利与弊的电磁场解读

电磁场的利与弊

摘要：随着科学技术和理论的发展，电磁场的应用更加普遍。然而在利用电磁场为我们服务的时候，电磁场同时也给我们带来很多危害。

关键词：电磁场电磁辐射电磁波危害利用

电场和磁场的传播过程生成一个作用力场，这个作用力场就叫做电磁场，而这样的传播过程就叫做电磁辐射。如手机、电话机、输配电线等都有电流，有电流肯定就存在辐射的问题。所以在我们应用电磁场就会带来电磁辐射和电磁波，这就带来危害。

二十世纪被誉为电气时代，发电站、输电线越建越多，各种各样的电器大量深入工厂、实验室、办公室以及普通居民家庭。人们不得不考虑：电磁场，特别是（50~60赫）工业频率的电磁场对人体健康是否有影响？1960年代初，有关专家们开始研讨这个问题。起初，专家们的注国家的有关卫生保健标准中只规定工业频率电磁场中可以容许的电场分量意力全部集中于电场的作用而忽略了磁场的作用。因为当时人们误以为这种电磁场中的磁场分量很小，它不可能对人体健康产生可以感觉出来的影响。许多的标准；在制造各种电气设备和电器以及架设输电线时，只考虑对电场分量规定的标准，而没有考虑对磁场分量可以容许的最高限额。但后来进行大量的调查与统计分析却表明，可能影响人体健康的正是我们没有考虑的磁场。

欧美各国进行了大量调查与统计分析，每次调查的规模大小不

等，一次被调查者的数量有数千人，数万人、数十万人甚至数百万人。调查地点有在野外的，例如，在输电线附近、变电站附近、地铁站、电气火车内；或在工厂厂房、实验室、办公室以及居民家庭。调查跨越的时间有长达十多年甚至数十年的。大量调查结果令人确信，人体发生多种肿瘤病变的概率与所受到的低频磁场辐射密切相关。欧美许多国家的专家和一些政府机构确信，低频磁场会显著增大下列疾病的发生率：白血球增生与白血病（特别是对儿童危害更大），癌症，新生儿形体缺陷，乳腺癌，脑瘤，恶性淋巴瘤，神经系统肿瘤，星形细胞的发展，慢性骨髓细胞样的白血病，染色体畸变等。有些报告还指出，在电磁场作用下某种激素的分泌减少，还可能是引起乳腺肿瘤发展的原因。某些调查报告还指出，经常接触电磁辐射的人，若再受到高温作用，则他们体内发生乳腺癌变的危险就更大。不少调查报告指出，从事"电气职业"者、儿童以及不适当使用家庭电器者（常玩视频游戏的儿童，常使用电热毯和其他电加热器的妇女与儿童等）受低频磁场损害的危险较大。低频磁场辐照的强度和累积量就都会影响致病的概率。并且，有些人是在潜伏期长达10~15年以后才发病的。国际卫生标准中规定，可以容许的磁感应强度上限为100微特斯拉。但大量调查、统计分析的结果表明，0.2~0.4微特斯拉的250~500倍！英国国家辐射保护委员会和美国一些专家们已于1995年提出，把国际卫生标准中规定的标准（100微特斯拉）修改为0.2微特斯拉。总之，许多迹象都使研究人员强烈地怀疑低频磁场的辐射对人体健康会产生严重后果，但人们目前的知识水平又不足以对此作用充分

明确的解释。调查和统计分析的结果尚不足以论证居民可以长期持续承受的低频磁辐射的最高限额，以及在这方面应采取哪些必要的限制。但专家们仍然提出忠告：采取一些花费不太多且不太麻烦的预防措施是必要的。居民住宅最好不要太靠近高电压输电线。使用电器时应注意所遭受的磁感应强度辐射最好别大于0.2微特斯拉。

上面的资料无疑不是现实出电磁场对我们人体的危害，电磁场中主要是电磁辐射危害人体，电磁辐射危害人体的机理主要是热效应和非热效应。热效应的定义是人体内70%以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起机体升温，从而影响到身体其他器官的正常工作。非热效应定义是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，一旦受到外界电磁波的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏，人体正常循环机能会遭受破坏。

而电磁场带来的电磁辐射对人体的具体伤害有：1、伤害眼睛。眼组织含有大量的水分，易吸收电磁辐射功率，而且眼的血流量少，故在电磁辐射作用下，眼球的温度易升高。温度升高是造成产生白內障的主要条件，温度上升导致眼晶状体蛋白质凝固。此外，长期低強度电磁辐射的作用，可促使视觉疲劳，眼感到不舒适和眼感干燥等现象。微波引起眼损害，性质上主要是急速的温度变化率和高发热率，当微波的功率度大于10mW.cm-2，小于300mW.cm-2时，产生不可恢复性损害。在500MHz以上，白内障形成的最小功率密度约150mW/cm2，100min。低于500MHz的频率引起眼损害的可能性不能完全排除。

