بخشی از مقاله
آلودگي ناشي از ميدان هاي الکترومغناطيسي و اثر آن بر پرندگان و حشرات
چکيده
پيشرفت سريع در زمينه هاي مختلف علم و تکنولوژي در سالهاي اخير، دخالت انسان در محيط زيست طبيعي و سيستم هاي فيزيکي، اکولوژيکي و بيولوژيکي وابسته و در نتيجه اثرات منفي نامطلوب و پيشبيني نشده مختلف در محيط زيست را تشديد کرده است . امروزه يکي از مهمترين مشکلات اکولوژيکي، آلودگي الکترومغناطيسي در محيط زيست است . شدت تابش الکترومغناطيسي چنان فراگير شده و در حال حاضر به عنوان يکي از شکلهاي آلودگي نهان و بي صدا شناخته شده است که ممکن است به طور زيان آور از راه هاي گوناگون بر اشکال حيات تأثيرگذار باشد. استفاده از تلفن هاي همراه در سالهاي اخير در جهان افزايش يافته است که به نوبه خود به اين آلودگي مي افزايد. از ميان گونه هاي غير انساني، به نظر مي رسد که تاثير اين امواج بر روي پرندگان و حشرات نسبتاً مشهودتر باشد.
امواج الکترومغناطيسي با تاثير روي سيستم هاي مختلف موجودات ، سلامت آنها را در معرض خطر قرار مي دهند. در اين مقاله ، اثرات زيست محيطي ميدانهاي الکترومغناطيسي (EMF) بر روي پرندگان و حشرات بويژه زنبور عسل مورد بررسي قرار گرفته است .
کلمات کليدي
ميدان هاي الکترومغناطيسي، پرنده ، زنبور، ميکروويو، تلفن همراه .
١. مقدمه
با توجه به تحقيقات وسيع علمي که در اقسي نقاط جهان در حال انجام است ، جهان جديد، جهاني بسيار پيشرفته تر از چند لحظه قبل است . با توجه به اين شرايط ، ابزار آلات و وسايل مورد استفاده بشر نيز مطابق با اين وضعيت در حال پيشرفت است . همانطور که واضح است تشعشعات ساتع شده از دستگاه هاي الکتريکي، ديجيتالي و کنترلي، خواه ناخواه با موجودات زنده برخورد فيزيکي خواهند داشت . اين تشعشعات اگر بطور مستمر و دائم حتي با نيروي خيلي ضعيف هم باشند، احتمالاً مي توانند باعث ايجاد اثرات منفي در موجودات شوند. امروزه يکي از مهمترين مشکلات اکولوژيکي، آلودگي الکترومغناطيسي در محيط زيست است . استفاده از تلفن هاي همراه در سالهاي اخير در جهان افزايش يافته است که به نوبه خود به اين آلودگي مي افزايد[١٣] .
ميدانهاي الکترو مغناطيسي (EMF) که به نام آلودگي مه دود الکتريکي ١ خوانده مي شوند، از بسياري جهات منحصر به فرد مي باشند. برخلاف بسياري ديگر از آلاينده هاي شناخته شده ، تابش هاي الکترو مغناطيسي (EMR) به آساني براي اندامهاي حسي انسان قابل درک و مشاهده نيست ، و از اين رو به راحتي قابل شناسايي نمي باشند. تابش هاي الکترومغناطيسي (EMR) به طور وسيعي در فناوري و ارتباطات مدرن مورد استفاده قرار مي گيرند. امواج راديو و ميکروويو شکل هايي از انرژي الکترومغناطيسي هستند که در مجموع با اصطلاح "فرکانس راديويي" يا "RF" توصيف مي شود[١٢].
RF، قسمتي از طيف الکترومغناطيسي است که امواج الکترومغناطيسي با محدودة فرکانس هاي ٣ کيلوهرتز تا ٣٠٠ گيگاهرتز را شامل مي شود. انتشارات RF و پديده هاي وابسته را مي توان در اصطلاح "انرژي"، "تابش " يا "ميدان " بيان کرد[١٣].
تابش الکترومغناطيسي عبارتست از انتشار انرژي از فضا به شکل امواج يا ذرات . بالاترين فرکانس موج الکترومغناطيسي (و کوتاه ترين طول موج متناظر با آن )، بزرگتر از انرژي فوتوني خواهد بود که همراه آن است .
