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中圖分類號:TP368.2 文獻標志碼:A 文章編號:1006-8228(2013)11-09-03
0 引言
電磁輻射,是一種復合的電磁波,以相互垂直的電場和磁場隨時間的變化而傳遞能量,這些能量是由電荷運動所產生的,日益危害著人們的健康。由電荷運動產生的電力廣泛應用于人類的生產和生活中,人類不可避免地被各種能量的電磁輻射包圍著。國外大量研究表明,電磁輻射對人體的傷害通常是負面的。電磁輻射污染已成為繼大氣污染、水污染和噪音污染之后的人類第四大環境污染[5],聯合國人類環境大會已將其列入必須控制的主要污染物之一[6]。
隨著人們健康意識和環保意識的不斷增強,研究開發一款檢測電磁輻射的系統來顯示電磁輻射量十分必要,這樣人們可以根據國家制定的電磁輻射相關標準值來判斷是否必要采取一定的防護措施。本文介紹一種基于單片機的電磁輻射檢測系統,采用單片機對電磁輻射相關參數進行處理,具有速度快,準確度高,性價比高等特點,實驗結果表明該系統有一定的實用價值。
1 總體設計及工作原理
基于單片機的電磁輻射檢測系統由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分主要由感應天線部分、檢波濾波和放大部分、數模轉換部分、AT89S52單片機控制部分、顯示和報警部分等組成。系統硬件基本組成如圖1所示。
2 硬件電路的設計
⑴ 電源部分
電源部分采用9v電源輸入,利用兩個穩壓管產生±5V電壓,對單片機及整個電路進行供電。其原理圖如圖2所示。
⑵ 感應天線部分
利用電磁場能在高頻二極管中產生電流的效應,系統將9個1N60二極管串聯用作系統感應天線來檢測電磁輻射,其焊接電路如圖3所示。
經反復試驗,通過該天線,儀器可以方便快捷地檢測出100khz到3Ghz寬頻的電磁輻射相關參數值。
⑶ 濾波放大部分
為得到穩定的測量量,電路中采用了低通濾波電路和運放電路,放大模塊的第一級采用共模抑制比高、線性度好、低功耗運算放大器AD620,第二級采用高精度、低失調電壓型的運放OP07。這兩級的放大能滿足低噪放大器的噪聲系數要求及頻帶較寬的要求。系統濾波放大部分電路圖如圖4所示。
⑷ 模數轉化部分
① 轉換器件簡介
TLC549是TI公司生產的一種低價位、高性能的8位A/D轉換器,它以8位開關電容逐次逼近的方法實現A/D轉換,其轉換速度小于17us,最大轉換速率為40000HZ,4MHZ典型內部系統時鐘,電源為3V至6V,可廣泛用于構成各種廉價的測控應用系統。其引腳圖如圖5所示。
② 將A/D轉換芯片采集到得電壓模擬信號轉換為電壓數據值,其模數轉換部分的電路圖如圖6所示。
TLC549為8引腳器件,將讀入的電壓數據除以256,乘以Vcc(=5v)即得到天線采集到的電壓信號數據值。通過公式Er=data*Vcc/256(其中data為讀入的數據,Vcc為芯片電壓數據值,Er為測量所得電平)可得到天線采集到的電壓信號的電平值。將其分別代入公式1和公式2,即可分別求得相應電磁輻射的場強和功率密度。相應公式如下:
⑸ 顯示報警部分
顯示部分采用LCD1602液晶,它是一種專用來顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶顯示模塊。它能顯示2行每行16個字符共計最多32個字符。
該顯示模塊具有功耗少、體積小、內容顯示豐富、薄且輕巧等特點,常用于袖珍式儀表及低功耗的應用系統中。顯示模塊如圖7所示。
系統報警部分采用蜂鳴器設計,若感應點采集到的電磁輻射相關值超過國標規定,則通過蜂鳴報警器發出報警聲響。
3 軟件設計
系統軟件采用模塊化設計方法實現,以提高設計運行效率。系統程序主要涉及數據的檢測、采集、處理、顯示和報警等四部分,具體包括主程序、數據檢測子程序、數據采集子程序、模數轉換子程序、數據處理子程序、顯示子程序、按鍵子程序、報警子程序等。系統主程序實現功能為單片機相關組成部件的初始化,負責調度系統各子程序,負責提供A/D轉換的輸入時鐘信號,實時獲取并處理相關設備信息,實現對系統軟硬件資源的協調統一管理。系統軟件程序流程圖如圖8所示。
4 數據結果分析
通過對某筆記本電腦的觸摸板進行測量,得到功率密度值如表1所示。
由表1我們可知,距該筆記本電腦20cm外電磁輻射功率密度值遠低于國標40μw/cm2的電磁輻射功率密度值。因而,我們只要在使用筆記本電腦時,保持合理的間距就可以很好地保護自身,就可盡可能少地遭受電磁波輻射。經多次實驗我們發現,大部分電器工作時產生的電磁輻射功率密度值隨著人們與其距離的增加而急劇減小。因而,日常生活中,我們大可不必對使用電子電器產生恐慌的心理,只要保持合理的使用距離和遵循正常的使用習慣,電磁輻射對我們的負面影響便可盡可能地減少。
5 結束語
本文所介紹的系統能較好地對儀器感應天線處電磁輻射的電場強度和功率密度參數做出快速檢測,當功率密度值超過國家標準時,系統能發出報警聲音。該系統采用單片機進行數據處理和控制,可以方便、快捷地檢測出電磁輻射相關參數值,具有功耗少、體積小、成本低、測量便捷、易攜帶等特點,有一定的參考和實用價值。系統可用于家用電器等電子產品的電磁輻射相關參數的檢測。由于采用的感應天線的局限性,以及受限于模數轉換芯片的轉換精度,系統在電磁輻射的感知的方向性和精確度上還有一定的提升空間,今后將進一步研究克服上述問題,改進和提升系統的性能及表現。
參考文獻:
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[2] 陳海宴.單片機經典實戰——大學生項目創新實踐[M].北京航空航天大學出版社,2011.
[3] 高衛東.51單片機原理與實踐(C語言版十二五高等院校規劃教材)[M].北京航空航天大學出版社,2011.
