电磁辐射2

电磁辐射与电磁污染电磁污染已被公认为是在大气污染、水质污染、噪音污染之后的第四大公害。联合国人类环境大会已将电磁辐射列入必须控制的主要污染物之一。电磁辐射无色无味无形，可以穿透包括人体在内的多种物质，人体如果长期暴露在超过安全的辐射剂量下，细胞就会被大面积杀伤或杀死，并产生多种疾病。2006-10-11三、电磁辐射对人体健康的影响四、电磁辐射标准及其确定的依据二、国内城市的电磁环境现状一、何为电磁辐射和电磁污染报告的内容五、高压变电站、超高压输电线电磁辐射的一些研究结果电磁辐射(electromagneticradiation）:一、何为电磁辐射和电磁污染1、何为电磁辐射电场和磁场的交互变化产生电磁波，电磁发射引起电磁波向空中发射。电磁辐射是指能量以电磁波形式由源发射到空间的现象，或能量以电磁波形式在空间传播。过量的电磁辐射就造成了电磁污染。电磁波的传播速度即为人们通常所说的光速。电磁辐射可按其波长、频率列成若干频率段，形成电磁波谱。频率越高，该辐射的量子能量越大，其生物学作用也越强。名称频率/Hz光子能量低频场几Hz~几十Hz~0无线电波3104~31081010~106eV微波3108~31011106~103eV红外线31011~3.71014103~1.55eV可见光3.71014~7.910141.55~3.26eV紫外线7.91014~310163.26~124eVX射线31016~310240.1keV~104MeV射线31018~3102110keV~10MeV表1.电磁辐射谱辐射，按其量子能量大小分为低能辐射和高能辐射。前者的量子能量通常在10eV以下，后者的能量可高达104~106eV。低能辐射与物质相互作用一般只引起原子的振动和激发，而高能辐射与物质相互作用不但能引起原子的振动和激发，而且能使原子发生电离。因此，低能辐射属于非电离辐射，而高能辐射又叫电离辐射。•天然辐射一、何为电磁辐射和电磁污染2、电磁辐射的来源天然的电磁辐射来自于地球的热辐射，太阳热辐射，宇宙射线，雷电等。人工电磁辐射来自于如空调机、计算机、电视机、电冰箱、微波炉、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。•人工辐射二、国内城市的电磁环境现状•移动通信技术发展迅速，城市市区高层建筑上架起成百上千个移动通信发射基地站，这些电磁辐射源虽然每个功率不大，但由于在市区内遍地开花，使城市高空电磁波场强增强，局部高层建筑受到污染。另外，城市高层建筑上还有许多微波定向天线，卫星天线和短波天线。1、近年来出现的新问题•由于城市的发展与扩大，一些大中型广播电视与无线电通信发射台站被新开发的居民小区所包围，局部居民生活区成为强场区。如某中波广播发射塔附近（800米）高层建筑（25层）楼顶电场强度为159.5V/m（国标为10V/m），而室外空旷开阔处为7.76V/m。从1997年下半年到1998年底,由国家环保总局在全国范围内进行的首次电磁辐射污染源调查结果显示，广播电视发射台是最大最集中的污染源；而通信系统的发射设备，由于种类多、数量大、分布广，也占了很大的比重。例子:1997年8月13日,深圳机场由于附近山头上的数十家无线寻呼台发射的电磁辐射对机场指挥塔的无线电通信系统造成严重干扰，使地对空指挥失灵，机场被迫关闭两小时。在此之前，首都机场也发生过类似事情。例子：2005年，福州拟在市区建一座220KV变电站，遭居民强列反对；广州市越秀区6位居民因220KV高压线电磁辐射状告市规划局和电力局，使该工程停工数月；杭州已有四成变电站因“站群矛盾”无法如期投产；上海仅2004年一年就有1000多起有关电磁辐射的投诉；北京近年来也发生多起因电力公司架设的220KV高压输电线路产生的纠纷和投诉。•国家环保总局的首次电磁辐射污染源调查结果显示，高压送变电系统建设规模越来越大，全国目前共有高压变电站3801个,总功率为3.6亿千瓦；在许多大城市的周围已建设了500千伏的高压电力环线系统,110千伏和220千伏的变电站在一些城市市区也比比皆是。