電磁輻射評價(jia) 與(yu) 防護技術

一.電磁輻射的若幹基本概念

  1．常見的電磁輻射源

　2．電磁輻射場區的劃分

　　 2.1 近區場及特點

　　 2.2 遠區場及特點

　　 2.3 近區場與(yu) 遠區場劃分的意義(yi)

二．電磁輻射汙染的簡單測試

　　1．根據測試對象及環境選用測試儀(yi) 器

　　2．電磁輻射測量采用的計量單位

三．電磁輻射危害人體(ti) 的機理

　 1．熱效應

  2．非熱效應

　　3．累積效應

四．測試結果的分析及不同類型防護設備的選用

　　1. 測試結果的分析及電磁輻射方麵國標的選用

　　2. 根據測試結果選用電磁個(ge) 體(ti) 防護設備

　　3． 電磁輻射個(ge) 體(ti) 防護產(chan) 品的使用範圍

　　4． 對電磁輻射區內(nei) 工作人員的防護措施

　　5． 國內(nei) 電磁輻射防護材料的研究動態

附件：工頻電磁輻射的危害

　　隨著現代科技的高速發展，一種看不見、摸不著的汙染源日益受到各界的關(guan) 注，這就是被人們(men) 稱為(wei) “隱形殺手"的電磁輻射。今天，越來越多的電子、電氣設備的投入使用使得各種頻率的不同能量的電磁波充斥著地球的每一個(ge) 角落乃至更加廣闊的宇宙空間。對於(yu) 人體(ti) 這一良導體(ti) ，電磁波不可避免地會(hui) 構成一定程度的危害。

一．電磁輻射的若幹基本概念

　　1.常見的電磁輻射源

　 一般來說，雷達係統、電視和廣播發射係統、射頻感應及介質加熱設備、射頻及微波醫療設備、各種電加工設備、通信發射台站、衛星地球通信站、大型電力發電站、輸變電設備、高壓及超高壓輸電線、地鐵列車及電氣火車以及大多數家用電器等都是產(chan) 生各種形式、不同頻率、不同強度的電磁輻射源。

　 2.電磁輻射場區的劃分

　　電磁輻射場區一般分為(wei) 遠區場和近區場。

　　2.1近區場及特點

　　以場源為(wei) 中心，在一個(ge) 波長範圍內(nei) 的區域，通常稱為(wei) 近區場，也可稱為(wei) 感

應場。近區場通常具有如下特點：

　　近區場內(nei) ，電場強度與(yu) 磁場強度的大小沒有確定的比例關(guan) 係。即：E1377H。一般情況下，對於(yu) 電壓高電流小的場源(如發射天線、饋線等)，電場要比磁場強得多，對於(yu) 電壓低電流大的場源(如某些感應加熱設備的模具)，磁場要比電場大得多。

　　近區場的電磁場強度比遠區場大得多。從(cong) 這個(ge) 角度上說，電磁防護的重點應該在近區場。

　　近區場 的電磁場強度隨距離的變化比較快，在此空間內(nei) 的不均勻度較大。

2.2遠區場及特點

　　在以場源為(wei) 中心，半徑為(wei) 一個(ge) 波長之外的空間範圍稱為(wei) 遠區場，也可稱為(wei) 輻射場。遠區場的主要特點如下：

　　在遠區場中，所有的電磁能量基本上均以電磁波形式輻射傳(chuan) 播，這種場輻射強度的衰減要比感應場慢得多。

　　在遠區場，電場強度與(yu) 磁場強度有如下關(guan) 係： 在單位製中，E=377H，電場與(yu) 磁場的運行方向互相垂直，並都垂直於(yu) 電磁波的傳(chuan) 播方向。

　　遠區場為(wei) 弱場，其電磁場強度均較小。

2.3近區場與(yu) 遠區場劃分的意義(yi)

　　通常，對於(yu) 一個(ge) 固定的產(chan) 生一定強度的電磁輻射源來說，近區場輻射的電磁場強度較大，所以，我們(men) 應該格外注意對電磁輻射近區場的防護。對電磁輻射近區場的防護，首先是對作業(ye) 人員及處在近區場環境內(nei) 的人員的防護，其次是對位於(yu) 近區場內(nei) 的各種電子、電氣設備的防護。而對於(yu) 遠區場，由於(yu) 電磁場強較小，通常對人的危害較小，這時我們(men) 應該考慮的主要因素就是對信號的保護。另外，應該有對近區場一個(ge) 概念，對我們(men) 經常接觸的從(cong) 短波段30MHz到微波段的3000MHz的頻段範圍，其波長範圍從(cong) 10米到1米。

