までの距離の反二乗によって変化します。目と精巣は、蓄積した熱を放散できる血流が少ないため、特に高周波加熱の影響を受けやすい部位です。^[7]

^{1～10 mW/cm 2}以上の電力密度レベルの無線周波数（RF）エネルギーは、測定可能なレベルの組織加熱を引き起こす可能性があります。一般人が遭遇する典型的なRFエネルギーレベルは、著しい加熱を引き起こすのに必要なレベルをはるかに下回っていますが、高出力RFソースに近い特定の職場環境では、安全な曝露限度を超える可能性があります。^[7]加熱効果の尺度は比吸収率またはSARであり、ワット毎キログラム（W/kg）の単位を使用します。IEEE ^{[8]と多くの国の政府}は、主にICNIRPガイドライン^[9]に基づいて、SARに基づいてさまざまな周波数の電磁エネルギーへの曝露に対する安全限度を確立しており、熱による損傷を防ぎます。

誘導加熱や溶解、溶接装置などの工業設備では、かなり高い電界強度が発生する可能性があり、さらに調査が必要です。製造業者の情報、類似システムとの比較、または分析計算によっても曝露量を決定できない場合は、測定を実施する必要があります。評価結果は、労働者の安全と健康に対する潜在的な危険性を評価し、保護対策を定義するのに役立ちます。電磁場は労働者の受動的または能動的なインプラントに影響を及ぼす可能性があるため、リスク評価では職場での曝露を別途考慮することが不可欠です。^[10]

世界保健機関（WHO）は、1996年に、多種多様な電磁波源への人々の曝露がますます増加していることによる健康への影響を調査する研究活動を開始しました。2011年、WHO/国際がん研究機関（IARC）は、携帯電話の使用に関連する神経膠腫および聴神経腫のリスク増加に基づいて、無線周波数電磁場をヒトに対して発がん性の可能性がある（グループ2B）と分類しました。分類を担当したグループは、リスクを定量化しませんでした。さらに、グループ2Bは、疾患と曝露の間に信頼できる関連性を示しているだけで、交絡効果を合理的な信頼性で排除するものではありません。因果関係はまだ確立されていません。^[11]

疫学研究では、電磁場への曝露と特定の健康影響との間の統計的相関関係を調べます。2019年現在、現在の研究の多くは、がんに関連した電磁場の研究に焦点を当てています。^[12]弱いELF電磁場^{[13] [14]や変調}RFおよびマイクロ波場^{[15] [ 16]}を含む、より弱い非熱電磁場（生体電磁気学を参照）の複雑な生物学的および神経学的影響の存在を支持する出版物があります。

最も急性の有害レベルの電磁放射線への曝露は火傷としてすぐに現れますが、慢性的または職業的な曝露による健康への影響は数か月または数年経ってから現れてくる場合があります。^{[17] [18] [4] [19]}

極低周波電磁波は0Hzから3kHzの範囲に及びますが、定義は分野によって異なります。一般の人々に推奨される最大曝露量は5kV/mです。^[20]

約50Hzから60HzのELF波は、発電機、送電線、配電線、電力ケーブル、電気製品から放射されます。家庭でのELF波への典型的な曝露は、240V電源を使用し、30センチメートル（12インチ）で測定した場合、電球の5V/mからステレオの180V/mまでの範囲の強度です。^[20]（120V電源システムでは、機器に内部変圧器がない限り、この強度に達することはできません。）

架空送電線は、地域配電用の1kVから超高圧線用の1,150kVまでの範囲です。これらの線は、真下の地面に最大10kV/mの電界を発生させますが、50mから100m離れると、これらのレベルはほぼ周囲温度に戻ります。^[20] 金属機器は、通電中の高圧線から安全な距離を保つ必要があります。^[21]

