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【關鍵詞】移動基站環境安全電磁輻射模型軟件仿真
一、引言
隨著通信需求量的增加,為保證整個網絡的信號覆蓋和通信質量,興建了大量的基站,這同時增加了環境中電磁輻射水平,引起了社會對電磁輻射對公眾健康的影響的廣泛關注。因此,探究基站電磁輻射對環境及公眾健康的影響意義重大。對于處于不同的地形地貌、環境、地區等的不同類型的基站天線,電磁輻射也各不相同,實地測量費時費力,需要對于具體移動通信基站天線輻射的電磁場值的大小和分布情況,才能研究電磁污染程度,從而確定通信基站選址是否合適。本文從理論數值計算方面分析和研究,模擬基站天線電磁輻射過程。實用軟件進行仿真,節省更多的人力,物力,財力。更高效,合理,全面的建立基站。此模型的建立與推廣應用對通信基站的輻射環境管理,設計建設,環境影響預測和評估具有重要指導意義,對誠城市可持續發展,城市電磁輻射環境規劃和保護具有現實意義和深刻影響。
二、國家頒布的技術標準
國家環境保護局、衛生部頒發了《公眾照射導出限值》(GB8702-88)與《環境電磁波容許輻射強度分級標準》(GB9175-88)兩個主要技術標準,并頒布了《電磁輻射防護規定》、《環境電磁波衛生標準》兩項技術標準。1997年3月,又國家環境保護18號令及《電磁輻射環境保護管理辦法》等。
中華人民共和國國家標準“電磁輻射防護規定”(GB8702-88)規定:在一天24小時內,電磁輻射場量在任意連續6 min內的平均值應滿足(30~3000MHz):
職業照射≤2W/m2=200滋w/cm2
公眾照射≤0.4W/m2=40滋w/cm2
三、模型建立
3.1電磁輻射模型一:理論預測模型
自由空間是指一種理想、均勻的、各項同性的介質空間,當電磁波在該介質中傳播時,不發生反射、折射、散射和吸收現象,只存在電磁波能量擴散而引起的傳播損耗。
電磁波在自由空間中的傳播損耗公式為:
Ls=32.45+20lgr(Km)+20lgf(MHz)
式中:Ls―――電磁波在自由空間的損耗;r―――天線軸向與被測點的直線距離;f―――電磁波的頻率;
測試點實際接收的電磁波接受功率為:
從表四的預測結果中看出,當遠場軸向距離為14.63m時,符合國家一級標準,功率密度已下降到0.08W/m2以下。
兩個模型得到的安全距離大致吻合,也就是說,當場點距離大于14.63m以后,都符合國家一級標準,移動基站的電磁輻射不會對環境造成危害。
四、軟件仿真
在實際操作中,模型的計算比較繁瑣,而將理論模型導入軟件,制出專門分析移動基站電磁輻射的軟件,便于我們對移動基站的選址、估算。
我們利用VC++中MFC應用程序框架制作軟件進行仿真,將上述兩個模型導入軟件中,系統自動計算,只有當兩個模型的求解值都滿足國家一級標準時才輸出可以建立基站。
在圖3中輸入相應參數。
參考文獻
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【關鍵詞】 電磁輻射 環境污染 微波輻射 屏蔽 防護
1 電磁輻射概述
電磁輻射污染又稱電子霧污染、電碰波污姿,是高壓線、變電站、電臺、電視臺、雷達站、電磁渡發射塔和電子儀器、醫療設備、辦公自動化設備、微波爐、收音機、電視機以及移動電話等家用電器工作時所產生的各種不同波長頻率的電碰渡。這些電磁波充斥在空間,可以穿透包括人體在內的多種物質,人體如果長期暴露在超過安全的輻射劑量下,人體細胞就會被大面積殺傷或殺死,所阻被稱為電磁輻射污染,已成為環境污染中的重要內容。
2 電磁輻射對環境和人體的危害
2.1 電磁輻射對環境的危害
高壓線、變電站、無限通信發射系統等設施大量的向環境中發射電磁輻射或產生電磁場,使環境中的電磁輻射問題越來越嚴重,從而產生了電磁環境保護問題。工廠中更多、更強的電氣和電子設備不斷地輸送或者消耗著幾十到數百萬千瓦的電能,伴隨著極強的工頻廠、強低頻諧波場,以及各種低頻脈沖場。
2.2 對人體健康的影響
科學家已經發現人體暴露在強電磁場中會出現一些有害效應,其中包括白內障、體溫調節響應的過荷、熱損傷、行為形式的改變、痙攣和耐久力下降。并把電磁輻射引起的危害按機理分為兩大類:熱效應和非熱效應。
(1)熱效應。如果電磁輻射能量吸收速率很慢,人體經過自身的熱調節系統把吸收的熱量散發出去,就不致引起機體升溫而產生相伴的熱效應。反之,若能量吸收過快,人體自我熱調節機制不能及時把吸收的熱量散發出去,就會引起體溫升高,繼而出現熱效應。當功率密度大于100mV/cm2時,將出現熱效應。(2)非熱效應。在許多情況下,人們吸收的電磁輻射能似不足以引起體溫升高,但仍出現許多癥狀。這類效應大致可以解釋為:電磁輻射作用于人體神經系統,影響新陳代謝及腦電流,使人的行為及相關器官發生變化,并進而影響人體的循環系統、免疫及生殖和代謝功能,嚴重的甚至會誘發癌癥。
3 電磁輻射對環境污染的現狀
(1)電磁輻射能量的密度越來越大。據相關調查顯示,從2000年開始,我國的電磁輻射強度呈逐步上升的趨勢,電磁輻射能量的密度也越來越大,對人們的身體健康和環境已開始造成影響,電磁輻射能量的增大也引起了人們的廣泛關注。(2)關于電磁輻射所產生的糾紛。隨著人們安全意識的提高,人們對輻射的防護意識也越來越強,對于所居住的周圍環境的電磁輻射,更會引起人們的重視。因此,關于電磁輻射污染的糾紛呈現上升的趨勢。這其中,引起糾紛的主要有:高壓輸變電設施建設在人群密集的地區、移動通信站建設在社區里、電磁輻射污染所造成的人身傷害等等。所有這些情況使電磁輻射污染的糾紛越來越多。(3)電磁輻射設施環境與人們的距離越來越近。城市在不斷建設發展,而建設中的城市離不開電磁輻射設施的發展,使得電磁輻射設施的環境與人們的距離越來越近,例如,廣播電視、無線通信建設在城區當中,使得居民區的場強越來越高;高層建筑的衛星天線等,對高層建筑同樣會產生電磁污染。
