电磁辐射及其对人体的影响

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1、电磁辐射及其对人体的影响,电磁辐射及其对人体的影响,人类生存的地球本身就是一个大磁场，它表面的热辐射和雷电都可产生电磁辐射，太阳及其它星球也从外层空间源源不断地产生电磁辐射。 严格地讲，处于绝对零度（-273）以上的任何物体（包括人体），都会以电磁波的形式向外辐射一定波长能量。 基于此原理的“辐射计”在军事、民用领域得到广泛应用。,电磁辐射及其对人体的影响,电磁辐射对人体的影响分两种频段： 工频段（50Hz或60Hz ）辐射和射频段辐射。 工频段辐射的国家标准： 电场强度限值为4000V/m。 磁感应强度为0.1mT。 射频辐射国家标准限值： 40W/c， 对于一般公众环评取值为其20%。,电

2、磁辐射及其对人体的影响 工频辐射,50赫兹的工频辐射称为电磁感应，其辐射性质较弱，不会危害人体健康。 高压电的影响可分为四个方面： 工频电场、工频磁场、电磁辐射干扰和地电位。 在220千伏以下，工频电场和磁场的影响小。主要是电磁辐射干扰(以电晕放电和间隙击穿为主)和地电位。,电磁辐射及其对人体的影响 工频辐射,如果电话等线路和高压线平行的话，电磁辐射干扰和噪声就会很大。 间隙击穿发生在高压输电线上两个互相靠近、电位不等的尖端之间。 间隙击穿时，放电电流产生很宽的辐射频谱，一直延伸到特高频段。 电晕放电是由高达几万到几十万伏的电压产生很强的电场，引起周围粒子激烈的惯性碰撞 过程，形成干扰，其频谱

3、在数兆赫以下。,电磁炉,电磁炉原理： 利用线圈盘在控制电路的作用下产生低频（2025kHZ）交变磁场，经过导磁性好的铁磁性金属锅具产生大量密集涡流，涡流的焦耳热效应使导体升温，从而实现加热，其能源效率高。 电磁炉产生的磁场能量不可能100%被锅具吸收，部分磁场从锅具周围向外泄漏，就形成电磁辐射。 在操作时候距离应大于40cm。,电磁辐射及其对人体的影响 -射频电磁辐射,射频电磁辐射包括2种：电离性辐射和非电离性辐射： 电离性辐射： 一些高频电磁波的光子携带的能量足以大到破坏分子间化学键。 在电磁波谱中，放射性物质产生的伽马射线、宇宙射线和X光具有这种特性，被称作“电离性辐射”，如X光透视和CT

4、（ CT是用X线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描）。,电磁辐射及其对人体的影响 -射频电磁辐射,非电离性辐射： 光子的能量不足以破坏分子化学键的电磁场称作“非电离性辐射”。 我们常说的电磁辐射指“非电离性辐射”性质的微波辐射 。 微波辐射及其对人体危害，表现为热效应和非热效应以及累积效应。,电磁辐射及其对人体的影响,热效应： 人体70%以上是水，水分子是极性分子，水分子受到电磁波照射后相互摩擦，引起肌体升温，从而影响到体内器官的正常工作。 体温升高引发各种症状，如心悸、头胀、失眠、心动过缓、白细胞减少，免疫功能下降、视力下降等。,电磁辐射及其对人体的影响,非热效应： 人体的器官和组织都存在微

5、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将遭到破坏。 它使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变，可导致胎儿畸形或孕妇自然流产；影响人体的循环、免疫、生殖和代谢功能等。,微波辐射及其对人体的影响,累积效应： 热效应和非热效应作用于人体后，当对人体的影响尚未来得及自我恢复之前，若再次受到过量电磁波辐射，其影响程度就会发生累积，久而久之会形成永久性累积影响。 所以，对从业人员须考虑接触辐射的时间。,微波辐射及其对人体的影响,微波辐射标准： SAR=肌肉吸收功率/肌肉质量。 职业照射： 在每天8小时工作期间内，任意连续6分钟，全身平均比吸收率（SAR）应小于0.1

