淺析電磁輻射對(duì)人體健康的影響

楊文翰，曲晟明，李芃芃

（國(guó)家無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)中心，北京 100037）

1 引言

早在20世紀(jì)70年代，電磁輻射對(duì)健康影響已經(jīng)開(kāi)始引起人們的關(guān)注。對(duì)電磁輻射的短期生物效應(yīng)的研究已經(jīng)有了一定成果，也制定出了相應(yīng)的曝露準(zhǔn)則。世界衛(wèi)生組織在1996年確立了國(guó)際電磁工程，以便調(diào)查與電磁場(chǎng)發(fā)射技術(shù)有關(guān)的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)，并給出了關(guān)于極低頻電磁場(chǎng)對(duì)人體影響的報(bào)告[2]。本文先簡(jiǎn)單介紹了電磁輻射以及其生物效應(yīng)，梳理了當(dāng)前的研究成果以及國(guó)際與國(guó)內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。然后介紹了國(guó)內(nèi)對(duì)電磁環(huán)境的研究，給出國(guó)內(nèi)一般場(chǎng)所電磁輻射水平以及一些電器的輻射水平。最后提出幾點(diǎn)減少輻射對(duì)人體健康影響的建議。

2 電磁環(huán)境對(duì)健康影響

我們這里研究的電磁輻射（EMF），并不能使生物的細(xì)胞內(nèi)的分子產(chǎn)生電離，所以稱(chēng)為非電離輻射。從圖1的頻譜圖看，EMF并不包括紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)和電離輻射。

圖1 電磁頻譜圖[1]

2.1 射頻的生物效應(yīng)

電磁輻射對(duì)人體的影響取決于電磁場(chǎng)的頻率與幅度。在低頻段，電磁波能穿透人體，而射頻頻段的電磁波并不能穿透整個(gè)人體，只能在人體表面被吸收。

圖2 A電場(chǎng)在人體表面感應(yīng)出電荷B曝露在磁場(chǎng)下會(huì)在人體內(nèi)感應(yīng)出環(huán)形電流[1]

低頻的電場(chǎng)能影響人體的電荷分布，感應(yīng)出在人體流動(dòng)的電流。而低頻的磁場(chǎng)能在人體產(chǎn)生渦流（環(huán)形流動(dòng)的電流），渦流的大小取決與磁場(chǎng)的大小與環(huán)的大小。當(dāng)感應(yīng)出的電流足夠大，將刺激到人的神經(jīng)和肌肉。

射頻輻射只能在人體表面被吸收，吸收的能量使細(xì)胞分子運(yùn)功，分子運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致摩擦，從而使人體組織溫度上升。類(lèi)似微波爐的作用。

2.2 電磁輻射對(duì)人體健康的影響

電磁輻射對(duì)健康的影響包括兩個(gè)方面，短期后果以及潛在的長(zhǎng)期后果。短期的后果指在電磁輻射下的即時(shí)效應(yīng)，現(xiàn)有的研究結(jié)果給出了其作用機(jī)制，如2.2節(jié)所述。有關(guān)的限值在下一節(jié)敘述。

世界衛(wèi)生組織（WHO）在1996年確立了國(guó)際電磁場(chǎng)項(xiàng)目以便調(diào)查與電磁場(chǎng)發(fā)射技術(shù)有關(guān)的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)。一個(gè)世衛(wèi)組織專(zhuān)題小組完成了一項(xiàng)對(duì)極低頻場(chǎng)的健康影響的審查。關(guān)于接觸極低頻磁場(chǎng)的長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)的許多科學(xué)研究側(cè)重于兒童期白血病。2002年，國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)發(fā)表了一篇專(zhuān)著，將極低頻磁場(chǎng)歸入“可能導(dǎo)致人類(lèi)癌癥”類(lèi)別。通過(guò)這一分類(lèi)表明了一種因素，目前有關(guān)該因素對(duì)人類(lèi)致癌作用的證據(jù)有限，而關(guān)于其對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的致癌作用也證據(jù)不足（其他例子包括咖啡和焊接煙塵）。這一分類(lèi)以對(duì)流行病學(xué)研究的合并分析為基礎(chǔ)，證明了一種一貫的模式，即平均接觸超過(guò)0.3～0.4μT的住宅工頻磁場(chǎng)，會(huì)相應(yīng)使兒童期白血病增加兩倍。專(zhuān)題小組認(rèn)為自此以后的其他研究均未改變這一分類(lèi)的狀況。

然而，方法方面的問(wèn)題，如潛在的選擇偏見(jiàn)等削弱了流行病學(xué)證據(jù)。此外，沒(méi)有獲認(rèn)可的生物物理機(jī)制能夠表明，低強(qiáng)度接觸與癌癥發(fā)病有關(guān)。因此，如果說(shuō)接觸這些低強(qiáng)度磁場(chǎng)會(huì)引起任何后果，那一定是通過(guò)一種目前未知的生物機(jī)制。另外，動(dòng)物研究大部分是否定的?？傊?，與兒童期白血病有關(guān)的證據(jù)不夠有力，不足以表明因果關(guān)系。

