发布时间:2023-10-11 17:27:34
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇电磁辐射的影响,期待它们能激发您的灵感。
1.电磁辐射的定义分类
电磁辐射是能量以电磁波的形式由源发射到空间或者以电磁波的形式在空间传播。电磁辐射因其频率和强度的不同,会对人体产生不同的危害。电磁辐射可分为三个级别:微波、射频、低频,低频辐射频率为
2.低频辐射对不同人群身体健康的影响
电磁辐射的损伤机制主要包括三个方面:热效应、非热效应、累计效应。热效应是通过电磁场或者其他方式使机体或系统加热而引起的变化,非热效应是电磁场通过除热效应以外的其他方式引起生物体生理生化改变的过程,具有极低频的特点;累计效应是在热效应和非热效应未得到修复而使辐射损伤得到累积的效应。
电磁辐射对人体的危害与多种因素有关,如辐射强度及频率、辐照时间、距离、年龄、性别、健康状况等等。多项研究表明低频辐射会对人体产生多种危害。
如低频电磁辐射(电视机)对儿童心理健康发展、认知能力会产生负面影响;低频辐射引起胚胎眼巩膜成纤维细胞的分子病理改变,这可能是产生近视的原因之一;极低频电磁辐射工频辐射可能对作业区工作人员肝细胞的合成、排泄功能有一定影响,同时也可能引起肝细胞损伤;暴露于不同强度的电场和磁场在一定程度上对作业人员的心血管系统具有一定的影响;现代化通信办公设备对公职人员耳、眼产生不良影响。
此外,也有研究表明低频辐射对生殖系统及胎儿发育产生不良影响,会增加孕妇流产几率。另外,据德国慕尼黑大学对近万名长期操作电脑的女性进行的跟踪调查表明,长期操作电脑的女性患乳腺癌的危险性比其他职业女性的概率高出43%,可见低频辐射还具有一定的致癌性。
3.手机等低频辐射设备对人体皮肤的影响
移动通信、网络技术的发展,使得手机、电脑成为人们日常工作、学习及生活的必需工具。目前,使用手机的人数占据世界总人数的1/2左右,受手机电磁辐射影响的人数也随之增多。手机辐射对人体皮肤的影响也渐渐成为研究热点。
手机电磁辐射对人体的影响主要为热效应和非热效应两方面。目前,关于手机辐射对皮肤的影响生物学机理的研究主要集中在国外,国内的研究相对较少。如D.Simon等研究了手机辐射(900MHz)对色素沉着皮肤模型产生的影响,结果表明,在900MHz频率的手机辐射下,表皮内环境瞬间发生稳态变化,这对皮肤抵御外来刺激的能力有所影响,降低了皮肤的自我保护能力。皮肤自我防御能力的降低使得皮肤免疫能力降低,这是多种皮肤问题产生的根源。此外,多项研究表明,手机辐射可引起皮肤角质层增厚、基底层细胞增生、表皮萎缩,同时,辐射还会影响胶原蛋白和弹性蛋白的表达,这是引起皮肤衰老及皱纹的诱因之一。
综上所述,手机低频辐射通过影响细胞因子、活性蛋白、基因等引起皮肤损伤,损害皮肤修复屏障、影响胶原蛋白及弹性蛋白的表达、增厚角质层细胞等,这是长期暴露在手机辐射的环境下,皮肤出现无光泽、衰老的原因之。
李志坚等,采用随机对照的方法,对105名VDT(专职电脑终端)工作人员的面部皮肤进行了系统的跟踪和调查,通过参与者自觉症状间接反映皮肤屏障功能情况。结果显示,随着每日工作时间的加长,颜面部自觉症状(瘙痒、红斑、丘疹等)显著加强,说明电脑辐射可能通过影响皮肤屏障功能使皮肤的退化、衰老加速。
牛牧等,采用随机同样的方法系统调查、研究电脑辐射对VDT人员颜面部皮肤的影响,对工作期前后面部干燥、瘙痒感感、脱屑、紧绷感、烧灼感等自觉症状进行了评价。结果表明,工作人员电脑辐射对颜面皮肤屏障功能的影响非常显著,其明显加快了皮肤的衰老。
综上,通过统计调查,电脑低频辐射使长期暴露在电脑前的工作人员的面部皮肤干燥、瘙痒感、脱屑、烧灼感、红斑等症状加剧,使皮肤的衰老加速。
【关键词】电气设备;电磁辐射;环境影响
1.变电站的电磁污染
现代电力网的电磁效应主要通过电场、磁场和电晕三种形式发生的。
1.1电场特性
载流输电线在周围空间产生电场,有如下特性:①场强度与输电线相对于大地的电压成正比;②场中的导电物体(建筑物、树林等)会使电场严重畸变,从而产生一定的屏蔽;③三相交流输电排列方式不同,电场强度不同(导线水平排列,场强影响范围最大;正三角排列次之;倒三角排列时最小)。提高输电线架设高度、可减少地面强度。
1.2磁场特性
磁场强度的大小与电流大小有关,与电压无关;50 Hz 或 60 Hz 的磁场能很容易穿透大多数物体(建筑物或人),且不受这些物体的干扰。从理论上讲,由于三相变流输电线中各相电流的有效值相等,相位互差 120°,所以在距输电线较远外产生的磁场相互抵消,近似为零。一般重点研究电场。
1.3电晕特性
当导线表面的电场强度超过空气击穿强度时,就产生电晕放电。这时,导线表面的电场强度一般达到 30kV/cm 以上,只有高压输电线路导线表面才有如此巨大的电场强度,因此,电晕放电多发生在高压输电线路上。电晕放电首先受线路自身状况的影响,例如,电压越高,电晕放电就越强;导线直径越大,电晕放电就越弱;导线表面光洁度越高,放电也就越弱。其次,电晕放电还与环境因素有关,空气污染越严重,电晕放电就越强;相对空气湿度越大,风速越大,电晕放电就越强。在降雨、降雪时,电晕放电加剧。在环境空气质量较差的天气条件恶劣时,电晕放电总是比较强烈。
2.变电站电磁辐射对环境影响的研究
2.1测量方式
监测标准按《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法》(H3lT 10.2-1996)执行。在送变电设施正常工作时间内进行测量,每测点连续测5 次,每次测量时间大于 15s,读取稳定状态的最大值。若指针摆动较大,适当延长测量时间。
2.2测量布点
站内布点在主控室操作人员的工作位置,测量部位距地面 1.5m。站外布点在围墙四周 0、10m、20m、30m、40m、50m。测量每个距地面 1.5m 处测点电场强度的垂直分量和磁场强度的垂直分量和水平分量。对评价范围内的环境电磁辐射水平进行定量分析评价,以及电磁辐射防护措施进行论证。对变电站及线路周围的居民区、学校、机关、重要建筑物等环境敏感点,以及变电站内的工作人员进行调查。本次研究监测了深圳南京某 500kV 变电站。
2.3检测结果分析
通过对南京某500kV 变电站环境电磁辐射测量,根据测试结果可以看出,所有测点的磁场强度均能满足标准要求。
2.4变电站电磁辐射影响评价
测量结果反映了被测变电站及线路的电磁辐射现状,包括工程电磁辐射的影响,也包括其他辐射及自然本地的影响。南京某 500kV 变电站,该变电站周围的地形相对较为平坦,排除输电线下方的测量值,墙外10m处测得得最大电场强度为3.91kV/m。50m 范围内均小于 4kV/m,磁场强度最大值为 0.0013mT;电磁场随距离呈下降趋势。变电站的电场强度基本随距离的增加而下降,磁场强度的环境影响甚微。
3.变电站电磁辐射的防护措施
当今,电力网电压等级不断提高,电磁污染潜在危害亦越来越受到重视。高压和超高压电力网的电磁污染防护措施主要有:
3.1对人体影响的减缓措施
为避免电磁辐射对人体的影响,应从输变设计和劳动保护两方面采取措施。例如,提高导线对地的高度,双回路导线逆相布置,高低压导线分层架设等措施,会获得降低地面强度的效果。在运行中对工作人员采取局部屏蔽与限制工作时间等防护措施,以减少电磁辐射对人体的影响。
3.2对通信线路干扰的消除措施
对通信线路的影响有静电感应和电磁应两方面。输电线路正常运行时,在邻近的与其平行的通讯线路产生感应电荷。感应电荷与输电电压成正比,还与通讯线路与输电线路的距离及相互位置有关。同样,输电线路的交变磁场也会在邻近的平行通讯线路上产生互感电压,其大小与电流强度和邻近的平行通信线路的长度成正比。计算与实测表明,在正常情况下距输电线 50m以内,电场影响较大,是干扰正常通讯的主要因素,而磁场影响很小。当间距增大,电场影响显著下降,到 100m 之外时,磁场影响是主要因素。而电场影响可忽略不计。当通讯线上的感应电压超过弱电设备绝缘的击穿电压时,就可能损害设备和人身安全。
3.3对无线电与电视的干扰
输电线对无线电与电视的干扰主要是指电晕放电引起的干扰。一般在大于 200m 处,干扰电场可以忽略不计。无线电杂音的强度受天气影响较大,一般只在恶劣的天气条件下电网才会对距它很近且信号很弱的无线电与电视产生干扰。为了避免架空电力线对通信线的干扰,设计时应从导线选择和连接等方面考虑,无论是单导线还是分裂导线,均应使导线半径或等值半径等于或大于引起电晕的半径。
4.结论
从变电站周围的电磁场强度的分布来看,变电站所处地形大多为坡地。地处城区的变电站周围人口密集,高大建筑物参差不齐,地面场强分布不均匀,但从规律上看,场强随远离变电站的距离增加呈下降趋势。在线监测说明超高压变电站设施在正常运行时,周围无进出线区域的电磁辐射小于环保评价标准,不会对操作人员和公众的健康造成危害。在有线路进出较多的区域,其下方受高压输电线的影响,电场强度有超标现象,但超标点周围无人员居住。
【参考文献】
[1]郭伟强.当前电力规划工作的思考[J].农村电气化,2001,(1):ll-12.
自助式“第一调查网”的调查问卷表明,近年来在“你觉得手机电磁辐射对人体健康有影响吗”这个问题中,回答“有”的人数比例明显逐年减少,由2007年4月23日的76.57%下降至2012年5月2日的36.54%,这说明在手机影响健康方面普通用户对手机的信任度明显增加。而科学界在这方面的研究一刻没有放松,隶属于世界卫生组织的“国际癌症研究机构”在2011年6月1日报告认为,手机等无线通讯设备所产生的电磁辐射可能会增加人类罹患脑胶质瘤的风险。
中国电信、中国移动和中国联通官网公布的数据显示,目前中国手机用户已达10亿,作为如此普及的通信工具,手机已经与人们的日常生活密不可分。因此,有必要对手机电磁辐射及其如何影响健康进行分析和研究。
2 电磁辐射的生物效应
手机电磁辐射之所以对人体健康产生影响,是因为存在电磁辐射的生物效应,即电磁辐射使人体产生与生命现象有关的响应。
电磁辐射生物效应从热作用方式上分为热效应和非热效应[1],具体如下:
(1)热效应:人体70%以上是水,水分子是有机分子,受到高频电磁波辐射后,水分子取向极化而运动加剧,导致体温升高,从而影响体内器官的正常工作。
(2)非热效应:人体的器官和组织存在稳定而有序的微弱电磁场,如果受到外界电磁场的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场将遭到破坏,人体也会遭受损伤。
热效应和非热效应对人体的伤害不断累积,久而久之就会成为永久性病态。影响电磁辐射生物效应的主要参数是频率和强度,不同频率、不同强度的电磁辐射对健康的影响也不同。
3 手机电磁辐射的动物实验
手机电磁辐射对人体健康是否构成威胁?构成怎样的威胁?医学研究人员采取的重要手段是动物实验。一般认为,电磁辐射能造成人体免疫功能的下降。此外,由于手机使用时距脑部很近,脑部生物电磁波或许更易受到外界电磁辐射的干扰,因此手机对大脑产生的影响也越来越引起人们的关注。
为了研究手机辐射对免疫功能的影响,将听筒置于孕鼠耳部,完全模拟人的通话状态进行实验。32只体重均衡的孕鼠随机分为四组,一组不接受手机电磁辐射(对照组),另三组分别接受低、中、高强度手机辐射(实验组),实验组孕鼠每次接受手机辐射时间分别为10min、30min、60min。自受孕日起,每日辐射3次,连续辐射21天,待孕鼠正常分娩后,测量孕鼠及24h内新生鼠外周血中IgA、IgG、IgM的含量,得出的结论是:手机电磁辐射确实会损伤孕鼠及新生鼠的淋巴细胞,引起免疫球蛋白含量降低,致使免疫功能下降,且与辐射时间呈相关性[2]。
为了从生化学角度探讨手机辐射对脑组织的损伤作用,用上述相似的方法进行孕鼠实验,测定孕鼠及胎鼠脑组织中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)含量,再进行比较分析,得出的结论是:孕鼠在孕期接受手机电磁辐射达一定时间,会对子代脑组织的抗氧化系统产生一定的损害[3]。
4 手机使用人群的健康调查
研究手机辐射危害最直接的方法是调查使用人群的健康状况[4],手机使用的年限与瞌睡、恶心呈正相关;每日使用手机的时间与头痛头晕、精力不佳、恶心和心慌呈正相关;每日使用手机的次数与头痛头晕、心慌呈正相关。另有研究表明[5],手机电磁辐射或可伤害肝脏、肾脏,加速细胞的活动,易使人衰老,是造成孕妇流产或畸胎、心血管疾病、糖尿病、癌突变的诱发因素。
5 手机电磁辐射的量度
研究人员常从以下两个方面量度手机电磁辐射:
(1)辐射功率密度
电磁辐射是一种能量,其对环境的影响大小主要取决于能量的强弱。辐射功率密度是指单位时间、单位面积内所接收或发射的高频电磁能量,单位为W/m2。先从电磁场理论出发,推导出手机向四周空间发出的辐射功率,进而求出功率密度;再根据人头接受辐射的面积、手机天线头与人头的距离,即可得到人头接受的辐射功率和功率密度,为进一步研究手机辐射对人体影响提供理论依据。
(2)SAR值
在外加电磁场的作用下,人体内将产生感应电磁场。由于人体各器官均为有耗介质,因此能不同程度地吸收或消耗电磁场能量。SAR值(Specific Absorption Rate,比吸收率)是人体接受到电磁辐射的一种尺度,其定义为单位质量的人体组织所吸收或消耗的电磁功率,单位为W/kg。
由于人体组织接受到的电磁辐射能量可能是随位置和时间而变化的,因此,应按某质量单元(dm)在某时间单元(dt)接受的辐射能量(dW)进行分析,公式如下:
(1)
其中,ρ是人体组织的质量密度,单位为kg/m3;E是人体组织中的电场强度有效值,单位为V/m;σ为人体组织的电导率,单位为S/m。
由式(1)可以看出,SAR值不仅与人体组织的电场分布有关,而且也与自身的密度与电导率有关,这就是电磁辐射对人体不同组织具有不同损伤的原因。
目前,国际上主要有两个SAR限值标准[6]:一个是欧洲采用的通行标准——国际非电离性照射保护委员会(ICNIRP)规定的IEEE1528SAR-200x标准;另一个是国际电子电气工程师协会(IEEE)规定的IEEEC95.1-1992安全标准。
6 手机电磁辐射的防护对策
研究表明,科学合理地使用手机能有效减少手机电磁辐射对人体健康的影响,具体措施归纳如下:
(1)使用耳机。与直接将手机靠近耳朵接听相比,耳机能明显减少SAR值[7]。因为耳机输出的是音频信号,与射频信号是分离的,在耳机线周围也不可能有共振产生。
(2)手机接通瞬间离头部越远越好。由于打电话拨号或者听到振铃接听电话时,手机的信号传输系统还不稳定,此时辐射功率最大。
(3)尽量不要连续用同一只耳朵听。两只耳朵换着听,可以让耳朵得到热量耗散,不至于使辐射积累到造成损伤的程度。
(4)在信号强时使用手机。由于手机信号越弱就越要提高发射功率,这样才能保证通话质量,而此时电磁辐射就越大。
(5)手机不放枕边。手机在待机状态时仍和基站保持联络,也是有辐射的,尤其是发信号的时候,辐射峰值还会较大,因此晚上睡觉时不应把手机放在枕边。同理,将处于待机状态的手机挂在腰间或者胸前都是不合适的。
(6)特殊人群慎用手机。例如:癫痫患者使用手机时,由于脑部周围电磁场增强,或可诱发癫痫病;装有心脏监视器的病人使用手机时,手机电磁辐射会影响心电图记录;白内障患者使用手机时,可能使眼球晶状体温度上升、出现水肿,使病情加重;孕产妇频繁使用手机,胎儿易受影响,还可能导致产妇内分泌紊乱,影响泌乳。
(7)不用“山寨手机”。很多“山寨手机”不进行SAR值的测试,没有入网许可证,其危害可想而知。
7 结束语
手机电磁辐射对人体的危害性评价,科学界至今仍然存在争议,这很大程度是因为缺乏统计学上因果关系的强有力证明。大规模使用手机仅仅是最近十余年的事情,而手机对健康的影响是“慢性”的,或许经过更多年的积累,才会造成对健康的损伤;又或者这种影响是微不足道的,完全不会对健康构成威胁。不管怎样,手机制造商、医学研究人员和普通手机消费者应共同对其危害性多一份警惕,这是很有必要的。
参考文献:
[1] 卑伟慧,曹毅. 电磁辐射的生物学效应[J]. 辐射防护通讯, 2007(3): 27-31.
