电磁辐射污染现状及应对措施

电磁辐射污染现状及应对措施摘要：随着高科技的迅猛发展,电子产业及通信业与人们的日常生活联系越来越密切,随之造成的环境污染问题也愈来愈严重。本文论述了电磁辐射的定义、分类、来源以及危害,全面探讨了减少电磁辐射对环境污染的防护措施。关键词：电磁辐射污染危害措施伴随着电子产业及通信业的迅猛发展,电磁辐射所造成的环境污染问题越来越突出。存在于空间的电磁场和其它污染物一样,对人们的生产和生活产生各种不良影响。如何把电磁辐射危害减小到最低程度,从而保护环境,需对电磁辐射进行研究。当电荷、电流随时间变化时,在其周围就激励起电磁波。其中主要包括频率在3MHz-300MHz的高频电磁波和300MHz-300GHz的微波。电磁辐射按其来源途径分为天然型和人工型两大类。天然型电磁辐射是由某些自然现象所引起的,最常见的是雷电、火山喷发、地震及由太阳黑子活动引起的磁暴等。人工型电磁辐射产生于人工制造的电子设备和电气装置。电磁辐射和电磁辐射污染是两个概念，电磁辐射虽无处不在、无时不在。但电磁污染只有在电磁辐射超过一定强度（即安全卫生标准限值）后，才对人体产生负面效应。随着科学技术的进步和人们认识水平的提高，电磁辐射污染危害人体已是不争之论，早在1972年联合国人类环境会议上就将电磁辐射列入环境重点项目，电磁污染被列为公害。为了保护工作人员的身体健康，我国也规定了电磁辐射的安全阈值，当环境中的微波强度大于5MW/CM2时，即不允许工作。因此，在生活、工作中我们应对电磁辐射污染给人体所造成的危害及其预防措施要有一定的认识。1、什么是电磁辐射电磁辐射是由空间共同移演奏家的电能量和磁能量所组成,该能量是电场和磁场变化产生波动通过空间传播的一种能量,是由电荷移动所产生的电磁波。所以,电磁辐射的污染又称电磁波污染,电子污染。1.1电磁辐射的物理特性电磁辐射所衍生的能量取决于频率的高低——频率愈高,能量愈大。频率极高的X光和伽玛射线所产生较大的能量,能够破坏合成人体组织的分子令原子和分子电离化,然后就会产生不可恢复的器质性病变,故被列为“电离辐射”。而频率较低不能破解把分子紧扣在一起的化学键则被称为“非电离辐射”,也就是一般讲的无线电类的辐射。它的量子携带能力很小,不足以把分子正负荷分开,在去掉外部作用场或者在场强低的情况下还可以恢复到有机分子。1.2电磁辐射的来源任何可产生电流或是由电流所驱动的电气和电子设备在运行过程中都会产生电磁场，它们以电磁波的形式传播到空间，经过一系列的变化，在一定程度上会对某些电子设备产生干扰甚至使其损坏，同时也会作用于生物体及人体，使之受到危害。电磁辐射是一种重要的能量流污染，被誉为“隐形的杀手”。电磁辐射的来源不是唯一的。按来源路径可将其分为天然和人为两种。天然的电磁辐射主要来自地球的辐射、太阳热辐射、宇宙辐射、雷电等。人为电磁辐射污染主要是放电所致，是产生电磁辐射的主要组成部分，其中包括：（1）高频感应加热设备，如高频淬火、高频焊接、高频熔炼等，它们在工作时产生较强大的电磁感应场和辐射场。（2）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。这些设备在工作时引发的电磁辐射比较严重。（3）医院等处短波、超短波理疗设备的广泛使用产生了一定的电磁辐射污染。（4）微波加热与发射设备，天线系统的旋转会产生电磁辐射。（5）无线电广播与通信在定向工作状态下所造成的电磁辐射污染，其半径可达数千米之远。（6）电视、微波炉、冰箱等家电等工作时产生电磁辐射。电磁辐射按其频率的不同可以分为工频场源和射频场源。工频场源以大功率输电线路产生的电磁辐射污染为主，并包括某些放电型污染源。射频场源主要包括无线电或射频工作设备所产生的电磁辐射污染。以往人类是在低辐射水平的环境中生活，现已生活在较高电磁辐射水平的环境中。而且随着科学技术的发展，人们受到的电磁辐射污染水平还会增高。电磁辐射无色、无味、无形、无踪，无任何感觉，它无处不在，科学家称其为“电子垃圾”或“电子辐射污染”，有专家还提出这是继大气污染、水污染和噪声污染之后的第四污染。