隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,無線電技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、通訊、信息產(chǎn)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域并深入到千家萬戶,它給人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)文明,但同時(shí)也把人們帶進(jìn)了一個(gè)充滿人造電磁輻射的環(huán)境里[1]。電磁輻射污染成為繼廢水、廢氣、固廢、噪聲污染之后的又一大影響城鎮(zhèn)居民身體健康的重要污染源。由于電磁輻射無形、無色、無味、無聲,而且產(chǎn)生電磁輻射的設(shè)備都是與人們關(guān)系密切的東西,如輸電線路為人們帶來了光明,廣播電視為人們提供了新聞娛樂,手機(jī)為人們的通訊帶來了前所未有的便利,所以電磁輻射被稱為是“充滿柔情的空中殺手”[2]。
1 中磁輻射的產(chǎn)生及分類
1.1 電磁輻射的產(chǎn)生
任何交流電在其周圍都要形成交變的電場,交變的電場又產(chǎn)生交變的磁場,交變的磁場又產(chǎn)生交變的電場,這種交變的電場與交變的磁場相互垂直,以源為中心向周圍空間交替地產(chǎn)生并以一定的速度傳播,稱為電磁波。在電磁波向外傳播的過程中,會(huì)有電磁能量輸送出去,這種現(xiàn)象稱為電磁輻射。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(tái)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,地鐵列車和電氣火車以及大多數(shù)家用電器等都可以產(chǎn)生各種形式、不同頻率、不同強(qiáng)度的電磁輻射源。有5種人特別要注意電磁輻射污染:工作在以上環(huán)境或附近的人員;經(jīng)常使用電腦、電子儀器、醫(yī)療設(shè)備、辦公自動(dòng)化設(shè)備的人員;生活在現(xiàn)代電器自動(dòng)化環(huán)境中的工作人員;佩戴心臟起搏器的患者;生活在以上環(huán)境里的孕婦。
1.2 電磁輻射的分類
電磁污染源一般分為天然和人為的2大類,天然的電磁污染,如雷電、火山噴發(fā),地震和太陽黑子活動(dòng)引起的磁暴等都會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。人為的電磁污染主要來自高頻感應(yīng)加熱設(shè)備(如高頻淬火、高頻焊接、高頻熔煉等),高頻介質(zhì)加熱設(shè)備(如塑料熱合機(jī)、高頻干燥處理機(jī)、介質(zhì)加熱聯(lián)動(dòng)機(jī)等),短波與超短波理療機(jī),無線電發(fā)射機(jī),微波和加熱器與發(fā)射設(shè)備,以及汽車火花干擾源等等。目前城市環(huán)境中的輻射污染源主要是調(diào)頻廣播和電視的發(fā)射天線,電磁污染及傳播的主要途徑是空間輻射、導(dǎo)線傳播和復(fù)合污染。
2 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。熱效應(yīng)是指人體中的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。水是構(gòu)成人體的重要組成部分,生物水具有很強(qiáng)的偶極性。當(dāng)人體處于電磁場中時(shí),人體的極性分子(如水)在電場作用下(形成偶極子)有一定的取向性,即在自然狀況下排列較為紊亂的極性分子按陰陽極調(diào)整排列,即產(chǎn)生取向運(yùn)動(dòng)。在交變電流電磁波不斷變化的情況下,極性分子將隨著頻率變化而來回排隊(duì)。這樣,在分子運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)互相碰撞摩擦而產(chǎn)生熱,在交變頻率高時(shí),產(chǎn)生的熱來不及失散,從而使機(jī)體溫度上升,表現(xiàn)出熱效應(yīng)。電磁振蕩頻率越高,體內(nèi)分子取向作用越劇烈,熱作用也就越突出,產(chǎn)生的損傷也越嚴(yán)重。當(dāng)被人體吸收的電磁波能量達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)會(huì)使人體發(fā)熱而出現(xiàn)高溫生理反應(yīng),嚴(yán)重時(shí)人體將出現(xiàn)如神經(jīng)衰弱、白細(xì)胞減少等病變。非熱效應(yīng)是指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(huì)遭受損傷。