4 應對電磁輻射的措施
4.1 盡快完善針對電磁輻射的相關法律法規
以往的相關法規已經無法適應當前的需要了,對于新建立的電磁輻射法規,要對電磁輻射污染源以及其輻射特點進行充分考慮,把電磁輻射風險作為重要原則來進行落實,并且要把保護人們的生活環境、保護人們的健康為重點,建立關于電磁輻射的相關法規。
4.2 對電磁輻射進行屏蔽與接地防護
(1)單元屏蔽與接地。1)震蕩回路的屏蔽。由于高射頻的加熱設備一部分產品的電容器是放在機箱外的,所以會形成一個強輻射源,還有大部分的加熱設備的震蕩箱門由于散熱的需要在夏天均需打開箱門散熱,而這樣易導致電磁泄漏。為此,需要采用銅、鋁等材料進行全封閉屏蔽,要求屏蔽材料要采用單獨的多點接地形式。2)高頻輸出變壓器的屏蔽。在機箱外的調頻輸出變壓器,一般采用屏蔽罩進行屏蔽,這些屏蔽罩可用銅網做成,用銅條做罩體的支架,將兩者進行妥善連接并進行接地保護。3)工作電路的屏蔽與接地。 工作電路是指工作感應線圈,要對其采用自動啟閉的屏蔽罩進行防護,這是因為受操作工藝的限制,對工作電路不能進行全屏蔽。另外可以將次級部分進行接地設置,也能達到很好的防護效果。(2)整體屏蔽與接地。一般來說,根據工藝條件和操作要求,整體屏蔽的方案一般有兩種:1)設備整體屏蔽方案。設備整體屏蔽方案是指采用金屬板或網支撐屏蔽小室,將射頻設備進行屏蔽,此類射頻設備包括半導體外延爐、微波爐、高頻焊接等設備。2)屏蔽操作室方案。該方案是對作業人員進行的整體屏蔽,可用金屬網或金屬板做成林免提的屏蔽室,將所有控制部分引入屏蔽室,作業人員在屏蔽室進行操作。
4.3 吸收防護
吸收的目的是降低電磁輻射的強度,是利用特殊的吸收材料將地磁輻射中的微波吸收掉,從而減少電磁輻射對周圍環境的影響。吸收材料的防護一般用在微波設備的調試上,吸收材料一般在塑料、橡膠、陶瓷等材料中加入適量鐵粉、石墨、木炭與水調制而成。這樣微波在調試時,在場源附近就能將輻射能量大幅度衰減下來,避免了較大范圍空間的污染。
4.4 加強對電磁輻射知識的普及力度
對于居室內以及城市空域的電磁輻射,都有個明顯的特點,就是無味、無色、無嗅,這樣的特點使人們容易對其進行忽視,而在忽視的同時,內心會涌起一陣恐慌,于是,關于電磁輻射糾紛的事件逐步發生。因此,鑒于此,有關部門有責任把電磁輻射相關知識進行普及,使人們在了解電磁輻射對人類所產生的危害之外,對電磁輻射的來源及應用有個科學的認識,并創造出安全的電磁輻射環境。
5 結語
綜上,生活當中電磁波的輻射越來越嚴重,這對人們的身體健康和周圍環境都構成了較強的影響。因此應加強對電磁波輻射的研究,并積極采取預防措施,從而減少電磁波的危害。
參考文獻:
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【關鍵詞】 電磁輻射 WCDMA 移動基站 強度預測 監測防護
一、移動通信基站及電磁輻射
1.電磁輻射在人們生活中不可避免,長被人們稱之為電子煙霧,它是由空間共同移送的電能量和磁能量組成的,由電荷的移動產生的能量。而移動通信正是依賴電磁輻射來實現傳播的。電磁輻射對于人們生活的影響很大,有很多人也都為此苦惱,移動通訊在給人帶來便利的同時,對人們生活環境和人的身體健康的影響極大。
2.電磁輻射會照成電磁污染,當電磁輻射超出人體和環境的影響的范疇,就會產生極大的危害。電磁輻射對于身體的危害主要分為三方面,其一就是所謂的非熱效應,人體的器官都是處于一個相對平衡的狀態。而電磁輻射則會改變這種平衡關系,人體的器官和身體細胞會受到損傷。其二是熱效應,人體的主要組成成分是水,當水分子吸收電磁輻射之后,相互碰撞,溫度不斷提高,溫度的升高會對人體中的蛋白質和DNA結構產生影響,嚴重的能夠引起細胞突變。其三就是累積效應,現在的生活中,到處都有著電磁輻射,當電磁輻射對你身體的傷害還沒有完全恢復之前,就在此受到傷害,長此已久,人受到的傷害會越來越重。
3.移動通訊系統往往由移動臺、基站、移動交換中心以及與市話網絡相連接的中繼線等組成。移動通訊的特點是信息交流的雙方至少有一個處于移動通訊收發狀態,它依賴電磁波的傳播,所以一些惡劣的條件會影響通訊信號。并且移動信號與信號之間有干擾,常會出現紊亂的現象,經過人們研究,移動通信設備使用了自動功率控制電路,就是人靠近基地站的時候他的發射功率自動降低,而遠離的時候則會自動升高。
二、基站電磁輻射的評價標準及監測方法
1.基站就是無線電臺的一種,它主要是作為信息的中轉,也就是信號的收發,它連接著移動電話和移動通訊網絡。基站是固定在某一個地方的高功率多信道雙向的無線電發射工具,當你用手機打電話的時候,民眾手機上發出和接受的信號都會通過附近的移動基站,通過移動基站,會把你的電話接入無線網路中,為了避免信號的相互干擾,往往不同區域的信號高低不同,就好像蜂窩一樣,因此通訊系統又被成為蜂窩系統。
2.移動基站的電磁輻射主要來源于三個方面,其一是發射機本身的電磁泄漏,基站一般建設的都比較高,距離地面比較遠,其對于地面上的輻射強度小。其二是發射天線的信號發射,發射天線一般建設在離地五十米以上的塔樓上,他們的發射能量有限。其三是高頻電纜和接頭處,但是接頭處一般都有著特殊的防護。但是那些建設在高樓樓頂的發射基站對于那些居住距離樓頂比較近的人,危害還是很大的。
