日常生活環境中的電磁輻射調查與評價

姚倫芳

(1.貴州省環境工程評估中心;2.貴州綠興清源環保有限責任公司, 貴陽 550002)

電磁輻射是能量以電磁波形式由源發射到空間的現象或能量以電磁波形式在空間傳播的現象,人類生活的環境分為兩大類電磁環境,一是自然界的天然電磁場,二是生活環境中人為產生的電磁場[1]。地球表面的大氣場強頻率極低,幾乎不會造成影響,生活環境中的電磁輻射包括生活環境和辦公環境中的信息技術設備和家用電器產生的電磁輻射。電磁輻射對人體的危害,表現為熱效應和非熱效應兩大方面[2-3]。隨著廣播電視、通信、導航等設備的廣泛應用,人們在享受信息的便捷和高質量的生活的同時,也逐漸關注起由此引起的電磁輻射污染問題。電磁輻射這種“隱形殺手”常常在不知不覺中危害人們的健康,有人將之稱作繼大氣污染、水污染和噪聲污染之后威脅人類健康的第四大污染[4]。為了解生活環境中人們可能受到的電磁輻射來源以及電磁輻射的影響,本研究對家庭常用電器、辦公區域常用電器、商業區域電器、公共設備四個場景下,電器和電子設備在運行過程中產生的電磁輻射情況進行監測,分析這些設備造成的電磁輻射影響。

1 儀器與方法

1.1 監測儀器

本研究使用Narda集團意大利生產的PMM8053B手持式場強儀,所用探頭為EHP-50C型,主要測試工頻電場及工頻磁感應強度;Narda集團德國生產的NBM-550手持式場強儀,所用探頭為EF-0691型,主要測試射頻電場。儀器及參數見表1。

表1 測量儀器及探頭參數

1.2 監測對象

工作頻率在50Hz～60Hz,工作電壓在110V～220V之間的部分家用工頻電器的工頻電磁場,以及工作頻率300KHz～300GHz射頻家用電器的射頻電場。

1.3 監測方法及采用標準

根據歐洲電工標準化委員會2003年發布的《家用和類似用途電器-電磁場-評估及測量方法》(EN50366:2003)標準及《輻射環境保護管理導則 電磁輻射監測儀器和方法》(HJ/T 10.2-1996),按該標準在距離家用電器一定距離處(0～200cm)進行測量,分別記錄電場強度和磁場強度的連續5個讀數值,取其平均值。若在同一房間內有多臺電器,則僅運行所要測量的電器,而關閉其他電器的電源,并測試本底值,以防止各臺電器間的相互干擾。

1.4 電磁輻射評價標準

本研究評價標準采用《電磁環境控制標準》(GB 8702-2014)中公眾曝露控制限值作為評價標準,詳見表2。

表2 公眾曝露控制限值

1.5 研究情景

1.5.1 單個家用電器運行時的電磁輻射

分別記錄在距離電器設備正前方5cm、50cm、100cm、150cm處的電場強度和磁場強度的連續5個讀數值,具體電器見表3 。

表3 本研究選擇監測的家用電器

1.5.2 家庭日常生活典型場景電磁輻射

選取具有代表性的貴陽市典型家庭,監測日常生活典型場景中的電磁輻射情況,選取人們會長時間活動的區域進行監測,分別記錄工頻電場強度、工頻磁感應強度、射頻電場強度連續5個讀數值,本課題家庭場景中運行的電器見表4。

表4 本研究選取的家庭場景中運行的電器

1.5.3 辦公區域常用電器電磁輻射調查

(1)單個辦公設備正常運行情況下電磁輻射

分別讀取在距離電器設備正前方5cm、50cm、100cm、150cm處的電場強度和磁場強度的連續5個讀數值,具體電器見下表5。

表5 本研究選擇監測的辦公設備

(2)辦公區域多個設備正常運行情況下電磁輻射

辦公區域是一個電器設備相對密集的封閉區域,將辦公區域簡單按照工作人數及配備的辦公電器的多少,將單個封閉辦公區域分為小型辦公區域(辦公人員及電腦少于5套)、中型辦公區域(辦公人員及電腦在5～15套之間)、大型辦公區域(辦公人員及電腦在15～30套之間),在辦公區域的中心,進行監測工頻電場強度、工頻磁感應強度、射頻電場強度,并記錄數據,辦公室大小、位置及具體電器見表6。