對(duì)可能與接觸極低頻磁場(chǎng)有關(guān)的其他一些不良健康后果也進(jìn)行了研究，其中包括其他兒童期癌癥、成人癌癥、抑郁、自殺、心血管疾病、生殖功能障礙、發(fā)育障礙、免疫改變、神經(jīng)行為影響和神經(jīng)變性疾病。世衛(wèi)組織專(zhuān)題小組認(rèn)為，肯定接觸極低頻磁場(chǎng)與所有這些健康后果有關(guān)的科學(xué)證據(jù)比兒童期白血病方面的證據(jù)更加無(wú)力。在某些情況中（即心血管病或乳腺癌），證據(jù)表明這些場(chǎng)不是導(dǎo)因。

2.3 現(xiàn)有有關(guān)電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)

與短期高強(qiáng)度接觸有關(guān)的健康影響已經(jīng)得到確定并構(gòu)成兩項(xiàng)國(guó)際“接觸限值”準(zhǔn)則（國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)，1998年[3]；電氣和電子工程師學(xué)會(huì)，2002年[4]）的基礎(chǔ)。目前，這些機(jī)構(gòu)認(rèn)為與長(zhǎng)期低強(qiáng)度接觸極低頻場(chǎng)可能產(chǎn)生的健康影響有關(guān)的科學(xué)證據(jù)不足以證明應(yīng)當(dāng)降低這些定量接觸限值。

目前，國(guó)際上尚無(wú)關(guān)于電磁場(chǎng)曝露限值的統(tǒng)一規(guī)定，許多國(guó)家和組織均制定了各自的標(biāo)準(zhǔn)。其中，得到較廣泛認(rèn)可的主要有國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)（ICNIRP）制定的《限制時(shí)變電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)曝露的導(dǎo)則（300GHz以下）》，以及美國(guó)電氣電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）所屬的國(guó)際電磁安全委員會(huì)制定的《關(guān)于人體曝露到0～3kHz電磁場(chǎng)安全水平的IEEE標(biāo)準(zhǔn)》（IEEE Std C95.6-2002），《關(guān)于人體曝露到3kHz～3GHz電磁場(chǎng)安全水平的IEEE標(biāo)準(zhǔn)》（Replaces IEEE Std C95.1-1991）。其他國(guó)家和組織限值的規(guī)定大多參考了上述標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)有關(guān)電磁場(chǎng)曝露的規(guī)定如下：

⊙《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》國(guó)家環(huán)保局第18號(hào)令。

⊙《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則——電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器和方法》。

⊙《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則——電磁輻射環(huán)境影響

評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)》。

⊙《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》。

⊙ HJ/T 24K-1998.500kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范。

⊙ GB 16203-1996.作業(yè)場(chǎng)所工頻電場(chǎng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

以上標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)則有關(guān)曝露限值包括了基本限值和參照水平。

電磁場(chǎng)曝露限值所定義的“基本限值”是直接建立在健康影響以及生物考慮的基礎(chǔ)上。國(guó)際導(dǎo)則中使用的物理量反映了與不同頻率下健康影響最低閾值相關(guān)的不同的“劑量”概念。在低頻范圍（1Hz～10MHz），電流的基本限值是電流密度（J，A/m2），它是為了防止在易激勵(lì)組織（如神經(jīng)和肌肉細(xì)胞）中的影響；在高頻范圍（100kHz～10GHz），基本限值是比吸收率（SA R，W/kg），它是為了防止全身熱應(yīng)力和局部加熱的。在中頻范圍（100kHz～10MHz），其限值是電流密度和SAR兩者。而在很高的頻率范圍（10GHz～300GHz）下，基本限值是入射功率密度（S，W/m2），它是為了防止鄰近或表皮上的組織過(guò)熱。只要不超出這些基本限值，就可以確認(rèn)不會(huì)發(fā)生已知的急性有害健康影響。

由于基本限值通常是一個(gè)難以測(cè)量的量，因此，把其他一些量引入到實(shí)際曝露評(píng)估中，用以確定基本限值是否可能超出。這些“參照水平”（ICNIRP）或“最大許可曝露水平”（IEEE）對(duì)應(yīng)于在最不利的曝露條件下的基本限值。這些物理量是：電場(chǎng)強(qiáng)度（E），磁場(chǎng)強(qiáng)度（H），磁通密度（B），功率密度（S），肢體電流（IL），接觸電流（IC）以及脈沖場(chǎng)的比能量吸收（SA）。

表1與表2列出了國(guó)際導(dǎo)則（ICNRP和IEEE），以及國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)推薦的電磁場(chǎng)曝露限值。列出的頻段包括工頻和30～3000MHz范圍，因?yàn)榧彝キh(huán)境范圍的電子電器設(shè)備的輻射主要在這個(gè)頻段，后面我們測(cè)試的電磁環(huán)境也是在這兩個(gè)頻段范圍。

