电磁辐射与健康问题漫说

曾 铁

(上海电视大学徐汇分校,上海 200032)

电磁辐射和辐射、核辐射不能划等号,辐射包括了电磁辐射.各种放射性能量(粒子)发射和电磁能量发射都属于辐射,能量以电磁波形式由信号源发射到空间的现象即电磁辐射.电磁辐射有两类:天然辐射和人工辐射,前者源于地球、太阳等的电磁辐射,后者主要源于广播、电视、通信基站和各种用电设备等.电磁辐射分为电离辐射和非电离辐射,X射线、γ射线和宇宙射线等,由于其能量较大,足以破坏人体组织结构的分子,甚至可使原子、分子电离化,这类辐射属电离辐射;频率在9 000 Hz—300 GHz的无线电发射设备或各种电子产品所发射的电磁波,由于其能量较小,不能将分子等分解、电离,这类辐射叫非电离辐射.世界卫生组织界定:大于、等于紫外线频率的电磁波称为“电磁辐射”,频率在100 kHz以下的低频电磁场,其存在方式为“电场”和“磁场”,相对高频来说其电磁波通常称为“电磁场”.

手机辐射、电脑辐射、家用电器辐射等属电磁辐射,电磁辐射和阳光、空气一样,同我们“形影不离”;它无色、无味、无形,人体无法直接感知.由电磁辐射引起的疾病,叫“无线电波病”,它造成的环境污染叫电磁污染(又叫“电子雾”,由各种波长的电磁波构成).电磁污染是继大气污染、水污染、噪音污染之后的第4大公害,联合国人类环境大会已将电磁辐射列入必控的主要污染物之一.电磁辐射对人体健康的影响主要有躯体效应与神经效应,低频电磁辐射对人体的影响以神经效应为主,高频电磁辐射则以热效应为主.人为的电磁污染源主要有工频交变电磁场和射频电磁辐射等,后者是电磁污染的主因.电磁污染对人的危害表现为热效应(热力作用)和非热效应,前者使人体升温产生一些负面影响,后者则引起人体生物变化与反应,造成许多病变,它们对人体的危害还有累积效应.世卫组织早已把认识、理解电磁场对健康的影响,纳入环境健康领域的议案,并组织、发布了《制定以健康为基础的电磁场标准框架》与《世卫组织“国际电磁场计划”的评估结论与建议》,目的是帮助公众全面、科学地了解电磁场健康问题的权威信息,向人类提供相同或相似的健康保护水平.世卫组织1996年—2006年的研究表明(60多个国家参与了该专题研究):低频电磁辐射对人体健康影响微弱,过量的电磁辐射则会对人体产生伤害.

为防止电磁污染、保障公民健康和促进电磁技术安全、科学的应用与发展,20世纪90年代起,我国环保部、卫生部等先后颁布了《公众照射导出限值》、《环境电磁波容许辐射强度分级标准》、《电磁辐射防护标准》、《环境电磁波卫生标准》、《电磁辐射环境保护管理方法》、《高频电磁辐射安全卫生标准》、《微波辐射卫生标准》等法规和技术、行业标准.我国对电磁辐射有严格的技术限制标准,电磁辐射防护标准比美、日、欧盟、澳大利亚和香港等发达国家、地区还严厉、苛刻(见表1).2005年,上海市规定该市区域内所有通信机站电磁辐射须小于 20 μW/cm2.《电磁辐射防护标准》(GB8702—88)规定的环境电磁辐射强度也比欧、美发达国家更严格,该标准中电场强度上限值为12 V/m.上海的这一标准则更小,它是5.4 V/m;我国的电磁辐射安全标准是:50 mW/cm2,且连续工作时间为6 h/天等.《电磁辐射防护标准》还规定:(1)职业照射——每天8 h工作时间内,任意连续6 min按全身平均的比吸收率应小于0,1 W/kg;(2)公众照射——在一天24 h内,任意连续6 min按全身平均的比吸收率应小于0.02 W/kg,且公众照射在一天24 h内,环境电磁辐射场各个频率段的场量参数(电场强度、磁场强度和功率密度等)在任意连续6 min内的平均值也有数量限制;(3)对于脉冲电磁波除满足上述要求外,各项参数的瞬时峰值不能超过上述限制值的1 000倍等.

表1 通信基站的一些电磁辐射限制标准(μW/cm2)

新的测量表明:中国电信、移动、联通公司等基站,天线水平方向前10～20 m处的电磁波功率密度为0.6 mW/cm2,都在安全值范围内;高频电磁波穿过居民的砖墙后要衰减4倍.

电磁辐射和“隐形杀手”电磁污染也不能划等号,电磁场强度超过限值后,才会形成电磁污染.超过限值的电磁辐射会损伤人体,其危害有急性和慢性的;电磁辐射对人体的负作用随频率增高而增大.电磁污染的特点是辐射功率越大、距离越近、照射时间越长、照射间隔时间越短,对人体危害就越大、越明显.卫生学与流行病学的统计显示,人长期置身于电磁污染环境中,会导致中枢神经系统、心血管系统、血液系统、内分泌系统、生殖系统、代谢系统等功能紊乱;会造成免疫力下降;会引起头晕、头痛、头胀、失眠、记忆力衰退、嗜睡、恶心、视力模糊、多梦、血压升高或下降;也会破坏人体多种器官、引起白血球下降、白内障、部分孕妇流产,甚至破坏人体DNA、改变血液细胞基因、诱发多种疾病和癌症,它还有遗传效应等.

