微波辐射对生物体的影响

全区）
间区）
长 、 中 、 W/m
<10
<25
短波
超短波
W/m
<5
<12
微波 混合
µ W/c mW/m
<10
<40
按主要波段场强；若各波段 场强分散则按综合场强加权 确定
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中间区是指在该环境电磁波强度下长期生活、工作和 居住的所有人可能产生潜在性不良反应的区域，该区 域内不能建造疗养院、医院、学校和居民住宅，但是 可以建造机关和工厂。超过中间区的标准区域只能种 植农作物或者作绿化用地。 安全区是指在该环境电磁波强度下长期生活，工作和 居住的所有人均不会受到任何有害影响的区域，因此 该区域可以建造所有的人的活动场所。
CB ——比热 W（Q）——生物体吸收微波能量产生的热
M——实验生物体总质量 S——生物体表面积
——生物体表和周围空气温度的最初差值 W—M—代谢产热率
dT 受辐射生物每单位体重的温度变化率 WB ——血循环散热
dt W—A—微波在生物体内吸收比率
W—C —热传导散热 13
生物体的体重、体表面积、代谢热
2
1. 暴露在远辐射下，人体全身的比吸收率是频率 和极化的函数
2. 比吸收率的空间分布是非常不均匀的。 3. 安全剂量是通过热效应的临界比吸收率加上安
全系数后用比吸收率来表征的。 4. 手持收发信机的辐射剂量则要求作特殊考虑。 5. 微波场的特点及其对人体影响的复杂性，使得
头部堆积的能量高度不均匀。
脉冲波的非固定辐射的容许强度（平均功 率密度）与连续波相同。
Pd 200 / t
6
肢体局部辐射（不区分连续和脉冲 波）：1天8h暴露的平均功率密度为 500µW/cm²，小于或大于8h暴露的平 均密度按下式计算：
Pd 4000 / t
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安全区和中间区场强
波 长 单位
容许场强
一级（安 二级（中
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人各年龄体液含量占体重 （%）
项目 年龄段 新生儿
1岁
2—4岁
成人
体液总量
80 70 65 60
细胞内液 细胞外液
35
40
40
25
40
20
40
15
血浆
5 5 5 5
16
成人各组织器官与体液中水的含量 （%） 组织器官 体液中水的含量 组织器官 体液中水的含量
脂肪组织
25~30
结缔组织
60~80
9
微波辐射对生物体的影响
微波辐射对人体的影响
▲ 电磁辐射生物学机制 ▲ 微波电磁场对人体的益处 ▲ 微波辐射对人体的危害性及相应的保护措施
微波辐射对动物的影响 保护人类生存的电磁环境
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电磁波与生物体相互作用的基本方程
进入生物组织的微波的相位变化和衰减见式（1）~（3）
1
2
1
2 1
骨
16~46
肺
79
肝
70
血液
83
肾
82
红血球
65
皮肤
种类 体 重 体表面积 基础代谢率 （kg） （m²） (kcal/m/c/day）
人
65
1．83
910
猫
3
0．2
750
猪
0．8
0．071
675
代谢热 （kcal）103
38.4 3．46 1．01
1kcal=4.19kJ
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表征生物组织的电磁特性参数是ε、σ和μ，影响ε和σ大小的 因素是电磁波频率和生物组织的温度及生物组织的含水量。 水是生物体含量丰富的成分，它几乎组成人体体重的一大半 ，且不同年龄、不同组织器管含水量不同。一般说，含水量 最高的生物组织，其ε和σ远远高于含水量低的生物组织。脂 肪和骨骼是低含水量的组织；皮肤和肌肉是高含水量组织； 由于各不同层次的组织和不同器官以及同一器官的不同部位 ，含水量不同，其ε和σ也各不相同。因此，必须知道器官， 甚至同一器官的不同部位所吸收的能量，才能正确地分析和 讨论它的生物学效应。
4
(1)连续波：1天8h暴露的平均功率密度为50µW/cm²， 小于或大于8h暴露的平均功率密度按下式计算：(即日 剂量400µW·h/cm²) 式中，——容许辐射平均功率密度（µW/cm²）； t——受辐射时间（h）。
Pd 400 / t
5
(2)脉冲波（固定辐射）：1天8h平均功率 密度为25µW/cm²，小于或大于8h暴露的平均 功率密度按下式计算
1
辐射容许值标准
高频辐射和生物组织的相互作用，是多种参数的复杂函 数。
内部的电常数也是非均匀的。 组织中内场的大小与照射场的参数、频率、强度、极化
等有关，也与被照射物体的形状、大小、电参数有关， 还与照射源与被照射物体的相对位置、附近的物体存在 等有关。 在剂量学中，广泛采用比吸收率（SAR）来度量电磁辐 射在生物单位组织中所感受的电场。
（1）
1
2
1
2 1
（2）
β—— 单 位 长 度 的 相 位 改 变 ； δ——穿透深度；
1
（3）
——单位长度的衰减
——生物组织的电导率
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受微波辐射的生物体吸收的能量见式（4）~（5）
2
SAR=
（4）
2D
SAR=
i r t
m
（5）
pt —微波穿透功率 Pi ——微波入射功率 P—r —微波反射功率
m——生物体产生的代谢热
D——生物组织密度
SAR——吸收比率或总体能量吸收 ——生物组织的电导率
E—— 微波电场强度
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热平衡方程见式（6）~（7） W—S—体表的散热
t
=
GC BT
W Q M S T
（6）
dT dt
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0.239 103 CB
WA
WM
WC
WB
WS
（7）
t——体温增加ΔT度所需要的时间 G——生物体体重
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各国对微波辐射规定的标准 我国电子工业部则曾根据对部分动物的实验及对微波工作 人员的健康检查，于1979年提出了一个暂行标准，规定1 天8h连续照射时最大辐射平均功率密度不得超过 0.083mW/cm, 而短时间间断照射，1天超过8h的情况下辐 射量不得超过0.3mWh/cm, 在这种情况下最大功率密度也 不允许超过5mW/cm，而且当功率密度超过1mW/cm²时还 必须使用个人防护用具。 1989年我国颁布的作业场所微波辐射卫生标准（GBI043689）
微波辐射对生物体的影响
电磁生物效应 研究的几个方面 (1)生物体各部分组织对电磁波的反射、透射、散射
及吸收等传播特性的研究；
(2)电磁波与生物体耦合特性的研究； (3)能量在受照体体内的分布、沉积及引起的温度变
化；
(4)生物体生理、生化、遗传、行为等变化的现象 和其机理以及这些影响与照射电磁波的频率、功 率之间相互关系等的研究。