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如何防護電磁輻射,對人體健康到底有沒(méi)有危害?

發(fā)布時(shí)間:2016-08-03 責任編輯:wenwei

【導讀】手機和基站的電磁輻射會(huì )不會(huì )危害人體健康?公眾對此非常關(guān)心,國內媒體充斥著(zhù)形形色色的專(zhuān)家建議。事實(shí)上,國外發(fā)達國家和國際組織對此已經(jīng)有過(guò)多年的研究,結論是手機和基站的電磁輻射與腦瘤白血病等疾病無(wú)關(guān),日常生活中的電磁輻射對人體健康沒(méi)有危害,這已是科學(xué)界的共識。

為什么公眾會(huì )恐懼電磁輻射?主要有兩個(gè)認識誤區:一是混淆了電離輻射與電磁輻射的區別,高強度X射線(xiàn)等電離輻射的確會(huì )打破人體組織的化學(xué)鍵,從而對人體造成傷害,而電磁輻射的強度很低,并不會(huì )造成同樣的危害;二是對電磁輻射非熱效應的憂(yōu)慮,電磁輻射的確會(huì )有熱效應,電磁爐所利用的就是熱效應,但嚴謹的科學(xué)實(shí)驗并不支持電磁輻射的非熱效應,科學(xué)界也不支持改變人體DNA或殺精等非熱效應的說(shuō)法。

世界衛生組織等國際權威機構只承認電磁輻射熱效應的潛在危害,各個(gè)國家和國際組織制定了公眾電磁輻射的限值標準,雖然具體數值并不相同,但計量方法和數值單位是統一的。有兩種世界通用的計量標準,分別是功率密度標準和比吸收率標準。

1、功率密度標準

功率密度指的是單位面積所接收到的輻射功率,它所測量的是信號強度,可以用電場(chǎng)強度和磁場(chǎng)強度來(lái)表示,但更普遍采用的是功率密度。下圖是我國現行的國家標準《電磁環(huán)境控制限值》(GB8702-2014)中對公眾照射限值的規定,手機和基站的頻率屬于30MHz~30000MHz這個(gè)范圍。

我國現行的國家標準《電磁環(huán)境控制限值》(GB8702-2014)中對公眾照射限值的規定。

如何防護電磁輻射,對人體健康到底有沒(méi)有危害?
表1 公眾曝露控制限值

手機的峰值功率2W,美國電氣電子工程師協(xié)會(huì )IEEE不考慮發(fā)射功率7W以下的安全問(wèn)題,美國聯(lián)邦通信委員會(huì )FCC對手機900MHz頻段規定的輻射限值為6W/m2,比我國的0.4W/m2寬松了15倍。

我國現行的電磁輻射限制標準是國際上最嚴格的標準之一,通信公司建基站和國家環(huán)保部的檢查,依據的就是這個(gè)標準。國家環(huán)保部曾監督測試過(guò)上千部基站,結果表明:射頻功率為20瓦的基站,距天線(xiàn)前10米的功率密度是0.006W/m2,遠低于苛刻的中國限值標準。

手機和基站電磁輻射的公眾恐慌,究其原因與運營(yíng)商有關(guān),當初推廣CDMA手機時(shí),某運營(yíng)商打出了“綠色手機”的偽概念,拿低輻射作為賣(mài)點(diǎn),用欺騙公眾的手段來(lái)提高競爭力。其實(shí)CDMA手機的輻射功率并不比GSM小,GSM手機峰值功率2W,實(shí)際使用過(guò)程中,只在1/8的時(shí)間發(fā)射,所以最大平均功率為250mW,而CDMA是連續發(fā)射的,最大平均功率也約為250mW,兩種差別不大。

雖然GSM和CDMA兩種手機的最大平均功率均在250mW左右,但實(shí)際發(fā)射功率會(huì )遠低于這個(gè)水準,這源于基站對手機功率的自動(dòng)控制機制。由于手機距離基站的遠近不同,手機輻射相同的功率,基站接收到近處手機的信號功率就強,接收到遠處手機的信號功率就弱。手機自己不知道距離基站的遠近,開(kāi)頭會(huì )采用最大功率發(fā)射,基站收到后會(huì )向手機發(fā)送逐階降低發(fā)射功率的指令,1秒鐘內會(huì )發(fā)送幾十到幾百次指令,處于近處的手機會(huì )在極短的時(shí)間時(shí)把發(fā)射功率調整到很低的水平,例如0.02W。

現在運營(yíng)商已經(jīng)為當初的輻射謠言付出了代價(jià),有些地方的基站很難進(jìn)入小區,到處被居民驅趕,把基站偽裝成燈桿和大樹(shù)的招數也不靈了。運營(yíng)商打著(zhù)虛假的綠色旗號搞促銷(xiāo),這就是典型的飲鳩止渴。

