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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:
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[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: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
[1]张海鸥,潘超,夏远芬,王圣,田立泉.移动通信基站电磁辐射时空分布及衰减特征[J].电力环境保护,2009.25(4):55-57.
[2]赵玉峰.现代环境中的电磁污染[M].北京:电子工业出版社,2003:2-4.
[3]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,2005(05):38-39.
[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;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】
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关键词:电磁辐射;污染;防治
1 城市电磁辐射污染现状概述
在现代电磁技术不断普及的过程中,不同频率电磁波的叠加作用导致城市电磁辐射能量显著提升,同时城市电磁环境变得愈来愈复杂,并呈现了持续恶化的特征,对城市居民正常生活及社会生产活动产生了一定的影响。如今,城市电磁辐射污染已经成为了一种新型的城市现代病,并愈来愈受到社会各界关注。部分城市在发展规划当中,对大型电磁辐射设备未能进行合理规划布局。例如,很多广播电视塔就建立在人口密集的城市中心区,甚至很多居民区环绕广播电视塔所建,导致局部区域电磁辐射场强偏高[1]。又如,无线通信技术的发展为城市通信提供了极大的便利,但在发展初期由于规划缺乏科学性,使得无线通信频谱资源严重浪费,并加深了城市电磁辐射污染程度。甚至部分地区无线通信基站密度过大,导致这些基站之间的相互干扰十分严重,影响了周围区域的正常通信,并对周边居民的健康产生了一定威胁。相关统计表明,医疗、工业等领域的高频电磁设施正以每年超过20%的增长率持续增加。这些设施当中存在较强的电磁震荡源,且震荡源频谱质量并不理想,会产生宽频率电磁辐射,无论是对电子设备、操作人员,还是对城市环境,均会带来一定危害。总体上来看,城市电磁设备的持续增长对城市环境所产生的压力愈来愈大,电磁辐射影响变得愈来愈严重,应给予充分重视。
2 城市电磁辐射污染源分析
城市电磁辐射污染源主要包括以下几类[2]:(1)输变电设备。目前,我国电网输送的工频交流电频率为50Hz,输送电压等级较多,包括3kV、6kV、20kV、110kV、220kV、500kV等。110kV以上为高压。高压输电导线周边及变电站附近会产生一定强度的工频磁场及工频电场。这部分电磁辐射强度一旦超出限定值,则会对环境产生影响。与此同时,变电站及高压架空输电线路受外部环境影响,会出现电晕放电及绝缘子放电,这些电磁噪声会对正常通信及无线通信产生一定干扰。(2)广播电视发射系统。广播电视发射系统是目前城市电磁辐射污染最主要的污染源。广播电视发射系统附近,存在较强的射频电磁场强度。特别是天线主发射方向。(3)城市交通设施。城市交通的快速发展为城市居民出行提供了极大的便捷,但这些交通设施所产生电磁辐射量也愈来愈大,其影响不容小觑。以机动车为例,机动车运行过程中,点火系统、电机等设备的大电流瞬时通断会产生电磁噪声,导致电磁干扰出现。(4)家用电器。在现代城市生活当中,家用电器也是主要的电磁辐射污染源之一。高频辐射源包括手机、微波炉等;低频辐射源则包括电脑、电视机等。正常情况下,家用电器产品都有明确的电磁辐射标准,合格的家用电器所产生的电磁辐射并不会超出限定值,也就不会对人体健康产生影响。但某些不达标的家用电器所产生的电磁辐射会超出限定值,人们长期与之接触,必然会威胁到身体健康。
