电磁污染与防护

电磁污染与防护电磁污染与防护 现代人正处于越来越复杂的电磁环境中 随着现代电子科技的高速发展 特别是无线移动技术的日益普及 一种看不见 摸不 着的污染源日益受到各界的关注 这就是被人们称为 隐形杀手 的电磁辐射 今天 越 来越多的电子 电气设备和无线产品大量投入使用 使得各种频率 不同能量的电磁波充 斥着地球的每一个角落 乃至更加广阔的宇宙空间 电磁辐射污染已经对人类正常生活和 健康构成威胁 对电磁辐射污染的认识和研究已经成为电气安全的重要组成部分 一 电磁辐射与我们一 电磁辐射与我们 电磁辐射 电磁干扰和电磁辐射污染 一般简称电磁污染 是 3 个互相关联而又不能 混为一谈的不同概念 1 1 电磁辐射 电磁辐射 电磁辐射 electromagnetism radialization 是一种物理现象 是指能量以电磁波形式 由源发射到空间的现象 产生电磁辐射的辐射源有两大类 1 自然界电磁辐射源 来自某些自然现象 如雷电 台风 火山喷发 地震和太阳黑 子活动引起的磁暴与黑体放射等 2 人工型电磁辐射源 人工型电磁辐射源来自人工制造的各种电子电气系统或装置与 设备 其中一类电子系统本身就是以电磁辐射现象作为工作原理的 例如移动通讯系统 X 光机 广播电视系统 卫星通讯系统以及各种无线通讯和控制系统等 另一类则是电子 电气系统工作时由于放电和电磁交变感应而产生电磁辐射 例如各种工业电器和电动机器 以及日常生活工作中普遍使用的各种电子电器 如空调机 计算机 电视机 电冰箱 日 光灯 节能灯 光盘播放器 电热毯 微波炉等 另外 变压器 高压电线在正常工作时 也会产生的各种不同波长和频率的电磁波 发现电磁波并利用电磁辐射作为通讯广播的载体 是人类近代科技的最伟大发明之一 随着电子技术的发展 电磁辐射的应用越来越多 例如医疗设备 生物技术 军事武器等 领域 今天我们人类生活已经几乎离不开这些科技发明成果 自然也不可能脱离人为的形 形色色的电磁辐射环境 1 2 电磁干扰 电磁干扰 图 2321 环境中电磁辐射 电磁干扰 Electromagnetic Interference EMI 一般是指电磁辐射对正常工作的电子电 气设备产生干扰 引起这些设备发生错误或性能下降的现象 例如手机通讯引起飞机电子 装置故障 医疗设备故障 电动机运转引起广播收听噪音和电视机画面扭曲等 电磁干扰有传导干扰和辐射干扰两种 传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信 号耦合 干扰 到另一个电网络 辐射干扰是指干扰源通过空间把其信 Electromagnetic 号 耦合 干扰 到另一个电网络 在高速 PCB 及系统设计中 高频信号线 集成电路的引脚 各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源 能发射电磁波并影响其他系统或本 系统内其他子系统的正常工作 防止电磁干扰是现代电子系统设计的重要课题 研究电磁干扰产生 传播和接受机理 并采取各种技术措施防止其危害 已经形成一门称为电磁兼容 EMC Electromagnetic Compatibility 的专业技术 1 3 电磁污染 电磁污染 电磁污染 Electromagnetic Pollute 是指过量的电磁辐射对环境造成的危害 电磁污染 是一个笼统的广义概念 即包括通常所说的电磁干扰 也包括电磁辐射对人体以及其它动 植物的危害 不过习惯上提到电磁污染指的是后者 电磁辐射不等于电磁污染 