ELF波にさらされると電流が流れる。人体は導電性があるため、電流とそれに伴う電圧差は通常皮膚に蓄積されるが、内部組織には届かない。^[22]皮膚に接触している髪の毛や衣服が逆立ったり振動したりすると、人は高電圧の電荷をチクチクする感覚として感じ始める。^[22]科学的テストでは、2～5kV/mの範囲の電界強度を感知できたのはわずか10%の人々だった。^[22]このような電圧差は、接地された物体に触れそうになったときに静電気の放電が起こるのと同様に、電気火花も発生する可能性がある。5kV/mでこのようなショックを受けた場合、テスト参加者のわずか7%が痛みを感じたと報告し、10kV/mでは参加者の50%が痛みを感じたと報告した。^[22]

極低周波磁場（ELF MF）への曝露と様々な健康への影響との関連は、さまざまな疫学的研究を通じて調査されてきました。統合解析により、ELF-MFが小児白血病に影響を及ぼすという一貫した証拠が見つかりました。^[23]ヨーロッパでのELF MF曝露に起因する可能性のある疾病負担の評価では、小児白血病症例の1.5～2％がELF MFに起因する可能性があることがわかりましたが、原因メカニズムと用量反応モデルに関する不確実性はかなり大きいことがわかりました。^[24]

国際がん研究機関（IARC）は、ヒトに対する発がん性について「証拠が不十分」であると結論付けている。^[25]

短波（1.6～30 MHz）ジアテルミー（電磁波を使用して熱を発生させる）は、鎮痛効果と筋肉の深部弛緩のため治療技術として使用できますが、超音波に大きく置き換えられています。筋肉の温度は4～6℃、皮下脂肪の温度は15℃上昇する可能性があります。FCCは医療用として許可されている周波数を制限しており、米国のほとんどの機械は27.12 MHzを使用しています。^{[26]短波ジアテルミーは、連続モードまたはパルスモードのいずれかで適用できます。後者が注目されるようになったのは、連続モードでは加熱が急激に大きくなりすぎて患者に不快感を与えたためです。この技術は、}血管や筋肉など、電気伝導率の高い組織のみを加熱します。脂肪組織（脂肪）は、電流が実際には組織を通過していないため、誘導場によってほとんど加熱されません。^[27]

短波放射線を癌治療や創傷治癒促進に利用する研究が行われており、ある程度の成果を上げている。しかし、十分に高いエネルギーレベルでは、短波エネルギーは人体の健康に有害であり、例えば過熱や電流の誘導により、生物組織に損傷を引き起こす可能性がある。^[28] 3～30MHzの範囲の短波無線周波数エネルギーへの職場での最大許容曝露に関するFCCの制限は、平面波等価電力密度が(900/  f ^{‍ 2} ) mW/cm ²（fはMHz単位の周波数）であり、0.3～3.0MHzでは100 mW/cm 2^である。一般大衆への制御されていない曝露の場合、制限は1.34～30MHzで180/  f ^{‍ 2である。 [7]}

世界保健機関（WHO）は携帯電話の信号を「人間に対して発がん性の可能性がある」と分類している。「この物質への曝露とがんの間には正の相関関係が観察されており、作業部会は因果関係の解釈が信頼できると考えているが、偶然性、偏り、交絡を合理的な確信を持って排除することはできない」^[29]。これは、携帯電話の信号が発がん性を持つという科学的証拠はほとんどないことを意味すると解釈されている。^[30]  

2011年、国際がん研究機関（IARC）は、携帯電話の放射線をグループ2A（「おそらく発がん性がある」）やグループ1 （「発がん性がある」）ではなく、グループ2B、つまり「おそらく発がん性がある」に分類しました。これは、発がん性の「ある程度のリスクがある可能性がある」ことを意味するため、携帯電話の長期的かつ頻繁な使用に関する追加研究を行う必要があります。^[31] WHOは2014年に、「携帯電話が潜在的な健康リスクをもたらすかどうかを評価するために、過去20年間にわたって多数の研究が行われてきました。現在までに、携帯電話の使用によって引き起こされる有害な健康影響は確立されていません。」と結論付けました。^{[32] [33]}