3 城市电磁辐射污染的危害性
电磁技术的广泛应用,导致城市电磁辐射污染愈来愈严重,给城市环境带来了不小危害,主要体现为以下两个方面[3]:(1)城市电磁兼容水平有所下降。城市电磁环境的不断恶化,会对城市整体电磁兼容水平产生一定影响。例如,电磁干扰可能会造成数字系统信息数据丢失,影响收音机、电视机等设备的正常运行。若电磁干扰现象较为严重,则会造成仪器误动作,使得工业控制失效,甚至引发灾难性后果。(2)城市居民健康受到危害。电磁辐射通过非热效应、热效应及累积效应等会对人体健康产生一定危害。人体本身就是电磁波的良导体,若电磁辐射能量过大,且辐射时间较长,人体可能无法通过自身调节将所吸收的电磁辐射散发出去,便会引起体温升高。同时,长期处于电磁辐射环境下会对神经系统造成损害,会对正常的免疫、循环功能产生影响,甚至可能诱发癌症。
4 加强城市电磁辐射污染防治的相关举措
4.1 加强城市电磁辐射源监管
要有效控制城市电磁辐射污染问题,必然要加强相关监管工作。一方面,要加强电磁辐射相关法规、标准建设。在城市电磁设备数量及规模不断扩大的情况下,现行的《电磁辐射环境保护管理办法》表现出了一定滞后性,已经无法满足当前电磁辐射管理要求[4]。因此,需要对相关法律法规及管理制度进一步完善。以事先控制为原则,从公众健康、城市环境保护出发,构建出完整的城市电磁辐射环境容量控制制度、电磁辐射风险预防制度、辐射环境监管控制制度等。为了保证监管工作顺利实施,还需要构建出统一的电磁辐射防护标准及电磁辐射安全管理导则,促使电磁设备规范化使用,以此来控制城市电磁辐射污染。另一方面,要强制性实施电磁环境污染源申报制度,并要求相关部门切实做好电磁辐射监测工作,对电磁辐射污染数据库不断完善。这样就能够充分把握城市电磁辐射动态水平,一旦出现污染问题,通过数据分析可进行快速处理,避免电磁污染范围扩大。
4.2 加大电磁辐射知识宣传
电磁辐射由于其潜在性特征,会被社会公众所忽略。同时,很多城市居民对电磁辐射知识并不了解,一旦出现电磁辐射污染,可能会造成不必要的恐慌,进而造成电磁辐射纠纷事件[5]。因此,相关部门应该与新闻媒体及网络媒体共同合作,加强电磁辐射宣传教育工作,让公众能够正确地认识电磁辐射,并树立电磁辐射防护意识,掌握一些基础的电磁辐射防护方法,对自身进行有效的保护。另外,在城市电磁辐射污染监管工作当中,要充分贯彻公众参与制度,借助社会力量进行监督,共同创建良好的城市电磁辐射环境。
4.3 扩大电磁辐射控制技术应用范围
首先,在电力工程项目建设过程中,要完善规划设计工作,通过地下埋线、高低压导线分层架设、双回路导线逆相布置等方式降低高压线路及设备对地面辐射的强度。其次,对于一些电磁辐射强度较大的辐射源,可采取主动屏蔽或被动屏蔽的方式,对辐射源进行控制,避免其造成电磁辐射环境污染。另外,在住宅房屋建设过程中,可利用防电磁波玻璃、电磁波吸收涂料等来阻碍室外电磁波进入室内,保证居住环境的适宜性。
5 结束语
在城市电磁辐射污染日趋严重的情况下,相关监管部门应该给予高度重视。通过加强城市电磁辐射源监管,对电磁辐射污染进行控制。同时,要注重电磁辐射宣传教育,让社会公众共同参与到城市电磁辐射环境建设当中,缓解城市发展与电磁环境的矛盾,进一步提升城市电磁辐射污染综合防治水平。
参考文献
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[2]陈志平.城市电磁辐射污染现状分析及其防治对策[J].中华建设,2013(01):108-109.
[3]孙遥,徐冠立,管登高.城市电磁环境污染及其防治对策[J].电讯技术,2012(04):604-608.
