建筑室內電磁環(huán)境污染及其防護

張?zhí)祉?/p>

（北京朝陽區(qū)外國語學校，北京 100102）

自1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應規(guī)律以來，電磁學的發(fā)展至今雖只有100多年的歷史，卻發(fā)展迅猛。目前，電磁技術已應用到各個領域，人類發(fā)明了許多利用電磁能工作的設施,它們在給人類生活工作帶來方便快捷的同時，也帶來了一系列不利的影響。人類是從20世紀60年代才開始意識到電磁輻射所帶來的污染，近些年隨著人們電磁防護意識的增強，我國受理的電磁投訴案件也逐漸增多，其中多是關于移動通訊基站、變電站、輸電線、電視廣播發(fā)射塔等大中型電子和電氣設備的，尤其家用電器和現(xiàn)代辦公設備對建筑室內產(chǎn)生電磁輻射污染更為突出[1]。因此，明確室內電磁輻射污染所帶來的危害及可采取的有效防護措施具有非常重要的意義。隨著電子科學技術的迅速發(fā)展，工業(yè)、科研、醫(yī)療、通信、廣播等諸多領域大量使用電磁設施設備，城市空間中充斥著不同頻率的電磁波，電磁輻射量隨之大幅增加，人類正面臨著日益復雜、惡化的電磁環(huán)境，引發(fā)了城市新問題-電磁輻射污染。根據(jù)1997-1998年國家環(huán)?？偩值碾姶泡椛洵h(huán)境污染調查得知，我國部分電磁設備附近環(huán)境存在電磁輻射超標的現(xiàn)象。

如今，室內和室外的電磁環(huán)境已融為一體，日趨復雜的城市電磁環(huán)境的變化必將導致室內小環(huán)境的電磁輻射發(fā)生變化。雖然我國目前城市電磁環(huán)境質量整體狀況良好[2-8]，但個別市的輻射源早已造成一定的污染[9]，甚至部分地區(qū)復合功率密度出現(xiàn)超標的現(xiàn)象[10]。萬志勇等[11]通過對江西省城市室內環(huán)境電磁輻射調查也發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)的室內環(huán)境電磁輻射仍處于較低水平,但由于周圍各類通訊基站的建設，此時室內環(huán)境中電磁輻射強度要高于其他環(huán)境。由于城市不斷發(fā)展和擴張，大量的廣播電視發(fā)射臺和移動通信發(fā)射設備安裝到居住人口多的地帶，高壓輸電線穿過人口密集的住宅區(qū)域，同時由于設備的日益增多，造成的復合電磁場頻率也增大了，從而使局部居民生活區(qū)形成強場區(qū)而受到污染[3]。人體如果長期處在這樣的環(huán)境中，就可能引起多種疾病。如據(jù)住在北京東北角的東潤楓景的一些居民反映入住后有頭昏、失眠、煩躁、神經(jīng)衰弱、記憶力減退、心率加快、易疲勞等癥狀，原因就是住宅區(qū)周圍聳立著兩座無線電廣播發(fā)射塔的電磁輻射所致。

近年來，居民住宅的人為電磁輻射呈現(xiàn)明顯上升趨勢，除了建筑外環(huán)境中電磁設施的影響，還源于家用電器和電子設備的輻射。它們在使用時會輻射出各種頻率和功率的電磁波，從而形成復合電磁場，使室內這個小環(huán)境的電磁能量密度不斷增加，造成空間電磁環(huán)境惡化。同時，由于人們對電磁輻射危害認識不足，不能對電器設備進行合理的布局，無形中增強了電磁輻射的危害。另外，由于室內居住空間的局限性，無法使輻射源與人體保持一定的距離，長期處于這樣一個密閉且復雜的電磁環(huán)境中，必然會受到影響[1]。種種跡象表明城市建筑內的電磁環(huán)境不容樂觀，大城市尤其嚴重，電磁污染糾紛時常發(fā)生。因此，我國的室內電磁環(huán)境污染問題應該引起人們的充分重視。

1 室內電磁輻射的來源及其特點

1.1 電磁輻射源分析

現(xiàn)代社會的人們全天有超過80%的時間活動在建筑空間里，必須確保室內電磁輻射污染危害盡可能的低，為了更好的研究室內電磁輻射的監(jiān)控與防護技術，保證室內設備安全運行和人員的健康，首先對建筑室內電磁輻射污染的來源做些介紹，常見的輻射源如表1所示。