只有超过 一定的限度才构成电磁污染 电磁污染是近年随着地球空间电磁环境日益恶化和复杂化 以及人类自我保护意识增强 而成为绿色环保的一个重要课题 如同我们离不开水而又遭受水灾危害一样 人类智慧应 该能够驾驭电磁辐射这一自然现象 使其造福人类的同时控制它的危害 二电磁辐射对人体健康的危害二电磁辐射对人体健康的危害 电磁辐射会对人身健康产生影响 这已为国际学界所公认 但影响方式 影响程度以及 防范办法 却难以得出公论 2 1 电磁辐射对人体的危害 电磁辐射对人体的危害 1 电磁波频率 有关研究表明 电磁波的致病效应随著磁场振动频率的增大而增大 频率超过 10 万赫 兹以上 可对人体造成潜在威胁 在这种环境下工作生活过久 电磁波的干扰 使人体组织 内分子原有的电场发生变化 给组成脑细胞的各种生物分子以一定程度的破坏 产生过多 的过氧化物等有害代谢物 甚至使脑细胞的 DNA 密码排列错乱 制造出一些非生理性的神 经递质 人体如果长期暴露在超过安全标准的辐射剂量下 人体细胞就会被大面积杀伤或 杀死 国家标准电磁辐射防护规定 适用频率范围为 100kHz 300GHz 2 敏感人群 研究表明 老人 儿童和孕妇属于电磁辐射的敏感人群 考虑电磁防护标准时必须 以这些敏感人群为基点 同时在日常工作和生活中也必须加强对这些敏感人群的关注 和有效保护 图 2322 居室中中电磁辐射 3 电磁辐射对人体危害的标准 在环境电磁波容许辐射强度分级标准中 按照波长给电磁辐射进行分级 容许辐射强 度共分为一级 二级两个标准及 其中 以及为安全区 一般国家或相关部门把居民居住 的环境按一级安全区处理 其标准限制为 在长 中 短波 电场强度应小于 10V m 在 超短波段 电场强度应小于 5V m 在微波波段 其辐射功率密度应小于 10 W cm2 超过 改制后电磁波就可以算得上电磁污染了 2 2 电磁辐射危害人体的机理 电磁辐射危害人体的机理 1 热效应 又称微波炉效应 热效应 又称微波炉效应 微波炉工作原理是利用炉内磁控管发出频率为 2450MHz 的电磁波 微波 穿透食物 内部 与食物中水分子发生共振 由于水分子相互碰撞摩擦而产生升温 使食物加热 不 幸的是人体 65 以上是水 水分子受到电磁波辐射后也会相互摩擦引起升温 从而影响到 体内器官的正常工作 2 电磁干扰 电磁干扰 人体被是对内外电磁骚扰都敏感的容积导体 人体的器官和组织都存在微弱的电磁场 和电流作用 正常情况下它们是在人体系统 CPU 的控制下有条不紊 秩序井然地工作 是任何机器人所无法比拟的精妙复杂的电磁兼容系统 自适应系统和高度复杂的信息网络 一旦受到外界过强电磁场的作用 产生电磁干扰而使处于平衡状态的微弱电磁场遭到破坏 对人体会产生负面影响 3 细胞损伤变异 细胞损伤变异 电磁辐射会破坏实验室中人体细胞的遗传物质 脱氧核糖核酸 DNA 当人体细胞 受到一定辐射强度电磁波长期作用时 DNA 就会断裂变异 辐射越强 接触辐射时间越长 人体细胞 DNA 的损伤程度就越大 这种 DNA 损害的结果可能会导致迄今人类尚未攻破的 难题 正常细胞的癌变 电磁干扰和细胞损伤变异两种作用 从机理来说 有别于热效应作用 因此又称为 非热效应 4 积累效应 积累效应 热效应 电磁干扰和细胞损伤变异并非偶然或短时间就会影响人体健康 因为人体本身 对外界攻击和伤害有抵抗能力和自我修复能力 即人体本身的免疫力 当电磁辐射长期作 用下 人体抵抗能力会弱化和并且来不及自我修复 通常所说的超过人体承受力 伤害 程度就会发生积累效应 