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【关键词】移动基站环境安全电磁辐射模型软件仿真
一、引言
随着通信需求量的增加,为保证整个网络的信号覆盖和通信质量,兴建了大量的基站,这同时增加了环境中电磁辐射水平,引起了社会对电磁辐射对公众健康的影响的广泛关注。因此,探究基站电磁辐射对环境及公众健康的影响意义重大。对于处于不同的地形地貌、环境、地区等的不同类型的基站天线,电磁辐射也各不相同,实地测量费时费力,需要对于具体移动通信基站天线辐射的电磁场值的大小和分布情况,才能研究电磁污染程度,从而确定通信基站选址是否合适。本文从理论数值计算方面分析和研究,模拟基站天线电磁辐射过程。实用软件进行仿真,节省更多的人力,物力,财力。更高效,合理,全面的建立基站。此模型的建立与推广应用对通信基站的辐射环境管理,设计建设,环境影响预测和评估具有重要指导意义,对诚城市可持续发展,城市电磁辐射环境规划和保护具有现实意义和深刻影响。
二、国家颁布的技术标准
国家环境保护局、卫生部颁发了《公众照射导出限值》(GB8702-88)与《环境电磁波容许辐射强度分级标准》(GB9175-88)两个主要技术标准,并颁布了《电磁辐射防护规定》、《环境电磁波卫生标准》两项技术标准。1997年3月,又国家环境保护18号令及《电磁辐射环境保护管理办法》等。
中华人民共和国国家标准“电磁辐射防护规定”(GB8702-88)规定:在一天24小时内,电磁辐射场量在任意连续6 min内的平均值应满足(30~3000MHz):
职业照射≤2W/m2=200滋w/cm2
公众照射≤0.4W/m2=40滋w/cm2
三、模型建立
3.1电磁辐射模型一:理论预测模型
自由空间是指一种理想、均匀的、各项同性的介质空间,当电磁波在该介质中传播时,不发生反射、折射、散射和吸收现象,只存在电磁波能量扩散而引起的传播损耗。
电磁波在自由空间中的传播损耗公式为:
Ls=32.45+20lgr(Km)+20lgf(MHz)
式中:Ls―――电磁波在自由空间的损耗;r―――天线轴向与被测点的直线距离;f―――电磁波的频率;
测试点实际接收的电磁波接受功率为:
从表四的预测结果中看出,当远场轴向距离为14.63m时,符合国家一级标准,功率密度已下降到0.08W/m2以下。
两个模型得到的安全距离大致吻合,也就是说,当场点距离大于14.63m以后,都符合国家一级标准,移动基站的电磁辐射不会对环境造成危害。
四、软件仿真
在实际操作中,模型的计算比较繁琐,而将理论模型导入软件,制出专门分析移动基站电磁辐射的软件,便于我们对移动基站的选址、估算。
我们利用VC++中MFC应用程序框架制作软件进行仿真,将上述两个模型导入软件中,系统自动计算,只有当两个模型的求解值都满足国家一级标准时才输出可以建立基站。
在图3中输入相应参数。
参考文献
[1]黄云飞,黄美美. 900MHz移动通信系统基站电磁辐射对环境的影响,2010
[2]马海卫,庞新新,刘振.移动通信基站电磁辐射特点及水平[会议论文],2004
[3],徐辉.认识移动通信基站电磁辐射特点,保护环境,实现移动通信的可持续发展[会议论文],2003
[4]王亚民,张永富,张金明.移动通信基站电磁辐射环境监测布点的讨论[期刊论文],2002
[5]张海鸥.移动通信基站的电磁辐射仿真模拟及应用[学位论文],2010
【关键词】 电磁辐射 环境污染 微波辐射 屏蔽 防护
1 电磁辐射概述
电磁辐射污染又称电子雾污染、电碰波污姿,是高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁渡发射塔和电子仪器、医疗设备、办公自动化设备、微波炉、收音机、电视机以及移动电话等家用电器工作时所产生的各种不同波长频率的电碰渡。这些电磁波充斥在空间,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,人体细胞就会被大面积杀伤或杀死,所阻被称为电磁辐射污染,已成为环境污染中的重要内容。
2 电磁辐射对环境和人体的危害
2.1 电磁辐射对环境的危害
高压线、变电站、无限通信发射系统等设施大量的向环境中发射电磁辐射或产生电磁场,使环境中的电磁辐射问题越来越严重,从而产生了电磁环境保护问题。工厂中更多、更强的电气和电子设备不断地输送或者消耗着几十到数百万千瓦的电能,伴随着极强的工频厂、强低频谐波场,以及各种低频脉冲场。
2.2 对人体健康的影响
科学家已经发现人体暴露在强电磁场中会出现一些有害效应,其中包括白内障、体温调节响应的过荷、热损伤、行为形式的改变、痉挛和耐久力下降。并把电磁辐射引起的危害按机理分为两大类:热效应和非热效应。