6、W/kg。 例如50公斤体重人应小于5W。,微波辐射及其对人体的影响,公众照射： 在 1天24小时内，任意连续 6分钟全身平均的比吸收率（SAR）应小于0.02W/kg （美国标准是2W/kg） 。 电场强度小于12伏/米或者功率密度小于40微瓦/每平方厘米。,移动通信和手机,移动通信（mobile communications） 移动通信系统由移动设备（手机）、基站、移动交换局组成。 呼叫对方时，附近的基站收到信号，通过移动交换局向全网发出（基站）呼叫，被叫方收到后发出应答信号，移动交换局收到应答后分配一个信道给该用户，并从此话路信道中传送一信令使其振铃。由此建立双方通信。,移动通信组成,手

7、机,移动分系统,基站天线,1）全向发射、全向接收方式； 2）全向发射、定向接收方式； 3）定向发射、定向接收方式。 频道数较少的基站(如位于郊区)常采用全向发射、全向接收。 频道数较多的基站采用全向发射、定向接收的方式，且基站的建立也比郊区更为密集。,基站天线,基站天线,基站天线,基站的辐射,基站发射功率一般10-30W，边远地区可达300W。 接收点的功率密度与距离平方成反比，与波长成正比： 例如频率1GHz，波长30cm，基站30W的发射功率，在10m处功率为3mW。,基站的辐射,基站的密度越大，其发射功率越小，辐射越低。 国家环保部曾监督测试过上千部基站，天线高度为35-55米。 测试结

8、果表明： 发射功率为20瓦的基站，基站天线附近10米的功率密度是6微瓦/平方米。远低于安全值。 比较而言，我们更应关注手机辐射。,手机,手机最早是由美国贝尔实验室在1940年的战地移动电话机发展而来。 1973年美国摩托罗拉公司的工程师马丁库伯发明了世界上第一部商业化手机。 1985年，现代意义上的可以商用的移动电话诞生（1G时代），重量达3公斤。被称为“大哥大”。 迄今为止，已发展至4G时代，并即将进入5G时代。,手机,随着技术进步，手机越来越小巧，功能越来 越强大： 1987年重量750克 1991年重量250克 1996年重量100克 1999年重量60克以下 2013年重量32克尺寸

9、32mm70mm10.7mm 全频手机、刷脸手机，等等。,手机,手机分为智能手机和非智能手机： 智能手机： “掌上电脑+手机=智能手机”。 它像个人电脑一样，具有独立操作系统，大多数是电容触摸屏，也有部分是电阻触摸屏，功能强大、实用性高。,手机,第一代手机（1G）：模拟的移动电话 大哥大。 第二代手机（2G）：常见的手机 数字手机。 第三代手机（3G）：将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合。 它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括上网、电话会议、电子商务等信息服务。 第四代手机（4G）：能够传输高质量视频图像，图像传输质量与高清晰度电视不相上下。,手机,第五代手机（5G）： 1

10、）毫米波频段，系统容量高100-1000倍； 2）任何地方的用户数据率可达1Gpbs，同时收发；通俗的对比：4G时代，下载一部2GB大小的高清电影需要5.3分钟，5G时代，将缩减至6.4秒甚至更快。 3）每个区域连接设备比4G高10-100倍，用户间可直接通讯； 4）电池寿命高10倍，充电时间1毫秒内。,手机,5G时代，人和人，人和物，物和物都将连成一体。 无处不在的实时视频分享、随时随地云接入、虚拟现实、3D影像等都将成为现实。 手表、眼镜、牙刷、球鞋、自行车等个人物品，城市的停车位、垃圾箱、广告位、路灯等基础设施，都可以连成一体。,基站组成,基站是在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中

