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电磁辐射的危害与防护

电磁辐射的危害与防护

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 随着科学技术的进步,无线电技术已经被广泛应用于国防、工农业生产、交通运输、通讯、信息产业等各个领域并深入到千家万户,它给人类创造了巨大的物质文明,但同时也把人们带进了一个充满人造电磁辐射的环境里。电磁辐射污染成为继废水、废气、固废、噪声污染之后的又一大影响城镇居民身体健康的重要污染源。由于电磁辐射无形、无色、无味、无声,而且产生电磁辐射的设备都是与人们关系密切的东西,如输电线路为人们带来了光明,广播电视为人们提供了新闻娱乐,手机为人们的通讯带来了前所未有的便利,所以电磁辐射被称为是“充满柔情的空中杀手”。
    1 中磁辐射的产生及分类
    1.1 电磁辐射的产生
    任何交流电在其周围都要形成交变的电场,交变的电场又产生交变的磁场,交变的磁场又产生交变的电场,这种交变的电场与交变的磁场相互垂直,以源为中心向周围空间交替地产生并以一定的速度传播,称为电磁波。在电磁波向外传播的过程中,会有电磁能量输送出去,这种现象称为电磁辐射。一般来说,雷达系统,电视和广播发射系统,射频感应及介质加热设备,射频及微波医疗设备,各种电加工设备,通信发射台站,卫星地球通信站,大型电力发电站,输变电设备,高压及超高压输电线,地铁列车和电气火车以及大多数家用电器等都可以产生各种形式、不同频率、不同强度的电磁辐射源。有5种人特别要注意电磁辐射污染:工作在以上环境或附近的人员;经常使用电脑、电子仪器、医疗设备、办公自动化设备的人员;生活在现代电器自动化环境中的工作人员;佩戴心脏起搏器的患者;生活在以上环境里的孕妇。
    1.2 电磁辐射的分类
    电磁污染源一般分为天然和人为的2大类,天然的电磁污染,如雷电、火山喷发,地震和太阳黑子活动引起的磁暴等都会产生电磁干扰。人为的电磁污染主要来自高频感应加热设备(如高频淬火、高频焊接、高频熔炼等),高频介质加热设备(如塑料热合机、高频干燥处理机、介质加热联动机等),短波与超短波理疗机,无线电发射机,微波和加热器与发射设备,以及汽车火花干扰源等等。目前城市环境中的辐射污染源主要是调频广播和电视的发射天线,电磁污染及传播的主要途径是空间辐射、导线传播和复合污染。
    2 机理
    电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应等。热效应是指人体中的水分子受到电磁波辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响到体内器官的正常工作。水是构成人体的重要组成部分,生物水具有很强的偶极性。当人体处于电磁场中时,人体的极性分子(如水)在电场作用下(形成偶极子)有一定的取向性,即在自然状况下排列较为紊乱的极性分子按阴阳极调整排列,即产生取向运动。在交变电流电磁波不断变化的情况下,极性分子将随着频率变化而来回排队。这样,在分子运动时会互相碰撞摩擦而产生热,在交变频率高时,产生的热来不及失散,从而使机体温度上升,表现出热效应。电磁振荡频率越高,体内分子取向作用越剧烈,热作用也就越突出,产生的损伤也越严重。当被人体吸收的电磁波能量达到一定强度时会使人体发热而出现高温生理反应,严重时人体将出现如神经衰弱、白细胞减少等病变。非热效应是指人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界电磁场的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏,人体也会遭受损伤。人体受到长时间强度不大的电磁辐射时,虽然人体温度没有明显升高,但会引起人体细胞膜共振,出现膜电位改变,使细胞的活动能力受限。因此,非致热效应也被称为“谐振”效应。当超过一定强度的电磁波长时间地作用在人体时,虽然人体的温度没有明显升高,但会引起人体细胞膜的共振,使细胞的活动能力受限。这种在分子及细胞一级的水平上发生的效应既复杂又精细,会使人出现诸如心率、血压的改变及失眠、健忘等生理反应。累积效应是指热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前(通常所说的人体承受力——内抗力),再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态,危及生命。
    3 危害
    3.1 干扰电子设备
    大量的研究表明,电磁辐射会造成广播与电视不能收听、收看,自动控制信号失误,电子仪器仪表失灵,飞机指示信号失误或空中指挥信号受到干扰,干扰医院的医疗器械或病人的心脏起搏器等,从而带来大量的经济损失。
    3.2 影响易燃易爆物品
    高压线路产生的电晕在导线及其金属表面空气中的电晕放电,绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花,连接松动或接触不良产生的间隙火花放电的电磁辐射对诸如武器弹药、燃油等易燃、易爆物质产生潜在的威胁,或者使电爆管的效应提前或滞后,从而危及人身安全与财产安全。
    3.3 导弹制导系统失灵
