從政府和行業對5G技術的熱情接受來看,我們正處於技術革命的邊緣。最初推出5G是為幫助無線網絡應對不斷增加的數據流量,而今(在5G技術的擁護者看來)5G將引領顛覆性的創新,如遠程手術,無人駕駛車輛的控制等。
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5G終將取代現今的3G和4G行動網路並使數據傳輸速率提高100倍甚至更多,這將大大減少延時(移動數據基站接收到信號及其發出信號被接收之間的時差)並允許行動網路管理比目前更多的無線連接設備。
然而,5G在許多地方引起了極大的爭議,公民團體和一些科學家對5G基站傳輸的射頻能量可能對健康產生的影響表示擔憂。公眾的反對集中於5G網絡的兩個特徵:
首先,5G系統在多個頻段下運行,包括略低於(並最終擴展到)30 到 300 GHz的RF頻譜毫米波部分的一個頻段。雖然毫米波迄今尚未用於行動網路通信,但它們已被用於許多其他應用,包括機場安全掃描儀,汽車的防撞雷達,以及連接當今的行動網路基站。
公眾討論似乎總是把5G與毫米波通信混為一談。實際上,許多5G網絡將在接近當前行動網路所使用的頻率下運行,並在必要時刻使用毫米波來處理高數據流量。
其次,5G系統需依賴大量靠近用戶的基站,通常安裝於公共街道的電線桿上。這些小型基站將採用「智能」天線,可傳輸多個波束(目前的設計可達到64個,最終可實現更多),可以獨立地傳送給用戶。運行的功率比目前所採用的「宏」蜂窩系統更低,後者常安裝在城市建築的頂部。
從長遠來看,這些將由安裝在建築物內的微微蜂窩補充,以更低的功率運行。無論衛生機構理解的實際健康風險如何,發送射頻信號源數量急劇增加的前景無疑令許多公民感到不安。
美國聯邦通信委員會(FCC)將5G的引進設為優先事項,同時撤銷一些規定以減少對地方社區建設5G小基站的控制(儘管這個問題還在訴訟中,可能會有所改變)。因此,地方社區面臨著新基礎設施的引進,這些基礎設施對公眾來說是全新並且不熟悉的技術。而工程師們則傾向將5G視為當前(3G、4G)行動網路技術的延伸。
暴露於無線電頻率信號可能造成危害,這是許多公民長期關注的問題。這使得許多公民反對無線基站、廣播設施、手機和其他普通技術。來自澳大利亞伍倫貢大學的Peter Wiedemann在2017年展開調查,共調查了6個歐洲城市的2450位居民。其中有40%的居民表示有一些擔憂,而有12%的居民表示他們持續地擔憂,也就是總是思考和談論暴露在電磁場的問題。
他們的擔憂主要集中在「被迫」暴露在來自周圍環境的射頻信號,包括蜂窩基站。在一個網際網路網站迴音室的支持下,激進組織表達了對安裝在學校、無線電錶、蜂窩基站的WI-FI以及其他將射頻能量傳輸到環境中的基礎設施的抗議。
而公眾暴露在未來5G網絡射頻場的程度還未詳細調查過(現在運行的5G網絡不多,而且5G技術還在不斷發展)。但它們和現存的行動網路並不會有太多的不同,因為技術的基本規則是相同的:提供一個足夠強的信號,讓個體用戶能夠交互,但又不會干擾相鄰用戶。
即使到現在,行動網路也在向「密集化」發展(增加許多小單元),以管理日益增長的數據流量。事實上,5G通過允許數據的快速傳輸和控制傳向個人用戶的波速,或許能降低在環境中的整體射頻信號水平,但這最終也會被快速增長的網絡數據流量,以及最後被如潮水般的無線設備所抵消。
然而,2019年的RF信號環境水平的評估顯示,儘管無線通信的使用迅速增加了,但總體水平自2012年以來卻並沒有增加,部分原因是「這些技術的效率提高了,所有發射器的功率控制也得到了改善」。
從1960年代開始,許多研究檢驗了射頻暴露對生物和健康可能的影響,現在已有幾千篇該領域的論文(見圖1)。最初,這些研究是出於對那些在工作中暴露於由工業加熱及其他設備產生的高水平射頻能量的工人職業健康問題的擔憂而開展的。最近研究人員進行了許多研究來檢測暴露於通信系統運行的環境中的潛在健康風險。最近掀起了一股使用毫米波的研究熱潮,儘管沒有達到5G系統使用的精確頻率(而且在很大程度上仍未確定)。