【关键词】电磁辐射协调机制;电磁环境
1.电磁辐射及电磁辐射污染的概述
电磁辐射(electromagnetic radiation)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,能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。如正在发射讯号的射频天线所发出的移动电荷,便会产生电磁能量。电磁辐射可按其波长、频率排列成若干频率段,形成电磁频谱。电磁“频谱”包括形形的电磁辐射,从极低频的电磁辐射至极高频的电磁辐射。频率越高该辐射的量子能量越大,其生物学作用也越强。
电磁辐射主要有两种来源:一类来源于自然,主要是太阳等近地天体活动,雷电、宇宙射线及放射性物质;另一类来源于人类活动,如电视机、微波炉、电热毯、DVD播放机、手机、微波基站、医疗设备、高压输电线路等。对人体危害较大、较广的多是这一类。
2.电磁辐射污染的危害
电磁辐射是由加速运动的电荷所产生的一种能量,大功率的电磁辐射能量可以作为能源利用,但也有可能产生危害,构成环境污染因素。电磁污染包括了各种天然的和人为的电磁波干扰和有害的电磁辐射。电磁辐射主要是指射频电磁辐射,当射频电磁场达到足够强度时,可能造成以下方面的危害:(1)引燃引爆,如可使金属器件之间互相碰撞而打火,引起火药、可燃油类或气体燃烧或爆炸;(2)工业干扰,特别是信号干扰、破坏,这种干扰可直接影响电子设备、仪器仪表的正常工作,使信息失误,控制失灵,对通讯联络造成意外,如使导弹制动系统失灵,造成不堪设想的后果。特别是对于安装有心脏起搏器的人,使用手机将干扰起搏器的正常工作,如美国就曾发生一起因电磁干扰使心脏起搏器失灵而使病人致死的事件;(3)对人体健康带来危害,生物机体在射频电磁场的作用下,可以吸收一定的辐射能量,并因此产生生物效应。这种效应主要表现是热效应。因为,在生物机体中一般均含有极性分子与非极性分子,在电磁场作用下,极性分子重新排列,非极性分子可被磁化。由于射频电磁场方向变化极快,使这种分子重新排列的方向与极化的方向变化速度也很快。变化方向的分子与其周围分子发生剧烈碰撞而产生大量的热能。当射频电磁场的辐射强度被控制在一定范围时,可对人体产生良好的作用,如用理疗机治病;但当它超过一定范围时,则会破坏人体的热平衡,对人体产生危害。
科学证明:电磁辐射对人体危害的程度与电磁波波长有关。按对人体危害程度由大到小排列,依次为微波、超短波、短波、中波、长波,电磁辐射的危害是随着波长的缩短而逐渐加强的。微波对人体作用最强的原因:一方面是由于其频率高,使机体内分子振荡激烈,摩擦作用强,热效应大;另一方面是微波对机体的危害具有积累性,使伤害成为永久性的。微波辐射对人体的影响,最突出的是造成植物神经功能紊乱,并且还会引起眼睛损伤。根据医学方面的知识,眼部无脂肪层覆盖,晶状体含有较多水分,又缺少血管散热,受微波致热效应后,晶状体蛋白质凝固并有酶代谢障碍而造成晶体混浊,严重的导致白内障,更强的微波辐射会使角膜、虹膜、前房同时受到伤害,以致失明。
3.电磁辐射污染的防治一——公众的自我防护渠道
由前文所述,人类已经开始对电磁辐射的危害进行研究和关注,根据电磁波的物理性质,我们可以采用屏蔽的技术手段,为了保证高效率的屏蔽作用,防止屏蔽体成为二次辐射源,屏蔽体必须要良好地连接至地面,还可以利用反射、吸收等减少辐射源的泄漏来加强防护。现在越来越多的公民已经注意个人的防护措施,他们通常用特制的保护物将人体与辐射波隔离开来,还有穿戴如网络里常做广告的防辐射衣、防辐射手套、防辐射眼镜等。
4.电磁辐射污染的防治二——在源头把关,做好电磁辐射的环境影响评价