(1)热效应。如果电磁辐射能量吸收速率很慢,人体经过自身的热调节系统把吸收的热量散发出去,就不致引起机体升温而产生相伴的热效应。反之,若能量吸收过快,人体自我热调节机制不能及时把吸收的热量散发出去,就会引起体温升高,继而出现热效应。当功率密度大于100mV/cm2时,将出现热效应。(2)非热效应。在许多情况下,人们吸收的电磁辐射能似不足以引起体温升高,但仍出现许多症状。这类效应大致可以解释为:电磁辐射作用于人体神经系统,影响新陈代谢及脑电流,使人的行为及相关器官发生变化,并进而影响人体的循环系统、免疫及生殖和代谢功能,严重的甚至会诱发癌症。
3 电磁辐射对环境污染的现状
(1)电磁辐射能量的密度越来越大。据相关调查显示,从2000年开始,我国的电磁辐射强度呈逐步上升的趋势,电磁辐射能量的密度也越来越大,对人们的身体健康和环境已开始造成影响,电磁辐射能量的增大也引起了人们的广泛关注。(2)关于电磁辐射所产生的纠纷。随着人们安全意识的提高,人们对辐射的防护意识也越来越强,对于所居住的周围环境的电磁辐射,更会引起人们的重视。因此,关于电磁辐射污染的纠纷呈现上升的趋势。这其中,引起纠纷的主要有:高压输变电设施建设在人群密集的地区、移动通信站建设在社区里、电磁辐射污染所造成的人身伤害等等。所有这些情况使电磁辐射污染的纠纷越来越多。(3)电磁辐射设施环境与人们的距离越来越近。城市在不断建设发展,而建设中的城市离不开电磁辐射设施的发展,使得电磁辐射设施的环境与人们的距离越来越近,例如,广播电视、无线通信建设在城区当中,使得居民区的场强越来越高;高层建筑的卫星天线等,对高层建筑同样会产生电磁污染。
4 应对电磁辐射的措施
4.1 尽快完善针对电磁辐射的相关法律法规
以往的相关法规已经无法适应当前的需要了,对于新建立的电磁辐射法规,要对电磁辐射污染源以及其辐射特点进行充分考虑,把电磁辐射风险作为重要原则来进行落实,并且要把保护人们的生活环境、保护人们的健康为重点,建立关于电磁辐射的相关法规。
4.2 对电磁辐射进行屏蔽与接地防护
(1)单元屏蔽与接地。1)震荡回路的屏蔽。由于高射频的加热设备一部分产品的电容器是放在机箱外的,所以会形成一个强辐射源,还有大部分的加热设备的震荡箱门由于散热的需要在夏天均需打开箱门散热,而这样易导致电磁泄漏。为此,需要采用铜、铝等材料进行全封闭屏蔽,要求屏蔽材料要采用单独的多点接地形式。2)高频输出变压器的屏蔽。在机箱外的调频输出变压器,一般采用屏蔽罩进行屏蔽,这些屏蔽罩可用铜网做成,用铜条做罩体的支架,将两者进行妥善连接并进行接地保护。3)工作电路的屏蔽与接地。 工作电路是指工作感应线圈,要对其采用自动启闭的屏蔽罩进行防护,这是因为受操作工艺的限制,对工作电路不能进行全屏蔽。另外可以将次级部分进行接地设置,也能达到很好的防护效果。(2)整体屏蔽与接地。一般来说,根据工艺条件和操作要求,整体屏蔽的方案一般有两种:1)设备整体屏蔽方案。设备整体屏蔽方案是指采用金属板或网支撑屏蔽小室,将射频设备进行屏蔽,此类射频设备包括半导体外延炉、微波炉、高频焊接等设备。2)屏蔽操作室方案。该方案是对作业人员进行的整体屏蔽,可用金属网或金属板做成林免提的屏蔽室,将所有控制部分引入屏蔽室,作业人员在屏蔽室进行操作。
4.3 吸收防护
吸收的目的是降低电磁辐射的强度,是利用特殊的吸收材料将地磁辐射中的微波吸收掉,从而减少电磁辐射对周围环境的影响。吸收材料的防护一般用在微波设备的调试上,吸收材料一般在塑料、橡胶、陶瓷等材料中加入适量铁粉、石墨、木炭与水调制而成。这样微波在调试时,在场源附近就能将辐射能量大幅度衰减下来,避免了较大范围空间的污染。
4.4 加强对电磁辐射知识的普及力度
对于居室内以及城市空域的电磁辐射,都有个明显的特点,就是无味、无色、无嗅,这样的特点使人们容易对其进行忽视,而在忽视的同时,内心会涌起一阵恐慌,于是,关于电磁辐射纠纷的事件逐步发生。因此,鉴于此,有关部门有责任把电磁辐射相关知识进行普及,使人们在了解电磁辐射对人类所产生的危害之外,对电磁辐射的来源及应用有个科学的认识,并创造出安全的电磁辐射环境。
5 结语
综上,生活当中电磁波的辐射越来越严重,这对人们的身体健康和周围环境都构成了较强的影响。因此应加强对电磁波辐射的研究,并积极采取预防措施,从而减少电磁波的危害。
参考文献:
[1]林慧婵,宋占泽,房俊旭,于兆丽.电磁辐射污染的危害与防治[J].科协论坛,2007.6.
[2]邱秋.我国电磁辐射污染防治的法律对策[J].环境与职业医学,2007.3.