[2] 王秋丽,杨晓倩,季静,等. 手机辐射对孕鼠及子代血清免疫球蛋白的影响[J]. 山东大学学报:医学版, 2010(1): 151-153.
[3] 季静,杨晓倩,郭冬梅,等. 手机辐射对孕鼠及胎鼠脑组织损伤作用[J]. 中国公共卫生, 2009(12): 1451-1452.
[4] 戴伏英,邢玉梅,吉秀亮. 手机对神经衰弱症状影响的研究[J]. 现代预防医学, 2007(21): 4021-4022.
[5] 杨学清,白永强. 手机辐射的危害及预防[J]. 辽宁师专学报:自然科学版, 2009(3): 70-71.
关键词:电磁辐射;家用电器;健康
继水源污染、空气污染和噪声污染之后,电磁辐射已成为当今社会第四大环境污染源。人长时间处于较强的电磁辐射之中,就会出现如心率不起、血压改变和失眠、健忘等生理反应,甚至使人的身体器官发生癌变。因此,很多人甚至到了谈“电”色变的程度,家里的什么电器都不敢碰,生怕沾染了电磁辐射。
那么,什么是电磁辐射呢?电磁辐射对人体健康又有哪些影响呢?电磁辐射又称电子烟雾,是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成,而该能量是由电荷移动所产生。电磁辐射是一种复合的电磁波,以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。换句话说,所有的电子电路都会产生电磁辐射。
当然,人体对电磁辐射是有一定的抵抗力的。一般认为电磁辐射在10V/m或0.4μT以下时,对人体健康不构成危害。那么,我们常用的家用电器产生的电磁辐射是否会超过这个值呢?
1、手机
现代生活中人几乎处处离不开手机,所有首先来谈谈手机的电磁辐射。经过检测,手机在不同状态下辐射值是不一样的。开机7.65V/m,关机4.25V/m,待机0.62V/m,接收短信5.96V/m,发送短信5.43V/m 上网2.65V/m,接通前9.26V/m,接通瞬间26.84V/m,通话期间 1.48V/m。由此可见,在拨打手机的接通瞬间,手机的电磁辐射是最强的,而当接通以后,其辐射值会逐渐降低到一个相对稳定的状态。因此,在拨打电话时,最好是先现拨号码,然后把手机拿在手里,等电话接通了在把它移到头部附近。另外,如果能够使用耳机接打电话,也可以增加手机和头部的距离,从而减少手机辐射对人健康的影响。
2、电脑
随着科技的发展,电脑作为一种高科技的办公设备,已经逐渐走进千家万户,成为人们家中不可或缺的家用电器。很多人喜欢上网、打游戏、聊天、看电视、斗地主等等,在电脑前一坐就是好几个小时。
经过测量,电脑的各个部分都会产生电磁辐射但并不相同。映像管显示器(CRT)1.00μT,液晶显示器(LCD)0.11μT,电脑主机正面0.17μT,电脑主机后面0.46μT。低音炮音响0.63μT,普通鼠标0.1μT,普通键盘0.11μT,无线鼠标0.53μT,无线键盘0.96μT,无线路由器 0.15μT。
通过比较可以发现,映像管显示器(CRT)的辐射是最高的如果你家中还用的是老式映像管显示器的话,还是尽快换成液晶的吧。如果必须要用映像管显示器(CRT),一定保持显示器和人的距离在30厘米以上。电脑主机的机箱要密封严,它的机箱外壳有很好的防辐射功能。过去有些人为了让电脑散热更好,而将机箱外壳拆开,让主机的内部零件着工作,这样会成倍增加辐射。由于机箱后面的辐射很高,人没事不要长时间站在那。低音炮音响的辐射也比较大,最好不要摆放在电脑桌上,放在桌子下面可以减少对人的影响。至于最后的无线键盘和鼠标,检测的是它们正上方的辐射,而无线键盘和鼠标的下面密封还是比较严的,泄露出来的电磁辐射也很少,一般不会危害健康。
3、电视机
现在家里的电视机基本上也都换成液晶的了,其电磁辐射类似于电脑屏幕。不过人们看电视时的距离一般要比看电脑屏幕远得多,所收到的电磁辐射也要小得多。所以,即便长时间看电视,也不会积累太多的电磁辐射。不过长时间看电视还是对视力有损害的。
4、电磁炉
以前大家做饭用煤,后来慢慢换成了液化气或管道煤气。如今,随着电力资源的使用越发广泛,越来越多的家庭开始适用电磁炉烹饪美食,尤其是和亲朋好友围坐在一起用电磁炉吃火锅是再爽不过了。可是有人说电磁炉的电磁辐射很强,会对周围一圈人都有辐射。事实是如此吗?
通过测量,电磁炉附近的电磁辐射为19.74μt,看上去很高。但是,把检测仪移动到距离电磁炉20cm处,其数值就下降为5.49μt。再把检测仪移动到距离电磁炉40cm处,其辐射值仅为0.32μt。
如果是在灶台上烹饪食品,人一般不会离电磁炉很近。即便是吃火锅,由于习惯上在火锅周围还要摆放菜品和餐具,其距离也要在40cm以上。所以,电磁炉的电磁辐射并不会对人体健康不利。
现在市面上还有一种电陶炉的东西,经常打着“无辐射”的幌子跟电磁炉竞争。其实电陶炉辐射虽然低,但绝对不是无辐射。而且由于加热原理的不同,导致电陶炉工作时自身产生大量热量,在是烧水,炒菜或者吃火锅,电陶炉的效率要比电磁炉差好多。不过电陶炉也有不挑材料和可以无烟烧烤等优点,可以说各有千秋,消费者可以按需要取舍。
5、微波炉
随着生活的节奏的越来越快,微波炉开始走进了千家万户。它的名字里就带着“波”,使许多人觉的它肯定会产生很多电磁波,电磁辐射也一定很强。
经测量,电磁炉的正面电磁辐射为3.93μT,距离电磁炉正面30cm处2.43μT,距离60cm处0.27μT。而距离电磁炉正面70cm以上则完全检测不到电磁辐射。
电磁炉的电磁辐射泄漏容易发生在门缝处,如果你担心受到电磁辐射,在开启电磁炉后就迅速与电磁炉保持一定距离,就不会受到电磁辐射的影响。
除此以外,电冰箱、音响、电暖器、电水壶、吸尘器等也会产生电磁辐射,但也都远远低于限定值。现在我们已经列举了这么多家用电器,发现它们的电磁辐射都不大,对人体健康的影响很小,那是不是说家用电器不会产生强的电磁辐射呢?当然不是,而且这些产生强电磁辐射的恰恰是那些不起眼小家电。
6、电吹风
不要小看电吹风,一个1000W的电吹风,工作时的电磁辐射居然高达3.5μT,是电脑屏幕的3倍多。而且由于电吹风工作时是正对着头的,它的辐射强度可想而知。
好在人点电脑前能坐一个小时,但绝不会用电吹风吹一个小时。顶多3-5分钟把头发吹干就停下来了,使得电吹风对人的影响还不至于太大。真正对人体健康危害最大的是下面的设备
7、电热毯
电热毯工作时的电磁辐射大约是400毫高斯,也就是4μT,比电吹风还要多。更可怕的是,当人躺在电热毯上时,两者之间的距离为0。像前面提到的几种电器,都可以通过增大距离来减少电磁辐射,但这方法对电热毯完全无效。更严重的是,有些人喜欢冬天开着电热毯睡觉,使得身体接受电磁辐射的时间也无限延长,很容易诱发各种身体身体疾病。轻者头痛、头晕、上火、发烧,重者呼吸困难,甲状腺机能抑制,皮肤肾上腺功能障碍,甚至有产生白血病的可能。
所以,在使用电热毯时,一定要在睡觉前将其关闭,以免发生人长时间处于电磁辐射的情况。另外,即使人不在床上,也不要长时间开着电热毯,容易诱发火灾等事故。
综上所述,家用电器的电磁辐射确实是存在的,但并没有那么严重。只要我们合理的使用家用电器,并养成良好的生活习惯和卫生习惯,家用电器就不会我们的健康造成影响,而会使我们的生活变得更加温馨和舒适。
参考文献
[1] 张月芳等,电磁辐射污染及其防护技术,2010
关键词:高压输电线路;电磁辐射;小鼠;血液生化指标;肝功能
中图分类号:R-33 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2012)21-4827-03
Effects of Electromagnetic Radiation from High-voltage Transmission Lines on Haematological and Liver Function of Mice
ZHAO Hui-jun1,XU Xiao-hong2
(1. Power Supply Company of Xiaonan District in Xiaogan City, Xiaogan 432000, Hubei, China;
2. Hanchuan People’s Hospital, Hanchuan 432300, Hubei, China)
Abstract: The haematological and serum parameters, liver pathological changes induced by electromagnetic radiation from high-voltage transmission lines were on-spot studied in the electromagnetic field of high-voltage transmission. The results showed that after 12 hours electromagnetic radiation, the total white blood cell (WBC) number, the hemoglobin content and haematocrit in mice blood at high voltage station were apparently higher than the control group, but the red blood cell (RBC) number were apparently lower. The activity of alamine aminotransferase, aspartate aminotransferase and γ-glutamyl transferase (GGT) was increased after electromagnetic radiation. The activity of superoxide dismutase(SOD) in liver was reduced, and the content of malondialdehyde(MDA) was also trend to decrease. There was light degeneration in the liver tissue. A certain changes were also observed in such indices of the mice under the electromagnetic from transmission line.
