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3/29/2005 9:02:17 PM

浅谈电磁辐射对健康的影响(公众版)

                     

人类进入信息时代,也就进入了电磁辐射的包围圈。对人体有显著作用的电磁辐射,通常是无线电设备和加热设备产生的,例如手机、对讲机、电视发射台、微波站、雷达、微波炉等。开关器件、数字设备也会产生电磁辐射,像电视机、电脑、显示器等电器,产生频带很宽的辐射,能干扰附近的收音机。但是这种辐射的强度较小,一般又有一定屏蔽,所以不会对人产生严重伤害。只有当产品质量不佳,并且使用者长期与之亲密接触时,才能表现出危害。

对影响的最早认识,可追溯到上世纪三十年代。有组织的科研活动始于50年代。1954年,美国调集各方专家协作研究。他们进行了耗资巨大的动物实验,采用的辐射强度大多大于100mW/cm2(103W/m2)。经过长期观察和计算,专家门认可10mW/cm2是“安全”上限。前苏联于1953年开始专门研究。与美国绝然不同,他们除了实验室工作外,大量的是深入生产一线的流行病学调查。也许是研究方法不同,几乎所有美国专家都认为,电磁辐射首先使机体发热,再产生其它影响(称为热效应),而前苏联专家普遍认为低强度长期作用也会产生严重的后果(称为非热效应)。基于这个认识,前苏联制定了比美国严1000倍的卫生标准。我国从1963年开始有组织的研究。经过多年现场调查和实验,确定非热效应存在并制定了较合理的标准。

通常认为,电磁辐射对人体的影响与频率(f)、辐射强度、照射的面积和部位、辐射时间(t)等有直接联系。实践证明,功率越大、距离越近、时间越长,对人的作用越大。合理的辐射可以用来治疗疾病(微波理疗/微波疗癌),过分的辐射则会诱发疾病。人们常用功率流密度(Pd)来表示辐射的强度。Pd的单位是W/m2,为了形象一些,本文用mW/cm2和μW/cm2。换算关系为   1W/m2=0.1mW/cm2=100μW/cm2    比如用一手持对讲机发射,设发射功率PO=5W,天线增益G=2(约3dB),站在距天线3m远的地方,所受到的照射约为13μw/cm2,这个值基本上是安全的。

用专业对讲机(5W)发射,当天线离面部5cm时,所受照射为20mW/cm2以上,这是一个危险的指标。手机的发射功率时时不一样,小的时候仅1mW,大的时候接近1W。当贴近皮肤使用时,辐射强度为10μW/cm2至10mW/cm2不等。微波炉的泄漏很小,只要操作者距炉体30~50㎝,受到的照射就在十几μW/cm2以下了。

不是所有的功率都被人吸收。对于不同频率,将在身体不同深度发生部份反射。相对而言,在VHF(30MHz~300MHz)以及UHF(300MHz~3000MHz)低端,频率越高反射越大。另外除非理想情况,人体所受照射很不均匀。如上述手持机,若不考虑扰动,实际上只有正对天线的一块区域受到超过20mW/cm2的辐射,所以安全标准可以放宽。

强的电磁辐射首先引起身体的热效应。当用出租车上的那种电台以30W发射,把脸靠近天线时,很快就会感到温热。此时若迅速脱离照射,可能产生微弱的晶状体混浊(用裂隙灯镜检查),以后部份人会有短时头晕和烦躁。所有症状都能短时内消失,不留任何后遗症。如果长时间停留在上述环境下,多数人将感到头晕,眼有刺激感。此后觉全身乏力,极度疲倦,口干和失眠。由于晶状体发生暂时水肿,可能伴有视力减退。除非经常这样辐射,所有症状都能短期内恢复,且没有后遗症。

