前言 ：
電磁場已成為當今的重要環(huán)境因素。高頻輻射源包括無線電及電視廣播的天線、空中交通管制系統(tǒng)的雷達天線以及其它多種民用及軍用電子設(shè)備，還包括移動通信用的手持收發(fā)信機等的眾多通信系統(tǒng)。隨著環(huán)境保護意識的增強，人們對暴露在電磁場中可能危害健康的問題極為關(guān)心。世界各國有關(guān)科技人員對此進行了必要的研究。
1 射頻場對人體的危害影響
1.1中短波電磁場輻射的危害
在中短波高頻電磁場作用下，經(jīng)受一定強度和一定時間的暴露，作業(yè)人員以及高強度作用范圍內(nèi)的其他人員會產(chǎn)生某些不良影響。高頻輻射對機體疲乏緊張為主的植物神經(jīng)緊張失調(diào)。臨床癥狀主要表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱癥候群，以頭昏、頭脹，失眠多夢，疲勞無力，記憶力減退，心悸等為嚴重；其次較突出的是頭痛、四肢酸疼、食欲不振、脫發(fā)、體重下降、多汗等癥狀；部分女工發(fā)生月經(jīng)周期紊亂現(xiàn)象，少數(shù)人員指顫、易激動。此外，通過體檢還會發(fā)現(xiàn)心血管系統(tǒng)有某些改變現(xiàn)象，例如，心電圖方面出現(xiàn)心動過緩及心律不齊等現(xiàn)象。
當然，這些影響不是一定的，因工作人員身體狀況的不同而有所差異，工作人員身體條件，以及性別年齡不同，高頻電磁場對機體的影響也不相同。
1.2微波輻射對人體的危害性
微波輻射作用于生物體后，一部分被反射，一部分被吸收。被吸收的微波輻射能量使組織內(nèi)的分子和電介質(zhì)的偶極子產(chǎn)生振動，媒質(zhì)的磨擦把動能變?yōu)闊崮?，從而引起溫升。微波輻射的功率、頻率、波形，環(huán)境溫度以及被照射的部位等對傷害的濃度和程度產(chǎn)生一定的影響。
微波對人體的影響，除引起比較嚴重的神經(jīng)衰弱癥狀外，突出的是造成植物神經(jīng)功能紊亂。主要反映在心血管系統(tǒng)為多，如心動過緩、血壓下降或心動過速、高血壓等。心電圖檢查可見竇性心律不齊、竇性心動過緩、T波下降等變化。長期大的微波強度作用后，部分工作人員會生腦生物電流有某些改變等現(xiàn)象。在血象方面，呈現(xiàn)白細胞下降或增高的趨勢，變化極不穩(wěn)定。
微波可引起眼睛損傷，眼睛是人體對微波輻射比較第三和易受傷害的器官。一方面眼睛的晶狀體含有較多的水分，吸收較多的微波能量；另一方面血管又較少，不易帶走過量的熱。在微波照射下，可能眼的表層組織角膜還沒有出現(xiàn)傷害，而晶狀體已出現(xiàn)水腫。在大強度、長時間作用下會造成晶狀體混濁，嚴重的導致白內(nèi)障。更強的照射會使角膜、虹膜、前房和晶狀體同時受到傷害，以致造成視力完全喪失。
微波對睪丸的損害也比較大。睪丸是人體對微波輻射熱效應(yīng)的又一敏感器官。在微波輻射作用下，即使睪丸的溫升達到10~20℃，皮膚雖還沒有感到很痛，但男性生殖機能可能在不知不覺中已受到微波輻射的損害。微波輻射只抑制精子的生長過程，并不損害睪丸的間質(zhì)細胞，也不影響血液中的睪酮含量。受微波輻射的損害后，通常僅產(chǎn)生暫時性不育現(xiàn)象。輻射過大，則會引起永久性不育。
除了上述熱效應(yīng)外，微波輻射對人體還有非熱效應(yīng)。人體暴露在強度不大的微波輻射環(huán)境中，體溫沒有明顯升高，但往往出現(xiàn)一些生理反應(yīng)，主要表現(xiàn)在：
1.2.1對神經(jīng)系統(tǒng)的作用：長時間微波輻射可破壞腦組織細胞，使大腦皮質(zhì)細胞活動能力減弱，已形成的條件反射受到抑制。反復(fù)經(jīng)微波輻射可能引起神經(jīng)系統(tǒng)機能紊亂。某些長時間在微波輻射強度較高的環(huán)境下工作的人員，曾出現(xiàn)過度疲勞、頭痛、手發(fā)抖、心電圖和腦電圖變化、甲狀腺活動性增強、血清蛋白增加、脫發(fā)、嗅覺遲鈍、性功能衰退等癥狀。
