维普资讯 http://www.cqvip.com 电磁与环境 Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ 降低环境中电磁辐射污染的 电磁兼容策略 一苏州出入境检验检疫局扈罗全周有良陆全荣 江苏省无线电管理局 许志红 摘要 根据电磁场的分类及其特性，以及电磁辐射对人体的各种生物效应的分析，提出 解决环境中电磁辐射污染的一些电磁兼容策略，从而有效地降低或阻隔电磁辐射 造成的污染，保护人类的生活环境。 关键词：电磁兼容电磁辐射电磁生物效应频谱管理 测量。由于电磁污染的复杂性和技术门槛较高，因此 ０引言 目前社会上对电磁污染存在较多的误区。一个最典型 的例子就是：把只屏蔽电场或者只能屏蔽磁场的装置 随着经济建设和科学技术的蓬勃发展，电子电气 笼统地说成是能够屏蔽电磁场的装置。设备的使用不断增加，应用也越来越广泛。但电子 本文从电磁场的分类和国家标准出发，对电磁污 电气设备在使用过程中，不可避免地会产生电磁辐 染进行深入分析，并提出解决环境中电磁辐射污染的 射。一些有害的电磁辐射不仅会影响设备本身的安 若干电磁兼容 策略，为今后相应的国家标准制订以 全运行，而且会对人类生活的自然环境造成很大的危 及电磁污染防护提供参考。 害，形成电磁污染。目前我国有两个针对生活和家 居环境中因电磁辐射造成的电磁污染的国家标准： 电磁场的分类和特性 通常所说的电磁场，包括电场和磁场两个大类。 两者又分别分为静态场（静电场，恒定磁场），准静 ＧＢ ８７０２－１ ９８８ 电磁辐射防护规定”，由国家环境保 护局发布…；以及ＧＢ ９１ ７５—１ ９８８”环境电磁波卫生标 准”，由国家卫生部发布 Ｊ。 早就有专家指出，环境中电磁能量每年以至少 态场，以及两者的混合物，一般称作辐射场（即通常 －５ 。变化的电场产生变化的磁场， ２５％的速度递增。目前，因电磁辐射造成的污染（简 所说的电磁场）称电磁污染）与大气污染、水污染、固体废弃物、噪 变化的磁场又产生变化的电场，两者在一起形成辐射 声污染并称为人类社会的五大污染公害。尤其值得注 场。电场一般使用电场强度Ｅ（Ｖ／ｍ）来描述，磁场一 意的是，电磁污染属于技术污染，它看不见，摸不 般使用磁场强度Ｈ（Ａ／ｍ）或者磁感应强度Ｂ（丁，即 着，必须经过专业人员，使用专业设备才能对其进行 ｗｂ／ｍ ）来描述。Ｍａｘｗｅｌ【方程是描述宏观电磁现象的 中国无线电２ｏ０７年第８期４３ 维普资讯 http://www.cqvip.com 圈 ｃ …ｎ 基础，它有微分和积分两种形式 参与到生物的合成和化学反应等现象中。场的强度越 静态场是指场强不随时间发生变化的电场和磁。大 这种参与程度就越高，最终会产生诸如神经衰弱 场，经变换以后可以使用Ｐｏｉｓｓｏｎ方程￣［ＩＬａｐｆａｃｅ方程得 症等症状。 到场强大小的解 经计算后可以发现 在距源为ｒ的 除了热效应和非热效应之外 电磁辐射对人体组 地方，场强一般按照１ ｒ 的关系衰减．指数ｎ一般大于 织有累积效应。高频辐射和磁场的这种效应特别明 ２。 显。以磁场为例 它会引起生物体分子 细胞、组 由于电磁场的复杂 ｒｌ－ 辐射场的近场特性和远 织 脏器或整体 在代谢、功能、结构上发生变化。 场特 ｒｌ－是截然不同的。由于辐射场需要使用天线． 不过这种变化需要在磁场作用一段时间之后发生，这 因此对于近场和远场的分界点 一般的天线有临界『种现象叫做“滞后”。这是由于生物体组织中存在许 距离的经验公式如下 ｒ二入／２ ，入为辐射电磁【多的电偶极距或磁偶极距．当偶极距在外加场中发生 波中最小的波长 且要求此时天线的最大口径尺寸 转向运动时．必须克服一定的势垒，因而会导致变化 Ｄ小于电磁波的半波长。对于高增益天线 临界距 时间的滞后。又如 较短时间的脉冲电场作用会促进 离的经验公式为：ｒ－二４Ｄ ／ 一近场区一般也称作 人体表皮细胞增殖 而较长时间的脉冲电场作用会抑 Ｆ ｒ ｅｓｎｅｌ区，场强一般按照１ ｒ 的关系衰减，ｎ＞２．远 制细胞的增殖 场区一般也称作Ｆ ｒ ａｕ ｎ ｈ。ｆｆ ｅ ｒ区 场强一般按照１／ ｒ的 关系衰减。在远场区．场强各分量处在辐射方向的 从能量的观点来看 作用于人体的电磁能量越大 （即电磁场强度与时间的乘积），引起的生物效应越 横截面内 功率流沿径向朝外：在近场区，电场有 大，这就表现为累积效应。当累积效应达到一定程 显著的径向分量．其功率流不完全是径向的 度．可引起人体某些敏感细胞的基因突变 这种基因 突变会伴随着细胞的增殖而遗传给子代细胞．达到一 ２人体的电磁生物效应 定程度后会引起人体某些疾病。 ３若干电磁兼容策略 ＿＿。●－。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。