3.當今社會對于電磁輻射越來越重視,移動通信方面不能馬虎,移動通信對于基站電磁輻射的檢查時刻都不能松懈,電磁輻射如果泄露嚴重,對于人和環境影響都是巨大的。對于電磁輻射監測一般都是定期進行,一般都是固定的某一個時間段固定的地點進行不間斷的監測,防止電磁輻射對于人們的危害,把電磁的輻射控制在一個安全的范圍。
三、基站電磁輻射的防護
1.安全防護距離是指符合我國對于電磁輻射防護規定的公眾照射限值和電磁輻射的管理規定。由于發射天線有著方向性,所以對于不同方向上電磁輻射程度不同,對于電磁輻射的防護力度應該也有所不同,并且發射天線與空間某一點的最小距離也要控制好。如果這這些因素無法改變,那么就應該對防護人員進行個體防護。
2.想要減少電磁輻射對于環境的污染,可以有三種防護措施,防護措施主要是干擾源的改變、干擾傳播途徑、減少敏感設備。對于移動通訊中的電磁輻射的防護,主要是對干擾源的合理建設采取一些有效的措施。
四、結束語
移動通訊的應用現今越來越普遍,在生活中必不可少。人們逐漸意識到電磁輻射對于環境和人體的危害和影響,民眾應該更好的去了解相關的知識,正確的看待電磁輻射,適當進行防護。通過移動通訊電磁輻射對于環境方面的影響的研究,讓民眾對于電磁輻射有了更深的了解。對于移動信息基站建設的一些防護措施進行了簡略的探討。
參 考 文 獻
[1] 林少龍,蔡賢生. 移動通信基站天線設置與電磁輻射影響分析[J]. 中國無線電. 2011(05)
【關鍵詞】環境;電磁輻射;監測;對策
中圖分類號:TN931文獻標識碼: A 文章編號:
前言
隨著信息時代的帶來,各種通信設備、電氣設備(如電視臺、衛星站、電話等)廣泛應用,導致人們生活環境充滿了電磁波,對人們生活環境造成嚴重影響,并對人體健康造成嚴重威脅,成為目前環境污染的重要污染源之一。因此,必須引起環境監測部門的高度重視,掌握電磁輻射來源,了解電磁輻射危害性,對電磁輻射污染進行有效的監測,以減少電磁輻射對環境和人體的危害。
環境電磁輻射的危害
各種通信設備和電氣設備在給人們帶來方便的同時,導致環境電磁波的增加,使得頻帶變寬,對各種電子設備運行造成嚴重干擾,強化電磁輻射的化學反應、物理反應及生物反應,對環境造成嚴重的污染,同時危害人體健康,其主要危害主要表現在以下三個方面:
(1)電磁干擾。由于功率較大的無線電設備在運行過程中會產生大量的電磁波,對周圍的電臺、通信及廣播等造成電磁干擾,導致這些通信設備無法正常運行,提高電氣設備和通信設備故障發生率,對電力安全造成嚴重影響[1]。
(2)系統威脅。計算機系統本身具有一定的電磁輻射,但是如果電磁波不斷增加,就可能被不法人員利用電磁波來獲取計算機系統里的資料,或者對計算機系統造成破壞,給人們帶來很大的損失。
(3)人體危害。有關研究表明,電磁輻射對人的神經系統造成嚴重的危害,低頻率的電磁場可導致人的神經系統發生紊亂,出現憂郁、煩悶及神經衰弱等癥狀,而較高頻率的電磁輻射則導致人體中樞神經系統出現交感疲乏、機能障礙、頭昏腦脹、記憶力變差等癥狀,對人體健康造成嚴重威脅。因此,加強對環境電磁輻射的監測很重要[2]。
環境電磁輻射的監測
3.1一般環境監測
主要是指對大面積范圍內電磁輻射各種來源形成的電磁輻射值進行監測。監測人員可根據《環境電磁輻射管理與電磁輻射監測》要求來進行監測,把相關標準在某個區域劃分網格,并把網格中心點當做監測點,并對樹木屏蔽和建筑物屏蔽等因素進行充分考慮,對監測點進行合理的調整。以電場強度作為電磁輻射評價標準,對環境中的電磁輻射進行合理的評價,評價內容主要包括分布規律、環境特點及環境質量等,通過對環境中的電磁輻射進行評價,可以充分了解該區域環境電磁輻射情況,及時采取有效的防治措施[3]。
3.2特定環境監測
主要是指對特定區域內的固定電磁輻射來源形成的電磁輻射值進行監測。監測人員需對該區域內電磁輻射來源類型、規模及數量等進行深入的調查分析,以為環境電磁輻射監測提供重要依據。以下是幾種常見電磁輻射來源及監測方法:
3.2.1移動通信站監測
(1)工作原理。移動通信主要是通過控制設備和射頻發射器經過網內通信用戶和收發站來進入無線通信,而無線通信則由通信在發射和接收形成的電磁波形成的。所以移動通信站在運行過程中,會使周圍環境的電磁輻射發生改變。(2)監測方法。監測人員應根據《環境電磁輻射管理與電磁輻射監測》要求,選擇適宜的監測儀器、布置監測點、掌握好監測時間、規范監測技術,并對監測結果進行有效的評估,監測電磁強度應小于5.4 V/m。若大于5.4 V/m,則應采取相應的防治措施,減少電磁輻射對環境的污染,對人體的危害。
3.2.2電臺發射設備監測
(1)工作原理。主要是把傳輸信號經由調制器來進行控制,并通過高頻率的振蕩器來實現高頻率的電流,把調制完成的高頻電流防止相應電頻,送至天線上方,最終以電磁波的方式進行發射。(2)監測方法。監測人員要根據《環境電磁輻射管理與電磁輻射監測》要求,在電臺發射設備周圍區域、發射塔及電磁輻射較為敏感位置設置監測點,對這些區域電磁輻射情況進行有效的監測。電磁強度應小于5.4 V/m。
3.2.3 電力設備監測