2、比吸收率標準

比吸收率(SAR)的定義是:給定密度的體積微元內質(zhì)量微元所吸收的能量微元對時(shí)間的微分值,即單位時(shí)間和單位生物體質(zhì)量所吸收的電磁能量,單位是W/kg。

與功率密度標準相比,比吸收率更多地考慮了人體情況,應該是更值得參考的標準,但它卻很難以操作,需要人體模型來(lái)配合,后續的算法也非常復雜,而功率密度標準的檢驗很簡(jiǎn)單,拿個(gè)場(chǎng)強儀或頻譜分析儀就可以測量,

美國輻射保護與測量委員會(huì )NCRP和美國電氣電子工程師協(xié)會(huì )IEEE所制定的美標為SAR≤1.6W/kg,國際非電離輻射防護委員會(huì )ICNIRP制定的歐標為SAR≤2.0W/kg,其中歐標是世界衛生組織WHO推薦的標準。我國的《移動(dòng)電話(huà)電磁輻射局部曝露限值》(GB21288-2007),主要內容只有一頁(yè)紙,其實(shí)就說(shuō)了一句話(huà):我國遵從世衛組織推薦的歐標2.0W/kg標準。

有了標準還得有檢測方法,現行方法依據的是中國人民共和國通信行業(yè)標準YD/T 1644.1-2007手持和身體佩戴使用的無(wú)線(xiàn)通信設備對人體的電磁照射--人體模型、儀器和規程,該標準的第1部分:靠近耳邊使用的手持式無(wú)線(xiàn)通信設備的SAR評估規程(頻率范圍300MHz~3GHz),第2部分:手持和身體配戴設備在人體頭部和身體內的SAR評估規程(頻率范圍300MHz~6GHz)。

測試頭顱內部所吸收的電磁能量,這當然不能做活體實(shí)驗,通常是制作一個(gè)跟頭顱形狀、密度、介電常數相當的標準人頭模型。上述的標準對模型進(jìn)行了規范化,以保證測量結果的一致性和可比性。標準中要求用糖鹽為主的懸浮液來(lái)模擬頭部的組織液,手機有貼臉和傾斜兩種標準測試位置,對信號頻率和功率、探頭規格、測試程序等也都有著(zhù)一整套的規范。

如何防護電磁輻射,對人體健康到底有沒(méi)有危害?

這個(gè)標準內容非常詳盡,共參考了65篇歐美國家的相關(guān)標準和文獻。但實(shí)際的內容基本都是移植于歐美的相關(guān)標準。有趣的是,我國標準中所采用的頭部模型數據,居然來(lái)自1988年的美國軍人的人體測量報告,這倒是與美國的相關(guān)標準完全一致。

標準中,根據美國男軍人頭部尺寸的統計數據,將成年男子的頭部按從小到大的次序分成1到10號,1號最小10號最大,模型選擇了9號,考慮到婦女兒童的頭部尺寸肯定比9號小,這樣就可以保證所有使用者有超過(guò)90%的人的頭部比模型小,會(huì )遭受更低的輻射,從而使基于這個(gè)9號模型所得到的SAR標準是保守和安全的。

如何防護電磁輻射,對人體健康到底有沒(méi)有危害?

在人頭模型中測量用的探頭是一個(gè)接收天線(xiàn),接收的是電磁輻射能量,得到測試數據后,還要經(jīng)過(guò)復雜的算法處理才能得到SAR的值,探頭天線(xiàn)要根據不同頻段進(jìn)行精度校準,其測量步驟和數據推算有著(zhù)嚴格的專(zhuān)業(yè)要求。

根據以往的測試結果,手機輻射在頭部引起的最大溫升為0.194攝氏度,按照IEEE的安全標準,人體內局部溫度升高的閾值為不超過(guò)3.5攝氏度,若人體正常溫度是36.5攝氏度,局部溫度不能高過(guò)40攝氏度,而手機輻射對正常體溫者所能引起的最高溫度還不到37攝氏度,當然是無(wú)關(guān)緊要的,而且人類(lèi)還可通過(guò)本身的體液流動(dòng)來(lái)調節自身局部的溫度。

SAR與手機的制式(例如GSM或CDMA)沒(méi)有關(guān)系,國外許多實(shí)驗室多年的研究資料表明,SAR與功率密度也沒(méi)有換算關(guān)系,但在國內常常將兩者比較,以期定性地說(shuō)明問(wèn)題。

2012年4月23日,美國聯(lián)邦通信委員會(huì )FCC發(fā)布了關(guān)于RF曝露和SAR符合性要求的6個(gè)KDB文件的修訂草案,其中KDB865664是關(guān)于100MHz~6GHz的SAR測試的,這次修訂主要是順應LTE等新一代移動(dòng)通信規范中無(wú)線(xiàn)電信號頻率上升到700MHz~6GHz的客觀(guān)要求,而以前的所考慮的無(wú)線(xiàn)電信號主要是2GHz以下的。