Key words: high-voltage transmission line; electromagnetic radiation; blood parameters; liver function
自1979年有报道称小儿白血病与居住地靠近某些高压输电线路之间存在联系以来,高压输电线路电磁辐射是否对人体健康存在潜在危害一直是许多国家研究者和公众长期关注的对象。有研究表明电磁辐射不但影响碳水化合物的代谢及血液中葡萄糖的酵解,而且总蛋白的含量及其成分也有所改变[1-4],且电磁辐射一个显著的作用就是能够改变人和动物细胞膜的通透性,改变离子和生物大分子的分布[5-7]。电磁辐射生物学效应的研究备受关注[8-11],但对于血液和肝脏功能影响的相关研究报道甚少,为此本试验研究了高压输电线电磁辐射对小鼠血液及肝脏功能的影响。
1 材料与方法
1.1 试验场地
在湖北孝感及安陆的高压变电站和空旷的高压输电区,用精密仪器测量在高压电线距离地面1.6~2.3 m的场强分布大约是 3 500~ 4 000 V/m,高压变电站内场强分布大约是 6 000~ 8 000 V/m。本试验利用该电磁场实地研究了电磁辐射对小鼠血液及肝功能的影响。
1.2 试验动物及分组
从湖北实验动物中心购买健康雄性二级昆明小鼠72只,鼠龄(65±10) d,体重(27.42±2.42) g,72只小鼠分为对照组(24只)和辐射组(48只)。对照组小鼠不作任何辐射处理,辐射组小鼠分为高压电线组(24只,场强分布 3 500~ 4 000 V/m)和高压变电站组(24只,场强分布 6 000~ 8 000 V/m)。自由,辐射组分别在相应场地场强下进行全身辐射12个月。每组小鼠均自由饮水,不限量供应饲料,尽量保证室内空气清新,并每隔2d更换笼中锯木屑垫料,定期用消毒灵对饲养笼及环境进行消毒。
1.3 血液生化指标的测定
所有动物在饲养12个月后,分别对各组小鼠用剪刀剪掉其尾部1 mm,以带有10 μL刻度的毛细玻璃管取尾血,立即吹入10 mL血液稀释液中,混匀并防止血液凝固。用各指标试剂盒和全自动生化仪分别测量血液生物学指标和肝功能的相关指标,如白细胞(WBC)、红细胞(RBC)、血红蛋白(Hgb)、红细胞压积(Hct)、丙氨酸转氨酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、γ-谷氨酰转移酶(GGT)等。
1.4 肝组织丙二醛(MDA)、髓过氧化物酶(MPO)和超氧化物歧化酶(SOD)测定
饲养12个月试验结束时用颈椎脱臼法快速处死各组小鼠,取肝,采用南京建成生物工程研究所生产的分析试剂盒对新鲜肝组织中丙二醛 (Malondialdehyde,MDA)、髓过氧化物酶(Myeloperoxidase,MPO)、超氧化物歧化酶 (Superoxide dismutase,SOD) 进行分析。
1.5 肝组织病理变化
于饲养12个月试验结束时用颈椎脱臼法快速处死各组小鼠,取肝,新鲜肝组织立即浸入10%中尔马林,经常规石蜡包埋、切片、HE染色,OLYMPUS显微镜下观察肝组织病理变化,摄像。
1.6 统计学处理
数据采用SPSS 17.0统计软件处理。
2 结果与分析
2.1 电磁辐射对小鼠血液生化指标的影响
电磁辐射对小鼠血液生化指标的影响见表1、表2。由表1可见,与对照组(CON)相比,高压变电站内电场组(EFOTS)小鼠血液参数白细胞、血红蛋白和红细胞压积含量增加明显,红细胞含量下降较明显;而高压电线电场组(EFOEW)小鼠白细胞、血红蛋白和红细胞压积含量略有上升,红细胞含量略有下降。由表2可见,与对照组相比,高压变电站内电场组小鼠血清生化指标中ALT、AST、GGT活力增加明显,而高压电线电场组小鼠血清生化指标中ALT、AST、GGT活力有较大增加,但不如高压变电站内电场组明显。高压变电站内电场组、高压电线电场组小鼠血清的ALT分别为(47.80±0.45)、(39.17±0.45)U/L,高于对照组的(34.60±0.65)U/L。高压变电站内电场组、高压电线电场组小鼠血清的AST分别为(182±22)、(149±12)U/L,高于对照组的(121±15)U/L。因为ALT和AST通常用于评价肝功能,所以二者的变化反映出经过长时间的电磁辐射后,小鼠的肝功能受到了一定的影响。此外,总白细胞数和红细胞数在试验组和对照组间存在差异,表明血液中的细胞组成也受到了电磁辐射的影响。
2.2 电磁辐射对小鼠肝组织MDA、MPO、SOD的影响
SOD、MDA和MPO是表征肝功能的常见指标,高压输电线路对小鼠SOD、MDA和MPO的影响见表3。由表3可见,与对照组相比,高压变电站内电场组和高压电线电场组小鼠SOD活力有所降低,MPO与MDA含量均有明显增加。表明电磁辐射可降低肝脏的抗氧化能力。
2.3 肝脏组织切片病理学观察结果
饲养12个月后,肉眼观察对照组小鼠肝未见异常,高压变电站内电场组、高压电线电场组小鼠肝脏切面呈灰白色或灰红色。肝脏组织切片病理学观察结果见图1,由图1可见,对照组(图1A)肝组织小叶结构完整,肝细胞板围绕中央静脉呈放射状排列,肝细胞轮廓清晰,胞质粉染,核圆形、居中,多为单核,可见双核。辐射后高压变电站内电场组(图1B)较之对照组和高压电线电场组(图1C)肝细胞胞质更疏松,着色浅淡、甚至透亮,核居中,肝细胞胞质内可见大小不等的空泡,核偏位。病变趋势由中央静脉向汇管区方向渐轻,严重者累及全小叶,偶见肝细胞点状或小灶状嗜酸性坏死。高压电线电场组肝脏胞质变疏松,肝细胞胞质内可见大小不等的空泡,病变趋势由中央静脉向汇管区方向渐轻,偶见肝细胞点状坏死。
3 结论
在220 kV变电站及输电线路实地研究长期的电磁辐射对小鼠血液及肝功能的影响,结果辐射后小鼠肝脏SOD、MDA和MPO变化及病理组织切片表明辐射对小鼠肝脏细胞造成伤害,较强的电磁辐射对小鼠血液、肝功能及肝脏组织有一定程度的不利影响,辐射越强影响越大。
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收稿日期:2012-02-08
基金项目:中国博士后基金项目(20090460950)
关键词:TD-SCDMA 基站辐射 智能天线 安全防护
中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)07-0041-02
1 引言
随着移动通信的快速发展,城市内的移动通信基站分布越来越密集,人们一方面为了保证通话质量,希望基站越多越好,另一方又担心基站辐射问题,移动通信基站电磁辐射已经成为公众关注的焦点。目前,国内外对GSM基站的电磁辐射研究已经积累了相当多的经验和研究成果[1-3],TD-SCDMA是建立在我国自主知识产权基础上的3G技术标准,其研究尚未在国际上铺展开来,国内对其电磁辐射的理论研究较少,尚不成熟。TD-SCDMA基站采用的通信技术与GSM基站具有较大的差别,其中智能天线是影响TD-SCDMA基站电磁辐射的主要因素之一,通过研究智能天线不同下倾角、挂高情况下,基站周围辐射场的变化规律,找出降低电磁辐射场强的方法,为环保管理部门提供理论及科学依据,具有现实的意义。
2 传统电磁辐射预测模型的修正
我国对基站电磁辐射的研究相对较晚,但是关于电磁辐射环境问题得到社会高度重视。目前,我国的电磁辐射环境监测主要依据国家环境保护局的国标《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)和卫生部的国标《环境电磁波卫生标准》(GB9175-88)等标准。其中,《辐射环境保护管理导则——电磁辐射环境影响评价方案与标准》[4](HJ/T103-1996)中提供了电磁辐射预测模型公式,可以对基站电磁辐射进行理论估算,公式如下:
式中,Pd为远场轴向功率密度,W;P为设备功率,W;G为天线最大辐射方向的功率增益,r为测量位置与天线轴向距离。
参照公式(1),环境保护部门在管理过程中,通过对TD-SCDMA基站周围电磁辐射值的测量,发现理论预测值与实际监测值差异较大,表明传统的电磁辐射预测模型不再适用于TD-SCDMA制式,该现象的存在还有可能引起公众对电磁辐射更大的恐慌,长此以往也不利于环保部门开展工作及社会和谐发展。
智能天线相较于传统天线,最大的特点是方向图可控,实现了对移动台的定位。针对TD-SCDMA制式中智能天线的使用,对公式(1)进行修正[5]:
其中为垂直面上与天线轴向的夹角,为水平面上与天线轴向的夹角。为归一化功率方向函数(天线轴向时,其值取1)。经修正,式(2)也可以计算远场区非轴向的功率密度。
在实际环境中使用的天线均安装在较高的位置,并有一定的下倾角,为此需对天线的辐射模型进行进一步的修正。设天线的挂高为H,下倾角为θt,那么距离天线的任意水平距离时,可以得到此时该点偏离天线主瓣主轴方向的角度θz为:,当测量点距离天线的水平距离大于天线主轴与水平面交点的距离r0时,说明观测点所在位置已偏离天线主瓣,天线辐射随r的增大显著减小,故可忽略不计。
3 TD-SCDMA基站电磁辐射的分布特征
TD-SCDMA智能天线的波束分为广播波束和业务波束,广播波束实现了对整个小区的覆盖,业务波束则针对移动用户形成定向跟踪波束。
下面针对8单元均匀线阵形成的定向波束对TD-SCDMA基站周围电磁辐射分布进行仿真分析。
3.1 不同高差h的辐射分布特征
距天线轴向水平间距d=5m;垂直方向距离地面的高度,即高差h(m)。高差h不同时,TD-SCDMA基站周围的电磁辐射分布预测曲线图如图1。
由图可知,小于10m的近场范围内(天线口径取1.2m时,近远场分界线为19.3~19.4m),电磁场变化复杂,波动较大。由于天线主瓣及旁瓣、楼层的阻挡、吸收等因素的影响,电磁辐射值先呈现增大趋势,出现最大值后迅速衰减,并趋于背景值。
3.2 不同水平间距d的辐射分布特征
距天线轴向水平间距d(m),高差h=8m。水平间距不同时,TD-SCDMA基站周围的电磁辐射分布预测曲线图如图2。
由图可知,基站电磁辐射值随着轴向测试点d的增大而增大,出现最大值后呈指数衰减趋势,28m左右趋于背景值水平。
3.3 不同下倾角θt的辐射分布特征
距天线轴向水平间距d=5m;高差h=8m。下倾角不同时,TD-SCDMA基站周围的电磁辐射分布预测曲线图如图2。
由图可知,近场区范围内同一测量点,基站电磁辐射值随着天线下倾角的增大而增大,出现最大值后呈指数衰减趋势,迅速趋于背景值水平。
4 仿真结果分析
参照GB8702-1988中规定,TD-SCDMA基站的公众照射导出限值应小于0.08W/m2,通过修正后的电磁辐射预测公式仿真可知,基站电磁辐射水平随距离呈指数衰减,安全防护距离约为28m左右。
5 电磁防护措施
由上述研究分析可知,可以通过改变天线俯仰角,或提高天线挂高等措施使得电磁辐射迅速衰减至背景值,还能进一步减小安全防护距离。对于不能对天线进行改变的楼顶或铁塔天线可以进行楼顶关闭或设置警告栏等管理措施。
6 结语
上述预测值为理想条件下的TD-SCDMA基站电磁辐射的理论预测值,实际基站周围的辐射环境相对复杂,受到环境、功控、基站设备配置等因素的影响,后期研究应将话务量、传播损耗、天线增益等因素考虑在内,使预测更符合实际环境。准确的电磁辐射预测模型可对移动通信工程建设提供科学指导,为电磁辐射环境评价提供有力证据,做到预防为主,防治结合,具有重要指导性意义,也将是下一阶段电磁环境保护的工作重点。
参考文献
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【关键词】 高压输电线;电磁辐射;大鼠
Influence of electromagnetic irradiation for high-voltage transmission lines on rats
【Abstract】 Objective To study the effect of exposure to electromagnetic irradiation(EMF) for high-voltage transmission lines(HVTL) on rats.Methods Rats were exposed to EMF imitated for HVTL. Electrocardiogram and electroencephalogram were measured. The organic structure of lung and spermary were observed and phosphorylations of STAT3 were detected in spleen cells. Meanwhile the biochemical indexes of blood were determined. Results The expression of phosphor-stat3 was significantly increased. The content of alanine aminotransferase and number of white cells were remarkably improved. And the intension of peak in FTIR of haematoglobin was changed. The organic structure of lung and spermary were abnormal. Conclusion The EMF of HVTL could bring the intensifying effect on cell signal transduction, blood system and productive system of rats, respectively.