1.前言
在進行電磁兼容測試時,根據實際情況會選擇不同類型的電磁兼容測試設施,而在不同的測試環境下所得到的測試結果往往會存在一定的誤差。但從理論上說,在同一個獨立的標準下進行測試,得到的測試結果應該與測試地點無關。也就是說,如果某設備在某個實驗室中通過了電磁兼容測試,那么在其它的實驗室里它也應該能夠通過測試;反之亦然[1-4]。因此根據偶極子模型,對不同測試環境的相關性進行了分析,得出了各測試環境下測試結果的相關系數。
2.不同測試環境的偶極子模型
2.1 自由空間
首先只考慮一個電偶極子在自由空間下的情況,磁偶極子或是電/磁偶極子復合的情況推導過程與電偶極子相同。對于一個位于原點,沿z軸分布,長度為dl,最大電流I0的短電偶極子,它的遠場輻射為:
(1)
其中ω為角頻率,μ為偶極子所處介質的磁導率,k=2π/λ(λ為波長),(θ,φ,r)為球坐標系。
引入坡印廷矢量,可以得到電偶極子的總輻射功率Po為:
(2)
其中η為介質的固有阻抗(對于空氣來說為120πΩ)。
對于輻射發射測試,最大電場強度Emax與幾何形狀有關。在上面的幾何形狀中,當θ=π/2時,式(1)會出現最大值,此時:
(3)
帶入(2)式,式(3)可以寫作:
(4)
式(4)也可寫為:
(5)
在最大方向性Dmax時(對于電/磁偶極子分別為3/2),輻射的電場強度和功率Po最大。在實際測試中,Emax是通過天線的輸出電壓Vmax與天線的系數AF來測量的。此時Vmax=AFEmax,由此我們可以得出:
(6)
定義傳播損耗因子PLFS=1/(4πr2),式(6)最終可以寫作:
(7)
2.2 半空間
半空間是指在自由空間中加入一個理想的地平面(無限長的完全導體)。在距地平面高度h的地方加入一個電偶極子,同時向水平和垂直方向發射,向其它方向的發射可以看成是這兩種情況的疊加。在分析時我們加入一個鏡像偶極子,采用直角坐標系,地平面位于x-y平面上,偶極子在z軸上位于+h處,鏡像偶極子位于-h處。設偶極子到測量點的距離為r1,鏡像偶極子到測量點的距離為r2,測量點到原點的距離為r,測量點到z軸的垂距為ρ。那么遠場的最大電場強度為:
(8)
對于電/磁偶極子,Dmax仍為3/2,幾何因子gmax可以由下式定義:
(9)
如果ρ的值大大于偶極子和z軸的距離h,那么ρ/ r1≈1,ρ/ r2≈1,r / r1≈1,r / r2≈1,此時gmax可以簡化為:
(10)
從式(10)可以看出,在水平和垂直方向上gmax=2,此時k(r1-r2)=π/2或π。這就表明由于地平面的反射,使得最大場強增加了一倍。在大多數情況下,gmax=2是合理的。因此,我們在實際電磁兼容測試中采用半自由空間測試狀態時,可以認為gmax=2。此時,處于地平面上的電偶極子的最大測量電壓可以近似寫為:
(11)
在半自由空間狀態下:
PLHS=4/(πr2)
如果需要更精確的計算,那么可?。?/p>
PLHS=gmax/(πr2)。
2.3 TEM室
TEM線上的偶極子會和TEM耦合并在測試端產生電壓。將這個電壓和偶極子的旋轉相結合就可以得出偶極子輻射出的總能量。例如,電偶極子的Po為[5]:
(12)
其中Z0為特性阻抗(通常為50Ω),是標準化的場因子,是偶極子和隔板的距離,SV表示偶極子旋轉一圈后測量到的輸出電壓。
如果我們使偶極子向最大耦合處發射,那么測量到的電壓最大值為,而且:
(13)
將e0y帶入上式,將3/2化為Dmax,那么上式可以化為:
(14)
R為到測試單元的垂矩,在連續的TEM傳播線上,r就是偶極子到測量端的距離[6]。等價的天線因子可以寫為:
(15)
使用相同的方法,式(14)可以寫為:
(16)
2.4 混響室
混響室是在數理統計上來模擬平面波的情況。一束理想的平面波應該是向所有方向發射和極化的,好的混響室就可以很接近這種情況。匹配的無損耗天線接收到的處于諧振腔中的信號源的平均功率<Pr>為[7]:
(17)
其中Q是混響室的質量因子,V是混響室的體積,P0是電偶極子的輻射總功率。
但是由于Q很難確定,而且要考慮天線的損耗,因此式(17)在實際應用中很難計算。因此,確定P0的常規做法是在混響室條件不變的情況下,通過已知的信號源功率Pref來計算Po:
(18)
簡化<Pr>,并用平均接收電壓來表示式(18)有:
(19)
其中Pr=V2/Zc(Zc是天線測試端的阻抗,通常為50Ω)。我們定義Dmax,RC=1(無方向性),V2max,RC≈< V2 >,AF2RC=sZc/η(s=1m在測試條件中已經給出),而且:
(20)
我們可以得到:
(21)
3.輻射測試在不同的測試條件下的相關系數
式(7)、(11)、(16) 和(21)分別顯示了在四種不同的測試條件下(自由空間、半空間、TEM和混響室)測到的偶極子發射電壓。假設在每種情況下偶極子的發射功率不變,那么不同測試條件下的相關性可以用下式來描述:
(22)
其中的A和B代表FS、HS、TL和RC的任意兩兩組合。
式(22)是由電偶極子(Dmax=3/2)的情況推算出的,但上式也適用于磁偶極子(Dmax=3/2)的情況或是實際中的測試設備。如果我們不與混響室相比較,那么待測設備的方向性也可以不考慮。對于混響室來說,Dmax,RC=1,那么與它比較時,其它測試條件下的Dmax必須是已知或可以推斷的[8]。
表1 輻射測試在不同測試場地下的相關系數表
綜上所述,不同測試條件下的相關系數如表1所示。根據這些相關系數對測試結果進行修正,可以提高測試的精度和可重復性。
參考文獻
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[5]Electromagnetic Compatibility part 4-testing and measurement techniques section 20:Emission and immunity testing in transverse electromagnetic waveguides.International Electrotechnical Commission Press,2003:13.
隨著社會經濟和科技的發展,電磁輻射源的數量不斷增加。特別是移動通信基站的數量增長迅速。到2006年底,廣東省境內有超過27000個基站,平均每6.6km2就有1個基站,在城市人口密集區甚至可達到每0.25km2就有1個基站。1999年5月,國家環??偩謱㈦姶泡椛湮廴玖袨槔^大氣污染、水污染和噪聲污染之后的第4大污染。國內相關單位在20世紀80年代后相繼開展了電磁輻射水平的調查和研究,各地如浙江、北京、上海、山東、云南等地環保部門也加強了對電磁輻射污染的監測。但這些監測主要針對單個電磁輻射源,以點為主,對城市區域內大量電磁輻射源分布產生的面的影響研究較少。
針對城市區域內電磁輻射源特別是移動通信基站數量多、分布廣、影響面大的特點,我們開發了一套能快速、高效、全面地對區域電磁輻射水平進行監測和分析的基于GIS(Geographic lnformaljon System)的車載環境電磁輻射監測系統(以下簡稱“車載系統”)。該系統是國內首個車載環境電磁輻射監測系統,能夠高效地完成區域電磁輻射水平調查,為區域移動通信基站環境影響評價、城市移動通信基站規劃提供基礎數據。
1 需求分析
1.1 測量部分
車載系統應既可以進行頻譜分析、無線電干擾測量。又可進行綜合場強測量:
(1)頻率范圍:9kHz~3GHz(頻譜分析測量)、100kHz一18GHz(綜合場強測量);
(2)測量對象:0.15MHz~30MHz輸變電系統無線電干擾測量、87MHz~110MHz廣播信號場強測量、200MHz~700MHz電視與尋呼信號場強測量、870MHz~960MHz與1800MHz以及3G移動通信測量;
(3)測量天線:各個頻段應配有相應的天線,并且這些天線應有較高的靈敏度,能滿足環境移動監測的要求;
(4)應具有準峰值、峰值、平均值等檢波功能;
(5)帶寬200Hz、9kHz、120kHz和1MHz等;
(6)頻率分辨率0.01Hz。
1.2 數據分析部分