表1 常見的室內電磁輻射污染源

室內環(huán)境的電磁場是由家用電器或者電子設備產(chǎn)生的電磁場、室外的電磁輻射源輻射到室內的電磁輻射能和地球的低強度、低頻電磁場三部分構成?？茖W研究表明，天然產(chǎn)生的電磁輻射對人體的影響很小，是基本沒損害的。人工電磁輻射才是威脅人體健康，造成環(huán)境污染的主要原因。根據(jù)建筑物室內外環(huán)境來區(qū)分電磁輻射污染源[12]，從室外環(huán)境來看，住宅附近的廣播電視發(fā)射塔、移動通信基站、高壓輸電線、變電站、微波發(fā)射裝置構成室外龐大的電磁輻射系統(tǒng)，會加劇室內電磁輻射的污染；從室內環(huán)境來看，微波爐、電磁爐、電視等家用電器和電腦、無線電話等電子設備在運行過程中會向室內環(huán)境發(fā)射一定頻率的電磁波。城市空間中的電磁波多為低強度、混合的射頻波,而在室內環(huán)境中主要為極低頻電磁波，這些射頻和工電磁波來源都與居民的生活相關。射頻波頻率較高且頻譜范圍較寬，其電磁輻射的影響范圍也較大，多來自于雷達、通信、電視廣播及某些醫(yī)療設備等。工頻電磁波多來自于高壓輸電電力線、室內電線分布以及各種使用交流電的設備等，輸變電線路和家用電器工作時，周圍會產(chǎn)生工頻（50Hz）電磁場，它們是導致建筑室內環(huán)境磁場強度升高的主要因素。由于距離更近，家用電器所產(chǎn)生的電磁影響遠遠高于電力設施產(chǎn)生的電磁影響。

1.2 電磁輻射特點分析

電磁輻射污染作為第四大環(huán)境污染[13]，具有“看不見、摸不著”的特性，是一種能量流污染，對環(huán)境的污染比較隱蔽，因此，我們不能等閑視之，必須認識和了解電磁輻射對室內環(huán)境污染的特點，才能提出行之有效的對策，控制電磁輻射污染的危害，防患于未然。

1.2.1 累積性

人體是一個導電體,電磁輻射作用于人體在產(chǎn)生電磁效應的同時,有部分能量沉積在體內。如長期處在這種低劑量電磁波照射下,就會對人體產(chǎn)生不可逆轉的損害。同時由于室內環(huán)境相對較封閉，電磁波在室內傳播路徑比較復雜不易消除，局部空間可能場強過高。如不采取有效的措施，電磁輻射會對人體和設備造成影響。

1.2.2 潛在性

任何事物都有兩面性，電磁波既是有益于社會發(fā)展的信息載體和能量流載體,又是潛在的環(huán)境污染要素。當室內環(huán)境中電磁場強度超過一定限值時,就會對公眾的身體健康產(chǎn)生潛在的、長期的影響。研究發(fā)現(xiàn)：若人類長期處于極低頻電磁場中，誘發(fā)癌癥的可能性就會大為增加。隨著冰箱、微波爐等各類家用電器的普遍使用，平常生活中人們接觸到極低頻電磁場（如工頻50Hz）的機會也逐步增多，若受到電磁波的長期影響可能導致癌癥的發(fā)生。迄今為止，國內外的大量研究結果顯示：電磁輻射在一定程度上會對人體造成危害，是一種潛在的危險源。

1.2.3 隱蔽性

電磁輻射污染一種新型的物理性污染，無色無味無形，人的感官難以覺察，憑借專業(yè)的測試儀器才能監(jiān)測到。不同波長的電磁波均可穿透人體，若長時間待在超標的室內電磁環(huán)境中，人體細胞會發(fā)生畸變和病變。據(jù)統(tǒng)計，人們基本有80%的時間待在室內，如此漫長且隱蔽的危害過程，使很多受電磁輻射侵害的原告無法證明污染事實及與自身健康的因果關系，紛紛敗訴，被害人的境地十分悲慘[14]。

1.2.4 可控性

根據(jù)電磁設備的性能和發(fā)射方式，可以初步估算出電磁輻射設施釋放到室內環(huán)境的電磁能量密度，通過調控其發(fā)射功率和增益可對室內電磁輻射污染進行防護。為了最大限度的發(fā)揮電磁輻射的經(jīng)濟性能，應對室內外電磁輻射源進行環(huán)境影響評價，可以有效的減少對室內環(huán)境的污染。

