9) Có những cơ sở khoa học để đưa ra quy định an toàn năng lượng RF?

Đúng. Khi các nhà khoa học khảo sát tất cả các tài liệu đã xuất bản về các tác động sinh học của năng lượng RF, họ đã tìm thấy những tài liệu giống nhau trên một số các điểm chính  sau:

1. Phơi nhiễm năng lượng RF có thể gây nguy hiểm nếu phơi nhiễm đó đủ mạnh. Có thể gây ra các tổn thương bao gồm đục nhân mắt,  bỏng da, bỏng sâu, mệt lử do nóng và đột quỵ do nóng. Reeves và Adair and Black đã thảo luận về các ảnh hưởng đã biết về sự phơi nhiễm quá lâu năng lượng RF đối với con người.

2. Các tác động sinh học do năng lượng RF phụ thuộc vào mức độ hấp thụ năng lượng; và rất ít phụ thuộc tần số trong phạm vi của dải tần số từ1 đến 10.000MHz,

3. Các tác động sinh học do năng lượng RF là tỷ lệ với mức độ hấp thụ năng lượng và rất ít chịu ảnh hưởng thời gian phơi nhiễm.

4. Với mức thấp hơn mức hấp thụ năng lượng toàn thân SAR thì tác động sinh học gần như không có (mức độ này được gọi là mức độ hấp thụ riêng).

Dựa trên sự nhất trí về khoa học, các ủy ban quốc tế và các quốc gia khác nhau có những tiếp cận giống nhau về các quy định an toàn. Đặc biệt là sử dụng cách tiếp cận của ANSI/IEEE  và ICNIRP:

-         Họ cân nhắc các báo cáo khoa học để tìm ra mức độ hấp thụ năng lượng thấp nhất (SAR) với các tác động sinh học có hại có thể gây ra như đã nói ở trên.

-         Thiết lập các quy tắc phơi nhiễm nghề nghiệp, họ đưa ra 10 ranh giới an toàn SAR.

-         Họ áp dụng thêm 5 ranh giới an toàn để thiết lập các quy định về phơi nhiễm liên tục cho cộng đồng dân cư.

-         Cuối cùng, các kỹ thuật chi tiết và các nghiên cứu vật lý đã được thực hiện để thiết lập mới tương quan giữa mật độ năng lượng, (có thể đo thường xuyên) để đưa ra mức độ hấp thụ năng lượng (SAR) có ý nghĩa thực tế

-         Kết quả là các quy định phơi nhiễm chung được bảo vệ để các chỉ tiêu về mức xấp xỉ 2% các tác động sinh học có hại mạnh trên thực tế được chỉ ra.

10) Có phải tất cả các quy định an toàn năng lượng RF đều như nhau?

Sai. Có sự khác nhau giữa các tiêu chuẩn. ANSI/IEEE, ICNIRP và FCC tất cả đều sử dụng phương pháp tiếp cận chung giống nhau để đưa ra các quy định an toàn. Tuy nhiên, có sự khác nhau giữa các mô hình vật lý (giữa các phép đo) do các nhóm khác nhau vì vậy có sự khác nhau đôi chút trong các số liệu cuối cùng.

Một số quốc gia có các quy định riêng công bố công khai về sự phơi nhiễm năng lượng FR từ các anten trạm gốc điện thoại di động. Mặc dù phần lớn các điều quy định theo cùng mô hình và cùng cách phân tích như ANSI/IEEE  và ICNIRP, chúng đều có sự khác nhau.

Một vài quốc gia (ví dụ như  Thụy Điển và Ý) thông qua các nghị định để công bố công khai năng lượng RF thấp hơn nhiều so với quy tắc ANSI/IEEE  và ICNIRP. Nói chung các chỉ số thấp hơn dựa trên các suy xét của chính phủ hơn là  sự giải thích khác về khoa học.

11) Có phải Mỹ có các tiêu chuẩn an toàn cho các trạm gốc điện thoại di động?