【Key words】 high-voltage transmission lines; electromagnetic irradiation; rats
随着国家工业化程度的发展,高压输电线和各种电视台、电台等辐射的大量低频电磁波,使人们不同程度的受这种电磁辐射的影响。这些电磁辐射携带有极高的电磁能量和具有强大的电磁力,它会对周围的人和动物产生强烈的相互作用,改变生物的电磁特性,影响生物的生理健康和生物功能。高压输电线电磁辐射对人体影响的程度和产生 的生物效应是一个长期争论的话题[1~3]。我们通过测试对活体动物的宏观生物特性及微观生物结构在高压输电线照射后的变化来研究高压输电线电磁辐射对大鼠的影响,以探索高压输电线电磁辐射的生物效应及其作用机制。
1 材料与方法
1.1 高压输电线辐射系统
我们测试了高压输电线电磁场在距离地面1.6~2.3m的场强分布大约是3500~4000v/m和0.1~0.01高斯左右,据此在实验室建立了高压输电线路电磁辐射的模拟系统,电场为3700~4000v/m,磁场为0.1~0.08高斯。
1.2 动物分组与饲养
取32只Wistar大鼠(购自四川大学医学院实验动物中心,12~14周龄,雌雄各半,分开饲养),随机分为两组,实验组(雌雄大鼠各8只)经电磁辐射模拟系统照射,对照组未被照射,同条件饲养400天。
1.3 STAT3的磷酸化
大鼠经颈椎脱臼处死后,速取脾脏,匀浆制成细胞悬液,取4×106个细胞悬浮于PBS溶液中,分为两组,一组加入适当剂量IL-2进行刺激, 另一组未加入IL-2。每管中加入含有蛋白酶抑制剂的细胞裂解液,离心收集上清,上清加入上样孔,进行8%SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE),用槽式转膜仪将蛋白质转移到硝酸纤维素膜上, 该膜用含5%BSA的TBST封闭液,然后加入抗酪氨酸磷酸化的单克隆抗体与膜蛋白结合,TBST洗膜,先后加入生物素化羊抗鼠IgG和辣根酶标记链亲合素结合,洗膜后用DAB显色。图像经Smartview 2002生物电泳图像分析软件进行处理分析。
1.4 心电图、血液生化及血常规指标和血液中血红蛋白结构的测定
大鼠用乌拉坦腹腔麻醉后,取大鼠仰位,将针电极分别刺入其四肢皮下, 用心电图机记录标准导联的心电图,测定大鼠心率、各波振幅和各波间期等参数。连续测量5次,求出平均值, 数据以(x±s)表示,心电图值均数采用t检验统计分析。大鼠从股动脉处取血,不加抗凝剂,静置30min,离心取血清;加肝素抗凝后取全血测试白细胞数、红细胞数及血红蛋白含量;用全自动生化仪对肝、肾功能的部分生化指标进行血清测定; 大鼠血液经肝素钠抗凝, 裂解大鼠RBC, 离心,保留血红蛋白上清液,调节血红蛋白溶液pH接近中性;往血红蛋白上清液内加中性盐硫酸胺,至出现硫酸胺结晶止,再用盐析法,提纯出浓度较高的血红蛋白, 进行红外吸收光谱的测定。
1.5 肺、肾组织和大鼠的显微结构观测
取肺组织、肾脏组织以10%冷甲醛固定,经水洗、梯度酒精脱水、石蜡包埋,切片,HE染色,光镜进行形态学观察;同时取出,一部分样品经甲醛固定,石蜡包埋, 染色后光镜观察;另一部分经戊二醛、四氧化锇再固定,丙酮逐级脱水并包埋,作半薄切片光学定位,超薄切片醋酸铀及枸椽酸铅双重染色,显微镜观察对照组和辐照组的初级次级精母细胞。
1.6 肌肉组织肌电图的检测
大鼠用乌拉坦腹腔麻醉,俯卧位固定,于股二头肌、臀大肌与股外侧肌间暴露并游离双侧坐骨神经2 cm 左右(闭孔下0.5~0.8cm至膝上0.5~0.8cm), 用自制双极电极刺激坐骨神经,电极置入腓肠肌中,用0.2s,电压为0.8mV的脉冲方波刺激,记录肌肉复合电位(Compound Muscle Action Potential, CMAP)的潜伏期、波幅大小,取其平均值。
1.7 大鼠脑电图的测量和大鼠记忆能力的测试
大鼠用乌拉坦腹腔麻醉后,在耳部、两眼连线的中点和两耳连线的中点分别插入针电极,记录脑电图形态,并计算脑电图各波频率所占的相对百分比。并剥离大鼠脑组织,取出其额叶以冷甲醛固定,石蜡切片,采用多次扫描叠加平均,测量大鼠额叶细胞的透射光谱。同时用水迷宫跟踪分析系统测试大鼠学习记忆能力,在迷宫水池中加入牛奶至乳白色,使大鼠不易凭视觉发现站台(目标)。实验之前连续训练3天,每天2次,训练方法为让大鼠在站台站立2min,然后引导寻找站台1次,最后自由寻找站台2min;实验时,将大鼠从站台所在象限之外的任一象限边缘1/2弧度处头朝池壁放入池中,记录从入池到找到站台所需时间参数。
2 结果
2.1 本实验检测了有无IL-2刺激时实验组与对照组细胞内STAT3蛋白磷酸化水平 如图1所示。结果表明,无IL-2刺激时,两者细胞磷酸化STAT3无明显差异。 经IL-2诱导后,实验组和对照组细胞p-STAT3均有增加,但实验组细胞p-STAT3增加速率高于对照组细胞,两者p-STAT3含量差异有显著性(P<0.05)。我们还检测到IL-2刺激时实验组和对照组脾脏细胞总蛋白的红外光谱图有一定差异, 实验组出现新的吸收峰,并且主要吸收峰的强度增强。
2.2 实验测得的大鼠心电图各个心电指标 如表1所示。实验组大鼠与对照组大鼠相比较心动周期延长(P<0.01),心率变短(P<0.01),T波峰峰值加大(P<0.05),T波时程延长(P<0.05),P波时程延长(P<0.05),QRS时程变化不大(P>0.05),QRS峰值变化不大(P>0.05),QT间期变化不大(P>0.05),PR周期变化不大(P>0.05),P波峰值变化不大(P>0.05)。同时,实验组的大多数生化和血常规指标较对照组都有不同程度的升高,结果如表2所示。其中ALT(谷丙转氨酶)含量升高较为明显(P<0.05);实验组的白细胞数显著多于对照组的(P<0.01)。我们还检测到血红蛋白的红外光谱图中部分吸收峰位置有所改变,8个明显的峰值中有4个峰值发生了频率的红移,1个峰值发生了频率的蓝移,其余保持不变。在3200~3500 cm-1范围内,实验组新增加5个峰值,并且实验组吸收峰强度明显减少(如图2所示)。
表1 高压输电线电磁辐射对大鼠心电参数的影响 (略) 注:P<0.05,#P<0.01 表2 高压输电线电磁辐射对大鼠生化及血常规指标的影响 (略) 注:ALT(谷丙转氨酶)、AST(谷草转氨酶)、TP(总蛋白)、ALB(白蛋白)、TB(总胆红素)、DB(直接胆红素)、IB(间接胆红素)、CLO(球蛋白)、A/C(白球比)、BUN(尿素氮),*P<0.05;#P<0.01
2.3 肺、肾组织和大鼠的显微结构观测 得知,实验组大鼠(25%)肺组织严重的异常(如图3),肺膜表面能见3~5mm灰白结晶,高出表面, 截面灰白,质地中等,均匀。切片观察发现细支气管腔内见多量的炎性渗出和一些细菌团; 大部分肺泡腔水肿、出血以及炎细胞渗出,以中性细胞居多。可见多灶性小脓肿形成,肺泡隔毛细血管扩张充血明显,伴有炎细胞侵入; 部分区域肺组织结构大部分消失,在细支气管周围可见大量异型淋巴细胞弥漫浸润,取代大量正常肺组织细胞; 这些异型淋巴细胞易见凋亡或坏死。同时发现肾组织细胞数无明显增加,肾小球、肾间质未见明显差异,肾小球结构清晰,但部分实验组大鼠肾小球体积略增大,部分肾小管上皮细胞水变性,少数肾小管内可见蛋白管型,间质小细胞充血等。另外,我们还检测到实验组大鼠间质细胞内小血管充血,生精细胞略减少;电镜下可见部分实验组大鼠间质细胞存在线粒体肿胀及染色体边集现象,有少量精母细胞及细胞内线粒体肿胀、嵴变短或消失; 但是,对照组精母细胞的细胞器和细胞核的形态结构基本正常、线粒体及其内部结构清晰可见(如图4和5所示)。红外光谱检测得出实验组肺组织谱图出现新的吸收峰且吸收强度明显减弱; 肾脏组织红外吸收峰峰位值没有移动,但是峰强度发生改变; 同时还测出大鼠卵巢和的红外吸收光谱的吸收峰位置和峰强度都有一定改变。
2.4 所测得的大鼠肌肉复合电位(CMAP)的结果 见表3。我们可以看出实验组大鼠CMAP潜伏期较对照组大鼠差异没有显著性,但是其波幅却较对照组大鼠显著性降低(P<0.05)。这表明高压电磁场可能诱发神经组织产生电活动,使神经元去极化和复极化的程度减少,从而降低神经电传导的能力,使神经兴奋性明显减低。表3 高压电磁场对大鼠肌电的影响(略) 注:P<0.05
2.5 大鼠Morris水迷宫成绩测试结果 我们检测到实验组和对照组大鼠脑电图的δ、θ、α和β频段相对功率值差别不是很明显; 脑组织的红外吸收谱显示实验组在2345.40cm-1附近存在一个新的强吸收峰。水迷宫测试结果显示实验组大鼠找到目标的学习记忆时间大于对照组(P<0. 05)(如表4),表明大鼠在高压输电线电磁辐射后,学习记忆能力显著降低。表4 大鼠Morris水迷宫成绩测试结果(略)
3 讨论
高压输电线电磁辐射对周围的人和动物产生的影响及其生物效应一直以来引起人们广泛的关注。近十多年来相关研究得到一些结果,但整体看来并没有进行过比较系统的研究和测试。基于上述情况,我们研究了生物系统微观结构的改变,生物组织电磁特性的变化和由它所产生的生物医学效应等问题,来探索高压输电线电磁辐射对人和动物的影响及其可能的作用机制。本研究结果发现,高压输电线电磁辐射通过活化STAT3的磷酸化过程, 从而对JAK-STAT细胞信号转导途径产生影响; 结合脾脏细胞总蛋白红外光谱的改变可推测出,高压输电线电磁辐射引起与JAK-STAT途径相关蛋白质的结构和构象的改变, 进一步影响了STAT3的磷酸化过程。同时,我们得出长时间高压电磁环境使大鼠心电图中P波时程显著延长, 这表明高压输电线电磁辐射使兴奋由窦房结沿特殊传导系统(结间束、房室结、希氏束、左右束支及浦肯野氏纤维) 传到两侧心室肌的过程中,其传导速度变慢; 同时对大鼠心房肌细胞产生了一定的影响,使T波持续时间延长和峰值显著增高, 这揭示当心房肌细胞和自律组织细胞因长时间高压电磁场辐射而产生影响,即处于心肌组织学退化期时,心室肌细胞尚处于功能代偿期,甚至许多细胞还处于功能代偿性增强期。高压输电线电磁辐射也引起了血液系统中血液成分含量变化, 以及大鼠血红蛋白分子结构的改变; 并且对肺肾和的组织结构以及学习记忆能力都有作用。由此,我们认识到高压输电线的电磁辐射高压输电线电磁辐射对大鼠细胞信号转导过程,血液系统和生殖系统以及学习记忆能力等方面都存在不同程度的影响。
参考文献
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【关键词】 高压输电;电磁辐射;人体健康;流行病学调查
Properties of distribution of electromagnetic irradiation of high-voltage transmission and investigation of its influence on human health
【Abstract】 Objective To study the influence of electromagnetic irradiation of high-voltage transmission on human body.Methods The distributions of electric and magnetic fields generated by high-voltage transmission lines with 110kV and 220kV were measured. Epidemiological investigations to 1400 inhabitants near high-voltage transmission line in Hubei, Hunan and Jiangxi, etc, were made. Some physiological parameters were measured among those people who have been living beside transformer substations for a long time and who live far away from high-voltage transmission systems.Results The intensity of electric filed of high-voltage transmission lines ranged from 7000V/m to 300V/m while magnetic filed from 0.1 Gauss to 0.01 Gauss. Results showed that the intensity of the electromagnetic field decreased quickly with increasing of distance from the transmission lines. The electromagnetic irradiation of the high-voltage transmission can really influence health of human body, especially for men, through investigation of epidemiology in Beijing, Sichuan and Hunan etc. Physiological parameters of those who were exposed to transformer substations for a long time were different from those of people who lived far away from transformer substations.Conclusion The electromagnetic irradiation of high-voltage transmission line might cause some influence in human body at different degree.
【Key words】 high-voltage transmission;electromagnetic irradiation;health of human body;epidemiological investigation
随着国家工业化程度的发展,高压输电线路和各种电视台、电台、微波辐射台及变电站布满了我们生活的空间,特别在城市地区更是如此。这些高压输电线路、电台和电视台向我们生活空间辐射了大量的低频电磁波,几乎使生活在城市的人们都不同程度的受这种电磁辐射的影响,在高压输电线路、电台和电视台附近的人们,受到辐照的时间特别长,强度特别大。由于这些电磁辐射都携带有极高的电磁能量和具有强大的电磁力,它必然对周围的人和动物产生强烈的相互作用,改变生物的电磁特性,影响生物的生理健康和生物功能。这种影响的程度和产生的生物效应和疾病一直以来引起人们的怀疑,但是并没有进行过系统的研究和测试。我们查阅了最近十多年来相关研究的资料,虽然有些人做过一些高压输电线路生物医学效应测试,但是由于测试的部位不同,所用方法的差别,仪器精确程度的不同,并且大多数在宏观层次上做零星的测试,所得的结果相当分散,不能说明任何问题。因此,高压输电线路对人体是否有影响引起了长期的争论,没有一个定性的结论。至此,国家关于高压输电线路电磁辐射对人体健康的影响的标准长期不能出台,虽然有些行政部门已提出了一些标准,但很快就遭到很多人的反对而不能实施。其根本原因是缺乏有充分说服力的实验证据来证明高压输电线路电磁辐射对人体健康构成了实际的影响。在这种情况下,我们在全国各地,特别是在高压电输送比较集中的三峡、四川和贵州等地区进行了流行病学调查,主要针对生活在高压输电线路附近的人群和远离输电线的同一地区的不同年龄,不同性别,不同文化程度,不同工作的人的神经系统、血液循环系统、生殖系统和听力、视觉系统、内脏器官等的状况进行调查。并对长期生活在变电站附近的居民与生活在同地区,远离高压输电线路的居民进行生理指标的检测。从这些指标我们看出高压输电线路电磁辐射确实对人体的健康造成了不同程度的影响。
1 材料与方法
1.1 高压输电线路和变电站周围电磁辐射强度分布 在北京和成都、华阳的高压变电站和空旷的高压输电区(220kV和110kV的高压输电线路),用电磁场测试仪测量了从离高压输电线路大约1.5m到地面范围内的电场和磁场的分布情况。