    电离层是空间天气的重要组成部分,处在地面以上60-1000km之间。电离层是对军事通信、定位和导航产生影响的重要因素,主要通过对无线电波传播的影响来实现。强烈的太阳耀斑发生时,电离层内电子密度剧增,常导致通信完全中断以及定位和导航精度下降,在确定物体的位置时可产生几千米的误差。导弹测试设备中易受外界因素影响的有电源遥控安全系统、火工器电阻测试仪以及电气系统的检测设备。监控系统是以仪表或特种技术对导弹系统在技术准备和发射准备后,某些必须保持在一定限度内的技术参数和条件进行连续或间歇地监测,以及向导弹传输指令和监测控制的系统。
    3.4 对人体的危害
    电磁波可以干扰人体的生物电,尤其会对脑电和心电产生干扰,从而影响脑的正常功能和心脏活动。①它极可能是造成儿童患白血病的原因之一。医学研究证明,长期处于高电磁辐射的环境中,会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变。②能够诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖。③影响人的生殖系统,主要表现为男子精子质量降低,孕妇发生自然流产和胎儿畸形等。④可导致儿童智力残缺。⑤影响人们的心血管系统,表现为心悸,失眠,部分女性经期紊乱,心动过缓,心搏血量减少,窦性心率不齐,白细胞减少,免疫功能下降等。⑥对人们的视觉系统有不良影响,由于眼睛属于人体对电磁辐射的敏感器官,过高的电磁辐射污染会引起视力下降、白内障等。
    3.5 危害影响因素
    电磁波与生物体相互作用,可以为生物体物质所吸收,但并不是所有情况下,人们都会被电磁辐射所伤,发生“电磁中毒”。电磁辐射对人体伤害的程度与以下因素有关:①电磁场强度。人体周围电磁场强度越高,人体吸收能量越多,伤害就越重,即辐射源功率越大,距辐射源越近,电磁场强度就越高,人体受伤害就越重。②电磁辐射频率。电磁辐射频率越高,机体的热效应就越明显,对人体的伤害越重,在相互作用下,脉冲波对人体的伤害比连续波严重。③电磁波进入机体的深度。电磁波进入机体越多,对人的伤害就越大,电磁波进入机体的深度与很多因素有关,如电磁波的波段,电流形式,电磁波进入机体角度(入射角),组织含水量与组织类别,组织的介电常数与电导率等。④照射时间。电磁场对人体的伤害具有累计效应,因此,人体接受辐射的时间越长,间隔时间越短,伤害就越重。⑤周围环境。周围环境温度过高时,不利于人体散发由电磁能转化的热能,使机体内温度升高,电磁场伤害加重。⑥个体差异。电磁场对人体的伤害程度,随个体的不同而不同。一般来讲,在相同的情况下,女性较男性严重,儿童较成人严重,瘦者较胖者严重,这可能与人体的含水量有关。
    4 电磁辐射的防护措施
    预防或减少电磁辐射的伤害,其根本出发点是消除或减弱人体所在位置的磁场强度,其主要措施包括屏蔽和吸收。
    屏蔽是根据电磁波的趋肤效应将电磁能量限制在规定的空间,阻止向被保护区域扩散的技术措施。具体就是采用一定的技术手段,将电磁辐射的作用和影响限定在一定的空间内,防止其传播与扩散,通常采用板状、片状或网状的金属组成的外壳来进行屏蔽,我司的银纤维面料即是其中的一种,因其优良的导电性能和与普通面料无二的柔软性,可广泛用于服装、装饰等领域的电磁辐射屏蔽。此外,还可利用反射、吸收等减少辐射源的泄漏等来加强防护。保护环境中的辐射,其磁场强度与到辐射源的距离成反比,功率密度与距离的平方成反比。因此,只要离开辐射源一定的距离,就能明显地减小辐射。
    吸收是指利用某些特定材料的谐振特性,利用材料和自由空间的阻抗匹配将电磁辐射能量吸收掉以降低其强度,达到吸收辐射能量的目的,多用在微波设备的调试上。它要求在场源附近就能把辐射能量大幅度衰减下来,以防止对较大范围的空间产生污染。同时,可在主要辐射方向上使用功率吸收器、等效天线等波能吸收装置。另外,将屏蔽材料与吸收材料叠加制成防护板或防护罩,既可以防止电磁辐射的定向传播,又可以进行吸收以免反射产生二次污染,也可大大地降低电磁辐射的能量,起到良好的防护作用。
    此外,为了减小电磁辐射污染范围,对不同类型的辐射源应根据具体情况分别采取有效防治措施,使泄漏量最大限度地减少,达到消除污染的目的。随着家用电器和移动通讯为了减少电磁辐射的污染,建议采取以下措施进行防范:①不要把家用电器摆放得过于集中,特别是功率大、频率高、易产生电磁波的电器,一是防止相互干扰,二是不要成为辐射集中地,特别是一些易产生电磁波的家用电器,更不宜集中摆放在卧室里,以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中。②各种家用电器、办公设备、移动电话等都应尽量避免长时间操作和同时启用,应购买使用电磁辐射少的绿色家电。③注意人体与办公和家用电器的距离,离电器越远,受电磁波侵害越小。④安放微波炉时,高度应该在人体头部之下,可防止人脑和眼睛受损。使用过程中,应尽量远离。⑤尽量远离电磁辐射区,如果住房临近高辐射区域,有条件可以对电器集中地进行监测,要保持在安全环境指数以内。⑥有条件的可采用一些防护措施,如防辐射服防辐射围裙等等。多食用一些胡萝卜、菠菜等富含维生素A、维生素C和蛋白质的食物,常饮绿茶。另外食用人参类制剂、五味子、蜂王浆、枸杞等药物,以利于调节人体电磁场紊乱状态,加强肌体抵抗电磁辐射的能力,提高器官组织的恢复能力。
    5 结语
    人类本身就生活在一个巨大的电磁场里,电磁辐射无所不在,但并不是所有情况下,人们都会被电磁辐射所伤。电磁辐射的危害并没有人们想像中的那么可怕,电磁辐射只有超过一定的数值时,才会对人的身体产生不良影响。相关的单位应对此给予重视,加强宣传教育、管理工作,让广大人民群众了解电磁辐射的基本原理,掌握其防护要点,并采取必要的防护措施,尽可能地使人们免受电磁辐射带来的危害 。
 

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