可對實測數據進行統計、分析,能進行輻射源數據的輸八、統計、分析和環境影響預測分析。
1.3 GIS和可視化部分
應包含數字地圖各項基本功能,可將分析后的實測數據和預測數據以網格、等值線和半透明的形式覆蓋在地圖上,生成區域電磁輻射水平分布地圖。
1.4 電源部分
能提供三種供電方式:市電供電、UPS電池組供電、汽車發電機結合逆變器供電,三種供電方式可以相互結合,互為補充。
2 硬件系統
車載無線電監測系統在無線電管理委員會的監測機構已得到廣泛應用,主要由無線電頻譜分析儀和測向系統組成,目的是了解無線電信號的頻率、強度和方位。但是這種系統只能部分滿足車載環境電磁輻射監測系統的需求,而作為環境電磁輻射的監測和管理部門。還需了解環境電磁輻射的總量和區域總體分布情況。因此,在車載系統設計過程中。我們將電磁輻射綜合場強儀集成到系統內,這是國內第一個此類環境電磁輻射移動監測系統。
車載系統的硬件部分主要由EMR300電磁輻射綜合場強儀、ESPl3測試接收機、天饋線系統、供電系統、避雷系統、供電系統集成通用設備、車輛等組成,具體描述見表1,詳細硬件系統連接見圖1:
3 軟件系統
車載系統運行環境:
(1)硬件支撐環境:CPU P4 2G以上。RAM 1G。硬盤80G以上;
(2)軟件支撐環境:Windows 2000 SP4。數據庫管理系統:SQL SERVER 2000;Client軟件:SQL SERVER2000 Cllent端軟件,SQL SERVER 2000 ODBC接口驅動程序;
(3)地圖環境:MapX5.0。
車載系統集成軟件的功能主要有電磁輻射監測、分析、數據統計、地圖控制、地理屬性、管理等。
3.1 監測模塊功能
此模塊主要是將ESPl3測試接收機和EMR300電磁輻射分析儀的測量數據實時地顯示和存儲。ESPi3測試接收機可以完成一般頻譜儀的功能:電平測量、頻率測量、頻段測量(頻段掃描)、頻譜分析、時域分析,通過控制軟件可以自動進行任務測量,用戶可以根據需要設置開始和結束測量時間以及測量類型,測量儀器根據用戶的設置自動啟動、停止和記錄。EMR300電磁輻射分析儀通過光纖將測量數據實時傳送給控制系統,測量時間間隔可達每秒1個數據,控制系統將測量數據與GPS定位數據同時存儲。
3.2 統計數據模塊
此模塊主要是在儀器測量后對測量數據進行統計分析,能夠讓用戶清晰地了解某一區域的電磁輻射分布情況。用戶可以在地圖上選擇一定網格大小的(可任意設定,城市一般為500m×500m)區域并設置測量時間段以及測量類型。最終生成包含有網格編號、最大值、最小值、均值、均方根值等信息的統計報表。
3.3 分析預測模塊
此模塊主要通過理論預測模式(自由空間和Okumuta-Hata模式等)和電磁輻射源的各項技術參數,計算出電磁輻射源周圍環境電磁輻射水平的空間分布。此模塊既可對單個輻射源進行預測分析,又可對區域內的多個輻射源進行計算、分析、疊加。
3.4 GIS和可視化模塊功能
此模塊包括實測數據和預測數據可視化兩部分。實測數據部分通過對EMR300電磁輻射分析儀和GPS獲得的區域測量數據按一定的網格大小(一般為500m×500m)進行分析后,將分析結果以不同的顏色半透明地覆蓋在數字地圖上。預測數據可視化部分利用各電磁輻射源的經緯度在地圖上定位后,將預測結果以等值線和不同的顏色半透明地覆蓋在數字地圖上。
3.5 地圖屬性模塊功能
此模塊主要是在地圖上進行相關地理信息的操作,包括地圖的放大、縮小、地圖全覽、大地圖輸出、定位、圖層管理、地圖導航、距離測量、面積測量、方位角測量、地形剖面分析、地名查詢等功能。
3.6 管理模塊
此模塊主要是對電磁輻射源數據和測量數據進行導入、導出、備份,以及對軟件系統進行日常的管理和維護,包括用戶管理、日志管理、系統參數管理等。
4 車載系統的特點
車載系統具有以下特點:
(1)這是國內輻射監測領域的第一套車載環境電磁輻射監測系統,對全國車載環境電磁輻射監測系統的建設具有借鑒和指導意義;目前江蘇省輻射環境監測管理站已據此技術建立國內第二套車載環境電磁輻射監測系統。
(2)系統測量頻率為9kHz~18GHz,基本覆蓋了一般環境中存在的各種電磁輻射源的發射頻率。
(3)系統首次成功將綜合場強測量和頻譜分析集成在一起,既可了解環境電磁輻射的總體情況,又可以對單個或多個電磁輻射源進行詳細分析,做到點面結合。
(4)系統的監測分析軟件包含了GPS全球定位和地理信息分析功能,可以將現場調查和預測結果以不同的顏色非常直觀地覆蓋在地圖上,形成區域電磁輻射水平分布地圖。
(5)系統可以對電磁輻射事故或投訴做出快速反應,并可高效地進行大范圍的調查監測。
(6)系統可以為區域電磁輻射源的規劃、建設提供環境電磁輻射現狀及預測結果。
5 車載系統的應用
1電磁輻射的概念及其放射源
電磁輻射源通常分成兩大類:一是自然界電磁輻射源,來自某些自然現象,如雷電、臺風、太陽的黑子活動與黑體放射等。而這種電磁輻射源常常會被我們忽視和淡化!我們所一直關注的電磁輻射源,其實只是電磁輻射源的其中一種,即:人工型電磁輻射源。人工型電磁輻射源、來自人工制造的若干系統或裝置與設備,其中又分放電型電磁輻射源、射頻電磁輻射源及工頻電磁輻射源。
2電磁輻射對人體的危害
1998年世界衛生組織列出電磁輻射對人體的五大影響但歸納起來,我們可以把電磁輻射對人體的危害分為:熱效應,非熱效應和積累效應三種。
3防電磁輻射服裝織物及面料
防電磁輻射服裝的面料對于電磁波的防護起著決定性的作用。因此在選用電磁輻射防護服裝時,應了解防護服裝所采用的面料,及其工作原理。由于電磁輻射的頻率高低不同,所以我們必須按其高頻和低頻輻射的特點,用不同的織物及面料進行防護。對電磁輻射的防護需要材料有好的導電性或導磁性,所以不銹鋼纖維、具有良好導電性能的銀、鎳、銅的電鍍纖維或織物、填充炭黑、導電化合物和吸波添加劑的有機復合導電纖維便應運而生,而且市場上也出現了各種各樣的電磁屏蔽織物和面料。
制成方法:利用金屬材料,如采用金屬絲網罩隔離裝置和用金屬粉處理過的服裝;利用金屬纖維和其他纖維混紡成紗,再織成布。
3.1防輻射織物、面料的一般分類及特點
目前國內、外采用的防電磁輻射織物有三種,工作原理都是通過基料表面所形成的良好導電性能,使其具有抗電磁波的功能。通過對電磁波的反射和吸收而形成屏蔽作用:
(1)合金纖維混紡:采用不銹鋼纖維與其他化纖、棉等纖維混紡形成電磁屏蔽織物,具有耐洗滌、耐磨、柔軟、手感好、透氣、抗靜電、防電磁輻射等功能。
特點:透氣性好、服飾感強、耐洗滌、手感好。
適用范圍:這種面料目前使用最廣,其可以被制成各類防輻射服裝,如醫護類、孕婦防護類等。
(2)多離子織物:采用多種金屬離子涂敷粘附在普通織物上,形成一定的電磁屏蔽功能的織物能保持原普通織物的性能、顏色和手感。
特點:柔軟、透氣、服飾感強、服飾使用范圍寬。
適用范圍:可以制成T恤、內衣、床單、蚊帳等。
(3)金屬化織物:采用化學沉積方法在普通織物表面牢固地“鍍”上一層高導電金屬層,形成電磁屏蔽織物。
特點:鍍膜薄、附著力強、柔軟、透氣性好、使用頻率寬、屏蔽效能高。其中,金屬化織物是目前國內外最新一代技術產品,比前兩種織物更具有以下顯著特點:工作頻率寬、屏蔽效能高、使用領域廣。
3.2屏蔽高頻電磁輻射面料的類型
3.2.1混紡梭織屏蔽布
外表與普通面料一樣,采用納米金屬屏蔽纖維與其他纖維混紡織成,屏蔽纖維直徑只有頭發的112,比蠶絲還細膩柔軟。
此面料經過及測試中心檢測屏蔽效果達到99.9%(30dB以上),同時保留了普通面料的柔軟性、均勻性、透氣性、耐洗性、致密牢固、使用年限長等特點。
3.2.2納米離子屏蔽布
采用高科手段,將金屬納米離子置入到織物的內部,從而達到電磁屏蔽的作用。屏蔽率達到99.9999%(70dB以上),防輻射能力強,適合電子電器內部防輻射;電信發射機房、基站、電視廣播雷達發射臺等的電磁防護,可作為機器設備的覆蓋物,或制成衣服的夾層,只可輕輕擦洗,不可揉搓。同時這種面料還可以起到遠紅外保健、抗靜電、殺菌作用:能促進和改善人體淺表組織微循環,增強人體的新陳代謝,對機體具有良好的保健作用。
3.3檢測防電磁輻射面料的一般方法
