电磁污染控制教案.doc

电磁污染控制工程教案绪论课程介绍随着科技水平和生活水平的提高，家用电器和电子设备越来越多的出现在我们的生活和工作中。它们在使用过程中，会产生各种不同波长和强度的电磁辐射，这些辐射能量对人体健康具有潜在危害，对人类生存环境构成新的污染与威胁。这就是当今社会中存在的第四大污染电磁污染。 推荐参考书目：1现代环境中的电磁污染，电子工业出版社，2003年第一版2辐射及其安全防护技术，化学工业出版社3电磁生物效应，北京邮电大学出版社4电磁辐射生物效应及其医学应用，第四军医大学出版社电磁污染案例介绍1 在斯德哥尔摩市，生活在高压输电线区域内的市民，因磁通密度B3mG（毫高斯），癌症发病率为其他地区的3.8倍。2 调查表明，长期受到2mG以上的电磁辐射影响，罹患白血病的机会是正常人的2.93倍，罹患脑肿瘤的机会是正常人的3.26倍。3 1998年2月份，一架从印度飞往台北的客机，在台北中正机场附近坠毁，机组人员和乘客全部遇难。（班机在准备降落时，由自动驾驶改为人工驾驶，在此期间有人使用了手提电话，干扰了航空通信信号）4 广州机场曾发生飞机无法降落，长时间在空中盘旋的情况出现。5 纽约大学的卡彭特博士认为，所有儿童的癌病中1015是由家用电源及电器导致的。同时美国环保厅也对此表示忧虑，并警告人们尽量避免接触电磁辐射，必要时应穿着屏蔽服。6 一名平时视力正常的中年男子，近来突感双眼视线模糊，视力急剧下降，医院诊断为因视网膜黄斑部上方出血使然。原因是该男子在使用微波炉时，时常近距离正对微波炉观察里面的食物是否溢出，却没料到电磁辐射已悄悄地伤害了他的眼睛。7 美国海军“闪光计划”的破灭1968年， “闪光计划”方案公布，拟在本国大陆建造一处庞大的无线电设施，目的是当战争一旦爆发，美国总统可以在深海的潜水艇里进行指挥，保持与全国的通信联络。该设施一旦建成，可以发射出功率为3千万瓦的信号电磁波，有人估计，这个信号通过时，会大地震动、生物血压升高、昆虫的遗传突变、鸭子与鹅失去平衡感。环保人士与居民强烈反对，海军当局进行了三次选址均没有通过。8 东京铁塔911事件之后，很多较高的建筑都成为了人们关心的焦点。日本首都东京市中心已经屹立43年之久的东京铁塔也成为日本科学家们关注的对象。但是，这些科学家们关心的不是可能出现的恐怖袭击，而是东京铁塔造成的强大电磁辐射。现在，在东京铁塔附近有数千住户。科学家警告说，这数千人都在遭受辐射，而且很有可能因此患上癌症。9 电子烟雾的出现a) 据说，古代每当要建设一座城市之前，要先把一群羊或其他大型牲畜赶到预定地区生活一年，然后观察其是否有患病的迹象。b) 1934年，“国际无线电干扰特别委员会”CISPR成立。c) 二战以来，微波已经蔓延到整个地球的大气层中，人们已经被动的置身于电子烟雾之中。d) 据测算，每一个美国人平均每天所接受的电磁辐射强度要比几百年前所接受的自然界辐射强度超过2亿倍之多。e) 电磁辐射无色、无味、无形，充斥着人类生活的空间，令人防不胜防。基本概念1 电磁波：电磁波是能量的一种，凡是能够释出能量的物体，都会释出电磁波。电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，是电磁场的一种运动形态。 2 电磁辐射：电场和磁场的交互变化产生电磁波。电磁波向空中发射或汇聚的现象，叫电磁辐射。过量的电磁辐射就造成了电磁污染。 电磁污染的主要来源1 自然电磁污染来自某些自然现象，如雷电、火山喷发、台风、太阳的黑子活动与黑体放射等引起的磁暴产生电磁干扰。2 人为电磁污染工业：工频电磁场：低频的电力设备和输电线路所激发的电磁场射频电磁场：无线电广播，电视，微波通信脉冲放电：切断大电流电路时的火花放电生活：空调机、计算机、电视机、电冰箱、微波炉、电磁炉、卡拉OK机、电热毯、移动电话、微波发射站、高压电线、X光放射线发生器、激光发射器等，它们在正常工作时都会产生各种不同波长和频率的电磁波。电磁污染的六大危害1. 极可能是造成儿童患白血病的原因之一。2. 能够诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖。3. 影响人类的生殖系统。4. 影响人们的心血管系统，表现为心悸，失眠，心动过缓，心搏血量减少，窦性心率不齐，白细胞减少，免疫功能下降等。5. 可导致儿童智力残缺。6. 对人们的视觉系统有不良影响。电磁波的测量电磁波测量仪DIY：利用家用、小型可接收AM（调幅）频道的收音机，打开后将频道调在没有广播的地方，并且靠近所要测量的电视、冰箱、微波炉或电脑等家电用品，就会发现收音机所传出的噪音突然变大，走出一段距离後，才会恢复原来较小的噪音量；如此即可测出“安全”距离来。