人體受到長時(shí)間強(qiáng)度不大的電磁輻射時(shí),雖然人體溫度沒有明顯升高,但會(huì)引起人體細(xì)胞膜共振,出現(xiàn)膜電位改變,使細(xì)胞的活動(dòng)能力受限。因此,非致熱效應(yīng)也被稱為“諧振”效應(yīng)。當(dāng)超過一定強(qiáng)度的電磁波長時(shí)間地作用在人體時(shí),雖然人體的溫度沒有明顯升高,但會(huì)引起人體細(xì)胞膜的共振,使細(xì)胞的活動(dòng)能力受限。這種在分子及細(xì)胞一級(jí)的水平上發(fā)生的效應(yīng)既復(fù)雜又精細(xì),會(huì)使人出現(xiàn)諸如心率、血壓的改變及失眠、健忘等生理反應(yīng)。累積效應(yīng)是指熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)作用于人體后,對(duì)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(huì)發(fā)生累積,久之會(huì)成為永久性病態(tài),危及生命。
3 危害
3.1 干擾電子設(shè)備
大量的研究表明,電磁輻射會(huì)造成廣播與電視不能收聽、收看,自動(dòng)控制信號(hào)失誤,電子儀器儀表失靈,飛機(jī)指示信號(hào)失誤或空中指揮信號(hào)受到干擾,干擾醫(yī)院的醫(yī)療器械或病人的心臟起搏器等,從而帶來大量的經(jīng)濟(jì)損失。
3.2 影響易燃易爆物品
高壓線路產(chǎn)生的電暈在導(dǎo)線及其金屬表面空氣中的電暈放電,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(dòng)或接觸不良產(chǎn)生的間隙火花放電的電磁輻射對(duì)諸如武器彈藥、燃油等易燃、易爆物質(zhì)產(chǎn)生潛在的威脅,或者使電爆管的效應(yīng)提前或滯后,從而危及人身安全與財(cái)產(chǎn)安全。
3.3 導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)失靈
電離層是空間天氣的重要組成部分,處在地面以上60-1000km之間。電離層是對(duì)軍事通信、定位和導(dǎo)航產(chǎn)生影響的重要因素,主要通過對(duì)無線電波傳播的影響來實(shí)現(xiàn)。強(qiáng)烈的太陽耀斑發(fā)生時(shí),電離層內(nèi)電子密度劇增,常導(dǎo)致通信完全中斷以及定位和導(dǎo)航精度下降,在確定物體的位置時(shí)可產(chǎn)生幾千米的誤差。導(dǎo)彈測試設(shè)備中易受外界因素影響的有電源遙控安全系統(tǒng)、火工器電阻測試儀以及電氣系統(tǒng)的檢測設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)是以儀表或特種技術(shù)對(duì)導(dǎo)彈系統(tǒng)在技術(shù)準(zhǔn)備和發(fā)射準(zhǔn)備后,某些必須保持在一定限度內(nèi)的技術(shù)參數(shù)和條件進(jìn)行連續(xù)或間歇地監(jiān)測,以及向?qū)梻鬏斨噶詈捅O(jiān)測控制的系統(tǒng)。
3.4 對(duì)人體的危害
電磁波可以干擾人體的生物電,尤其會(huì)對(duì)腦電和心電產(chǎn)生干擾,從而影響腦的正常功能和心臟活動(dòng)。①它極可能是造成兒童患白血病的原因之一。醫(yī)學(xué)研究證明,長期處于高電磁輻射的環(huán)境中,會(huì)使血液、淋巴液和細(xì)胞原生質(zhì)發(fā)生改變。②能夠誘發(fā)癌癥并加速人體的癌細(xì)胞增殖。③影響人的生殖系統(tǒng),主要表現(xiàn)為男子精子質(zhì)量降低,孕婦發(fā)生自然流產(chǎn)和胎兒畸形等。④可導(dǎo)致兒童智力殘缺。⑤影響人們的心血管系統(tǒng),表現(xiàn)為心悸,失眠,部分女性經(jīng)期紊亂,心動(dòng)過緩,心搏血量減少,竇性心率不齊,白細(xì)胞減少,免疫功能下降等。⑥對(duì)人們的視覺系統(tǒng)有不良影響,由于眼睛屬于人體對(duì)電磁輻射的敏感器官,過高的電磁輻射污染會(huì)引起視力下降、白內(nèi)障等。
3.5 危害影響因素