(1)測導電性
用萬用表檢測到有良好的導電性,普通面料則沒有導電性。
(2)用火燒屏蔽布
混紡布會剩下一層屏蔽絲網;而納米離子布則剩下一堆金屬粉末。
(3)使用手持式電磁輻射測試儀
有輻射時紅燈亮,用防輻射布擋住后,綠燈亮,表明輻射已被屏蔽。
(4)包裹測試發
將手機等包裹在防電磁輻射屏蔽布或服裝中,看其信號是否減弱。
3.4dB和屏蔽率的換算
dB和屏蔽率的換算率是:3dB50%;6dB75%;9dB87.5%;
12dB93.75%;30dB99.9%;70dB99.9999%;
3.5防輻射服dB值是否越高越好
答案是否定的。作為防輻射服裝,首先要有服裝的基本性能,比如可洗滌,透氣性,穿著舒適性,同時要能滿足家電的防輻射。除非在雷達,發射臺等特殊高輻射場合,美國軍用標準規定大于15db。一般家用電器,如防電腦,微波爐等的輻射,由15db即可。大于60db,99%的織物表面上可以包住手機的輻射,但大多是電鍍金屬的織物,洗滌幾次就不行了。
4防電磁輻射服裝發展現狀及其展望
目前市場防輻射服裝品種單一的情況,但我們可以將研發制作方向分為:金融、廣電、IT、電力、電信、民航、鐵路、醫療、生活進行分類。在接下來的產品中,我們不僅要注意產品的防電磁射功能,同時還可以增加服裝的防紫外線、防風、拒水、防污、防蛀、抑菌、防臭的功能。
我們天天和電冰箱、微波爐、電磁爐、音響、電腦、手機等各種各樣的家用電器打交道,電磁輻射問題的確值得關注。
普通百姓對家用電器的電磁輻射是怎樣認識的?調查結果:1、微波爐等大電器輻射高;2、小家電沒什么輻射;3、看不見,摸不著,不知如何防范。
針對公眾對電磁場是否影響健康的關注,世界衛生組織自1996年始,組織60多個國家及相關國際組織,開展了全球性的“國際電磁場計劃”,目前已經完成極低頻場的全面健康風險評估。2007年6月正式了《“國際電磁場計劃”的評估結論和建議》。這份文件指出,高水平磁場曝露,也就是顯著高于一百微特斯拉的磁場強度,會導致對神經和肌肉的刺激,并引起中樞神經系統中神經細胞興奮性的變化。(圖2)
日常生活中,人們接觸到的電磁場主要有兩種,一種是工頻電磁場,即照明和家電所用的頻率為五十赫茲的交流電產生的電磁場,測量單位為微特斯拉;第二種是射頻電磁場,比如微波爐、手機基站、無線路由器等頻率高于一百千赫的電流產生的電磁場,測量單位是微瓦每平方厘米。由于工作頻率不同,工頻和射頻電磁場使用的測量工具也不同,但工作原理都是通過前端的接收電路接收相應的頻率,然后將接收到的信號經過放大處理后以指針或者數字的方式顯示出來。(圖3)(圖4)
根據世界衛生組織“國際電磁場計劃”的評估結論和建議,歐盟2008年12月1日正式公布最新文件,對家用以及類似用途電器的電磁輻射給出了測量方法和評估標準。比如電視機電磁輻射的測量方法是在屏幕正面50厘米處測得的數據。微波爐的測量方法是微波爐在工作狀態下正面30厘米處測得的數據。對于工頻電磁場可能對人體造成影響的參考值是100微特斯拉。對于射頻電磁場我國的規定標準是40微瓦每平方厘米。(圖5)
為了解郝女士家中電磁輻射處于何種水平,對生活到底有沒有影響,電磁輻射檢測專家,帶著專業檢測設備到實地進行檢測。(圖6)
根據專家建議,為準確測定電磁輻射水平,首先在沒有開啟任何電器的情況下,測定郝女士家中電磁輻射基礎值。專業儀器顯示的數據最高是0.018微特斯拉。
這是對比實驗,檢測家用電器工作狀態下的電磁輻射水平,首先要測量電器未打開時周圍電磁輻射水平的基礎值。
其實,電磁輻射在生活中每時每刻都無所不在。有人類活動而產生的,還有自然界本身就存在的。
人類本就生活在電磁輻射環境中。自然界的太陽光本來就是能量巨大的電磁波,只不過在穿越地球大氣層時,大多數能量被吸收和消耗而變得柔和,不會對地球上生物造成傷害。雷電也是自然界的電磁輻射之一,它的能量大得驚人。
電場和磁場的交互變化產生電磁波,電磁波向空中發射或者匯聚的現象就是電磁輻射,它是以一種看不見摸不著的特殊形態存在的物質。
在一百九十多年前,英國人邁克爾·法拉第發現,如果電路中有電流通過,它附近的羅盤指針就會發生偏移。之后通過研究發現了電磁感應現象。如今各種用電設備和家用電器越來越多,已經深入到人類生活各個方面。由于所有用電設備在工作時都會產生電磁輻射,人們開始擔心這些便捷的家用電器帶來的影響。
在郝女士家中,靠近電視屏幕大約10厘米的地方,顯示的最高數值是0.113微特斯拉;音響在10厘米距離上測得的數據隨著音量的增加,數值從0.037微特斯拉逐漸增加到最大的0.101微特斯拉。
在工作中的微波爐正面1厘米處,測得的數據最高達到了30.11微瓦每平方厘米。
這些電磁輻射對于人體有沒有影根據世界衛生組織的研究文件,高水平的電磁輻射會產生生物學效應,換句話說,高水平超標的電磁輻射肯定會影響到人體健康。
用一臺電磁能轉換為動能的裝置演示電磁輻射作用在被輻射體上的情況。其原理是:電磁能越強轉換的動能越大,電機軸上的砂輪轉速越快。標尺上的游標代表電視機,標尺的刻度代表電視機的數量?;鸩翊砣梭w細胞,火柴被砂輪摩擦點著,說明人體細胞受到了傷害。
人體百分之七十以上是水,當人體受到高強度電磁輻射之后,體內的水分子會在電磁輻射能量作用下運動加劇、相互摩擦,從而使體溫升高,影響到身體各個器官的正常工作。這就是電磁輻射對生物體的熱效應。
演示開始。先放一臺電視機。砂輪轉動,火柴往上一蹭,砂輪迅速停轉,火柴未著。說明電磁輻射非常微弱,動能很小。
把電視機的數量增加到十。砂輪轉動,火柴往上一蹭,砂輪緩速停轉,火柴未著。說明電磁輻射不強,動能不大。
把電視機的數量增加到一千。砂輪快速啟動,轉速極快,火柴被砂輪點著。說明電磁輻射較強,已對人體產生傷害。
計算一下,用在郝女士家測得的結果0.113微特斯拉乘以1000是113微特斯拉,也就是說,一千臺電視機加起來的輻射量,并且距離它還要只有10厘米,這時輻射強度才達到世界衛生組織公布的電磁輻射危害標準。
一般情況下電磁輻射不易達到標準,并且隨著距離的增加,電磁輻射還急速下降。
在距離電視機屏幕50厘米的地方,儀器顯示的數值迅速降低到0.021微特斯拉,與先前測量的基礎輻射值基本相同,也就是說在距離電視機兩米以外的沙發上看電視,不會受到來自電視機的電磁輻射影響。
對工作中的微波爐,在1厘米處測得的數據高達30.09微瓦每平方厘米,在50厘米的地方,這個數值迅速降低到0.409微瓦每平方厘米,在1米的距離上,已經檢測不到。
實驗充分說明家電的電磁輻射強度隨著距離的增加而迅速下降。這就給人們提供了一個防范家電電磁輻射的重要方法,那就是保持足夠的距離。距離家電一米以上屬于非常安全的距離。
距離不但能產生美,還能產生安全。但有一些電器,你不得不和它保持親密接觸。如電吹風,剃須刀、電熱毯,還有手機。
手機在通話時的輻射會比較強,但可以用耳機通話來解決。
體積小,功率也小,電磁輻射是否也就小呢?測試結果讓人出乎意料。
剃須刀的功率只有1.5瓦,但經過測量,儀器顯示的輻射值最高達到0.195微特斯拉,比距離電視機10厘米處測得的數值將近大了一倍。
電吹風的結果又會怎樣呢?背面有電機的地方達到了0.852微特斯拉。即使是出風口2厘米處也高達0.5微特斯拉,但是在距離出風口10厘米處測得的數值迅速下降到0.085微特斯拉。
電熱毯在插電情況下,測得數值最高達到0.777微特斯拉。
Abstract: this article mainly expounds the general electromagnetic radiation monitoring and specific environmental electromagnetic radiation environment monitoring in the electromagnetic radiation pollution the problems existing in the management and prevention and control measures are analyzed, and puts forward related Suggestions.
