電磁環(huán)境對(duì)生態(tài)的危害及防護(hù)?

　　【導(dǎo)讀】環(huán)球網(wǎng)校整理了"電磁環(huán)境對(duì)生態(tài)的危害及防護(hù)?"，現(xiàn)整理如下，供大家參考學(xué)習(xí)。更多模擬試題及輔導(dǎo)資料請(qǐng)關(guān)注環(huán)球網(wǎng)校環(huán)境影響評(píng)價(jià)師頻道，祝學(xué)習(xí)愉快!

　　特別推薦：2018年環(huán)境影響評(píng)價(jià)師考試答疑知識(shí)點(diǎn)匯總

　　問題：

　　電磁環(huán)境對(duì)生態(tài)的危害及防護(hù)?

　　答疑：

　　1 前言

　　電磁場(chǎng)已成為當(dāng)今的重要環(huán)境因素之一。高頻輻射源包括無(wú)線電及電視廣播的天線、空中交通管制系統(tǒng)的雷達(dá)天線以及其它多種民用及軍用電子設(shè)備，還包括移動(dòng)通信用的手持收發(fā)信機(jī)等的眾多通信系統(tǒng)。隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)暴露在電磁場(chǎng)中可能危害健康的問題極為關(guān)心。世界各國(guó)有關(guān)科技人員對(duì)此進(jìn)行了必要的研究。

　　2 射頻場(chǎng)對(duì)人體的危害影響

　　2.1中短波電磁場(chǎng)輻射的危害

　　在中短波高頻電磁場(chǎng)作用下，經(jīng)受一定強(qiáng)度和一定時(shí)間的暴露，作業(yè)人員以及高強(qiáng)度作用范圍內(nèi)的其他人員會(huì)產(chǎn)生某些不良影響。高頻輻射對(duì)機(jī)體疲乏緊張為主的植物神經(jīng)緊張失調(diào)。臨床癥狀主要表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱癥候群，以頭昏、頭脹，失眠多夢(mèng)，疲勞無(wú)力，記憶力減退，心悸等最為嚴(yán)重;其次較突出的是頭痛、四肢酸疼、食欲不振、脫發(fā)、體重下降、多汗等癥狀;部分女工發(fā)生月經(jīng)周期紊亂現(xiàn)象，少數(shù)人員指顫、易激動(dòng)。此外，通過體檢還會(huì)發(fā)現(xiàn)心血管系統(tǒng)有某些改變現(xiàn)象，例如，心電圖方面出現(xiàn)心動(dòng)過緩及心律不齊等現(xiàn)象。

　　當(dāng)然，這些影響不是絕對(duì)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(chǎng)對(duì)機(jī)體的影響也不相同。

　　2.2微波輻射對(duì)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(nèi)的分子和電介質(zhì)的偶極子產(chǎn)生振動(dòng)，媒質(zhì)的磨擦把動(dòng)能變?yōu)闊崮?，從而引起溫升。微波輻射的功率、頻率、波形，環(huán)境溫度以及被照射的部位等對(duì)傷害的濃度和程度產(chǎn)生一定的影響。

　　微波對(duì)人體的影響，除引起比較嚴(yán)重的神經(jīng)衰弱癥狀外，最突出的是造成植物神經(jīng)功能紊亂。主要反映在心血管系統(tǒng)為多，如心動(dòng)過緩、血壓下降或心動(dòng)過速、高血壓等。心電圖檢查可見竇性心律不齊、竇性心動(dòng)過緩、T波下降等變化。長(zhǎng)期大的微波強(qiáng)度作用后，部分工作人員會(huì)生腦生物電流有某些改變等現(xiàn)象。在血象方面，呈現(xiàn)白細(xì)胞下降或增高的趨勢(shì)，變化極不穩(wěn)定。

　　微波可引起眼睛損傷，眼睛是人體對(duì)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(xiàn)傷害，而晶狀體已出現(xiàn)水腫。在大強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間作用下會(huì)造成晶狀體混濁，嚴(yán)重的導(dǎo)致白內(nèi)障。更強(qiáng)的照射會(huì)使角膜、虹膜、前房和晶狀體同時(shí)受到傷害，以致造成視力完全喪失。