这些高压变电站进入城市中心区，引起邻近群众恐慌与投诉.•城市交通运输系统（汽车、电车、地铁、轻轨及电气化铁路）迅速发展引起城市电磁噪声呈上升趋势。•个人无线电通信手段及家用电器增多，家庭小环境电磁能量密度增加，室内电磁环境与室外电磁环境已融为一体，城市电磁环境总量在不断增加。据报道，2004年3月至12月间，共有100多家中国电子企业，几百个货柜产品出口时，因电磁辐射不符合FDA（美国联邦食品、药品管理局）规定而被拒绝。2、常见电磁辐射源及其频率范围二、国内城市的电磁环境现状•GSM移动通信基站：900/1800MHz；•卫星传输：20GHz；535~1605KHz(中波)88~108MHz(调频)4~19MHz(短波)•广播电台：•电视：50-92，168~223，471~566，607~958，6000MHz；•家用微波炉：2450MHz，工业微波炉：915、2450MHz；•高压电力设备：工频50Hz，电磁噪声干扰0.5~30MHz；•高频感应加热设备(如熔炼炉、淬火炉等)：几百KHz；•电磁炉：20~40KHz；•高频介质加热设备：几MHz~几十MHz(如塑料热合机27.12MHz)；3、需要做的主要工作•调查包括移动电话基站、电视发射塔及高压输电线周围居民的电磁辐射暴露水平；•分析居民的电磁辐射暴露水平与健康影响之间的关系；•进行进一步的健康效应评价及可能的机理研究；•制定和修定相关电磁辐射卫生标准.二、国内城市的电磁环境现状4、国际电磁场（EMF）研究计划简介EMF计划由世界卫生组织（WHO）于1996发起，预计2006年完成。主要致力于研究和评定0~300GHz电磁场对健康的可能影响及相关研究数据的科学性。•鼓励并资助高质量的尖端科研计划，以获得进一步研究所需知识，以便更好地进行健康危害评估•提供用于EMF暴露的危险认识、宣传和管理的信息，以及关于EMF问题的建议和出版物。•进行EMF标准的协调，在保护暴露于EMF的公众和工人的框架下，做到国际上意见一致，最终形成一个统一的国际标准。EMF的主要工作和成果：()•对相关科学文献，进行深入的研究和汇总，评定相关研究数据的科学性，作出有关健康效应的评估报告。(例:2001年，极低频电磁场被国际癌症研究机构(IARC)定为“人类可疑癌致剂”)i）极低频(ELF:0~100KHz)电磁场对健康的影响a。对肌体免疫系统的主要影响•引起血中白细胞、淋巴细胞数量的改变•引起血清免役球蛋白活性的改变•影响血中白细胞介素的活性及受体的表达三、电磁辐射对人体健康的影响1、国内流行病学调查结果b。引起人群神经衰弱症候群症状发生率的增加c。遗传方面的不良影响ii）射频(RF:100KHz—300GHz）电磁场的健康影响b.射频电磁场对心血管功能有不良影响症状：心动过缓、心率不齐、心肌劳累、早搏、房室传导阻滞a。微波暴露可导致神经衰弱的发生率显著增高症状：头痛、头昏、乏力、失眠、多梦记忆力减退观察对象广播电视发射中心短波作业人员从事高频作业三个月以上的人员（134KHz—10MHz)微波接触军人（3000MHz,72—100W/cm2)电视系统无线电发射台机务人员工作两年以上的微波通讯作业人员经常使用移动电话者被调查人群雷达微波及高频作业可导致眼晶体混浊率显著提高e.射频电磁场对生殖功能的不良影响短波及高频微波作业可使女工月经异常、自然流产、妊娠并发症的发生率提高，使男性阳痿、性欲减退等症状发生率明显增高c.射频电磁场对人体免疫系统的不良影响微波暴露导致机体体液免疫功能下降d.射频电磁场对人体眼睛的不良影响iii)视屏显示终端（VDT）的键康效应症状:头昏头痛、臂痛、心悸、晶状体浑浊、女性自然流产、妊娠合并贫血的发病率明显升高电信局寻呼台VDT作业人员大专院校、金融系统计算机操作者被调查者:2、电磁辐射生物效应的实验研究结果i）细胞与DNA高尔基体线粒体细胞质细胞膜细胞核粗面内质网光面内质网中心体纤毛动物细胞DNA分子是由两条脱氧核糖核酸长链互以碱基配对相连而成的螺旋状双链分子；DNA主要存在于细胞核内的染色质中，线粒体和叶绿体中也有，是遗传信息的携带者。