久而久之便会引发疾病或发展成永久性病态 2 3 电磁辐射危害健康的表现 电磁辐射危害健康的表现 1 对心血管系统的影响 表现为头痛 心悸 乏力 部分女性经期紊乱 受害者一般 出现心动过缓 少数呈现心动过速以及血压波动 心搏血量减少 窦性心律不齐 白细胞 和血小板减少等 2 对中枢神经系统的影响 表现神经衰弱症候群 头痛 头晕 记忆力减退 无力 容易激动 睡眠障碍 失眠 多梦或嗜睡 以及多汗 心悸 胸闷 脱发等 此外还表现 有短时间记忆力减退 视觉运动反应时值明颢延长 手脑协调动作差 表现对数字划记速 度减慢 出现错误较多等症状 3 视觉系统的影响 容易出现视觉疲劳 眼感到不舒适和眼感干燥等症状 出现眼球 晶体混浊 严重时造成白内障 是不可逆的器质性损害 影响视力 4 对生殖系统的影响 表现为性功能降低 男子精子质量降低 阳萎 女人出现月经 周期紊乱 孕妇发生自然流产和胎儿畸形等 5 对机体免疫功能的影响 长期处于高电磁辐射的环境中 会使血液 淋巴液和细胞 原生质发生改变 影响人体的循环系统 同时出现人体的白血球吞噬细菌的百分率和吞噬 的细菌数均下降 引起免疫力下降 诱发癌症以及糖尿病 遗传性疾病等病症 对儿童可 能诱发白血病 三三 电磁辐射的防护电磁辐射的防护 3 1 电磁辐射的认识 电磁辐射的认识 1 不必谈虎色变 草木皆兵 其实人类一直生活在电磁环境里 地球本身就是一个大磁场 其表面的热辐射和雷电 都可产生电磁辐射 此外 太阳及其他星球也自外层空间源源不断地产生电磁辐射 但天 然产生的电磁辐射对人体是没有损害的 对人体构成威胁 对环境造成污染的是人工产生 的电磁辐射 只要制定科学的 正确地的标准 并且大家都严格执行规定标准 再加上个 人防护意识和措施 可以减轻进而排除电磁污染的危害 2 科学研究 任重道远 多年来 人们对电磁辐射对人体的危害到底有多大一直争论不休 但是 由于研究证 据的缺乏及相互对立 科学家至今也未有定论 厂商 专家以及医疗行业的相关从业人员 对此问题也是各执一辞 一时也很难得到一个确定的结论 可能电磁辐射对人类健康的影 响 例如 DNA 的影响有可能要经过几十年甚至上百年 对人类后代的影响才能得到确认 电磁辐射的影响不是简单直观的 有些结论可能不是几年或者几十年的研究就可以得出的 3 问题严重 不能掉以轻心 电磁辐射对人体的危害问题之所以严重 是基于以下因素 电磁波充斥空间 无色 无味 无形 可以穿透包括人体在内的任何物质 在没有 造成直接危害时容易被人们忽略 各种产生电磁辐射的电子电气设备在迅速增加 地球正在变成一个 巨大的微波炉 电磁辐射危害的长期积累效应 使科学研究和试验难度加大 由于电磁辐射对人体的危害的机理及人体耐受度等基础科学理论不确定 制定标准 及预防措施缺乏理论依据 电气电子行业对社会经济发展的巨大作用和人类生活方式的改变与电磁辐射防护 措施的冲突 加大了电磁辐射防护复杂性和严重性 极低频电磁场对人体的影响可能超过所有其它频率电磁波 3 2 电磁辐射的防护的标准与法规 电磁辐射的防护的标准与法规 在我国 电磁辐射污染已经引起了各方重视 近年来 国家颁布了一系列国家标准 行业标准 如 辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法与标准 电磁辐射 环境保护管理办法 国家环境保护总局发布了 电磁辐射防护规定 超高压送变电工 程电磁辐射环境影响评价技术规范 高压交流架空送电线无线电干扰限值 等相关标 准 都对电磁辐射强度及环境要求进行了规范与限制 