Keywords: electromagnetic radiation. Prevention and control measures, the proposal
中圖分類號:O441 文獻標識碼:A 文章編號
前言
隨著我國科技技術的不斷發展,通信工具、計算機和家用電器等都進入我們的生活,我們在享受現代化帶來的方便舒適的同時,也受到惡化的電磁環境給健康帶來的威脅,經研究證實,電磁輻射污染已成為廢氣、廢水、固體廢物、噪聲污染后的又一新型污染源,已引起世界各國的廣泛關注。
1 電磁輻射概述
1.1 電磁輻射背景及研究現狀
一直以來,我國電磁技術隨著科技技術的發展因而廣泛應用于節能、通訊、制造、醫藥、科研、農業、軍事等多個領域,而且應用范圍不斷擴大。作為一種新技術、新資源,電磁技術極大地推動了人類社會諸多領域的革新與發展。但隨之而來的問題是電磁輻射污染,其影響和危害日漸受到人們的關注和重視。
1.2 電磁輻射污染的主要危害
隨著電磁技術的廣泛應用,環境中的電磁輻射越來越強,高強度的電磁輻射已經達到直接威脅健康的程度,由此引發的矛盾和糾紛也時有發生。電磁輻射污染產生的危害主要表現在三個方面:一是人體健康。電磁輻射可對神經系統、內分泌系統、免疫系統、造血系統產生影響;二是電磁干擾。電磁輻射會對電子設備、儀器儀表產生干擾,導致設備性能降低,嚴重時還會引發事故;三是燃爆隱患。電磁輻射能造成易燃易爆物品的燃燒、爆炸。
1.3 電磁輻射環境狀況
目前人們所處的電磁環境狀況主要表現在4 個方面:一是通信基站所使用的大功率電磁波發射系統對周圍電磁環境的影響;二是廣播電視發射系統對周圍區域的電磁環境影響;三是高壓電力系統的布設造成的電磁污染;四是日常電子設備的接觸、利用帶來的電磁環境污染。
2 一般電磁輻射環境的監測
一般電磁輻射環境是指在較大范圍內由各種電磁輻射源,通過各種傳播途徑造成的電磁輻射背景值。一般電磁輻射環境的監測可以參照《輻射環境保護管理導則電磁輻射監測儀器與方法》(HJ/T10.21996),將某一區域按一定的標準劃分為網格,監測點取網格的中心位置,再考慮建筑物、樹木等屏蔽影響,對部分網格監測點作適當調整。具體的監測工作按照《輻射環境保護管理導則電磁輻射監測儀器與方法》(HJ/T10.21996)進行。由于環境中輻射體頻率主要在超短波頻段,采用電場強度為評價指標,依據《電磁輻射防護規定》(GB8702-88),選取評價標準。一般環境的電磁輻射污染狀況反映了一個區域在某個時間段電磁輻射環境的背景水平,可以從電磁輻射環境質量、電磁輻射分布規律、污染區域電磁輻射環境特點三個方面著手進行分析研究,以此評價一個區域一般電磁輻射環境狀況。
3 特定電磁輻射環境的監測
特定電磁輻射環境是指在特定范圍內由相對固定的電磁輻射源造成的電磁輻射背景值。電磁輻射源是引起電磁輻射污染的源頭,分析、研究特定電磁輻射環境,對電磁輻射源進行調查統計是環境監測工作的前提。采取污染源普查的方式,對國家規定的規模以上的電磁輻射源進行基礎性的全面調查,初步掌握電磁輻射源的種類、數量、規模等基本信息,為環境監測工作提供有效依據。
3.1 移動通信基站電磁輻射環境監測
3.1.1 移動通信基站工作原理
移動通信是利用射頻發射設備和控制器通過收發臺與網內移動用戶進行無線通信的。無線通信是由基站接收及發射一定頻率范圍內的電磁波實現的。基站主要通過發射天線改變周圍電磁輻射環境。
3.1.2 移動通信基站電磁輻射環境的監測
移動通信基站電磁輻射監測工作主要包括監測儀器、監測點位、監測時間、監測技術要點等內容,按照《輻射環境保護管理導則電磁輻射監測儀器與方法》(HJ/T10.21996),以《輻射環境保護管理導則電磁輻射環境影響評價方法和標準》(HJ/T10.31996)的規范要求為質量標準。主要對基站機房、地面塔、樓上塔、增高架等處進行監測,依據國家《電磁輻射防護規定》(GB8702-88)的標準,所監測的電磁強度值應滿足<5.4 V/m 的要求。
3.2 廣播電視系統電磁輻射環境監測
3.2.1 廣播電視系統工作原理
廣播電視發送設備主要組成部分是發射機和發射天線,基本原理是用將傳送的信號經調制器去控制由高頻振蕩器產生的高頻電流,然后將已調制的高頻電流放大到一定電頻并送到天線上,以電磁波的形式輻射出去。
3.2.2 廣播電視系統電磁輻射環境監測
廣播電視發射設備的電磁輻射監測條件及監測方法參照《輻射環境保護管理導則電磁輻射環境影響評價方法和標準》(HJ/T10.31996)和《輻射環境保護管理導則電磁輻射監測儀器與方法》(HJ/T10.21996),對周圍地面點、塔上工作環境、周圍敏感點三個方面布點進行電磁輻射環境監測。依據國家標準《電磁輻射防護規定》(GB8702-88),所監測的電磁強度值應滿足<5.4 V/m 的要求。
3.3 高壓電力系統電磁環境監測
3.3.1 高壓電力系統工作原理
高壓電力系統主要通過高壓輸變電工程影響環境,主要包括高壓架空送電線路和高壓變電站,具有電場、磁場和電暈三種電磁場特性。高壓電力系統的電磁污染主要表現在由電暈放電和絕緣子放電引起的無線電干擾和熱效應、非熱效應兩種生物學效應。
3.3.2 高壓電力系統電磁環境監測
高壓電力系統的電磁輻射監測工作參照《輻射環境保護管理導則電磁輻射監測儀器與方法》(HJ / T10.21996)。同時,根據不同的電壓等級,選取不同的送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范為標準。高壓電力系統電磁環境監測指標分別為綜合工頻電場強度和磁場強度,所監測的值應滿足技術規范的要求。
4 電磁輻射污染管理中存在的問題
(1) 由于人們對電磁輻射污染的危害性認識不足或環保意識不強, 對環保部門的管理不予配合。
(2) 無完備的監測儀器對電磁輻射污染源和環境中的電磁污染水平進行監督監測, 不能及時為環保管理部門提供科學的管理依據; 同時也不能對產生電磁輻射的產品進行監督性檢測。
(3) 通訊臺站布局無科學規劃, 僅考慮覆蓋使用范圍而不考慮環保要求及對人體健康的影響, 并且只在無線電管理委員會備案申請, 而不到環保部門申報登記。
5 電磁輻射污染的防治對策及建議
為加強電磁輻射污染的監督、管理和控制, 提出下列防治建議:
(1) 加強環境管理。
嚴格執行國家頒布的中華人民共和國環境保護法、國家環境保護總局18 號令電磁輻射環境保護管理辦法、GB8702- 88 電磁輻射環境防護規定等相關的法規, 除加強對現有電磁輻射污染源的管理外, 對新建、擴建的電磁設備嚴格按環境管理程序進行申報、登記、環境評價和驗收。
(2) 開展電磁輻射污染環境監測。
盡快購置監測儀器, 在我省電磁輻射污染源調查的基礎上, 開展電磁輻射污染源及城市區域電磁輻射環境的監測, 確定重點電磁輻射污染源, 掌握環境電磁輻射容量, 為環境管理提供依據。
(3) 科學布局、減少污染。
由于城市中各有關行業都建有專用的通訊、廣播電視發射設備, 不少處于人口稠密區, 產生的電磁輻射對周圍人群健康具潛在危害, 也易造成電迅障礙, 尤其是機場通訊干擾將給飛行安全帶來極大影響。因此應在環境電磁輻射監測的基礎上, 科學合理規劃通訊、廣播電視發射臺站布局, 防止電磁輻射污染; 對重點污染源要有計劃地搬遷, 不能搬遷的應采取有效防治措施, 如安裝屏蔽裝置等。
(4) 制定產品電磁輻射限值標準加強產品檢測。
制定有關產品電磁輻射污染限值標準, 如頻率高的手機、微波爐等產品, 并對產生電磁輻射的產品和用品進行檢測, 防止超標產品的生產、進口及使用對環境和人體健康造成危害。
然而智能生活有利有弊,微信朋友圈幾乎每天都在散播著關于電器輻射的問題,電磁爐、微波爐都成了重災區。到底這些普通家電的電磁輻射有多強?我們什么時候才能迎來無輻射時代呢?