二．電磁輻射汙染的簡單測試

　　1．根據測試對象及環境選用測試儀(yi) 器在對某電子、電氣設備的電磁輻射進行測試時，需要注意以下問題。盡可能多的了解此電子、電氣設備的各種電氣指標、運行參數，在此前提下，確定采用不同的測試儀(yi) 器。一般來說，對近區場的電磁測試，如果測試頻段在短波段或微波段，可選用國產(chan) 的701型三維場強計或其它三維場強計，其測試頻率範圍大致在幾百KHz至1GHz左右。對變電站或高壓、超高壓輸電線進行測試時，應選用工頻電磁場測試設備。對遠場區測試時，根據不同的測試頻段，可選用頻譜儀(yi) 或幹擾場強測試儀(yi) 。測試時，應按照《輻射環境保護管理導則電磁輻射監測儀(yi) 器和方法》HJ/T10.2-1996的要求進行測試。

　　2．電磁輻射測量采用的計量單位通常，對大於(yu) 300MHZ的微波頻段，采用平均功率密度mW/cm2作為(wei) 計量單位，小於(yu) 300MHZ的頻段，采用電場強度V/m和磁場強度A/m作為(wei) 計量單位。在進行電磁環境測量時，幹擾場強國家計量標準采用單位為(wei) mV/m，用分貝表示時，1mV/m=0dB。

三．電磁輻射危害人體(ti) 的機理電磁輻射危害人體(ti) 的機理主要是熱效應、非熱效應和累積效應等。

　　1．熱效應：人體(ti) 70%以上是水，水分子受到電磁波輻射後相互摩擦，引起機體(ti) 升溫，從(cong) 而影響到體(ti) 內(nei) 器官的正常工作。

　　2．非熱效應：人體(ti) 的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們(men) 是穩定和有序的，一旦受到外界電磁場的幹擾，處於(yu) 平衡狀態的微弱電磁場即將遭到破壞，人體(ti) 也會(hui) 遭受損傷(shang) 。

　　3．累積效應：熱效應和非熱效應作用於(yu) 人體(ti) 後，對人體(ti) 的傷(shang) 害尚未來得及自我修複之前（通常所說的人體(ti) 承受力---內(nei) 抗力），再次受到電磁波輻射的話，其傷(shang) 害程度就會(hui) 發生累積，久之會(hui) 成為(wei) *性病態，危及生命。對於(yu) 先進接觸電磁波輻射的群體(ti) ，即使功率很小，頻率很低，也可能會(hui) 誘發想不到的病變，應引起警惕。多種頻率電磁波特別是高頻波和較強的電磁場作用人體(ti) 的直接後果是在不知不覺中導致人的精力和體(ti) 力減退，容易產(chan) 生白內(nei) 障、白血病、腦腫瘤，心血管疾病、大腦機能障礙以及婦女流產(chan) 和不孕等，甚至導致人類免疫機能的低下，從(cong) 而引起癌症等病變。

　　統計數字表明：經常在顯示器前工作的人群中，上述疾病的發病率明顯高於(yu) 普通人群。電磁輻射是主要原因之一。

四．測試結果的分析及不同類型防護設備的選用

　　1.測試結果的分析與(yu) 電磁輻射方麵國標的選用在對輻射源周圍環境進行電磁輻射測試之後，應將電磁測試結果與(yu) 相應的國標做對照，我國已經頒布的電磁兼容方麵的環境標準及法規有數十項，應根據現場的情況，采用適合此環境的國標或行業(ye) 標準。

　　常用的電磁方麵的標準是《電磁輻射防護規定》(GB8702-88)、《環境電磁波衛生標準》(GB9175-88)、 工業(ye) 、科學、醫療射頻設備無線電幹擾輻射允許值(GB4824.1-84)。各標準限值如下。

表１環境電磁波容許輻射強度分級標準(GB9175-88)

　　波長 單位 容許場強

　　一級（安全區） 二級（中間區）

　　長、中、短波 V/m < 10 < 25

　　超短波 V/m < 5 < 12

　　微波 μW/cm2 < 10 < 40

　　混合 V/m

　　按主要波段場強；若各波段場強分散，則按複合場強加權確定。

　　在對一般環境的電磁輻射分析中，應主要選用《環境電磁波衛生標準》主要選用《環境電磁波衛生標準》(GB9175-88)，根據輻射源的主要輻射頻率，參照表2，找到其輻射強度限值。注意掌握三個(ge) 標準限值，一般我們(men) 把居民居住的環境按一級安全區處理，則其標準限值為(wei) ：在長、中、短波，電場強度應小於(yu) 10V/m；在超短波段，電場強度應小於(yu) 5V/m；在微波波段，其輻射功率密度應小於(yu) 10μW/cm2。考慮到對在電磁輻射環境內(nei) 工作人員的保護，我們(men) 建議在職業(ye) 安全衛生領域，采用《電磁輻射防護規定》(GB8702-88)的相應限值。