1.2 高压输电线路对人体健康影响的流行病学调查 为了研究高压输电线路对人体的长期效应,我们分别在湖北三峡地区、湖南、江西、四川、贵州、北京等地对居住在高压输电线路附近的1400多人进行了调查;对远离高压输电线路的800多居民也进行了对比调查。主要调查了以下几个方面:神经系统症状、皮肤及附属器官疾病症状、循环系统疾病症状、消化系统疾病症状、泌尿生殖系统疾病症状、血液系统疾病症状、内分泌系统疾病症状和眼耳鼻喉疾病症状等。
1.3 高压输电线路对脑电、心电、肌电和血常规指标等生理状态影响 对长期居住在变电站附近的人员随机选择了13名居民(作为实验组),进行心电图、血常规、肌电及脑电的测定,同时对远离高压输电线路电磁辐射的人群随机选择了10名相同年龄段人(作为对照组),进行相同指标的测定。
2 结果
2.1 高压输电线路和变电站周围电磁辐射强度分布 实验测得220V和110V高压输电线路以及变电站周围电场强度值大约从7000V/m变化到300V/m,其磁场强度值大约从0.1高斯变到0.01高斯左右,同时,我们发现高压输电线路的电磁场辐射强度随着距离的增大而迅速减少。我们测量了高压输电线路正下方、距离地面1.6m到2.3m电磁场场强分布大约是3500~4100V/m和0.1~0.09高斯左右。
2.2 高压输电线路对人体健康影响的流行病学调查 对1375份和789份有效的调查表统计后表明高压输电线路的电磁辐射主要引起神经系统疾病,其中神经系统患病率64.7%,皮肤及附属器官疾病患病率19.2%,循环系统疾病患病率17.1%,消化系统疾病患病率22.7%,泌尿生殖系统疾病患病率7.4%,血液系统疾病患病率19.9%,内分泌系统疾病患病率14.5%,眼耳鼻喉疾病患病率31.6%。在所有神经系统疾病中眩晕、头痛、头昏、困倦、乏力、失眠、入睡困难、多梦、烦躁、易发怒、健忘、记忆力衰退、注意力不集中等症状较为明显,已达到总数的10%以上,其中记忆力衰退达20.5%。另外,皮肤及附属器官疾病中经常发作的有瘙痒和毛发脱落,其中毛发脱落患病达10.1%;在循环系统疾病中心悸和高血压较突出,高血压占7.15%;在消化系统疾病中厌食和便秘较高,便秘达9.78%;在泌尿生殖系统中尿频和性功能减退发病率较高,尿频达2.86%;在血液循环系统中贫血和高脂血症较为明显,贫血达14.62%;在内分泌系统疾病中多汗较为显著,占到13.95%;在眼耳鼻喉疾病中视力减退和流泪、耳鸣较明显,视力减退达19.65%。我们也对不同血型,不同性别,不同年龄段人患病情况进行了分类统计和对照。其中不同血型间患病症状和比率并无明显差异,男女性别间患病情况和比率也很相近,但是随着年龄的不断增长,患病率逐渐增加。关于不同血型人在电磁辐射作用下患病情况(作为辐照组)的调查结果如图1所示。
图1 不同血型电磁辐射患病症状百分比对比(注:图中标注与表1相同)(略)
我们在湖北的三峡地区、湖南、江西、四川、贵州、北京等地远离高压输电线路的800多居民(即对照组)对上述问题也进行了同样的询问对比调查。通过辐照组和对照组对比分析,发现女性受高压输电线路的影响相对较小,只有视力减退有所增高;而男性受高压输电线路电磁辐射的影响相对较大,在神经系统方面的困倦,记忆力衰退,皮肤及附属器官疾病中毛发脱落,血液循环系统中的贫血,在内分泌系统疾病中的多汗,眼耳鼻喉疾病中视力减退等症状都有显著高于对照组,其对比结果见表1及图2;而从总体分析记忆力衰退,多汗及视力减退等症状要高于对照组。从上面的调查和分析可以看到高压输电线路对人体健康的影响绝对不能忽视。同时我们从电磁场对神经系统、血液循环系统、心血管系统和生殖系统在高压输电线路电磁辐射照射大鼠1年以后的变化进行了生物学、生理学、生物物理学和生物医学等检查,通过实验组和对照组的对比发现高压输电线路确实对这些系统引起了不同程度的改变[1],并对这些系统的分子结构进行观测,也发现了相应的变化,从而使我们得出结论,高压输电线路确实对人体构成了不同程度的影响,如长期居住在高压传输线附近,这种影响不可忽视。
表1 高压输电线路电磁辐射辐照组与对照组男性患病百分比对比 (略)
注:s-male表示实验组男性;d-male表示对照组男性。1~1眩晕,1~2 头痛, 1~3 头昏, 1~4 困倦,1~5 乏力,1~6 失眠, 1~7入睡困难,1~8 多梦,1~9 烦躁, 1~10 惊恐, 1~11紧张, 1~12 易发怒, 1~13 抑郁, 1~14 焦虑, 1~15 多疑, 1~16 健忘,1~17 记忆力衰退, 1~18 注意力不集中, 1~19 心神不定,1~20 喜怒无常, 1~21 坐卧不安;
2~1 红斑, 2~2 丘疹,2~3 风团,2~4 水疱,2~5 脓包, 2~6 紫癜, 2~7 瘙痒, 2~8 毛发脱落;
3~1 心悸, 3~2 心律失常, 3~3 高血压, 3~4 冠心病;
4~1 厌食, 4~2 恶心、呕吐, 4~3 便秘, 4~4 慢性腹泻, 4~5慢性腹痛, 4~6 黄疸,4~7 肝肿大,4~8 脾肿大, 4~9 胆囊炎;
5~1 尿频, 5~2 排尿困难, 5~3 尿失禁, 5~4 遗尿, 5~5 血尿, 5~6 男性不育,5~7 女性不育, 5~8 性功能减退;
6~1 贫血, 6~2 出血倾向, 6~3 血小板减少, 6~4 白细胞减少,6~5 淋巴结肿大, 6~6 高血脂, 6~7 高血粘 ;
7~1 甲状腺肿大, 7~2 乳腺肿块, 7~3 多汗;
8~1 结膜炎, 8~2 流泪, 8~3 视力减退,8~4 耳鸣,8~5 咽痛,8~6 咽部异物感,8~7 声音嘶哑
图2 高压输电线路电磁辐射辐照组与对照组男性患病百分比对比(注:图中标注与表1相同)(略)
2.3 脑电、心电、肌电和血常规指标等生理状态
2.3.1 脑电 见图3。图3表示了对照组和实验组的脑电具体结果。图中PSD是脑电功率谱。从图中可以看出生活在变电站附近的人群的脑电图中α波段(8~13Hz)和θ波段(1~3.5Hz)普遍高于正常人群。如我们所知,人在清醒、安静和闭眼时出现α波,波的振幅越大,表示上述状态脑的兴奋度越高;θ波在睡眠、深度麻醉、缺氧和大脑有器质性病变时出现,它的振幅越高,表示脑组织的上述状态更加明显。从这个结果我们看到高压输电线路的电磁辐射对脑组织的影响确实不能忽视。虽然我们不能和某种疾病挂钩,但这种影响确实存在,其影响的程度,有待今后做定量的分析和广泛的研究。但我们应该指出,在θ波中可能包括环境噪声的成分。
2.3.2 心电 结果显示实验组有23.1%的人心电图异常,7.7%的人为边缘心电图;对照组有20%的人心电图异常,10%为边缘心电图。用正常病例统计方法进行统计分析发现二者对比显示, 居住于变电站附近受电磁辐射影响的居民其心电图异常率稍高于远离高压输电线路电磁辐射的居民。
2.3.3 人体肌电测量 测定了生活在高压输电线路附近和远离人群的肌电, 随机选择13名人员作为实验组,采用求统计平均值方法分析了实验组人群肌电的区域时间、最大值、峰值及两点差值并较对照组人群(随机选择10名人员)的结果作比较(见表2),发现两者没有明显差别(P>0.05),但是对于最小值与对照组人群比较,发现实验组的值显著增大(P
2.3.4 血常规 从血常规指标来看,实验组有23.1%的人的血常规部分指标异常,对照组有20%的人部分指标异常。但实验组指标异常主要是血相倒置及红细胞数、血红蛋白数同时偏低状况显著,人体已有一些病症出现;而对照组指标异常主要是白细胞数相对偏低,但仍比实验组的相对值高。在一定程度上这表明变电站电磁辐射可能对人体血液指标有一定的影响。
图3 生活在变电站附近生活的人群和正常人群的脑电图的比较(略)
a. Center PSD: 脑顶叶 PSD; b. Occipital PSD: 脑枕叶 PSD;c. Left Temp PSD: 脑左颞叶 PSD; d. Right Temp PSD: 脑右颞叶 PSD---abn: 居住在变电站附近人群的结果; -Nor: 正常人群结果
表2 高压工频电磁场对人体肌电的影响(略)
3 讨论
从总结以上的流行病的调查和生活在高压输电线路附近人群与远离它的正常人群的部分生理指标的测试结果,我们发现高压输电线路电磁辐射对人体众多生理指标有不同程度的影响,其中记忆力衰退、心神不定、慢性腹泻、贫血、高血脂、声音嘶哑等症状的发生率明显增高;而白细胞减少和血小板减少等症状的发生率相对较低,这也与很多文献关于电磁辐射使人体白细胞数目增加的报道相符[2,3]。另外高压输电线路的电磁辐射对女性的影响相对较小,对男性的记忆力和毛发的脱落、贫血、多汗及眼鼻喉疾病的产生都有一定的作用;同时不同血型间患病的差异并不明显;实验组的调查结果显示对人的肌电、脑电和心电都有不同的增多,因此我们得出高压输电线路的电磁辐射对男性有较大的负面影响。
参考文献
1 庞小峰.生物电磁学.成都:电子科技大学出版社,2004, 45-198.
[关键词]动车组 EMC 屏蔽 接地
中图分类号:D215 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)13-0278-02
0、引言
最近时期,关于高速动车组电磁辐射是否会对人体产生伤害的话题在社会上造成一定影响。针对此问题的种种揣测,我们从设计角度分析了动车组内部各种电磁辐射的处理方式以及防护措施,以打消人们的顾虑。
1 、高速动车组EMC指标量化的理论依据
1.1 低频电场的耦合
时变的电场与人体之间的相互作用可以导致电荷流动(电流)、束缚电荷极化(形成电偶极子)以及组织中的电偶极子重新定向。身体外部的电场可以在身体上感应出表面电荷,进而会在体内感应出电流,电流的分布则取决于暴露条件、人体的尺寸和形状以及身于场中的位置。
1.2 低频磁场的耦合
时变磁场与人体之间的相互作用可以产生感应电场以及循环电流。人体内任何部位所产生的感应电流的实际路径和大小都取决于组织的导电率。
1.3 从电磁场吸收能量
暴露于低频电场和磁场之中导致的身体能量吸收和体温升高一般可以忽略不计。然而,暴露于频率超过100 kHz的电磁场可以产生明显的能量吸收和温度升高。
在人体吸收能量方面,电磁场可以划分为四个范围:
* 从大约100 kHz到低于20 MHz的频率范围,躯干对能量的吸收作用随频率的降低快速减弱,明显的能量吸收出现在颈部和腿部。
* 从大约20 MHz到300 MHz的频率范围,全身吸收的能量相对较多,如果考虑身体局部(如头部)的共振,所吸收的能量会更高。
* 从大约300 MHz到几GHz的频率范围,能量吸收会出现较明显的局部性和不均匀特征。
* 超过10 GHz的频率范围,能量吸收主要发生在体表。
车内不同频率范围的基本照射限值利用了不同的科学根据:
* 在l Hz - l0 MHz频率范围内,基本限值主要是电流密度,以防止对神经系统功能造成影响。
* 在100 kHz-l0 GHz频率范围内,基本限值主要是人体组织反应(SAR),以防止全身发热和局部组织过热;
* 在l00 kHz -l0 MHz频率范围内,基本限值包括电流密度和人体组织反应(SAR);
* 在10 -300GHz频率范围内,基本限值主要是功率密度,以防止身体表面组织或附近组织过热。
出于安全考虑,对于4 Hz - 1 kHz的频率范围而言,职业暴露应限制为感应电流密度低于10 mAm-2的场,即安全系数为10。对于公共限制而言,采用额外的安全系数5,基本照射限值为2 mAm-2。对于4 Hz以下以及l kHz以上的频率而言,感应电流密度基本限值逐渐提高,同时与这些频率范围相关的神经剌激阈值也相应提高。
在多频场同时照射的情况下,确定这些照射效应是否是累加性的是非常重要的。热剌激和电刺激效应需分别对其累加性进行检查,而且应满足下面的基本限值。下面的等式适用于实际照射情况下的相关频率。
对电剌激而言,在低于10 MHz的频率下,感应电流密度应按照下面这个公式进行计算: (1)
对于热效应而言,在超过100 kHz的频率下,SAR和功率密度值应按照下面这个公式进行计算: (2)
其中:
Ji为频率i下的感应电流密度
JL,I是在表4中规定频率i下的感应电流密度限值
SARi是在频率i下的照射SAR
SARL为表4中规定的SAR限值
SL为表5中规定的功率密度
Si为在频率i下的功率密度
依据以上理论数据支持,以及参考国际标准《BS_EN_45502_2_1_2003活性可植入的医疗装置.第2部分用于治疗缓慢性心率失常的活性可植入医疗装置(心脏起搏器)的特殊要求―针对特殊人群的考虑》。我们建议实施:在动车组车内地板与地板以上1.5m的磁通量密度不应超过1Mt(毫特,磁场强度单位);地板面以上1dm的直流磁场应控制在1Mt以内。
将EMC指标进行量化处理,为动车组电磁辐射数据的收集与分析,提供了一定的参考意义。
2 、高速动车组EMC处理方式
2.1 对电磁设备进行区域约束
高速动车组在开始概念设计阶段,需要重点定义出电气设备或者电子元件的高度敏感区域、一般敏感区域、中性区域、一般干扰区域以及高度干扰区域等空间区域。下图1展示了区域约束的原理。
我们按照区域分类等级,利用金属箱体进行区域约束,车内各电控柜的箱体结构设计就是很好的电磁兼容性区域约束应用实例。
可见金属壳体是解决电磁辐射的很好的处理方式,高速动车组的整体铝合金车体结构设计隔绝了车内与车底的电磁辐射的联系,大大降低车底高压设备,牵引电机对车内人体和车内系统部件的辐射影响。
2.2 电磁兼容性接地处理
电磁兼容接地是动车组细节设计阶段,在电磁兼容设计上而实施的接地。其目的是为了防止电路之间由于寄生电容存在产生相互干扰、电路辐射电场或对外界电场敏感,必须进行必要的隔离和屏蔽,这些隔离和屏蔽的金属必须接地。
动车组内部电气设备的噪声和干扰抑制是对内部噪声和外部干扰的控制,需要设备或系统上的许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”的通道。并且现车条件允许,要求实现多点接地,尽可能减少接地线长度,使高频阻抗减至最小。
接地接触面严禁有漆膜等绝缘物等的要求,要符合动车组功能性接地或者保护性接地标准要求,符合EN50153关于电气危险性的相关防护规定。
下图2直观展示了EMC双端接地以及多点接地的处理方式。
2.3 各种线缆屏蔽处理方式
为保证电磁兼容性接地需要,屏蔽电缆应选择特性阻抗符合需求的电缆。 通常情况下,电缆屏蔽两端均应接地;特殊情况下,允许单端接地。我们一般建议屏蔽电缆敷设过程中不能中断,以保证屏蔽层的连续性,信号电缆(尤其是同轴电缆)端部的屏蔽层最好是360°环形屏蔽连接。
高速动车组内部广泛采用如图3所示的各种规格屏蔽电缆、屏蔽插头以及消磁连接件等。
以上几种是高速动车组内部集中采用的EMC处理方式,例如:利用线槽隔栅对不同电压等级的线缆进行分别敷设;利用金属编织网管对高度敏感区域线缆进行屏蔽保护;广泛应用带消除应力的EMC管接头等。
类似的种种应用都体现在高速动车组的设计细节当中,以保证将动车组内部电磁辐射对人体伤害以及电气设备之间的干扰降到最低。
真正做到,把保护健康和安全视作一项基本的社会责任,制造出让社会放心的安全列车。
3、结论语
高速动车组在系统集成技术方面已经达到了世界先进水平,我们根据电磁兼容相关标准要求,对各个系统提出了严格的指标,所有车载电气设备都需要通过电磁兼容(EMC)试验。
同时对动车组内部布线采取了严格的屏蔽措施,在型式试验、调查试验过程中对动车组车厢、司机室等进行系统监测,其电场、磁场强度均符合国家相关标准,确保高速动车组内部电磁辐射对人体伤害以及电气设备之间的干扰降到最低。
参考文献
[1] EN50121-1 轨道交通电磁兼容 通则;
[2] EN50153:2002 铁路应用 机车车辆电气隐患防护的规定;
[3] BS_EN_45502_2_1_2003活性可植入的医疗装置 第2部分用于治疗缓慢性心率失常的活性可植入医疗装置(心脏起搏器)的特殊要求―针对特殊人群的考虑.
关键词:电磁辐射.防治措施,建议
Abstract: this article mainly expounds the general electromagnetic radiation monitoring and specific environmental electromagnetic radiation environment monitoring in the electromagnetic radiation pollution the problems existing in the management and prevention and control measures are analyzed, and puts forward related Suggestions.