Đúng. Trước năm 1996, Ủy ban Viễn thông liên bang (FCC) sử dụng tiêu chuẩn IEEE/ANSI phiên bản 1982. Năm 1996 FCC thông qua tiêu chuẩn mới dựa trên sự phối hợp các quy tắc của ANSI/IEEE 1992  và NCRP 1986.

Tiêu chuẩn FCC 1996 đối với các trạm gốc điện thoại di động là 0,57mW/cm2 ở băng tần 900MHz và 1.0mW/cm2 ở băng tần 1800-2000MHZ. Tiêu chuẩn FCC 1996 này áp dụng cho tất cả các trạm gốc điện thoại di động (và tất cả các anten phát thanh truyền hình khác) không quan tâm đến chúng được cấp phép khi nào.

Các tiêu chuẩn mật độ năng lượng của FCC mô tả áp dụng đến công bố công khai mức độ an toàn đối với con người về năng lượng RF từ các trạm gốc điện thoại di động; chúng không áp dụng tới sự phơi nhiễm từ máy điện thoại của chính họ hoặc từ phơi nhiễm do nghề nghiệp. Tranh luận về sự phơi nhiễm từ điện thoại hoặc các tranh luận về sự phơi nhiễm năng lượng RF đối với nghề nghiệp được đưa ra trong FCC OET Bulletin 56, trong các nguyên tắc FCC, Foster và Moulder, Tell  và các tài liệu tham khảo trong Q2.

12) Các anten trạm gốc điện thoại di động cần có thỏa mãn các quy định an toàn?

Đúng. Với thiết kế thích hợp, các anten trạm gốc điện thoại di động có thể thỏa mãn tất cả các quy định an toàn với độ an toàn cao.

Anten trạm gốc điện thoại di động đặt cao trên 10m (33ft) ở trên các khu vực công cộng và hoạt động với cường độ cực đại, có thể có mật độ năng lượng cao là 0,01mW/cm2 trong các khu vực công cộng gần các trạm anten, và mật độ năng lượng trong các khu vực công cộng thường vào khoảng 0.00001 đến 0,00005mW/cm2 trong các bãi rộng. Mật độ năng lượng  thấp hơn nhiều so với tất cả các quy định an toàn, và các tiêu chuẩn ban thân đã được đưa ra ở mức thấp hơn nhiều so với các tác động nguy hiểm tiềm tàng thường thấy.

Trong phạm vi khoảng 200m (659ft) so với chân vị trí lắp đặt anten, mật độ năng lượng có thể lớn hơn tại điểm cao hơn vị trí chân anten. (ví dụ tại tầng 2 của tòa nhà hoặc trên đồi). Thậm chí với nhiều anten trên cùng một tháp, các mật độ năng lượng cũng thấp hơn 5% so với các quy định của FCC tại tất cả các độ cao và tại tất cả các khoảng cách xa hơn 40m (130ft) từ vị trí lắp anten.

Ở xa hơn khoảng cách 200m (650ft) từ vị trí anten mật độ năng lượng  không tăng mặc dù tại các điểm cao hơn vị trí anten.

Mật độ công suất bên trong tòa nhà sẽ thấp hơn so từ 3-20 so với các hệ số bên ngoài tòa nhà.

Petersen và cộng sự đã đo mật độ công suất xung quanh trạm gốc điện thoại di động. Các phép đo với bức xạ anten 1600W ERP (xem Q14C thảo luận về công suất anten) trên các tòa tháp cao từ 40-83m (130-275ft). Mật độ công suất sực đại trên các khu đất là 0,002mW/cm2, và mật độ công suất là cực đại tại độ cao 20 đến 80m (65-265ft) từ chân tòa tháp. Trong phạm vi 100m (330ft) từ chân tòa tháp, mật độ công suất trung bình là nhỏ hơn 0,001mW/cm2. Mật độ công suất RF cực đại đều thấp hơn các tiêu chuẩn của FCC, ANSI/IEEE và ICNIRP cho sự phơi nhiễm công cộng.