　　將測試結果與(yu) 國標對照後，如果發現測試結果超過國標限值，應考慮采取防護措施。首先應該考慮在輻射源的設備上采取措施，盡可能將其輻射值降低至國標限值之下。如果因為(wei) 條件所限，無法降低輻射源周圍的電磁場強度，而作業(ye) 人員又必須在此環境下工作，或其它人員必須在此環境下生活，則對這些人員應該采取個(ge) 體(ti) 防護措施。

2．根據測試結果選用電磁個(ge) 體(ti) 防護設備

　　隨著人們(men) 物質文化水平的不斷提高，各種家用電器：彩電、錄像機、VCD、家用電腦、微波爐、電磁爐、無繩、手機等相繼進入千家萬(wan) 戶，這些家用電器和電子設備在使用過程中都會(hui) 向環境空間發射與(yu) 漏泄一定強度的電磁波，電磁輻射已成為(wei) 繼水汙染、大氣汙染、噪聲汙染之後當今人們(men) 生活中的第四大汙染。因此，許多研究機構和生產(chan) 廠家都在相繼研究開發防電磁輻射的民用產(chan) 品，以減少電磁輻射對人類健康的危害。現在看來，穿著防電磁輻射的服裝是比較方便有效的方法。

　　一般來說，作業(ye) 人員所處環境的電磁場強度超過國標限值或者作業(ye) 人員所處環境的電磁場強度未超過國標限值，但與(yu) 此限值比較接近，而作業(ye) 人員又需要長時間在此環境工作時，都應考慮采用輻射防護用品。選用個(ge) 體(ti) 防護產(chan) 品時，應首先確定電磁輻射的衰減度，然後，參照各種產(chan) 品說明中對電磁波的衰減參數，確定使用何種形式的防護用品。降低電磁輻射方麵的個(ge) 體(ti) 防護用品主要包括裝、防護眼鏡及輻射防護屏。 目前國內(nei) 已經開發出多種麵料的裝。裝中有：防護襯衫，防護圍裙，防護馬甲，防護大褂，護胎寶，孕婦裙，夾克套裝等，此外還有用於(yu) 設備屏蔽的屏蔽布等。表3列出了常用的電磁輻射方麵的個(ge) 體(ti) 防護產(chan) 品、製成材料及屏蔽效能。

　　裝是根據屏蔽或吸收原理製作的。防護眼鏡是用於(yu) 保護操作人員的眼鏡免受傷(shang) 害，對於(yu) 防護眼鏡的要求是：透視度要足夠高，不影響視線；屏蔽效果要好（原則上應保證屏蔽後場強控製在國標限值之下）；重量輕，鏡麵啟動靈活。防護眼鏡的基本材料是金屬網或金屬膜。

表2 常用電磁輻射個(ge) 體(ti) 防護產(chan) 品

　　品名 分類與(yu) 規格 采用功能性的材料 屏蔽效能

　　男襯衫 不鏽鋼纖維 20-30dB

　　女襯衫 不鏽鋼纖維 20-30dB

　　男短袖襯衫 不鏽鋼纖維 20-30dB

　　女短袖襯衫 不鏽鋼纖維 20-30dB

　　防護圍裙  不鏽鋼纖維 20-30dB

金屬化鍍膜材料

　　防護馬甲 不鏽鋼纖維 20-30dB

金屬化鍍膜材料 20-30dB

　　防護大褂  不鏽鋼纖維 30-40dB

金屬化鍍膜材料 30-40dB

　　孕婦裙 不鏽鋼纖維 20-30dB

　　肚兜 不鏽鋼纖維 20-30dB

　　孕婦褲 不鏽鋼纖維 20-30dB

　　夾克防護套裝 不鏽鋼纖維 30-40dB

屏蔽布 不鏽鋼纖維布 50-58dB

化鍍鍍膜布 50－58dB

　　屏蔽布(麵料) 不鏽鋼纖維 20-30dB

　　屏蔽裏子綢 不鏽鋼纖維 10－18dB

　　屏蔽襯衫布 不鏽鋼纖維 20-30dB

　　防護屏(玻璃) 14－17寸鍍膜 20-25dB

　　防護鏡 平鏡 鍍膜 10-15dB

近視及其它功能 鍍膜 10-15dB

　　製成裝的麵料對於(yu) 電磁波的防護起著決(jue) 定性的作用。因此在選用電磁輻射裝時，應了解裝所采用的麵料，是否是大的專(zhuan) 業(ye) 廠家製造的，並且是否有電磁輻射專(zhuan) 業(ye) 檢測部門的檢測證書(shu) 。在確保這兩(liang) 條的前提下，再考慮服裝的做工和美觀是否符合要求。