يونيزاسيون از طريق الکترونهايي که از اتمها و مولکولها تخليه مي شوند، به انجام مي رسد. اين فرايند مي تواند تغييرات مولکولي ايجاد کند که منجر به خطراتي در بافت بيولوژيکي شامل اثر بر DNA و مواد ژنتيکي شود. وقوع يک کوانتوم تنها (جذب فوتون اشعه هاي X و گاما) مي تواند باعث يونيزاسيون شود و آسيب بيولوژيکي ايجاد شده بعد از آن به علت مقدار انرژي بالاي فوتوني خواهد بود که انرژي آن از حداقل ظرفيت انرژي فوتوني که ايجاد يونيزاسيون مي کند ( eV ١٠ )، بيشتر است . بنابراين ، اشعه هاي X و گاما مثال هايي از تابش يونساز هستند. انرژي فوتونهاي امواج الکترومغناطيسي RF به عنوان تابش غيريونساز، همراه با نور مرئي، تابش فروسرخ و ديگر شکل هاي تابش الکترومغناطيسي با فرکانس هاي نسبتاً پايين توصيف مي شوند. زماني که بحث اثرات بيولوژيکي انرژي تابش الکترومغناطيسي مطرح مي شود، اين موضوع که اصطلاح "يونساز" و "غير يونساز" با يکديگر اشتباه نشوند، حائز اهميت است [١٣].
تماس با EMF غيريونساز، محدوده فرکانس وسيعي را پوشش مي دهد: ميدانهاي مغناطيسي و الکتريکي با فرکانس پايينتر (KHz ١٠٠-١) بايد از EMF با فرکانس بالا (GHz ٣٠٠ تا KHz ١٠٠) متمايز شود. افزايش تکنولوژي هاي ارتباطات ، باعث شده تا به عنوان مهمترين منبع EMF فرکانس بالا شمرده شوند. بنابراين ، تماس با ميدانهاي فرکانس راديويي منتشر شده از تلفن هاي موبايل و ايستگاه هاي مبناي آنها، نگراني عمده اي راجع به اثرات مضر احتمالي EMF فرکانس بالا مي باشد[١٨] . سيگنال هاي ايستگاه هاي فرستنده راديو و تلويزيون ، توسط امواج الکترومغناطيسي RF منتقل مي شوند. جذب انرژي در محدودة برخي فرکانس ها نسبت به فرکانس هاي ديگر، آسانتر است ، بنابراين فرکانس سيگنال انتقالي به همان اندازة شدت آن در تعيين جذب انرژي و در نتيجه توان آسيب رساني، حائز اهميت مي باشد[١٣]. مدت زمان تماس نيز مي تواند به همان اندازة شدت توان ، مهم باشد [٣] .
٢. اثرات بيولوژيکي انرژي RF
موجودات زنده درمعرض مقادير متغيري از EMF فرکانس راديويي قرار دارند. عوامل زير در ميزان دريافت اين
فرکانس مؤثرند:
١. فاصلۀ دکل هاي تلفن همراه
٢. حضور ساختارهاي فلزي قابل انعکاس يا مانع امواج (ساختمانها يا ديگر موانع )
٣. تعداد دکل هاي تلفن همراه
٤. جهت و موقعيت [٤].
اثرات بيولوژيکي که از گرمايش بافت توسط انرژي RF ناشي مي شود، اغلب به عنوان اثرات "حرارتي" بيان مي شوند. تماس با سطوح بالاي تابش RF، به علت توانايي آن جهت گرم کردن سريع بافت بيولوژيکي، مي تواند مضر باشد. تحت شرايط معين ، تماس با انرژي RF در مقادير شدت توان cm٢ /mW ١٠-١ و بالاتر مي تواند منجر به گرمايش قابل اندازه گيري بافت بيولوژيکي (اما نه لزوماً آسيب بافتي) شود. ميزان اين گرمايش به چندين عامل شامل فرکانس تابش ، اندازه ، شکل و جهت جسم در معرض تابش ، مدت زمان تماس ، شرايط محيطي و راندمان پراکندگي گرما بستگي دارد. در سطوح نسبتاً پايين تماس با تابش RF، يعني شدت ميدانهاي کمتر از حدي که گرمايش قابل توجه و قابل اندازه گيري توليد خواهد کرد، شواهد براي ايجاد اثرات مضر بيولوژيکي، مبهم و اثبات نشده است . اين قبيل اثرات ، گاهي اوقات به عنوان اثرات "غير حرارتي" بيان مي شوند[١٣].