　　微波對(duì)睪丸的損害也比較大。睪丸是人體對(duì)微波輻射熱效應(yīng)的又一敏感器官。在微波輻射作用下，即使睪丸的溫升達(dá)到10~20℃，皮膚雖還沒有感到很痛，但男性生殖機(jī)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(zhǎng)過程，并不損害睪丸的間質(zhì)細(xì)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(chǎn)生暫時(shí)性不育現(xiàn)象。輻射過大，則會(huì)引起永久性不育。

　　除了上述熱效應(yīng)外，微波輻射對(duì)人體還有非熱效應(yīng)。人體暴露在強(qiáng)度不大的微波輻射環(huán)境中，體溫沒有明顯升高，但往往出現(xiàn)一些生理反應(yīng)，主要表現(xiàn)在：

　　2.2.1對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的作用：長(zhǎng)時(shí)間微波輻射可破壞腦組織細(xì)胞，使大腦皮質(zhì)細(xì)胞活動(dòng)能力減弱，已形成的條件反射受到抑制。反復(fù)經(jīng)微波輻射可能引起神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能紊亂。某些長(zhǎng)時(shí)間在微波輻射強(qiáng)度較高的環(huán)境下工作的人員，曾出現(xiàn)過度疲勞、頭痛、手發(fā)抖、心電圖和腦電圖變化、甲狀腺活動(dòng)性增強(qiáng)、血清蛋白增加、脫發(fā)、嗅覺遲鈍、性功能衰退等癥狀。

　　2.2.2微波輻射對(duì)血液的作用：長(zhǎng)期的微波輻射可引起血液內(nèi)白細(xì)胞和紅細(xì)胞的減少，并使血凝的時(shí)間縮短。長(zhǎng)時(shí)間的微波輻射又可引起白細(xì)胞的增加。但是，國(guó)外對(duì)從事微波工作多年的人員相對(duì)接受微波治療的病員進(jìn)行檢查的結(jié)果表明，白細(xì)胞一般均減少。

　　微波輻射對(duì)生物危害的另一特點(diǎn)是它的累積效應(yīng)。一般一次低功率照射之后會(huì)受到某些不明顯的傷害，經(jīng)過幾天之后可以恢復(fù)。如果在恢復(fù)之前受到第二次照射，傷害就將累積，這樣多累積之后就會(huì)形成明顯的傷害。而長(zhǎng)期從事微波工作，長(zhǎng)期受到低功率照射，在停止微波工作后1個(gè)多月才能恢復(fù)。但必須指出，只有低功率照射，受損人體機(jī)能才能恢復(fù);功率很大，從事此項(xiàng)工作的時(shí)間又長(zhǎng)，損害將會(huì)是永久的。

　　國(guó)內(nèi)某些單位，如航天醫(yī)學(xué)研究所、中山醫(yī)學(xué)院、北京勞保研究所、浙江醫(yī)科大學(xué)、電子部十一院、上海華山醫(yī)院、山西醫(yī)學(xué)院等教育及科研單位已對(duì)射頻場(chǎng)電磁污染進(jìn)行調(diào)查研究工作，但限于人力及設(shè)備條件，與國(guó)外水平相比仍存在的差距，有待迎頭趕上。

　　3 輻射容許值標(biāo)準(zhǔn)

　　高頻輻射和生物組織的相互作用，是多種參數(shù)的復(fù)雜函數(shù)。在人體組織中的電磁和這些組織的電參數(shù)有關(guān)。生物組織的磁導(dǎo)率和自由空間的相同?？梢院雎云溆绊憽＝M織的介電參數(shù)和組織類型(肌肉、骨骼)、溫度、頻率等有關(guān)。介電常數(shù)分為實(shí)部和虛部。組織的導(dǎo)電率是介電常數(shù)虛部和頻率的函數(shù)。介電常數(shù)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(jí)。對(duì)于含水率高的組織，在幾吉赫時(shí)可達(dá)到幾厘米。對(duì)于含水率低的組織，在10MHz時(shí)可以超過1m。對(duì)于復(fù)雜的生物體，如人體、動(dòng)物等內(nèi)部的電場(chǎng)的估算是非常復(fù)雜的。主要是由于這些物體的形狀非常不規(guī)則。