【关键词】 电磁辐射 WCDMA 移动基站 强度预测 监测防护
一、移动通信基站及电磁辐射
1.电磁辐射在人们生活中不可避免,长被人们称之为电子烟雾,它是由空间共同移送的电能量和磁能量组成的,由电荷的移动产生的能量。而移动通信正是依赖电磁辐射来实现传播的。电磁辐射对于人们生活的影响很大,有很多人也都为此苦恼,移动通讯在给人带来便利的同时,对人们生活环境和人的身体健康的影响极大。
2.电磁辐射会照成电磁污染,当电磁辐射超出人体和环境的影响的范畴,就会产生极大的危害。电磁辐射对于身体的危害主要分为三方面,其一就是所谓的非热效应,人体的器官都是处于一个相对平衡的状态。而电磁辐射则会改变这种平衡关系,人体的器官和身体细胞会受到损伤。其二是热效应,人体的主要组成成分是水,当水分子吸收电磁辐射之后,相互碰撞,温度不断提高,温度的升高会对人体中的蛋白质和DNA结构产生影响,严重的能够引起细胞突变。其三就是累积效应,现在的生活中,到处都有着电磁辐射,当电磁辐射对你身体的伤害还没有完全恢复之前,就在此受到伤害,长此已久,人受到的伤害会越来越重。
3.移动通讯系统往往由移动台、基站、移动交换中心以及与市话网络相连接的中继线等组成。移动通讯的特点是信息交流的双方至少有一个处于移动通讯收发状态,它依赖电磁波的传播,所以一些恶劣的条件会影响通讯信号。并且移动信号与信号之间有干扰,常会出现紊乱的现象,经过人们研究,移动通信设备使用了自动功率控制电路,就是人靠近基地站的时候他的发射功率自动降低,而远离的时候则会自动升高。
二、基站电磁辐射的评价标准及监测方法
1.基站就是无线电台的一种,它主要是作为信息的中转,也就是信号的收发,它连接着移动电话和移动通讯网络。基站是固定在某一个地方的高功率多信道双向的无线电发射工具,当你用手机打电话的时候,民众手机上发出和接受的信号都会通过附近的移动基站,通过移动基站,会把你的电话接入无线网路中,为了避免信号的相互干扰,往往不同区域的信号高低不同,就好像蜂窝一样,因此通讯系统又被成为蜂窝系统。
2.移动基站的电磁辐射主要来源于三个方面,其一是发射机本身的电磁泄漏,基站一般建设的都比较高,距离地面比较远,其对于地面上的辐射强度小。其二是发射天线的信号发射,发射天线一般建设在离地五十米以上的塔楼上,他们的发射能量有限。其三是高频电缆和接头处,但是接头处一般都有着特殊的防护。但是那些建设在高楼楼顶的发射基站对于那些居住距离楼顶比较近的人,危害还是很大的。
3.当今社会对于电磁辐射越来越重视,移动通信方面不能马虎,移动通信对于基站电磁辐射的检查时刻都不能松懈,电磁辐射如果泄露严重,对于人和环境影响都是巨大的。对于电磁辐射监测一般都是定期进行,一般都是固定的某一个时间段固定的地点进行不间断的监测,防止电磁辐射对于人们的危害,把电磁的辐射控制在一个安全的范围。
三、基站电磁辐射的防护
1.安全防护距离是指符合我国对于电磁辐射防护规定的公众照射限值和电磁辐射的管理规定。由于发射天线有着方向性,所以对于不同方向上电磁辐射程度不同,对于电磁辐射的防护力度应该也有所不同,并且发射天线与空间某一点的最小距离也要控制好。如果这这些因素无法改变,那么就应该对防护人员进行个体防护。
2.想要减少电磁辐射对于环境的污染,可以有三种防护措施,防护措施主要是干扰源的改变、干扰传播途径、减少敏感设备。对于移动通讯中的电磁辐射的防护,主要是对干扰源的合理建设采取一些有效的措施。
四、结束语
移动通讯的应用现今越来越普遍,在生活中必不可少。人们逐渐意识到电磁辐射对于环境和人体的危害和影响,民众应该更好的去了解相关的知识,正确的看待电磁辐射,适当进行防护。通过移动通讯电磁辐射对于环境方面的影响的研究,让民众对于电磁辐射有了更深的了解。对于移动信息基站建设的一些防护措施进行了简略的探讨。
参 考 文 献
[1] 林少龙,蔡贤生. 移动通信基站天线设置与电磁辐射影响分析[J]. 中国无线电. 2011(05)
【关键词】环境;电磁辐射;监测;对策
中图分类号:TN931文献标识码: A 文章编号:
前言
随着信息时代的带来,各种通信设备、电气设备(如电视台、卫星站、电话等)广泛应用,导致人们生活环境充满了电磁波,对人们生活环境造成严重影响,并对人体健康造成严重威胁,成为目前环境污染的重要污染源之一。因此,必须引起环境监测部门的高度重视,掌握电磁辐射来源,了解电磁辐射危害性,对电磁辐射污染进行有效的监测,以减少电磁辐射对环境和人体的危害。
环境电磁辐射的危害
各种通信设备和电气设备在给人们带来方便的同时,导致环境电磁波的增加,使得频带变宽,对各种电子设备运行造成严重干扰,强化电磁辐射的化学反应、物理反应及生物反应,对环境造成严重的污染,同时危害人体健康,其主要危害主要表现在以下三个方面:
(1)电磁干扰。由于功率较大的无线电设备在运行过程中会产生大量的电磁波,对周围的电台、通信及广播等造成电磁干扰,导致这些通信设备无法正常运行,提高电气设备和通信设备故障发生率,对电力安全造成严重影响[1]。
(2)系统威胁。计算机系统本身具有一定的电磁辐射,但是如果电磁波不断增加,就可能被不法人员利用电磁波来获取计算机系统里的资料,或者对计算机系统造成破坏,给人们带来很大的损失。