قرار گرفتن در معرض ميدان EMR ، پاسخ هاي متفاوت ناشي از پاسخ هاي رفتاري به ناهنجاري هاي تکاملي
و مرگ و مير در بسياري از حيوانات مورد مطالعه نظير زنبورها، دوزيستان ، پستانداران و پرندگان را در پي دارد
[١٩ ,١٥ ,٨ ,٦ ,٥] . بر طبق مطالعات انجام داده بر روي گونه هاي غير انساني، به نظر مي رسد که اثر بر روي پرندگان و زنبورهاي عسل نسبتا مشهودتر باشد.
به نظر مي رسد که زنبورهاي عسل نسبت به EMF، بسيار حساس مي باشند[٢١] و پاسخ هاي رفتاري آنها،
درصورتي که به طور علمي مستند شود، مي تواند به عنوان شاخص آلودگي EMF مورد استفاده قرار گيرد.
بر طبق مطالعات Balmori در سال ٢٠٠٩ بر روي اثر آلودگي ناشي از امواج الکترومغناطيسي آنتن هاي تلفن بر حيات وحش ، حيات تحت تأثير دو عامل نيروي ثقل و الکترومغناطيس مي باشد که اين دو نيرو نقش مهمي را در فعاليتهاي اصلي موجودات زنده بازي مي کنند. آلودگي ميکروويو و فرکانس راديويي ، پتانسيلي را ايجاد مي کند که سبب کاهش جمعيت حيوانات و ازبين رفتن سلامت گياهان نزديک دکل هاي تلفن مي شود[٣].
٣. اثر بر پرندگان
اولين مطالعه گزارش شده در مورد اثرات تابش ميکروويو در پرندگان به سال ١٩۶٠ برمي گردد[٢٢].
اثرات مشاهده شده از قرار گرفتن در معرض تابش غير يونيزه در گونه هاي پرندگان عمدتاً دراثر افزايش درجه حرارت ناشي از تابش است [٥].
در مطالعه اي ديگر مشاهده شد، پرندگاني که نزديک دکل هاي آنتن آشيان داشتند، ظرف مدت يک هفته ، آشيان هاي خود را رها کردند. ناپديد شدن عمومي پرندگاني مانند لک لک سفيد، قمري صخره اي، کبوتر، کلاغ زاغي، و همچنين مشکلات حرکتي، مشکلات توليدمثلي و تمايل به ماندن طولاني در بخش هاي پايين تر درختان و يا حتي بر روي زمين در پرندگاني که در نزديکي ايستگاه هاي مبناي تلفن همراه آشيان داشتند، مشاهده شد[١٠] .
چندين ميليون پرنده از ٢٣٠ گونه هرساله به علت برخورد با دکل هاي ارتباطات در ايالات متحده در هنگام مهاجرت از بين مي روند. تصادفات عمدتاً در شب ، در مه ، يا آب و هواي بد رخ مي دهد. زماني که پرندگان براي جهت يابي مسير خود درحال استفاده از ميدان مغناطيسي زمين هستند، ممکن است به طور جدي با تابش ميکروويو ناشي از دکل هاي ارتباطي تداخل کنند.
طي يک بررسي در اسپانيا در رابطه با جمعيت لک لک سفيد (Ciconia ciconia) در مجاورت ايستگاه هاي پايۀ تلفن همراه ، باروري کل در آشيانه هايي که در ٢٠٠ متري آنتن ها قرار داشتند، (٠.١٦±٠.٨٦) بود و براي محل هاي واقع شده در فاصله بيش از ٣٠٠ متري، تقريباً دو برابر بود (٠.١٤±١.٦ ).
تفاوت هاي بسيار مهم در ميان باروري کل يافت شد (Mann–Whitney test ,٠.٠٠١ = P ;٢٤٠ =U) .
١٢ آشيانه (۴٠%) که در ٢٠٠ متري آنتن واقع شده بودند، قابليت زادآوري نداشتند، در حالي که از بين آشيانه هايي که در فاصلۀ بيش از ٣٠٠ متري قرار داشتند، تنها در يک آشيانه (٣.٣%) قابليت زادآوري وجود نداشت . شدت ميدان الکتريکي در آشيانه هايي که در ٢٠٠ متري قرار داشتند، حدود (V/m ٠.٨٢±٢.٣٦) بود که نسبت به آشيانه هاي واقع شده در فاصلۀ بيش از ٣٠٠ متري (V/m ٠.٨٢±٠.٥٣) ، بالاتر بود. در آشيانه هاي واقع شده در ١٠٠ متري آنتن ها که درمعرض تابش مستقيم قرار داشتند( شدت ميدان الکتريکي > V/m ٢)، جوجه هاي جوان به دلايل نامعين از بين مي رفتند. گاهي اوقات زوجها در بالاي آشيانه خود به مشاجره مي پرداختند و ساخت آشيانه ها را متوقف مي کردند. بعضي آشيانه ها هرگز کامل نشدند. نتايج نشان داد که ميکروويوها براي توليدمثل لک لک سفيد مزاحمت ايجاد مي کند [٣].