　　內(nèi)部的電常數(shù)也是非均勻的。盡管這樣我們還是要通過理論計(jì)算和試驗(yàn)方法來確定在外部電磁場(chǎng)的照射下人體與其它動(dòng)物組織中所感受的電磁場(chǎng)。正是這些電磁場(chǎng)與人體和其它動(dòng)物組織相互作用，才產(chǎn)生出種種效應(yīng)。

　　組織中內(nèi)場(chǎng)的大小與照射場(chǎng)的參數(shù)、頻率、強(qiáng)度、極化等有關(guān)，也與被照射物體的形狀、大小、電參數(shù)有關(guān)，還與照射源與被照射物體的相對(duì)位置、附近的物體存在等有關(guān)。由于內(nèi)部電磁場(chǎng)與這么多的參數(shù)有關(guān)，所以在同樣的外電磁場(chǎng)照射下，一個(gè)人和一只老鼠所感應(yīng)的內(nèi)電磁場(chǎng)引起的生物效應(yīng)是完全不同的。

　　在劑量學(xué)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(yīng)的電場(chǎng)。它等于在生物組織單位質(zhì)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(dòng)物中所測(cè)得的結(jié)果，以及將動(dòng)物測(cè)得的結(jié)果外推到人體中來。比吸收率能夠考慮熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。體溫升高率也和比吸收率成正比。

　　近年來，劑量學(xué)的研究無(wú)論在理論計(jì)算方面還是在試驗(yàn)方面都獲得了很在的進(jìn)展。應(yīng)用計(jì)算電磁學(xué)的許多計(jì)算方法：例如FDTD法，將人體分割成許多小單元。每個(gè)單元根據(jù)不同的部位，指定適當(dāng)?shù)碾娞匦詤?shù)?？梢杂?jì)算出感應(yīng)在各個(gè)部位的電磁場(chǎng)，從而估量出電磁場(chǎng)的影響。在試驗(yàn)方面，多數(shù)是用動(dòng)物來進(jìn)行的、可以通過比吸收率的比較，外推到人體中來。國(guó)際上已經(jīng)發(fā)表了大量的結(jié)果，有的出版了手冊(cè)。暴露在遠(yuǎn)輻射下，人體全身的比吸收率是頻率和極化的函數(shù)。例如，一個(gè)身高1.75m、體重70kg的人，暴露在1mW/cm2的電場(chǎng)下，當(dāng)電場(chǎng)和人的軸線相平行時(shí)，最大吸收在70MHz~80MHz之間，這個(gè)頻率稱為諧振頻率。在這個(gè)頻率范圍內(nèi)，所吸收的功率要比電場(chǎng)強(qiáng)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(guān)。老鼠、猴子和人暴露在同樣的電磁場(chǎng)下，人的最大吸收發(fā)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(duì)于人體在5GHz時(shí)能量主要分布在人體的表面。在30MHz~300MHz時(shí)，吸收主要是在頭部和軀干。

　　安全劑量是通過熱效應(yīng)的臨界比吸收率加上安全系數(shù)后用比吸收率來表征的。這種安全性僅可通過相關(guān)的外界場(chǎng)強(qiáng)值來衡量，而這種外界場(chǎng)強(qiáng)值又是按人體不存在時(shí)所測(cè)得的電場(chǎng)或磁場(chǎng)強(qiáng)度來決定的。這些是理論及實(shí)驗(yàn)劑量學(xué)的任務(wù)。

　　手持收發(fā)信機(jī)的輻射劑量則要求作特殊考慮。因發(fā)射天線離人體很近，外界電場(chǎng)及磁場(chǎng)的相位、方向及大小等相互關(guān)系非常復(fù)雜，它們由一點(diǎn)至另一點(diǎn)變化很快，因此不能用來測(cè)定比吸收率的感應(yīng)值。代替這種方法，可用理論模型及數(shù)字技術(shù)去模擬暴露的實(shí)況并計(jì)算最終的比吸收率值。

　　微波場(chǎng)的特點(diǎn)及其對(duì)人體影響的復(fù)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(duì)于平面波輻射這一相對(duì)簡(jiǎn)單的情況來說，要計(jì)算能量吸收的空間分布也不是一件輕而易舉的事。已經(jīng)證明對(duì)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(xiàng)研究工作論及手持收發(fā)信機(jī)近場(chǎng)暴露條件下，頭部吸收能量的計(jì)算與測(cè)量問題。其所得數(shù)據(jù)可幫助我們理解、執(zhí)行現(xiàn)行的安全準(zhǔn)則，并對(duì)這類收發(fā)信機(jī)的使用者進(jìn)行熱效應(yīng)的防護(hù)。