   强电波还能引起体温、心率等的变化。一般认为原因在于电波破坏了体温调节中枢和植物神经的功能。很强的电波甚至会引起局部组织坏死。这种情况在频率较高的微波段更易发生。

较弱的电磁辐射(<1mW/cm2)难以引起组织升温,作用不能很快表现出来。症状出现的时间、严重程度与频率、强度、调制方法、个人耐受能力等关系密切。

大量研究表明,3GHz左右(某些手机的频率)的辐射有最明显的生物效应。另外怀疑,70MHZ和430MHZ附近存在生物效应峰。一般说来,频率越高生物学效应越明显。手机的频率比对讲机高数倍,因而功率虽小,影响不一定比对讲机小。不过有人认为,波长较短的电波不易透过皮肤深入体内,主要作用于皮肤感受器,引起迷走神经紧张,从而造成一系列其它反应;波长较长的分米波(大多数手机的波长)则能改变中枢神经系统的机能。一般说来,微弱信号长时间辐射,主要损害间脑区域的调节功能,并引起下丘脑机能障碍,最终导致神经——体液调节紊乱。不少事实证明,辐射可引起垂体功能紊乱和其它许多神经刺激。这些改变最后影响到整个身体,造成一系列症状。幸运的是,还没有充分证据证明不太长时间(几年以内)的照射能引起器质性病变。

另有研究表明,弱的辐射(<1mW/cm2)能引起血脑屏障变化。该现象尤以UHF(300~3000MHz)段为明显。实验还发现,无调制电波的生物作用明显小于音频及亚音频调制的电波。但是报告未指明调制方法。血脑屏障的变化体现为照射期间通透性增强,许多不能透过的分子和药物在此时可以通过。虽然有望将此效应用于医疗目的,但更多人认为,有些不应通过的物质进入大脑,会影响脑功能,从而引起身体的一系列微小反应。长期如此,则发生电波综合症。

关于电磁辐射对人的致畸及致癌作用,学术界尚有分歧。上世纪七十年代开始,陆续有孕妇接受微波理疗后发生畸胎的报导。然而病例较少。男性接收中、强射频辐射(1~10mW/cm2,UHF高端)一段时间,易发精子活力低下却是不争的事实。停止辐射后几周到几月将恢复正常。动物实验则肯定微波既有致畸作用,又有致突变作用。我国科学家早在80年代就发现,2450MHz,短期、间断的超过20

   mW/cm2的辐射可造成大鼠胚胎畸形率显著增高,还诱发成年鼠体细胞突变。同时发现症状与辐射呈现剂量关系。近年来,移动电话大规模普及,频率也步步高升。国外曾报导“因为”使用手机而引起脑部肿瘤的消息。同样由于病例太少,尚不足以定论。况且使用的情况因人而异,很多说法模棱两可。不过,不论使用手机还是对讲机,都能在头部造成超过10mW/cm2的功率流密度。若经常这样照射(见于发烧级火腿和业务繁忙者)则是危险的。肿瘤学家指出,组织长期、反复受异常刺激,发病的机率总比不受刺激高得多。由于电磁辐射会引起神经体液调节紊乱,因而也就可能在经若干年时间后引发器质性病变,包括肿瘤。

一般人偶尔接受弱的电磁辐射(几十μW/cm2~1mW/cm2)不会引起任何症状。长期连续接受照射,则会在一定时间后出现反应,其阈值约20~50μW/cm2。当然,在出现自觉症状前就会出现脑电图和许多生化指标的变化。患者常表现为神经衰弱,包括全身乏力、失眠或嗜睡、记忆力减退等。其中乏力、记忆力减退的发生率较高,达60%以上。调查表明VHF和UHF低端比短波段更易引起症状,并且出现得早,一般为几个月~两年(平均强度约200μW/cm2)。短波段的阈值可能高达100μW/cm2。长期但不连续的接受照射是对讲机和手机使用者的普遍情况。这种情况比连续照射要好,引起神经衰弱症状的阈值和时间将大和长许多。一般认为,断续照射的强度在500μW/cm2以下,短期是安全的(相应于UHF段)。对于业务繁忙者,因为发射的时间较多,安全值应取低一些,从已有的调查报告推演,建议辐射强度不要超过300μW/cm2。