電磁輻射從哪里來
在討論電磁輻射危害的過程中,我們也需首先搞清楚它究竟是何物?從哪里來?
廣義上說,自然環境中本來就存在許多電磁輻射,而人類一直生活在這樣的電磁環境中。我們生活的地球本身就是一個大磁場,雷電現象就是伴隨著電磁輻射的集中暴發。放眼太空,外層空間也在源源不斷地產生電磁輻射。
不過,這些天然產生的電磁輻射對人體健康沒有直接損害,我們通常談及的、需要警惕的電磁輻射是指人工產生的電磁輻射。
將近兩百年前,英國科學家法拉第就發現了一種奇妙現象:電流通過介質時可產生電場和磁場,這一現象后來被人們稱為電磁感應。
自那以后,人們對電磁感應原理的認識和掌握逐漸深入,相關應用電越來越多。19世紀80年代,人類建立起第一座發電站,大步邁進“電”時代。在充分享受各種電器帶來的方便舒適的同時,人們也日漸感受到它的負面效應。
據北京友誼醫院疾病預防控制處處長鄧明卓介紹,電磁輻射的污染雖看不見、摸不著,但長期受此影響會給人的身體帶來危害,可使人出現頭暈、頭痛、疲勞、注意力不集中、記憶力減退等癥狀。
不過,這里必須強調的是,“長時間”、“高強度”,是指在超過安全衛生標準限定值的情況下。并且,這種電磁輻射也只是“增加風險”,并不是說所有暴露在這種環境下的人都會得某種疾病。
電磁爐、電熱毯輻射嚴重
那么人們平常生活中接觸的電器中,哪種電器的輻射最嚴重呢?答案就是電磁爐和電熱毯。
以電磁爐為例,使用傳統電磁爐很難避免輻射危害。盡管國內一些電磁爐廠家也在關注電磁爐輻射問題,但也只是采用了簡單的防輻射技術,這些技術只能略微降低電磁爐的外泄輻射強度,使用這些電磁爐照樣危害人體健康。
據中國室內環境檢測中心檢測,一些電磁爐電場輻射強度每米高達110多伏,有的電熱毯電場輻射強度每米高達420伏。而中國有關電磁輻射參考國家標準中,環境電磁波及輻射強度分級標準的一級生活安全區為每米小于10伏。
多年前,電磁輻射更已被世界衛生組織列為與水、空氣、噪聲污染并列的四大公共危害之一。中國國家標準《家用和類似用途電器的安全電磁灶的特殊要求》就指出,電磁輻射是心血管等病變的誘發因素之一。中國輕工業聯合會裝飾材料室內環境監督檢測中心也認為,電磁輻射是白血病、孕婦流產等病變的誘發因素之一。
毋庸置疑,對廚電行業而言,若想長遠發展,消滅電磁輻射已成大勢所趨。無輻射的“綠色電器”
事實上,無輻射與節能、低耗、可回收等特性一起,本就是“綠色電器”的應有之義。在降低輻射產生、減少輻射外溢的技術研發方面,電磁輻射屏蔽技術是一個方向。
目前,為攻克防止家電領域電磁輻射難題,一些企業已研發了這種輻射消除技術,并將其應用于電磁爐與電熱毯等家用電器產品上。
記者在一家企業研發無輻射技術的實驗室看到,工作人員拿專業電磁波檢測儀進行測試,普通電磁爐在距離1米多時就能檢測到較高的輻射值,而無輻射電磁爐輻射無論任何一個角度都顯示為0。
據介紹,此類新技術可將電磁爐、電熱毯產生的絕大部分電磁輻射屏蔽起來,并轉化為熱能,在減少輻射外溢的同時提高熱效率。據檢測,使用這項技術的電磁爐、電熱毯電磁輻射率比同類產品低90%以上,而熱效率可提高5%左右。
目前一些企業已開發出電腦輻射消除器、無輻射無頻閃健康臺燈、無輻射電磁爐及無輻射電熱毯等系列近百種產品,經國家權威機構檢測電磁輻射消除率比較理想。
不過,值得注意的是,這些技術目前也只處于研發實驗階段,真正走向市場化規模生產尚需時日。
規范缺失導致魚龍混雜
而除技術尚待進一步普及外,行業標準的“空白”也是無輻射家電面臨的問題之一。
如今,隨著國人健康意識的逐步提升,“遠離輻射”似乎成了一種共識。盡管一些商家“恰逢其時”地推出“無輻射護眼燈”、“低輻射電子屏”等“新產品”,但這些產品尚處于魚龍混雜的狀態。以“護眼燈”為例,據專業人士介紹,這種燈主要使用電子鎮流器把低頻閃調高至高頻閃,頻閃速度超出人眼反應速度,使光線看起來更穩定,這種調整與電磁輻射強度無關。至于是否有“護眼”功能,也缺乏科學實驗論證。
這種“新產品”之所以能大行其道,背后是相關規范、管理的落后和缺失。跨行業、強制性、統一完善的國家標準和相關監測、管控措施仍有待出臺。
在防輻射技術較為領先的美國,電器的電磁輻射控制屬于美國食品藥品管理局(FDA)的管理范疇,具體則有其下屬的設備安全和放射線保護健康中心(CDRH)負責。
根據規定,相關電子產品必須經過FDA檢驗證明安全后才能上市銷售。無論是進口還是國產,FDA都有權對具有電磁輻射的電子產品進行監督管理,以使公眾在使用時免受傷害。
美國相關的法律法規十分完善。比如《聯邦食品、藥品、電子產品法》就對電磁輻射安全標準等有明確規定。此外,FDA還會并更新特定電器或電子產品的電磁輻射指導文件。其關于微波爐的電磁輻射標準就詳細規定了微波爐的功率密度限值、安全聯鎖裝置要求、測量和測試條件、放置條件以及警告標簽的要求。
同時,電器生產商也不應該僅滿足于現有標準,開發比現行標準更高的產品,不僅可以提升市場競爭力,也有助于推動標準本身的進一步提升,從而實現技術革新和產品更新換代。
無輻射家電發展亟待大企業參與
不過,盡管行業標準尚待制定與完善,但這并不妨礙無輻射電器生產廠商的雄心。記者調查發現,一些無輻射家電企業不僅瞄準國內市場,還期望出口拓展國際市場。
但值得注意的是,在市場推廣方面,當前,從事電磁家電無輻射研發尚多為嗅到市場“風向標”的中小型企業。一方面,這說明無輻技術正成為中小型企業與大型家電企業競爭的新領域,有利于中小型企業嶄露頭角;另一方面,也折射了大型企業在這一領域能“缺位”。
事實上,若想推廣家電無輻射技術,需要時間來改變人們的消費觀念,需要新的營銷模式來加以推廣,更需要來自政府和社會各界對綠色無輻射生活的大力倡導。由于中小型家電企業在宣傳力度上有限,從這一層面講,無輻射家電亦亟待大型企業進一步參與。
而除企業自身的努力外,相關政策也對無輻射家電行業的發展至關重要。
其實,從節能減排角度看,餐飲、廚房歷來都是排碳大戶。如果將廚房設備改用電磁加熱,與傳統廚具相比,不但碳排放量完全符合國家規定標準,每年還可降低排放量40%以上。如果在北京等大城市通過政策引導,將賓館、酒店、學校、企事業單位、家庭使用的天然氣、液化氣灶更換成清潔、節能、環保的無輻射電磁爐,不僅其節能減排效果極其顯著,也將對無輻射家電的發展起到激勵作用。
