電磁輻射防護(hù)

2006/9/16 14:06:00  (瀏覽次數(shù)：2006/9/16 14:06:00)

    隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，一種看不見、摸不著的污染源日益受到各界的關(guān)注，這就是被人們稱為“隱形殺手”的電磁輻射。今天，越來越多的電子、電氣設(shè)備的投入使用使得各種頻率的不同能量的電磁波充斥著地球的每一個角落乃至更加廣闊的宇宙空間。對于人體這一良導(dǎo)體，電磁波不可避免地會構(gòu)成一定程度的危害。 

電磁輻射的若干基本概念

1. 常見的電磁輻射源

   一般來說，雷達(dá)系統(tǒng)、電視和廣播發(fā)射系統(tǒng)、射頻感應(yīng)及介質(zhì)加熱設(shè)備、射頻及微波醫(yī)療設(shè)備、各種電加工設(shè)備、通信發(fā)射臺站、衛(wèi)星地球通信站、大型電力發(fā)電站、輸變電設(shè)備、高壓及超高壓輸電線、地鐵列車及電氣火車以及大多數(shù)家用電器等都是可以產(chǎn)生各種形式、不同頻率、不同強(qiáng)度的電磁輻射源。 

2.電磁輻射場區(qū)的劃分

   電磁輻射場區(qū)一般分為遠(yuǎn)區(qū)場和近區(qū)場。

2.1近區(qū)場及特點

   以場源為中心，在一個波長范圍內(nèi)的區(qū)域，通常稱為近區(qū)場，也可稱為感應(yīng)場。近區(qū)場通常具有如下特點：

l  近區(qū)場內(nèi)，電場強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度的大小沒有確定的比例關(guān)系。即：E1377H。一般情況下，對于電壓高電流小的場源(如發(fā)射天線、饋線等)，電場要比磁場強(qiáng)得多，對于電壓低電流大的場源(如某些感應(yīng)加熱設(shè)備的模具)，磁場要比電場大得多。

l 近區(qū)場的電磁場強(qiáng)度比遠(yuǎn)區(qū)場大得多。從這個角度上說，電磁防護(hù)的重點應(yīng)該在近區(qū)場。

l 近區(qū)場 的電磁場強(qiáng)度隨距離的變化比較快，在此空間內(nèi)的不均勻度較大。 

2.2遠(yuǎn)區(qū)場及特點

   在以場源為中心，半徑為一個波長之外的空間范圍稱為遠(yuǎn)區(qū)場，也可稱為輻射場。遠(yuǎn)區(qū)場的主要特點如下：

l 在遠(yuǎn)區(qū)場中，所有的電磁能量基本上均以電磁波形式輻射傳播，這種場輻射強(qiáng)度的衰減要比感應(yīng)場慢得多。

l  在遠(yuǎn)區(qū)場，電場強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度有如下關(guān)系： 在國際單位制中，E=377H，電場與磁場的運行方向互相垂直，并都垂直于電磁波的傳播方向。

l 遠(yuǎn)區(qū)場為弱場，其電磁場強(qiáng)度均較小。 

2.3近區(qū)場與遠(yuǎn)區(qū)場劃分的意義

    通常，對于一個固定的可以產(chǎn)生一定強(qiáng)度的電磁輻射源來說，近區(qū)場輻射的電磁場強(qiáng)度較大，所以，我們應(yīng)該格外注意對電磁輻射近區(qū)場的防護(hù)。對電磁輻射近區(qū)場的防護(hù)，首先是對作業(yè)人員及處在近區(qū)場環(huán)境內(nèi)的人員的防護(hù)，其次是對位于近區(qū)場內(nèi)的各種電子、電氣設(shè)備的防護(hù)。而對于遠(yuǎn)區(qū)場，由于電磁場強(qiáng)較小，通常對人的危害較小，這時我們應(yīng)該考慮的主要因素就是對信號的保護(hù)。另外，應(yīng)該有對近區(qū)場一個概念，對我們最經(jīng)常接觸的從短波段30MHz到微波段的3000MHz的頻段范圍，其波長范圍從10米到1米。