1962年以来、有意な加熱レベル以下の無線周波数曝露によるマイクロ波聴覚効果または耳鳴りが実証されている。 ^[34] 1960年代のヨーロッパとロシアでの研究では、低エネルギーのRF放射線が人間、特に神経系に影響を及ぼすことが示されたと主張されたが、当時その研究は論争を呼んだ。^{[35] [36]}

2019年、シカゴ・トリビューンの記者がスマートフォンからの放射線レベルをテストしたところ、一部のモデルはメーカーの報告値を超え、場合によっては米国連邦通信委員会の被ばく限度を超える放射線を放出していることがわかった。これが消費者に何らかの害を及ぼしたかどうかは不明である。一部の問題は、携帯電話が人体への接近を検知して無線出力を下げる機能に関係しているようだ。これに対応して、FCCはメーカーの認証だけに頼るのではなく、一部の携帯電話を自らテストし始めた。^[37]

マイクロ波やその他の無線周波数は熱を引き起こし、高強度で照射されると火傷や目の損傷を引き起こす可能性があり、^[38]他の強力な熱源と同様に高体温を引き起こす可能性があります。電子レンジはこの形態の放射線を使用しており、漏れて近くの物体や人を意図せず加熱するのを防ぐシールドが付いています。

2009年、米国運輸保安局（TSA）は、空港のセキュリティにおける主要なスクリーニング手段として、最初は後方散乱X線スキャナーとして全身スキャナーを導入した。これは電離放射線を使用するもので、欧州連合では健康と安全上の懸念から2011年に禁止された。これに続いて、非電離ミリ波スキャナーが導入された。^[39]同様に、パーソナルエリアネットワーク用のWiGigは、60GHz以上のマイクロ波帯域をSAR曝露規制の対象に開放した。以前は、これらの帯域でのマイクロ波アプリケーションは、人体への曝露が最小限のポイントツーポイント衛星通信用であった。^{[40] [関連性あり? ]}

750nmを超える赤外線の波長は、眼の水晶体に変化を引き起こす可能性があります。ガラス吹き白内障は、保護されていないガラスや鉄の作業員の前水晶体嚢を損傷する熱傷の一例です。白内障のような変化は、保護眼鏡なしで長期間、何年もの間、光るガラスや鉄の塊を観察する作業員に発生する可能性があります。^[17]

可視光線に近い赤外線（IR-A）に皮膚をさらすと、フリーラジカルの生成が増加します。^[41]短期間の曝露は有益（防御反応を活性化）ですが、長期間の曝露は光老化につながる可能性があります。^[42]

もう一つの重要な要素は、作業者と放射線源との距離です。アーク溶接の場合、赤外線は距離に応じて急速に減少するため、溶接が行われている場所から 3 フィート以上離れると、目に危険をもたらすことはありませんが、紫外線は依然として危険をもたらします。このため、溶接者は色付きのメガネを着用し、周囲の作業者は UV を遮断する透明なメガネを着用するだけで済みます。^{[引用が必要]}

光網膜症は、特に瞳孔が拡張した状態で長時間太陽光にさらされることによって生じる網膜の黄斑部の損傷です。これは、たとえば適切な目の保護具を装着せずに日食を観察しているときに起こることがあります。太陽の放射線は光化学反応を引き起こし、視覚の眩しさや暗点を引き起こす可能性があります。初期の病変と浮腫は数週間で消えますが、視力の永久的な低下が残る場合があります。^[43]

中出力および高出力のレーザーは、目の網膜や皮膚を焼く可能性があるため、潜在的に危険です。傷害のリスクを制御するために、米国のANSI Z136、欧州のEN 60825-1/A2、国際的にはIEC 60825など、さまざまな仕様で、出力と波長に応じてレーザーの「クラス」を定義しています。 ^{[44] [45]規制では、特定の警告をレーザーに表示したり、操作中にレーザー安全ゴーグルを着用したりするなど、必要な安全対策を規定しています（}レーザーの安全性を参照）。