根据《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》第 1.3 条规定“电磁辐射环境影响评价是分为初步评价与最终评价的。初步评价应在获得环境保护部门颁发的项目规划建设许可文件(证)后进行。最终评价一般应于项目(或分阶段)竣工验收前进行。”第 1.2 条规定“本导则适用于一切电磁辐射项目的环境影响评价。对于特殊的电磁辐射项目,环境影响报告书的编写可以与本导则不同,但应加以说明。”可见国家对电磁辐射项目是有法律的规定,但并没有规定哪些电磁辐射项目是特殊的电磁辐射项目,环境影响报告书中的哪些内容可以特殊编写。现实中有许多各种各样的电磁辐射项目,比如输变电工程、变电站、火力发电厂、广电发射塔的设立与搬迁等项目。这些项目都有其不同和特殊性、该如何做好各项的环境影响评价,实属不易,因为没有一个可操作性、放之四海而皆准的法律规定。如今就是现有的法律也很难被执行、实施,比如2004 年的北京西上六电磁辐射听证案,该案就是因为工程在开工之前, 并未进行环境影响评价,造成后果,导致居民不满而投诉。笔者认为,电磁辐射环境影响评价首先应该把环境影响评价的一般性规定如公众参与、信息公开等执行、实施好是最为关键的一步,然后再根据各种电磁辐射项目的特点将环境影响评价实行好。比如辐射源工程,其电磁辐射环评分为几个阶段进行:即在可行性研究阶段进行初步环评,侧重提出污染防治措施;在初设阶段进行进一步环评,重点确定拆迁数量和补偿方式;在验收阶段则要着重检查环境保护措施的落实情况,并提出保护环境的建议。
5.电磁辐射污染的防治三——在终端做保障,健全监督机制
除了要在项目的源头把好环境影响评价这一关外,还需在项目的过程终端做好监督工作,根据《电磁辐射环境保护管理办法》来健全电磁辐射的监督机制。
(1)《电磁辐射环境保护管理办法》第 3 条规定:“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 4 条规定:“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。”由此可见,监督主体多元,而监督效果寡存,所以从实践效果来看,缺失信息沟通和协商机制,电磁辐射防治效果并不理想。
笔者认为,应该明确监督主体,不能笼统规定为县级以上人民政府环境保护行政主管部门,因为上级领导的辖区是要大于下级领导的辖区,势必会造成一个辖区有两个领导来监督管理,最终监督效果因冲突而偏低,应该要协调部门及上下级领导的工作关系,建立信息沟通和协商机制。
(2)伴随着磁悬浮交通行业和超高压输电行业的迅猛发展,区域间的电磁辐射项目日益增多,迫切需要对跨区域的电磁辐射项目进行监督。不管从国家立法层面还是地方立法层面看,现行立法中都欠缺着区域间的信息沟通和协商机制。区域间协调机制欠缺,跨域电磁辐射污染监督不力,这势必会导致跨域的电磁辐射项目处于事实上的监督悬浮状态。笔者认为,区域间协调机制有必要建立,如此跨域电磁辐射污染监督才能得到实行、得到保障。
6.结语
电磁辐射无时不刻都存在着,需要我们做好电磁辐射的防护保障措施,普及电磁辐射的物理知识及法律保护知识,使公众了解不同微波辐射环境的特点,避免对电磁辐射产生不必要的恐惧心理,从而可以科学地应用电磁辐射,使它创造更多的社会与经济效益。
生活中孕妇接触到的辐射源
人类一直生活在充满电磁辐射的环境里。这些电磁辐射一方面是天然的电磁辐射,如热辐射、太阳光辐射以及来自太空的电磁辐射。另一方面则是来自人工产生的电磁辐射,如广播电视的发射塔、微波站、移动电话、高压电线、电视机、微波炉等等各种电器设备,在它们工作时所辐射的各种不同波长和频率的、电磁波。随着科学技术的飞速发展和电子信息设备以及各种家电设备的普及,这种人工电磁辐射源愈来愈多,已经产生不同程度的“电磁波污染”。
虽然随着电磁辐射危害的认知逐渐加深,很多孕妇自身也加强了辐射的防护,但是由于相关知识匮乏,并不能正确的避免辐射的危害。特别是隐形辐射源的存在,比如家庭装修材料等等,都在成为新的危害,我们所接触的辐射源范围在不断扩大,还需要加强对辐射源的认识。减少辐射对健康的危害。
电磁辐射对孕妇的危害