Keywords: electromagnetic radiation. Prevention and control measures, the proposal
中图分类号:O441 文献标识码:A 文章编号
前言
随着我国科技技术的不断发展,通信工具、计算机和家用电器等都进入我们的生活,我们在享受现代化带来的方便舒适的同时,也受到恶化的电磁环境给健康带来的威胁,经研究证实,电磁辐射污染已成为废气、废水、固体废物、噪声污染后的又一新型污染源,已引起世界各国的广泛关注。
1 电磁辐射概述
1.1 电磁辐射背景及研究现状
一直以来,我国电磁技术随着科技技术的发展因而广泛应用于节能、通讯、制造、医药、科研、农业、军事等多个领域,而且应用范围不断扩大。作为一种新技术、新资源,电磁技术极大地推动了人类社会诸多领域的革新与发展。但随之而来的问题是电磁辐射污染,其影响和危害日渐受到人们的关注和重视。
1.2 电磁辐射污染的主要危害
随着电磁技术的广泛应用,环境中的电磁辐射越来越强,高强度的电磁辐射已经达到直接威胁健康的程度,由此引发的矛盾和纠纷也时有发生。电磁辐射污染产生的危害主要表现在三个方面:一是人体健康。电磁辐射可对神经系统、内分泌系统、免疫系统、造血系统产生影响;二是电磁干扰。电磁辐射会对电子设备、仪器仪表产生干扰,导致设备性能降低,严重时还会引发事故;三是燃爆隐患。电磁辐射能造成易燃易爆物品的燃烧、爆炸。
1.3 电磁辐射环境状况
目前人们所处的电磁环境状况主要表现在4 个方面:一是通信基站所使用的大功率电磁波发射系统对周围电磁环境的影响;二是广播电视发射系统对周围区域的电磁环境影响;三是高压电力系统的布设造成的电磁污染;四是日常电子设备的接触、利用带来的电磁环境污染。
2 一般电磁辐射环境的监测
一般电磁辐射环境是指在较大范围内由各种电磁辐射源,通过各种传播途径造成的电磁辐射背景值。一般电磁辐射环境的监测可以参照《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器与方法》(HJ/T10.21996),将某一区域按一定的标准划分为网格,监测点取网格的中心位置,再考虑建筑物、树木等屏蔽影响,对部分网格监测点作适当调整。具体的监测工作按照《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器与方法》(HJ/T10.21996)进行。由于环境中辐射体频率主要在超短波频段,采用电场强度为评价指标,依据《电磁辐射防护规定》(GB8702-88),选取评价标准。一般环境的电磁辐射污染状况反映了一个区域在某个时间段电磁辐射环境的背景水平,可以从电磁辐射环境质量、电磁辐射分布规律、污染区域电磁辐射环境特点三个方面着手进行分析研究,以此评价一个区域一般电磁辐射环境状况。
3 特定电磁辐射环境的监测
特定电磁辐射环境是指在特定范围内由相对固定的电磁辐射源造成的电磁辐射背景值。电磁辐射源是引起电磁辐射污染的源头,分析、研究特定电磁辐射环境,对电磁辐射源进行调查统计是环境监测工作的前提。采取污染源普查的方式,对国家规定的规模以上的电磁辐射源进行基础性的全面调查,初步掌握电磁辐射源的种类、数量、规模等基本信息,为环境监测工作提供有效依据。
3.1 移动通信基站电磁辐射环境监测
3.1.1 移动通信基站工作原理
移动通信是利用射频发射设备和控制器通过收发台与网内移动用户进行无线通信的。无线通信是由基站接收及发射一定频率范围内的电磁波实现的。基站主要通过发射天线改变周围电磁辐射环境。
3.1.2 移动通信基站电磁辐射环境的监测
移动通信基站电磁辐射监测工作主要包括监测仪器、监测点位、监测时间、监测技术要点等内容,按照《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器与方法》(HJ/T10.21996),以《辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法和标准》(HJ/T10.31996)的规范要求为质量标准。主要对基站机房、地面塔、楼上塔、增高架等处进行监测,依据国家《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)的标准,所监测的电磁强度值应满足<5.4 V/m 的要求。
3.2 广播电视系统电磁辐射环境监测
3.2.1 广播电视系统工作原理
广播电视发送设备主要组成部分是发射机和发射天线,基本原理是用将传送的信号经调制器去控制由高频振荡器产生的高频电流,然后将已调制的高频电流放大到一定电频并送到天线上,以电磁波的形式辐射出去。
3.2.2 广播电视系统电磁辐射环境监测
广播电视发射设备的电磁辐射监测条件及监测方法参照《辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法和标准》(HJ/T10.31996)和《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器与方法》(HJ/T10.21996),对周围地面点、塔上工作环境、周围敏感点三个方面布点进行电磁辐射环境监测。依据国家标准《电磁辐射防护规定》(GB8702-88),所监测的电磁强度值应满足<5.4 V/m 的要求。
3.3 高压电力系统电磁环境监测
3.3.1 高压电力系统工作原理
高压电力系统主要通过高压输变电工程影响环境,主要包括高压架空送电线路和高压变电站,具有电场、磁场和电晕三种电磁场特性。高压电力系统的电磁污染主要表现在由电晕放电和绝缘子放电引起的无线电干扰和热效应、非热效应两种生物学效应。
3.3.2 高压电力系统电磁环境监测
高压电力系统的电磁辐射监测工作参照《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器与方法》(HJ / T10.21996)。同时,根据不同的电压等级,选取不同的送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范为标准。高压电力系统电磁环境监测指标分别为综合工频电场强度和磁场强度,所监测的值应满足技术规范的要求。
4 电磁辐射污染管理中存在的问题
(1) 由于人们对电磁辐射污染的危害性认识不足或环保意识不强, 对环保部门的管理不予配合。
(2) 无完备的监测仪器对电磁辐射污染源和环境中的电磁污染水平进行监督监测, 不能及时为环保管理部门提供科学的管理依据; 同时也不能对产生电磁辐射的产品进行监督性检测。
(3) 通讯台站布局无科学规划, 仅考虑覆盖使用范围而不考虑环保要求及对人体健康的影响, 并且只在无线电管理委员会备案申请, 而不到环保部门申报登记。
5 电磁辐射污染的防治对策及建议
为加强电磁辐射污染的监督、管理和控制, 提出下列防治建议:
(1) 加强环境管理。
严格执行国家颁布的中华人民共和国环境保护法、国家环境保护总局18 号令电磁辐射环境保护管理办法、GB8702- 88 电磁辐射环境防护规定等相关的法规, 除加强对现有电磁辐射污染源的管理外, 对新建、扩建的电磁设备严格按环境管理程序进行申报、登记、环境评价和验收。
(2) 开展电磁辐射污染环境监测。
尽快购置监测仪器, 在我省电磁辐射污染源调查的基础上, 开展电磁辐射污染源及城市区域电磁辐射环境的监测, 确定重点电磁辐射污染源, 掌握环境电磁辐射容量, 为环境管理提供依据。
(3) 科学布局、减少污染。
由于城市中各有关行业都建有专用的通讯、广播电视发射设备, 不少处于人口稠密区, 产生的电磁辐射对周围人群健康具潜在危害, 也易造成电迅障碍, 尤其是机场通讯干扰将给飞行安全带来极大影响。因此应在环境电磁辐射监测的基础上, 科学合理规划通讯、广播电视发射台站布局, 防止电磁辐射污染; 对重点污染源要有计划地搬迁, 不能搬迁的应采取有效防治措施, 如安装屏蔽装置等。
(4) 制定产品电磁辐射限值标准加强产品检测。
制定有关产品电磁辐射污染限值标准, 如频率高的手机、微波炉等产品, 并对产生电磁辐射的产品和用品进行检测, 防止超标产品的生产、进口及使用对环境和人体健康造成危害。
(5) 加强宣传教育提高防范能力。
第一章总则第一条为加强电磁辐射环境保护工作的管理,有效地保护环境,保障公众健康,根据《中华人民共和国环境保护法》及有关规定,制定本办法。第二条本办法所称电磁辐射是指以电磁波形式通过空间传播的能量流,且限于非电离辐射,包括信息传递中的电磁波发射,工业、科学、医疗应用中的电磁辐射,高压送变电中产生的电磁辐射。任何从事前款所列电磁辐射的活动,或进行伴有该电磁辐射的活动的单位和个人,都必须遵守本办法的规定。第三条县级以上人民政府环境保护行政主管部门对本辖区电磁辐射环境保护工作实施统一监督管理。第四条从事电磁辐射活动的单位主管部门负责本系统、本行业电磁辐射环境保护工作的监督管理工作。第五条任何单位和个人对违反本管理办法的行为有权检举和控告。
第二章监督管理第六条国务院环境保护行政主管部门负责下列建设项目环境保护申报登记和环境影响报告书的审批,负责对该类项目执行环境保护设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用(以下简称“三同时”制度)的情况进行检查并负责该类项目的竣工验收:(一)总功率在200千瓦以上的电视发射塔;(二)总功率在1000千瓦以上的广播台、站;(三)跨省级行政区电磁辐射建设项目;(四)国家规定的限额以上电磁辐射建设项目。第七条省、自治区、直辖市(以下简称“省级”)环境保护行政主管部门负责除第六条规定所列项目以外、豁免水平以上的电磁辐射建设项目和设备的环境保护申报登记和环境影响报告书的审批;负责对该类项目和设备执行环境保护设施“三同时”制度的情况进行检查并负责竣工验收;参与辖区内由国务院环境保护行政主管部门负责的环境影响报告书的审批、环境保护设施“三同时”制度执行情况的检查和项目竣工验收以及项目建成后对环境影响的监督检查;负责辖区内电磁辐射环境保护管理队伍的建设;负责对辖区内因电磁辐射活动造成的环境影响实施监督管理和监督性监测。第八条市级环境保护行政主管部门根据省级环境保护行政主管部门的委托,可承担第七条所列全部或部分任务及本辖区内电磁辐射项目和设备的监督性监测和日常监督管理。第九条从事电磁辐射活动的单位主管部门应督促其下属单位遵守国家环境保护规定和标准,加强对所属各单位的电磁辐射环境保护工作的领导,负责电磁辐射建设项目和设备环境影响报告书(表)的预审。第十条任何单位和个人在从事电磁辐射的活动时,都应当遵守并执行国家环境保护的方针政策、法规、制度和标准,接受环境保护部门对其电磁辐射环境保护工作的监督管理和检查;做好电磁辐射活动污染环境的防治工作。第十一条从事电磁辐射活动的单位和个人建设或者使用《电磁辐射建设项目和设备名录》(见附件)中所列的电磁辐射建设项目或者设备,必须在建设项目申请立项前或者在购置设备前,按本办法的规定,向有环境影响报告书(表)审批权的环境保护行政主管部门办理环境保护申报登记手续。有审批权的环境保护行政主管部门受理环境保护申报登记后,应当将受理的书面意见在30日内通知从事电磁辐射活动的单位或个人,并将受理意见抄送有关主管部门和项目所在地环境保护行政主管部门。第十二条有审批权的环境保护行政主管部门应根据申报的电磁辐射建设项目所在地城市发展规划、电磁辐射建设项目和设备的规模及所在区域环境保护要求,对环境保护申报登记作出以下处理意见:(一)对污染严重、工艺设备落后、资源浪费和生态破坏严重的电磁辐射建设项目与设备,禁止建设或者购置;(二)对符合城市发展规划要求、豁免水平以上的电磁辐射建设项目,要求从事电磁辐射活动的单位或个人履行环境影响报告书审批手续;(三)对有关工业、科学、医疗应用中的电磁辐射设备,要求从事电磁辐射活动的单位或个人履行环境影响报告表审批手续。第十三条省级环境保护行政主管部门根据国家有关电磁辐射防护标准的规定,负责确认电磁辐射建设项目和设备豁免水平。第十四条本办法施行前,已建成或在建的尚未履行环境保护申报登记手续的电磁辐射建设项目,或者已购置但尚未履行环境保护申报登记手续的电磁辐射设备,凡列入《电磁辐射建设项目和设备名录》中的,都必须补办环境保护申报登记手续。对不符合环境保护标准,污染严重的,要采取补救措施,难以补救的要依法关闭或搬迁。