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　1 前言

　　。高頻輻射源包括無線電及電視廣播的天線、空中交通管制系統的雷達天線以及其它多種民用及軍用電子設備，還包括移動通信用的手持收發信機等的眾多通信系統。隨著環境保護意識的增強，人們對暴露在電磁場中可能危害健康的問題極為關心。世界各國有關科技人員對此進行了必要的研究。
　　2 射頻場對人體的危害影響
2.1中短波電磁場輻射的危害
　　 在中短波高頻電磁場作用下，經受一定強度和一定時間的暴露，作業人員以及高強度作用范圍內的其他人員會產生某些不良影響。高頻輻射對機體疲乏緊張為主的植物神經緊張失調。臨床癥狀主要表現為神經衰弱癥候群，以頭昏、頭脹，失眠多夢，疲勞無力，記憶力減退，心悸等最為嚴重；其次較突出的是頭痛、四肢酸疼、食欲不振、脫發、體重下降、多汗等癥狀；部分女工發生月經周期紊亂現象，少數人員指顫、易激動。此外，通過體檢還會發現心血管系統有某些改變現象，例如，心電圖方面出現心動過緩及心律不齊等現象。
　　當然，這些影響不是絕對的，因工作人員身體狀況的不同而有所差異，工作人員身體條件，以及性別年齡不同，高頻電磁場對機體的影響也不相同。
2.2微波輻射對人體的危害性
　　 微波輻射作用于生物體后，一部分被反射，一部分被吸收。被吸收的微波輻射能量使組織內的分子和電介質的偶極子產生振動，媒質的磨擦把動能變為熱能，從而引起溫升。微波輻射的功率、頻率、波形，環境溫度以及被照射的部位等對傷害的濃度和程度產生一定的影響。
　　微波對人體的影響，除引起比較嚴重的神經衰弱癥狀外，最突出的是造成植物神經功能紊亂。主要反映在心血管系統為多，如心動過緩、血壓下降或心動過速、高血壓等。心電圖檢查可見竇性心律不齊、竇性心動過緩、T波下降等變化。長期大的微波強度作用后，部分工作人員會生腦生物電流有某些改變等現象。在血象方面，呈現白細胞下降或增高的趨勢，變化極不穩定。
　　微波可引起眼睛損傷，眼睛是人體對微波輻射比較第三和易受傷害的器官。一方面眼睛的晶狀體含有較多的水分，吸收較多的微波能量；另一方面血管又較少，不易帶走過量的熱。在微波照射下，可能眼的表層組織角膜還沒有出現傷害，而晶狀體已出現水腫。在大強度、長時間作用下會造成晶狀體混濁，嚴重的導致白內障。更強的照射會使角膜、虹膜、前房和晶狀體同時受到傷害，以致造成視力完全喪失。
　　微波對睪丸的損害也比較大。睪丸是人體對微波輻射熱效應的又一敏感器官。在微波輻射作用下，即使睪丸的溫升達到10~20℃，皮膚雖還沒有感到很痛，但男性生殖機能可能在不知不覺中已受到微波輻射的損害。微波輻射只抑制精子的生長過程，并不損害睪丸的間質細胞，也不影響血液中的睪酮含量。受微波輻射的損害后，通常僅產生暫時性不育現象。輻射過大，則會引起永久性不育。
　　除了上述熱效應外，微波輻射對人體還有非熱效應。人體暴露在強度不大的微波輻射環境中，體溫沒有明顯升高，但往往出現一些生理反應，主要表現在：
　　2.2.1對神經系統的作用：長時間微波輻射可破壞腦組織細胞，使大腦皮質細胞活動能力減弱，已形成的條件反射受到抑制。反復經微波輻射可能引起神經系統機能紊亂。某些長時間在微波輻射強度較高的環境下工作的人員，曾出現過度疲勞、頭痛、手發抖、心電圖和腦電圖變化、甲狀腺活動性增強、血清蛋白增加、脫發、嗅覺遲鈍、性功能衰退等癥狀。
　　2.2.2微波輻射對血液的作用：長期的微波輻射可引起血液內白細胞和紅細胞的減少，并使血凝的時間縮短。長時間的微波輻射又可引起白細胞的增加。但是，國外對從事微波工作多年的人員相對接受微波治療的病員進行檢查的結果表明，白細胞一般均減少。
　　微波輻射對生物危害的另一特點是它的累積效應。一般一次低功率照射之后會受到某些不明顯的傷害，經過幾天之后可以恢復。如果在恢復之前受到第二次照射，傷害就將累積，這樣多累積之后就會形成明顯的傷害。而長期從事微波工作，長期受到低功率照射，在停止微波工作后1個多月才能恢復。但必須指出，只有低功率照射，受損人體機能才能恢復；功率很大，從事此項工作的時間又長，損害將會是永久的。
　　國內某些單位，如航天醫學研究所、中山醫學院、北京勞保研究所、浙江醫科大學、電子部十一院、上海華山醫院、山西醫學院等教育及科研單位已對射頻場電磁污染進行調查研究工作，但限于人力及設備條件，與國外水平相比仍存在的差距，有待迎頭趕上。
　　3 輻射容許值標準