(3)人体危害。有关研究表明,电磁辐射对人的神经系统造成严重的危害,低频率的电磁场可导致人的神经系统发生紊乱,出现忧郁、烦闷及神经衰弱等症状,而较高频率的电磁辐射则导致人体中枢神经系统出现交感疲乏、机能障碍、头昏脑胀、记忆力变差等症状,对人体健康造成严重威胁。因此,加强对环境电磁辐射的监测很重要[2]。
环境电磁辐射的监测
3.1一般环境监测
主要是指对大面积范围内电磁辐射各种来源形成的电磁辐射值进行监测。监测人员可根据《环境电磁辐射管理与电磁辐射监测》要求来进行监测,把相关标准在某个区域划分网格,并把网格中心点当做监测点,并对树木屏蔽和建筑物屏蔽等因素进行充分考虑,对监测点进行合理的调整。以电场强度作为电磁辐射评价标准,对环境中的电磁辐射进行合理的评价,评价内容主要包括分布规律、环境特点及环境质量等,通过对环境中的电磁辐射进行评价,可以充分了解该区域环境电磁辐射情况,及时采取有效的防治措施[3]。
3.2特定环境监测
主要是指对特定区域内的固定电磁辐射来源形成的电磁辐射值进行监测。监测人员需对该区域内电磁辐射来源类型、规模及数量等进行深入的调查分析,以为环境电磁辐射监测提供重要依据。以下是几种常见电磁辐射来源及监测方法:
3.2.1移动通信站监测
(1)工作原理。移动通信主要是通过控制设备和射频发射器经过网内通信用户和收发站来进入无线通信,而无线通信则由通信在发射和接收形成的电磁波形成的。所以移动通信站在运行过程中,会使周围环境的电磁辐射发生改变。(2)监测方法。监测人员应根据《环境电磁辐射管理与电磁辐射监测》要求,选择适宜的监测仪器、布置监测点、掌握好监测时间、规范监测技术,并对监测结果进行有效的评估,监测电磁强度应小于5.4 V/m。若大于5.4 V/m,则应采取相应的防治措施,减少电磁辐射对环境的污染,对人体的危害。
3.2.2电台发射设备监测
(1)工作原理。主要是把传输信号经由调制器来进行控制,并通过高频率的振荡器来实现高频率的电流,把调制完成的高频电流防止相应电频,送至天线上方,最终以电磁波的方式进行发射。(2)监测方法。监测人员要根据《环境电磁辐射管理与电磁辐射监测》要求,在电台发射设备周围区域、发射塔及电磁辐射较为敏感位置设置监测点,对这些区域电磁辐射情况进行有效的监测。电磁强度应小于5.4 V/m。
3.2.3 电力设备监测
(1)工作原理。主要是电力设备周围环境电磁辐射情况进行检查,电力设备主要有变电站、架空电线等;电磁场特点主要表现为电晕、电场及磁场等;电磁辐射污染表现为:绝缘及电晕放电导致的干扰现象,并存在较强的生物效应。(2)监测方法。监测人员要根据《环境电磁辐射管理与电磁辐射监测》要求,按照不同等级电压,选择不同监测仪器和监测技术,并明确电力设备电磁强度和电场强度指标,规范电磁辐射监测技术[4]。
3.3较极低频率电磁辐射监测方法
(1)收集与环境电磁辐射有关资料,主要包括电场强度、磁场强度、电流密度以及磁感应强度等。(2)明确监测时间和监测范围。一般情况下,每个监测点需不间断检测五次,每次检测时间在15s以上,以较为稳定的读值为准。但是若果检测读值波动性较大,则应延长检测时间。监测人员应在离地面0.5米、1米及1.5米的位置设测量点。(3)监测点布置。针对于输电线路电磁辐射监测点的布置:应选择具有代表性意义的档距,并以档距内线路中心位置作为监测点,监测点间距应为5米。针对于变电站电磁辐射监测点布置:控制中心设一个监测点;每个高压设备区各设一个监测点;每个低压设备区各设一个监测点;低压和高压区旁主变位置设一个监测点;开关设备各设一个监测点;监测点间距应为5米。针对于电厂电磁辐射监测点布置:主要是在主控室、发电机、励磁机等位置各设两个监测点,而电厂变电低压侧、变电高压侧、开关室、避雷器及电流互感器等,则各设一个监测点[5]。(4)检测要求。首先在应有检测仪器对周围环境进行有效的检测,并做好检测记录;根据检测对象,选择适宜的检测仪器,并旋转具有代表性的检测结果;尽可能的排除周围辐射源产生的干扰;对检测数据进行有效的统计和整理。(5)注意要点。选择双轴或者以上检测仪器;检测环境温度应为0至40℃,相对湿度应为5至80%;防止人出现在检测位置周围,检测人员应离检测仪器5m远;检测时应将手机登具有电磁辐射设备关闭;检测点位置要平坦且无多余杂物;对检测仪器进行有效的防护,防止其内部存在冷凝水;检测仪器频率要求:检测ELF为50Hz、微波为3GHz至30GHz,三轴检测要求:必须同时对Z、X、Y方向进行检测,检测路程要求:磁场: 10μT至10 mT、电场0·1kV/m至100 kV/m。
结语
随着信息时代的带来,电力设备和通信设备的不断发展和应用,给人们生活带来极大的便利,但是同时也导致环境电磁辐射量的增加,对环境造成严重的污染,干扰电力设备、通信设备的正常运行,对人体健康造成严重的危害。因此,为了减少电磁辐射对设备的干扰、对环境的污染,对人体的危害,必须加强对环境电磁辐射的监测,以为电磁辐射污染的防治提供重要依据,为人们提供一个良好的生活环境。
【参考文献】
[1]朴光玉,徐秀华,罗凤平,成英.刍议电磁辐射的危害及其防护措施[J].黑龙江科技信息,2009,5(19):89-90.
[2]罗穆夏,张普选,马晓薇,杨文芬.电磁辐射与电磁防护[J].中国个体防护装备, 2009,12(05):76-78.
[3]黄春锋,吴建平.环境电磁辐射的监测方法[J].黑龙江科技信息,2009,8(35):90-92.