二．電磁輻射污染的簡單測試 

1． 根據(jù)測試對象及環(huán)境選用測試儀器

   在對某電子、電氣設(shè)備的電磁輻射進(jìn)行測試時，需要注意以下問題。盡可能多的了解此電子、電氣設(shè)備的各種電氣指標(biāo)、運行參數(shù)，在此前提下，確定采用不同的測試儀器。一般來說，對近區(qū)場的電磁測試，如果測試頻段在短波段或微波段，可選用國產(chǎn)的701型三維場強(qiáng)計或其它三維場強(qiáng)計，其測試頻率范圍大致在幾百KHz至1GHz左右。對變電站或高壓、超高壓輸電線進(jìn)行測試時，應(yīng)選用工頻電磁場測試設(shè)備。對遠(yuǎn)場區(qū)測試時，根據(jù)不同的測試頻段，可選用頻譜儀或干擾場強(qiáng)測試儀。測試時，應(yīng)按照《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》HJ/T10.2-1996的要求進(jìn)行測試。 

2．  電磁輻射測量采用的計量單位

通常，對大于300MHZ的微波頻段，采用平均功率密度mW/cm²作為計量單位，

小于300MHZ的頻段，采用電場強(qiáng)度V/m和磁場強(qiáng)度A/m作為計量單位。在進(jìn)行電磁環(huán)境測量時，干擾場強(qiáng)國家計量標(biāo)準(zhǔn)采用單位為mV/m，用分貝表示時，1mV/m=0dB。

三．電磁輻射危害人體的機(jī)理

電磁輻射危害人體的機(jī)理主要是熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)和累積效應(yīng)等。

1．熱效應(yīng)：人體70%以上是水，水分子受到電磁波輻射后相互摩擦，引起機(jī)體升溫，從而影響到體內(nèi)器官的正常工作。

2．非熱效應(yīng)：人體的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩(wěn)定和有序的，一旦受到外界電磁場的干擾，處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場即將遭到破壞，人體也會遭受損傷。

3．累積效應(yīng)：熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)作用于人體后，對人體的傷害尚未來得及自我修復(fù)之前（通常所說的人體承受力---內(nèi)抗力），再次受到電磁波輻射的話，其傷害程度就會發(fā)生累積，久之會成為永久性病態(tài)，危及生命。對于長期接觸電磁波輻射的群體，即使功率很小，頻率很低，也可能會誘發(fā)想不到的病變，應(yīng)引起警惕。

4．多種頻率電磁波特別是高頻波和較強(qiáng)的電磁場作用人體的直接后果是在不知不覺中導(dǎo)致人的精力和體力減退，容易產(chǎn)生白內(nèi)障、白血病、腦腫瘤，心血管疾病、大腦機(jī)能障礙以及婦女流產(chǎn)和不孕等，甚至導(dǎo)致人類免疫機(jī)能的低下，從而引起癌癥等病變。

權(quán)威統(tǒng)計數(shù)字表明：經(jīng)常在顯示器前工作的人群中，上述疾病的發(fā)病率明顯高于普通人群。電磁輻射是主要原因之一。 

四．測試結(jié)果的分析及不同類型防護(hù)設(shè)備的選用

1.測試結(jié)果的分析與電磁輻射方面國標(biāo)的選用

在對輻射源周圍環(huán)境進(jìn)行電磁輻射測試之后，應(yīng)將電磁測試結(jié)果與相應(yīng)的

國標(biāo)做對照，我國已經(jīng)頒布的電磁兼容方面的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)有數(shù)十項，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的情況，采用適合此環(huán)境的國標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

最常用的電磁方面的標(biāo)準(zhǔn)是《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702-88)、《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9175-88)、 工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療射頻設(shè)備無線電干擾輻射允許值(GB4824.1-84)。各標(biāo)準(zhǔn)限值如下。

 在對一般環(huán)境的電磁輻射分析中，應(yīng)主要選用《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》主要選用《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9175-88)，根據(jù)輻射源的主要輻射頻率，參照表2，找到其輻射強(qiáng)度限值。注意掌握三個標(biāo)準(zhǔn)限值，一般我們把居民居住的環(huán)境按一級安全區(qū)處理，則其標(biāo)準(zhǔn)限值為：在長、中、短波，電場強(qiáng)度應(yīng)小于10V/m；在超短波段，電場強(qiáng)度應(yīng)小于5V/m；在微波波段，其輻射功率密度應(yīng)小于10μW/cm²�？紤]到對在電磁輻射環(huán)境內(nèi)工作人員的保護(hù)，我們建議在職業(yè)安全衛(wèi)生領(lǐng)域，采用《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702-88)的相應(yīng)限值。

將測試結(jié)果與國標(biāo)對照后，如果發(fā)現(xiàn)測試結(jié)果超過國標(biāo)限值，應(yīng)考慮采取防護(hù)措施。首先應(yīng)該考慮在輻射源的設(shè)備上采取措施，盡可能將其輻射值降低至國標(biāo)限值之下。如果因為條件所限，無法降低輻射源周圍的電磁場強(qiáng)度，而作業(yè)人員又必須在此環(huán)境下工作，或其它人員必須在此環(huán)境下生活，則對這些人員應(yīng)該采取個體防護(hù)措施。 