随着人们对电磁辐射的认识和环保意识的加强 以及国际关于环保标准与法规的变 化 已有的标准与法规也需要与时俱进 适应不断发展的环保要求 3 33 3 预防建议 预防建议 摆在我们面前的现实是 一方面我们生活环境的电磁辐射环境越来越复杂 电子电器 产品的迅速普及使电磁污染源有增无减 另一方面 关于电磁辐射和电磁污染标准的在学 术界争论一时还难以得出结论 但我们还必须在这个复杂电磁辐射环境中工作与生活 作 为这个世界上平凡的一员 人们应该如何加强预防以减轻电磁辐射对自身的伤害呢 以下专 家建议可以作为参考 1 防范意识防范意识 提高自我保护意识 重视电磁辐射可能对人体产生的危害 多了解有关电磁辐射的常识 学会基本防范措施 加强安全 例如工作在较强电磁辐射环境中 应该对相应设备的安全 规程了解清楚 严格按指示规范操作 保持安全操作距离等 2 分散原则分散原则 不要把办公和家用电器摆放得过于集中 或经常一起使用 以免使自己暴露在超剂量 辐射的危害之中 特别是电视 电脑 冰箱 无线装置 网络设备等电器更不宜集中摆放 较小的工作 生活环境中 3 时间原则时间原则 各种家用电器 办公设备 移动电话等都应尽量避免长时间操作 如电视 电脑等需 要盯着显示屏的电器需要较长时间使用时 应注意至少每 1 小时离开一次 每次至少 5 分 钟 采用眺望远方 观看绿色植物或闭上眼睛的方式 以减少眼睛的疲劳程度和所受辐射 影响 4 距离原则距离原则 对各种电器的使用 应保持一定的安全距离 如眼睛离电视荧光屏的距离 一般为荧 光屏宽度的 5 倍左右 微波炉在开启之后要离开至少 1 米远 孕妇和儿童应尽量远离微波 炉 电磁炉等 另外电脑 显示器等电器设计往往是正面防辐射作用强 因此应该防止电 脑主机和屏幕的背面朝着有人的地方 5 防微杜渐防微杜渐 积累当电器较长时间 例如 45 分钟以上 不使用时 最好不要让它们处于待机状态 因为此时不仅要消耗电能 而且可产生较微弱的电磁场 长时间也会产生辐射积累 6 防辐射产品防辐射产品 为了减轻电磁辐射危害 科技工作者研发了各种防辐射产品 对于长期处于较强电磁 辐射环境中的人 例如居住 工作在高压线 变电站 电台 电视台 雷达站 电磁波发 射塔附近的人员 经常使用电子仪器 医疗设备 办公自动化设备的人员 在现代电器自 动化环境中的工作的人 以及佩带心脏起搏器的患者 特别是抵抗力较弱的孕妇 儿童 老人及病患者 可以考虑配备针对电磁辐射的屏蔽服 防辐射眼镜等 7 7 健康食品 健康食品 多吃些胡萝卜 白菜 豆芽 豆腐 红枣 橘子以及牛奶 鸡蛋 动物肝脏 瘦肉等食 物 以补充人体内维生素 A C 和蛋白质 还可多饮茶水 茶叶中的茶多酚等活性物质会 有利于吸收与抵抗放射性物质 四四 手机辐射及其对人体的影响手机辐射及其对人体的影响 集现代高科技技术于一身的手机 不仅提供了最便捷的通信手段 随着手机功能不断 扩展 广播 电视 拍照 音乐 娱乐 PDA 上网等等超强 多媒体 功能 使手机已经 成为现代人特别是年轻人日常工作和生活娱乐不可或缺的一部分 然而 在享受高科技给 我们带来的便利的同时 利用超高频段电磁波传输信号的移动电话 其本身对周围空间产 生的电磁辐射的安全性引起广泛关注 4 1 手机电磁辐射对人体是否存在不利影响 手机电磁辐射对人体是否存在不利影响 关于手机电磁辐射对人体是否存在不利影响 迄今没有定论 1 有害论 通过统计研究 频繁 长时间使用手机的人出现头晕 恶心 睡眠变差 肌肉疼痛 等症状的比率高于对照组 通过模拟试验 例如模拟人脑组织 在手机连续工作若干时间 