移动通信基站电磁辐射与人体健康

随着无线电传播技术的迅速发展，通信设备的安全性以及电磁辐射与人体组织交互作用的潜在危害性引起了人们的关注。因此，我们需要仔细、深入地研究这个问题，精确量化这些交互作用，确定他们是否遵循相关的安全标准。现代人们都生活在电磁波环境之中。如电闪雷击、太阳黑子活动、大气、宇宙等都产生电磁波，这是来自自然的电磁波现象；而人为的电磁波主要来源于无线电发射设备、工业设备和医疗设备，如无线电台、手持移动电话、氦弧焊机、交流高压输电线、汽车点火器、荧光灯、微波炉、电动机、电视机、计算机等等都会产生电磁波。实际上，在地球上的任何地方，无论白天还是黑夜，都存在着各种频率、强度不一、看不见、摸不着又闻不到的电磁波。一、无线电波与电磁辐射电磁波向空中发射或泄漏的现象叫电磁辐射，过量的电磁辐射就造成了电磁污染。目前电磁辐射的来源主要来自以下几个方面：*高频感应加热方面：使用频率多为300kHz～3MHz。*高频介质加热方面：使用频率为10～30MHz。*微波方面：主要用于雷达导航、探测、通信、电视及核物理科学研究等，频率一般在3～300GHz之间。*生活方面：如各种家用电器：电视机、电冰箱、微波炉、家用电脑、电吹风、电热毯、护眼灯等。*信号发射设备：如电视信号塔、移动通信基站、寻呼台基站和电气化铁路、高压输电线等。信息产业部无线电管理局根据无线电业务划分规定，对不同频段的无线电频率波道配置进行了相应的规划，以便对各种无线电台（站）设置请求进行频率指配。各类无线电发射设备和电磁辐射装置必须符合国家相关技术指标要求。任何电磁辐射设备的设置使用，同时还必须符合电磁辐射防护规定的国家标准，达到公众和职业照射标准的要求，使电磁辐射对人体的影响减到最小。根椐《中华人民共和国无线电频率划分规定》，广播使用的主要是中波和短波，而毫米波、厘米波和分米波又统称微波，GSM使用的是890～954MHz，3G使用的是1920～2170MHz，都属于微波中的分米波。我们日常使用的微波炉一般是2450MHz，也属于微波中的分米波。二、电磁辐射的强度与标准1.电磁辐射强度由于GSM移动通信采用的是微蜂窝技术，手机和基站通过电磁波双向联系，每个基站都有一定的作用范围。所以提高信号的有效办法就是增加通信基站，使通话服务区覆盖每个地方,减少盲区。然而，随着通信基站越建越多，人们开始疑虑通信基站所发射的电磁波是否对人体有伤害。我们知道电磁辐射其实是一种能量，它对环境的影响大小主要取决于能量的强弱，用来表示其强度大小的单位主要有：功率（W）、功率密度（W/m?或MW/cm?）、电场强度（V/m）、磁场强度（A/m）、磁感应强度（T或Gs）。2.比吸收率SAR如何衡量电磁辐射对人体作用的大小呢？电磁辐射能量要大到什么程度就会对人体产生伤害呢?我们先来了解一下“SAR”这个名词，SAR的中文意思是“比吸收率”。SAR定义为生物体每单位质量所吸收的电磁辐射功率，即吸收计量率。它的单位是W/kg。那么，如何测定SAR的值呢？SAR值测量系统由人体模型、测量仪表、探针、机械臂等组成。测量时，在人体模型内部倒入专用测试液体，液体的电磁性与人体的电磁性一致；将发射源紧贴模型放置，设置好发射源的发射功率，由机械臂带动探针在液体内运动，自动测量场强E，由以下公式就可以计算出SAR的值：SAR=E2（δ/p）式中：E为场强；δ为介电常数；p为液体密度。国际上，FCC、ICNIRP（国际非电离性照射保护委员会）、IEEE等机构先后制定了电磁辐射对人体作用的衡量技术标准。目前通用的标准有两个：一个是欧洲使用的2W/kg，另一个是美国使用的1.6W/kg。欧洲采用的测试标准测量单位是10克，而美国采用的测试标准测量单位为1克。我国现使用的标准是国家环境保护局颁布的GB8702-88“电磁辐射防护规定”，规定中给出了职业照射和公众照射两种SAR限值。（1）职业照射：在每天8小时工作期间内，任意连续6分钟按全身平均的比吸收率（SAR）应小于0.1W/kg。