1 我国有关标准亟待修改。 电磁辐射防护规定 GB8702-88 移动电话电磁辐射局部暴露限值 GB21288-20072 台湾环保署订定低频电磁场暴露标准为环境（户外）瞬间暴露值833毫高斯（mG）=0.0833特斯拉（T）3 家庭常用电器用品电磁辐射监測数据液晶手提電脑 1 mG 咖啡炉 1 mG传真机 2 mG 电熨斗 3 mG录影机 6 mG 音响 20 mG电视 20 mG 电冰箱 20 mG空调 20 mG 洗衣机 30 mG电锅 40 mG 复印机 40 mG吹风机 70 mG 电须刀 100 mG电热毯 100 mG 无绳电话 200 mG微波炉 200 mG 吸尘器 200 mG3. 许多公司针对电磁辐射推出了防护产品电磁辐射消减卡 防辐射摄像头 防辐射肚兜 工业微波炉防辐射门帘 射频屏蔽箱专用吸波材料 抑制电线传导干扰吸波套管 5. 为了防止和减少室内电磁污染，必需注意1） 室内办公用的和家用的电器不宜布设过密 2） 使用办公和家用电器时间不宜过长3） 人体与办公用电器和家用电器宜保持安全距离 第一章 电磁辐射的基本概念静电场 n 带电物体1. 经过毛皮摩擦后的橡胶棒或钢笔等物体，可将羽毛或小纸片等轻小物体吸起来。2. 得电子带负电3. 失电子带正电n 电场：将有电场力作用存在的空间成为电场，是电荷周围存在着的一种特殊物质。n 根据导电性不同1. 导体：存在大量的可自由移动的电荷 conductor2. 绝缘体：理论上认为无自由移动的电荷 dielectric3. 半导体：介于上述两者之间 semiconductor磁场n 导体中通过的是直流电流，产生的磁场是恒定不变的n 导体中通过的是交流电流，产生的磁场是变化的，电流的频率越高，磁场变化频率也就越高电流(或运动电荷)电流(或运动电荷)磁场电磁场与电磁辐射n 交流电电源的两个极（正负极）迅速而有规律地变换位置n 电磁场：电场随时间变化产生磁场，磁场随时间变化时又产生电场，在空间同时存在互相联系的、交替产生的不均匀地或周期性变化的电场和磁场n 电磁波：电磁振荡产生的周期性变化的电磁场由近及远的向外传播，横波。n 广义的电磁辐射包括无线电波、微波、红外线、可见光、X 射线、 射线等。n 电磁波的物质性1. 客观存在是物质的基本属性之一2. 电磁波具有能量、动量、质量和动量矩等3. 电磁波服从物质基本定律n 物质不灭定律n 能量守恒与转换定律n 质能关系n 动量守恒定律n 动量矩守恒定律4. 电磁波独立存在，不依附电荷5. 光就是一种电子波6. 具有粒子性 光子7. 与实物粒子可以互换8. 具有波动性 一个点源所发射的电磁波的等相位面 电磁波波形图电场强度E与磁场强度H，两个量是互相垂直的，同时与传播方向c垂直，它们的关系符合右手螺旋法则。四指由E转向H时，垂直伸直的大拇指的指向就是电磁波传播的方向o 波动表达式式中： 分别表示电场矢量和磁场矢量的最大值 电磁波的频率 观察点与波源的距离o 电磁波传播速度电磁振荡产生的周期电容，抑制电压改变电感，抑制电流改变n 电磁辐射的基本单位1. 电场强度（E），伏特米（Vm），描述空间电场的强度大小，定义为放在该点的静止试验电荷所受的 f与其电量q的比值，即E Fq 2. 磁感应强度（B），特斯拉（T），描述电磁辐射的大小 （在充满均匀磁介质的情况下，若包括介质因磁化而产生的磁场在内时，用磁感应强度B表示，是一个基本物理量）3. 磁场强度（H），安培米（Am），描述空间磁场的强度大小（单独由电流或者运动电荷所引起的磁场（不包括介质磁化而产生的磁场时）则用磁场强度H表示，是一个辅助物理量。）4. 功率密度（ ）， 瓦/平方米（Wm2），描述空间某点上电磁波的能量值 （电磁场中的电场强度E与磁场强度H叉乘所得的矢量，即EH，代表场中能流密度，即在单位时间内穿过垂直于此矢量方向的单位表面的能量。功率密度其实包括了电场强度和磁场强度。）n 电磁辐射测量采用的计量单位 1. 对大于300MHZ的微波频段，采用平均功率密度mW/cm2作为计量单位； 2. 小于300MHZ的频段，采用电场强度Vm和磁场强度Am作为计量单位。对于中波、短波和超短波，高频电场用伏/米（V/m）表示；高频磁场用安/米（A/m）表示3. 在进行电磁环境测量时，干扰场强国家计量标准采用单位为mVm。 电磁辐射场源n 电磁场源种类1.自然型n 由于自然界某些自然现象所引起n 自然界发生某些变化，导致大气层中电荷发生电离，从而产生电荷蓄积，达到一定程度后引起火花放电分类来源大气与空电污染源自然界的火花放电、雷电、台风、寒冷雪飘、火山喷烟太阳电磁场源太阳的黑点活动与黑体放射宇宙电磁场源银河系恒星的爆发、宇宙间电子移动2.