2、电磁辐射对人体的危害分析2.1危害机理分析电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。适量的电磁辐射能促进生物生长，给生态以平衡，给人体以健康，造福于文明世界；超量的电磁辐射则会破坏生态的平衡，有损人体健康。在电磁作用的机理中，人体是导电体，在受电磁辐射的情况下会产生电磁感应，并有部分的能量沉积。电磁感应可使非极性分子的电荷再分布产生极性，同时又使极性分子再分布，即偶极子的生成。偶极子在电磁场作用下的取向将导致生物膜电位异常，从而干扰生物膜上受体的表达酶的活性，导致细胞状态及功能的异常。电磁辐射还会使生物膜功能紊乱，甚至破坏会抑制细胞活性。在电磁辐射作用的机理中，人体只不过是由无数个不同的物质分子、电子、质子等微粒组成的机体。当外界电磁场足够小时，这些微粒的排列、组合、运行、轨迹都处在人体内自身平衡的状态下，这种原本的状态称之为“正常态”。当外界电磁场足够大时，这些微粒的排列、组合、运动、轨迹会依外界电磁场变化而变化，从而破坏原来的平衡状态，这种失衡的状态称之为“异常状态”。当生物体暴露在电磁场中时，大部分的电磁能量可以直接穿透机体，小部分则被机体吸收，由于生物体某些部分属于电介质或导电体液，由此就为电磁场和机体的相互作用提供了平台，产生了所谓的电磁场生物效应，生物效应又表现为热效应和非热效应作用。热效应是指当人体接受电磁辐射时局部会受损，机体的热平衡被破坏，体内分子会随着电磁场方向的变化而快速运动。当吸收的辐射足够多的时候，单靠人体的温度调节来不及把吸收的热量及时地散发出去，因而致使机体升温，并进而引起中枢神经和植物精神系统的功能障碍，主要表现为头晕、失眠、健忘等亚健康症状。非热效应是指吸收辐射不足以引起体温增高，但也能引起生理变化和反应。生活和工作在这种环境中过久，会出现头晕、疲乏无力、记忆力衰退、食欲减退等临床症状。除此之外，对血液系统和内分泌系统也有一定的影响，如出现多核白细胞和网状细胞增多，而淋巴细胞相对减少等现象，还可能出现甲状腺功能状态的抑制，皮质肾上腺系统功能障碍等现象。此类效应比较隐蔽，致病机理很复杂，且对健康的危害不会立即表现出来，所以更容易被人们忽视。2.2电磁辐射对人体机能危害分析2.2.1对中枢神经系统的影响用脉冲微波照射数分钟，可使沉睡和麻醉的猫惊醒过来，并进入兴奋状态。用微波照射动物，动物表现出自发动作增加、辨别能力变差、行动迟缓、条件反射减弱。如头痛、头晕、全身无力、易疲劳、睡眠障碍、记忆力减退等。脑电图检查，会发现慢波增多。微波辐射可以改变血脑屏蔽功能，使某些小分子物质透过血脑屏障。血脑屏障是控制血和脑之间的物质通道。2.2.2对心脑血管的影响长期接触低强度电磁辐射后，人体有心音压低和正界位移等症状。微波工作者有心动过缓和心动过速等现象。心电图检查可发现心房心室传导时间过长，少数人有房室传导阻滞，出现T波压低，ST波下降等冠状动脉供血不足现象。心血管主要呈迷走神经占优势的植物神经功能紊乱，血压偏低，心动过缓。2.2.3对生殖系统的影响微波辐射能抑制精子的产生，所以可以导致暂时性不育症，如照射过久，则会引起永久性不育，电磁辐射也可以使男性阳萎。对女性，会使经期紊乱，孕妇多流产，甚至死胎、畸胎。2.2.4对眼晶体和视网膜的影响功率密度与形成白内障的时间的阈值不是直线的，在每一个频率照射兔眼似乎都需要一个微波功率密度的阈值，低于这个阈值，即使连续射也不造成眼睛损伤。在500MHz以上，白内障形成的最小功率密度约100mW/cm2，重复照射为80mW/cm2低于500MHz的频率引起眼睛损伤的可能性不能完全排除，全身照射不产生白内障。3、电磁辐射污染的防护对策3.1屏蔽与接地防护3.1.1单元屏蔽与接地(1)振荡回路的屏蔽。高频焊接、高频熔炼等加热设备,一部分产品的电容器置在机箱外,成为一个强辐射源;几乎所有感应加热设备的振荡箱门在夏天由于散热的需要而打开,从而形成电磁泄漏。