不同的人,同一个人在不同年龄段或身体的不同部位,对电磁辐射的敏感度与承受力是不同的.通常老人、儿童、孕妇与体弱者和脑部、眼部对电磁辐射较敏感,易受到伤害.有关研究证实:磁场会增加儿童得癌的风险,且从 2 mG起,风险开始加倍;长期处在磁场强度超过1 mG的地方,就达到了受辐射污染程度.根据儿童白血病的流行病学调研,高压线、变电站等工频电磁场,已被世界卫生组织评议为人类可疑致癌物(汽车尾气等也在此列).我国行业标准《电力设施保护条例》规定:电压为1万伏的架空电力线路导线与其下方建筑物顶部间垂直距离不能小于3 m,电压为22万伏时不得小于6 m,33万伏不得小于7 m;50万伏时电路下方不能有住房或居民区(测量显示,在50万伏高压线下方,与高压线平行的铁丝上感应电压达1700 V,可见50万伏高压线其感应电场很强).瑞士、美国和意大利的调查显示,生活在高压线附近的居民,患癌症的几率明显较大.此外,中国工程院院士、隧道与地下工程专家王梦恕提出,中低速磁悬浮的电磁辐射对人体有害,长期作用会引起多种疾病;在德国,修建磁悬浮距离居民区的最短距离是300 m.表 2、表3、表4、表5是一些有关的测量数据.

表2 11.5万伏输电线周围电场强度与磁场强度

表3 距通以500 A电流的单相输电线10 m处的磁场强度数值(mG)

表4 10种常用电器磁场强度(mG)与距离关系数据

洗衣机 30 5 小于1电风扇 76 5 小于1 1 500 W电吹风 15 1 小于1 200 W音响 39 5 小于1

一般的输、变电设施产生的主要是50 Hz的电磁场,10万赫兹的供电设施因频率较低不会产生很强的电磁辐射.测量还显示:一台29英寸显象管彩电屏幕的近前,其低频辐射中磁场强度为29mG(毫高斯)左右,彩电后面磁场强度是98-108 mG;电脑辐射最强处是背后,其次是左、右两侧,工作时显示屏后方,电磁辐射里磁场强度为42.6mG.

表5 电视机辐射值(电场强度,V/m)

表6 微波炉辐射值(电场强度,V/m)

方便、有效地减轻家用电器或公用电器电磁污染的好办法,即尽可能远离工作中的电器,不长时间地使用它们或开机、待机.相对而言,手机、电脑(带显象管式屏幕的电脑工作时有低能量X光辐射和低频电磁辐射等)、电热毯与微波炉等的电磁辐射较强,当注意防范.

据有关的标准,我国的手机工作时电场强度小于12 V/m或功率密度小于40 mW/cm2就达到了安全标准.20世纪末,中国消费者协会和中国计量测试学会对GSM手机、CDMA手机工作时,其近场电磁辐射进行了测量,结果表明:(1)手机呼出时与网络最初联系的几秒内电磁辐射强度最大,随后逐渐减小,达到一个稳态值;(2)天线内置式手机的电磁辐射较低,仅为多数同类型天线外置式手机的1/10;(3)工作时的天线内置式手机,天线背面的电磁辐射最大,前面板仅是背面的几分之一;(4)天线外置式手机机体有电磁辐射,天线周围的辐射最大;(5)GSM手机工作时,电磁辐射惊人,且电磁辐射最大值大于相关的限值等.

手机接通瞬间或充电时通话,其电磁辐射最强,所以,手机响了2 s后再接听或充电时不接电话,是有效防范电磁辐射的方法;手机处于搜索信号的状态中,其辐射强度很强,远离基站时通话,手机发射功率处于很强状态;手机强度显示“1格”左右,其发送功率在1 W 以上,显示为“5格”时发送功率在0.1～0.5 W.拨打手机时,其电磁辐射里磁场强度最高可达536.2mG.

手机辐射主要是微波辐射,其高频辐射范围在400 MHz-1 000 MHz,常用“电磁波能量吸收比值”表示手机人体单位允许吸收的辐射量,它又叫手机吸收辐射率或比吸收率,简称SAR值,单位是W/kg.SAR值是在手机使用时最高功率下测得的,是人体每千克容许吸收的辐射量,其值越低,辐射被吸收的量越少,使用时越安全.SAR值有针对全身的、局部的和四肢的等数据,针对脑部的SAR安全标准值必须低于 1.67 W/kg(2008年9月,瑞士的研究报告说,少儿过量使用手机会导致脑瘤).SAR值范围一般在0.3—2.0 W/kg.当下,SAR标准值有:

1)欧洲标准——国际非电离性照射保护委员会规定的最高值为2.0 W/kg,已被大多数欧洲国家和我国大陆采用;

2)美国标准——美国联邦通讯委员会规定1.6 W/kg是安全标准,低于此值的手机才能销售;我国台湾省采用此标准等.

2010年6月,美国旧金山市议会通过了世界第一部《手机辐射法》,它规定,手机零售商必须在手机店内标明并向顾客交代每款手机的辐射程度.

1 杨希曾.物理学小词典.石家庄:河北教育出版社,1987.

2 秦克诚等译.“外星人”学物理(4).北京:人民教育出版社,1999.

3 陈家森.我们周围的物理学.上海:上海科技教育出版社,2000.

4 倪光炯等.改变世界的物理学.上海:复旦大学出版社,1999.

5 报讯,菜农搭大棚引高压感应电.解放日报,2010-6-1.

6 易靖.数百业主再签名反对磁悬浮,业主质疑环评公正性.京华时报,2010-8-9.