輸變電電磁環境解讀

柯昌麟

談輻射色變,可追溯到二戰時期日本廣島和長崎的原子彈爆炸。1986年的蘇聯切爾諾貝利核事故以及今年日本福島核事故,都引發了全人類的擔憂。有人分不清核輻射與電磁輻射的區別,將其統稱為輻射。

從理論分析和權威機構的研究結論看,工頻電磁場產生的能量很小,對人體不構成健康危害,但公眾仍懷有莫名的恐懼感。究其原因,早期的研究不完整,使用的概念模糊,專業知識深奧,輿論宣傳片面,凡此種種,造成公眾接受了錯誤的信息。

有些管理者把輸變電納入《電磁輻射防護規定（GB8702－88）》進行管理,卻不知該規定的適用頻率范圍只是100千赫茲～300吉赫茲,并不包括50赫茲的工頻電磁場。1997年,國家有關部門制定的規章《電磁輻射環境保護管理辦法》中使用了“高壓送變電中產生的電磁輻射”的表述,1998年的500千伏超高壓送變電工程的行業技術規范中也用了“電磁輻射”一詞。在輸變電設施建設和運行的相關工作中,時常有人混淆工頻電場、磁場與電磁輻射的概念。

面對如此眾多的電磁概念,非專業的記者、編輯有時也只能來稿照登,無形中進行了片面的報道。由于電磁輻射諸多問題法律界定的不明確,上世紀發生在湖南省的輸變電電磁環境訴訟案,官司打了10年之久。

電磁輻射與輸變電設施產生的電磁環境

電磁輻射是指電磁輻射源以電磁波的形式發射到空間的能量流。電磁輻射源發射的電磁波頻率越高,它的波長就越短,電磁輻射就越容易產生。一般而言,只有當輻射體長度大于其工作波長的1/4值時,才可能產生有效的電磁輻射。

人們知道微波爐產生電磁輻射,但很多人并不知道微波爐工作時的頻率是2450兆赫茲,波長是分米級的,和電視的部分頻段一樣同屬于特高頻,都是非電離輻射。當頻率達到3000吉赫茲時,波長是絲米級的,此時量變已經發生質變,非電離輻射轉為電離輻射,如X-射線、γ-射線都已經屬于電離輻射。再看比微波爐的頻率低的,如調頻廣播是88～108兆赫茲,波長是米級的。中波廣播是535～1605千赫茲,波長已經達到百米級。雖然都產生電磁輻射,但是廣播調頻或者中波信號和微波爐加熱食品產生電磁輻射的強度是不一樣的,正常情況下,人們聽收音機和用微波爐對身體的危害可以忽略不計。即使是醫院使用X光透視等產生的電離輻射,只要措施得當,對身體的影響也是可接受的。

再來看看輸變電設施的情況。我國的輸變電設施采用的頻率是50赫茲,屬于極低頻（低于300赫茲的頻率）,波長大約是6000千米。按照1/4理論計算,人體長度最長為兩米左右,50赫茲電磁波波長的1/4也長達千米級的,產生的電磁波穿過一個人幾乎都是同相位的,對人體不可能產生有效的電磁輻射,因此,對人體健康不構成威脅。

世界各國對輸變電設施早已開展了深入研究,世界衛生組織（以下簡稱WHO）、國際非電離輻射防護委員會等國際權威組織和機構在電磁環境與公眾健康領域的官方文件中,無一例外地嚴格使用電場、磁場或電磁場的專業術語,由于電力工業采用的交流電頻率簡稱工頻,因此,電磁環境用工頻電場、工頻磁場或工頻電磁場描述。因為輸變電設施形成的電磁場產生的能量非常小,遠低于電磁輻射產生的能量,因而不采用工頻電磁輻射這個不適當的概念。WHO認為,在科普文章中可以采用電磁場這一統稱。

電磁波的能量與健康

電離輻射是極高頻的電磁波,如X-射線和γ-射線,具有的能量可以把原子或分子內的電子撞出,電離出帶正電荷的離子及帶負電荷的電子,作用到生物體,能夠斷開細胞遺傳分子中的DNA化學鍵,直接危害健康。

非電離輻射相對于電離輻射而言,處于能量較低的頻段,無論頻率高低,都不足以產生電離、斷開細胞遺傳分子間的化學鍵,只會隨著頻率的變化產生不同程度的生物效應。

紫外線低端、可見光、紅外線位于非電離輻射頻段的高端（3000吉赫茲～300吉赫茲）,可稱為“光輻射”段。產生的生物效應只能使電子激勵而不會產生電離,但光灼傷也可能導致皮膚癌等病變。