Trong năm 1999 tại Vancouver Canada, Thansandote và các nơi khác, các mức RF đo được trong 5 trường học, nơi có các trạm gốc và gần trạm gốc. Tại tất cả các trường học các tiêu chuẩn RF ở Canada, Mỹ và quốc tế đều có giới hạn rất rộng. Các tham số cực đại được chỉ ra trong bảng dưới đây.

Năm 2000, tại Anh, Ủy ban bảo vệ bức xạ quốc gia đã đo các mức năng lượng RF tại 118 điểm công cộng xung quanh 17 trạm gốc điện thoại di động. Mức đo được cực đại tại bất kỳ vị trí nào là 0.00083mW/cm2 (ở các sân thể thao cách 60m tới dãy lớp học ở trường nơi có anten đặt trên nóc nhà). Mật độ công suất đều nhỏ hơn 0,00001mW/cm2 (nhỏ hơn 0,01% so với các tiêu chuẩn đưa ra của ICNIRP). Mật độ công suất trong nhà về căn bản là thấp hơn mật độ công suất bên ngoài nhà. Mật độ công suất cực đại khi năng lượng RF từ tất cả các nguồn như điện thoại di động, đài FM, TV v.v... đều được tính đến tại bất kỳ vị trí nào đều thấp hơn 0,2% so với tiêu chuẩn đưa ra công bố của ICNIRP. Hình dưới đây sẽ minh họa chi tiết.

Trong năm 2001, cơ quan thông tin vô tuyến của Bộ Thương mại và Công nghiệp Anh đã đo mức năng lượng RF tại 100 trường học nơi có hoặc ở gần các trạm gốc điện thoại di động. Mức RF cực đại đo được tại bất kỳ trường nào đều nhỏ hơn 1% so với tiêu chuẩn của ICNIRP đối với khu vực công cộng, Mức RF cực đại ở hầu hết các trường đều nhỏ hơn 0,05% so với tiêu chuẩn này. Các kết quả kiểm tra được tóm tắt trong hình dưới đây.

Năm 2000, bản giám sát các trạm gốc GSM của Cơ quan Bảo vệ bức xạ và an toàn hạt nhân Úc đã đưa ra báo cáo công khai năng lượng RF đều nhỏ hơn 0,1% so với tiêu chuẩn của họ. Mức phơi nhiễm cao nhất đo được nhỏ hơn 0.0002mW/cm2 (nhỏ hơn 0,01% với tiêu chuẩn công bố của ICNIRP), và mức phơi nhiễm trung bình nhỏ hơn 0.0001mW/cm2. Hầu hết 13 điểm mà họ tiến hành đo, với các loại tín hiệu RF khác mạnh hơn tín hiệu từ các trạm gốc (tín hiệu radio AM mạnh hơn trong 12 trường hợp, tín hiệu radio FM mạnh hơn trong 6 trường hợp và TV trong 3 trường hợp). Tại tất cả các vị trí tiến hành đo, tổng năng lượng RF từ tất cả các nguồn bức xạ kết hợp với nhau (các trạm gốc điện thoại di động, radio AM, radio FM, VHF, TV, nhắn tin) đều nhỏ hơn 0,1% tiêu chuẩn an toàn năng lượng của Úc (hoặc ICNIRP hoặc FCC). Hãy xem các báo của của Úc tại địa chỉ trực tuyến: http://www.arpansa.gov.au/pubs/eme_comitee/rfrep129.pdf

Năm 2001, Anglesio và các cộng sự  đã đưa ra các kết quả đo mức năng lượng RF tại các tòa nhà ở những thị trấn lớn ở Bắc Italy đã nhận thấy rằng các tín hiệu radio/TV nói chung mạnh hơn các tín hiệu điện thoại di động (cả trạm gốc lẫn máy cầm tay), và tất cả các phép đo đã chỉ ra rằng mật độ công suất thậm chí thấp hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn an toàn của Italy (0.01mW/cm2). Mức công suất tối đa nhỏ hơn 0.003mW/cm2.

