電磁輻射與健康問題漫說

曾 鐵

(上海電視大學徐匯分校,上海 200032)

電磁輻射和輻射、核輻射不能劃等號,輻射包括了電磁輻射.各種放射性能量(粒子)發射和電磁能量發射都屬于輻射,能量以電磁波形式由信號源發射到空間的現象即電磁輻射.電磁輻射有兩類:天然輻射和人工輻射,前者源于地球、太陽等的電磁輻射,后者主要源于廣播、電視、通信基站和各種用電設備等.電磁輻射分為電離輻射和非電離輻射,X射線、γ射線和宇宙射線等,由于其能量較大,足以破壞人體組織結構的分子,甚至可使原子、分子電離化,這類輻射屬電離輻射;頻率在9 000 Hz—300 GHz的無線電發射設備或各種電子產品所發射的電磁波,由于其能量較小,不能將分子等分解、電離,這類輻射叫非電離輻射.世界衛生組織界定:大于、等于紫外線頻率的電磁波稱為“電磁輻射”,頻率在100 kHz以下的低頻電磁場,其存在方式為“電場”和“磁場”,相對高頻來說其電磁波通常稱為“電磁場”.

手機輻射、電腦輻射、家用電器輻射等屬電磁輻射,電磁輻射和陽光、空氣一樣,同我們“形影不離”;它無色、無味、無形,人體無法直接感知.由電磁輻射引起的疾病,叫“無線電波病”,它造成的環境污染叫電磁污染(又叫“電子霧”,由各種波長的電磁波構成).電磁污染是繼大氣污染、水污染、噪音污染之后的第4大公害,聯合國人類環境大會已將電磁輻射列入必控的主要污染物之一.電磁輻射對人體健康的影響主要有軀體效應與神經效應,低頻電磁輻射對人體的影響以神經效應為主,高頻電磁輻射則以熱效應為主.人為的電磁污染源主要有工頻交變電磁場和射頻電磁輻射等,后者是電磁污染的主因.電磁污染對人的危害表現為熱效應(熱力作用)和非熱效應,前者使人體升溫產生一些負面影響,后者則引起人體生物變化與反應,造成許多病變,它們對人體的危害還有累積效應.世衛組織早已把認識、理解電磁場對健康的影響,納入環境健康領域的議案,并組織、發布了《制定以健康為基礎的電磁場標準框架》與《世衛組織“國際電磁場計劃”的評估結論與建議》,目的是幫助公眾全面、科學地了解電磁場健康問題的權威信息,向人類提供相同或相似的健康保護水平.世衛組織1996年—2006年的研究表明(60多個國家參與了該專題研究):低頻電磁輻射對人體健康影響微弱,過量的電磁輻射則會對人體產生傷害.

為防止電磁污染、保障公民健康和促進電磁技術安全、科學的應用與發展,20世紀90年代起,我國環保部、衛生部等先后頒布了《公眾照射導出限值》、《環境電磁波容許輻射強度分級標準》、《電磁輻射防護標準》、《環境電磁波衛生標準》、《電磁輻射環境保護管理方法》、《高頻電磁輻射安全衛生標準》、《微波輻射衛生標準》等法規和技術、行業標準.我國對電磁輻射有嚴格的技術限制標準,電磁輻射防護標準比美、日、歐盟、澳大利亞和香港等發達國家、地區還嚴厲、苛刻(見表1).2005年,上海市規定該市區域內所有通信機站電磁輻射須小于 20 μW/cm2.《電磁輻射防護標準》(GB8702—88)規定的環境電磁輻射強度也比歐、美發達國家更嚴格,該標準中電場強度上限值為12 V/m.上海的這一標準則更小,它是5.4 V/m;我國的電磁輻射安全標準是:50 mW/cm2,且連續工作時間為6 h/天等.《電磁輻射防護標準》還規定:(1)職業照射——每天8 h工作時間內,任意連續6 min按全身平均的比吸收率應小于0,1 W/kg;(2)公眾照射——在一天24 h內,任意連續6 min按全身平均的比吸收率應小于0.02 W/kg,且公眾照射在一天24 h內,環境電磁輻射場各個頻率段的場量參數(電場強度、磁場強度和功率密度等)在任意連續6 min內的平均值也有數量限制;(3)對于脈沖電磁波除滿足上述要求外,各項參數的瞬時峰值不能超過上述限制值的1 000倍等.

表1 通信基站的一些電磁輻射限制標準(μW/cm2)

新的測量表明:中國電信、移動、聯通公司等基站,天線水平方向前10～20 m處的電磁波功率密度為0.6 mW/cm2,都在安全值范圍內;高頻電磁波穿過居民的磚墻后要衰減4倍.

電磁輻射和“隱形殺手”電磁污染也不能劃等號,電磁場強度超過限值后,才會形成電磁污染.超過限值的電磁輻射會損傷人體,其危害有急性和慢性的;電磁輻射對人體的負作用隨頻率增高而增大.電磁污染的特點是輻射功率越大、距離越近、照射時間越長、照射間隔時間越短,對人體危害就越大、越明顯.衛生學與流行病學的統計顯示,人長期置身于電磁污染環境中,會導致中樞神經系統、心血管系統、血液系統、內分泌系統、生殖系統、代謝系統等功能紊亂;會造成免疫力下降;會引起頭暈、頭痛、頭脹、失眠、記憶力衰退、嗜睡、惡心、視力模糊、多夢、血壓升高或下降;也會破壞人體多種器官、引起白血球下降、白內障、部分孕婦流產,甚至破壞人體DNA、改變血液細胞基因、誘發多種疾病和癌癥,它還有遺傳效應等.