中圖分類號:O434.11 文獻標識碼:A 文章編號:
近年來,電磁技術應用越來越廣泛,電磁輻射污染也越來越嚴重。電磁干擾、電磁輻射對生物體的影響成為了電磁輻射污染的主要危害,對人們的生產、生活造成了較大的影響。
1 電磁輻射污染的現狀
室外產生電磁輻射的系統主要包括:通信、輸電、交通、發射、武器等。首先,通信。通信基礎設施,例如基站天線等,會產生電磁干擾。不合理架設的天線容易導致居民受到電磁輻射污染。隨著城鄉一體化進程的加劇,郊區出現了越來越多的大功率電磁波發射基站,產生了大量的電磁輻射。其次,輸電。變電站、高壓電纜、高壓輸電線等高壓輸電設備在城市、鄉村中分別越來越密集,加劇了電磁輻射污染。第三,發射。為了方便信息、文化交流,發射系統持續運行。一些規劃不當的發射系統,對附近區域造成了較大的電磁干擾。第四,交通。城市交通運輸業的迅猛發展,提高了電磁輻射強度的峰值。高數量、多品種的交通工具在運營中會對通訊、廣電設施的正常信號造成一定程度的干擾。此外,室內電磁輻射污染也不容忽視,人們根據自身喜好使用的一些帶有電磁輻射的產品,加劇了室內電磁輻射污染的強度。隨著電磁輻射污染的加劇,人們越來越關注電磁污染的防護。為了提高電磁污染防護的效率,就應針對電磁輻射污染的現狀、種類與危害,采取嚴格執行相關法規、電磁輻射控制技術應用、加強個體防護等防護措施。
2 電磁輻射污染的種類
電磁輻射會對環境造成電磁干擾。按照電磁干擾源發射的電磁波強弱程度,可以將電磁干擾源分成兩大類:強電磁干擾源和弱電磁干擾源。強電磁干擾源不但會導致系統或設備效能降低,還會對生物體造成影響。強電磁干擾源往往有著較窄的輻射頻譜。弱電磁干擾源會導致抗干擾強度不高的系統、電子設備、電器的效能降低。弱電磁干擾源往往有著很寬的頻譜,頻率范圍通常會跨越幾個數量級。按照不同的電磁能量利用目的,可以將認為的電磁輻射污染源分成三大類。首先,正常工作不會產生超出標準范圍的電磁能量的設備。此類設備主要包括變壓器、送電線、絕大多數電子設備、家用電器、信息技術設備等。其次,需要利用電磁能量進行正常工作的設備,此類設備在某一區域為某一特定的對象服務,將電磁能量控制在一定的范圍之內,不向其他地方泄漏電磁能量。此類設備主要包括醫療、科學、工業射頻設備等。第三,需要將電磁波輻射出去才能完成正常工作的設備。此類設備主要包括雷達、通信、電視、廣播等。
電磁輻射產生于電子設備和電氣裝置,主要有以下幾類來源:第一:廣電設備與電訊設備。長壽廣播電視發射塔、渡舟等地的微波通訊站、地面衛星通信站、尋呼通信基站等,這些設備大功率定時或不定時發射。第二:工業用電磁輻射設備:主要有長壽晏家工業園區、江南的重鋼的高頻爐(包括高頻感應爐、高頻淬火爐、高頻熔煉爐、高頻焊接爐及電子管的排氣、烤消、退火、封接、釬焊,半導體的外延、區熔、拉單晶等。)、塑料熱合機(包括高頻熱合機、塑料焊接機等。)、高頻介質加熱機、高頻烘干機、放電加工機床、各種類型電火花加工設備等。第三:電力系統設備。包括發電廠、高壓輸配電線、變壓器以及數以千計的電動機等。第四:交通系統。各種汽車、電動車等。第五:各類家用電器。包括電子鬧鐘、吹風機、微波爐、電視機、電冰箱、計算機、空調和電熱毯等。
3 電磁輻射污染的危害
電磁輻射污染的危害主要表現在兩個方面:電磁干擾、電磁輻射對生物體的影響。
3.1 電磁干擾。電磁波充斥在人們生活的空間里,不同的電磁波會相互干擾。環境周圍輻射源的數量,每個輻射源的輻射持續時間、帶寬、波形、頻率、振幅等參數,各個輻射源的距離等因素是隨機變化的,從而形成了難以預料的干擾電磁場。電磁輻射將會干擾儀表、儀器、電子設備等,降低設備性能,產生諸多不良后果,例如系統可用性降低、出現延遲、信息重復、信息不準確等,造成任務無法順利完成,電磁干擾嚴重時甚至會引發事故。
3.2 電磁輻射對生物體的危害。電磁輻射對生物的危害主要表現在三個方面:熱效應、非熱效應、累積效應。熱效應指的是高頻電磁波對生物機體細胞造成的“加熱”影響。高頻電磁波穿越生物表層“加熱”內部組織,生物體內部組織難以散熱,從而造成嚴重的“燒傷”。熱效應導致生物肌體升溫,干擾各個器官的正常工作,對生育系統、視覺系統、心血管系統均造成了一定的破壞。非熱效應指的是低頻電磁波對生物體造成的影響。低頻電磁波輻射人體后,體溫沒有明顯變化,但是身體本身的微弱電磁場已經受到了干擾,人體保持平衡狀態的電磁場被打破,使得細胞、淋巴液、血液等發生變化,將會導致遺傳基因突變、脫氧核糖核酸受損,從而導致一系列疾病,例如嬰兒畸形、腫瘤、白血病等。非熱效應包括化學效應和物理效應。電磁場對生物體造成的化學效應比熱效應具有更大的殺傷力。累積效應指的是熱效應和非熱效應作用于生物體后,造成的傷害沒有得到有效的恢復,又再次受到電磁輻射,傷害程度累積。電磁輻射污染的累積效應是長期的,嚴重時會對生命造成威脅。
4 對電磁輻射污染的防護措施
4.1 嚴格執行相關法規
電磁輻射污染防護的基本前提是嚴格執行電磁輻射污染防治的相關法律法規。建立、健全電磁輻射污染管理體制,例如加強對電磁輻射設施運作的審批、監督力度。對公共場所的電磁污染進行檢測,為電磁輻射污染防護提供目標與方向。客觀、合理評價新建項目或改建項目的電磁輻射污染程度,在項目建設期間,根據相關法律法規加強監管工作。
4.2 電磁輻射控制技術應用
合理應用電磁輻射控制技術是電磁輻射污染防治的重要措施。電磁屏蔽技術、高頻接地、濾波技術、植物綠化、電磁輻射防護材料的使用等是目前重要的電磁輻射控制措施。電磁屏蔽技術是利用電磁輻射擴散抑制材料,將環境和電磁場源隔離,將電磁輻射控制在一定的范圍之內,從而達到電磁輻射污染防護的目的。對高頻電磁場進行屏蔽是電磁屏蔽技術的重要應用。高頻接地能夠將屏蔽體內部的射頻電流導入大地,確保屏蔽體不成為二次輻射源,提高屏蔽作用。高頻接地可以利用自然接地體,節省費用。濾波技術能夠有效的抑制電流干擾,既要屏蔽無用信號,又要確保實用信號通過。植物綠化是利用植物能夠吸收電磁能量的功能,吸收電磁波。在電磁輻射污染相對嚴重的地區,種植大面積的樹木,能夠促使電波傳播衰減,降低電磁輻射對人體的危害。電磁輻射防護材料的合理使用,能夠吸收或反射電磁輻射,最大程度地衰減電磁場場強。