总体来说,经常使用对讲机靠近面部或使用手机紧贴皮肤发射,通常几周内就有轻微反应,表现为头晕,眼睛略有胀痛、干涩等,但是否辐射引起还无定论。笔者偏向于认为眼部症状是因为讲话时不自觉的将目光长时间停留在光线不适宜的地方所致。接下来的一年甚至两年基本上没有自觉症状(喜欢用高功的例外)。以后逐渐表现出电波综合症,症状像神经衰弱,伴有植物神经功能异常时的部份征象。患者主诉疲惫不堪,全身没劲(乏力);轻微头痛、头晕,时常伸懒腰;脱发;白天思睡,个别失眠,晚上多梦;记忆力减退常较严重,学习能力有所下降;逻辑思维能力一般不受影响;体温感受可能异常,有时不热但多汗,不冷却打喷嚏。有的出现心悸和心前区轻微疼痛、胸闷、心粒不齐;个别有包括胃肠功能紊乱在内的其它症状,但停止辐射接触后数日可恢复。具体情况因人而异,难具重复性。有报导指出,接受UHF段100μw/cm2强度以下的照射,能引起血压异常。症状一般出现在受照2~3年或更长时间。根据个体不同,大约各有相近比例的人发生高血压和低血压,还有个别血压有大幅波动。因此,在相对微弱的辐射下,除了神衰外也能体现其它危害,必须有所注意。

国家标准(GB8702—88)规定,职业人员受辐射的容许强度(24h内任意6min的平均强度),在3~30MHZ范围,不大于60/f(W/m2)(即,其中f为频率),在30~300MHZ范围,不大于2W/m2();而对于居民等非职业工作者,Pd(3~30MHZ)≤12/f(W/m2),Pd(30~3000MHZ)≤0.4W/m2(即40μW/cm2)。相对而言,捷克和俄罗斯的标准要严数倍,日本的标准却略松。考虑到辐射引起的症状大部分是可逆的,以及防护水平的提高需要一个过程,我国制定了较宽松的标准。实际上在40μW/cm2照射中生活几年,必然有不少人发生神衰。对讲机、手机、微波炉是断续工作的,标准可以放松一些。操作者应努力避免哪怕是一瞬间的超过50mW/cm2(相当于车载电台30W,在空旷地带距离G=3dB的天线15~35cm)的辐射,在10mW/cm2(相当于对讲机高功率5W,距离6~15cm)的辐射中,每次操作的时间不要超过1min,每日尽量不要多于20min,如果要长时间“摆难”,并且每天如此,建议将辐射控制在100~300μW/cm2(相当于5W,距30~80cm或更远)。短波段的强度可以大一些。从现有报告分析,不大于1mW/cm2的强度可以接受,而除非把天线架在室内或阳台上,一般不易达到这个值。当然了,上面给出的值不是绝对安全。就拿100μW/cm2(手机300mW,约22cm)来说,如果每天工作2小时,这样连续3年,可能超过半数的人将感到不适。还要注意,照射引起的垂体和甲状腺功能紊乱对儿童及青少年危害甚大,因此应有更严格的标准。

谈到避免不良影响的方法,也就是防护,我觉得首先应加深认识,既破除侥幸心理,又避免恐惧。也许有读者认为,电波引起的症状一般不是器质性改变,停止接触后易于恢复,防不防护并不重要。的确,直接的伤害在目前的认识水平看来并不严重。当年居里夫人提炼镭时就没有任何防护,最后也没怎么样。从另一个角度去想,如果引起“亚健康”症状,自己倒觉得没事,却因为精神不好而输掉一次考试、错过一次机会、得罪一个朋友,或者引发一次交通事故……。

防护应从源头着手。首先是控制功率。在U/V段使用对讲机,只要信号不太弱,都不会影响语言传送。所以不要盲目追求好的信号。呼叫时功率可以大些,沟通后应减小到能完成通讯的最小功率。手机通话时的功率与信号有关,是自动控制的。所以应尽量找好一点的位置,以便机器自动关小功率。其次是作好天馈系统的安装设计,拉开天线与操作者的距离(Pdd-2),尤其是垂直距离。车台的天线能架上楼顶的,就不要安装在窗台上。非安装不可的,应装在窗户侧面的墙上,利用墙体屏蔽(视情况可提供525dB衰减)。馈线要选用同轴电缆并搞好接地,减少漏能。使用对讲机时,应养成良好习惯,保证天线离身体20cm以上(5W功率时相应Pd<1mW/cm2),有条件时使用外接话筒。经常使用手机者可以选用免提装置,平时也要注意让天线离皮肤几厘米距离。开车的朋友一定要把天线吸在车顶上,不宜吸在前后盖上。绝对不能倒吸于车内(由于车体屏蔽,此时辐射可达20mW/cm2以上)。有报导说一定的紫外线能增强身体对电磁辐射的耐受性,因此可以适当增加户外活动,多晒太阳!
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