据1998年世界卫生组织的调查,过量的电磁辐射对人体有五大影响: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;④过量的电磁辐射直接影响大脑组织发育、骨髓发育。导致肝病,使造血功能下降,导致视力下降,严重者可导致视网膜脱落;⑤电磁辐射可使男性下降,女性内分泌紊乱,月经失调。
从以上几点不难看出,电磁辐射对人体的影响程度差别很大,但是通常对妇女和儿童最为敏感。特别是孕妇和胎儿更容易受到影响。因此,减少电磁辐射对于孕妇和胎儿的危害迫在眉睫。
减少电磁辐射危害的预防措施
专家认为,由于一般家用电器在屏蔽辐射源方面还是做得比较好的,因此,在条件允许的范围内,做到最好的保护就可以了。在孕期应该尽可能做到合理地使用电器设备,保持安全距离,减少辐射危害。同时,可以选择电磁辐射防护服。在购买防护服的时候,要看清楚产品说明的防护频率范围,根据自己的要求选择购买。
日常操作电脑时,与电脑应保持70cm的距离,并与电脑后部及侧面保持不少于20cm的距离,这样所受的电磁辐射就会大大的减少。另外,室内办公设备要合理放置,不要过于集中,避免使自己暴露在超剂量辐射的危险中。对办公设备使用的时间要注意控制,应避免长时间操作,同时尽量避免多种设备同时启动。经常长时间操作计算机的人员及在妊娠期与哺乳期内的女性,为增大保险系数,还可穿戴防辐射的服装。企业领导应从关心孕妇及胎儿健康的角度出发,在女职工怀孕期问尽可能安排远离辐射源的工作,而孕妇应有自我保护意识,避免个人及胎儿可能受到电磁辐射的危害。简要的可以总结出一下几点:①家用电器避免摆放的过于集中;②孕期少用家电,少看电视;③保持与电脑等的距离,减少上网时间;④避免使用手机和蓝牙设备;⑤穿着适合的防护服装。
电脑及其他家用电器会产生极低频电磁场,并可发射出电脑辐射,这是继大气污染、水污染和噪声污染后的第4大污染源。极低频电磁场可使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变,造成细胞内的脱氧核糖核酸受损、染色体损伤及遗传基因发生突变而致畸形,进而诱发下一代白血病、胚胎染色体改变,并导致婴儿畸形或自然流产。孕妇操作电脑,特别在孕期的头3个月,最好选用防电磁辐射的工作服。可以采用含多元素的织物,因为既要防电场,又要消除磁场,还要阻隔少量的X射线。因此,这种含多元素的织物是当前防电磁辐射比较理想的材料。
当然,并没有必要因为家电的辐射损害就停止使用家电。只要在平时的使用中注意正确的使用方法,并不会造成过多的损伤。只要减少不必要的辐射接触,基本无需对辐射高度紧张。
护理工作中如何降低辐射危害
加大宣传力度,增强辐射防护意识:目前,充分认识到电磁辐射的危害只是有关专家、学者、工程技术人员、防辐射医务工作者等少数人。大多数人对此都还处于知之甚少或者完全无知的状态。许多人很可能要到他已经受到电磁辐射的严重伤害时,才会有所醒悟,甚至也还有些人已经受到危害仍然不知。因此应加大对人群,特别是孕妇及其周围家人的防辐射宣传。如果条件允许,在孕前就应该宣传辐射对于孕妇的危害。比如,在新婚健康培训时期,就可以加上相关的知识宣讲,以减少或者避免电磁辐射的危害。
注意妊娠期饮食,提高机体免疫力:在有电磁辐射环境下工作时,也可通过合理膳食,提高免疫力。在饮食方面,食用一些可以提高机体抗辐射能力的食物。前苏联学者研究发现,奶、蛋类食物具有较强的抗辐射功效。黑芝麻、大蒜、蘑菇、紫菜等含丰富的矿物质硒,以及多种酚类、多糖等抗氧化成分,具有较高的抗辐射作用。另外胡萝卜、番茄、卷心菜等含有丰富的强抗氧化作用的番茄红素等。辣椒类等也是抵御辐射的天然食品,辣椒不但可调动全身免疫系统,辣椒、黑胡椒、咖喱、生姜之类的香辛食物,还能保护细胞的DNA,使之不受辐射破坏。绿茶中的茶多酚也是抗辐射物质,可减轻各种辐射对人体的不良影响,茶叶中还含有脂多糖,能改善机体造血功能,升高血小板和白细胞等。
参考文献
1 郑大伟.电磁辐射的危害及其防护[J].科技信息,2010,9:39-46.
