龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
电磁辐射暴露限值及测量
作者:何谟讠胥
来源:《中国新通信》2013年第10期
【摘要】近年来,随着电子、通信技术的迅速发展和人们健康意识的不断提高,电磁辐射正逐渐成为人们关注的一个焦点。本文较全面地介绍了电磁辐射暴露相关知识,系统分析了国内、外电磁辐射暴露安全标准现状,指出了国内军、民用电磁暴露标准及测试的不足,对改进现有标准体系进行了展望。
【关键词】电磁辐射暴露限值标准测量 一、电磁辐射暴露相关概念和术语 1.基本限值和导出限值
科学实验表明,过量的电磁照射对人体有一定的伤害作用,许多国际的、国家的文件都规定了电磁暴露的人体安全限值。虽然这些文件在具体规定上有所不同,但大多数文件都使用了相同的方法:即用基本限值和导出限值给出电磁辐射限值。
基本限值是指判定人体对电磁场产生生理反应的基本量。基本限值适用于身体存在场中的情形。人体暴露的基本限值通常以比吸收率(Specific Absorption Rate,SAR)来表示。 导出限值是指可以产生与基本限值相应的电场、磁场和功率密度的值。由于基本量很难测出,大多数文件给出了电场、磁场和功率密度的导出(参考)限值。 2.环境电磁波辐射强度分级
以电磁波辐射强度及其频段特性对人体可能引起潜在性不良影响的阈下值为界,环境电磁波允许辐射强度在卫生部标准中按级分为一级和二级。在环保局GB8702-88中和军用领域,电磁辐射暴露安全标准则分别以职业照射和公众照射,作业区和生活区进行界定。一级为安全区,指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群(包括婴儿、孕妇和老弱病残者),均不会受到任何有害影响的区域;新建、改建或扩建电台、电视台和雷达站等发射天线,在其居民覆盖区内,必须符合“一级标准”的要求。二级为中间区,指在该环境电磁波强度下长期居住、工作和生活的一切人群(包括婴儿、孕妇和老弱病残者)可能引起潜在性不良反应的区域;在此区内可建造工厂和机关,但不允许建造居民住宅、学较、医院和疗养院,已建造的必须采取适当的防护措施。超过二级标准地区,对人体可带来有害影响,此区内可作绿化带或种植农作物,但禁止建造居民住宅及人群经常活动的一切公共设施,如机关、工厂、商店和影剧院;如在此区内已有这些建筑,则应采取措施,或辐射时间。二、电磁辐射标准国际上,在电磁辐射安全领域有两大主流标准,一个是ICNIRP标准,即国际非电离辐射防护委
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
员会(The International Commission for Non-Ionizing Radiation Protection,ICNIRP)发布的标准,另一个标准是美国的IEEE标准。
在世界卫生组织等组织的推动下,IEEE标准的限值今后将统一到欧标(ICNIRP)的限值上。
在我国,由不同部门制定的多部电磁辐射国家标准同时并存。在民用领域主要有: GB8702-88《电磁辐射防护规定》; GB9715-88《环境电磁波卫生标准》;
GB12638-90《微波和超短波通信设备辐射安全要求》; GB10436-《作业场所微波辐射卫生标准》;
GB10437-《作业场所超高频辐射卫生标准》;GB16203~96《作业场所工频电场卫生标准》等。
在军用电磁辐射防护领域,与电磁辐射相关的国家标准比较典型的有: GJB5313-2004《电磁辐射暴露限值和测量方法》; GJB1450-92《舰船总体射频危害电磁场强测量方法》;
GJB1446.40-92《舰船系统界面要求电磁环境电磁辐射对人员和燃油的危害》等。 目前,环保局执法一般按照GB8702-88来进行,其在30MHz~3GHz之间的公众导出限值为40mW/cm2。但是,国标委关于手机电磁辐射的标准采用了欧标限值(SAR限值为2.0W/kg)。
表1为一些组织和国家在移动通信频段的公众照射标准比较。 二、环境电磁辐射测量 1、测量方式
在调查辐射源周围环境电磁波辐射强度及其分布规律时,常以辐射源为中心,采用在不同方位取点的方式进行测量,简称点测。点测时以辐射源为中心,将待测区按一定角度划线,呈扇形展开,按一定距离选点测量。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
全面调查某地区环境电磁波的背景值及按人口调查居民人群所受辐射强度的测量简称面测。面测量时,将待测地区(城市)按人口统计划分若干小区,并标明各小区居民中心地理坐标,从中选择若干有代表性的小区作为监测点,进行自动测量和实时处理,经过加权处理后,求出该地区(城市)居民环境电磁波暴露强度值。 2、测量仪器
在对辐射源周围测量和作业区进行测量时,测量仪器一般选用宽带辐射测量仪,包括具有各向同性响应或有方向性磁场探头/电场探头的宽频带电场、磁场设备。在对区域性背景场强和生活区进行测量时,一般选用窄带辐射测量仪,通常采用宽频带天线、频谱分析仪和计算机配套的自动测量系统。
三、国内电磁辐射暴露安全标准和测量的不足
由于环境电磁场的复杂性,国内外在电磁辐射安全标准上尚存在较大争议。就国内而言,相关标准的制定,对推动我国电磁防护设计、保障公众健康、控制电磁辐射水平起到了积极作用,但在实际使用中也逐渐暴露出一些明显不足,具体表现在:
1、标准分散,不统一。无论是军、民标,多个相关的国家标准同时并存,归口管理部门分散,即不利于选用,也不便于统一执法。
2、各标准规定宽严不一。以军标100MHz为例,不同标准电磁辐射暴露限值规定各异,宽严不一,缺乏必要的说明和协调,见表2。
3、量值不统一。各标准中电场强度、磁场强度、功率密度、暴露剂量、V/m、W/m2、W.h/m2、mW/cm2、A/m等同时并存,转换关系复杂,使用起来极不方便。
4、测试频率覆盖不够,不能反映实际情况。无论是军标还是民标,国内现有标准均仅关注了部分频段/频点,远远不能适应现代电子、通信技术的迅猛发展。图1为实测条件下的环境电平。 四、结束语
随着科学技术的发展,各种电子、电气设备在极大地丰富和提高了人们的物质、精神生活的同时,也带来了复杂、严重的电磁污染。加强电磁环境监控,延伸测试频段,加大对不同频率及不同幅照量电磁波对人生理影响基础研究,尤其是累计效应研究,强化归口管理,促成一部科学、安全、具有强制约束力的电磁辐射暴露限值标准任重而道远。 参考文献
[1]《超特高压环境电磁场测量、计算和生态效应》何为等
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
[2]《高压变电站对周围环境的影响与评估》宋福祥等 [3] GJB5313-2004《电磁辐射暴露限值和测量方法》 [4] GB9175-88《环境电磁波卫生标准》等