您當前的位置：檢測資訊 > 科研開發
嘉峪檢測網 2018-08-24 16:03
隨著科技水平的飛速發展，電磁技術在各個領域的應用越發廣泛，電磁輻射無處不在，已成為人類不可或缺的“伙伴”。但它在給人帶來便利的同時，也引發了一些憂慮，關于電磁輻射的危害常常成為熱點話題。
電磁輻射知多少
我們所生活的世界里，電磁輻射無處不在。自然界的太陽光、閃電、宇宙射線等，都是天然存在的電磁波，我們已經在一定程度上適應了這類輻射；而人類以電磁技術為基礎的許多創造發明，也會向空間輻射電磁能量，比如手機和手機基站、微波爐、電腦、電視機等等。
那么，這些電磁輻射會對健康造成影響嗎？網絡上“手機輻射能炸爆米花”“WIFI輻射使種子不發芽”“手機基站輻射致癌、白血病、記憶力下降”等傳言是真的嗎？
在判斷這些傳言真假前，讓我們首先了解一下什么是電磁輻射，它的“大小”或“劑量”是如何衡量的。
什么是電磁輻射
電磁輻射是指電磁能量以電磁波或光量子形式發射到空間的現象?？梢哉f只要有電、有光，就有電磁輻射。
電磁輻射根據頻率的不同，可以分成低頻電磁波、無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線等。電磁輻射的頻率越高，其能量也就越大，穿透力越強。如圖所示，比遠紫外線頻率更高（波長小于300nm）的電磁輻射，能量足以破壞化學鍵，使分子發生“電離”——這類電磁輻射又稱“電離輻射”。
電磁波譜圖
而我們通常所說的“電磁輻射”指的都是頻率不足以破壞分子間化學鍵的“非電離輻射”。例如，高壓線、變電站以及一般的家用電器產生的低頻電磁波；手機和手機基站、WIFI路由器、微波爐等工作在幾百M到幾個GHz的“微波”頻率范圍的儀器設備產生的高頻電磁波，都屬于“電磁輻射”。
那么如何衡量電磁輻射的“大小”或者“劑量”呢？我們一般用電磁輻射的電場強度（單位為伏/米，V/m）來衡量。對于低頻電磁輻射，我們還需要考慮其磁場強度（單位為特斯拉，T），微波、射頻等高頻電磁輻射還要用功率密度（單位為W/m2）來衡量；為了探究電磁波對人體的作用，我們還使用比吸收率（SAR，單位為瓦/千克，W/kg）來衡量一些接近人體使用的電磁設備的輻射的作用。
圖中是一些常見的電磁輻射分析儀，可測量空間某位置不同方向的電場強度、磁感應強度和功率密度大小。這些儀器測量量值是否準確，則是由計量工作來保障的。
常見的電磁輻射分析儀
電磁輻射對人體有害嗎？
隨著人們環境意識、安全意識的不斷提高，電磁輻射是否對人體有害不僅是人們熱議的話題，更是科學研究的熱點。根據目前的研究結果，電磁輻射影響人體的機理主要熱效應、非熱效應和累積效應三種。
其中，比較明確的是電磁輻射的熱效應——人體是一個導體，在受到電磁波輻射后會產生電流，引起人體發熱。微波爐加熱食物也是利用了微波的熱效應。但是，微波爐的輸出功率大概在600~1000W，其產生的微波又完全被限制在一個由金屬殼構成的密閉的環境內，功率密度大、熱效率高。與之相比，手機的在接打電話時的功率僅有2W左右，且輻射的電磁波是朝空間各個方向的（在接打電話的過程中，信號不會因為轉身而消失），即使緊貼人體，引起的發熱量也非常小。
可以說，脫離“劑量”談輻射是在“耍流氓”。手機電磁輻射的“劑量”當然不可能像微波爐那樣使玉米粒變成爆米花。
實驗裝置如圖所示，可以模擬人頭部在受到手機輻射后吸收電磁波，并測量人體吸收的電磁波能量。
模擬實驗裝置
實驗結果顯示，不同型號的手機或者無線設備使用時人體吸收的電磁波能量不同，吸收的電磁波能量大小與無線設備的天線位置、使用習慣、和人體距離等密切相關。國家標準要求制造商在產品說明書里面標示該手機的SAR最大值，因此消費者可以在說明書里面關注自己購買的手機的電磁輻射情況。
需要說明的是，我們使用手機的時候，手機不一定會處于“最大發射功率”情況下，因此接受的輻射會比標示的SAR最大值小。