人工型n 按频率不同分类 工频场源：大功率输电线路产生的电磁污染为主 射频场源：由于无线电设备或射频设备工作过程中产生的电磁污染n 按辐射源的大小分类 城市杂波辐射：连续波、多种辐射源合成、环境电磁辐射 建筑物杂波辐射：冲击波、变电站所、工厂和大型建筑物产生、对接收机产生干扰 单一杂波辐射：工、科、医设备的电磁辐射，会对信号产生干扰人工型电磁场源分类分类设备名称污染来源与部件放电所致场源电晕放电电力线（送配电线）由于高电、大电流而引起静电感应、电磁感应、大堤泄漏电流所造成辉光放电放电管白光灯、高压水银灯及其他放电管弧光放电开关、电气铁道、放电管点火系统、发电机、整流器等火光放电电气设备、发动机、冷藏车、汽车等整流器、发电机、放电管、点火系统工频感应场源大功率输电线、电气设备、电气铁道高电压、大电流的电力线场电气设备射频辐射场源无线电发射机、雷达等广播、电视与通风设备的振荡和发射系统高频加热设备、热合机、微波干燥机工业用射频利用设备的工作电路与振荡系统理疗机、治疗机医学用射频利用设备的工作电路与振荡系统家用电器微波炉、电脑、电磁炉、电热毯等功率源为主移动通信设备手机、对讲机等天线为主建筑物反射高层楼群以及大的金属构件墙壁、钢筋、吊车等射频电磁场n 定义：交流电的频率达到每秒钟10万次以上时，其周围产生的高频率的电场和磁场的总称。n 无线电波谱分类频段对应波段波长范围频率范围主要用途极高频(EHF)毫米波、亚毫米波微波0.11 cm30 300 GHz电视，雷达，无线电导航及其它专门用途特高频(SHF)厘米波1 10 cm3 30 GHz超高频(UHF)分米波10 100 cm0.3 3 GHz甚高频(VHF)米波（超短波）1 10 m30 300 MHz调频无线电广播，电视广播无线电导航高频(HF)十米波（短波）10 100 m3 30 MHz无线电广播，电报通讯中频(MF)百米波（中波）0.1 1 km0.3 3 MHz电报通讯低频(LF)千米波（长波）1 10 km30 300 kHz无线电广播甚低频(VLF)万米波（甚长波）10 100 km3 30 kHz越洋长距离通讯和导航n 场区分类及其特点1.近区场n 以场源为中心，在一个波长范围内的区域，感应场 n 特点 电场强度与磁场强度的大小没有确定的比例关系。一般情况下，对于电压高电流小的场源(如发射天线等)，电场要比磁场强得多；对于电压低电流大的场源，磁场要比电场大得多。 近区场的电磁场强度比远区场大得多。从这个角度上说，电磁防护的重点应该在近区场。 近区场的电磁场强度随距离的变化比较快，在此空间内的不均匀度较大。 近区场电磁场强度比远区场电磁场强度衰减速度快 近区场电磁场感应现象与场源密切相关，近区场不能脱离场源而独立存在2. 远区场n 在以场源为中心，半径为一个波长之外的空间范围称为远区场，也可称为辐射场 n 特点 远场区已经脱离了场源而按自己的规律运动 所有的电磁能量基本上均以电磁波形式辐射传播，这种场辐射强度的衰减要比感应场慢得多。 在远区场，电场强度与磁场强度具有固定关系：在国际单位制中，E=377H（ ） 真空中的导磁率 真空中的介电常数 电场与磁场的运行方向互相垂直，并都垂直于电磁波的传播方向。 远区场为弱场，其电磁场强度均较小 3.近区场与远区场划分的意义 n 对于一个固定的可以产生一定强度的电磁辐射源来说，近区场辐射的电磁场强度较大，应该格外注意对电磁辐射近区场的防护。n 对近区场的防护，首先是对作业人员及处在近区场环境内的人员的防护，其次是对位于近区场内的各种电子、电气设备的防护。n 对于远区场，由于电磁场强较小，通常对人的危害较小，这时我们应该考虑的主要因素就是对信号的保护。n 最经常接触的从短波段30MHz到微波段的3000MHz的频段范围，其对应的波长范围从10米到0.1米。 n 从近场区和远场区的概念，我们可以看出，电场强度和磁场强度是和其到场源的距离密切相关的。当测量电场强度或者磁场强度的时候，一定要知道测量点到场源的距离是多少。 n 场强影响参数1. 功率 (设备的功率越大，其辐射强度越高，反之亦然。功率与场强变化成正比关系 )2. 频率 (频率变化会影响设备功率输出，使电流发生改变。工作频率提高，辐射场强会增大)3. 与场源的间距 (一般而言，与场源的距离加大，场强衰减比较厉害，间距与场强呈反比关系，实验表明近区场防护重点)4. 屏蔽与接地 (屏蔽与接地程序的不同，是造成高频场或微波辐射强度大小及其在空间分布不均匀性的直接原因)5. 