关键词电磁辐射;污染;环境
中图分类号X9 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0204-01
随着科学技术的不断发展,电磁技术已广泛应用于国民经济的各个部门。它的应用不仅给人类创造了巨大的物质文明,同时也把人们带进一个充满人造电磁辐射的环境里。电磁辐射就像太阳和紫外线的关系一样,人类要享受阳光,就不可避免的接受紫外线的辐射。伴随着电子产业及通信业的迅猛发展,电磁辐射所造成的环境污染问题越来越突出。存在于空间的电磁场和其它污染物一样,对人们的生产和生活产生各种不良影响。现代研究发现,小至空调、电脑、电视、微波炉、电热毯、手机、电动剃须刀等家用电器,大到雷达、中继通信、卫星通信、遥测遥感等电器设备,在正常工作时都会产生电磁波。这种电磁波是一种高速传播的光子流,也是一种被科学家称之为“电子垃圾”的微粒物质,又叫电磁烟雾或电磁辐射,有人将电磁烟雾污染称作继大气污染、水污染和噪声污染之后,威胁人类健康的第四大污染。
1何谓电磁辐射污染
电磁辐射是指能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。它是指各种天然的和人为的电磁波干扰和有害的电磁辐射。天然电磁辐射是某些自然现象引起的,包括雷电、火山喷发、地震、太阳黑子活动引起的磁暴、新星爆发、宇宙射线等。人为电磁辐射源是指人工制造的各种系统、电气和电子设备产生的电磁辐射,包括脉冲放电、工频渐变电磁场、射频电磁辐射等。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、心脏出现间歇性异常等。
2大环境中的电磁辐射与污染
在人们工作和生活的环境里,许多大、中型发射系统在工作着,为人类的精神、文化生活与通信事业提供服务,促进社会的发展与进步。然而,一旦这些系统设计不完善、安装不合理、架设不妥当,特别是距离居民生活区过近,则会带来意想不到的影响与危害。在这类系统中,以广播电视发射系统、微波发射系统最为突出。
2.1广播电视发射系统的电磁辐射与污染
所谓广播,是指以公众直接接收信号为目标的电波辐射。广播所发射的电波,可以把各种大量的信息准确、及时地传送给众多的接收对象。广播不同于无线电通信与导航,无线电通信与导航是以特定的对象为目标的电波发射。广播发射主要是通过特定天线将电磁能量以电磁波形式传播。
2.2微波发射系统电磁辐射污染与危害
微波辐射是强大的电磁辐射源。其主要污染场源包括雷达天线、工作电路、磁控管、速调管、敞开的波导管及加热器的开口等。由于天线系统的旋转,会使周围环境受到比较严重的污染,其强度由几十微瓦/平方厘米到几十毫米/平方厘米,甚至更大些。在工厂车间内调试时,由于波反射的结果,有可能造成更强大的辐射。
3电磁辐射污染七大危害
电磁辐射污染又称电子雾污染,高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔和电子仪器、医疗设备、办公自动化设备和微波炉、收音机、电视机以及手机等家用电器工作时,会产生各种不同频率的电磁波,对人体造成污染;长期暴露在超过国家规定的安全的辐射剂量下的人体,体内细胞会被大面积杀伤或杀死,导致病变。专家指出,电磁辐射污染有可能导致以下疾病:
1)儿童易患白血病,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。
2)诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖。电磁辐射污染会影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能,严重的会诱发癌症,并会加速人体癌细胞增殖。
3)影响人的生育功能,男性质量降低,孕妇发生自然流产和胎儿畸形。现在不孕不育高发很大程度上与电磁辐射有关。
4)导致儿童智力残缺,变成所谓的弱智儿童。
5)影响人们的心血管系统。造成人们心悸、失眠,部分女性经期紊乱、心动过缓、心搏血量减少、窦性心率不齐、白细胞减少、免疫功能下降。
4防范电磁污染的五种方法
专家建议,如果经常要接触和操作能产生电磁波辐射的产品的人,应当穿好防辐射服、配备防辐射屏等,以减少电磁辐射的伤害。市场上防辐射产品可分为两大类:普通屏蔽材料和吸波材料。普通屏蔽材料是由金属网、金属膜及掺金属纤维纺织品及其他材料组成,它使电磁波改变方向,但电磁波辐射依然客观存在,还可能给我们的生活、工作环境空间造成严重二次污染。吸波材料则利用电磁能量转换的原理,吸收电磁波转化为对人体及工作、生活的自然环境无任何危害的热能散发,从根源上彻底地削弱电磁波辐射,不会发生反射造成二次污染。而如今风靡一时的孕妇穿的防辐射服在一定程度上能降低辐射污染。在上海这样的大城市,几乎80%的孕妇会有1至2件防辐射服。防范电磁污染可以从以下几个方面着手:
1)购买家用电器和办公自动化设备时,一定要买正规企业生产的合格产品,必须通过3C认证。因为合格产品的电磁辐射值在国家规定的安全范围以内。
2)在使用电器的时候,要保持一定的距离。彩电的距离应在4-5米,日光灯距离应在2-3米,微波炉开启之后离开至少1米远。
3)注意室内办公设备和家用电器的安排,不要集中摆放。特别是一些易产生电磁波的家用电器,如收音机、电视机、电脑、电冰箱等,不宜集中摆放在卧室里。而且还要注意自己的卧床头部是否对着邻居的电视机,以免直接遭受电磁辐射。
参考文献
[1]薄琳.电磁辐射污染危害与预防[J].内蒙古科技与经济,2009.
关键词:电磁辐射(EMF);电磁感应;近场;远场;非选频式宽带测量仪
中图分类号:X591文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)03-0107-02
一、电磁辐射(EMF)背景介绍
(一)电磁辐射(EMF)
随着技术革命的更新和不同波段新的应用的不断发现,许多频率电磁辐射(EMF)的暴露水平显著增加,生活中的每个人都处在0~300GHz频率的复合电磁场(EMF)暴露中,电磁污染(EMF)已成为最广泛的环境影响因素之一。这些电磁现象的综合,我们称之为电磁环境。电磁辐射表示能量以电磁波形式由源发射到空间的现象,这个词的含义也常常被引申,将电磁感应的现象也包括在内。
电磁噪声是比较典型的电磁污染现象,它表示明显不传送信息的时变电磁现象,可能与有用信号叠加或者组合,可能损害有用信号接收。电磁污染的主要来源有:各种输变电系统;运输系统、长途通讯设施和便携式通讯工具如移动电话;医药、商业和工业设备;雷达;电台和电视台发射天线等。