　　不難看出，制定暴露安全容許標(biāo)準(zhǔn)是非常復(fù)雜的工作。盡管如此，各國(guó)為了防護(hù)射頻場(chǎng)的輻射危害，仍頒發(fā)了輻射容許標(biāo)準(zhǔn)。表1是根據(jù)國(guó)際電氣標(biāo)準(zhǔn)會(huì)議無(wú)線委員會(huì)1979年出版的資料所摘錄的幾個(gè)國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

　　由表1可見，美國(guó)和原蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)。這主要是美國(guó)認(rèn)為微波輻射作用機(jī)理是熱效應(yīng)(引起體溫高)，標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)輻射對(duì)人體造成不可逆?zhèn)﹂撝?考慮10倍安全系數(shù))制定的。相反，原蘇聯(lián)從微波的非熱效應(yīng)出發(fā)，根據(jù)輻射對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響制定標(biāo)準(zhǔn)。

　　我國(guó)電子工業(yè)部則曾根據(jù)對(duì)部分動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)及對(duì)微波工作人員的健康檢查，于1979年提出了一個(gè)暫行標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定1天8h連續(xù)照射時(shí)最大輻射平均功率密度不得超過0.038mW/cm2，而在短時(shí)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(dāng)功率密度超過1 mW/cm2時(shí)還必須使用個(gè)人防護(hù)。

　　1989年我國(guó)頒布了作業(yè)場(chǎng)所微波輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB I0436-89)，規(guī)定了衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限量值。連續(xù)波：1天8h暴露的平均功率密度按下式計(jì)算：

　　Pd=400/t

　　式中：Pd--容許輻射平均功率密度(μW/cm2);

　　t--受輻射時(shí)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(jì)算：

　　Pd=200/t

　　脈沖波的非固定輻射的容許強(qiáng)度(平均功率密度)與連續(xù)波相同。

　　肢體局部輻射(不區(qū)分連續(xù)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(jì)算：

　　Pd=4000/t

　　短時(shí)間暴露最高功率密度的限制，當(dāng)需要在大于1mW/cm2輻射環(huán)境中工作時(shí)，按除日劑量容許強(qiáng)度計(jì)算暴露時(shí)間外，還需使用個(gè)人防護(hù)，擔(dān)操作位最大輻射強(qiáng)度不得大于5m W/cm2。

　　1982年后，美國(guó)對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修改補(bǔ)充(見表2、表3及表4)，看來已有更嚴(yán)的趨勢(shì)。原蘇聯(lián)也對(duì)職業(yè)暴露及公眾暴露規(guī)定了不同標(biāo)準(zhǔn)(見表5及表6)。

　　編輯推薦：

　　2018年環(huán)境影響評(píng)價(jià)師考試報(bào)名須知

　　2018年環(huán)境影響評(píng)價(jià)師考試報(bào)名地點(diǎn)及報(bào)名流程

　　友情提示：如果《環(huán)境影響評(píng)價(jià)師論壇與廣大考生朋友們一起交流探討！

　　【導(dǎo)讀】環(huán)球網(wǎng)校整理了"電磁環(huán)境對(duì)生態(tài)的危害及防護(hù)?"，現(xiàn)整理如下，供大家參考學(xué)習(xí)。更多模擬試題及輔導(dǎo)資料請(qǐng)關(guān)注環(huán)球網(wǎng)校環(huán)境影響評(píng)價(jià)師頻道，祝學(xué)習(xí)愉快!