DNA模型b）对细胞信号传导系统的影响细胞的信号传导控制着细胞的生长、分化和凋亡，电磁场的任何生物学效应总会反映到细胞内外信号传导分子/系统的变化上。研究发现强度在0.5mT（职业暴露限值）以下的工频磁场对细胞间、细胞膜、细胞质、细胞核内信号分子有影响c）低频电磁场在基因/DNA水平上的作用研究报道0.4~0.8mT的工频磁场可增强已知致癌剂的生物学作用，1mT的工频磁场单独就有DNA损伤作用a）对细胞增殖的影响研究发现某些频率的ELF磁场可抑制细胞的生长，工频磁场对人白血病细胞有抑制效应和累积效应ii）低频电磁场的生物学效应iii）射频电磁场的生物学效应热效应:吸收电磁辐射能后，生物组织或系统产生的直接与热作用有关的变化比吸收率（SAR）——生物体单位质量所吸收的电磁辐射功率，常用来度量电磁辐射在生物组织中所感应的电场，单位为W/kg非热效应：低强度（SAR4W/Kg）的微波暴露对免疫系统有影响(如引起染色体奇变和DNA双链断裂).iV）低频场生物学效应的机理电磁污染对人体的危害分为热效应、非热效应和种群效应.热效应电磁波照射人体后，交变的电场和交变的磁场使体内的水分子和电介质的偶极子产生振动，媒质的摩擦作用将动能转化为热能，从而使机体升温。如果吸收的热量很多，人体体温的调节作用已不能把产生的热量散发出去，这时就会引发各种疾病。非热效应吸收的辐射能量不足以引起体温升高，但也往往会出现一些反应，如头晕、疲劳、失眠、引起血液中红细胞和白细胞的化学成分的改变、眼睛晶状体的损伤等。种群效应主要是三致作用，即致癌、致畸、致突变，这种效应需要对几代人的观察研究才能做出结论。关于非热效应的机理假说:•Frohlich的相干电子振荡理论;•离子回旋共振理论;•粒子对膜的通透理论;•自由基效应理论;•孤子效应与膜功能模型;四、电磁辐射标准及其确定的依据ICNIRP在1998年出版了关于非电离辐射限值的导则，它没有法律效力，但是目前被许多国家和国际组织如WHO所承认。防止“对健康的已知的危害效应，即对被暴露个体或其后代健康有可以检测到的损伤”，它是基于短时效应（如对外周神经和肌肉的刺激等）和热效应而制定的，对于暴露的长期潜在效应（如癌症风险的增加），ICNIRP认为可获得的证据不足以作为制定暴露限值的基础。1、国际非电离辐射防护委员会《导则》•ICNIRP标准的主要目的•《导则》确定的依据a）频率从1Hz—10MHz，根据防止对神经系统功能产生影响的电流密度确定基本限值。如极低频电磁场暴露阀值为100mA/m2b）频率从100KHz—10GHz，为防止全身热效应和局部组织的过热而采用比吸收率（SAR）为基本限值；在100KHz—10MHz范围内，同时使用电流密度和SAR来确定限值。如一般环境下，个体暴露于约4W/kg的全身SAR30分钟，体温可升高1度，因此射频电磁场暴露阀值为4W/kgc）频率从10GHz—300GHz之间，采用功率密度为基本限值以防止组织内和体表过热在不同的频段分别根据某一主要效应的机制而导出人体健康的阀值，然后留有5—10倍的安全因子作为职业和公众的基本限值2、中国的电磁辐射标准表1公众导出限值（GB8702-88）最常用的电磁辐射标准是《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)、《环境电磁波卫生标准》(GB9175-88)、工业、科学、医疗射频设备无线电干扰辐射允许值(GB4824.1-84)。频率范围MHz电场强度V/m磁场强度A/m功率密度W/m20.13400.14033067/0.17/12/f303000120.0320.43000150000.22/0.001/f/7