随着对电磁场(EMF)暴露会引起各种健康问题担忧的增加,1996年世界卫生组织(WHO)设立了国际电磁辐射(EMF)项目以寻求解决问题的方法,其目的是对EMF的健康危害进行正式评估总结现有资料文献和不同国家的研究成果。
由于对电磁辐射所造成的健康危害的不同理解,不同国家所制定的电磁辐射标准有很大的差异。其中,俄罗斯、中国、意大利、比利时等国家在制定标准时考虑了电磁辐射对人体的神经效应方面的影响,标准限值较严厉,美国、澳大利亚、德国等国在制定标准时采用了国际非电离协会(ICNIRP)的推荐标准,没有考虑电磁辐射对人体的神经效应方面的影响,而只是考虑已有明确研究结果的热效应,标准限值较宽松,将来仍然有进一步提高标准限值的可能。很少有国家颁布相关的法规。
(二)电磁辐射(EMF)的环境影响
电磁辐射对人类健康的影响。电磁辐射对人体的健康影响主要有两方面:躯体热效应和神经效应。根据频率的不同电磁辐射对体的影响有所不同,一般而言低频电磁辐射对人体的影响以神经效应为主,高频电磁辐射对体的影响以热效应为主。
在这方面医学上有很多研究,例如手机使用时间长了以后,头面部会发热。低频电磁辐射强度对人体的神经效应由于缺乏足够的实验支持和大量的流行病学调查研究,因此在国际标准(欧洲EN)制定时没有考虑该因素,但对标准限值的修改留出了修改的余地。
(三)电磁辐射物理原理
磁辐射源产生的交变电磁场可分为性质不同的两个部分,其中一部分电磁场能量在辐射源周围空间及辐射源之间周期性地来回流动,不向外发射,称为感应场;另一部分电磁场能量脱离辐射体,以电磁波的形式向外发射,称为辐射场。一般情况下,电磁辐射场根据感应场和辐射场的不同而区分为远区场(感应场)和近区场(辐射场)。由于远场和近场的划分相对复杂,要具体根据不同的工作环境和测量目的进行划分,一般而言,以场源为中心,在三个波长范围内的区域,通常称为近区场,也可称为感应场;在以场源为中心,半径为三个波长之外的空间范围称为远区场,也可称为辐射场。可以想见对于100kHz以下的低频信号,如50Hz的电力传输频率,我们的测量显然是在近场区内进行的,我们需要单独测试该场的电场和磁场(在实际测量中考虑到无线电干扰的可能还需要另外测量无线电干扰),而对于如300MHz以上的微波信号,很显然测试是在远场进行的,我们只需要测定环境的电场强度。对于典型的有用信号,其波长和频率对应关系见表1:
近区场内,电场强度与磁场强度的大小没有确定的比例关系。近区场的电磁场强度比远区场大得多。近区场的电磁场强度随距离的变化比较快,在此空间内的不均匀度较大。
在远区场中,所有的电磁能量基本上均以电磁波形式辐射传播,这种场辐射强度的衰减要比感应场慢得多。远区场为弱场,其电磁场强度均较小。由于我们对于磁辐射的测量按测量场所分为作业环境、特定公众暴露环境、一般公众暴露环境测量。按测量参数分为电场强度、磁场强度和电磁场功率通量密度等的测量。
(四)电磁辐射测量仪器
磁辐射的测量按测量场所分为作业环境、特定公众暴露环境、一般公众暴露环境测量。按测量参数分为电场强度、磁场强度和电磁场功率通量密度等的测量。测量仪器根据测量目的分为非选频式宽带辐射测量仪和选频式辐射测量仪。无论是非选频式宽带辐射测量仪还是选频式辐射测量仪,基本构造都是由天线(传感器)及主机系统两部分组成的,考虑到经济适用的原因,重点介绍非选频式宽带辐射测量仪,通常也称作时域场强仪,实际上,由于价格合适和操作比较简单的原因,非选频宽带辐射测量仪的应用广泛,它的优势在于操作简单价格实惠,另外它的传感器一般都是三维各向同性探头,符合了场强测量的物理特性,该仪器采用的检波方式是传统的RMS(均方根值)检波,强调了实际的功率累计效果,非常适合于电磁环境的测定。而稍显不足的地方在于,相对于应用于复杂电磁环境测量的选频式辐射测量仪来说,精度没有达到那么高的标准,另外没有办法从频域对于辐射源作一个很直观的浏览和精确的判定。
二、非选频式宽带辐射测量仪(综合场强仪)的工作原理
(一)电场探头
偶极子和检波二极管组成探头。这类仪器由三个正交的2~10cm长的偶极子天线,端接肖特基检波二极管、RC滤波器组成。检波后的直流电流经高阻传输线或光缆送入数据处理和显示电路。通常这类仪器探头响应快,动态范围大,但由于作为天线的偶极子的长度应远小于被测频率的半波长,以避免在被测频率下谐振。这一特性决定了这类仪器只能在低于几吉赫频率范围使用,不过随着仪器技术的不断发展,近几年也有厂家能将频率范围扩展到40GH频率,甚至更高范围。
(二)热电偶型探头
采取三条相互垂直的热电偶结点阵作电场测量探头,提供了和热电偶元件切线方向场强平方成正比的直流输出,待测场强与极化无关,保证了探头有极宽的频带,容易做到极高的频率,但探头响应和动态范围要相对差一些。
(三)磁场探头
磁场探头由三个相互正交环天线和二极管、RC滤波元件、高阻线组成,从而保证其全向性和频率响应。对电性能的要求使用非选频式宽带辐射测量仪实施环境监测时,为了确保环境监测的质量,应对这类仪器电性能提出基本要求:
各向同性误差≤±1dB;系统频率响应不均匀度≤±3dB;灵敏度:0.5V/m;校准精度:±0.5dB。
三、国内EMF标准
1.1996年,世界卫生组织WHO 设立了国际电磁辐射(EMF)项目以寻求解决问题的方法。1999/519/EC,1999.07.12,欧盟理事会建议,公众对电磁场的暴露限制一般来说所有的标准都根据工作性质分为公众暴露(限值相对较严格)和职业暴露(限值相对宽松),中国的电磁辐射防护规定是(GB8702-88)。基本限值在于职业照射在每天8小时工作时间内,任意连续6分钟全身比吸收率(SAR)应小于0.1w/kg;而公众照射时在每天24小时的工作时间内,任意连续6分钟按全身平均的比吸收率应小于0.02w/kg。需要指出的是到目前为止,电磁辐射防护规定的频率下限是100kHz,也就是射频的频率范围,对于工频(0.005~100kHz)的频率范围,则不作规定。关于这部分的测试,现在以我们环境保护行业标准《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T24-1998)的规定进行评定。
2.EMF不是EMC。EMF是为了保证人身安全目的,是研究电子产品发射出的电场、磁场噪声对人身的影响,重点在于考量生物安全效应。而EMC(电磁兼容)是为了保证电子产品的正常工作目的,是研究电子产品发射出的噪声对其他电子产品的影响,或者不受其他电子产品的影响。重点在于考量无线电骚扰和电磁抗扰效应。体现在具体的测试仪器上,后者一般选择是窄带测试仪,选用的检波方式也是不同于均方根检波器的准峰值和平均值检波方。
参考文献
[1]攸纲.谈高频场电磁污染[C].第二届电磁辐射与健康目标研讨会议文集,2000.