　　特別推薦：2018年環(huán)境影響評(píng)價(jià)師考試答疑知識(shí)點(diǎn)匯總

　　1983年國(guó)際輻射防護(hù)協(xié)會(huì)(IRPA-International Radiation Protection Association)執(zhí)行委員會(huì)通過了《頻率為100kHz至300MHz的射頻電磁場(chǎng)輻射限度的暫行準(zhǔn)則》。

　　準(zhǔn)則對(duì)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(duì)10MHz以下的頻率范圍，則用實(shí)效電場(chǎng)強(qiáng)度Eeff(V/m)及實(shí)效磁場(chǎng)強(qiáng)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(yè)限值的1/5(功率密度)。IRPS的輻射限值標(biāo)準(zhǔn)見表7。

　　最近電工標(biāo)準(zhǔn)化的歐洲委員會(huì)建立了TC111技術(shù)委員會(huì)，以研究并報(bào)告人體暴露于電磁場(chǎng)的情況。TC111指定SC111B分委員會(huì)，完成人體在頻率范圍為10kHz～300GHz的電磁場(chǎng)中暴露標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。這一文件草案已于1993年8月轉(zhuǎn)送所有關(guān)心這一工作的咨詢及評(píng)議組織傳閱，此文件對(duì)手持通信設(shè)備未提出任何參數(shù)數(shù)據(jù)，也無(wú)任何禁止條款。

　　1993年10月，歐共體常務(wù)理事會(huì)(DG)向電工標(biāo)準(zhǔn)化組織提交了一份有關(guān)30MHz~6GHz移動(dòng)通信安全要求標(biāo)準(zhǔn)的委托書。所定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)有移動(dòng)通信使用者對(duì)熱效應(yīng)的防護(hù)要求。由于非熱效應(yīng)的生物機(jī)理及性質(zhì)還不能完全確定，DG又向電工標(biāo)準(zhǔn)化組織提出，要求制定移動(dòng)通信頻率范圍內(nèi)的非熱效應(yīng)的研究計(jì)劃，此項(xiàng)工作任務(wù)交付給SC111B工作組，并已由SC111B受理。

　　必須指出，微波輻射標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)該經(jīng)過一定時(shí)間的實(shí)踐檢驗(yàn)，隨著人們認(rèn)識(shí)的深化和發(fā)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(zhǎng)時(shí)間的觀察研究，甚至通過幾代人的觀測(cè)，才能作出結(jié)論，想在短時(shí)期內(nèi)依靠少數(shù)幾次試驗(yàn)就作出硬性規(guī)定是不相宜的。

　　4 電磁污染的防護(hù)措施

　　高頻場(chǎng)可按下列步驟采取有效措施進(jìn)行防護(hù)：

　　4.1對(duì)人們工作地區(qū)單位面積的高頻輻射能量進(jìn)行測(cè)試計(jì)算。

　　4.2在適當(dāng)?shù)胤皆O(shè)置告警信號(hào)以提醒人們注意。

　　4.3在危險(xiǎn)區(qū)周圍安置圍墻。

　　4.4在維修設(shè)備時(shí)或需在危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)工作時(shí)先關(guān)閉高頻源。

　　4.5如高頻源不能關(guān)閉時(shí)，則可穿屏蔽衣或?qū)⒏哳l源的輸出降至安全水平;為了輕便，有時(shí)可著屏蔽裙及屏蔽頭盔，以保護(hù)軀體主要部分的安全，至于眼部，則可戴防護(hù)眼鏡。

　　4.6在有可能的地方，如在天線方向側(cè)瓣或后瓣處，采用屏蔽措施，以減少輻射;

　　4.7有可能時(shí)就進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)。

　　4.8對(duì)在高頻場(chǎng)作用下工作人員進(jìn)行醫(yī)療保健，定期檢查觀測(cè)并作出記錄。

　　我國(guó)航天醫(yī)學(xué)工程研究所等單位曾研制成功微波輻射防護(hù)服，此防護(hù)服由絕緣外罩、防護(hù)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(duì)人體的危害。

　　此外，光頻電磁波也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)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(zhì)還會(huì)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(cè)分析，人們還發(fā)現(xiàn)過強(qiáng)的磁場(chǎng)會(huì)也給人體帶來不利的影響。至于工頻場(chǎng)電磁污染，筆者已在文獻(xiàn)12中發(fā)表，限于篇幅，此處均不贅述。

　　編輯推薦：

　　2018年環(huán)境影響評(píng)價(jià)師考試報(bào)名須知

　　2018年環(huán)境影響評(píng)價(jià)師考試報(bào)名地點(diǎn)及報(bào)名流程

　　友情提示：如果《環(huán)境影響評(píng)價(jià)師論壇與廣大考生朋友們一起交流探討！