1.2.2微波輻射對血液的作用：長期的微波輻射可引起血液內(nèi)白細胞和紅細胞的減少，并使血凝的時間縮短。長時間的微波輻射又可引起白細胞的增加。但是，國外對從事微波工作多年的人員相對接受微波治療的病員進行檢查的結(jié)果表明，白細胞一般均減少。
微波輻射對生物危害的另一特點是它的累積效應(yīng)。一般一次低功率照射之后會受到某些不明顯的傷害，經(jīng)過幾天之后可以恢復(fù)。如果在恢復(fù)之前受到第二次照射，傷害就將累積，這樣多累積之后就會形成明顯的傷害。而長期從事微波工作，長期受到低功率照射，在停止微波工作后1個多月才能恢復(fù)。但必須指出，只有低功率照射，受損人體機能才能恢復(fù)；功率很大，從事此項工作的時間又長，損害將會是永久的。
國內(nèi)某些單位，如航天醫(yī)學研究所、中山醫(yī)學院、北京勞保研究所、浙江醫(yī)科大學、電子部十一院、上海華山醫(yī)院、山西醫(yī)學院等教育及科研單位已對射頻場電磁污染進行調(diào)查研究工作，但限于人力及設(shè)備條件，與國外水平相比仍存在的差距，有待迎頭趕上。
2 輻射容許值標準
高頻輻射和生物組織的相互作用，是多種參數(shù)的復(fù)雜函數(shù)。在人體組織中的電磁和這些組織的電參數(shù)有關(guān)。生物組織的磁導率和自由空間的相同。可以忽略其影響。組織的介電參數(shù)和組織類型（肌肉、骨骼）、溫度、頻率等有關(guān)。介電常數(shù)分為實部和虛部。組織的導電率是介電常數(shù)虛部和頻率的函數(shù)。介電常數(shù)和頻率還確定電磁波深入生物體組織的深度。隨著頻率的不同，深入的距離變化很大，在100GHz以上，深入的深度不到毫米量級。對于含水率高的組織，在幾吉赫時可達到幾厘米。對于含水率低的組織，在10MHz時可以超過1m。對于復(fù)雜的生物體，如人體、動物等內(nèi)部的電場的估算是非常復(fù)雜的。主要是由于這些物體的形狀非常不規(guī)則。
內(nèi)部的電常數(shù)也是非均勻的。盡管這樣我們還是要通過理論計算和試驗方法來確定在外部電磁場的照射下人體與其它動物組織中所感受的電磁場。正是這些電磁場與人體和其它動物組織相互作用，才產(chǎn)生出種種效應(yīng)。
組織中內(nèi)場的大小與照射場的參數(shù)、頻率、強度、極化等有關(guān)，也與被照射物體的形狀、大小、電參數(shù)有關(guān)，還與照射源與被照射物體的相對位置、附近的物體存在等有關(guān)。由于內(nèi)部電磁場與這么多的參數(shù)有關(guān)，所以在同樣的外電磁場照射下，一個人和一只老鼠所感應(yīng)的內(nèi)電磁場引起的生物效應(yīng)是完全不同的。
在劑量學中，廣泛采用所謂比吸收率（SAR-Specific Absorption Rate）來度量電磁輻射在生物單位組織中所感應(yīng)的電場。它等于在生物組織單位質(zhì)量中所沉淀的能量率。它的單位為W/kg，通過比吸收率可以比較在不同的動物中所測得的結(jié)果，以及將動物測得的結(jié)果外推到人體中來。比吸收率能夠考慮熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。體溫升高率也和比吸收率成正比。