毫米波不像RF等低頻能量會穿透人體組織,它會在距皮膚表面0.5毫米內被吸收,而它最明顯的潛在危險是造成皮膚或眼角膜的熱損傷,這已被許多研究證實,包括許多由美國空軍在20世紀90年代中期開始贊助的研究(本作者參與了其中一些研究),同時日本金澤醫科大學的研究團隊也展開了毫米波的視覺影響研究。其中一項是對老鼠進行誘發癌症作用的長期研究,包括周期性地暴露在強烈的毫米波脈衝中,但並未發現暴露的影響。然而,這項研究與通信信號並沒有明確的相關性。
除了少量與安全性直接相關的研究外,文獻中還包含了大量尋找毫米波生物效應的研究,這些研究追求的是那些和健康風險不直接相關的生物效應。這些研究大多報告了暴露的某種生物效應。然而,它們在方法、端點、暴露特徵和質量方面差異很大。這些研究很多是探索性的,缺乏基本的預防措施來確保結果的可靠性。
大多數國家都已經採用了和FCC限值相近的射頻接觸限值。FCC和相近的射頻接觸限值是為了避免生物組織因過度加熱而造成射頻能量危害。一些國家(如義大利、比利時和印度)和城市(如巴黎)已經採取了更低的射頻接觸限值(大致可概括為「安全總比遺憾好」)。
從某種程度上說,這是和憂慮公民之間的政治和解,也是對未來可能出現的低程度或「非熱」危險的防範。俄羅斯繼承了前蘇聯的傳統,和一些前華沙條約組織(Warsaw Pact)盟友設立了低得多的輻射限制。
這種困惑已存在多年,但衛生機構的評估幾乎沒有變化。瑞典輻射安全管理局在2018年的報告中總結道:「儘管缺乏既定的機制說明暴露於弱無線電波對健康的影響,但是我們需要更多地研究用於5G的新頻域。」2019年8月,美國聯邦通信委員會主席 Ajit Pai宣布,委員會提出了維持現有的射頻接觸安全標準(1996年通過),並引用了美國食品和藥物管理局中心和放射衛生中心主任的聲明, 「到目前為止,現有的科學證據並不能證實暴露在當前限度或低於當前限度的輻射會對人體健康有不利影響。」
與衛生機構謹慎而普遍令人放心的評估相反,一些科學家對5G可能的危險發出了強烈警告。華盛頓州立大學(Washington State University)生物化學退休教授Martin Pall是在這個問題上最引人注目的科學家。在眾多的公開演講和他關於5G的在線書籍中,Pall做出了許多聳人聽聞的聲明——例如,5G將導致人類繁殖「瞬間」崩潰甚至「幾乎為零」。
其他科學家團隊,尤其是歐洲的科學家們已經要求暫停推出5G。截至2019年8月,有245名科學家簽署了一份訴求,建議「暫停推出第五代5G通信,直到5G對人類健康和環境的潛在危害得到充分檢驗。」在回應這一訴求時,歐盟委員會(European Union)內閣部長Vytenis Andriukaitis重申了2017年底專家報告的可靠建議,並表示「停止發放5G產品的要求似乎過於苛刻。我們首先需要看看這項新技術將如何應用,以及科學的證據將如何更新。」他表示,委員會成員將隨時跟進未來的發展情況。
「充分調查」5G(或任何其他技術)的潛在危險是一個沒有明確停止節點的開放式項目。在行動網路通信系統中,暴露參數(頻率、調製、強度)可能是無限的。(相比之下,決定組織溫度升高的吸收功率更容易量化。)此外,「5G」是指行動網路的一套操作規範,而不是指任何特定的暴露源或暴露頻率。事實上,許多初期推出的5G網絡,在功率水平上傳輸的頻率與目前的行動網路類似。
除Martin Pall和少數科學家外,衛生機構還不能得出在普通環境水平下暴露於射頻場會帶來任何健康風險的結論。在這種情況下,Andriukaitis的回答似乎是更合理的:看看科學是如何發展的。一旦有了更改暴露限度的合理理由,政府和通信行業會進行調整的。
由於關於毫米波生物效應的文獻很零散,而這部分頻段的預期使用量會增加,因此,我們需要對毫米波對健康和安全可能產生的影響進行更多的研究。然而,過去已經有太多的釣魚式探索了。未來,我們迫切需要進行高質量的研究,並繼續關注衛生機構的科學文獻。
因為一個人接觸射頻能量最高的時候是他或她在使用手機。而一個對此擔憂的人只能儘量避免使用手機。
本文來自:環球科學