2、影响生殖功能。电磁辐射強度达到5—10mw/cm2以上时可以产生遗传效应，使睾丸染色体出現畸变和有絲分裂异常。妊娠妇女在早期或在妊娠前，接受了短波透热疗法，会使其子女出現先天性出生缺陷（畸形婴儿）。经常受微波照射的妇女可有用经不调，哺乳期泌乳不足。长期接触超短波发生器和接受微波照射的人，可出現男人性功能下降，阳痿。睾丸的血液循环不良，对电磁辐射非常敏感，当微波辐射使睾丸温升超过35℃时，精子的产量即明显减少或停止从而使精子生成受到抑制而影响生育。

3、损害中枢神经系统。神经系統对电磁辐射的作用很敏感，受其低強度反复作用后，中枢神经系统机能发生改变，出現神经衰弱症候群，主要表现有头痛头晕、疲劳无力、记忆力减退、失眠多梦、嗜睡、白天打瞌睡、易激动、多汗、心悸、胸闷、脫发等。其中入睡困难、无力、多汗和記忆力减退更为突出。视觉运动反应时值明显延长、手脑协调动作差，表現对数字划記速度减慢，出現錯误较多。即大脑皮质细胞活动能力减弱，并造成脑损伤。微波对神经系统的作用与照射方式、照射剂量等因素有关。短时间、小剂照射，可加强大脑皮质兴奋过程，可改变大脑皮质条件反射；长时间、大剂量照射，可加强抑制过程，可影响自主神经的调解功能，引起血液循环、呼吸频率的变化及皮肤和直肠温度的变化。其中以照射头部时这种作用更为明显。

4、引起心血管疾病。受电磁辐射作用的人，常发生血液动力学失调，血管通透性和張力降低。由于植物神经调节功能受到影响，人们多以心动过緩症状出现，少数呈现心动过速。受害者出现血压波动，开始升高，后又回复至正常，最后出现血压偏低；心电图出现RT波的电压下降，这是迷走神经的过敏反应，也是心肌营养障碍的結果；

P/Q间的延長，P波加寬，说明房室传导不良。此外，长期受电磁辐射作用的人，其心血管系统的疾病，会更早更易促使其发生和发展。高强度电磁辐射连续照射全身，可使体温升高、产生高温的生理反应。如心率加快、血压升高、呼吸频率加快、喘息、出汗等，严重的还会出现抽搐、呼吸障碍和直至心跳变慢，最后停跳。

5、机体免疫功能下降使身体抵抗力下降。动物实验和对人群受辐射作用的研究和调查表明，人体的白血球吞噬细菌的百分率和吞噬的细菌数均下降。此外受电磁辐射长期作用的人，其抗体形成受到明显抑制。

6、对血液系统的影响。在电磁辐射的作用下，周围血相可出現白血球不稳定，曾下降趋势，白血球减少。紅血球的生成受到抑制，出现网状红血球减少。操纵雷达的人多数会出现白血球降低。无线电波和放射线同时作用人体時，对血液系统的作用较单一因素作用可产生更明显的伤害。造血系统对微波辐射的反应于置于高温环境有明显的不同，即使两者都使直肠温度升高。由于身体间对微波能量的不均匀吸收，微波穿透的越深，受热率也就越高。红细胞和白细胞的改变似乎依赖于施加的微波能的剂量。重复5mW或更低的功率密度的辐射，表面血象不出现影响。对于15mW/cm2或更高的功率密度的辐射的效应，取决于受辐射的生物系统，当辐射终止后，有恢复的趋势。微波照射对血液循环有明显影响，可使动、静脉扩张，对缓解痉挛、促进血管张力的恢复、改善供血有明显作用。在小功率密度照射下，不会引起心血管系统的显著变化。微波照射后的血相变化与微波的辐射频率、功率密度、辐射时间密切相关。长期辐射可引起白细胞总数升高，多核细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞增多，而红细胞可能增多或减少。

7、对消化系统的影。高强度的微波辐射，对消化系统有明显的损害。肝脏出现剧烈充血，肝细胞肿胀、变性并出现大小不等的空泡。胃出现充血，甚至溃疡。也可引起盲肠粘膜糜烂和充血。在低强度微波的辐射下，不会引起消化系统组织形态的明显改变。

8、对呼吸系统的影响。大剂量的微波辐射，可引起极度充血，血管剧烈扩张，肺泡上皮脱落并有血液经毛细血管涌入肺泡腔，造成出血、水肿，可致死。但小剂量的微波对肺的炎症有一定的治疗作用。