(1)工作原理。主要是電力設備周圍環境電磁輻射情況進行檢查,電力設備主要有變電站、架空電線等;電磁場特點主要表現為電暈、電場及磁場等;電磁輻射污染表現為:絕緣及電暈放電導致的干擾現象,并存在較強的生物效應。(2)監測方法。監測人員要根據《環境電磁輻射管理與電磁輻射監測》要求,按照不同等級電壓,選擇不同監測儀器和監測技術,并明確電力設備電磁強度和電場強度指標,規范電磁輻射監測技術[4]。
3.3較極低頻率電磁輻射監測方法
(1)收集與環境電磁輻射有關資料,主要包括電場強度、磁場強度、電流密度以及磁感應強度等。(2)明確監測時間和監測范圍。一般情況下,每個監測點需不間斷檢測五次,每次檢測時間在15s以上,以較為穩定的讀值為準。但是若果檢測讀值波動性較大,則應延長檢測時間。監測人員應在離地面0.5米、1米及1.5米的位置設測量點。(3)監測點布置。針對于輸電線路電磁輻射監測點的布置:應選擇具有代表性意義的檔距,并以檔距內線路中心位置作為監測點,監測點間距應為5米。針對于變電站電磁輻射監測點布置:控制中心設一個監測點;每個高壓設備區各設一個監測點;每個低壓設備區各設一個監測點;低壓和高壓區旁主變位置設一個監測點;開關設備各設一個監測點;監測點間距應為5米。針對于電廠電磁輻射監測點布置:主要是在主控室、發電機、勵磁機等位置各設兩個監測點,而電廠變電低壓側、變電高壓側、開關室、避雷器及電流互感器等,則各設一個監測點[5]。(4)檢測要求。首先在應有檢測儀器對周圍環境進行有效的檢測,并做好檢測記錄;根據檢測對象,選擇適宜的檢測儀器,并旋轉具有代表性的檢測結果;盡可能的排除周圍輻射源產生的干擾;對檢測數據進行有效的統計和整理。(5)注意要點。選擇雙軸或者以上檢測儀器;檢測環境溫度應為0至40℃,相對濕度應為5至80%;防止人出現在檢測位置周圍,檢測人員應離檢測儀器5m遠;檢測時應將手機登具有電磁輻射設備關閉;檢測點位置要平坦且無多余雜物;對檢測儀器進行有效的防護,防止其內部存在冷凝水;檢測儀器頻率要求:檢測ELF為50Hz、微波為3GHz至30GHz,三軸檢測要求:必須同時對Z、X、Y方向進行檢測,檢測路程要求:磁場: 10μT至10 mT、電場0·1kV/m至100 kV/m。
結語
隨著信息時代的帶來,電力設備和通信設備的不斷發展和應用,給人們生活帶來極大的便利,但是同時也導致環境電磁輻射量的增加,對環境造成嚴重的污染,干擾電力設備、通信設備的正常運行,對人體健康造成嚴重的危害。因此,為了減少電磁輻射對設備的干擾、對環境的污染,對人體的危害,必須加強對環境電磁輻射的監測,以為電磁輻射污染的防治提供重要依據,為人們提供一個良好的生活環境。
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關鍵詞電磁輻射;污染;環境
中圖分類號X9 文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2010)041-0204-01
隨著科學技術的不斷發展,電磁技術已廣泛應用于國民經濟的各個部門。它的應用不僅給人類創造了巨大的物質文明,同時也把人們帶進一個充滿人造電磁輻射的環境里。電磁輻射就像太陽和紫外線的關系一樣,人類要享受陽光,就不可避免的接受紫外線的輻射。伴隨著電子產業及通信業的迅猛發展,電磁輻射所造成的環境污染問題越來越突出。存在于空間的電磁場和其它污染物一樣,對人們的生產和生活產生各種不良影響。現代研究發現,小至空調、電腦、電視、微波爐、電熱毯、手機、電動剃須刀等家用電器,大到雷達、中繼通信、衛星通信、遙測遙感等電器設備,在正常工作時都會產生電磁波。這種電磁波是一種高速傳播的光子流,也是一種被科學家稱之為“電子垃圾”的微粒物質,又叫電磁煙霧或電磁輻射,有人將電磁煙霧污染稱作繼大氣污染、水污染和噪聲污染之后,威脅人類健康的第四大污染。
1何謂電磁輻射污染
電磁輻射是指能量以電磁波的形式通過空間傳播的現象。它是指各種天然的和人為的電磁波干擾和有害的電磁輻射。天然電磁輻射是某些自然現象引起的,包括雷電、火山噴發、地震、太陽黑子活動引起的磁暴、新星爆發、宇宙射線等。人為電磁輻射源是指人工制造的各種系統、電氣和電子設備產生的電磁輻射,包括脈沖放電、工頻漸變電磁場、射頻電磁輻射等。從理論上來講,電場和磁場的交互變化產生電磁波,電磁波向空中發射的現象,叫電磁輻射,過量的電磁輻射造成了電磁污染。在這個電子產品充斥的時代,環境中的電磁輻射幾乎無處不在,尤其是擺滿各種家電產品的房間,電磁輻射源更多。通常情況下,電磁輻射能干擾電視的收看,使圖像不清或變形,并發出噪聲;會干擾收音機和通信系統工作,使自動控制裝置發生故障,使飛機導航儀表發生錯誤和偏差,影響地面站對人造衛星、宇宙飛船的控制。專家指出,并非所有的電磁輻射都會傷害人體,電磁輻射和電磁污染其實是兩個概念。電磁污染是電磁輻射超過一定強度(即安全衛生標準限值)后的結果,電磁污染會對人體產生負面效應,如頭疼、失眠、記憶衰退、血壓升高或下降、心臟出現間歇性異常等。
2大環境中的電磁輻射與污染
在人們工作和生活的環境里,許多大、中型發射系統在工作著,為人類的精神、文化生活與通信事業提供服務,促進社會的發展與進步。然而,一旦這些系統設計不完善、安裝不合理、架設不妥當,特別是距離居民生活區過近,則會帶來意想不到的影響與危害。在這類系統中,以廣播電視發射系統、微波發射系統最為突出。
2.1廣播電視發射系統的電磁輻射與污染
所謂廣播,是指以公眾直接接收信號為目標的電波輻射。廣播所發射的電波,可以把各種大量的信息準確、及時地傳送給眾多的接收對象。廣播不同于無線電通信與導航,無線電通信與導航是以特定的對象為目標的電波發射。廣播發射主要是通過特定天線將電磁能量以電磁波形式傳播。