　　 高頻輻射和生物組織的相互作用，是多種參數的復雜函數。在人體組織中的電磁和這些組織的電參數有關。生物組織的磁導率和自由空間的相同。可以忽略其影響。組織的介電參數和組織類型（肌肉、骨骼）、溫度、頻率等有關。介電常數分為實部和虛部。組織的導電率是介電常數虛部和頻率的函數。介電常數和頻率還確定電磁波深入生物體組織的深度。隨著頻率的不同，深入的距離變化很大，在100GHz以上，深入的深度不到毫米量級。對于含水率高的組織，在幾吉赫時可達到幾厘米。對于含水率低的組織，在10MHz時可以超過1m。對于復雜的生物體，如人體、動物等內部的電場的估算是非常復雜的。主要是由于這些物體的形狀非常不規則。

　　內部的電常數也是非均勻的。盡管這樣我們還是要通過理論計算和試驗方法來確定在外部電磁場的照射下人體與其它動物組織中所感受的電磁場。正是這些電磁場與人體和其它動物組織相互作用，才產生出種種效應。
　　組織中內場的大小與照射場的參數、頻率、強度、極化等有關，也與被照射物體的形狀、大小、電參數有關，還與照射源與被照射物體的相對位置、附近的物體存在等有關。由于內部電磁場與這么多的參數有關，所以在同樣的外電磁場照射下，一個人和一只老鼠所感應的內電磁場引起的生物效應是完全不同的。
　　在劑量學中，廣泛采用所謂比吸收率（SAR-Specific Absorption Rate）來度量電磁輻射在生物單位組織中所感應的電場。它等于在生物組織單位質量中所沉淀的能量率。它的單位為W/kg，通過比吸收率可以比較在不同的動物中所測得的結果，以及將動物測得的結果外推到人體中來。比吸收率能夠考慮熱效應和非熱效應。體溫升高率也和比吸收率成正比。

　　近年來，劑量學的研究無論在理論計算方面還是在試驗方面都獲得了很在的進展。應用計算電磁學的許多計算方法：例如FDTD法，將人體分割成許多小單元。每個單元根據不同的部位，指定適當的電特性參數。可以計算出感應在各個部位的電磁場，從而估量出電磁場的影響。在試驗方面，多數是用動物來進行的、可以通過比吸收率的比較，外推到人體中來。國際上已經發表了大量的結果，有的出版了手冊。暴露在遠輻射下，人體全身的比吸收率是頻率和極化的函數。例如，一個身高1.75m、體重70kg的人，暴露在1mW/cm2的電場下，當電場和人的軸線相平行時，最大吸收在70MHz~80MHz之間，這個頻率稱為諧振頻率。在這個頻率范圍內，所吸收的功率要比電場強度乘以人體總面積所得出的功率大好幾倍。平均比吸收率也和大小、形狀有關。老鼠、猴子和人暴露在同樣的電磁場下，人的最大吸收發生在70MHz左右。猴子在300MHz左右，老鼠則在2450MHz附近。
　　比吸收率的空間分布是非常不均勻的。例如，對于人體在5GHz時能量主要分布在人體的表面。在30MHz~300MHz時，吸收主要是在頭部和軀干。
　　安全劑量是通過熱效應的臨界比吸收率加上安全系數后用比吸收率來表征的。這種安全性僅可通過相關的外界場強值來衡量，而這種外界場強值又是按人體不存在時所測得的電場或磁場強度來決定的。這些是理論及實驗劑量學的任務。
手持收發信機的輻射劑量則要求作特殊考慮。因發射天線離人體很近，外界電場及磁場的相位、方向及大小等相互關系非常復雜，它們由一點至另一點變化很快，因此不能用來測定比吸收率的感應值。代替這種方法，可用理論模型及數字技術去模擬暴露的實況并計算最終的比吸收率值。
　　微波場的特點及其對人體影響的復雜性，使得頭部堆積的能量高度不均勻。在這種條件下，即使對于平面波輻射這一相對簡單的情況來說，要計算能量吸收的空間分布也不是一件輕而易舉的事。已經證明對平面波輻射而言，存在頭部大小與輻射頻率的組合，使能量集中在眼睛及腦部，在世界范圍愉，至少有四項研究工作論及手持收發信機近場暴露條件下，頭部吸收能量的計算與測量問題。其所得數據可幫助我們理解、執行現行的安全準則，并對這類收發信機的使用者進行熱效應的防護。
　　不難看出，制定暴露安全容許標準是非常復雜的工作。盡管如此，各國為了防護射頻場的輻射危害，仍頒發了輻射容許標準。表1是根據國際電氣標準會議無線委員會1979年出版的資料所摘錄的幾個國家規定的標準。
　　由表1可見，美國和原蘇聯標準相差甚遠。這主要是美國認為微波輻射作用機理是熱效應（引起體溫高），標準是根據輻射對人體造成不可逆傷害閾值（考慮10倍安全系數）制定的。相反，原蘇聯從微波的非熱效應出發，根據輻射對神經系統的影響制定標準。