一般情況下，當手機信號“不滿格”——即接收到基站的信號比較弱時，手機通話時的發射功率會較信號滿格時大。這種情況是由于手機距離基站比較遠，或手機處于地鐵車廂或電梯等屏蔽空間內造成的，我們只要盡量避免在此時接打手機或使用耳機就可以了。
除明確的熱效應以外，電磁輻射還有非熱效應和累積效應，但這些都是在極端情況下才會出現的，比如當人體觸電，或長時間接觸能量密度很高的電磁波時，肌肉或神經會受到一定刺激。但是到目前為止，還沒有明確的證據表明，電磁輻射會使人“患癌”“患白血病”或“記憶衰退”等。
目前，根據世界衛生組織（WHO）國際癌癥研究機構（IARC）對致癌類物質的劃分，射頻電磁波輻射和低頻磁場屬于2B類物質，低頻電場屬于3類物質。這是什么概念呢？
IARC將人類常接觸的物質分為1、2、3、4四類，其中1類物質，是指對人類確定致癌的物質——香煙、酒、太陽光、檳榔、中式咸魚、空氣污染等等都被列為1類致癌物；2A類物質對人類致癌性證據有限，但對試驗動物致癌性證據充分；2B類致癌物質對人類致癌證據有限，對試驗動物致癌證據不充分，或對人類致癌性證據不足，對試驗動物致癌性證據充分；3類為對人類致癌性可疑，但尚無充分的人體或動物數據；4類則對人類很可能不致癌。
如此看來，被列入2B類和3類的電磁輻射是不是就沒那么可怕了呢？
當然，脫離“劑量”說電磁輻射安全無害也是在“耍流氓”——這和輻射的功率、頻率、與輻射源的距離、受輻射時間等有關——微波爐、電磁爐等未正常使用或密封性變差等導致的漏磁，輻射危害就不容小覷。
那么，我們怎么保證生活中遇到的電磁輻射劑量是安全的呢？
如何防護電磁輻射？
一方面，國際非電離輻射保護委員會（ICNIRP）、國際電工委員會（IEC）等國際組織通過收集電磁輻射相關研究，制定了電磁輻射的相關標準，可以保障相關電子設備在使用過程中對人體安全。許多國家也出臺了相關法律法規和技術標準。
比如我國的《電磁環境控制限值》（GB8702-2014）就參考ICNIRP和國際電工委員會（IEC）的相關標準，規定了大家身邊1Hz~300GHz范圍內電磁場的“大小”安全限值以及評價方法等，如移動基站等設備的電磁環境須控制在12V/m以內，并由我國的環保部門相關機構進行嚴格的監測和管理等等。同樣，我國《移動電話電磁輻射局部暴露標準》（GB21288-2007）規定移動電話的電磁輻射比吸收率值（SAR值）要低于2W/kg。
位于建筑物頂端的手機基站
需要注意的是，這些標準中的“安全限值”是根據相關試驗等得到電磁輻射可能會危害健康的“臨界值”，并以此除以5~10等方式來確定的。但并不是說只要超過了安全限值就一定會對健康造成危險。總之，如果我們正確使用正規廠家生產的合格的電子設備或家用電器，健康將不會受到負面影響，大可放心。
另一方面，電磁輻射具有一些共性特征，我們也可以根據這些特征來主動防護它。其一，電磁輻射的能量會隨距離的增加大幅衰減——因此我們只要和電磁輻射源保持一定距離就可以了。譬如，當接通中的手機緊貼耳朵時，手機對人體電磁輻射的SAR值約為2W/kg；但我們如果使用耳機，身體離手機距離30cm以上，對人體輻射的SAR值就會下降為原來的幾十分之一，可忽略不計。手機基站也是如此，其向外發射信號是沿著天線的法線方向扇形傳播的，距離越遠，受到的電磁輻射越小——只要我們不要并排站在天線周圍，并與之保持5m以上距離，輻射劑量一般就不會超過安全限值。
其二，某些電磁輻射比較容易被屏蔽。我們所住的建筑物中的鋼筋，可以幫我們屏蔽掉距離建筑物5米左右高壓線的低頻電磁輻射。遮陽傘也能幫我們擋住大部分的可見光、紫外線等電磁輻射。
結語
許多時候，人們對事物產生恐懼或疑慮，是因為理解不夠深入。如果我們能夠以開放的心態從多方面去了解事物，不簡單盲從主觀印象或他人（包括媒體）評價——例如盡量閱讀研究的原文而不是基于研究的報道，思考研究結論的得出是否基于完備、嚴謹的實驗過程和可重復的實驗結果等等，就能建立科學的思維方式，更好辨別吸睛標題下究竟是“真知”還是“偽科學”了。
來源：中國計量科學研究院