3．電磁輻射個(ge) 體(ti) 防護產(chan) 品的使用範圍

　　電磁輻射個(ge) 體(ti) 防護產(chan) 品可應用於(yu) ：

　　直接從(cong) 事電磁波作業(ye) 及間接接受電磁影響人員的防護；

　　帶心髒及其他對電磁輻射敏感人群的防護；

　　可與(yu) 其他吸波材料配合，製成多頻譜兼容偽(wei) 裝隱身材料，將在現代戰爭(zheng) 中發揮重要作用。

　　除了上述個(ge) 體(ti) 防護的範圍以外，還可根據實際需要，做成窗簾、屏幛，對特殊環境予以防護；做成罩、套，對有關(guan) 的電磁波輻射源進行屏蔽防護。

4．對電磁輻射區內(nei) 工作人員的防護措施

　　推測或檢測到射頻功率密度超過50mW/cm2的區域，應認為(wei) 是電磁輻射潛在危險區。

　　人員容易誤入的危險區域應設有警告標記。除非有緊急情況，凡經計算或用場強計測量超過50mW/cm2的區域，不允許人員在未采取防護措施的情況下進入。

　　應防止大功率信號發生器在試驗過程中放電，因為(wei) 它將對其周圍區域內(nei) 產(chan) 生大於(yu) 50mW/cm2的電磁輻射。在做此類操作時，應用假負載或其它吸收材料吸收其輸出能量。

　　應利用保護用品使輻射危害減至小。必須保證在發射天線射束區內(nei) 工作的維護人員穿好保護服裝。

　　應該禁止身上帶有金屬移植件，心髒等輔助裝置的人員進入電磁輻射區。

　　應給受到輻射源，電磁能和高壓裝置輻射的人員作定期身體(ti) 檢查。

5．國內(nei) 電磁輻射防護材料的研究動態

　　隨著人們(men) 對電磁環境的重視和科學技術的進步，近一兩(liang) 年來，又有許多新型的屏蔽織物研製成功。比較典型的是由北京某公司研製的新型防輻射服裝麵料，這種服裝麵料是用不鏽鋼纖維、棉纖維、滌纖維和麥飯石纖維混合紡織而成的，這種麵料做起來的服裝穿起來和普通服裝沒什麽(me) 差別，但具有防電磁輻射、抗靜電、耐洗滌、透氣性好、柔軟、舒適和保健等功能。

　　此外，上海研製成功采用多離子織物和金屬化纖維織物的電磁輻射屏蔽材料。多離子織物是采用目前的物理和化學工藝，對纖維進行離子化處理。該產(chan) 品以吸收為(wei) 主，將有害的電磁輻射能量通過織物自身的特殊原理轉變成熱能散發掉，從(cong) 而避免了環境二次汙染、淨化了空氣。由於(yu) 織物中含有大量金屬陽離子可起到殺菌除臭作用，對皮膚無刺激，有助人體(ti) 表皮微循環。同時具有防靜電、防部分X射線及紫外線等功能。多離子織物是目前上屏蔽低、中頻段電磁輻射的民用防護材料。

補充：工頻電磁輻射的危害

　　根據研究及相關(guan) 測試表明，變壓器、超高壓配電裝置和超高壓輸電線在運行中，會(hui) 形成一定強度的工頻電磁輻射。據相關(guan) 資料顯示，550KV輸電線的工頻電場輻射在距地麵1.5m處達到9.7KV/m之高。工頻磁場對計算機顯示器偏轉係統可能產(chan) 生較嚴(yan) 重的幹擾，具體(ti) 現象是，使顯示器的顯示畫麵發生抖動，顯示器邊緣可能出現色斑。高強度的工頻電磁輻射還可能造成計算機死機。

　　高壓架空電力線路和變電站的運行，會(hui) 產(chan) 生無線電噪聲，這種無線電噪聲嚴(yan) 重時，會(hui) 對電力線路和變電站附近居民的無線電（主要是中、短波廣播）接收和專(zhuan) 業(ye) 無線電台站的工作造成騷擾影響。由於(yu) 電力線路和變電站占地大，尤其是電力線路長度可能達幾百公裏，影響範圍廣，通常情況下，架空電力線路和變電站無線電噪聲的產(chan) 生有三類根源：分別是，在導線及其金屬表麵處空氣中的電暈放電；絕緣子承受高電位梯度區域中放電並產(chan) 生火花；連接鬆動或接觸不良產(chan) 生的間隙火花放電。當運行電壓在100KV以上（通常導線表麵電位梯度>12KV/cm）時，*種根源占據主導地位，成為(wei) 不可消除的，屬線路固有的特性。

　　此文側(ce) 重電磁輻射的個(ge) 體(ti) 防護和測試，有必要就電磁輻射對其他電子設備的幹擾和其他電磁兼容問題作進一步的論述。