（2）公众照射：在1天24小时内，任意连续6分钟按全身平均的比吸收率（SAR）应小于0.02W/kg。3.我国环境电磁波卫生标准SAR的测量是在屏蔽室中进行的，而我们生活的空间无线电波复杂程度远远超过屏蔽室，这使人们比较难以接受SAR的概念。我国卫生部为了控制电磁波对环境的污染、保护人民健康、促进电磁技术发展而制订了《中华人民共和国国家标准环境电磁波卫生标准GB9175-88》。该标准没有沿用国际流行的SAR标准，而是采用电场强度V/m和功率密度?W/cm?作单位，适用于一切人群经常居住和活动场所的环境电磁辐射，不包括职业辐射和射频、微波治疗需要的辐射。在这个国标中，对微波电磁辐射，以功率密度微瓦/平方厘米（?W/cm?）来做为计量单位。将环境电磁波容许辐射强度标准分为两级（见表1）：表1环境电磁波许可辐射强度分级标准波长单位容许场强一级（安全区）二级（中间区＜）长、中、短波V/m＜10＜25超短波V/m＜5＜12微波?W/cm?＜10＜40混合V/m按主要波段场强；若各波段场分散，则按复合场强加权确定一级标准，为安全区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群（包括婴儿、孕妇和老弱病残者），均不会受到任何有害影响的区域。二级标准，为中间区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作和生活的一切人群（包括婴儿、孕妇和老弱病残者），可能引起潜在性不良反应的区域，在此区域内可建造工厂和机关，但不许建造居民住宅、学校、医院和疗养院等。我国制订的这个国家标准相对其他国家标准是比较严格的，欧洲大部分国家现在都是200?W/cm?，美国1982年颁布的标准是3000?W/cm?比我国要宽松75倍，足已证明我国政府在有关电磁辐射环境保护方面是极其负责的，而且移动通信运营部门的整套设备以及技术参数也是按照国家标准严格控制的。三、基站电磁辐射的理论计算从以上国家标准，我们知道只要电磁辐射强度在10?W/cm?以下，对所有人群（包括婴儿、孕妇和老弱病残者）都是绝对有安全保证的。电磁辐射强度的理论计算公式：S=P/4πr2式中，S为功率密度；P为发射功率；r为发射点与测量点之间的距离。根据此公式，某一地点的电磁辐射强度S与发射功率P成正比，而与该点到发射点的距离r的平方成反比。根据相关设备的技术参数，移动通信2G基站天线向一个扇区实际辐射功率为14.26W，3G基站为2.38W。将基站功率代入上式估算，在距离2G基站10米处的功率密度为：S=P/4πr?=14.26/（4π×100）=0.0113W/m?=1.13?W/cm?远远小于最安全的10?W/cm?的一级标准，以后的3G基站就只有约0.19?W/cm?。射频信号的绝对功率常用dBm、dBw表示，它与mW、W的换算关系如下：例如信号功率xW，利用dBm表示其大小为：p（dBm）=10log（（x×1000（mW）），1W等于30dBm，等于0dBw。射频信号的相对功率常用dB和dBc两种形式表示，其区别在于：dB是任意两个功率的比值的对数表示形式，而dBc是某一个频率点输出功率和载频输出功率的比值的对数表示形式。一般GSM基站天线高度均在35至55米，电磁波在空中传播衰减很快，而且当电磁波穿过一般砖墙时要衰减6dB左右（折合4倍），穿过带钢筋的墙要衰减20dB左右。因此，将GSM基站天线建在一般住宅楼顶时，楼内居民是绝对安全的。四、基站电磁辐射的实际监测结果2005年9月，江苏移动进行了实际电磁辐射环境调查，共选取全省3个城市13个典型基站进行现场监测，使用德国NARDAEMR-300综合场强仪（频带宽度为0.1～3000MHz）进行实测。在以基站为中心半径300米范围内，监测点位布设以基站发射天线为相对水平零点，间隔90度，分4个方向做测量线，每条测量线上优选50米、100米、150米……300米等距离面设测量点。测量时间选择在城市环境电磁辐射的高峰期，测量高度取1.7米，每个测量点连续测量5次，每次测量不小于15秒，并读取稳定状态的最大值。