空间内有无金属天线或反射电磁波的物体以及金属结构 (金属体是良导体，易在电磁场作用下产生感应电流，进一步形成新的电磁辐射，二次辐射)电磁辐射污染的传播途径1. 空间辐射o 近区场：以电磁感应为主，将能量施加于附近的仪器仪表、电子设备和人体上o 远区场：以空间放射方式将能量施加于敏感元件和人体上2. 导线传播o 当两个设备共用一个电源供电时，或者它们有电气连接时，电磁能量会通过导线进行传播3. 复合污染o 同时存在以上两种途径的电磁污染人体磁场n 当人类机体活动时，会伴有电现象，从而产生一定的磁场n 人站立时，头是N极，脚是S极n 人平卧时，右侧是N极，左侧是S极n 人正面是N极，背面是S极第二章 电磁辐射污染机理第一节 电磁辐射对生物的危害性o 电磁辐射对生物的作用机理n 生物是生命的活体，使一个十分复杂的自适应系统，具有适应和补偿外界环境变化的能力。体内含有大量水分与体液，是由多层具有复杂形状的电介物质组成。n 非电离电磁波生物效应：在电磁辐射作用下生物体的组织、形态、生理功能、生物物理、生物化学特性所发生的变化。n 当电磁辐射与生物体产生相互作用时，会发生原发相互作用与次发生物效应。n 电磁辐射在生物组织中的传播与吸收o 生物组织的介电特性o 电磁波照射到生物体表面时，发生反射、折射和吸收。o 吸收进生物体的电磁波场强、波长、波的传播方式、极化方向都会发生变化。n 电磁辐射在生物组织中的传播与吸收o 生物组织的介电特性n 电磁波在介质中每单位长度的衰减系数（单位长度分贝数）角频率（ ）介电常数电导率导磁率，生物导磁率真空中导磁率n 电磁波在介质中每单位长度的相位移（单位长度弧度）n 相位改变关系到微波在生物体内的传播方式，若其值为180，微波就会发生反射，很可能与入射波形成驻波，会发生最大能量吸收。*驻波：入射波（推进波）与反射波相互干扰而形成的波形不再推进（仅波腹上、下振动，波节不移动）的波浪。频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反，能量只能在波节与波腹间来回运行 n 单位体积的吸收功率（mW/立方厘米）W/mn 比吸收率（SAR，W/kg）：衡量机体对电磁能量的吸收状况。密度感应电流密度A/平方米 辐射场频率、强度、极化，是近区场还是远区场 受照射机体的尺寸、结构、介电常数 辐射场中靠近受照射机体周围环境中其它物体所造成的反射，接地状况图 平均人体SAR曲线图入射功率流密度=1mW/平方厘米 磁场矢量电场矢量波矢量n 电磁波在介质中的穿透深度 电磁波穿过穿透深度后，损失约86.5%的能量，剩下的13.5%的能量将进入更深的组织，之后按照指数规律衰减，在传播方向上能量不均匀分布n 电磁波在两层不同介电常数生物层面之间的反射系数n 电磁波在两层不同介电常数介质之间的折射系数入射角折射角1时发生全反射n 生物组织含水量和温度不同，会影响电磁波能量的吸收。n 根据含水量的多少，生物组织分为 含水量90%以上，大分子蛋白、脑脊液、血液细胞和其它盐类物质 含水量少于80%，皮肤、肌肉、脑组织和大部分内脏器官 含水量约为50%，骨骼、脂肪等n 若由含水量低的组织如脂肪向含水量高的组织如肌肉（相对介电常数高，电阻率低）传播，反射波的相位将和入射波相差180，将在脂肪中形成驻波，并在接近界面处出现最小场强值。n 若由含水量高的组织向含水量低的组织传播，在界面上反射波与入射波接近同相，在靠近界面处出现最大场强值。电磁波从脂肪层向肌肉传播在脂肪层中发生驻波现象示意图o 电磁波作用于人体的频段及其响应特性频率150MHz以下1501200MHz12003300MHz3300MHz以上电磁波在体内传播时衰减较小，多数呈现直接透过吸收系数较大，穿透深度在2cm以上，大部分被内部组织吸收并转化成热能，该热量值超过散热值时，会破坏人体的热平衡，造成病变。不易被人感觉到。危险频段吸收系数较大，表面与内部均有吸收，含水量多的组织吸收多，含水量少的组织（骨骼）对电波呈现反射作用，使界面附近的高含水量组织（肌肉）吸收电磁波能量更大。3000MHz时，眼睛水晶体危险性最大。次危险频段电磁能量大部分被体表吸收，危害部位主要是皮肤和眼睛。