[2]中华人民共和国卫生部.工作场所物理测量-高频污染(GBZ/T189.2)[S].2007.
[3]Gandhi,0.P.“放射测量的一些数量方法:特低频率到微波频率”[J].无线电科学,1995,(30).
[4]国家环保总局.电磁辐射防护规定(GB8702-88)[S].
家中存在的电磁辐射,可以忽略不计吗?
很多家庭为了追求高品质的生活,会购买大量的科技产品。现代城市中,哪个家庭没有电脑、电冰箱、微波炉、电饭煲、吹风机、电动剃须刀、音响等电子设备?在使用过程中会产生不同程度的电磁辐射,这已经成为继室内空气污染、放射性污染和噪音污染后,又一室内环境污染物质。
电磁辐射污染的最大危害是什么?
电磁辐射是家用电器在使用状态下,产生的各种不同波长频率的电磁波,对人体具有潜在危害,所以被称为电磁辐射污染。多数学者认为,如果长期暴露在超过安全的辐射量下,人体细胞就会被大面积杀伤或杀死。据发达国家的研究资料显示,电磁辐射已成为当今危害人类健康的致病源之一。
电磁辐射的
6个可怕“隐患”
宝宝可能患上白血病
医学研究证明,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。意大利有专家研究后认为,该国每年有400多名儿童患白血病,其主要原因就是受到了严重的电磁污染。
诱发癌症或加速癌细胞增殖
电磁辐射污染会影响人体的循环系统、免疫系统、生殖系统和代谢功能,严重的还会诱发癌症,并会加速人体癌细胞的增殖。
老公质量不高
医学专家指出,排除遗传、用药不当等因素,家电辐射很大程度上成为损害人体生殖系统的元凶,主要表现在使孕妇发生自然流产、胎儿畸形、男子质量降低等。
胎儿可能“先天不良”
世界卫生组织认为,计算机、电视机、移动电话的电磁辐射对胎儿有不良影响。中国聋儿康复研究中心曾对北京近三万名0-6岁儿童调查听力状况,结论显示:孕妇在怀孕期间使用电脑,其下一生听力障碍的危险可以增加84倍,电脑辐射成为导致婴儿听力残疾的危险因素。
女性经期紊乱
电磁辐射对心血管系统有影响,表现为心悸、失眠、部分女性经期紊乱、心动过缓、心搏血量减少、窦性心率不齐、白细胞减少、免疫功能下降等症状。
损伤眼睛功能
眼睛对电磁辐射比较敏感,过高的电磁辐射污染会引起视力下降、白内障。高剂量的电磁辐射还会影响及破坏人体原有的生物电流和生物磁场,使人体内原有的电磁场发生异常。不同年龄的人群对电磁辐射的承受力不同,老人、儿童、孕妇属于更为敏感的人群。
减少电磁辐射,你该怎么做?
微波炉运行时离远点
对付辐射强度最大的家电微波炉,就是在它运行时尽量远离。微波炉开始加热和加热结束时辐射最强,至少这时候不要在它旁边。
电器摆放别扎堆儿
尽量不要将微波炉、冰箱、电磁炉、电饭煲等电器同时摆放在厨房,收音机、电视机、电脑、音响等也不要集中摆放在客厅或卧室里,减少暴露在超剂量的电磁辐射中。
手机接通瞬间不要接听
有资料显示,无绳电话是手机电磁辐射量的两倍。手机在接通瞬间释放的电磁辐射最大,最好让头部与手机天线距离远一些,使用话筒接听更安全。
加大与电器的距离
电视机与人的距离应该在4-5米,与日光灯的距离应该在2-3米,微波炉启动后远离1米,孕妇和孩子最好不要接触微波炉。
水环境打破电磁波
水可以吸收电磁波,如果你长时间坐在电脑前上网,可以在身边摆放几瓶水,一定要用玻璃器皿装盛,这样还能保持室内清新的环境。
显示屏背后别对着人
电脑显示屏背面辐射最大,其次是两个侧面,正面辐射反而没有那么大,所以不要将显示屏背后对着家人摆放。
缩短电器待机时间
主妇喜欢开着电视干家务,或将电脑处于待机状态,这种情况下照样可以释放电磁辐射,长时间会有辐射累积,同时还要避免多种家用电器同时启用。
经常洗脸洗手
皮肤长时间暴露在电磁辐射环境中,会出现暗斑、色素沉淀的现象,每次看完电视、用完电脑,要及时洗脸、洗手。
微波炉辐射成“头号杀手”
中国室内环境监测中心曾在北京的张女士家中,做过一次室内家电辐射的大检测。结果显示:微波炉辐射超过国家标准近一倍,成为危害人体健康的“头号杀手”。在张女士家中检测的6项电器辐射中,排名为:
专家提醒:符合国标要小于12伏米
电磁辐射对人体的危害分为热效应、非热效应和累积效应。热效应就是高频电磁波对生物机体细胞的“加热”作用,引起体温升高,由于电磁波是穿透生物表层直接对内部组织作用,往往机体表面看不出什么,而内部组织却已严重“烧伤”。非热效应则是低频波产生的影响,即人体被电磁波辐射后,体温并未明显提高,但人体的固有微弱电磁场已经受到干扰,也会对人体造成严重伤害。累积效应即人体受到辐射来不及恢复又被辐射伤害,久之成为永久性病态。这三种危害具体表现为:
(一)是造成儿童患白血病的原因之一。医学研究证明,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。
(二)能够诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖。电磁辐射污染会影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能,严重的还会诱发癌症,并会加速人体的癌细胞增殖。瑞士的研究资料提出,周围有高压线经过的住户居民,患乳腺癌的概率比常人高7.4倍。