2 室內電磁輻射污染的危害

2.1 對身體健康的影響

至今的相關研究沒有關于電磁輻射對人體危害的定性結論，但國內外流行病學調查和大量的試驗研究已經(jīng)證明，電磁輻射可造成廣泛的生物損傷效應。當室內環(huán)境中電磁輻射超過一定強度時,會對周圍的人產(chǎn)生一定的影響，嚴重時甚至危害人類生命安全。早在1998年，世界衛(wèi)生組織就公布了“電磁輻射對人體五大影響”的調查結果。室內環(huán)境中些許微弱的電磁波都會影響人體的生物電活動，若長期生活在電磁污染嚴重且有很多電器密閉的房間中,人體會受到一定的影響[15]。復合電磁波特別是高頻、高強電磁波會嚴重影響人體的生理健康，容易引起癌癥、白血病、腫瘤、白內障、不孕不育等疾病，就曾出現(xiàn)過“因高壓線的電磁輻射污染導致兒童患白血病”的案例[16-17]。也有資料表明：生活在0.2μT以上的低頻磁場環(huán)境中，會造成中樞神經(jīng)機能紊亂、心血管系統(tǒng)失調，從而影響人體健康。美國電磁學專家在“電磁場對人體健康的影響”報告中指出，長期處于極低頻電磁環(huán)境中可能誘發(fā)癌癥和退化性疾病。

2.2 對電器設備的影響

許多電子設備內部電路工作時一般處于低壓狀態(tài)，處于室內這個小環(huán)境的電子設備就很容易受到外界各種電磁波和室內其他電子設備的輻射干擾，造成其性能下降至無法工作，甚至引起事故和設備損壞。例如：原本位于郊區(qū)的廣播電臺發(fā)射站隨著城市擴建被市區(qū)所包圍，其發(fā)射出的電磁輻射會干擾周圍百姓收看電視。運行中產(chǎn)生的微弱電磁輻射還有可能泄露你的電腦機密，造成極大的經(jīng)濟損失。

3 室內電磁輻射污染控制對策

室內環(huán)境的電磁容量究竟是多大，目前國內外尚無客觀的科學的論證，但各國都十分重視愈來愈復雜的室內電磁環(huán)境及其廣泛的影響，力圖將室內電磁輻射水平控制在合理范圍內，從而保障環(huán)境和生命健康?，F(xiàn)如今電磁環(huán)境控制和健康保障與電磁輻射污染防治已成為一個迅速發(fā)展的新學科領域。

3.1 完善室內電磁輻射標準體系

從1988年起，國家先后制定了《電磁輻射防護規(guī)定》《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標準》《微波和超短波通信設備輻射安全要求》等標準。過去30多年了，現(xiàn)在的電磁環(huán)境早已不同于往日，當時制定的標準已不能適用于如今的人居環(huán)境的要求，而且一直沒有確立具體關于居民電磁環(huán)境的標準，無法有效防止電磁輻射污染的環(huán)境危害及對公眾的健康。

國外治理電磁輻射的經(jīng)驗表明，通過制定各種電磁輻射控制標準，對改善居民環(huán)境，預防電磁輻射危害具有重要作用[18]。因此，應該盡快制定室內電磁輻射標準，使輻射量在規(guī)定的限制內，保障人們在室內的生命安全和設備的正常運行；制定各種法規(guī)、監(jiān)察管理條例,依法治理室內電磁污染。還要根據(jù)室內電磁輻射的來源及其分布情況和輻射特點提出適用于建筑室內的電磁輻射源的管理模式，并進一步充實和完善相應的法律法規(guī)，以適應形勢的需要，為實現(xiàn)“綠色建筑”奠定基礎。

3.2 室內電磁輻射的監(jiān)測

室內定期進行電磁輻射檢測,及時了解建筑內電磁輻射污染的程度，可有效防止電磁輻射污染。目前普遍采用的電磁輻射測量方法有輻射源檢測法和一般電磁環(huán)境測量法兩種。室內的家用電器或辦公設備的電磁輻射可采用電磁輻射源的檢測法；一般電磁環(huán)境測量法是針對通訊設備、廣播電視發(fā)射塔、高壓輸電線、變電站等對象，可對附近建筑的環(huán)境電磁輻射污染狀況及其分布規(guī)律進行監(jiān)測[19]。同時采用這兩種檢測方法，可全面掌握室內電磁環(huán)境受分別受建筑物內和外環(huán)境這些電磁輻射源的輻射程度。

3.3 室內電磁污染的防護技術

目前，消除電磁污染主要采取電磁屏蔽技術、接地、吸收防護、線路濾波、距離防護、個體防護等手段?？偟膩碚f，電磁污染可以從輻射源、傳播途徑和接受體三方面入手進行防護，為人類創(chuàng)造一個無電磁污染的安全綠色建筑環(huán)境。