4.3 個體防護
具體到個體層面,電磁輻射污染防護可以從以下幾個方面著手。首先,在家用電器、手機等私人物品的使用上,應購買合格產品,不要集中擺放,并使用時注意保持距離。其次,在變電站、高壓線、電磁波發射塔、電視臺附近工作的人員,應注意采取相應的防護措施,并對自身的身體各項指標進行檢測。最后,在飲食上,可以多食用蛋白質、維生素A、維生素C豐富的食物,例如海帶、西紅柿、胡蘿卜等,以增強機體抵抗力。
5 結束語
綜上所述,電磁輻射污染是隨著電磁技術應用的廣泛應用而加劇的,為了防治電磁污染危害,就必須采取相應的控制措施,降低電磁污染危害程度。
參考文獻:
上述兩個現象,在風扇、吹風機上同樣成立。雖然緊貼風扇處電磁輻射值較大,達到412毫高斯,但在正常使用距離下,電磁輻射值已經驟降為0.26毫高斯。同理,緊貼著電吹風電機位置,電磁輻射值為633毫高斯,在出風口處其電磁輻射值僅為10毫高斯。
一提到輻射,可能有些小讀者就會想到可怕的核輻射。確實,那些核電站事故和原子彈爆炸后留下的慘狀經常出現在新聞和電影中,這也導致了大家對電磁輻射沒有什么好印象。其實,核輻射和日常我們接觸的輻射之間是有著巨大區別的。
誰真見過電磁輻射?那肯定是沒有的,因為它根本就是看不見、摸不著的。當我們用磁鐵去吸金屬物體的時候,會發現物體還沒接觸到磁鐵,就開始“蠢蠢欲動”了。這就是磁性的威力。當然,我們是看不到這種“磁力”的。同樣,我們打手機的時候,我們也看不見手機發射出的電波是怎么傳遞的。因為電和磁這對“小伙伴”是通過在空氣中傳遞能量,來完成它們的“工作”的。所以,不管是有“磁”的物體,還是有“電”的物體,都會產生電磁輻射。
什么東西會產生電磁輻射?
這個問題好像太簡單了一些,因為電視里、網絡上總是在介紹手機啊、電腦啊、微波爐啊、電吹風啊……只要是用電的設備就會產生電磁輻射,這誰不知道???
那么我問你,地球會不會有電磁輻射呢?人體會不會有電磁輻射呢?埋在地下的磁鐵礦、天上的雷電,這些都有電磁輻射嗎?
答案是肯定的,因為它們都有電和磁。所以說,電磁輻射的來源不光是人造的一些電器,天然的東西只要帶上了磁和電,也同樣會產生電磁輻射。
如果暴露在電磁輻射中會發生什么?
現在,暴露在電磁輻射之中并不是什么奇怪的事情。電作為一種能源,早就是我們生活的必需品了。即使你的住處遠離高壓電線和發電廠,家里也一定會有很多的家用電器。從電力的產生、傳輸到家用電器和工業設備,無論家居還是工作,每個人都多多少少會暴露在微弱的電磁輻射之中。那么,這對我們的身體又會產生什么影響呢?
首先我們要知道,即使在沒有外界干擾的情況下,在我們人體內,作為正常身體功能的一部分,也會有一種很微弱的電流存在。這就是生物電的現象。比如,通過心臟的神經電流就是非?;钴S的,醫生可以用心電圖來記錄下它們。而且,體內的這種電流也會受到外來電磁輻射的影響。
這么一說,可能有的小讀者就要害怕了:完了,要是電磁輻射影響了我大腦里的電流,那會不會傷害我的大腦???害得我智力下降,考試考得不好……哈哈,這個借口可是絕對不管用的,因為平時我們在生活中接觸到的電磁輻射強度是很低的,大部分都會被我們的皮膚反射掉,進入體內的那一小部分也會被肌肉和血液吸收,變成熱能。不過,這并不能幫助我們在冬天“取暖”,因為它們實在是太弱了。
只有當電磁輻射的強度達到一定程度的時候,才會對身體造成直接的傷害。但在正常的情況下,我們是絕對接觸不到這些高強度輻射的。特別是我們平時使用的家用電器,都是按照嚴格的輻射標準來制造的。在確保它們對人體無害的情況下,才可以出廠銷售。
下面就讓小編介紹一下我們身邊的一些電磁輻射源,以及它們的電磁“危害指數”。
手機傳遞信息靠的是無線電波。一臺手機,就等于是一個電波的發射器。于是大家便會很自然地想到――這個東西的輻射量一定會很大。然而真實的情況并不是這樣。首先,手機的用電功率是很小的,這么大的一塊電池,就可以夠它使用幾天了。其次,在用手機打電話的時候,并不是要把電波一直傳送到遠方的另一臺手機上才能通話,而是把信號發送到附近的手機基站,距離并不太遠。因此,手機實際發出的電磁輻射大大低于國際上的安全標準。
在這里小編告訴大家,輻射的強弱和剩余電量沒有任何關系,反倒是和手機信號的強度有關系。經過儀器測試,“一格信號”相比較“滿格信號”,輻射強度可能要增加1000倍之多,可即使增加了這么多倍,也還是沒有超過安全標準。這就好像我們說人比蝸牛跑得快1000倍,但那并不是因為人跑得有多快,而是蝸牛跑得實在太慢了。
電腦
小編我每天都坐在辦公室里面對著電腦,這一條我最關心了。于是這次小編親自上陣,找來了專用的檢測儀器,對著我自己的這臺“古董電腦”前前后后左左右右一頓比劃,結果發現,任何一個位置上測到的輻射量都沒有超過國際安全標準。唉,原來我是白擔心了!電腦的輻射根本就不大。
等等,有的小讀者要問了,那我的仙人掌不是白養了?人家可是說仙人掌能夠吸收輻射的。還有,人家說每次用過電腦都要洗臉,也是為了防輻射啊,難道這也都白洗了?
嘿嘿,你說對了,先不說電腦輻射本來就沒什么可怕,用兩種方式“防輻射”完全是無用功――洗臉頂多能讓你精神一點兒,仙人掌嘛,還是以綠化的作用為主吧。
吹風機
不知道從什么時候開始,網上都在流傳電吹風是個“高輻射殺手”。因為是用來吹頭發,所以離頭部很近。而且它的功率可比手機要大多了。小讀者們可以找來家里的電吹風看看,一般的功率都有1000瓦左右。這么高的功率,它的電磁輻射肯定會比手機大啦。
不過,因為功率大,就說它危害性大,這可不一定了。因為電磁輻射的種類也是不同的。與微波爐里用來加熱的微波相比,電吹風的輻射危害性要小得多。雖然功率很大,但是它的輻射量也沒有超過安全標準,所以是不會產生什么危害的。
微波爐
微波本身是一種電磁波。能夠如此迅速地加熱食物,這種微波的能量自然是不小了。那微波爐對人體豈不是非常有害了嗎?