o 生物组织厚度对电磁能量吸收的影响图 皮肤厚度增加，功率吸收曲线波动减少更多入射功率被脂肪层吸收，肌肉层的干涉现象减弱了图 生物组织厚度对电磁能量吸收的影响o 不同频段电磁辐射对人体的危害与不良影响频段对应波段波长范围频率范围主要用途极高频(EHF)毫米波、亚毫米波微波0.11 cm30 300 GHz电视，雷达，无线电导航及其它专门用途特高频(SHF)厘米波1 10 cm3 30 GHz超高频(UHF)分米波10 100 cm0.3 3 GHz甚高频(VHF)米波（超短波）1 10 m30 300 MHz调频无线电广播，电视广播无线电导航高频(HF)十米波（短波）10 100 m3 30 MHz无线电广播，电报通讯中频(MF)百米波（中波）0.1 1 km0.3 3 MHz电报通讯低频(LF)千米波（长波）1 10 km30 300 kHz无线电广播甚低频(VLF)万米波（甚长波）10 100 km3 30 kHz越洋长距离通讯和导航n 高频电磁波（3 30 MHz）o 吸收量很少，大部分直接透过o 引起神经衰弱，心血管系统的植物神经功能失调o 作用可逆。脱离高频作用后，经过一段时间治疗，症状可消失，一般不会造成永久性损伤n 超短波与微波o 微波对人体的作用最突出o 一部分吸收，一部分反射o 辐射的功率、频率、波形、环境温度和湿度以及被照射的部位等，对伤害的深度和程度产生一定的影响n 热效应n 非热效应o 热效应由于介质电阻引起能量损耗n 生物组织是一种有机电介质，生物体的电解质溶液中有离子，在外电磁场作用下：n 电介质的极性分子按照电场方向取向形成电偶极子，在此振荡过程产生传导电流由于介质黏性引起能量损耗n 电偶极子的取向随着外电场频率往返转动，产生位移电流n 初级作用能量损耗会转化成热能次级作用温度上升n 表现为局部组织、皮肤和全身加热n 吸收的电磁能量高于新陈代谢散发的热量时，会感到热负荷，进而产生高温生理反应心率加快、血压升高、呼吸急促抽搐、呼吸障碍死亡n 电磁辐射对生物体局部照射时，13分钟温度直线上升，几乎仅和所吸收的电磁能量有关n 超过3分钟时，热效应的大小和在生物组织中的分布取决于生物自身的温度调节机制n 同量级电磁功率的电磁辐射热溢散，取决于生物体本身的调节机制和新陈代谢特性 周围环境温度较低时，耐受性增加 间断照射较之连续照射易于耐受较长时间n 眼球、胃腔体等组织由于血液循环能力较差，容易受到电磁辐射的损害 心血管系统：血管张力失调，个别心肌小灶性梗塞 交感紧张反应：引起脑生物电流的变化，慢波增多 血象：白细胞减少，血小板下降 眼球：含水量高，易吸收；血管分布少，不易带走热量。造成晶体混浊，白内障n 影响因素 功率密度：单位面积场强越大，热效应越明显 频率：四个频段 辐射时间：时间越长，作用越明显 电磁场位置与极化方向 器官组织解剖构成：血液循环 生物的形体、体重、皮肤和皮下脂肪厚度 生物的年龄、性别、个体差异与健康状况：对微波敏感程度不同，妇女儿童相对敏感 所处的温度、湿度、空气流动速度等环境因素：影响生物体散热n 非热效应n 生物暴露在长时间的强度不大的微波辐射， 体温没有明显升高时所出现的慢性生理反应，没有剧烈的特殊表现。n 症状不会很严重，经过一段时间的休息和治疗后就能复原。中枢神经系统血液干扰人体生物电,破坏脑细胞，大脑皮质细胞活动能力减弱，机能紊乱白细胞和红细胞数减少，使血凝时间缩短胚胎眼、脑、心的发育缓慢或停止，并可出现畸形听觉幻听，“嗡嗡”，“吱吱”细胞膜引起人体细胞膜的共振n 累积效应 一次低功率电磁辐射之后，会受到不明显的伤害，经过47天后可以恢复 在恢复之前受到第二次辐射，伤害就将积累，多次后会形成明显伤害 长期从事低功率微波工作，停止微波工作后46周才能恢复没有一个统一的模型，部分机理仍待研究图 1285MHz微波辐射狗的体温适应现象n 超短波与微波o 非热效应n 特点 非线性表现：很弱的电磁场能量可以引起很强烈的生物响应 窗特性表现：具有选择性 协同性表现：存在某种机制协同电磁辐射形成强大生物响应，类似于神经肌肉系统的反射弧机制 相干性表现：电磁与生物组织在频率、相位、偏振方向等相等或相似才能引起相应，类似于共振o 磁场的生物学作用与危害n 磁介质不同，磁化效果不同o 顺磁质o 抗磁质o 铁磁质n 磁场强度与生物学作用磁场强度（Oe，奥斯特）生物学作用及一般感觉现象0.30.5影响候鸟的水平面方向性的确定1.5影响蜗牛的定向200磁闪光800中枢神经机能发生抑制作用8001000对人体自律神经机能产生较明显的作用1200对麦类植物成长发生促进作用42005900对老鼠成长发生抑制作用24004500对老鼠的移植肿疡发育发生抑制4200老鼠的白血球减少4000创伤至于得延缓7300组织呼吸的下降800人的红血球凝涤反应发生变化5000老鼠发生死亡6000果蝇发生死亡10000肿疡生长停止n 磁场均匀性不同o 匀强磁场n 对幼小老鼠的发育生长有极显著的抑制作用o 非匀强磁场n 对移植癌的发育生长有极显著的抑制作用o 具体情况具体分析，总体来说，非均匀磁场作用对生物机体影响较大n 