引起模拟人脑组织 某些部位温度升高 通过动物试验 例如对小白鼠进行微波手机连续长时间工作试验 辐射引起小白鼠 腹腔温度升高和血中脂质过氧化物增加 2 无害论 根据美国的标准 手机辐射值不能超过 2 0W kg 现在所有手机的辐射值都没有超 标 不会对人体构成伤害 认为 有害论 的统计研究数据不具有普遍意义 动物试验及其试验条件不能简单推定到人类 3 不确定论 由于现在还没有任何研究机构能够拿出确切证据证明多大的辐射会对人身健康 产生影响 所以世界卫生组织 WHO 国际非电离辐射防护委员会 ICNIRP 国际电信联盟 ITU 等研究手机电磁辐射权威组织 目前无法肯定 手机电磁辐射 有害大脑健康或者没有影响 4 2 如何看待手机电磁辐射问题 如何看待手机电磁辐射问题 1 应该正视 尽管目前国际权威组织无法肯定手机电磁辐射对健康的影响 但从电磁辐射对人体 作用机理分析 不利影响是肯定的 只是危害程度和 另一方面 目前坚持手机电磁辐射无害论的观点主要来自与手机产品有关的机构或 部门 不能不产生利益关联的疑问 因此 从保护人类根本利益出发 必须手机电磁辐射问题 应该通过科学试验和分 析 确认对人体安全的辐射量标准 继续开展有关防护技术和措施的研究 造福全人类 和子孙后代 2 不必恐慌 前面已经提到 电磁辐射辐射不等于电磁污染 毕竟现在还没有有说服力的证据证 明手机辐射危害 对于处于信息社会的人类而言 手机的作用实在不容忽视 特别是在 这个灾害频繁的世界 手机带给人们的便利是不可抗拒的 3 注意 度 量 电磁辐射对人体作用机理分析和试验都说明 这种对人体可能的危害不仅与辐射强 度有关 而且与作用时间有关 特别与连续作用时间有关 在一定程度范围无害的东西 超过一定程度就成为危害 蛇毒和砒霜在一定量的范围内是良药 是药三分毒 的常识 都告诉我们 注意 度 和 量 的重要性 有关手机电磁辐射危害 有一个实例可能具有一定说服力 如图 2322 所示 图 2322 手机煮鸡蛋 实验 一个鸡蛋放置在陶瓷的杯子上 两侧分别放置了两个手机 接着便进行了通话 25 分钟后 鸡蛋 壳开始发烫 进行到 40 分钟时鸡蛋里面的蛋白已经成固体状 到 65 分钟 鸡蛋发现已经完全熟透 4 3 手机使用者防护须知 手机使用者防护须知 作为尚无定论而又不能置之不理的手机电磁辐射危害问题 目前专家提出的一些防范原 则和措施可以作为参考 1 基本原则 1 减少手机使用时间 特别是连续使用时间 能用固定电话不用手机 连续使用时 间最好不要超过 30 分钟 2 避免近距离接触 电磁辐射强度是与距离成反比的 也就是说手机与人体的距离 从 1 厘米拉近到 0 5 厘米 其影响力就提高了一倍 3 不用时关闭电源 手机只要接通电源 就会发出电磁辐射 只是手机在通信的时 候发出的辐射量要大于待机时的辐射量 4 手机接通或者拨出的时候 电磁辐射强度最大 注意手机与身体的距离尽可能大 5 购买辐射功率低的手机 6 提高自身的免疫机能和抗病能力是根本 2 使用手机时防辐射建议 1 使用免提耳机 与手机保持一定距离 可减少 80 90 的电磁辐射 2 手机不用时尽量不要放在胸前口袋或挂在胸口 最好放在手袋或外衣口袋 3 使用耳机 可以使手机电磁辐射影响减少 90 以上 4 手机响时 一秒后再接听手机 5 使用防微波辐射纤维布贴罩住听筒 可以阻挡大部分微波辐射 五五 极低频电磁场及其对人体的影响极低频电磁场及其对人体的影响 近年 由于电子电气产品飞速发展 电力行业随之发展 大量高压线出现在人口稠密区 随着人们环保意识