Mối liên quan giữa các mức RF gây ra các tác động sinh học, các mức RF lý thuyết trong nguyên tắc an toàn của FCC, IEEE và ICNIRP, và các mức RF đo được xung quanh các trạm gốc điện thoại di động được chỉ ra trong hình dưới đây.

13) Có các tình huống nào mà các anten trạm gốc điện thoại di động có thể không phù hợp với quy định an toàn?

Đúng. Có vài trường hợp khi những thiết kế không đúng cách (hoặc không thỏa đáng) vị trí trạm gốc điện thoại di động có thể không đảm bảo quy định an toàn.

Các quy định an toàn cho các trường hợp phơi nhiễm không kiểm soát được có thể vượt quá nếu các anten được đặt ở nơi công cộng khi  tăng ích chung bức xạ có thể vượt qua trong vòng 8m/25ft (theo chiều ngang) trên mặt phẳng bức xạ của anten. Điều này xảy ra khi các anten lắp trên hoặc gần các mái nhà của nhà cao tầng. Ví dụ, Petersen và các cộng sự  đã nhận thấy rằng trong phạm vi 2-3 ft (1m) từ nóc nhà bức xạ của anten 1600W ERP, mật độ công suất có thể cao tới 2mW/cm2 (so với tiêu chuẩn phơi nhiễm của ANSI/IEEE là 0,57-1,2mW/cm2).

Với các anten được lắp trên các tháp cao, thật khó mà tưởng tượng là vị trí đó có thể không phù hợp với quy định an toàn. Tuy nhiên, các báo cáo (phần lớn là của Bắc Mỹ và Châu Âu), các anten trạm gốc điện thoại di động hướng trực tiếp với các tòa nhà ở gần. Liệu các anten này có phù hợp với nguyên tắc an toàn của FCC, ANSI/IEEE hoặc ICNIRP hoàn toàn tùy thuộc vào ERP,  vào hình dáng hình học chính xác và góc chắn của tòa nhà.

14) Tiêu chuẩn quy định về vị trí như  thế nào để đảm bảo cho các anten trạm gốc điện thoại di động thỏa mãn các quy định an toàn?

Mặc dù các khuyến nghị cụ thể chi tiết về vị trí, anten và cấu trúc lắp đặt được mọi người biết đến, ta có thể đưa ra một vài tiêu chuẩn chung.

a)      Những tiêu chuẩn chung về địa điểm lắp đặt là gì?

1.)    Địa điểm lắp đặt anten được thiết kế sao cho không ảnh hưởng tới các khu vực công cộng vượt quá các quy định ANSI/IEEE 1999 hoặc FCC đối với phơi nhiễm. Nguyên tắc chung là phơi nhiễm không kiểm soát được không được vượt quá 8m (25ft) từ bức xạ bề mặt của anten.

2.)    Nếu các khu vực có thể chấp nhận đối với công nhân được vượt quá các quy định ANSI/IEEE 1999 hoặc FCC  với phơi nhiễm  (cộng đồng dân cư) không kiểm soát được, cần khuyến cáo các công nhân biết được khu vực ảnh hưởng và thực hiện các biện pháp phòng ngừa để đi vào khu vực ảnh hưởng đó. Nói chung, với những khu vực nằm trong bán kính nhỏ hơn 8m kể từ bức xạ bề mặt của anten.

3.)    Nếu các khu vực ảnh hưởng vượt quá quy định của ANSI/IEEE 1999 hoặc FCC đối với phơi nhiễm nghề nghiệp kiểm soát được, cần khuyến cáo công nhân biết khu vực ảnh hưởng này và họ cần phải giảm công suất (hoặc tắt hẳn) các máy phát khi đi vào khu vực này. Các khu vực này có thể không tồn tại, nhưng nếu có, chúng có khả năng bị giới hạn trong phạm vi 3m (10ft) của các anten

Nếu các đòi hỏi này thỏa mãn các quy tắc, và đảm bảo các thông số đo kiểm sau khi các anten làm việc.