第十五条按规定必须编制环境影响报告书(表)的,从事电磁辐射活动的单位或个人,必须对电磁辐射活动可能造成的环境影响进行评价,编制环境影响报告书(表),并按规定的程序报相应环境保护行政主管部门审批。电磁辐射环境影响报告书分两个阶段编制。第一阶段编制《可行性阶段环境影响报告书》,必须在建设项目立项前完成。第二阶段编制《实际运行阶段环境影响报告书》,必须在环境保护设施竣工验收前完成。工业、科学、医疗应用中的电磁辐射设备,必须在使用前完成环境影响报告表的编写。第十六条从事电磁辐射活动的单位主管部门应当对环境影响报告书(表)提出预审意见;有审批权的环境保护行政主管部门在收到环境影响报告书(表)和主管部门的预审意见之日起180日内,对环境影响报告书(表)提出审批意见或要求,逾期不提出审批意见或要求的,视该环境影响报告书(表)已被批准。凡是已通过环境影响报告书(表)审批的电磁辐射设备,不得擅自改变经批准的功率。确需改变经批准的功率的,应重新编制电磁辐射环境影响报告书(表),并按规定程序报原审批部门重新审批。第十七条从事电磁辐射环境影响评价的单位,必须持有相应的专业评价资格证书。第十八条电磁辐射建设项目和设备环境影响报告书(表)确定需要配套建设的防治电磁辐射污染环境的保护设施,必须严格执行环境保护设施“三同时”制度。第十九条从事电磁辐射活动的单位和个人必须遵守国家有关环境保护设施竣工验收管理的规定,在电磁辐射建设项目和设备正式投入生产和使用前,向原审批环境影响报告书(表)的环境保护行政主管部门提出环境保护设施竣工验收申请,并按规定提交验收申请报告及第十五条要求的两个阶段的环境影响报告书等有关资料。验收合格的,由环境保护行政主管部门批准验收申请报告,并颁发《电磁辐射环境验收合格证》。第二十条从事电磁辐射活动的单位和个人必须定期检查电磁辐射设备及其环境保护设施的性能,及时发现隐患并及时采取补救措施。在集中使用大型电磁辐射发射设施或高频设备的周围,按环境保护和城市规划要求划定的规划限制区内,不得修建居民住房和幼儿园等敏感建筑。第二十一条电磁辐射环境监测的主要任务是:(一)对环境中电磁辐射水平进行监测;(二)对污染源进行监督性监测;(三)对环境保护设施竣工验收的各环境保护设施进行监测;(四)为编制电磁辐射环境影响报告书(表)和编写环境质量报告书提供有关监测资料;(五)为征收排污费或处理电磁辐射污染环境案件提供监测数据,进行其他有关电磁辐射环境保护的监测。第二十二条电磁辐射建设项目的发射设备必须严格按照国家无线电管理委员会批准的频率范围和额定功率运行。工业、科学和医疗中应用的电磁辐射设备,必须满足国家及有关部门颁布的“无线电干扰限值”的要求。
第三章污染事件处理第二十三条因发生事故或其他突然性事件,造成或者可能造成电磁辐射污染事故的单位,必须立即采取措施,及时通报可能受到电磁辐射污染危害的单位和居民,并向当地环境保护行政主管部门和有关部门报告,接受调查处理。环保部门收到电磁辐射污染环境的报告后,应当进行调查,依法责令产生电磁辐射的单位采取措施,消除影响。第二十四条发生电磁辐射污染事件,影响公众的生产或生活质量或对公众健康造成不利影响时,环境保护部门应会同有关部门调查处理。
第四章奖励与惩罚第二十五条对有下列情况之一的单位和个人,由环境保护行政主管部门给予表扬和奖励:(一)在电磁辐射环境保护管理工作中有突出贡献的;(二)对严格遵守本管理办法,减少电磁辐射对环境污染有突出贡献的;(三)对研究、开发和推广电磁辐射污染防治技术有突出贡献的。对举报严重违反本管理办法的,经查属实,给予举报者奖励。第二十六条对违反本办法,有下列行为之一的,由环境保护行政主管部门依照国家有关建设项目环境保护管理的规定,责令其限期改正,并处罚款:(一)不按规定办理环境保护申报登记手续,或在申报登记时弄虚作假的;(二)不按规定进行环境影响评价、编制环境影响报告书(表)的;(三)拒绝环保部门现场检查或在被检查时弄虚作假的。第二十七条违反本办法规定擅自改变环境影响报告书(表)中所批准的电磁辐射设备的功率的,由审批环境影响报告书(表)的环境保护行政主管部门依法处以1万元以下的罚款,有违法所得的,处违法所得3倍以下的罚款,但最高不超过3万元。第二十八条违反本办法的规定,电磁辐射建设项目和设备的环境保护设施未建成,或者未经验收合格即投入生产使用的,由批准该建设项目环境影响报告书(表)的环境保护行政主管部门依法责令停止生产或者使用,并处罚款。第二十九条承担环境影响评价工作的单位,违反国家有关环境影响评价的规定或在评价工作中弄虚作假的,由核发环境影响评价证书的环境保护行政主管部门依照国家有关建设项目环境保护管理的规定,对评价单位没收评价费用或取消其评价资格,并处罚款。第三十条违反本办法规定,造成电磁辐射污染环境事故的,由省级环境保护行政主管部门处以罚款。有违法所得的,处违法所得3倍以下的罚款,但最高不超过3万元;没有违法所得的,处1万元以下的罚款。造成环境污染危害的,必须依法对直接受到损害的单位或个人赔偿损失。第三十一条环境保护监督管理人员、、或泄漏从事电磁辐射活动的单位和个人的技术和业务秘密的,由其所在单位或上级机关给予行政处分;构成犯罪的,依法追究刑事责任。
【关键词】电磁辐射;环境管理;问题;管理策略
随着社会经济的快速发展,人们的生活水平逐渐提高,对各类通讯设施、供电设施的要求越来越高。为满足公众的需求,许多大型电磁类工程项目开始出现,对周围地区造成了较大的电磁辐射污染,严重影响了周围地区的环境以及人们的身体健康。因此,必须要做好电磁辐射的环境管理工作,采取适当的管理策略,解决电磁辐射污染问题,为人们的身体健康提供基本保障。
1 当前我国电磁辐射环境管理工作存在的问题
1.1 相关法律法规以及控制标准不完善
在电磁辐射环境管理方面,我国目前还没有一部完善的法律法规。虽然国家环保总局在1993年颁布了《电磁辐射环境保护管理办法》,对电磁辐射环境管理工作起到了一定作用,但是由于没有及时进行修订,其中的许多条例都只适用于当时的情况,无法满足现代电磁辐射环境管理的需求,缺陷日益明显。首先,其中许多实施办法效率比较低,难以达到应有的环境管理效果;其次,相关内容是以过去的电磁设备管理为主,对于新型电磁设备的辐射管理尚未明确出来,所以无法满足现代电磁辐射环境管理工作的需要;最后,某些条款与国家的环保法律、法规相抵触。比如在编制环境检测报告时,《电磁辐射环境保护管理办法》中的相关条例与《环境影响评价法》的相关法规有一定的冲突。我国目前的电磁辐射防护标准有《电磁辐射防护规定》(GB 8702-88)和《环境电磁波卫生标准》(GB 9175-88),行业标准有《电磁辐射环境影响评价方法与标准》(HJ/T 10.3-1996)以及《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T 24-1998)。从这些标准里可以发现,我国的电磁辐射环境管理存在以下几点问题:首先,电磁辐射的“环保标准”与“卫生标准”不符。《电磁辐射防护规定》与《环境电磁波卫生标准》都属于国家标准,但是两者对于电磁辐射控制范围的规定却是不一样的,导致我国各大企业、电磁辐射环境管理机构对于电磁辐射强度的控制范围不明确;其次,相关标准的作用范围太小。目前,我国电磁辐射控制标准只适用于100kHz-300GHz频率范围,对于某些工作频率较小的高压电力设施的电磁辐射管理控制却没有明确的参考标准。导致电磁辐射环境管理部门缺乏相关的管理依据,许多工作都难以顺利开展;最后,我国制定的标准与国际标准不相匹配。我国的《电磁辐射防护规定》与《环境电磁波卫生标准》已经使用了多年,其中的多项标准条例与我国的实际情况出入较大,而国际相关标准却早已进行了多次修改,与实际管理工作紧密结合,因此,我国电磁辐射环境管理相关标准与国际标准存在较大差异,与实际情况脱节[1]。
1.2 对电磁辐射环境现状不够了解
我国电磁辐射环境管理发展的时间还比较短,且近年来电磁设备更新换代的速度很快,更换频率较高,所以电磁辐射环境管理部门对电磁辐射污染源的详细分布情况并不是十分了解。在上世纪末,我国的环保部门曾对全国范围内的电磁辐射情况进行了全面调查,对我国各地区的电磁辐射污染源都有了一定的了解,再加上近年来电磁设备安装建设时都需要进行申报,所以电磁辐射环境管理部门能够更加方便地掌握电磁辐射污染源的信息。但是,由于申报并未与项目审批结合,申报时只是要求建设单位提供相应的申报资料,没有建立相应的数据库,所以许多申报相关资料数据都没有得到有效的利用。近年来,科学技术发展十分迅速,电磁设施设备也越来越先进,安装建设的速度也比较快,所以通过调查所了解到的数据与实际情况有一定的差异。此外,我国的电磁辐射环境管理大多是针对某一项目,管理面太窄,没有结合全国实际情况对电磁辐射环境进行全面监测,从而导致我国电磁辐射环境管理部门对电磁辐射环境现状了解得不够充分。
1.3 规划不合理
规划阶段是电磁辐射环境管理的重要阶段,规划的合理程度对电磁辐射环境管理质量有较大的影响。目前,由于我国缺乏相关的科学依据,在对电磁设施设备进行规划时考虑不全面,经常发生电磁设渲间相互干扰、交叉影响的问题。按照原有规划,为了防止电磁辐射影响市民的正常生活,电磁设施设备一般是设置在郊区的。但由于近年来用地紧张,所以郊区也开始实施建设,许多居民区出现在电磁设施周围,从而使得电磁辐射对居民的不利影响扩大化[2]。
2 电磁辐射环境管理策略分析
2.1 完善相关法律法规及国家标准
完善相关法律法规,为电磁辐射环境管理设置专项法律,加快立法进程。对于电磁辐射环境管理,要优先考虑电磁辐射污染的预防工作,再加以合理的控制措施,为电磁辐射环境管理提供有效的法律支持。完善相关国家标准,使得国家标准适用于全国范围内所有类型的电磁辐射源;针对每一种电磁辐射源,分别设置相应的电磁辐射控制标准[3]。
2.2 强化电磁辐射环境监测工作
首先,需要对全国范围内的电磁辐射源分布情况进行普查,了解电磁辐射环境的基本情况,并建立相应的数据库;其次,在各电磁辐射较大的地区设置长期的监测系统,掌握当地的电磁辐射污染情况,如果发现问题,立即通知相关部门进行处理。
2.3 加入环境影响评价机制,提高规划的科学性
环境影响评价机制可以对当地环境的承载能力进行评价,综合考虑国民经济发展与社会发展的需求,对区域内的生产力布局、资源配置等进行分析,从而给出更多实用性的建议。因此,将环境影响评价机制加入到电磁辐射环境管理工作中,综合考虑电磁设施设备的总体布局以及与当地电磁环境容量之间的关系,尽量避开电磁环境敏感区,从决策源头上控制电磁污染,保护环境[4]。
3 结束语
随着我国科学技术的不断发展,电磁辐射问题成为了我国重要的环境问题之一。电磁辐射不仅会影响周围的生态环境,还会影响附近居民的身体健康,因此,电磁辐射环境管理部门必须要了解每个电磁辐射源的分布情况,设置长期监测系统对各电磁辐射源进行实施监测,并采取适当措施控制电磁辐射的强度,从而降低电磁辐射污染,保证附近居民的身体健康。
【参考文献】
[1]陆智新,梁美霞.基于生态市建设的泉州市电磁辐射污染监管现状与对策研究[J].高师理科学刊,2015,35(11):56-59.
[2]张金帆,郭键锋,黄恒,时劲松.输变电工程电磁辐射环境管理存在的问题及解决对策研究[J].中国辐射卫生,2015,24(5):517-519.
美国热播的电视剧《迷失》讲述了一架飞机坠落后幸存者在荒岛上遇到的一系列离奇事件,谜底渐渐揭开之时,观众发现原来飞机失事的始作俑者竟是巨大的电磁辐射。美剧曲折跌宕的故事情节让公众见识了电磁辐射的威力。
其实,早在十几年前,电磁辐射就曾“显威”:前苏联曾发生过一起震惊世界的电脑杀人案,国际象棋大师尼古拉•古德科夫与一台超级电脑对弈时,突然被电脑释放的强大电流击毙。后经一系列调查证实,杀害古德科夫的罪魁祸首是外来的电磁波――电磁波干扰了电脑中已经编好的程序,导致超级电脑动作失误而突然放出强电流。
随着经济的发展和物质文化生活水平的不断提高,各种家用电器已经相当普及,电脑、手机几乎是人手一台,无线网络的发展也是如火如荼。人们在享受诸多方便和乐趣的同时,也开始注重高科技带来的负面效应:电磁辐射。
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。
对大多数人来说,像《迷失》中所描述的情形和尼古拉斯的遭遇毕竟太遥远,对他们来说,身边的电磁污染究竟如何?
