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電磁場の生体影響と
職場での曝露レベル
日本大学大学院理工学研究科
医療･福祉工学専攻
城内 博
1
現在の研究テーマ
• 人間工学に関するテーマ
（VDT作業の人間工学、腰痛対策、介護労働の人
間工学など）
• 電磁場の生体影響に関する研究及び曝露調査
• 化学物質の危険有害性に関する分類と表示の
統一
• リスクコミュニケーションの方法に関する研究
• 労働衛生に関する国際協力
2
電磁場に関する調査･研究テーマ
• 過去 ― 細胞および動物に対する
曝露実験
• 現在 ― 職場における電磁場曝露
レベルの調査
• 未来 ― リスクコミュニケーション
3
電磁場/電磁界とは
電場および磁場の振動が真空中や物質中を
伝搬する波動の総称である。電磁場には低
周波の電磁場から、通信に使われているい
わゆる電波、太陽より放射される光（赤外線、
可視光線、紫外線）、医療に応用される放射
線（Ｘ線、γ線）などが含まれる。紫外線より
波長の短い電磁場が電離放射線、波長の長
いものが非電離放射線に大別される。
4
電波とは
電波法第２条で定められた3,000 GHz以
下の周波数の電磁波をいう。電波防護
指針においては10 KHzから3,000 GHzま
での周波数の電波を対象とする。
5
電場と磁場
6
周波数と波長
7
電磁場スペクトル
8
各種電磁場の分類と用途
周波数
波
長
分
類
用
途
30~300 GHz
10~1 mm
Extremely high
frequency (EHF)
衛星通信、レーダー、マイクロ波通信、電波航法、アマ
チュア無線
3~30 GHz
10~1 cm
Super high
frequency (SHF)
衛星通信、レーダー、アマチュア・タクシー・警察・消
防無線、気象レーダー、侵入者用警報、プラズマ加熱、
熱核融合実験
0.3~3 GHz
100~10 cm
Ultra high
frequency (UHF)
マイクロ波通信、アマチュア・タクシー・警察・消防無
線、レーダー、民間無線、電波航法、UHF-TV、電子
レンジ、ジアテルミー、食品加工、材料加工、害虫駆除、
プラズマ加熱、粒子加速
30~300 MHz
10~1 m
Very high
frequency (VHF)
警察・消防・アマチュア無線、VHF-TV、ジアテルミー、
医療用緊急無線、航空管制、核磁気共鳴画像、誘電加熱、
プラスチック溶着、食品加工、プラズマ加熱、粒子加速
3~30 MHz
100~10 m
High frequency
(HF)
民間無線、アマチュア無線、国際通信、ジアテルミー、
核磁気共鳴画像、誘電加熱、木材乾燥・接着、プラズマ
加熱
0.3~3 MHz
103~102 m
Medium frequency
(MF)
通信、電波航法、海上無線、アマチュア無線、工業用高
周波設備、AM放送、RFアーク溶接、包装密閉、半導
体材料生産、医療用装置
30~300 kHz
10~1 km
Low frequency (LF)
電波航法、海上・航空通信、長距離通信、電波測位法、
VDU、 電気腐 食加工 、誘 導加熱 ・金属溶解、Power
Inverter
3~30 kHz
100~10 km
Very low
frequency (VLF)
長距離通信、電波航法、放送変調、医療用装置、誘導加
熱、固化、接着、溶解、VDU
0.3~3 kHz
103~102 km
Voice frequency
(VF)
放送変調、医療用装置、電気炉、誘導加熱、固化、接着、
溶解、精製
30~300 Hz
10４~10３ km
Extremely low
frequency (ELF)
送電線、潜水艦通信、
0~30 Hz
∞ ~10４ km
Sub-ELF
直流送電線
9
電磁場暴露に関する話題
10
電磁場に関する社会不安
・携帯電話（ﾏｲｸﾛ波 GHz）
（脳腫瘍、心臓ﾍﾟｰｽﾒｰｶｰの誤動作）
・VDT（静電場、超低周波ー電離放射線）
（生殖毒性、倦怠感、皮膚障害、神経毒性）
・医療用機器（静磁場―高周波）
（医療従事者の不安、家庭用治療器に関する不安）
・高圧送電線（50/60 Hz）
（小児白血病など）
・高電力設備（50/60 Hz）
（電力会社従業員の脳腫瘍や白血病、精神障
害）
11
電磁場の生体影響を考えるポイント
• 周波数帯による生体影響の相違
• 曝露限界（防護指針）の根拠
• 発癌などのリスクに対する考え方
12
電磁場の生体影響
超低周波
マイクロ波
強い曝露[ｍT]
(100kHz∼10MHz)
誘導電流
電 撃
熱作用
非常に弱い曝露[μT]
発がん？
商用周波数（50/60Hz)
携帯電話
免疫影響
13
超低周波磁場の生体影響
104
細動
期外収縮
磁 場 強 度 [mT]
103
細胞刺激
視覚誘発電位
磁気閃光
102
ICNIRP
（職業性曝露）
10
電流密度 1 mA/m2
頭・心臓モデル
1
磁気閃光（10％被験者）
10-1
0.1
1
10
100
周 波 数 [Hz]
14
ラジオ波、マイクロ波の生体影響
クリック音
胎児奇形
脳波に変化
白内障
熱による死
100
免疫系に影響
10
Behavioral effects
1
リンパ球の細胞
障害性が低下
非熱効果
神経細胞から
Caの流出
ICNIRP（職業性曝露）
: 変調なし
: ELFによる振幅変調波
熱効果
神経内分泌に影響
血液に変化
| ? |
電 力 密 度 [mW/cm2]
1000