近年來，劑量學的研究無論在理論計算方面還是在試驗方面都獲得了很在的進展。應(yīng)用計算電磁學的許多計算方法：例如FDTD法，將人體分割成許多小單元。每個單元根據(jù)不同的部位，指定適當?shù)碾娞匦詤?shù)?？梢杂嬎愠龈袘?yīng)在各個部位的電磁場，從而估量出電磁場的影響。在試驗方面，多數(shù)是用動物來進行的、可以通過比吸收率的比較，外推到人體中來。國際上已經(jīng)發(fā)表了大量的結(jié)果，有的出版了手冊。暴露在遠輻射下，人體全身的比吸收率是頻率和極化的函數(shù)。例如，一個身高1.75m、體重70kg的人，暴露在1mW/cm2的電場下，當電場和人的軸線相平行時，大吸收在70MHz~80MHz之間，這個頻率稱為諧振頻率。在這個頻率范圍內(nèi)，所吸收的功率要比電場強度乘以人體總面積所得出的功率大好幾倍。平均比吸收率也和大小、形狀有關(guān)。老鼠、猴子和人暴露在同樣的電磁場下，人的大吸收發(fā)生在70MHz左右。猴子在300MHz左右，老鼠則在2450MHz附近。
比吸收率的空間分布是非常不均勻的。例如，對于人體在5GHz時能量主要分布在人體的表面。在30MHz~300MHz時，吸收主要是在頭部和軀干。
安全劑量是通過熱效應(yīng)的臨界比吸收率加上安全系數(shù)后用比吸收率來表征的。這種安全性僅可通過相關(guān)的外界場強值來衡量，而這種外界場強值又是按人體不存在時所測得的電場或磁場強度來決定的。這些是理論及實驗劑量學的任務(wù)。
手持收發(fā)信機的輻射劑量則要求作特殊考慮。因發(fā)射天線離人體很近，外界電場及磁場的相位、方向及大小等相互關(guān)系非常復(fù)雜，它們由一點至另一點變化很快，因此不能用來測定比吸收率的感應(yīng)值。代替這種方法，可用理論模型及數(shù)字技術(shù)去模擬暴露的實況并計算的比吸收率值。
微波場的特點及其對人體影響的復(fù)雜性，使得頭部堆積的能量高度不均勻。在這種條件下，即使對于平面波輻射這一相對簡單的情況來說，要計算能量吸收的空間分布也不是一件輕而易舉的事。已經(jīng)證明對平面波輻射而言，存在頭部大小與輻射頻率的組合，使能量集中在眼睛及腦部，在世界范圍愉，至少有四項研究工作論及手持收發(fā)信機近場暴露條件下，頭部吸收能量的計算與測量問題。其所得數(shù)據(jù)可幫助我們理解、執(zhí)行現(xiàn)行的安全準則，并對這類收發(fā)信機的使用者進行熱效應(yīng)的防護。
不難看出，制定暴露安全容許標準是非常復(fù)雜的工作。盡管如此，各國為了防護射頻場的輻射危害，仍頒發(fā)了輻射容許標準。表1是根據(jù)國際電氣標準會議無線委員會1979年出版的資料所摘錄的幾個國家規(guī)定的標準。
由表1可見，美國和原蘇聯(lián)標準相差甚遠。這主要是美國認為微波輻射作用機理是熱效應(yīng)（引起體溫高），標準是根據(jù)輻射對人體造成不可逆?zhèn)﹂撝担紤]10倍安全系數(shù)）制定的。相反，原蘇聯(lián)從微波的非熱效應(yīng)出發(fā)，根據(jù)輻射對神經(jīng)系統(tǒng)的影響制定標準。
我國電子工業(yè)部則曾根據(jù)對部分動物的實驗及對微波工作人員的健康檢查，于1979年提出了一個暫行標準，規(guī)定1天8h連續(xù)照射時大輻射平均功率密度不得超過0.038mW/cm2，而在短時間間斷照射，1天超過8h的情況下輻射量不得超過0.3 mW/cm2，在這種情況下大功率密度也不允許超過5 mW/cm2，而且當功率密度超過1 mW/cm2時還必須使用個人防護。
1989年我國頒布了作業(yè)場所微波輻射衛(wèi)生標準（GB I0436-89），規(guī)定了衛(wèi)生標準限量值。連續(xù)波：1天8h暴露的平均功率密度按下式計算：
Pd＝400/t
式中：Pd--容許輻射平均功率密度（μW/cm2）；
t--受輻射時間（h）。脈沖波（固定輻射）：1天8h平均功率密度為25μW/cm2、小于或大于8h暴露的平均功率密度按下式計算：
Pd＝200/t
脈沖波的非固定輻射的容許強度（平均功率密度）與連續(xù)波相同。
肢體局部輻射（不區(qū)分連續(xù)和脈沖波）：1天8h暴露的平均功率密度為500μW/cm2；小于或大于8h暴露的平均功率密度按下式計算：