2.2微波發射系統電磁輻射污染與危害
微波輻射是強大的電磁輻射源。其主要污染場源包括雷達天線、工作電路、磁控管、速調管、敞開的波導管及加熱器的開口等。由于天線系統的旋轉,會使周圍環境受到比較嚴重的污染,其強度由幾十微瓦/平方厘米到幾十毫米/平方厘米,甚至更大些。在工廠車間內調試時,由于波反射的結果,有可能造成更強大的輻射。
3電磁輻射污染七大危害
電磁輻射污染又稱電子霧污染,高壓線、變電站、電臺、電視臺、雷達站、電磁波發射塔和電子儀器、醫療設備、辦公自動化設備和微波爐、收音機、電視機以及手機等家用電器工作時,會產生各種不同頻率的電磁波,對人體造成污染;長期暴露在超過國家規定的安全的輻射劑量下的人體,體內細胞會被大面積殺傷或殺死,導致病變。專家指出,電磁輻射污染有可能導致以下疾病:
1)兒童易患白血病,長期處于高電磁輻射的環境中,會使血液、淋巴液和細胞原生質發生改變。
2)誘發癌癥并加速人體的癌細胞增殖。電磁輻射污染會影響人體的循環系統、免疫、生殖和代謝功能,嚴重的會誘發癌癥,并會加速人體癌細胞增殖。
3)影響人的生育功能,男性質量降低,孕婦發生自然流產和胎兒畸形。現在不孕不育高發很大程度上與電磁輻射有關。
4)導致兒童智力殘缺,變成所謂的弱智兒童。
5)影響人們的心血管系統。造成人們心悸、失眠,部分女性經期紊亂、心動過緩、心搏血量減少、竇性心率不齊、白細胞減少、免疫功能下降。
4防范電磁污染的五種方法
專家建議,如果經常要接觸和操作能產生電磁波輻射的產品的人,應當穿好防輻射服、配備防輻射屏等,以減少電磁輻射的傷害。市場上防輻射產品可分為兩大類:普通屏蔽材料和吸波材料。普通屏蔽材料是由金屬網、金屬膜及摻金屬纖維紡織品及其他材料組成,它使電磁波改變方向,但電磁波輻射依然客觀存在,還可能給我們的生活、工作環境空間造成嚴重二次污染。吸波材料則利用電磁能量轉換的原理,吸收電磁波轉化為對人體及工作、生活的自然環境無任何危害的熱能散發,從根源上徹底地削弱電磁波輻射,不會發生反射造成二次污染。而如今風靡一時的孕婦穿的防輻射服在一定程度上能降低輻射污染。在上海這樣的大城市,幾乎80%的孕婦會有1至2件防輻射服。防范電磁污染可以從以下幾個方面著手:
1)購買家用電器和辦公自動化設備時,一定要買正規企業生產的合格產品,必須通過3C認證。因為合格產品的電磁輻射值在國家規定的安全范圍以內。
2)在使用電器的時候,要保持一定的距離。彩電的距離應在4-5米,日光燈距離應在2-3米,微波爐開啟之后離開至少1米遠。
3)注意室內辦公設備和家用電器的安排,不要集中擺放。特別是一些易產生電磁波的家用電器,如收音機、電視機、電腦、電冰箱等,不宜集中擺放在臥室里。而且還要注意自己的臥床頭部是否對著鄰居的電視機,以免直接遭受電磁輻射。
參考文獻
[1]薄琳.電磁輻射污染危害與預防[J].內蒙古科技與經濟,2009.
關鍵詞:電磁輻射(EMF);電磁感應;近場;遠場;非選頻式寬帶測量儀
中圖分類號:X591文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2010)03-0107-02
一、電磁輻射(EMF)背景介紹
(一)電磁輻射(EMF)
隨著技術革命的更新和不同波段新的應用的不斷發現,許多頻率電磁輻射(EMF)的暴露水平顯著增加,生活中的每個人都處在0~300GHz頻率的復合電磁場(EMF)暴露中,電磁污染(EMF)已成為最廣泛的環境影響因素之一。這些電磁現象的綜合,我們稱之為電磁環境。電磁輻射表示能量以電磁波形式由源發射到空間的現象,這個詞的含義也常常被引申,將電磁感應的現象也包括在內。
電磁噪聲是比較典型的電磁污染現象,它表示明顯不傳送信息的時變電磁現象,可能與有用信號疊加或者組合,可能損害有用信號接收。電磁污染的主要來源有:各種輸變電系統;運輸系統、長途通訊設施和便攜式通訊工具如移動電話;醫藥、商業和工業設備;雷達;電臺和電視臺發射天線等。
隨著對電磁場(EMF)暴露會引起各種健康問題擔憂的增加,1996年世界衛生組織(WHO)設立了國際電磁輻射(EMF)項目以尋求解決問題的方法,其目的是對EMF的健康危害進行正式評估總結現有資料文獻和不同國家的研究成果。
由于對電磁輻射所造成的健康危害的不同理解,不同國家所制定的電磁輻射標準有很大的差異。其中,俄羅斯、中國、意大利、比利時等國家在制定標準時考慮了電磁輻射對人體的神經效應方面的影響,標準限值較嚴厲,美國、澳大利亞、德國等國在制定標準時采用了國際非電離協會(ICNIRP)的推薦標準,沒有考慮電磁輻射對人體的神經效應方面的影響,而只是考慮已有明確研究結果的熱效應,標準限值較寬松,將來仍然有進一步提高標準限值的可能。很少有國家頒布相關的法規。
(二)電磁輻射(EMF)的環境影響
電磁輻射對人類健康的影響。電磁輻射對人體的健康影響主要有兩方面:軀體熱效應和神經效應。根據頻率的不同電磁輻射對體的影響有所不同,一般而言低頻電磁輻射對人體的影響以神經效應為主,高頻電磁輻射對體的影響以熱效應為主。
在這方面醫學上有很多研究,例如手機使用時間長了以后,頭面部會發熱。低頻電磁輻射強度對人體的神經效應由于缺乏足夠的實驗支持和大量的流行病學調查研究,因此在國際標準(歐洲EN)制定時沒有考慮該因素,但對標準限值的修改留出了修改的余地。
(三)電磁輻射物理原理