表1 工頻電磁場(chǎng)曝露限值

表2 電場(chǎng)曝露限值*（部分RF頻段）

3 國(guó)內(nèi)對(duì)電磁環(huán)境與電子設(shè)備電磁輻射的測(cè)量介紹

WHO給出了歐洲和美洲的平均住宅的工頻磁場(chǎng)，歐洲為0.07μ T，北美為0.11μ T。

文獻(xiàn)2對(duì)北京市內(nèi)的3個(gè)地區(qū)高壓輸電線(xiàn)附近居民室內(nèi)的工頻電、磁場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量。其中測(cè)試的房間中心點(diǎn)工頻電場(chǎng)值在0.264～3.675V/m，平均1.7012V/m。工頻磁場(chǎng)值在0.044～1.186μ T，平均為0.3254μ T。而我國(guó)對(duì)工頻電場(chǎng)的限值為4 000V/m，磁場(chǎng)限值為100μ T?？梢?jiàn)高壓輸電線(xiàn)附近的民居中的輻射電磁波量級(jí)要比標(biāo)準(zhǔn)限值要低許多。

本文對(duì)北京某辦公室電磁環(huán)境進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果如表3所示，文獻(xiàn)3測(cè)試了江西省城市室內(nèi)環(huán)境中電磁輻射水平，在所調(diào)查的十個(gè)城市共483個(gè)調(diào)查點(diǎn)位中，電磁輻射（100kHz～3GHz）范圍為0.01～3.53V/m，平均值為0.23V/m?？梢?jiàn)與國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的12V/m相比，一般室內(nèi)環(huán)境的輻射電磁波量級(jí)要比標(biāo)準(zhǔn)限值要低許多。

表3 北京某辦公室電磁輻射強(qiáng)度（6分鐘平均值）

另外，文獻(xiàn)4測(cè)試了一些家用電磁的工頻電場(chǎng)與磁場(chǎng)，給出了一些電器在30～2000Hz頻段的電場(chǎng)與磁場(chǎng)輻射值。由表4可以看出，一般家用電器電器的電場(chǎng)值最高有190V/m，比限值還低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。影響不太大。而磁場(chǎng)值最高320μ T，其中收音機(jī)、電燙斗、電爐子、臺(tái)燈與VCD機(jī)在3cm的近距離時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度都超過(guò)了限值，但在30cm外的輻射都在限值內(nèi)。

表4 部分電器的電場(chǎng)與磁場(chǎng)輻射值（30～2000Hz）[17]

最后，本文對(duì)某款手機(jī)的高頻電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果如表5所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，手機(jī)在待機(jī)狀態(tài)輻射最小，手機(jī)來(lái)電時(shí)輻射最大。

表5 手機(jī)高頻電場(chǎng)強(qiáng)度

4 結(jié)論與建議

綜上所述，盡管無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電磁環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，但經(jīng)過(guò)廣大學(xué)者的研究，各國(guó)都制定了嚴(yán)格的電磁環(huán)境保護(hù)限值以確保人們的健康，并且，經(jīng)過(guò)測(cè)試可知一般室內(nèi)環(huán)境的輻射電磁波量級(jí)要比標(biāo)準(zhǔn)限值低，所以人們不需要過(guò)于擔(dān)心電磁環(huán)境對(duì)自身健康的影響。

國(guó)內(nèi)學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)對(duì)電子設(shè)備電磁輻射的測(cè)量結(jié)果表明，正確使用日常的電子設(shè)備對(duì)減少電磁輻射對(duì)健康的影響更為重要，為此，本文根據(jù)測(cè)試結(jié)果提出以下兩點(diǎn)建議：

（1）一些家庭電器在3cm處的輻射超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)限值，如收音機(jī)、電燙斗、電爐子與臺(tái)燈，其輻射的磁場(chǎng)都超過(guò)了100μ T。但是電氣電子產(chǎn)品的輻射隨距離的加大下降很快，在30cm外，產(chǎn)品的輻射都下降到標(biāo)準(zhǔn)以下。所以，人與家電需要保持適當(dāng)?shù)木嚯x（例如與電腦屏幕保持在40cm～60cm），距離越遠(yuǎn)，電磁波強(qiáng)度越弱。

（2）手機(jī)來(lái)電時(shí)的高頻電場(chǎng)強(qiáng)度也可能會(huì)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值，所以建議在來(lái)電時(shí)別把電話(huà)貼到耳邊，待通話(huà)建立后再把電話(huà)放到耳邊或者使用耳機(jī)進(jìn)行通話(huà)。

[1] World Health Organization.Establishing a Dialogue on Risks from Electromagnetic Fields. GENEVA: World Health Organization.2002

[2] 蔣宏濟(jì)，萬(wàn)力，王繼純.110kV電纜電磁輻射對(duì)環(huán)境的影響[J] .高電壓技術(shù)，2005,31(01)

[3] 萬(wàn)志勇，楊辛，張麗，徐昌仁，李瑩.江西省城市室內(nèi)環(huán)境電磁輻射水平研究[J] .輻射防護(hù)，2008,28(01): 29～35

[4] 狄韶斌，譚金敬.家用電器工頻電磁輻射水平分析[J].新疆環(huán)境保護(hù)，2006,28(2):48-56