Pd＝4000/t
短時間暴露高功率密度的限制，當需要在大于1mW/cm2輻射環(huán)境中工作時，按除日劑量容許強度計算暴露時間外，還需使用個人防護，擔操作位大輻射強度不得大于5m W/cm2。
1982年后，美國對原標準進行了修改補充（見表2、表3及表4），看來已有更嚴的趨勢。原蘇聯(lián)也對職業(yè)暴露及公眾暴露規(guī)定了不同標準（見表5及表6）。
1983年國際輻射防護協(xié)會（IRPA-International Radiation Protection Association）執(zhí)行委員會通過了《頻率為100kHz至300MHz的射頻電磁場輻射限度的暫行準則》。
準則對100MHz以上的頻率范圍，用比吸收率（SAR）表示輻射基本限值，以W/kg為單位；而對10MHz以下的頻率范圍，則用實效電場強度Eeff(V/m)及實效磁場強度（A/m）表示輻射基本限值。派生限值則用功率密度（W/m2）表示。公眾暴露限值取職業(yè)限值的1/5（功率密度）。IRPS的輻射限值標準見表7。
電工標準化的歐洲委員會建立了TC111技術(shù)委員會，以研究并報告人體暴露于電磁場的情況。TC111指定SC111B分委員會，完成人體在頻率范圍為10kHz～300GHz的電磁場中暴露標準的制定工作。這一文件草案已于1993年8月轉(zhuǎn)送所有關(guān)心這一工作的咨詢及評議組織傳閱，此文件對手持通信設(shè)備未提出任何參數(shù)數(shù)據(jù)，也無任何禁止條款。
1993年10月，歐共體常務(wù)理事會（DG）向電工標準化組織提交了一份有關(guān)30MHz~6GHz移動通信安全要求標準的委托書。所定標準應(yīng)有移動通信使用者對熱效應(yīng)的防護要求。由于非熱效應(yīng)的生物機理及性質(zhì)還不能完全確定，DG又向電工標準化組織提出，要求制定移動通信頻率范圍內(nèi)的非熱效應(yīng)的研究計劃，此項工作任務(wù)交付給SC111B工作組，并已由SC111B受理。
必須指出，微波輻射標準的制定應(yīng)該經(jīng)過一定時間的實踐檢驗，隨著人們認識的深化和發(fā)展，定期修改，不斷完善，特別是由慢性累積所形成的致癌、致畸形、致突變的所謂三致，更需要通過長時間的觀察研究，甚至通過幾代人的觀測，才能作出結(jié)論，想在短時期內(nèi)依靠少數(shù)幾次試驗就作出硬性規(guī)定是不相宜的。
3 電磁污染的防護措施
高頻場可按下列步驟采取有效措施進行防護：
3.1對人們工作地區(qū)單位面積的高頻輻射能量進行測試計算。
3.2在適當?shù)胤皆O(shè)置告警信號以提醒人們注意。
3.3在危險區(qū)周圍安置圍墻。
3.4在維修設(shè)備時或需在危險區(qū)內(nèi)工作時先關(guān)閉高頻源。
3.5如高頻源不能關(guān)閉時，則可穿屏蔽衣或?qū)⒏哳l源的輸出降至安全水平；為了輕便，有時可著屏蔽裙及屏蔽頭盔，以保護軀體主要部分的安全，至于眼部，則可戴防護眼鏡。
3.6在有可能的地方，如在天線方向側(cè)瓣或后瓣處，采用屏蔽措施，以減少輻射；
3.7有可能時就進行相關(guān)的試驗。
3.8對在高頻場作用下工作人員進行醫(yī)療保健，定期檢查觀測并作出記錄。
我國航天醫(yī)學工程研究所等單位曾研制成功微波輻射防護服，此防護服由絕緣外罩、防護層和襯里3層組成，穿著柔軟舒適，可以有效地防止微波輻射對人體的危害。
此外，光頻電磁波也會對人體產(chǎn)生不利影響，它與上述微波頻段以下的電磁污染都屬于非電離輻射引起的污染，而且放射性物質(zhì)還會引起一種放射性污染，這種污染則是由電離輻射引起的污染。此外，通過觀測分析，人們還發(fā)現(xiàn)過強的磁場會也給人體帶來不利的影響。