在低于紅外線的頻率下,電子激勵現象也不會發生,生物體內只會產生發熱效應和體內感應電流。超過10吉赫茲頻率的射頻場,當強度即功率密度為1000瓦/平方米以上時才會殺傷細胞、影響健康。

10吉赫茲～1兆赫茲之間的射頻場能夠滲透到組織內,并由于體內組織吸收能量而產生熱效應。常用一定組織質量內的比吸收率來度量,當比吸收率大于4瓦/千克時才會有損健康。

低于1兆赫茲的射頻場,對體內的熱效應已經不明顯,只在生物組織中感應電流和電場。體內電流密度至少要超過100毫安培/平方米才會干擾正常功能。

工頻電磁場的強度

50赫茲的輸變電設施（國外也有60赫茲的）位于非電離輻射頻段的低端,是極低頻。國際上的權威研究表明,極低頻的電場、磁場在生物系統中的主要影響是在體內感應出電場與電流。

在對有關電場的研究結果進行全面評估后,WHO在官方文件《電磁場和公眾健康——極低頻場》中指出:“現有的證據表明,除了由軀體表面電荷產生的刺激外,曝露到高達20千伏/米的電場幾乎沒有什么影響,并且是無害的。即使在電場強度高達100千伏/米以上時,也未觀察到電場對動物的生殖與發育有任何影響?！?/p>

關于磁場的影響,WHO指出:“在家庭或日常環境中所遇到的磁場水平下,沒有經確認的實驗室證據表明,極低頻磁場會影響人體的生理與行為;志愿者在強度高達5毫特斯拉的極低頻場中曝露數小時后,其臨床與生理指標（包括血液變化、心電圖、心率、血壓和體溫）幾乎看不到影響。”

從1998年至今,WHO分別以“國際電磁場研究計劃”信息發布形式,在WHO網站上以多國文字公布了不同頻率電磁源對公眾健康有何影響的官方意見,分別闡述了曝露于不同頻率電磁源對人體產生影響的作用機理及安全限值。

隨著大量研究成果的公布,權威機構對輸變電設施電場、磁場給出了量的概念,WHO由此得出了有關健康的結論,主要包括沒有可信的證據表明曝露到極低頻場會引起對生物分子(包括DNA)的直接傷害,個別關于低頻磁場曝露與兒童期白血病相關聯的流行病學研究報告缺乏實驗研究支持,缺乏科學的解釋,也未能排除存在于流行病學調查中的混淆因素。并不認為在輸電線和配電線周圍極低頻場的水平對健康有危險。極低頻場曝露與癌癥間的因果聯系未得到確認。要求成員國以立法形式采納國際標準。

輸變電電磁環境的正名

從2001年起,原國家環?？偩止嫉摹督ㄔO項目環境保護分類管理名錄》（第一批）中已經把輸變電工程歸入電力類進行管理,和電信、廣播電視不屬于同一類。2009年,《環境保護部直接審批環境影響評價文件的建設項目目錄》及《環境保護部委托省級環境保護部門審批環境影響評價文件的建設項目目錄》中將電網工程歸入能源類,而電磁輻射設施則納入核與輻射類管理。

2007年,《江蘇省輻射污染防治條例》中不再出現“高壓送變電中產生的電磁輻射”。2008年,國家修訂《電磁輻射防護規定》進入實質性階段,新的國家標準名稱改為《電磁環境公眾曝露控制限值（GB8702－××××）》（注:××××將在正式發布時確定年號）,對新納入該標準的頻段（0～100千赫茲）,確定了采納WHO推薦限值的立場,這將有利于我國對極低頻電磁環境的界定。據悉,該標準經過公示后于2010年通過了專家會審,目前已進入報批階段,該標準的出臺將填補我國極低頻電磁環境國家標準的空白。

2009年,曾經轟動全國的輸變電環境糾紛案經過行政復議、行政訴訟后,由北京市第一中級人民法院作出二審判決:原告所主張的權利是否受到電磁輻射的侵害,目前僅基于其主觀認知,尚無充分的客觀事實依據,本院不予支持。二審判決駁回上訴,維持一審判決。

近年來,中央電視臺等國內主要媒體對輸變電設施電磁環境科普知識做了全面科學的宣傳報道,上海世博會期間的國家電網館也開設了電磁環境展室。相信隨著科學知識的普及,公眾將逐步打消對電磁環境的疑慮。