电磁辐射的污染及防护对策要点

电磁辐射的污染及防护对策

摘要：研究总结出电磁辐射与人体的作用机理；而后提出电磁污染的防护对策；

关键词：电磁污染人体健康防护对策

Abstract: Studying and summing up how the electromagnetic radiation affect human body,and then put forward the defending measures towards electromagnetism pollution.

Key words: the pollution of electromagnetic health how to defend

一、引言

自从人类于19世纪80年代建立了世界上第一座发电站以来，电磁辐射的应用范围越来广。1901年人类首次开始了全球通讯，1920年有了无线电广播，1935年研制出了雷达，20世纪50年代电磁能在工业、科学技术、医疗中广泛应用，60年代出现了卫星通讯，80年代计算机日益普及，90年代移动通讯快速发展，如今电磁辐射已遍及人类生活、生产的各个方面。随着现代科学技术和电气、电子技术的迅速发展，电磁能利用范围不断扩大，电子设备功率成倍提高，各种设备产生的大功率电磁振荡向空中辐射能量很强的电磁波，使地面电磁辐射大幅增加，在有效利用电磁波的同时，这种人为的高强度电磁辐射也给环境带来了严重的电磁污染，即所谓的“电子烟云”。随着信息社会的逐渐来临，电磁能量以7%~14%的速度增长，有专家预言，50年后可增加700倍，电磁污染问题已成为继“三废”和噪声之后的第五大公害。据推测，本世纪电磁污染将取代噪声污染而成为首屈一指的物理污染。

人们一方面在充分享受着由于电磁科技迅猛发展而带来的便利，同时也承受着电磁对人类健康的危害和对环境的污染。联合国人类环境会议已将电磁污染列为环境保护项目之一。《中华人民共和国环境保护法》中也明文规定了电磁辐射为主要污染因素之一。随着工业的迅速发展和家电、电子产品的普及，电磁污染越来越严重，恶化的电磁环境不仅对人们的日常通讯、计算机、运输业和其他电子系统造成危害，而且会对人们的身体健康带来威胁。另外，随着高新技术的发展，电磁波引起的电磁干扰问题（EMI）和电磁兼容（EMC）问题日益严重，对对电子仪器、设备造成干扰和损坏，影响其正常工作，严重制约我国电子产品和

设备的国际竞争力。电磁波泄露也会危及国家信息安全和军事核心机密的安全，特别是作为新概念武器的电磁脉冲武器已经取得实质性的突破，能对电子仪器设备、电力系统等进行直接打击，造成信息系统等的暂时失效或永久损坏，其投送方式多样，破坏力极强，而且强大的电磁脉冲对人体也造成危害，诗人精神紊乱、行为失控等。如何保护环境，减少电气设备的电磁泄漏和防止电磁辐射问题，保障作业人员以及广大居民的身体健康，电磁污染的防治迫在眉睫。

二、电磁波与生物体的作用机理分析

在迅变情况下，空间中的电场和磁场相互激发，以电磁波的形式在空间中运动，这就形成了电磁辐射。

在量子学中，我们认为所有电磁辐射都是由运动着的粒子组成，即由光量子组成，而光量子的能量取决于频率：

E = h· f

E：量子能量（erg）; h：普适常量（3.63×10 -27 erg ·s）; f：频率（Hz）。

1．生物体中电磁能的传播和吸收

水是一种电介质，同时水是生物体中含量最丰富的成分，它几乎占人体体重的60%。根据含水量的多少，将生物组织分为两种：

（1）含水量在70％以上的组织，如皮肤组织、肌肉、肝脏、肾脏、心脏等，频率在100～1000MHz，其介电常数为50～70，电阻率为100Ω/cm。

（2）含水量在70％以下的组织，如脂肪、骨骼、骨髓等其介电常数为4～8，电阻率为600～3500Ω/cm。这类物质含水量少，对电磁辐射能量吸收少。

由于组织的含水量不同，就会影响电磁波能量的吸收。具体如下：

根据人体对电磁能量吸收的情况，可将电磁波分为四种：

1）<150MHz，电磁波在体内衰减少，为透过性。

2）150－1200MHz，主要为体内吸收，转化为热量。

3）1000－3300MHz，体表与体内均有吸收。

4）>3300MHz，皮肤成为反射体，主要是体表吸收。

我们现在用的还很多的GSM，即第二代移动通讯系统包括GSM 900：

900MHz、GSM1800：1800MHz 及GSM1900：1900MHz等几个频段。目前，中国移动、中国联通各拥有一个GSM网，为世界最大的移动通信网络。我们不难看出，上述频段大约在1000Hz至2000Hz，而人体的众多器官的固有频率在大致在此高频段内，因此，很容易发生共振现象，对人体的伤害可见一斑。笔者举一个简单的例子，当我们把手机贴在耳旁打电话时间一长就会感到脑袋发烧，甚至头痛头晕。

以上我们仅仅从定性角度感受了电磁辐射对生物体的伤害，让我们有了个全局感受。下面，我们从半定量的视角看一下电磁辐射对生物体的损伤程度：为了衡量机体对电磁能量的吸收情况，引入比吸收率的概念SAR(W/kg)。

SAR表示生物体单位质量吸收的电磁辐射功率。

SAR＝σE2 /ρJ= σE

式中：σ－电导率（S/m）；E－电场强度(V/m)；

ρ－密度kg/m3；J－感应电流密度A/m2。

结论：a 易知在电场强度和生物体密度一定的情况下，生物体的含水量越大，电阻越大，电导率σ就越大，从而导致生物体单位质量吸收的电磁辐射功率增大，对生物体的危害加大。

b 我们常用的手机属于运用无线电波的通讯设备，它会发射出高频电磁波，而人体的皮肤，心脏等重要器官的固有振动频率也较高，当手机辐射的电磁波频率接近这些器官的固有频率时，人体对电磁波吸收显著，甚至可能会发生共振，产生热量，扰乱人体正常的动态平衡。

2 电磁辐射对人体的作用机理

2.1 致热效应

人体作为一个开放的系统，我们每天要吃饭，喝水，呼吸，还要排泄等，时刻都在与外界发生物质和能量的交换，即新陈代谢。

当电磁辐射人体时，其中部分能量被机体表面反射，部分透过表皮进入机体组织中，而人体中有大量的极性分子如水分子，和非极性分子如氧气分子。水是一种电介质，由于外电场对电偶极矩的力矩作用，其正，负电荷朝着相反的方向运动而发生“取向极化”。