(三)对胎儿产生不利影响。世界卫生组织认为,计算机、电视机、移动电话的电磁辐射对胎儿有不良影响。
(四)影响人们的心血管系统。表现为心悸,失眠,部分女性经期紊乱,心动过缓,心搏血量减少,窦性心率不齐,白细胞减少,免疫功能下降等。如果装有心脏起搏器的病人处于高电磁辐射的环境中,会影响心脏起搏器的正常使用。
(五)对人们的视觉系统有不良影响。由于眼睛属于人体对电磁辐射的敏感器官,过高的电磁辐射污染会引起视力下降,白内障等。高剂量的电磁辐射还会影响及破坏人体原有的生物电流和生物磁场,使人体内原有的电磁场发生异常。
三、正确认识电磁辐射,提高防护意识,减轻电磁辐射危害
电磁辐射对人的影响普遍存在,却并不可怕,应该客观、公正、科学地看待电磁辐射问题,避免恐慌心理;其次,不同的人或同一人在不同年龄段对电磁辐射的承受能力是不一样的。电磁辐射不可完全避免,但是可以减弱它的危害。
手机接通瞬间释放的电磁辐射最大,最好在手机响过一两秒或电话两次铃声间歇中接听电话,最好使用分离耳机和话筒接听电话,要“长话短说”。不要把家用电器摆放得过于集中或经常一起使用,特别是电视、电脑、电冰箱不宜集中摆放在卧室里,以免使自己暴露在超剂量的辐射的危险中。
对生活环境有影响的电磁辐射主要来自于天然电磁辐射和人为电磁辐射。人为电磁辐射主要包括脉冲放电、工频交变磁场、微波以及射频电磁辐射等。现代纺织工业的机械化、自动化程度很高,依赖于大量的电力设施,所以其电磁辐射主要来自于信息处理设备和变压器等设备。
2电磁辐射对健康的危害
目前,联合国人类环境大会已经将电磁辐射列入必须控制的主要污染物之一。据国外资料显示,电磁辐射已成为当今危害人类健康的致病源之一。1998年,世界卫生组织列出了过量电磁辐射对人体的五大影响:
(1)过量的电磁辐射是心血管病、糖尿病、癌突变的重要诱因之一;
(2)过量的电磁辐射将对人体生殖系统、神经系统、免疫系统造成伤害;
(3)过量的电磁辐射是孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素之一;
(4)过量的电磁辐射将影响儿童的发育,导致视力下降、视网膜脱落以及肝脏造血功能下降;
(5)过量的电磁辐射可使女性内分泌紊乱。
3纺织工业生产过程中的电磁辐射防护
针对纺织工业生产主要电磁辐射源的特点,可有针对性地采取适当的防护措施,主要措施有以下几种。
3.1电磁屏蔽
电磁屏蔽是将电磁辐射限制在所规定的空间内,包括对辐射源的屏蔽和工作空间的屏蔽。对辐射源的屏蔽,一般是指用金属板或金属丝网做的外壳屏蔽电磁波发射源。例如,在电子振荡回路、调频输出变压器、高频馈线等设备在进行接地设置的同时采取屏蔽措施,把屏蔽和接地有机结合起来,这样可解决大部分的电磁辐射问题;给电视、微波炉穿上金属“衣服”也可以防止电磁波外泄;针对建筑物的反射问题,高层建筑的外墙可以采用混有铁磁粉末的材料。当不能对辐射源进行屏蔽时,可以对工作空间进行屏蔽,例如在测试雷达等辐射设备时,工作人员应在屏蔽室中进行操作。
3.2远离辐射源
在条件允许的情况下,将位于市区的电磁辐射类设备工厂、无线发射台等搬迁到生活区之外,对于不能搬迁的,应在天线场周围架设金属网或在原有的围墙上敷设一层金属网。对于人们在室内的日常生活,应采取如下保护措施:电器摆放不能过于集中;电器使用时间不宜过长,尽量避免同时使用多台电器;尽量缩短使用电剃须刀和电吹风的时间。
3.3接地高频防护接地(也称射频接地)的作用是将在屏蔽体(或屏蔽部件)内由于感应生成的射频电流迅速导入大地,使屏蔽体(或屏蔽部件)本身不再成为射频的二次辐射源,从而保证屏蔽作用的高效率。需要注意的是,射频接地与普通的电器设备接地不同,两者不能相互替代。射频防护接地情况的好坏,直接关系到防护效果。射频接地的技术要求有:(1)射频接地电阻要最小;(2)接地极一般埋设在接地井内;(3)接地线与接地极最好用铜材料。
3.4立法与绿化
目前,我国有关电磁辐射的法规还不健全,应尽快制定各种法规、标准、监察管理条例,做到有法可依,依法治理。在产生电磁辐射的作业场所,应定期进行监测,发现电磁场强度超过标准的要尽快采取措施,并加强宣传,提高公众认识,引导人们对电磁辐射的理性认识。此外,绿色植物可以使辐射场强衰减。在天线周围或电磁场区,建议大面积种植树木,增加电波在媒介中的传播衰减。例如,云杉能吸收高频电磁,侧柏可以吸收低频电磁,盆栽的云杉还可以减少室内的电磁雾,对降低电脑的电磁辐射有一定帮助。
3.5加强锻炼与合理饮食
对于个人来讲,应当加强锻炼,增强体质,能提高自身的免疫能力。此外,平时多喝绿茶,多吃一些富含维生素B的食物,如胡萝卜、海带、油菜、卷心菜及动物肝脏等,也有利于调节人体电磁场紊乱状态,增加抵抗电磁辐射污染的能力。
3.6其他防护措施
除了以上介绍的措施外,还有一些缓解措施:(1)采用电磁辐射阻波抑制器,通过反作用场在一定程度上抑制无用的电磁散射;(2)在新产品和新设备的设计和制造阶段,尽可能选用低辐射产品;(3)从规划着手,对各种电磁辐射设备进行合理安排和布局。