表6 本研究選擇監測的辦公區域

1.5.4 商業區域常用電器電磁輻射調查

在貴陽市內選取有條件監測的商業區,分別讀取在距離電器設備正前方5cm、50cm、100cm、150cm處的電場強度和磁場強度的連續5個讀數值,具體電器見下表7。

表7 商業區域常用電器

2 結果與分析

2.1 單個家用電器運行時的電磁輻射監測結果

單個家用電器運行時的電磁輻射監測結果見表8。根據監測結果,所有工頻電器電場強度在0.15～476.70 V/m之間(最大值距離電器5 m,最小值距離電器150 m),磁場強度在0.02～50.05 μT之間(最大值距離電器5 m,最小值距離電器150 m),均遠遠低于《電磁環境控制限值》(GB 8702-2014)中工頻電場強度(4000 V/m)、工頻磁感應強度限值(100 μT),隨著與電器距離的增加,電場強度和磁感應強度越低逐步降低。電磁爐、路由器、筆記本電腦及臺式機電腦主機的電場強度監測值最大值遠遠小于《電磁環境控制限值》(GB 8702-2014)中70 V/m(2.9kHz～57kHz)、12 V/m(30MHz～3000MHz)的控制限值標準。

表8 單個家用電器運行時的電磁輻射監測結果

2.2 貴州家庭日常生活典型場景電磁環境影響調查

貴州家庭日常生活典型場景電磁輻射的監測結果見表9。根據監測結果,家庭日常場景中的監測值電場強度在0.21～27.14 V/m之間,磁感應強度在0.02～0.04 μT之間,射頻電場強度在0.03～0.94 V/m之間,遠低于國家標準《電磁環境控制限值》(GB 8702-2014)中工頻電場強度4000 V/m的控制限值、工頻磁感應強度100 μT以及射頻電場最低安全標準12 V/m的控制限值。

表9 家庭日常生活典型場景電磁輻射的監測結果

2.3 單個辦公設備正常運行情況下電磁環境影響調查

單個辦公設備正常運行情況下電磁輻射監測結果見下表10。根據監測結果,所有工頻電器最近距離處(5 cm)的監測值電場強度在26.89～159.46 V/m之間,磁感應強度在0.09～0.46 μT之間,均遠遠低于國家標準《電磁環境控制限值》(GB 8702-2014)中工頻電場強度4000 V/m的控制限值、工頻磁感應強度100 μT的控制限值,隨著與電器距離的增加,電場強度和磁感應強度越低,電磁輻射越小;路由器、筆記本電腦、臺式機電腦主機、蘋果手機以及安卓手機的射頻電場強度監測值,電場強度在0.52～6.12 V/m之間,遠遠小于《電磁環境控制限值》(GB 8702-2014)中限值(12 V/m)標準。

表10 單個辦公設備正常運行情況下電磁輻射的電磁輻射監測結果

2.4 辦公區域多個設備正常運行情況下電磁環境調查

辦公區域多個設備正常運行情況下電磁輻射的監測結果見表11。根據監測結果,所有場景中的監測值,電場強度在29.53～120.02 V/m之間,磁感應強度在0.17～0.57 μT之間,射頻電場強度在0.01～0.93 V/m之間,均遠遠低于國家標準《電磁環境控制限值》(GB 8702-2014)中工頻電場強度4000 V/m的控制限值、工頻磁感應強度100 μT及射頻電場強度12 V/m限值要求。

表11 辦公區域多個設備正常運行情況下電磁輻射的監測結果

2.5 商業區域常用電器電磁環境調查

商業區域常用電器電磁輻射的電磁輻射監測結果見下表12。根據監測結果,所有工頻電器電場強度監測值在0.72～15.29 V/m之間,磁感應強度在0.03～0.33 μT之間,均遠遠低于國家標準《電磁環境控制限值》(GB 8702-2014)中工頻電場強度4000 V/m的控制限值、工頻磁感應強度100 μT限值要求。

表12 電磁輻射監測結果

4 結論與討論

(1)所有電器設備除微波爐以外,在近距離的工頻電場強度、工頻磁感應強度和射頻電場強度監測值均遠遠低于國家標準《電磁環境控制限值》中工頻電場強度4000 V/m的控制限值、工頻磁感應強度100 μT以及射頻電場最低安全標準12 V/m的控制限值,全部在國家標準范圍內,因此人們長時間活動的場所中的電磁輻射是很小的。其中微波爐的近距離監測數據中出現超過標準的值,但稍稍增大距離(50 cm),監測數據就降低到國家標準范圍內。隨著與電器距離的增加,電場強度和磁感應強度越低,因此建議在使用這些電器時應盡量保持距離。本研究結論與狄韶斌[5]、許同樵[6]、房軍等人[7]的研究一致。

(3)在日常家庭環境、辦公環境中,電器設備正常運行時,監測到的環境中的電磁輻射值均遠遠低于國家標準《電磁環境控制限值》中工頻電場強度4000 V/m的控制限值、工頻磁感應強度100 μT以及射頻電場最低安全標準12 V/m的控制限值,全部在安全范圍內,因此人們長時間活動的家庭環境、辦公環境中的電磁輻射是安全的。

(4)所有公共電器、電氣設備的監測值均遠遠低于國家標準《電磁環境控制限值》中工頻電場強度4000 V/m的控制限值、工頻磁感應強度100 μT以及射頻電場最低安全標準12 V/m的控制限值,全部在安全范圍內,因此人們長時間活動的公共場所中的電磁輻射是很小。本研究結論與路夏甲[8]、王俊等人[9]的研究一致。