电磁辐射不等于电磁污染
从理论上来讲,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汛的现象,叫电磁辐射。过量的电磁辐射造成了电磁污染。在这个电子产品充斥的时代,环境中的电磁辐射几乎无处不在,尤其是摆满各种家电产品的房间,电磁辐射源更多。
通常情况下,电磁辐射能干扰电视的收看,使图像不清或变形,并发出噪声;会干扰收音机和通信系统工作,使自动控制装置发生故障,使飞机导航仪表发生错误和偏差,影响地面站对人造卫星、宇宙飞船的控制。
专家指出,并非所有的电磁辐射都会伤害人体,电磁辐射和电磁污染其实是两个概念。电磁污染是电磁辐射超过一定强度(即安全卫生标准限值)后的结果,电磁污染会对人体产生负面效应,如头疼、失眠、记忆衰退、血压升高或下降、心脏出现界限性异常等。
据职业病研究的专业人士介绍,电磁辐射对人体危害程度则随波长而异,波长愈短对人体作用愈强,微波作用最为突出。有资料显示,处于中、短波频段电磁场(高频电磁场)的操作人员,经受一定强度与时间的暴露,将产生身体不适感,严重者引起神经衰弱,如心血管系统的植物神经失调,但这种作用是可逆的,脱离作用区,经过一定时间的恢复,症状可以消失,并不成为永久性损伤; 处于超短波与微波电磁场中的人员,其受伤害程度要比中、短波严重。尤其是微波的危害更甚。在其作用下,人体除将部分能量反射外,部分被吸收后产生热效应。这种热效应是由于人体组织的分子反复地极向和非极向的运动摩擦而产生的。热效应引起体内温度升高,如果过热会引起损伤,一般以微波辐射最为有害。这种危害主要的病理表现为:引起严重神经衰弱症状,最突出的是造成植物神经机能紊乱。在高强度与长时间作用下,对视觉器官造成严重损伤,同时对生育机能也有显著不良影响。
一位家电行业从业人士告诉记者,从理论上说,一般电子产品,包括电脑、手机、家用电器都会产生电磁辐射,但并不是所有的电磁辐射都会影响健康。就拿家用电器来说,由于一般使用的是低压电,只会产生低频电磁辐射,所以一般家用电器电磁辐射都很小,只要不集中摆放,一般不会造成电磁污染,通常情况下家电只要摆放在离人经常逗留处1.5米之外,就能大大降低对人体的损害。根据国家的相关标准,只要小于12伏/米,家电的电磁辐射就达标了。消费者提高警惕是必要的,但是应该了解到,一般的家电电磁辐射只要处理得当,并不会造成电磁污染,也不会对健康产生多少负面影响。
其实,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。在采访过程中,不少相关人士在谈到电磁辐射对人的伤害时都指出,此问题尚未有官方说法,一般来说电磁辐射只要符合相关规定标准,就可以排除在电磁污染之外。但是否符合相关标准的产品产生的电磁辐射就一定对人体无害,还很难给予确定性的评价。
电磁污染危害到底有多大
所以,对这一点也是见仁见智。
据美国华盛顿技术评定处报告,家用电器和各种接线产生的电磁波对人体组织细胞有害。例如长时间使用电热毯睡觉的女性,可使月经周期发生明显改变;孕妇若频繁使用电炉,可增加出生后小儿癌症的发病率。近10年来,关于电磁波对人体损害的报告接连不断。据美国科罗拉多州大学研究人员调查,电磁污染较严重的丹佛地区儿童死于白血病者是其他地区的两倍以上。瑞典学者托梅尼奥在研究中发现,生活在电磁污染严重地区的儿童,患神经系统肿瘤的人数大量增加。
一些研究资料表明:电脑显示器所发出的电磁辐射长期作用会对女性的内分泌和生殖机能产生劣性影响,危害生殖细胞或殃及早期胚胎发育。电脑的电磁辐射尚未达到影响父母身体健康的强度时,已经对胎儿产生了不良影响。我国有关研究人员在上海和南京进行对比调查发现先兆流产和自发性流产的异常发生率,使用电脑的孕妇明显高于对照组。
欧洲七国科学家2004年也发表研究报告称,经过长期反复的实验证明,手机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)。英国《自然》杂志网站报道称,欧洲12个研究小组的科学家在实验室中进行了长达4年的研究。当人体细胞受到辐射强度在每公斤0.3到2瓦特之间的电磁波干扰时,单个DN断就会断裂。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。研究人员指出,这种DNA损害可能会导致癌症。现有手机的辐射强度为每公斤0.5到1瓦特之间,与上述这个区域有很大的重叠。科学家呼吁移动电话生产商和政府以该实验结果为基础,进行手机辐射的人体实验。他们说,这样才能确定手机危害的大小。科学家也指出,不能根据实验室的结果武断地说手机会危害人体健康。但研究人员在多个实验室进行的上百次实验结果至少说明,在特定的情况下,手机辐射会对DNA造成损害。
对于电磁辐射对人体造成的伤害,也有不少业内人士认为有些报道过于危言耸听,事实上电磁辐射对人的影响并不如想象中那么可怕,只要稍做预防就可避免。
北欧五国的国家辐射保护局则在最近发表联合声明说,至今没有任何科学证据能够证明手机损害人类健康,但尽量减少在辐射下的暴露是值得提倡的。声明说,近年来各类国际研究都证实,在不超过国际非电离辐射保护委员会(ICNIRP)辐射规定值的情况下,无论是使用手机还是手机基站本身都不会对人类健康带来不利影响。声明同时还说,也有一些研究表明,即便在辐射规定值以下,手机电磁辐射也会给人带来一些生物反应。有关的研究还将继续,但生物反应绝不表示对人类健康有损害。对此有医学界人士认为,电磁辐射对DNA等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。
而且目前电子行业发展迅速,尤其是手机业。以北欧为例,不少手机巨头厂商都出自北欧,现在北欧有80%~90%的人使用手机。这种大规模的使用情况更使人担忧――即使是极细微的危害也可能对人类健康带来严重的后果。
特殊人群宁信其有
这种情况之下,对于特殊人群而言,不妨遵循宁信其有的原则,防患于未然。况且,有专家认为,电磁辐射对身体造成的影响也是因人而异的,尤其是孕妇等特殊人群,往往更容易受到伤害。某医学从业人士指出,学术界对电脑与健康的关注首先就是从报道女电脑操作员流产和畸胎开始的。资料显示:从1990年到最近,美国、加拿大、日本、波兰、瑞士、荷兰、中国等,对814708名接触VDT(电脑显示终端)的孕妇(含孕前3个月)与未接触的对照组怀孕妇女相比,结果流产率为14.5%~29.0%,对照组为5.5%~21.3%。大部分报告均得出“流产异常发生率显著高于对照组”的结论,但对后代出生缺陷增加未有结论。学术界及世界卫生组织专家一致认为:“VDT工作环境中有些因素可能影响妊娠结果,最有可能的因素是低频电磁场。”
新疆医学院劳动卫生教研室与新疆地区多家科研单位联合,曾经对视屏作业工人健康状况进行调查,结果显示,长期小剂量的电磁辐射、精神紧张、强迫是影响工人集体健康的主要原因。调查认为,妊娠妇女应暂时脱离视屏作业。由此可见,并非小剂量的电磁辐射就能达到绝对安全。
不同行业从业人员受到的电磁辐射影响也不同,从事防辐射产品研究的深圳先声科技发展有限公司相关技术人员在接受采访时指出,全国劳动医学协会的一项研究成果证实,在电磁场里工作的人患白血病的数量剧增,其中受危害最大的当属电气火车司机,飞机乘务员和核电站的工作者。
因此专家指出,如果能有简单而便宜的方法能够让人们减少某种物质对自己的辐射,即便这种辐射被科学怀疑是极微小的,这样的方法也值得提倡。大规模的电磁污染防治可以通过在电磁场传递的途径中安装屏蔽装置,使有害的电磁强度降低到容许范围内,这种装置为金属材料的封闭壳体。当交变电磁场传向金属壳体时,强度衰减。电磁屏蔽可分有源场屏蔽和无源场屏蔽两类;通过诸如使电磁污染源远离居民稠密区、改进电气设备、在近场区采用电磁辐射吸性材料或装置、实行遥控和遥测、提高自动化程度等方式进行改善。
深圳先声科技发展有限公司相关技术人员指出,电磁波频率越低,穿透能力越强,距离越近,电磁场越强,在40万伏高压电缆下面,电磁波为13微特斯拉;距它30米的地方,电磁波为8微特斯拉;距它200米的地方,电磁波仅为0.1微特斯拉。电磁辐射的传播是随距离、按指数有规律地衰减,距离越长,衰减指数越多。因此在使用电器时,拉开一定的距离,即可起到有效的防护作用。如使用电视机和微波炉时,在距离3米外就可以避免伤害;日常操作电脑时,人体与电脑屏幕保持不少于70厘米的距离,与电脑后部及两侧保持不少于120厘米的距离;经常长时间操作计算机的人员最好身着屏蔽服装。
催生新兴产业
目前,电磁辐射已经越来越多地影响着我们的生活,比如电脑操作时间长了电磁辐射会引起头痛和注意力难以集中。人类正面临着电磁辐射的直接和间接伤害。如何抵挡并削弱电磁波的辐射,正成为全球高科技研究的重要课题,也成为我国“九五”重点攻关项目。而广泛应用于防电磁辐射的吸波材料也越来越受到广泛的重视。
世界上吸波材料的研究始于二次大战期间,本身来源于西方国家为应对军事干扰而进行的研究。如今,随着科技的发展,被广泛应用于通信抗干扰、环保及人体保护等诸多领域,电磁辐射是通过热效应、非热效应、累计效应等对人体造成直接或间接的伤害,使用吸波材料,可以将电磁辐射降低到国家卫生限制安全标准38微米/平方厘米以下,以确保人体健康。
市场的需求催生了产业的发展,随着防辐射产品不断受到重视,生产防辐射产品的厂家也进行了越来越多的创新,譬如深圳市先声科技发展有限公司就是从事新型电磁波吸波材料开发研究、生产、销售,以及解决系统级、设备级电磁兼容问题的专业高科技公司。从1994年至2000年,先声公司开发出从30兆赫到50000兆赫、吸收率大于90%、并达到可控的新一代高效率、宽频带电磁辐射吸波材料――铁氧体磁介质吸波材料。数年来相继为TCL、海尔、通用电器、长城电脑、富士康、格兰仕、同州电子等公司,提供不同类型的SEM吸波材料,同时又为航天工业部、国防军事、部队院校、国防重点实验室、济南部队装备部合作开发各项应用SEM吸波材料的系列产品。除此之外,许多防辐射服装、食品、防护设备也应运而生。目前在中关村的大型电子卖场,如鼎好、海龙等地,都有防辐射服和防辐射屏出售,在淘宝、易趣等大型购物网站,防辐射产品也十分热销。
分析人士指出,随着国家相关标准的陆续规范、出台以及人们对电磁辐射的日益重视,对防辐射产品的检测和监督标准将日趋完善,防辐射值将成为各厂家推销电子产品的新卖点。同时,对电磁辐射的关注也将催生一个新的产业。
链接一:电磁波强度及衰减距离
现在,专家们正在呼吁生产厂家研制电磁辐射较小的家电产品。但对我们来说,当务之急是学会正确使用现有的家用电器,减少电磁波对自己和家人的影响。以下的表格是日常家电产品电磁波强度及衰减距离,供您日常摆放参考。
链接二:哪些地方的电磁辐射容易超标
1.电脑0.6~1.5米的距离内;
2.居室中电视机、音响等家电比较集中的地方;
3.工、科、医的电气设备及VDT周围;
4.广播电视发射塔周围;
5.各种微波塔周围;
6.雷达周围;
7.高压变电线路及设备周围。
链接三:电磁污染对人体的危害
1.电磁辐射是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因;
2.电磁辐射对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接伤害;
3.电磁辐射是造成流产、不育、畸胎等病变的诱发因素;
关键词:手机;电磁;辐射;研究
X591;TN929.53
手机电磁辐射从本质上来说,也属于物理研究范围。从手机诞生至今,有关手机电磁辐射的研究和讨论也从未停止。有人认为手机电磁辐射影响人们身体健康,还有一部分人认为手机电磁辐射的影响可忽略不计。可见,只有采用严谨、精细的测试方法才能得出正确结果,从而帮助人们走出误区,正确使用手机。
一、手机电磁辐射测试
国际上有关衡量手机电磁辐射危害程度的指标是比吸收率。所谓比吸收率就是指在测量手机电磁辐射对人体的危害时,电磁辐射被人体脑部吸收的比率,即SAR值。SAR值越低,脑部吸收的电磁量就越少,对人们的影响也就越小。SAR标准定义是单位质量的人体组织吸收或消耗的电磁功率。
另外,也可以通过电场测试来实现,其计算公式为:SAR=c1dT/dt以及SAR=sE21/r。其中c1是指液体的比热容,dT/dt是人体温度变化率。在计算时可以采用电磁场边值问题的数值计算方法,主要就是利用限差分法ξ侍獾谋淞靠占淅肷⒒,并建立相对应的网络剖析体系。这种网络剖析体系使有电场和磁场分量组成,如何电磁场分布的规律。将其应用在人体影响的计算中,就是是人体模型内每一网格中的场都达到稳定,计算获得人体模型内每一网络3个电场分量和3个磁场分量的稳定值。据有关研究表明,在手机拨通瞬间,手机的电磁辐射值在2-12的范围内变化;在手机通话状态下,手机的电磁辐射值在1-6的范围内变化;在手机待机状态下,最大电磁辐射值在0-4的范围内变化,最小电磁辐射值在0-1的范围内变化。不同的手机电磁辐射值是不相同的。而此时人体脑部的SAR值在逐渐增大时,其局部峰值、每克峰值、头部模型平均值成逐渐减小的趋势。也就是说,在手机接通电话之前,其电磁辐射值最大,而后逐渐减小。而在待机状态、不拨打电话的情况下,手机的电磁辐射较小。
二、手机电磁辐射防护措施
手机电磁辐射的危害主要受辐射源强度、辐射距离、雷计辐射时间的影响。为此,若要防止手机电磁辐射也可以从这三个方面入手,其主要防护措施如下:
1.加快防辐射手机的研发
就目前而言,我国科学技术的更新速度是比较快的。为了保护人体健康,降低手机电磁辐射的危害,研究人员应当加大手机的研发,并实现手机模式的创新。
防辐射手机研究是一个全新的手机研发理念,主要是从人们的日常行为习惯入手,开发出具有新型届结构的手机,从而有效防止手机电磁辐射的影响。但是从实际上来看,我国对防辐射的研究力度并不足。市面上出现较多的是防辐射贴膜、手机套等一些手机零件。
2.科学使用手机
随着我国经济的发展,手机已经成为人们不可或缺的通讯工具之一。显然,手机的电磁辐射是无法完全避免的。鉴于此,人们应当科学使用手机以减少手机电磁辐射。
首先,人们应当尽可能地减少手机使用频率。如尽量减少手机的使用次数,在于家人童话时使用固定电话。相对于手机而言,固话的的电磁辐射强度要小十几倍。而且具有关实验证明:在拨打或接听电话,手机的电磁辐射会瞬间达到最大值。这时应当尽可能地将手机放在远离头部的位置,以免影响到人们的身体健康。最重要的是这样还能避免因长时间使用手机而产生病变。另外,还可以配备手机专用耳机减少手机电磁辐射。其次,手机使用者尽量让手机远离腰、腹部,不要将手机挂在腰上或放在大衣口袋里。当使用者在办公室、家中或车上时,最好把手机摆在一边。外出时可以把手机放在皮包里,这样离身体较远。此外,虽然免提通话能大幅度降低电磁辐射的危害,但是免提通话的适应场合不多。最后,手机使用者应当重视避免用一只耳朵接听电话。大量实践证明,虽然手机在正常通话时电磁辐射值较小,但是长时间的通话仍会损伤到耳朵。
3.特殊人群应当谨慎使用手机
对于一些特殊人群,应当尽量减少手机的使用频率和时间,以免病情加重。如癫痫患者使用手机,会增强脑部的电磁场从而诱发癫痫发作;装有心脏支架的病人也无法应当尽量减少手机。手机电磁辐射不仅会影响到心电图的记录;白内障患者使用手机会使病情加重;孕妇频繁使用手机容易引起胎儿畸形。总之,对于一些特殊人员应当减少他们的手机使用频率。
4.应当合理搭配食物
就目前而言,手机电磁辐射的危害界限标准仍不够明确。手机使用者在使用时应当以预防为主,平常多吃些瓜果、蔬菜。尤其是富含B元素的食物,如海带、卷心菜等以保证人们身体内的电磁平衡。而且据医学研究证明,一些绿色食物能够杀菌,提高人体免疫力,从而提高人体地方电磁辐射的能力。为此,人们应当重视合理饮食。
5.正确认识手机电磁辐射
手机对人体健康到底有什么损害,全球科技界对此尚无定论,任何一家跟踪研究手机辐射问题的机构(包括世界卫生组织),也还都没有证据能够证明手机和移动基站会对健康造成威胁。但是曾有一名癌症专家通过实验得出:因使用手机致死的人数将超过吸烟受害者。同时也有科学家声称,手提电话释放的辐射在短短5分钟便足以影响脑细胞分裂的情况,有可能触发癌症。实际上人们对于手机电磁辐射的危害仍是一知半解,大部分人认为手机虽然存在危害,但是影响程度并不大,否则手机也不会成为人们生活的必需品。显然这种想法是不正确的。鉴于此,人们应当正确认识手机电磁辐射,并采用科学的防辐射方法,尽量不要人云亦云,采用毫无科学依据的手机电磁辐射预防方法。
三、总结
综上所述,手机电磁辐射无处不在,而且有关手机电磁辐射的争论也从未停止过。总的来说,为了保障人们的身体健康,人们应当科学规划手机使用时间,并规范自身的手机使用行为习惯,做好全方位的手机电磁辐射防护工作。另外,相关科研人员应当不断加大手机的研发力度,从根源上减少手机电磁辐射强度。
参考文献:
[1]张宏琴,齐丽晶,陈殿伟.关于手机电磁辐射的研究[J].吉林化工学院学报,2014,11:98-100.