磁輻射源產生的交變電磁場可分為性質不同的兩個部分,其中一部分電磁場能量在輻射源周圍空間及輻射源之間周期性地來回流動,不向外發射,稱為感應場;另一部分電磁場能量脫離輻射體,以電磁波的形式向外發射,稱為輻射場。一般情況下,電磁輻射場根據感應場和輻射場的不同而區分為遠區場(感應場)和近區場(輻射場)。由于遠場和近場的劃分相對復雜,要具體根據不同的工作環境和測量目的進行劃分,一般而言,以場源為中心,在三個波長范圍內的區域,通常稱為近區場,也可稱為感應場;在以場源為中心,半徑為三個波長之外的空間范圍稱為遠區場,也可稱為輻射場。可以想見對于100kHz以下的低頻信號,如50Hz的電力傳輸頻率,我們的測量顯然是在近場區內進行的,我們需要單獨測試該場的電場和磁場(在實際測量中考慮到無線電干擾的可能還需要另外測量無線電干擾),而對于如300MHz以上的微波信號,很顯然測試是在遠場進行的,我們只需要測定環境的電場強度。對于典型的有用信號,其波長和頻率對應關系見表1:
近區場內,電場強度與磁場強度的大小沒有確定的比例關系。近區場的電磁場強度比遠區場大得多。近區場的電磁場強度隨距離的變化比較快,在此空間內的不均勻度較大。
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播,這種場輻射強度的衰減要比感應場慢得多。遠區場為弱場,其電磁場強度均較小。由于我們對于磁輻射的測量按測量場所分為作業環境、特定公眾暴露環境、一般公眾暴露環境測量。按測量參數分為電場強度、磁場強度和電磁場功率通量密度等的測量。
(四)電磁輻射測量儀器
磁輻射的測量按測量場所分為作業環境、特定公眾暴露環境、一般公眾暴露環境測量。按測量參數分為電場強度、磁場強度和電磁場功率通量密度等的測量。測量儀器根據測量目的分為非選頻式寬帶輻射測量儀和選頻式輻射測量儀。無論是非選頻式寬帶輻射測量儀還是選頻式輻射測量儀,基本構造都是由天線(傳感器)及主機系統兩部分組成的,考慮到經濟適用的原因,重點介紹非選頻式寬帶輻射測量儀,通常也稱作時域場強儀,實際上,由于價格合適和操作比較簡單的原因,非選頻寬帶輻射測量儀的應用廣泛,它的優勢在于操作簡單價格實惠,另外它的傳感器一般都是三維各向同性探頭,符合了場強測量的物理特性,該儀器采用的檢波方式是傳統的RMS(均方根值)檢波,強調了實際的功率累計效果,非常適合于電磁環境的測定。而稍顯不足的地方在于,相對于應用于復雜電磁環境測量的選頻式輻射測量儀來說,精度沒有達到那么高的標準,另外沒有辦法從頻域對于輻射源作一個很直觀的瀏覽和精確的判定。
二、非選頻式寬帶輻射測量儀(綜合場強儀)的工作原理
(一)電場探頭
偶極子和檢波二極管組成探頭。這類儀器由三個正交的2~10cm長的偶極子天線,端接肖特基檢波二極管、RC濾波器組成。檢波后的直流電流經高阻傳輸線或光纜送入數據處理和顯示電路。通常這類儀器探頭響應快,動態范圍大,但由于作為天線的偶極子的長度應遠小于被測頻率的半波長,以避免在被測頻率下諧振。這一特性決定了這類儀器只能在低于幾吉赫頻率范圍使用,不過隨著儀器技術的不斷發展,近幾年也有廠家能將頻率范圍擴展到40GH頻率,甚至更高范圍。
(二)熱電偶型探頭
采取三條相互垂直的熱電偶結點陣作電場測量探頭,提供了和熱電偶元件切線方向場強平方成正比的直流輸出,待測場強與極化無關,保證了探頭有極寬的頻帶,容易做到極高的頻率,但探頭響應和動態范圍要相對差一些。
(三)磁場探頭
磁場探頭由三個相互正交環天線和二極管、RC濾波元件、高阻線組成,從而保證其全向性和頻率響應。對電性能的要求使用非選頻式寬帶輻射測量儀實施環境監測時,為了確保環境監測的質量,應對這類儀器電性能提出基本要求:
各向同性誤差≤±1dB;系統頻率響應不均勻度≤±3dB;靈敏度:0.5V/m;校準精度:±0.5dB。
三、國內EMF標準
1.1996年,世界衛生組織WHO 設立了國際電磁輻射(EMF)項目以尋求解決問題的方法。1999/519/EC,1999.07.12,歐盟理事會建議,公眾對電磁場的暴露限制一般來說所有的標準都根據工作性質分為公眾暴露(限值相對較嚴格)和職業暴露(限值相對寬松),中國的電磁輻射防護規定是(GB8702-88)。基本限值在于職業照射在每天8小時工作時間內,任意連續6分鐘全身比吸收率(SAR)應小于0.1w/kg;而公眾照射時在每天24小時的工作時間內,任意連續6分鐘按全身平均的比吸收率應小于0.02w/kg。需要指出的是到目前為止,電磁輻射防護規定的頻率下限是100kHz,也就是射頻的頻率范圍,對于工頻(0.005~100kHz)的頻率范圍,則不作規定。關于這部分的測試,現在以我們環境保護行業標準《500kV超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范》(HJ/T24-1998)的規定進行評定。
2.EMF不是EMC。EMF是為了保證人身安全目的,是研究電子產品發射出的電場、磁場噪聲對人身的影響,重點在于考量生物安全效應。而EMC(電磁兼容)是為了保證電子產品的正常工作目的,是研究電子產品發射出的噪聲對其他電子產品的影響,或者不受其他電子產品的影響。重點在于考量無線電騷擾和電磁抗擾效應。體現在具體的測試儀器上,后者一般選擇是窄帶測試儀,選用的檢波方式也是不同于均方根檢波器的準峰值和平均值檢波方。
參考文獻
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[4]國家環保總局.電磁輻射防護規定(GB8702-88)[S].