電磁波與生物體相互作用,可以為生物體物質(zhì)所吸收,但并不是所有情況下,人們都會(huì)被電磁輻射所傷,發(fā)生“電磁中毒”。電磁輻射對(duì)人體傷害的程度與以下因素有關(guān):①電磁場強(qiáng)度。人體周圍電磁場強(qiáng)度越高,人體吸收能量越多,傷害就越重,即輻射源功率越大,距輻射源越近,電磁場強(qiáng)度就越高,人體受傷害就越重。②電磁輻射頻率。電磁輻射頻率越高,機(jī)體的熱效應(yīng)就越明顯,對(duì)人體的傷害越重,在相互作用下,脈沖波對(duì)人體的傷害比連續(xù)波嚴(yán)重。③電磁波進(jìn)入機(jī)體的深度。電磁波進(jìn)入機(jī)體越多,對(duì)人的傷害就越大,電磁波進(jìn)入機(jī)體的深度與很多因素有關(guān),如電磁波的波段,電流形式,電磁波進(jìn)入機(jī)體角度(入射角),組織含水量與組織類別,組織的介電常數(shù)與電導(dǎo)率等。④照射時(shí)間。電磁場對(duì)人體的傷害具有累計(jì)效應(yīng),因此,人體接受輻射的時(shí)間越長,間隔時(shí)間越短,傷害就越重。⑤周圍環(huán)境。周圍環(huán)境溫度過高時(shí),不利于人體散發(fā)由電磁能轉(zhuǎn)化的熱能,使機(jī)體內(nèi)溫度升高,電磁場傷害加重。⑥個(gè)體差異。電磁場對(duì)人體的傷害程度,隨個(gè)體的不同而不同。一般來講,在相同的情況下,女性較男性嚴(yán)重,兒童較成人嚴(yán)重,瘦者較胖者嚴(yán)重,這可能與人體的含水量有關(guān)。
4 電磁輻射的防護(hù)措施
預(yù)防或減少電磁輻射的傷害,其根本出發(fā)點(diǎn)是消除或減弱人體所在位置的磁場強(qiáng)度,其主要措施包括屏蔽和吸收。
屏蔽是根據(jù)電磁波的趨膚效應(yīng)將電磁能量限制在規(guī)定的空間,阻止向被保護(hù)區(qū)域擴(kuò)散的技術(shù)措施。具體就是采用一定的技術(shù)手段,將電磁輻射的作用和影響限定在一定的空間內(nèi),防止其傳播與擴(kuò)散,通常采用板狀、片狀或網(wǎng)狀的金屬組成的外殼來進(jìn)行屏蔽。此外,還可利用反射、吸收等減少輻射源的泄漏等來加強(qiáng)防護(hù)。保護(hù)環(huán)境中的輻射,其磁場強(qiáng)度與到輻射源的距離成反比,功率密度與距離的平方成反比。因此,只要離開輻射源一定的距離,就能明顯地減小輻射。
吸收是指利用某些特定材料的諧振特性,利用材料和自由空間的阻抗匹配將電磁輻射能量吸收掉以降低其強(qiáng)度,達(dá)到吸收輻射能量的目的,多用在微波設(shè)備的調(diào)試上。它要求在場源附近就能把輻射能量大幅度衰減下來,以防止對(duì)較大范圍的空間產(chǎn)生污染。同時(shí),可在主要輻射方向上使用功率吸收器、等效天線等波能吸收裝置。另外,將屏蔽材料與吸收材料疊加制成防護(hù)板或防護(hù)罩,既可以防止電磁輻射的定向傳播,又可以進(jìn)行吸收以免反射產(chǎn)生二次污染,也可大大地降低電磁輻射的能量,起到良好的防護(hù)作用。
此外,為了減小電磁輻射污染范圍,對(duì)不同類型的輻射源應(yīng)根據(jù)具體情況分別采取有效防治措施,使泄漏量最大限度地減少,達(dá)到消除污染的目的。隨著家用電器和移動(dòng)通訊為了減少電磁輻射的污染,建議采取以下措施進(jìn)行防范:①不要把家用電器擺放得過于集中,特別是功率大、頻率高、易產(chǎn)生電磁波的電器,一是防止相互干擾,二是不要成為輻射集中地,特別是一些易產(chǎn)生電磁波的家用電器,更不宜集中擺放在臥室里,以免使自己暴露在超劑量輻射的危險(xiǎn)之中。②各種家用電器、辦公設(shè)備、移動(dòng)電話等都應(yīng)盡量避免長時(shí)間操作和同時(shí)啟用,應(yīng)購買使用電磁輻射少的綠色家電。③注意人體與辦公和家用電器的距離,離電器越遠(yuǎn),受電磁波侵害越小。④安放微波爐時(shí),高度應(yīng)該在人體頭部之下,可防止人腦和眼睛受損。使用過程中,應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。⑤盡量遠(yuǎn)離電磁輻射區(qū),如果住房臨近高輻射區(qū)域,有條件可以對(duì)電器集中地進(jìn)行監(jiān)測,要保持在安全環(huán)境指數(shù)以內(nèi)。⑥多食用一些胡蘿卜、菠菜等富含維生素A、維生素C和蛋白質(zhì)的食物,常飲綠茶。另外食用人參類制劑、五味子、蜂王漿、枸杞等藥物,以利于調(diào)節(jié)人體電磁場紊亂狀態(tài),加強(qiáng)肌體抵抗電磁輻射的能力,提高器官組織的恢復(fù)能力。
5 結(jié)語
人類本身就生活在一個(gè)巨大的電磁場里,電磁輻射無所不在,但并不是所有情況下,人們都會(huì)被電磁輻射所傷。電磁輻射的危害并沒有人們想像中的那么可怕,電磁輻射只有超過一定的數(shù)值時(shí),才會(huì)對(duì)人的身體產(chǎn)生不良影響。相關(guān)的單位應(yīng)對(duì)此給予重視,加強(qiáng)宣傳教育、管理工作,讓廣大人民群眾了解電磁輻射的基本原理,掌握其防護(hù)要點(diǎn),并采取必要的防護(hù)措施,盡可能地使人們免受電磁輻射帶來的危害。