[关键词]电磁辐射 风险量 SAR 日常照射
中图分类号:U895 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0185-02
前言
随着经济的快速发展,科学技术在给我们带来便利的同时也为我们的生活带来了一些潜在的风险。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。这些电磁波充斥空间,无色、无味、无形,可以穿透人体,造成污染。随着电子技术的广泛应用,人为电磁能量迅速增长,电磁辐射已成为21世纪的主要污染源。由于目前国内的电测辐射标准还不完善,各方面关于电磁辐射的研究并不多见,仅在97年时出台了《电磁辐射环境保护管理办法》以及《环境保护法》中第二十四条进行了规定,我们对于电磁辐射的评估并没有特别科学明晰的方法。
虽然国际非电离协会为了对公众有着良好的保护,按全身平均比吸收率(SAR)取0.08w/kg剂量值制定国际标准我国的《电磁辐射防护规定》标准进一步严格,规定在一天24h内,任意连续6min按全身平均比吸收率(SAR)应小于0.02w/kg,相应于频率30M-3000MHz段电场强度限值为12V/m,为了更进一步加强管理,我国设定了普通项日环境影响评价管理值为5.4V/m,对应卫生标准中的一级标准为5 V/m。但事实上每个普通民众他们是无法准确的获得自己一天时间内吸收了多少剂量的电磁辐射的。
1、问卷调查概况
因此本文是一种对电磁辐射研究的新方法,本文随机选取了重庆市大学城区域内三所学校大学生作为研究对象,对其进行问卷调查,通过对大学生群体在日常生活中常接触的可能产生电磁辐射照射的设备设施进行测定,根据调查所得使用或接触设备设施种类及时间分配具体权重,进行数据统计,配合调查问卷所得数据即可对大学生群体当前所处生活环境中存在的日常电磁辐射风险量有一个较为科学直观的评估。
本次问卷调查的发放范围为重庆市沙坪坝区虎溪大学城的重庆大学、重庆师范大学、重庆科技学院三所高校。问卷的天蝎回收是通过委托专业问卷调查网站以及笔者本人现场现场发放回收实施开展,问卷开篇的指导语对电磁辐射对人体可能存在的风险以及本研究对评估大学生群体电测辐射风险量的意义进行了充分的阐述,最后完成有效问卷117份,有效率91%。参与本次调研的人群皆属于在校大学生群体,人群样本中男女性别比例为1:1,调研结果具有准确可靠性。
2、问卷调查结果
2.1 大学生日常电磁辐射风险要素
本次调查问卷采用自由开放式的问卷形式,通过对搜集到的问卷答案进行筛选、归类、统计超过10%的选项得出大学生日常电磁辐射风险要素共分为三类:第一类为家电类,如电吹风、台灯、无线路由器等;第二类为电子设备类,如移动电话、笔记本电脑、台式电脑等;第三类为交通工具类,如轻轨、地铁等。统计结果如图1所示:
2.2 电磁辐射风险设备设施使用时间
本次调查问卷采用自由开放式的问卷形式,通过对搜集到的问卷答案进行筛选、归类、统计得出可能具有电磁辐射风险的设备设施平均每日使用时间为:平均每日使用电吹风时间t1为6.68分钟;平均每日使用台灯时间t2为20.57分钟:平均每日使用无线路由器时间t3为2.61小时;平均每日使用手机时间t4为4.33小时;平均每日使用台式电脑时间t5为2.07小时;平均每日使用笔记本电脑时间t6为2.47小时。统计结果如表1所示:
3、电磁辐射风险设备设施实验测试结果
根据以上调研统计数据以及?《电磁辐射暴露限值和测量方法(GJB 5313-2004)》、《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(HJ/T 10.3-1996)》等标准的指导,本文实验选用了RJ-5工频场强仪进行各种类型品牌电测辐射风险设备的单位时间辐射量测量。
进行实验测量时均与辐射体正常工作时间内取一定的时间间隔进行测量,每个点测量观察时间均大于10S,读取本次测量的最大值。每种被测设备共测量5次取平均值。各种类各品牌设备单位时间内电磁辐射当量如表3所示:电吹风单位时间电磁辐射量α1为0.081 W/m2,台灯单位时间电磁辐射量α2为3.371 W/m2,无线路由器单位时间电磁辐射量α3为0.017 W/m2,手机单位时间电磁辐射量α5为0.492 W/m2,台式电脑单位时间电磁辐射量α5为0.313 W/m2,笔记本电脑单位时间电磁辐射量α6为0.813 W/m2,