گنجشک خانگي (Passer domesticus) يکي از گونه هاي شاخص اکوسيستم هاي شهري است و با محل سکونت انسان در ارتباط است . کاهش جمعيت اين پرنده هشداري است که نشان مي دهد اکوسيستم شهري در حال تجربه برخي از تغييرات زيست محيطي نامناسب براي زندگي در آينده نزديک است [٤].
لندن شاهد کاهش ٧٥ درصدي در جمعيت گنجشک خانگي از سال ١٩٩۴ (همزمان با ظهور تلفن همراه ) بود. تابش الکترومغناطيسي ممکن است به تنهايي و يا در ترکيب با عوامل ديگر، در کاهش مشاهده شده در تعداد گنجشک هاي شهر هاي اروپايي، مؤثر باشد[٢,٣].
پژوهش در اسپانيا در سال ٢٠٠٧ ثابت کرد که ميکروويوهاي منتشر شده از اين دکل ها براي گنجشک هاي
خانگي مضر هستند و افزايش در تراکم ميکروويوها منتج به کاهش جمعيت گنجشک خانگي مي شود[١١]. در مطالعه اي مشابه در هند مشاهده شد، زمانيکه ۵٠ تخم گنجشک خانگي، براي مدت ٣٠-۵ دقيقه در معرض تابش الکترومغناطيسي قرار گرفتند، همه ۵٠ جنين آسيب ديدند[١٢].
مطالعات نشان دادند که ناپديد شدن گنجشک با احداث ايستگاه هاي پايۀ تلفن همراه (GSM) درطول زمان ، همبستگي نزديکي داشت [١٠] .
اثر احتمالي تماس طولاني مدت با تابش الکترومغناطيسي شدت پايين ناشي از GSM بر روي تعدادي از گنجشک هاي خانگي در طول فصل توليد مثل در بلژيک مورد مطالعه قرار گرفت . در اين مطالعه ، نمونه برداري از ۶ منطقه با ١۵٠ نقطه مکاني جهت آزمايش پراکندگي جغرافيايي کوچک مقياس در تعدادي از گنجشکهاي خانگي نر و تابش الکترومغناطيسي ناشي از ايستگاه هاي پايه ، انجام شد. پراکندگي مکاني در تعدادي از گنجشک هاي خانگي نر، منفي بود و شديدًا به ميدانهاي الکتريکي در هر دو باند فرکانس ٩٠٠ و MHz ١٨٠٠ بستگي داشت و متأثر از مجموع اين باندها بود (٠.٠٠١ > P ,Chi-square-tests and AIC-criteria ). اين رابطه منفي در شش منطقه مورد مطالعه ، هم از لحاظ تعداد پرندگان و هم از نظر مقادير تابش ، بسيار شبيه به هم بود. در مکانهايي با مقادير ميدان الکتريکي نسبتاً بالاي ايستگاه هاي پايه GSM ، کاهش گنجشک هاي خانگي نر مشاهده شد. اين نظريه ، اثرات منفي در فراواني يا رفتار گنجشک هاي خانگي در حيات وحش ناشي از تماس طولاني مدت با مقادير بالاي تابش را تأييد مي کند [٣].
در مطالعه ديگري با نمونه گيري عرضي نقطه اي براي ٣٠ نقطه در۴٠ زمان متفاوت بين سالهاي ٢٠٠٢ تا ٢٠٠۶ در اسپانيا، برآورد تعداد گنجشک ها و نيز اندازه گيري ميانگين نيروي ميدان الکتريکي (فرکانسهاي راديويي و ميکروويوها : محدودة بين MHz تا GHz ٣) انجام شد. در مناطقي با نيروي ميدان الکتريکي بالا، کاهش قابل توجه (٠٠٠٣٧=P) در ميانگين تراکم پرنده مشاهده شد. با توجه به برآوردهاي انجام شده ، از پرندگان انتظار نخواهد رفت تا در منطقۀ با نيروي ميدان بيشتر از V/m ۴ يافت شوند. جمعيت گنجشک در انگلستان در ٣٠ سال گذشته از ٢۴ ميليون به کمتر از ١۴ ميليون کاهش يافته است که از سال ١٩٩۴ تا ٢٠٠٢ کاهش ناگهاني با نسبت ٧۵% رخ داده است . در ٢٠٠٢، گنجشک خانگي به ليست قرمز گونه هاي درمعرض خطر U.K اضافه شد. اين رويداد همزمان با گسترش علم تلفن همراه رخ داد.[٣] .