11、心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。 基站包括： 无线发射/接收设备、天线和所有无线接口信号处理部分。 基站分为： 宏基站（MAC）、微基站（MIC）、微微基站（PIC）、分布式基站。,基站,从2米高的宏基站到巴掌大的微微基站，再加上分布式基站。多个子基站组成一个蜂窝状的网络，收发台之间的信号相互传送，形成该范围内的网络覆盖。 基带单元和射频单元可以部署在不同的地方。便于实现复杂网络环境的无线覆盖。 基站使用的天线一般可有下列三种配置方式：,手机,有了5G网络，就能让汽车和汽车、汽车和数据中心、汽车和其他智能设备进行通讯。 这样一来不但可以实现更高级别的汽车自动驾驶，还能利用

12、各类交通数据，为汽车规划最合理的行进路线。 一旦有大量汽车进入这一网络，就能顺利实现智能交通。,手机,远程医疗也是5G重要的应用领域之一。 目前跨越国界的远程手术需要租用价格昂贵的大容量线路，但有时对手术设备发出的指令仍会出现延迟，这对手术而言意味着巨大的风险。 5G技术将可以使手术所需的“指令-响应”时间接近为0，这将大大提高医生操作的精确性。在不久的将来，病人如果需要紧急手术或特定手术，就可以通过远程医疗进行快速手术。,手机,5G并不会完全替代4G、WiFi，而是将4G、WiFi等网络融入其中，为用户带来更为丰富的体验。 通过将4G、WiFi等整合进5G里面，用户不用关心自己所处的网络，不

13、用再通过手动连接到WiFi网络等，系统会自动根据现场网络质量情况连接到体验最佳的网络之中，真正实现无缝切换。,手机辐射,人们使用手机是受到的辐射远大于基站辐射。 手机发射功率是被基站控制的。 手机的辐射强度与基站信号强度密切相关。 离基站越远，基站信号越弱，手机发射的功率会越大。 由于城市基站分布密集，功率较低，基站的影响小。,手机辐射,GSM手机功率： GSM900 手机最大发射功率级别是2W，最小发射功率级别是3.2mW。 DCS1800手机最大发射功率级别是1W，最小发射功率级别是1mW。 CDMA（W）手机功率：0.2W1W WCDMA手机的发射功率几乎是实时跟随信号电平的波动，但手机

14、发射功率一直维持在很低的水平，很少超过100mW。3G比2G手机的功率低。,手机辐射,手机对人体健康到底有什么损害 ，截止2009年，全球科技界对此尚无定论，任何一家跟踪研究手机辐射问题的机构（包括世界卫生组织），都没有证据证明手机和移动基站会对健康造成威胁。 基站发射功率虽然比手机高，但由于手机距离人体近，综合比较，手机对人体的辐射量大得多。,手机辐射,手机待机时辐射较小，通话时辐射大一些。 拨号时辐射特别大：手机号码已经拨出而尚未接通时，辐射最大，辐射量是待机时的3倍左右。 建议手机铃声响后，一秒后再接听手机。 下大雨时由于衰减，避免使用手机。 手机信号强度剩一格时不要使用。 手机别放枕头边，尽量不要用手机聊天。,手机辐射,通话处信号越差，如距离基站较远，在室内墙角，小区背角处等等，手机就必须发射更高功率。 边走边打电话时，为了不掉线，必须发射更高功率。 当用户从一个基站移动到另一个基站时，手机会按照信号的弱强侦测是由哪个区域负责该手机。如果用户处于快速移动状态，手机自然会一直重复这样的动作。,WiFi辐射,WiFi发射信号功率一般低于100mw，低于手机发射功率，相对手机更安全。 有了无线保真功能，可以视频通话（包括国际长途）、浏览网页、收发电子邮件、音乐下载、数码照片传递传递，再无需担心速度慢和花费高的问题。 使广泛流行的微信更加方便。,