家中存在的電磁輻射,可以忽略不計嗎?
很多家庭為了追求高品質的生活,會購買大量的科技產品。現代城市中,哪個家庭沒有電腦、電冰箱、微波爐、電飯煲、吹風機、電動剃須刀、音響等電子設備?在使用過程中會產生不同程度的電磁輻射,這已經成為繼室內空氣污染、放射性污染和噪音污染后,又一室內環境污染物質。
電磁輻射污染的最大危害是什么?
電磁輻射是家用電器在使用狀態下,產生的各種不同波長頻率的電磁波,對人體具有潛在危害,所以被稱為電磁輻射污染。多數學者認為,如果長期暴露在超過安全的輻射量下,人體細胞就會被大面積殺傷或殺死。據發達國家的研究資料顯示,電磁輻射已成為當今危害人類健康的致病源之一。
電磁輻射的
6個可怕“隱患”
寶寶可能患上白血病
醫學研究證明,長期處于高電磁輻射的環境中,會使血液、淋巴液和細胞原生質發生改變。意大利有專家研究后認為,該國每年有400多名兒童患白血病,其主要原因就是受到了嚴重的電磁污染。
誘發癌癥或加速癌細胞增殖
電磁輻射污染會影響人體的循環系統、免疫系統、生殖系統和代謝功能,嚴重的還會誘發癌癥,并會加速人體癌細胞的增殖。
老公質量不高
醫學專家指出,排除遺傳、用藥不當等因素,家電輻射很大程度上成為損害人體生殖系統的元兇,主要表現在使孕婦發生自然流產、胎兒畸形、男子質量降低等。
胎兒可能“先天不良”
世界衛生組織認為,計算機、電視機、移動電話的電磁輻射對胎兒有不良影響。中國聾兒康復研究中心曾對北京近三萬名0-6歲兒童調查聽力狀況,結論顯示:孕婦在懷孕期間使用電腦,其下一生聽力障礙的危險可以增加84倍,電腦輻射成為導致嬰兒聽力殘疾的危險因素。
女性經期紊亂
電磁輻射對心血管系統有影響,表現為心悸、失眠、部分女性經期紊亂、心動過緩、心搏血量減少、竇性心率不齊、白細胞減少、免疫功能下降等癥狀。
損傷眼睛功能
眼睛對電磁輻射比較敏感,過高的電磁輻射污染會引起視力下降、白內障。高劑量的電磁輻射還會影響及破壞人體原有的生物電流和生物磁場,使人體內原有的電磁場發生異常。不同年齡的人群對電磁輻射的承受力不同,老人、兒童、孕婦屬于更為敏感的人群。
減少電磁輻射,你該怎么做?
微波爐運行時離遠點
對付輻射強度最大的家電微波爐,就是在它運行時盡量遠離。微波爐開始加熱和加熱結束時輻射最強,至少這時候不要在它旁邊。
電器擺放別扎堆兒
盡量不要將微波爐、冰箱、電磁爐、電飯煲等電器同時擺放在廚房,收音機、電視機、電腦、音響等也不要集中擺放在客廳或臥室里,減少暴露在超劑量的電磁輻射中。
手機接通瞬間不要接聽
有資料顯示,無繩電話是手機電磁輻射量的兩倍。手機在接通瞬間釋放的電磁輻射最大,最好讓頭部與手機天線距離遠一些,使用話筒接聽更安全。
加大與電器的距離
電視機與人的距離應該在4-5米,與日光燈的距離應該在2-3米,微波爐啟動后遠離1米,孕婦和孩子最好不要接觸微波爐。
水環境打破電磁波
水可以吸收電磁波,如果你長時間坐在電腦前上網,可以在身邊擺放幾瓶水,一定要用玻璃器皿裝盛,這樣還能保持室內清新的環境。
顯示屏背后別對著人
電腦顯示屏背面輻射最大,其次是兩個側面,正面輻射反而沒有那么大,所以不要將顯示屏背后對著家人擺放。
縮短電器待機時間
主婦喜歡開著電視干家務,或將電腦處于待機狀態,這種情況下照樣可以釋放電磁輻射,長時間會有輻射累積,同時還要避免多種家用電器同時啟用。
經常洗臉洗手
皮膚長時間暴露在電磁輻射環境中,會出現暗斑、色素沉淀的現象,每次看完電視、用完電腦,要及時洗臉、洗手。
微波爐輻射成“頭號殺手”
中國室內環境監測中心曾在北京的張女士家中,做過一次室內家電輻射的大檢測。結果顯示:微波爐輻射超過國家標準近一倍,成為危害人體健康的“頭號殺手”。在張女士家中檢測的6項電器輻射中,排名為:
專家提醒:符合國標要小于12伏米
電磁輻射對人體的危害分為熱效應、非熱效應和累積效應。熱效應就是高頻電磁波對生物機體細胞的“加熱”作用,引起體溫升高,由于電磁波是穿透生物表層直接對內部組織作用,往往機體表面看不出什么,而內部組織卻已嚴重“燒傷”。非熱效應則是低頻波產生的影響,即人體被電磁波輻射后,體溫并未明顯提高,但人體的固有微弱電磁場已經受到干擾,也會對人體造成嚴重傷害。累積效應即人體受到輻射來不及恢復又被輻射傷害,久之成為永久性病態。這三種危害具體表現為:
(一)是造成兒童患白血病的原因之一。醫學研究證明,長期處于高電磁輻射的環境中,會使血液、淋巴液和細胞原生質發生改變。
(二)能夠誘發癌癥并加速人體的癌細胞增殖。電磁輻射污染會影響人體的循環系統、免疫、生殖和代謝功能,嚴重的還會誘發癌癥,并會加速人體的癌細胞增殖。瑞士的研究資料提出,周圍有高壓線經過的住戶居民,患乳腺癌的概率比常人高7.4倍。
(三)對胎兒產生不利影響。世界衛生組織認為,計算機、電視機、移動電話的電磁輻射對胎兒有不良影響。