4、大学生日常电磁辐射风险量评估
虽然国际非电离协会为了对公众有着良好的保护,按全身平均比吸收率(SAR)取0.08w/kg剂量值制定国际标准我国的《电磁辐射防护规定(GB 8702-1988)》进一步严格,规定在一天24h内,任意连续6min按全身平均比吸收率(SAR)应小于0.02w/kg,相应于频率30M-3000MHz段电场强度限值为12V/m,为了更进一步加强管理,我国设定了普通项日环境影响评价管理值为5.4V/m,对应卫生标准中的一级标准为5 V/m。但事实上每个普通民众他们是无法准确的获得自己一天时间内吸收了多少剂量的电磁辐射的。
W/m2是每平方米的功率,1W/m2照射1秒为1j/m2,因此按照《电磁辐射防护规定(GB 8702-1988)》中表3可以查到单位时间电磁辐射功率密度为0.4 W/m2,可以计算出每日电测辐射照射安全阈值为34.56kj/m2。根据上述各电磁辐射风险设施日均使用时间以及各设备设施单位时间电磁辐射量统计表可以计算得出大学生平均电磁辐射照射量为:t1*α1+ t2*α2+ t3*α3+ t4*α4+ t5*α5+ t6*α6=15.981 kj/m2,远低于国家标准规定的安全阈值,因此大学生日常电磁辐射照射处于安全范围内。
参考文献
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【关键词】高压电输变电;电磁辐射;电磁污染;电磁防护
1.常见电磁辐射污染
1.1电磁辐射污染的种类
电磁辐射环境污染源根据电磁波的频率范围,划分为工频(50/60Hz)、射频(又称高频103-106Hz)与微波(>106Hz)三个波段。电磁辐射是一种以电磁波形式传播的能量流,具有“波粒”二象性,环境科学把高于12电子伏特的电磁波辐射称为电离辐射(放射性),如:x射线和丫射线等;而低于12电子伏特的电磁波辐射称为电磁辐射。从环境管理和研究角度看,城市环境中的电磁辐射环境污染源主要分为:
1.1.1广播电视发射设备
辐射特征为大功率定时全向发射。广播包括:短波广播、调频广播。电视广播包括:米波电视、分米波电视。我国电视和调频广播的频率范围是:48.5MHz-960MHz,属于超短波与分米波频段。
1.1.2通信、雷达及导航发射设备
通信包括短波、微波发射台(含通信和探测)、地面卫星发射站、移动通信基站、寻呼通信基站。在城市无线电通信网中,由于移动通信基站增加速度快、分布密集,随处可见,它已成为城市电磁环境的主要污染源之一。
1.1.3工业、医用高频设备
这类设备把电能转换为热能加以利用,但总有伴生电磁辐射产生并泄漏出去,引起工作场所及环境污染。医疗用电磁辐射设备:主要为高频理疗机、紫外线理疗机、高频透热机、高频烧灼器、微波针灸设备等。
1.1.4交通系统电磁辐射干扰
交通系统电磁辐射设备有轻轨和电力牵引车辆,包含有轨电车和无轨电车。
1.1.5电力系统电磁辐射
高压电力系统包括高压架空输电线、高压地下电缆和变电站。
1.2电磁辐射污染危害
电磁辐射的危害有两个方面:一是对人体和生物的危害;二是对电器设备的影响。
1.2.1对人体和生物的危害
电磁辐射对人体和生物的危害,多年来国内外一些研究机构作为课题进行了大量研究和实验,得出了具体结论,主要是热效应、非热效应和累积效应。
1.2.2对电器设备的影响
电磁辐射对电器设备来说是一种干扰,如果电磁辐射的频率与扰设备的频率相差不大时,干扰的程度就逾严重。总的来说电磁辐射可以使测量仪器性能变低;可以使电子开关或继电器工作失常;可以使无线电接收设备出现噪声,如电视机图像声音变差,收音机信号不好等;可以干扰党政军机关的无线电设备;可使病人心脏起博器停止工作,等等。
2.高压电电磁辐射特性及其危害
2.1高压电电磁辐射的三种特性
2.1.1磁场特性
磁场强度的大小与电流大小有关,与电压无关;50Hz或60Hz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,由于三相交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。所以我们平时一般重点研究电场。
