Electromagnetic fields exposure assessment in the early life: from prenatal stage to infancy

In the last decades there has been an increasing public concern relative to the growing diffusion of man-made EMF sources working at several frequencies and to the health effects they could generate. The attention has been mainly focused on fetuses and very young children, supposed to be more susceptible to EMF, because exposed to this agent since the prenatal life and during the ages of major growth. Therefore, the scientific community claimed the necessity to carry out EMF exposure assessment procedures tuned on this type of subjects, in order to provide support to the health risk assessment process. This includes also the necessity to investigate new methods for the quantification of the variability of the exposure in real environments. In the light of above, this dissertation aims to provide the exposure assessment of fetuses and infants exposed at low frequency fields (50 Hz) and at novel emerging communication devices such as tablets and femtocells. In details the various Sections will address: 1) the exposure assessment of extremely low frequency magnetic fields (ELF-MF) in fetus as a function of the gestational age (GA), the fetal posture and the MF orientation; 2) the exposure assessment of radio-frequency (RF) EMF in infants due to tablet and cellular base station (femtocell) devices, operating in different modes and placed in different positions with respect to the exposed subject; 3) the use of advanced stochastic approaches to assess the variability of EMF exposure in real environments by means of the polynomial chaos theory.

Gli ultimi decenni hanno visto crescere la preoccupazione della popolazione circa la diffusione di sorgenti artificiali di campi elettromagnetici (CEM) e dei loro possibili effetti sulla salute umana. L’attenzione è rivolta principalmente all’esposizione ai CEM di feti e di bambini durante i primi anni di vita, poichè si suppone che questi soggetti siano più suscettibili, basandosi spesso sulla considerazione che essi sono esposti a tale agente fisico dall’età prenatale e durante le fasi di maggiore crescita. Sembra così importante sviluppare procedure atte a stimare l’esposizione ai CEM di questa categoria della popolazione, al fine di supportare il processo di valutazione del rischio della salute umana. Ciò include anche lo sviluppo di nuovi metodi per la quantificazione della variabilità dell’esposizione ai CEM in scenari espositivi reali. Alla luce di quanto detto sopra, questa dissertazione ha lo scopo di valutare l’esposizione di feti e bambini esposti a CEM di bassa frequenza (50 Hz) e a nuovi dispositivi di telecomunicazione, quali tablet e femtocelle. In particolare le principali tematiche affrontate riguardano: 1) la valutazione dell’esposizione a campi magnetici di bassa frequenza di feti in funzione della loro età gestazionale, della posizione fetale nel grembo materno e dell’orientamento del campo magnetico incidente; 2) la valutazione dell’esposizione di bambini di un anno a CEM a radio-frequenza generati da dispositivi tablet e femtocelle in funzione della modalità di emissione e della posizione della sorgente rispetto al soggetto esposto; 3) l’utilizzo di avanzati approcci stocastici per valutare la variabilità dell’esposizione ai CEM in scenari espositivi reali a mezzo della teoria del chaos polinomiale.