为此,必须对上述单元进行屏蔽。屏蔽一般采用铜、铝等板材或网材进行全封闭,要求屏蔽材料各部件的电气联接性能要好,采取单独的多点接地。同样,对于大功率的发射机而言,振荡元器件、工作电路应采用金属屏蔽罩屏蔽起来。(2)高频输出变压器的屏蔽。对于裸露在机箱外的调频输出变压器,可以采用多种形式的屏蔽装置,例如圆柱型屏蔽罩、鸟笼式屏蔽罩、方箱式屏蔽罩等。这些屏蔽罩一般均用铜网做成屏蔽罩体,用铜条做成屏蔽罩体的支架,两者妥善联接并多点接地。(3)输出馈线的屏蔽。高频淬火、高频焊管等设备,其馈线距离工人操作部位很近,往往形成强辐射。屏蔽措施主要有二种:其一,用铝薄板(或铜、铁等材质)做成圆筒形屏蔽筒,将高电位传输线屏蔽在正中央,而冷极用屏蔽筒代替并妥善接地;其二,采用同轴线,同轴线的外导体接输出零电位(冷极),内导体接输出高电位(热极),利用外导体起屏蔽作用。(4)工作电路的屏蔽与接地。工作电路主要指工作感应线圈,由于受操作工艺的限制,一般情况下不能实行全屏蔽。因此,应采用自动启闭的屏蔽罩进行防护;或将次极部分接地,均收到良好的防护效果。(5)磁控管屏蔽。微波设备的磁控管阴极部分电磁漏泄严重。因此,通常采用三种防护措施:一是用金属屏蔽罩将阴极屏蔽起来;二是用1/4波长高度的扼流筒加于阴极陶瓷筒上;三是将磁控管与工作电路屏蔽起来作用。(4)工作电路的屏蔽与接地。工作电路主要指工作感应线圈,由于受操作工艺的限制,一般情况下不能实行全屏蔽。因此,应采用自动启闭的屏蔽罩进行防护;或将次极部分接地,均收到良好的防护效果。(5)磁控管屏蔽。微波设备的磁控管阴极部分电磁漏泄严重。因此,通常采用三种防护措施:一是用金属屏蔽罩将阴极屏蔽起来;二是用1/4波长高度的扼流筒加于阴极陶瓷筒上;三是将磁控管与工作电路屏蔽起来。3.1.2整体屏蔽与接地根据工艺条件或具体操作要求,整体屏蔽方案有两种:(1)设备整体屏蔽。对某些射频设备,比如半导体外延炉、微波炉、高频焊接等设备,可以采用金属板或网制成屏蔽小室,将上述设备屏蔽起来;也可以采取将某一台设备随机型屏蔽起来。(2)屏蔽操作室。该办法是对作业人员进行整体屏蔽,即用金属网(个别有用金属板的)做成六面体的屏蔽室,将所有控制部分均引入屏蔽室内,作业人员在屏蔽室操作。3.2吸收防护应用吸收材料作为防护措施,一般都用在微波防护方面。在微波场源的周围,或需要防护的环境四周,设置吸波材料或装置,可以大幅度地将微波辐射场强衰减下来,达到防护的目的。目前,国产吸收材料较多,主要是由各种塑料、橡胶、胶木、陶瓷等基材中加入铁粉、石墨、木材等研制而成。3.3隔离与滤波防护对于由线路辐射所造成的污染或由线路拾取所造成的信号干扰,可以采用下述办法避免:(1)线路滤波。滤波器是抑制线路干扰与辐射最有效的技术手段之一。在射频设备的电源线或控制线路的引入处装设滤波器,可以防止射频信号的传播;在射频设备的输出端装设恰当的谐波滤波器,可以防止高次谐波的传递。(2)线路隔离。将射频电路与一般线路远距离布线,并且将射频电路屏蔽与接地,即可以防止射频电路对一般线路的干扰与辐合。将射频电路与一般线路设计为平衡对称电路,从而由于往返电路所产生的感应电压为一正一负而抵消或减小干扰电压。将射频电路与一般线路垂直交叉布线,避免平行走线,同样可以防止线路拾取与传播干扰信号。将一般的敏感线路绞合,由于在绞合线上产生一正一负的感应电压而抵消,亦可排除线路干扰。3.4距离防护根据射频近区场其场强随距离的加大而迅速衰减的原理,在条件许可时,可采取对工艺进行改革,实行远距离控制,利用空间自然衰减而达到防护的目的。可以考虑将热合机一类强辐射设备从城市搬迁到郊区,加大与城市的间距,从而避免了对城市居民集中区的污染与信号干扰。在我国,由于条件的不同,可以采用远距离控制与自动化作业相结合的办法进行有效地防护。3.5个体防护在某些作业条件下,如果不能有效地实施屏蔽等防护措施时,则必须采取个体防护措施。个体防护用品主要有金属屏蔽服、防护头盔和