磁场方向不同o 磁场方向对生物体轴保持一致时产生最大作用效果n 磁场的方向与老鼠由背到腹的方向一致时，引起白老鼠白血球减少，反之，即使施加于老鼠身上的强度是上述磁场强度的3倍时，也不产生明显的作用效果o 整个生物体受磁场全部作用时比生物体一部分受磁场作用时产生的生物学作用大n 磁场作用时间不同n 磁场的双重作用o 物理学作用、生物学作用o 对于生物在细胞分裂和成长过程中，极小的磁场作用也会引发很大的生物学作用的显著变化在胚胎的形成阶段，对磁场的作用反应尤为敏感表现物理学作用物理学作用减弱物理学作用极弱强度升高生物学作用极弱生物学作用加强表现生物学作用n 磁场的生物学效应抑制老鼠胎儿的呼吸；促进酵母菌的呼吸o 神经o 微生物o 成长与老化o 血液伤口置于磁场之中，治愈时间较长o 呼吸o 创伤治疗对癌细胞有抑制作用o 肿瘤n 磁场对人体健康的益与害o 益处n 可治疗出血、肿瘤、神经性耳鸣与耳聋、健目n 镇痛、消肿、止痒、止泻、降低血压、镇静、扭挫伤、神经衰弱n 恒温磁场o 害处第二节 大环境中的电磁辐射与污染o 广播电视发射系统的电磁辐射与污染o 微波发射系统辐射污染与危害o 高压、超高压输送电线与变配电站电磁污染o 工、科、医射频辐射污染o 电气化交通设施的辐射干扰o 广播电视发射系统的电磁辐射与污染n 广播电视发射系统主要辐射场源o 广播以公众直接接收信号为目标的电波发射o 没有特定的接收对象 （无线电通信与导航）n 声音广播n 电视广播o 大功率广播电台呈上升趋势n 广播电视发射系统的电磁污染与危害o 高频电磁场o 对人类健康的影响人体受到电击的现象 n 对一定环境内的污染，引起人体中枢神经系统的机能障碍和植物神经功能紊乱n 高频加热与电磁感应作用，引起人体烧伤或房屋烧毁等事故 n 高频感应电压的存在，一旦接触将发生电震现象o 对微波信号的干扰干扰，通过杂散的非信号途径进入设备n 我国微波设备的中放通带为70MHz16MHz，电视广播VHF（甚高频）低波段15频道的频率范围为48.592MHz，其图像及伴音载频正好落入中放通常范围内，对中放系统设备产生干扰n 干扰方式：电磁波通过辐射和传导进入设备内部n 电磁场穿透金属机壳，在其敏感部件上产生感应电势n 电磁场在机壳表面产生感应电流流入内部敏感元件n 电磁场对各机壳之间连接电缆感应产生电流流入内部n 更大的潜在危险性o 大型发射台站的辐射场强很高，在定向工作状态下，几千米外的辐射强度仍达到几伏/米至几十伏/米。o 距离300kW发射机300m内，金属导线如互相接触可引起易燃物起火，爆炸；500m内仪表内烧毁造成航空、航海、通信等严重障碍。n 微波发射系统辐射污染与危害n 雷达系统o 设备一般由接受机与发射机两个部分组成，发射机向空间发出电磁波，天线镜子造成方向性，发现目标时，天线向不同方向旋转，当辐射方向与目标方向相遇时，接收装置把目标反射的电磁波信号接收下来。o 污染场源n 雷达天线n 工作电路n 磁控管n 调速管n 敞开的波导管n 加热器的开口o 超短波和微波n 发现目标时，接收装置把目标反射的电磁波信号接收下来n 目标的面积越大、波长越短时，目标面积与波长的比值越大，则反射越强。因此，雷达所用的波长越短，对飞机或导弹等目标的反射就越强，看得久越清楚o 输出功率很大n 使检测距离很远o 脉冲波o 对人体健康的影响n 精神衰弱n 眼睛视觉减弱n n 通信发射设备o 卫星通信o 寻呼通信o 移动通信移动通信基站o 对工作环境的污染n 微波机行波管输出口和波导管的对接处机械性能可直接关系到电磁波辐射和电磁辐射泄露o 对公众环境的污染n 为了通信畅通、减少对周围环境的电磁辐射污染，要求微波天线前方没有高大建筑物阻挡，需要建立在高楼顶端。移动通信发射设备接收设备发射天线向环境中发射射频电磁波信号发射天线向环境中发射射频电磁波信号污染来源检测对象o 与广播电视等辐射的不同点n 广播电视辐射的发射功率时空分布等恒定 通信基站的辐射强度与网内用户使用情况变化（每个时段内用户数量是随机的，因此其电磁辐射场强也是随机的） 检测点是否可以正视发射天线，该点接收辐射的强度不同 检测点与发射天线的距离增大，辐射减小 基站周围环境电磁辐射分布无规律，地形等原因o 高压、超高压输送电线与变配电站电磁污染o 输电线路下的工频场强o 高压、超高压输电线、高压变电站和带电的电气设备及其导线周围存在着频率为50Hz的交流电场工频电场。o 超高压输电线的电磁场对人体组织产生有害影响o 我国电力法规定电力设施保护区内不能修建危机电力设施安全的建筑物和放置易燃品等。