3.3.1 控制電磁污染源

室內的電磁輻射污染來源于建筑外環(huán)境和室內小環(huán)境，對其防護也要從這兩方面入手。

對于工作中伴隨電磁污染的系統(tǒng)，應根據(jù)國家有關標準，控制在允許水平；對于發(fā)射系統(tǒng)，應根據(jù)有關規(guī)定合理布局，盡量遠離人群，控制發(fā)射功率等。對于小型室內電磁污染源可采用電磁屏蔽、接地等方法將電磁污染限定在盡可能低的水平，控制其對外界的電磁污染[20]。

3.3.2 控制電磁污染傳播途徑

1）種植綠化帶

廣播發(fā)射臺、變電站、長中短波通信發(fā)射臺等大型電磁輻射設施周圍種植綠化帶，特別是樹葉茂密的植物，能有效吸收和衰減設施周邊環(huán)境中的電磁波，減少過量電磁輻射對附近建筑和居民區(qū)的危害。實驗證明10m寬的林帶可衰減電磁波2-3dB左右[21]。因此，在居民區(qū)大面積種植樹綠化，可增加電波在傳播媒介中的衰減，有效防止電磁輻射。

2）距離防護

電磁輻射對人體的危害與輻射源的距離緊密相關。電磁場強度會隨發(fā)射源距離增大而急劇減少,所以增大與輻射源的距離能起到有效的防護作用。合理的規(guī)劃室外大型電磁輻射設施布局，可保持建筑物內保持較低電磁場水平。確保輸電線路與民房的距離，根據(jù)國家規(guī)定制定輸電線路的走廊寬度，可防止輸電線路對室內環(huán)境的影響。對于家用電器和計算機、掃描儀、打印機、無線路由器等辦公電子設備要盡可能保持一定距離，防止其輻射的電磁能量對人體造成危害，例如電視機、電腦顯示器、微波爐等在使用時保持1～3m以上的距離就可基本避免其電磁輻射傷害。

3.3.3 控制被污染對象

1）個體防護

居住、工作在高壓線、雷達站、電視臺、電磁波發(fā)射塔附近的人，生活在現(xiàn)代化電器自動化環(huán)境中的人，應定期進行體格檢查,并加強自身的電磁防護意識。同時要加強體育鍛煉，增加維生素的攝入，多飲茶，提高身體素質。特別對于免疫低的病患、處于妊娠期的孕婦、小齡兒童、體弱老人等應穿戴具有電磁防護功能的產(chǎn)品，如防護服、防護眼鏡、輻射防護屏等。

2）電磁屏蔽

屏蔽被公認是抑制電磁輻射最有效的手段。對家用電器和電子設備，可采用電磁防護產(chǎn)品將微波爐、手機等屏蔽起來，降低設備的電磁輻射強度，避免其對室內環(huán)境構成過大的污染。但對于外環(huán)境的輻射源，只能對建筑空間進行屏蔽，這種方法可以通過在建筑內外采用電磁屏蔽建材進行防護，營造一個無輻射的“屏蔽屋”。國內外已經(jīng)研究出很多建筑電磁屏蔽材料，如俄羅斯發(fā)明的防電磁輻射導電水泥，日本研制的電磁屏蔽玻璃、電磁波吸收幕墻[22]、電磁涂料[23]都能有效的屏蔽外環(huán)境對室內空間的電磁輻射，防止室外電磁雜波透射對建筑內人體和儀器設備產(chǎn)生影響。

3）吸收防護

屏蔽手段并不能將電磁波消除，存在一定的弊端。電磁波吸收材料[24-25]能吸收、衰減掉入射的電磁波，可用于改善室內的電磁環(huán)境。建筑物在進行裝飾裝修時，可使用具有電磁波吸收功能的建筑材料，消除室內空間的各個頻段的電磁波，有效降低電磁輻射對人體的影響。例如：設置吸波材料或裝置，可有效地將電磁場強降下來。也可在建筑內外分別使用不同的吸波材料，同時吸收來自外環(huán)境和室內空間的電磁輻射，從而達到防護的目的。

4 總結

隨著電子技術的快速發(fā)展，現(xiàn)在的城市的電磁環(huán)境早已不同往日，同樣室內電磁環(huán)境也會有所變化。通過本文的分析，使我們加深了對室內電磁輻射污染的認識，這對于保障公眾健康，凈化室內空間環(huán)境具有十分重要的意義，也為進一步研究室內電磁輻射污染奠定理論基礎。