9、对内分泌系统的影。微波能促使甲状腺激素增加或使状腺代谢增强。对于下丘脑-垂体-肾上腺，不同剂量的微波影响不同，可抑制也可促进激素的产生。除此，一定剂量的微波照射可增加血液的激素含量。

10、对代谢过程的影响。微波可刺激代谢过程，影响生物氧化反应和组织的氧消耗，可抑制自由基的氧化，从而降低细胞中毒性产物自由基和过氧化物的浓度。

11、对皮肤和肌肉的影响。大剂量微波反复辐射皮出现凝固性坏死，肌纤维与横纹模糊不清。皮肤、肌肉在小剂量微波的辐射下，没有明显的组织学变化。

12、易患癌症。大部份实验动物经微波作用后，可以使癌的发生率上升．一些微波生物学家的实验表明，电磁辐射会促使人体內的（遗传基因）微粒细胞染色体发生突变和有絲分裂异常，而使某些组织出现病理性增生过程，使正常细胞变为癌细胞。

上面所述的是我们应用电磁场带来的危害，那么我们到底在哪些方面

应用到了有关电磁场的知识呢？

无线电广播与电视都是利用电磁波来进行的。在无线电广播

中，人们先将声音信号转变为电信号，然后将这些信号由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播。而在另一地点，人们利用接收机接收到这些电磁波后，又将其中的电信号还原成声音信号，这就是无线广播的大致过程。而在电视中，除了要像无线广播中那样处理声音信号外，还要将图像的光信号转变为电信号，然后也将这两种信号一起由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播，而电视接收机接收到这些电磁波后又将其中的电信号还原成声音信号和光信号，从而显示出电视的画面和喇叭里的声音。

雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。

雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离.

微波频率接近食物的固有频率,容易引起食物分子共振,所以有

微波炉. 微波炉的磁控管将电能转化为微波能，当磁控管以

2450MHZ 的频率发射出微波能时，置于微波炉炉腔内的水分子以每秒钟24.5 亿千次的变化频率进行振荡运行，产生高频电磁场的核心元件是磁控管。食物分子在高频磁场中发生震动，分子间相互碰撞、磨擦而产生热能，结果导致食物被加热。微波炉正是利用这一加热原理来进行食物的烹饪。微波是一种电磁波，这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多，这种肉眼看不见的微波，能穿透食物达5cm 深，并使食物中的水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，于是食物" 煮" 熟了。这就是微波炉加热的原理。

红外线位于电磁波谱中的可见光谱段的红端以外，介于可见光与微波之间，波长为0.76～1000μm，不能引起人眼的视觉。在实际应用中，常将其分为三个波段：近红外线，波长范围为0.76～1.5μm；中红外线，波长范围为1.5～5.6μm；远红外线，波长范围为5.6～1000μm。它们产生的机理不太一致。我们知道温度高于绝对零度的物体的分子都在不停地做无规则热运动，并产生热辐射，故自然界中的物体都能辐射出不同频率的红外线，如相机、红外线胶片自身等。在常温下，物体辐射出的红外线位于中、远红外线的光谱区，热产生的原因,是组成物质的粒子做不规则运动.这个运动同时也辐射出电磁波，这些电磁波大部分都是红外线,易引起物体分子的共振，有显著的热效应。所有有一定温度的物体对外有红外辐射。有红外烤箱.又称中、远红外线为热红外。当物体温度升高到使原子的外层电子发生跃迁时，将会辐射出近红外线，波长长,易发生衍射，如太阳、红外灯等高温物体的辐射中就含有大量的近红外线。借助不同波段的红外线的不同物理性质，可制成不同功能的遥感器。红外遥感技术的原理是接触物体本身，从远处通过仪器（传感器）探测和接收来自目标物

体的信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其分布等特征的技术。通常遥感是指空对地的遥感，即从远离地面的不同工作平台上（如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等）通过传感器，对地球表面的电磁波（辐射）信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。

紫外线频率比可见光高,有显著的荧光效应，如日光灯灯管中气体。电离发出的紫外线照射管壁上的荧光物质发出白光.最常见的应用是验钞机. 紫外线波长在200nm～380nm之间的太阳光线，包括3类：UV－A波长为315nm～380nm，UV－B波长为280nm～315nm，UV－C波长200nm～280nm。到达地球表面的太阳光线

（290nm—2000nm）中紫外线约占13％，其中UV－A占97％，UV －B占3％，UV－C接近于0。对人皮肤损伤的只有UV－A、UV－B。通过特殊工艺制成的UV－C紫外线灯，用来进行消毒灭菌。其中真正具有杀菌作用的是uc-C波紫外线，254nm左右的紫外线最佳。紫外线可以杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原体等，具有广谱性。化学效应的应用主要是紫外线消毒箱.