赤外線や紫外線の危険性と同様に、溶接は可視光線スペクトルに強烈な明るさを生み出し、一時的な閃光による失明を引き起こす可能性があります。適切な目の保護なしにこれらの放射線にさらされても、最小安全距離はないとの情報もあります。^[46]

太陽光には、数時間の曝露で日焼けを引き起こすのに十分な紫外線パワーが含まれており、曝露時間が長くなるにつれて日焼けの重症度が増す。この影響は、十分に強いUV-B線量によって引き起こされる紅斑と呼ばれる皮膚反応である。太陽の紫外線出力はUV-AとUV-Bに分けられ、太陽のUV-AフラックスはUV-Bの100倍であるが、紅斑反応はUV-Bの方が1,000倍高い。^[要出典]この曝露は、標高が高い場合や、雪、氷、砂に反射された場合に増加する可能性がある。UV-Bフラックスは、日中の中央4～6時間で2～4倍になり、雲や1メートルまでの水によって著しく吸収されることはない。^[47]

紫外線、特にUV-Bは白内障を引き起こすことが示されており、幼い頃にサングラスをかけることで後年の白内障の進行を遅らせることができるという証拠もある。^[18]太陽からの紫外線のほとんどは大気によって遮断されるため、上層大気中の紫外線レベルが上昇し、その結果、航空機のパイロットは白内障の発生率が高くなることが多い。^[48]オゾン層の破壊とそれに伴う地上の紫外線レベルの上昇により、将来的に白内障の発生率が上昇する可能性がある という仮説がある。 ^[49] レンズは紫外線を遮断するため、手術でレンズを取り除けば紫外線が見えるようになる可能性があることに注意する必要がある。^{[50] [51] [過度の体重？ –議論]}

太陽からの紫外線に長時間さらされると、黒色腫やその他の皮膚悪性腫瘍を引き起こす可能性があります。 ^[4]明確な証拠により、紫外線、特に非電離中波UVBが、世界で最も一般的な癌であるほとんどの非黒色腫皮膚癌の原因であることが立証されています。 ^[4] 紫外線は、シワ、肝斑、ほくろ、そばかすを引き起こすこともあります。日光に加えて、日焼けベッドや明るいデスクライトなどの他の発生源もあります。ダメージは生涯にわたって蓄積されるため、曝露後しばらくの間は永続的な影響が明らかにならない場合があります。^[19]

300nm未満の波長の紫外線（化学線）は角膜上皮にダメージを与える可能性があります。これは、高地での太陽への曝露や、雪、水、砂などの明るい表面からより短い波長が容易に反射される地域で発生することが最も一般的です。溶接アークによって生成される紫外線も同様に角膜にダメージを与える可能性があり、「アークアイ」または溶接フラッシュバーンとして知られ、光角膜炎の一種です。^[52]

蛍光灯や蛍光管は内部で紫外線を発します。通常、これは保護コーティング内の蛍光体フィルムによって可視光に変換されます。取り扱いミスや製造不良によりフィルムにひびが入ると、日焼けや皮膚がんを引き起こすレベルの紫外線が漏れ出す可能性があります。^{[53] [54]}

米国では、非電離放射線は1968年の放射線管理健康安全法と1970年の労働安全衛生法で規制されている。^[55]カナダでは、放射線放出装置法、カナダ消費者製品安全法、無線通信法など、さまざまな連邦法が発生源ごとに非電離放射線を規制している。^[56]連邦の管轄下にない状況については、カナダの州が個別に非電離放射線の使用に関する規制を設けている。^[57]

• 世界保健機関のウェブサイトの電磁場に関する情報ページ
• CDC – 電磁場 – NIOSH 職場の安全と健康に関するトピック
• ダニング、ブライアン(2007 年 10 月 30 日)。「Skeptoid #72: 電磁波過敏症: 現実か想像か?」Skeptoid。
• 電力周波数の電磁場の生物学的影響（1989年5月）（110ページ）米国議会技術評価局向けにインディラ・ネア、M.グレンジャー・モーガン、キース・フロリグ、カーネギーメロン大学工学・公共政策学部が作成