Các quy tắc FCC yêu cầu phù hợp các tính toán tỷ mỷ và/hoặc phép đo năng lượng RF với các loại trạm gốc. Vào tháng 6 năm 2003., FCC đề xuất vài thay đổi quan trọng trong quy tắc này (xem ghi chú 15).

Những vấn đề nói chung hạn chế để:

-         Các anten được lắp trên các mái của tòa nhà; đặc biệt nơi có nhiều anten trạm gốc cho các nhà cung cấp khác nhau được lắp trên cùng một tòa nhà.

-         Các anten được lắp trên cùng một cấu trúc có yêu cầu công nhân đi vào để sửa chữa (bao gồm cả định kỳ và bất thường như sơn hoặc lợp mái). Chú ý rằng các tiêu chuẩn an toàn nghề nghiệp đối với năng lượng RF chỉ áp dụng với các công nhân đã được huấn luyện về an toàn năng lượng RF.

-         Các tháp được lắp đặt tại nơi chật chội, thấp hơn và ở gần các tòa nhà cao tầng.

b) Có sự khác nhau gì giữa anten có độ tăng tích cao và tăng ích thấp?

Có rất nhiều kiểu anten trạm gốc, và các mô hình năng lượng RF của chúng có thể hoàn toàn khác nhau. Hầu hết các anten có độ tăng ích cao khác nhau cơ bản với anten độ tăng ích thấp. Bởi vị chọn địa điểm và các vấn đề an toàn đối với các anten tăng ích cao và tăng ích thấp là khác nhau, điều  quan trọng là khó nói riêng từng trường hợp. Trong thời gian đầu của điện thoại di động ta thường nói theo hình dáng bên ngoài. Nhưng do những tiến triển về thiết kế anten mới hơn và  mức độ đa dạng về cách che bọc anten nên bây giờ ta không thể xác định rõ loại anten nào được lắp đặt nếu chỉ dựa vào hình dáng bên ngoài.

c) Thuật ngữ “tăng ích anten”, “công suất bộ phát đáp” và “công suất bức xạ có ích (ERP)” có ý nghĩa gì?

Công suất của trạm gốc điện thoại di động thường được xác định bởi công suất bức xạ có ích (ERP) được tính bằng oát (W). Như một sự lựa chọn, công suất đưa ra là công suất của máy phát (W) và tăng ích anten.

Công suất máy phát là tiêu chuẩn đánh giá công suất tổng cộng, trong khi  ERP là công suất đo trong búp sóng chính. Nếu anten là anten đa hướng và hiệu suất 100%, thì công suất máy phát và ERP là giống nhau. Nhưng các anten trạm gốc điện thoại di động (giống tất cả các loại anten) không phải là anten đa hướng, chúng là trung gian anten định hướng tăng ích thấp và các anten có độ tăng ích cao. Trên thực tế, chúng là các anten định hướng, tập trung công suất của nó về một vài hướng, và có công suất nhỏ hơn ở các hướng khác. Tăng ích anten là tiêu chuẩn đánh giá tính định hướng của anten và nó được tính bằng de-xi-ben (dB). Tùy thuộc vào tăng ích anten, máy phát của trạm gốc thường từ 20-50W, và ERP ở bất cứ đâu thường từ 50W đến trên 1000W.

Theo khái niệm “tăng ích” và “ERP” được giải thích tốt nhất là suy diễn từ bóng đèn. Bóng đèn thông thường 100W so sánh với đèn pha 25W. Bóng đèn pha có công suất nhỏ hơn bóng đèn thông thường, nhưng ta thấy chói hơn khi ta ở trong vùng rọi và sẽ đỡ chói khi ta ở bên ngoài vùng rọi. Anten trạm gốc điện thoại di động (đặc biệt là anten có tăng ích cao) giống như đèn sân khấu ERP tương đương như công suất có ích của đèn sân khấu ở hướng chính.