X光是一种有能量的电磁波或辐射，是原子核内层电子受激发发出的光,频率比紫外高.x光的穿透力随密度的不同而不同,当高速移动的电子撞击任何形态的物质时，X光便有可能发生。在医学上X光用来投射人体器官及骨骼形成影象，用来辅助诊断，工程上的探伤的应用.伽马射线的穿透能力很强应用于化疗,工程探伤,育种等.

为控制现代生活中电磁波对环境的污染，保护人们身体健康，

1989年12月22日，我国卫生部颁布了《环境电磁波卫生标准》

( GB9175－88)，规定居住区环境电磁波强度限制值：长、中、短波应小于l0V/m，超短波应小于5V/m，微波应小于10μW/cm2。我国有关部门还制订了《电视塔辐射卫生防护距离标准》，国家环保局也颁布了《电磁辐射环境保护管理办法》。

针对移动通信发展状况，北京市环保局于2000年2月17日颁布了全国首例对电磁污染进行规范管理的《北京市移动通讯建设项目环境保护管理规定》(试行)，以规范移动通信台(站)的建设和运行，防止其对环境造成电磁污染。该规定中明确了能够产生电磁辐射的移动通信台(站)在建设前均要履行环保审批手续，并要办理环保验收审批，经环保部门的监测，当地功率密度符合国家《电磁辐射防护规定》中的频率在20 MHz～3000 MHz范围内、照射导出限值的功率密度在40μ

W/cm2这一标准，才可正式投人使用，大于这一标准的必须停用或整改；建设蜂窝移动通讯基站前要预测用户密度分布，采用最佳频率复用方式，尽量减少基站个数；在居民楼上建设移动通信台(站)，事前建筑物产权单位或物业管理单位必须征得所住居民意见；无线寻呼通信、集群通信天线最低允许高度不得低于40m,而蜂窝移动通信基站室外天线一般不得低于25m,发射天线主射方向50m范围内、非主射方向30m范围内，一般不得建高于天线的医院、幼儿园、学校、住宅等建筑；建设单位应在上述各类天线安装地点设置电磁辐射警示牌。

根据电磁波随距离衰减的特性，为减少电磁波对居民的危害，应使发射电磁功率较大、可能产生强电磁波的工作场所和设施，如电视台、广播电台、雷达通信台站、微波传送站等，尽量设在远离居住区的远郊区县或地势高的地区。必须设置在城市内、邻近居住区域和居民经常活动场所范围内的设施，如变电站等，应与居住区间保持一

定安全防护距离，保证其边界符合环境电磁波卫生标准的要求。同时，对电磁波辐射源需选用能屏蔽、反射或吸收电磁波的铜、铝、钢等金属丝或高分子膜等材料制成的物品进行电磁屏蔽，将电磁辐射能量限制在规定的空间之内。

高压特别是超高压输电线路应远离住宅、学校、运动场等人群密集区。使用电脑时，应选用低辐射显示器，并保持人体与显示屏正面不少于75cm的距离，侧面和背面不少于90cm，最好加装屏蔽装置。

应严格控制移动通信基站的密度，确保设置在市区内的各种移动通信发射基站天线高于周围建筑，在幼儿园、学校校舍、医院等建筑周围一定范围内不得建立发射天线。

为减轻家庭居室内电磁污染及其有害作用，应经常对居室通风换气，保持室内空气畅通。科学使用家用电器:例如，观看电视或家庭影院、收听组合音响时，应保持较远距离，并避免各种电器同时开启；使用电脑或电子游戏机持续时间不宜过长等。

使用手机电话时，尽量减少通话时间；手机天线顶端要尽可能偏离头部，尽量把天线拉长；在手机电话上加装耳机等。

另外，可每天服用一定量的维生素C或者多吃些富含维生素C 的新鲜蔬菜，如辣椒、柿子椒、香椿、菜花、菠菜等；多食用新鲜水果如柑橘、枣等。饮食中也注意多吃一些富含维生素A、C和蛋白质的食物，如西红柿、瘦肉、动物肝脏、豆芽等；经常喝绿茶。这些饮食措施，可在一定程度上起到积极预防和减轻电磁辐射对人体造成伤害的作用。

总结：

科技的发展带动了电磁场的应用越来越生活化，我们每个人每

天都生活在电磁场中，我们利用电磁场为我们造福，同时我们也受到电磁场的危害。但是，相信随着科技的发展，我们将会更好的利用电磁场，消除电磁场给我们带来的危害。

参考文献

[1] 钟顺时．电磁场与电磁波（第2版）．北京：高等教育出版社，2007

[2] 童创民、梁建刚、张旭春．电磁场微波技术与天线．西北工业大

学出版社，2009

[3] 巫彤宁、齐殿元、肖雳．电磁场与人体健康人民邮电出版社，

2010