0.1
1
10
100MHz
1GHz
10GHz
周 波 数
15
曝露限界の根拠（100 kHz‐300 GHz）
熱作用の防止（例；100kHz – 10MHz）
体温の上昇を摂氏１度以下に抑える
↓
1–4 W/kg SAR (specific energy absorption rate)
↓（安全係数を考慮）
0.4 W/kg SAR
↓（ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ）
曝露レベルの設定
16
誘導電流による生体影響
電流密度 (mA/m2)
<1
1 – 10
10 – 100
100 – 1000
> 1000
生体影響
生体影響認められず
軽微な影響
磁気閃光、神経刺激、
骨折治癒
中枢神経刺激、
生命に危険の可能性
期外収縮、心室細動、
生命に危険
17
曝露限界の根拠（１Hz‐10 MHz）
神経系への影響防止
1 – 10 (mA/m2)：軽微な影響（3 to 300Hz）
↓（ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ）
0.5 – 5 mT (50/60 Hz)
↓（安全係数を考慮）
0.5 mT（職域）、0.1 mT（一般人）for 60Hz
内因性電流
脳 < 1 mA/m2
心臓 < 10 mA/m2
18
心臓ペースメーカへの影響
• Cardiac pacemakers:
• 100 – 200μT（超低周波磁場）では誤動作等の
影響は無い
• 心臓ペースメーカから
携帯電話は 22cm 離す
自動車電話やショルダーフォンは
30cm
離す
（Wireless Technology Research Home Page
http://www.wtrll.com/index.htm）
19
超低周波電場・磁場の生体影響懸念（１）
【疫学研究（µT） 】
高電圧送電線下住民の小児白血病に関する研究
[磁場曝露強度] ＞ 0.2μT、
[高圧線下からの距離] ＜ 50m
相対危険度が 1.5 から ３ ぐらい
（最大相対危険度 ６、＞0.6μT）
電気関連会社従業員の癌発生率に関する研究
白血病 − [相対危険度] ＜ ３
脳腫瘍が多いという報告もあるが、有意でない。
20
超低周波電場・磁場の生体影響懸念（２）
【実験研究（mT） 】
発癌のプロモーションに関する研究
ODC (ornithine decarboxylase) の活性増加
Ｔ細胞の細胞障害性低下、癌遺伝子の転写促進
樹立細胞の増殖促進
免疫機能に及ぼす影響に関する研究
Ｔ細胞の細胞障害性低下、IL-2R の減少
サイトカイン産生に及ぼす影響
内分泌系に及ぼす影響に関する研究
メラトニン産生減少 − 乳癌の発生率増加
その他
正常細胞の増殖促進 − 骨折の治癒促進
カルシウムイオンの動態に及ぼす影響
細胞膜に及ぼす影響
21
WHO IARC
（国際癌研究機構） プレス発表
2001年6月
居住環境における高レベル磁場と小児白
血病のリスク増加との相関に基づき、超低
周波磁場をヒトに対して発癌性の可能性
がある２Bグループに分類した。また、静磁
場、静電場および超低周波電場はヒトに対
して発癌性を持つものとは分類できなかっ
た（３グループ）。
22
IARC ２B
2Bグループに分類されている物質：
アセトアルデヒド、クロロホルム、ニッケル、
コーヒー、ガソリン、アジア式野菜漬け、等
３グループに分類されている物質：
アニリン、トルエン、サッカリン、フェノール、
重油、茶、等
23
ラジオ波およびマイクロ波の職業的曝露レベル
[V/m]
電気ﾒｽ
(16cm)
ﾌﾟﾗｽﾁｯｸ溶着機
作業者
1
放送局
強
電
携帯電話
10-2
(5cm)
職業的曝露ICNIRPｶﾞｲﾄﾞﾗｲﾝ
（電界ﾚﾍﾞﾙで表示）
ｽﾋﾟｰﾄﾞ取締ﾚｰﾀﾞｰ
10-3
操作者
10-1
10kHz 100kHz
[A/m]
1
VDT
( 30cm)
10-1
度
ｼﾞｱﾃﾙﾐｰ
作業者
10
ﾏｲｸﾛ波ｼﾞｱﾃﾙﾐｰ
作業者
作業者
強
界
10
界
102
誘導加熱装置
作業者
磁
103
度
104
10-4
1
10
周
100MHz 1
波
数
10
100GHz
[Hz]
24
超低周波磁場の職業的曝露レベル
職業的曝露ICNIRPｶﾞｲﾄﾞﾗｲﾝ
（磁束密度で表示）
[ｍT]
1
10-1
磁
10-2
誘導加熱装置
(d=0.1~1m)
電解分解（作業者位置）
溶接 (d=0~0.8m)
束
密
10
度
102
参考：
地磁気
静磁界
電力関係作業者
(発電、送電、
配電で異なる）
10-3
VDT (30cm)
10-4
0
1
100
10
周
波
数
[Hz]
25
VDT機器からの電磁場ー実測値
表
ICNIRPの曝露基準とVDT機器からの電磁場曝露測定値
26
電磁場の曝露実態調査
• 1997年ー電力設備（発電所、変電所、高圧線メン
テナンス、配線設備メンテナンス）
• 1998年ー誘導炉設備（自動車部品等の製造：鋳
造及び鍛造）
• 1999年ー溶接（造船、橋梁組み立て）
• 2000年ー医療用設備（手術室、ICU、MRI、
ハイパーサーミア、高周波治療器）
• 2001年ー鉄道（JR在来線、新幹線）
• 2002年ー電気機器製造ライン、自動車生産ライン
27
電磁場曝露今後の課題
• １０kHz以下の電磁場に関するガイドライン
の策定
• マイクロ･テスラーレベル（＞０.４μT）の弱
い磁場に関するリスクコミュニケーションの
必要性（防護指針と社会不安との乖離）
28