新文件有三個(gè)主要變化:一是原2GHz以下信號使用的插入頭部模型中的天線(xiàn)直徑為6mm~7mm,現在信號頻率變高波長(cháng)相應縮短,天線(xiàn)直徑變?yōu)?mm~4mm,在接近6GHz時(shí)需要使用直徑1.5mm的天線(xiàn)。二是由于信號的頻帶變寬,單探頭就不再適合,分離多探頭就成為了未來(lái)測試的趨勢。三是頭部模型中的模擬液,以前的糖鹽液體不再適合1G以上的信號,需要使用礦物油、甘油等新型混合液體。

我國《移動(dòng)電話(huà)電磁輻射局部曝露限值》(GB21288-2007)標準的最后一條對移動(dòng)電話(huà)產(chǎn)品的標識提出了要求,應在說(shuō)明書(shū)中以黑體字表示產(chǎn)品的SAR,并鼓勵在產(chǎn)品外包裝上標明SAR的最大值。測量一個(gè)產(chǎn)品的SAR是個(gè)專(zhuān)業(yè)性很強的復雜過(guò)程,能有這個(gè)能力的科研機構并不多,而且必須要有國家授予的檢測資質(zhì)。

3、新國標的變化

新國標的名稱(chēng)為《電磁環(huán)境控制限值》,與被替代的舊國標《電磁輻射防護規定》不同,把“防護規定”這個(gè)較強的保護人體健康的字眼去掉了,變成了“控制限值”。近幾十年的電磁輻射醫學(xué)研究普遍并不支持電磁輻射與影響人體健康的相關(guān)性,認為并不需要刻意的防護,新國標名稱(chēng)的改變減弱了保護人體健康的意味。

舊國標中的電磁管理內容要求是比較嚴格的,例如要求新建或新購置的電磁輻射體運行后,必須實(shí)地測量電磁輻射場(chǎng)的空間分布,必要時(shí)以實(shí)測為基礎劃出防護帶,并設計警戒符號,類(lèi)似的嚴格管理要求一共有八條,而這些在新國標中全部刪除了,這意味著(zhù)全面放開(kāi)了對電磁輻射的管理要求。

新國標中的電磁場(chǎng)等效輻射功率是延續舊版本的,手機基站功率一般40W以下,這當然屬于豁免管理的設備,并不需要向管理部門(mén)報批。除此以外,還新增了對高壓變電設施的規定,100KV以下的都豁免管理了,這實(shí)際上就是給電力部門(mén)松了綁。

新國標增加了1Hz~100KHz的公眾曝露控制限值,這種低頻輻射限值在舊國標中是沒(méi)有的,這種增加并不意味著(zhù)醫學(xué)研究發(fā)現低頻輻射對人體有害了,而是因為近年來(lái)高鐵等新生的低頻低功率輻射體已經(jīng)出現,相應的爭端將會(huì )出現,如果沒(méi)有國家標準的話(huà)就會(huì )無(wú)據可依,先把標準明確出來(lái)是明智的做法。

通過(guò)新舊國標的對比可以很清楚地看出,政府部門(mén)對電磁輻射的看法已經(jīng)發(fā)生了變化,認定了日常中的電磁輻射并不會(huì )危害健康,這源于發(fā)達國家持續幾十年不間斷的醫學(xué)研究成果,源于世界衛生組織、美國聯(lián)邦通信委員會(huì )、美國輻射保護與測量委員會(huì )、美國電氣電子工程師協(xié)會(huì )等眾多國際知名組織機構的結論。

從未來(lái)發(fā)展來(lái)看,手機上網(wǎng)的速率越來(lái)越快,因此需要越來(lái)越大的帶寬,手機基站的頻率會(huì )越來(lái)越高,其穿透性和繞射性越來(lái)越差,布設密度更大且單個(gè)覆蓋面積更小的微基站會(huì )成為潮流?;驹叫t發(fā)射功率越小,基站密度越大則手機發(fā)射功率也越小,所以說(shuō)公眾承受的輻射程度會(huì )越來(lái)越小,而不是越來(lái)越大。根據國際電信聯(lián)盟的研究報告,將來(lái)進(jìn)入5G后,更加小巧的微微基站會(huì )逐漸成為主流,一個(gè)樓里就可能有好幾個(gè),使得空中的電磁頻譜變得更加地均勻和微弱。

日常生活中的電磁輻射,以前不是健康問(wèn)題,今后也不會(huì )是,但電磁輻射恐懼的社會(huì )影響是確實(shí)存在的,不僅使人們承擔了無(wú)謂的精神損失,還影響了相應工程的建設,從而造成了全社會(huì )的損失。宣傳和解讀國家標準,破解電磁輻射的流言,是通信專(zhuān)業(yè)人士應盡的義務(wù)。

文章來(lái)源于微波射頻網(wǎng)。



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