　　我國電子工業部則曾根據對部分動物的實驗及對微波工作人員的健康檢查，于1979年提出了一個暫行標準，規定1天8h連續照射時最大輻射平均功率密度不得超過0.038mW/cm2，而在短時間間斷照射，1天超過8h的情況下輻射量不得超過0.3 mW/cm2，在這種情況下最大功率密度也不允許超過5 mW/cm2，而且當功率密度超過1 mW/cm2時還必須使用個人防護。
　　1989年我國頒布了作業場所微波輻射衛生標準（GB I0436-89），規定了衛生標準限量值。連續波：1天8h暴露的平均功率密度按下式計算：
Pd＝400/t
式中：Pd--容許輻射平均功率密度（μW/cm2）；
t--受輻射時間（h）。脈沖波（固定輻射）：1天8h平均功率密度為25μW/cm2、小于或大于8h暴露的平均功率密度按下式計算：
Pd＝200/t
脈沖波的非固定輻射的容許強度（平均功率密度）與連續波相同。
肢體局部輻射（不區分連續和脈沖波）：1天8h暴露的平均功率密度為500μW/cm2；小于或大于8h暴露的平均功率密度按下式計算：
Pd＝4000/t
短時間暴露最高功率密度的限制，當需要在大于1mW/cm2輻射環境中工作時，按除日劑量容許強度計算暴露時間外，還需使用個人防護，擔操作位最大輻射強度不得大于5m W/cm2。
　　 1982年后，美國對原標準進行了修改補充（見表2、表3及表4），看來已有更嚴的趨勢。原蘇聯也對職業暴露及公眾暴露規定了不同標準（見表5及表6）。
1983年國際輻射防護協會（IRPA-International Radiation Protection Association）執行委員會通過了《頻率為100kHz至300MHz的射頻電磁場輻射限度的暫行準則》。
　　準則對100MHz以上的頻率范圍，用比吸收率（SAR）表示輻射基本限值，以W/kg為單位；而對10MHz以下的頻率范圍，則用實效電場強度Eeff(V/m)及實效磁場強度（A/m）表示輻射基本限值。派生限值則用功率密度（W/m2）表示。公眾暴露限值取職業限值的1/5（功率密度）。IRPS的輻射限值標準見表7。
最近電工標準化的歐洲委員會建立了TC111技術委員會，以研究并報告人體暴露于電磁場的情況。TC111指定SC111B分委員會，完成人體在頻率范圍為10kHz～300GHz的電磁場中暴露標準的制定工作。這一文件草案已于1993年8月轉送所有關心這一工作的咨詢及評議組織傳閱，此文件對手持通信設備未提出任何參數數據，也無任何禁止條款。
　　1993年10月，歐共體常務理事會（DG）向電工標準化組織提交了一份有關30MHz~6GHz移動通信安全要求標準的委托書。所定標準應有移動通信使用者對熱效應的防護要求。由于非熱效應的生物機理及性質還不能完全確定，DG又向電工標準化組織提出，要求制定移動通信頻率范圍內的非熱效應的研究計劃，此項工作任務交付給SC111B工作組，并已由SC111B受理。
　　必須指出，微波輻射標準的制定應該經過一定時間的實踐檢驗，隨著人們認識的深化和發展，定期修改，不斷完善，特別是由慢性累積所形成的致癌、致畸形、致突變的所謂三致，更需要通過長時間的觀察研究，甚至通過幾代人的觀測，才能作出結論，想在短時期內依靠少數幾次試驗就作出硬性規定是不相宜的。
　　4 電磁污染的防護措施
高頻場可按下列步驟采取有效措施進行防護：
4.1對人們工作地區單位面積的高頻輻射能量進行測試計算。
4.2在適當地方設置告警信號以提醒人們注意。
4.3在危險區周圍安置圍墻。
4.4在維修設備時或需在危險區內工作時先關閉高頻源。
4.5如高頻源不能關閉時，則可穿屏蔽衣或將高頻源的輸出降至安全水平；為了輕便，有時可著屏蔽裙及屏蔽頭盔，以保護軀體主要部分的安全，至于眼部，則可戴防護眼鏡。
4.6在有可能的地方，如在天線方向側瓣或后瓣處，采用屏蔽措施，以減少輻射；
4.7有可能時就進行相關的試驗。
4.8對在高頻場作用下工作人員進行醫療保健，定期檢查觀測并作出記錄。
我國航天醫學工程研究所等單位曾研制成功微波輻射防護服，此防護服由絕緣外罩、防護層和襯里3層組成，穿著柔軟舒適，可以有效地防止微波輻射對人體的危害。
　　此外，光頻電磁波也會對人體產生不利影響，它與上述微波頻段以下的電磁污染都屬于非電離輻射引起的污染，而且放射性物質還會引起一種放射性污染，這種污染則是由電離輻射引起的污染。此外，通過觀測分析，人們還發現過強的磁場會也給人體帶來不利的影響。至于工頻場電磁污染，筆者已在文獻12中發表，限于篇幅，此處均不贅述。