(四)影響人們的心血管系統。表現為心悸,失眠,部分女性經期紊亂,心動過緩,心搏血量減少,竇性心率不齊,白細胞減少,免疫功能下降等。如果裝有心臟起搏器的病人處于高電磁輻射的環境中,會影響心臟起搏器的正常使用。
(五)對人們的視覺系統有不良影響。由于眼睛屬于人體對電磁輻射的敏感器官,過高的電磁輻射污染會引起視力下降,白內障等。高劑量的電磁輻射還會影響及破壞人體原有的生物電流和生物磁場,使人體內原有的電磁場發生異常。
三、正確認識電磁輻射,提高防護意識,減輕電磁輻射危害
電磁輻射對人的影響普遍存在,卻并不可怕,應該客觀、公正、科學地看待電磁輻射問題,避免恐慌心理;其次,不同的人或同一人在不同年齡段對電磁輻射的承受能力是不一樣的。電磁輻射不可完全避免,但是可以減弱它的危害。
手機接通瞬間釋放的電磁輻射最大,最好在手機響過一兩秒或電話兩次鈴聲間歇中接聽電話,最好使用分離耳機和話筒接聽電話,要“長話短說”。不要把家用電器擺放得過于集中或經常一起使用,特別是電視、電腦、電冰箱不宜集中擺放在臥室里,以免使自己暴露在超劑量的輻射的危險中。
對生活環境有影響的電磁輻射主要來自于天然電磁輻射和人為電磁輻射。人為電磁輻射主要包括脈沖放電、工頻交變磁場、微波以及射頻電磁輻射等。現代紡織工業的機械化、自動化程度很高,依賴于大量的電力設施,所以其電磁輻射主要來自于信息處理設備和變壓器等設備。
2電磁輻射對健康的危害
目前,聯合國人類環境大會已經將電磁輻射列入必須控制的主要污染物之一。據國外資料顯示,電磁輻射已成為當今危害人類健康的致病源之一。1998年,世界衛生組織列出了過量電磁輻射對人體的五大影響:
(1)過量的電磁輻射是心血管病、糖尿病、癌突變的重要誘因之一;
(2)過量的電磁輻射將對人體生殖系統、神經系統、免疫系統造成傷害;
(3)過量的電磁輻射是孕婦流產、不育、畸胎等病變的誘發因素之一;
(4)過量的電磁輻射將影響兒童的發育,導致視力下降、視網膜脫落以及肝臟造血功能下降;
(5)過量的電磁輻射可使女性內分泌紊亂。
3紡織工業生產過程中的電磁輻射防護
針對紡織工業生產主要電磁輻射源的特點,可有針對性地采取適當的防護措施,主要措施有以下幾種。
3.1電磁屏蔽
電磁屏蔽是將電磁輻射限制在所規定的空間內,包括對輻射源的屏蔽和工作空間的屏蔽。對輻射源的屏蔽,一般是指用金屬板或金屬絲網做的外殼屏蔽電磁波發射源。例如,在電子振蕩回路、調頻輸出變壓器、高頻饋線等設備在進行接地設置的同時采取屏蔽措施,把屏蔽和接地有機結合起來,這樣可解決大部分的電磁輻射問題;給電視、微波爐穿上金屬“衣服”也可以防止電磁波外泄;針對建筑物的反射問題,高層建筑的外墻可以采用混有鐵磁粉末的材料。當不能對輻射源進行屏蔽時,可以對工作空間進行屏蔽,例如在測試雷達等輻射設備時,工作人員應在屏蔽室中進行操作。
3.2遠離輻射源
在條件允許的情況下,將位于市區的電磁輻射類設備工廠、無線發射臺等搬遷到生活區之外,對于不能搬遷的,應在天線場周圍架設金屬網或在原有的圍墻上敷設一層金屬網。對于人們在室內的日常生活,應采取如下保護措施:電器擺放不能過于集中;電器使用時間不宜過長,盡量避免同時使用多臺電器;盡量縮短使用電剃須刀和電吹風的時間。
3.3接地高頻防護接地(也稱射頻接地)的作用是將在屏蔽體(或屏蔽部件)內由于感應生成的射頻電流迅速導入大地,使屏蔽體(或屏蔽部件)本身不再成為射頻的二次輻射源,從而保證屏蔽作用的高效率。需要注意的是,射頻接地與普通的電器設備接地不同,兩者不能相互替代。射頻防護接地情況的好壞,直接關系到防護效果。射頻接地的技術要求有:(1)射頻接地電阻要最小;(2)接地極一般埋設在接地井內;(3)接地線與接地極最好用銅材料。
3.4立法與綠化
目前,我國有關電磁輻射的法規還不健全,應盡快制定各種法規、標準、監察管理條例,做到有法可依,依法治理。在產生電磁輻射的作業場所,應定期進行監測,發現電磁場強度超過標準的要盡快采取措施,并加強宣傳,提高公眾認識,引導人們對電磁輻射的理性認識。此外,綠色植物可以使輻射場強衰減。在天線周圍或電磁場區,建議大面積種植樹木,增加電波在媒介中的傳播衰減。例如,云杉能吸收高頻電磁,側柏可以吸收低頻電磁,盆栽的云杉還可以減少室內的電磁霧,對降低電腦的電磁輻射有一定幫助。
3.5加強鍛煉與合理飲食
對于個人來講,應當加強鍛煉,增強體質,能提高自身的免疫能力。此外,平時多喝綠茶,多吃一些富含維生素B的食物,如胡蘿卜、海帶、油菜、卷心菜及動物肝臟等,也有利于調節人體電磁場紊亂狀態,增加抵抗電磁輻射污染的能力。
3.6其他防護措施
除了以上介紹的措施外,還有一些緩解措施:(1)采用電磁輻射阻波抑制器,通過反作用場在一定程度上抑制無用的電磁散射;(2)在新產品和新設備的設計和制造階段,盡可能選用低輻射產品;(3)從規劃著手,對各種電磁輻射設備進行合理安排和布局。