o 工频强电场安全距离o 高压为 20kV时，输电线路两侧宽度各20mo 高压为120kV时，输电线路两侧宽度各30mo 高压为400kV时，输电线路两侧宽度各40mo 高压为735kV时，输电线路两侧宽度各50m第三节 家电的辐射污染与危害o 手机的辐射污染与危害n 手提电话的通话机理与电磁辐射场强分布o 组成n 微波接收器n 微波发射器n 天线n 电话号码键盘n 听筒（接话器）n 话筒（受话器）o 原理n 通信的时候在逻辑上需要两条链路o 上行指信号从移动台(一般指手机)到基站到基站控制器（BSC）o 下行指信号从基站控制器（BSC）到基站到移动台(一般指手机)n 这两条链路必须要分开，否则通信无法正常进行，由此产生双工模式o 时分双工（TDD）上下行链路靠时隙来区分，频率是一样的o 频分双工（FDD）上下行链路靠不同的频率来区分，同时收发n 双工间隔为了有效地区分开上下行频率，上行频率与下行频率之间的间隔（保护带） o 为了使公用移动区信网能和其他国家无线电话系统兼容，我国的移动电信公用网使用900MHz频段，具体规定为782905MHz和935960MHz。o 各种型号的移动电话发射功率为0.6、2、5、8W四种。o 国内外常见移动电话机微波辐射有关参数MotorolaNECEricsson发射频率/MHz890915890915890915872950872950872950发射功率/ ERP（等效辐射功率） 0.6+2dB0.6+2dB-3dB-3dB0.6w天线增益/dB1.5接受频率/ MHz935960935960935960917950917950917950双工间隔/ MHz454545o 通常用鞭状天线o 电磁漏能场强分布n 天线最高n 听筒和键盘部分居中n 话筒部分最弱o 不同状态下对讲机各部位微波辐射强度功能状态发射状态接收状态天线1064047789受话器11001960600号码盘12003000104140送话器740手机在通话时，发射出的电磁辐射可使周围空气发生电离现象，产生放电（即电火花）现象600n 手机辐射对信号干扰的危险性o 干扰心脏起搏器o 干扰输液泵、透析机、心脑电图仪器等电磁干扰敏感设备o 干扰飞机与地面控制塔导航o 引起加油站爆炸n 当遇到有燃气泄漏时，千万不可在出事现场使用手机和固定电话求救n 手机辐射危害人体健康o 手机辐射的电磁能量1/2被人体吸收，其中的1/4被脑部吸收，发生生物学作用，甚至在脑实质中产生热点。o 头部有各层组织和各种器官构成的一个球体，这些组织作为电磁场媒质，有不同的曲率和电特性。o 人体头部模型的介电特性（f=3GHz）组织种类层厚/mm半径/mm介电常数/（T=37）电导率/（s/m， T=37）皮肤1.000.53345142.51.0皮下脂肪0.700.332.000.55.001.50.20.1骨髓2.001.031.000.35.001.50.20.1硬脑膜0.500.2529.301.045142.51.0脑脊液2.001.028.800.2577231.90.8脑实质球26.801.042132.00.8o 癌症n 意大利的一位细胞生物学家马里内利的实验，模仿手机的频率，900MHz微波照射白血病细胞 24h之内有20%的被照射细胞死亡 48h之后，被照射细胞不仅不再死亡，反而繁殖更为迅速o 神经系统n 驾驶员工作时不要使用手机n 头疼、头晕、全身乏力、记忆力减弱n 睡眠质量下降n 影响脑电波和脑神经细胞o 基因o 不宜使用手机的人群n 心功能不全者（即心律不齐）n 癫痫病患者（影响脑电图发生异常，有诱发癫痫病的可能）n 严重神经衰弱者n 孕妇与乳母（怀孕前期（34个月）影响胎儿正常发育；引起内分泌）n 白内障患者（加重病情）n 甲亢、糖尿病患者n 未成年儿童（对电磁辐射相对敏感，影响大脑发育）n 老年人（加速大脑衰老）o 基站的辐射o 只要符合我国无线电管委会规定的使用功率等级要求，一般不会造成环境电磁辐射污染o 在一个特定的移动通信基站电磁覆盖区域，基站之间距离越大，发射峰值功率越大；若基站数量建得越多，站与站之间距离越小，则手机与基站距离越近，从而使基站与手机之间的发射功率均越小。