٤. مکانيزم هاي فيزيولوژيکي احتمالي اثرات يافت شده در پرندگان
شواهد علمي موجود نشان مي دهد که تماس طولاني با EMFs، در مقاديري که پرندگان در محيط با آن مواجه مي شوند، ممکن است عملکرد سيستم ايمني را از طريق اثرگذاري بر روي فرايندهاي بيولوژيکي، تحت تأثير قرار دهد. استرس و تنش وارد شده به سيستم ايمني، حساسيت پرنده را نسبت به بيماري هاي عفوني، باکتريايي، ويروسي و انگلي افزايش مي دهد. پر و بال در پرندگاني که در معرض تابش ميکروويو قرار دارند، عموماً دچار رنگ پريدگي و فقدان درخشندگي مي شود. اين تغييرات نه تنها در پرندگان تزئيني از قبيل طاووس ها بلکه در پرندگان وحشي مانند بازها نيز رخ مي دهد. ميکروويوهاي توليد شده از تلفن هاي همراه ، پاسخ حرارتي در انواع مختلف نرونهاي سيستم عصبي پرندگان ايجاد مي کنند. مطالعات مختلف نشان مي دهد که رفتار و ريخت شناسي پرندگان جوان تحت تأثير ميدانهاي الکترومغناطيسي قرار مي گيرد. بيشتر مطالعات نشان مي دهند که ميدان مغناطيسي معمولاً در پرندگاني که در معرض تابش قرار دارند تغييراتي ايجاد مي کند. اين تغييرات ممکن است در رفتار، موفقيت توليدمثلي، رشدونمو، فيزيولوژي و غيره باشد. تماس با EMF، موفقيتهاي توليدمثلي پرندگان شکاري مانند باز( Falco sparverius)، ميزان باروري، اندازة تخم ، رشدونمو جنين و موفقيت در پرواز را تحت تأثير قرار مي دهد و موفقيت جوجه آوري را کاهش مي دهد. همچنين فرکانس راديويي و ميکروويوهاي ناشي از تلفن همراه ، مي تواند باعث اثرات ژنتيکي شود. افزايش در اختلالات سلولي ، به اثرات زيان آور طولاني مدتي اشاره مي کند که پس از آسيب کروموزومي، مکانيزمي مرتبط با علت آسيب پرنده و سرطان است . تماس EMF مکرر روزانه يا به طور متوالي و طولاني مدت مي تواند سبب ايجاد پاسخ هاي تنش زاي سلولي در مقادير نيروي غيرحرارتي شود که منجر به تجمع خطاهاي DNA و افزايش نفوذپذيري ديواره رگ هاي خوني در مغز مي شود. وقوع مکرر اين حوادث در دورة زماني طولاني مي تواند سلامتي پرندگان را به خطر بيندازد. ميدانهاي مغناطيسي پالس شده مي تواند داراي تأثير قابل توجهي بر روي رشد و وقوع اختلالات در جنين هاي مرغ باشد. در آزمايش بر روي جنين هاي در معرض ، اختلالات ساختاري، اختلال در سيستم عصبي و قلب و به تأخير افتادن رشد جنين ، اختلالات مورفولوژيکي بخصوص رشته هاي عصبي و افزايش مرگ و مير در جنين مرغ درمعرض ميدانهاي مغناطيسي پالس شده مشاهده شد. همچنين ، نرخ بالاي مرگ و مير ازنظر آماري به طور قابل توجهي در جنين هاي مرغ در معرض تابش ناشي از تلفن همراه ، درمقايسه با گروه شاهد وجود داشت [٣]. تغيير ميدان الکتريکي ممکن است سيگنال ها و گراديان شيميايي دريافت شده از طريق سلولهاي جنين را، مختل کند. ممکن است که هريک از گونه ها و نيز هر فرد، حساسيت متفاوتي به تابش نشان دهد. همچنين حساسيت متفاوت هريک از گونه ها، در پرندگان وحشي که درمعرض ميدانهاي الکترومغناطيسي ناشي از خطوط توان ولتاژ بالا قرار داشتند، به اثبات رسيده است [١].
٥. اثر تابش الکترومغناطيسي بر روي حشرات
ميکروويوها ممکن است حشرات را نيز تحت تأثير قرار دهند. حشرات ، گونه هاي کليدي در اکوسيستم ها هستند، که بخصوص به تابش الکترومغناطيسي که تهديدي براي طبيعت محسوب مي شود، حساسند.