不同的人,同一個人在不同年齡段或身體的不同部位,對電磁輻射的敏感度與承受力是不同的.通常老人、兒童、孕婦與體弱者和腦部、眼部對電磁輻射較敏感,易受到傷害.有關研究證實:磁場會增加兒童得癌的風險,且從 2 mG起,風險開始加倍;長期處在磁場強度超過1 mG的地方,就達到了受輻射污染程度.根據兒童白血病的流行病學調研,高壓線、變電站等工頻電磁場,已被世界衛生組織評議為人類可疑致癌物(汽車尾氣等也在此列).我國行業標準《電力設施保護條例》規定:電壓為1萬伏的架空電力線路導線與其下方建筑物頂部間垂直距離不能小于3 m,電壓為22萬伏時不得小于6 m,33萬伏不得小于7 m;50萬伏時電路下方不能有住房或居民區(測量顯示,在50萬伏高壓線下方,與高壓線平行的鐵絲上感應電壓達1700 V,可見50萬伏高壓線其感應電場很強).瑞士、美國和意大利的調查顯示,生活在高壓線附近的居民,患癌癥的幾率明顯較大.此外,中國工程院院士、隧道與地下工程專家王夢恕提出,中低速磁懸浮的電磁輻射對人體有害,長期作用會引起多種疾病;在德國,修建磁懸浮距離居民區的最短距離是300 m.表 2、表3、表4、表5是一些有關的測量數據.

表2 11.5萬伏輸電線周圍電場強度與磁場強度

表3 距通以500 A電流的單相輸電線10 m處的磁場強度數值(mG)

表4 10種常用電器磁場強度(mG)與距離關系數據

洗衣機 30 5 小于1電風扇 76 5 小于1 1 500 W電吹風 15 1 小于1 200 W音響 39 5 小于1

一般的輸、變電設施產生的主要是50 Hz的電磁場,10萬赫茲的供電設施因頻率較低不會產生很強的電磁輻射.測量還顯示:一臺29英寸顯象管彩電屏幕的近前,其低頻輻射中磁場強度為29mG(毫高斯)左右,彩電后面磁場強度是98-108 mG;電腦輻射最強處是背后,其次是左、右兩側,工作時顯示屏后方,電磁輻射里磁場強度為42.6mG.

表5 電視機輻射值(電場強度,V/m)

表6 微波爐輻射值(電場強度,V/m)

方便、有效地減輕家用電器或公用電器電磁污染的好辦法,即盡可能遠離工作中的電器,不長時間地使用它們或開機、待機.相對而言,手機、電腦(帶顯象管式屏幕的電腦工作時有低能量X光輻射和低頻電磁輻射等)、電熱毯與微波爐等的電磁輻射較強,當注意防范.

據有關的標準,我國的手機工作時電場強度小于12 V/m或功率密度小于40 mW/cm2就達到了安全標準.20世紀末,中國消費者協會和中國計量測試學會對GSM手機、CDMA手機工作時,其近場電磁輻射進行了測量,結果表明:(1)手機呼出時與網絡最初聯系的幾秒內電磁輻射強度最大,隨后逐漸減小,達到一個穩態值;(2)天線內置式手機的電磁輻射較低,僅為多數同類型天線外置式手機的1/10;(3)工作時的天線內置式手機,天線背面的電磁輻射最大,前面板僅是背面的幾分之一;(4)天線外置式手機機體有電磁輻射,天線周圍的輻射最大;(5)GSM手機工作時,電磁輻射驚人,且電磁輻射最大值大于相關的限值等.

手機接通瞬間或充電時通話,其電磁輻射最強,所以,手機響了2 s后再接聽或充電時不接電話,是有效防范電磁輻射的方法;手機處于搜索信號的狀態中,其輻射強度很強,遠離基站時通話,手機發射功率處于很強狀態;手機強度顯示“1格”左右,其發送功率在1 W 以上,顯示為“5格”時發送功率在0.1～0.5 W.撥打手機時,其電磁輻射里磁場強度最高可達536.2mG.

手機輻射主要是微波輻射,其高頻輻射范圍在400 MHz-1 000 MHz,常用“電磁波能量吸收比值”表示手機人體單位允許吸收的輻射量,它又叫手機吸收輻射率或比吸收率,簡稱SAR值,單位是W/kg.SAR值是在手機使用時最高功率下測得的,是人體每千克容許吸收的輻射量,其值越低,輻射被吸收的量越少,使用時越安全.SAR值有針對全身的、局部的和四肢的等數據,針對腦部的SAR安全標準值必須低于 1.67 W/kg(2008年9月,瑞士的研究報告說,少兒過量使用手機會導致腦瘤).SAR值范圍一般在0.3—2.0 W/kg.當下,SAR標準值有:

1)歐洲標準——國際非電離性照射保護委員會規定的最高值為2.0 W/kg,已被大多數歐洲國家和我國大陸采用;

2)美國標準——美國聯邦通訊委員會規定1.6 W/kg是安全標準,低于此值的手機才能銷售;我國臺灣省采用此標準等.

2010年6月,美國舊金山市議會通過了世界第一部《手機輻射法》,它規定,手機零售商必須在手機店內標明并向顧客交代每款手機的輻射程度.

1 楊希曾.物理學小詞典.石家莊:河北教育出版社,1987.

2 秦克誠等譯.“外星人”學物理(4).北京:人民教育出版社,1999.

3 陳家森.我們周圍的物理學.上海:上海科技教育出版社,2000.

4 倪光炯等.改變世界的物理學.上海:復旦大學出版社,1999.

5 報訊,菜農搭大棚引高壓感應電.解放日報,2010-6-1.

6 易靖.數百業主再簽名反對磁懸浮,業主質疑環評公正性.京華時報,2010-8-9.