2.1.2电场特性
载流输电线在周围空间产生电场,有如下特性:电场强度与输电线相对于大地的电压成正比;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。
2.1.3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/ln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。
2.2离压电电磁辐射对人体的危害
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。电力系统的高压输变电中产生电磁辐射,电磁辐射主要是指高压输电线路和变电站的高压电力设备所产生的辐射。
2.3高压电电磁辐射对通信线路产生千扰
电磁辐射对电子设备的干扰:大量的研究表明,电磁辐射会造成广播与电视不能收听、收看,自动控制信号失误,电子仪器仪表失灵,飞机指示信号失误或空中指挥信号受到干扰,干扰医院的医疗器械或病人的心脏起搏器等,从而带来大量的经济损失。
2.4高压线路电晕可听噪声
通常情况下,高压架空电力线路和变电站无线电噪声的产生有三类根源分别是:在导线及其金属表面处空气中的电晕放电,绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花,连接松动或接触不良产生的间隙火花放电。
3.高压电电磁辐射污染的防护措施
综合前面高压电输变电电磁辐射的原理及特性和高压电输变电电磁辐射的危害,可以从四个方面来采取防治措施:加强对电磁辐射环境管理;对人体健康危害的的减缓措施:对通信线路干扰的消除措施;对电晕放电引起的干扰消除措施。
3.1加强对电磁辐射环境管理
我国的电磁辐射环境管理起步较晚。但从1988年以来,先后己了《电磁辐射防护规定》、《环境电磁波卫生标准》等25项中华人民共和国国家标准,了《辐射环境保护导则-电磁辐射环境影响评价方法与标准》等3项中华人民共和国环境保护行业标准,了《微波辐射生活区安全限值》等2项中华人民共和国国家军用标准。
3.2对人体健康危害的减缓措施
避免电磁辐射对人体的影响,线路尽可能远离或避开居民区、环境敏感区。在线路设计中严格按规程执行,适当选用塔型、塔高,以尽量减少路径走廊宽度及降低线路走廊下的电磁场强度。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。作业人员所处环境的电磁场强度超过国标限值或者作业人员所处环境的电磁场强度未超过国标限值,但与此限值比较接近,而作业人员又需要长时间在此环境工作时,都应考虑采用辐射防护用品。选用个体防护产品时,应首先确定电磁辐射的衰减度,然后,参照各种产品说明中对电磁波的衰减参数,确定使用何种形式的防护用品。降低电磁辐射方面的个体防护用品主要包括防护服装、防护眼镜及辐射防护屏。
3.3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感应两方面。输电线路正常运行时,在邻近的与其平行的通信线路产生感应电荷。感应电荷与输电电压成正比,还与通信线路与输电线路的距离及相互位置有关。当通信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。为了避免通信信号线遭受电磁危险及干扰影响,一般采取:将有影响的通信信号线或输电线改为电缆,输电线进行良好的换位,装设放电管、屏蔽线或中和变压器。 (下转第5页)
(上接第68页)3.4对电.放电引起的干扰消除措施
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。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500m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讯线的干扰,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。
【参考文献】