－。。＿＿＿＿＿＿＿＿＿－●＿－●。。－。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿●＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。＿＿＿＿＿●＿＿－－●＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿－。●＿－－－。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。＿。。＿＿●●●＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿一 针对电磁场的特性和电磁辐射的生物学效应．必 须采取措施降低环境中的电磁辐射强度 提高电子电 气设备和生物体的安全性 。为此，我们可以从电磁兼 容的角度对环境中的电磁污染进行治理或预防。 ３．１规范无线电使用频段 应严格执行我国无线电管理机构的频谱管理政 策，规范频谱资源的使用。新建、改建或扩建的电 台 电视台、雷达站，需要按相应的国家标准进行。 同时 对生活社区的未来发展要有长远规划．避免在 开始筹建时电磁辐射能达到国家安全限值，但三、五 年后就成为电磁污染重灾区现象的发生。 维普资讯 http://www.cqvip.com
。ｍａｇ ｃ＆ 圜 很多较为有效的方法可对其进行阻断，经典的技术有 ３．２使用电磁损耗型墙面材料 屏蔽、搭接、系统接地、隔离等。以磁场的屏蔽为 为了把环境中电磁辐射的能量密度降下来，可在 例．可使用相应频段内的高磁导率材料．将磁场聚集 大型建筑物上使用外墙材料具有电磁损耗特性的墙面 于该屏蔽体中 。对低频磁场的屏蔽可使用铁磁性材料 材料，这种材料可以通过在普通的材料内增加炭粉或 （如铁 硅钢片等）将磁源或者敏感器件包裹起来。 铁氧体粉末制成。 屏蔽的作用是为磁场提供一条低磁阻的通路，使敏感 器件周围的磁力线集中在屏蔽材料中，从而起到屏蔽 ３．３将输电线埋人地下 的作用。对于辐射场（有时也称交变电磁场） 需要 架空的输电线产生的辐射场能够在自由空间中传 综合考虑屏蔽过程．同时使用阻断电场和磁场耦合通 播，其影响面相当大。如果把输电线埋入地下，经过 道的方式进行处理。 地面土层或混凝土层的传播损耗之后，其辐射的功率 会大大降低，因此应该在电力行业大力推广地下掩埋 ４结束语 式输电线。 今天，电磁辐射所造成的环境污染日益严重。电 ３．４消除强辐射源 磁兼容作为一门专门研究电子电气设备和生物体电磁 由于电磁生物效应存在阈值效应，因此如果能降 干扰和电磁敏感度的综合性学科．在以信息技术为特 低环境中某些强辐射源的密度 将大大降低电磁辐射 征的２１世纪的电磁环境污染治理过程中，；奇Ｉ发挥出越 的危害。以室内建筑的楼宇布线为例，集中式布线将 来越重要的作用。根据电磁场的分类和特性，以及对 导致在局部空间电磁场的强度非常强。而采用分布式 人体的电磁生物效应分析可以发现，使用电磁兼容的 楼宇布线，可以使强源出现的概率大为降低，从而降 思维及其相关技术 可以有效地降低或阻隔电磁辐射 低电磁辐射的危害。 造成的环境污染。在今后日益发展的信息安全和生命 科学中，电磁兼容策略将会使电磁频谱资源的利用变 ３．５推广使用电磁屏蔽织物 得更加科学，更加安全。 园 目前市场上有大量的防辐射布料及其制品出售． 但多数产品的防辐射性能达不到广告宣传的效果。事 实上．依靠单一的织物或者混纺织物．无法对环境中 复杂的电磁场实现屏蔽．目前的屏蔽织物只能对在某 参考文献 个频段内的某一类场有较好的屏蔽效果。因此，开展 【１］ＧＢ ８７０２－１９８８，电磁辐射防护规定． 新型电磁屏蔽材料的研究开发．具有非常重要的意 【２】ＧＢ ０１７５－１９８８，环境电磁波且生标准 【３３］ ＧＪＢ ７２Ａ－２００２，电磁干扰和电磁兼容性术语． 义 【４阔佩自等．电磁兼容问题的计算机模拟与仿真技术．北京：中国 电力出版社，２００６． 【５】Ｄａｖｉｄ Ａ Ｗｅｓｔｏｎ．杨自佑，王守三译．电磁兼容原理与应用． ３．６阻断电磁辐射通道 北京：机械工业出版社，２００７． 【６］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｐｍｃ２００７．ｏｒｇ／． 电磁污染对人体产生或设备造成危害需要具备三 【７］郭银景等．电磁兼容原理与应用教程．北京：清华大学出皈社， ２００４． 个要素辐射源、辐射耦合通道、易感对象。针对辐 【８】陈树德，张红锋．低频电磁场对细胞生物效应的研究．中华物理 医学杂志，１９９８，２０（２）：７８－８０． 射耦合通道．目前正在蓬勃发展的电磁兼容技术中有