2．根據(jù)測試結(jié)果選用電磁個體防護(hù)設(shè)備

隨著人們物質(zhì)文化水平的不斷提高，各種家用電器：彩電、錄象機(jī)、VCD、家用計算機(jī)、微波爐、電磁爐、無繩電話、手機(jī)等相繼進(jìn)入千家萬戶，這些家用電器和電子設(shè)備在使用過程中都會向環(huán)境空間發(fā)射與漏泄一定強(qiáng)度的電磁波，電磁輻射已成為繼水污染、大氣污染、噪聲污染之后當(dāng)今人們生活中的第四大污染。因此，許多研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠家都在相繼研究開發(fā)防電磁輻射的民用產(chǎn)品，以減少電磁輻射對人類健康的危害�，F(xiàn)在看來，穿著防電磁輻射的服裝是比較方便有效的方法。

一般來說，作業(yè)人員所處環(huán)境的電磁場強(qiáng)度超過國標(biāo)限值或者作業(yè)人員所處環(huán)境的電磁場強(qiáng)度未超過國標(biāo)限值，但與此限值比較接近，而作業(yè)人員又需要長時間在此環(huán)境工作時，都應(yīng)考慮采用輻射防護(hù)用品。選用個體防護(hù)產(chǎn)品時，應(yīng)首先確定電磁輻射的衰減度，然后，參照各種產(chǎn)品說明中對電磁波的衰減參數(shù)，確定使用何種形式的防護(hù)用品。降低電磁輻射方面的個體防護(hù)用品主要包括防護(hù)服裝、防護(hù)眼鏡及輻射防護(hù)屏。

 表3 常用電磁輻射個體防護(hù)產(chǎn)品

此外，上海研制成功采用多離子織物和金屬化纖維織物的電磁輻射屏蔽材料。多離子織物是采用目前國際最先進(jìn)的物理和化學(xué)工藝，對纖維進(jìn)行離子化處理。該產(chǎn)品以吸收為主，將有害的電磁輻射能量通過織物自身的特殊原理轉(zhuǎn)變成熱能散發(fā)掉，從而避免了環(huán)境二次污染、凈化了空氣。由于織物中含有大量金屬陽離子可起到殺菌除臭作用，對皮膚無刺激，有助人體表皮微循環(huán)。同時具有防靜電、防部分X射線及紫外線等功能。多離子織物是目前國際上屏蔽低、中頻段電磁輻射最先進(jìn)的民用防護(hù)材料。

補充：工頻電磁輻射的危害

根據(jù)研究及相關(guān)測試表明，變壓器、超高壓配電裝置和超高壓輸電線在運行中，會形成一定強(qiáng)度的工頻電磁輻射。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，550KV輸電線的工頻電場輻射在距地面1.5m處可以達(dá)到9.7KV/m之高。工頻磁場對計算器顯示器偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可能產(chǎn)生較嚴(yán)重的干擾，具體現(xiàn)像是，使顯示器的顯示畫面發(fā)生抖動，顯示器邊緣可能出現(xiàn)色斑。高強(qiáng)度的工頻電磁輻射還可能造成計算器死機(jī)。

高壓架空電力線路和變電站的運行，會產(chǎn)生無線電噪聲，這種無線電噪聲嚴(yán)重時，會對電力線路和變電站附近居民的無線電（主要是中、短波廣播）接收和專業(yè)無線電臺站的工作造成騷擾影響。由于電力線路和變電站占地大，尤其是電力線路長度可能達(dá)幾百公里，影響范圍廣，

通常情況下，架空電力線路和變電站無線電噪聲的產(chǎn)生有三類根源：分別是，在導(dǎo)線及其金屬表面處空氣中的電暈放電；絕緣子承受高電位梯度區(qū)域中放電并產(chǎn)生火花；連接松動或接觸不良產(chǎn)生的間隙火花放電。當(dāng)運行電壓在100KV以上（通常導(dǎo)線表面電位梯度>12KV/cm）時，第一種根源占據(jù)主導(dǎo)地位，成為不可消除的，屬線路固有的特性。

此文側(cè)重電磁輻射的個體防護(hù)和測試，有必要就電磁輻射對其它電子設(shè)備的干擾和其它電磁兼容問題作進(jìn)一步的論述。

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