o 使用手机应注意o 正确使用，尽量减小发射功率n 如有天线，应将天线拉出来，会受到外界较强的信号，同时发射出去的功率亦相应减少n 选择比较开阔地方通话，如在较高处、窗口、路边n 入网时，选择覆盖面较好的网络n 拨通手机时，等23秒钟再将手机贴近头部通话，拨通一瞬间的辐射能量较强o 加强自身保护，预防辐射危害n 尽量减少每次通话时间n 采取“头部当场自我阻挡”的保护措施，用手帕遮住听话一侧的头脸部，特别是太阳穴，会有一定程度减轻n 当接听手机一侧头部或面部感到发热发烫时，应立即停止通话，随即用热水擦洗，用手掌按摩，以促进局部血液循环，促使该部位组织活动正常n 当频频使用手机，感到头疼、头晕、失眠记忆力下降等症状，又查不到原因时，应停止使用手机12周宜诱发电击、毁机等事故o 在某些环境下要慎用手机n 医院n 飞机n 雷雨天气n 在爆破工地或其他有潜在爆炸危险的区域内一定要及时关闭手机电源，以免手机发出的信号触发爆炸装置可影响加油机的精密度，严重时可诱发火灾n 加油站o 电脑的辐射污染与危害o 辐射机理与辐射强度o 电脑的构成有存储功能的数字电路系统中，瞬时干扰过去后系统不能恢复n 数字电路和模拟电路，如二极管、集成块、微分电路等，既是干扰源又是干扰的敏感元件n 由于传送信号属于低电平系统，其在电磁环境中以受干扰为主n 有存储功能、判断功能及高速运算功能，可依此进行抗电磁辐射干扰的设计，但也会存在弊端n 脉冲干扰，以开关模式工作的开关及开关电源，其变化频率高达数百千赫兹，也容易在计算机内产生脉冲干扰n 传送脉冲信号时频率范围很宽（150kHz500MHz）正好与各种通信、电视、医疗卫生、军用仪器同频段，被干扰得可能性很大；当外界电磁辐射空间场强1V/m时，又将对电脑构成严重干扰n 虽然是低电平系统，但却能产生成千成万伏的瞬时电压n 干扰侵入电脑的主要途径为电源系统、传导通路、对空间电磁波的感应等n 视屏显示终端（ VDT）产生的电磁辐射n 电离辐射X射线n 由VDT的显像管产生n 大部分被荧光屏前的加厚玻璃所吸收n 中心部分较高，边缘较低n 射线n 来自于玻璃原材料n 取决于原材料成分中天然放射性核素的种类、含量及所用的份额n 40cm处接近0n 非电离辐射紫外线、可见光、红外线和射频辐射n 量很小，一般不被感知，约为容许值的1%n 一般情况下，辐射值很小n 明显衰减，距30cm时，接近0n 声辐射 声波来自于扫描，频率1520kHz 超声波频率2030kHz 一般情况下，会有极少数人对此有感知 和电磁辐射起联合作用，影响操作者的健康n 有毒气体 溴化二苯并呋喃 与荧光屏的辐射线电离复杂的气体组分有关 屏幕尺寸越大，毒气越多 室内通风不好，毒气越多 一台计算机在连续使用3天后，密闭房间中测得的毒气含量相当于一个污染较重的十字路口的检测值n VDT对人体健康的危害n 眼睛n 荧光屏幕发出不固定眩光会不断闪烁、放大缩小，人的瞳孔也会随着屏幕上的映像放大、缩小，影响视觉，造成各种眼睛疾病n 看屏幕是一种高度调节并伴随高度辐辏的作业活动，双眼被迫向中央集合，增加眼外肌对眼球的压力，促使眼球变长，造成屈光改变 n 长时间操作造成眼睛疲劳、视力降低、头疼n 青少年：眼球壁的伸缩性较大，容易受外界许多因素的影响而发生轴的变化n 神经行为功能n 局部紧张所致头、肩、腰背劳损n 单调的工作方式导致中枢与植物神经失调，造成神经行为功能的改变n 心血管n 影响不明显n 骨骼、肌肉系统n 下背、手腕、上臂、肩、颈痛n 女性较敏感n 计算机工作台和座椅不可调节、不符合工效学要求n 皮肤n 面部出现红斑少许脱皮皮疹n 皮疹呈红色或暗红色，直径1mm左右，稍有隆起，一般并无自觉症状n 皮肤病表现为酒渣鼻或酒渣鼻样皮炎n 与作业环境的静电和空气温度低等有关n 终端静电产生一些变态粒子会引起面部皮炎n 免疫功能n 对免疫系统产生一定作用，产生某种程度的抑制，不过尚在正常范围之内n VDT不良影响的预防n 制定并认真贯彻执行“VDT作业卫生标准”n 操作者与荧屏要保持一定距离n 50cm以上n 电视机根据屏幕的大小选择距离，21英寸：22.5mn 缩短连续操作时间n 最好工作一小时休息1015分钟n 一个工作日内VDT工作时间不要超过45小时n 科学的照明条件n 照明设施置于VDT正上方，使之处于不反光的位置n 显示器顶端应略低于眼睛的高度，使眼球处于成厂视线（水平视线下1015）上下15以内n 使用VDT防护屏蔽n 背面和侧面n 个人防护n VDT防护眼镜、防电磁辐射工作服或工作背心等n 环境n 相对湿度约55%为宜n 电热毯的辐射污染与危害n 家用电器中人体受电磁场影响强度较大与时间较长的工频电磁场发生源，特别是某些不合格产品n 数厘米距离时磁场强度25T，远远高于0.2 T 的国际标准n 当使用钢丝床睡觉时，电磁辐射强度与接地与否有关n 人体直接躺在电热毯之上，直接处于工频场的感应作用下，本来应处于休息状态下的细胞必然处在长时间的工频电磁场作用，从而引起敏感人群的身体健康障碍o 影响脑神经系统，间接影响内分泌系统，从而影响胎儿正常发育o 细胞内钙离子流失，影响人