测量时避开高层建筑、树木、高压线等影响，测量的气候条件应符合仪器规定的使用条件。实际测量结果见表2。表2电磁辐射环境监测结果序号基站名称建设情况辐射强度?W/cm?1向阳G7已建＜0.01～0.322金港花园G8未建＜0.01～0.113蠡泽G7已建＜0.01～0.014临城2G8已建未开通＜0.01～0.055阳山花苑G8未建＜0.016中院G7已建0.01～0.137明珠小区网优已建＜0.01～0.148都市花园网优已建＜0.01～0.049邮政物流3G未建＜0.01～0.0310化工新村网优已建＜0.01～0.2811水上乐园3G未建＜0.01～0.0912刁铺搬迁＜0.01～0.0513东园3G未建＜0.01～0.17监测结果表明：所有基站周围电磁辐射环境功率密度均远低于国家一级（安全区）10?W/cm?的限值，最高的只有0.32?W/cm?，最低的还小于0.01?W/cm?，是安全标准的百分之一。已建基站和未开通基站周围环境测量结果相比较，无显著差异，事实证明基站辐射对环境的影响微乎其微，可以忽略不计。五、相关理论研究瑞典辐射防护协会就其独立专家组(IEG)于2003年12月关于电磁场的研究发布了第一个年度报告。事实上，近年来在这些领域已经公布了许多新的研究，总的科学评估自《斯图尔特报告》发布之后还没有出现实质改变。正如著名物理学家、中国科学院院士何祚庥所说，截至目前，世界上尚未发现一例因电磁辐射对人体产生危害的确定案例。可见，谈基站而色变完全没有必要。另外，我国移动通信基站使用的频率是国际电联统一规划的，其制式也是国际通用的，其设备是经国家无线电管理局型号核准批准进口或生产的，因而在移动通信基站的设置问题上是与世界发达国家和地区一样的。其次，在执行标准时、我国的管理是非常严格到位的。在基站设置上，先要由运营商向市无线电管理办公室提出申请，市无线电管理办公室对这些位置进行审核、测试。确保其各项技术指标符合国家的技术标准，保证电磁波辐射都在“一级标准”以内才予以批准。在基站建成后，市无线电管理办公室要对基站进行验收，核准设备型号，测试各项技术指标符合国家的技术标准，保证电磁波辐射都在“一级标准”以内后，才颁发电台执照。领取电台执照后的基站才能投入运行。运行中，运营商需随时保证其设备处于良好的状况。市无线电管理办公室有一支专门的技术队伍，经常性地对公众移动基站进行跟踪监测，防止有害辐射、有害干扰的发生，从而净化电磁环境，确保其电磁波辐射强度在国家安全标准范围之内。移动通信基站由于目标大，往往使人们对基站电磁辐射对环境的影响产生疑问。然而理论和实践都证明，任何一期移动通信工程建设方案的设计，均是经过深思熟虑的。而且在全国，任何一个城市的通信大楼顶部或附近都有移动通信铁塔，而且上面挂满了BP机天线、微波天线、移动通信天线、特高频天线等，对应的机房内充满了各种现代通信设备。然而从全国职业病防治或各种癌症发病率的统计分布看，还没有相对集中于通信工程技术人员的迹象。因此，普通群众更没必要担心基站的电磁辐射。还有，基站密度越高辐射强度越低。手机与基站及基站控制器之间，有智能控制机制，动态调整互相之间的通话信道、电磁辐射功率与接收灵敏度。在上述控制原理下，一个覆盖半径在500至700米的BTS基站，相对于该范围内的移动手机而言，距离基站越远，对应信道和手机的发射峰值功率越强。当GSM手机在距基站700米左右的楼内通话时，基站对应信道的发射功率在13W左右，GSM手机的发射峰值为2W左右；而当手机移动到距基站1至200米的视角距离时，基站与手机之间对应的信道发射功率将分别自动调节在0.1W左右。由此可以推论：移动通信基站密度越高，相应每个基站电磁辐射强度越低；手机距离移动通信基站越近，手机在使用过程中对通话者电磁辐射当量越低、越安全。六、结束语综上所述，移动通信基站由于功率小，离人体距离远，对我们所带来的辐射强度远远小于手机，实际测量结果，基站开通和不开通时整个环境的电磁强度基本没有