現(xiàn)如今,移動通信技術(shù)滲透到了社會生活的方方面面。各式各樣的手機應(yīng)用,已經(jīng)徹底改變了我們的生活。
截止 2019 年,中國已建成 4G 基站 544 萬個。預(yù)計 2020 年底,國內(nèi) 5G 基站也將有可能達到 70 萬個。
在繁華的城市里,人們或許不到 500 米就能看到一座基站。在未來 5G 的某些場景下,甚至可能出現(xiàn)每 50 米一座基站的情況。
越來越密集的基站,大幅改善了網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量,給人們帶來便利。然而,也有很多人,極力抵觸甚至百般阻撓身邊的基站建設(shè)項目。
為什么呢?原因很簡單,就是因為害怕“輻射”。
一直以來,圍繞基站輻射的紛爭在各地時有發(fā)生,相關(guān)的新聞也是屢見不鮮。
很多時候,運營商只得無奈拆除小區(qū)所有的基站設(shè)備,撤退離場。這樣一來,導致更多用戶的正常生活受到影響。
國外部分地區(qū)的情況更為糟糕,甚至出現(xiàn)了燒毀 5G 基站這樣令人匪夷所思的舉動。
那么,基站信號輻射到底有多大?會不會給人體造成影響?我們距離基站多遠比較合適?
電磁輻射的生物效應(yīng)
研究表明,電磁波與生物體會發(fā)生相互作用。根據(jù)作用機理的不同,電磁輻射的生物效應(yīng)可分為熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。
1. 熱效應(yīng)
生物體受到一定強度的電磁輻射并將其吸收,機體組織溫度升高,這種效應(yīng)稱為電磁波的熱效應(yīng)。
熱效應(yīng)又分為歐姆熱效應(yīng)和波動能量熱效應(yīng)。
歐姆熱效應(yīng)的加熱原理是人體內(nèi)部的自由電子、離子沿電磁波場強方向定向運動,電流通過生物組織(等效通過電阻),產(chǎn)生歐姆熱效應(yīng)。在正常生活區(qū)域內(nèi),人體能接觸到的電磁波能量很微弱,電磁輻射的歐姆熱效應(yīng)一般不大。
波動能量熱效應(yīng)的加熱原理是分子之間摩擦生熱。波動能量加熱原理復雜,這里不贅述。在實際生活中,“微波爐”正是利用了這個原理加熱食物。
簡單分析下微波爐加熱食物的過程:食物中含有大量水分,水分子的本征頻率為 2.45GHz。微波爐使用這個頻率的微波信號,在封閉的腔內(nèi)照射食物。水分子受外界場強影響,每秒完成 24.5 億次的高頻振蕩,分子間來回摩擦、碰撞,產(chǎn)生大量熱量,從而達到快速加熱食物的目的。
2. 非熱效應(yīng)
生物體吸收電磁場的能量后,產(chǎn)生不可歸咎于溫度變化的生物學變化,稱為電磁場的非熱效應(yīng)。
非熱效應(yīng)的本質(zhì)來自生物體的內(nèi)部,外部電磁場僅起觸發(fā)信號的作用。電磁輻射安全主要關(guān)注電磁波對人體神經(jīng)系統(tǒng)的干擾和電磁波的穿透效應(yīng)。
電磁波對人體神經(jīng)系統(tǒng)的影響:
人體在頻率為 4Hz-1KHz 的電磁波環(huán)境下,超過 100mA/m2 的感應(yīng)電流密度時,中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮度會劇烈變化。
出于安全考慮,在 4Hz-1KHz 的電磁波環(huán)境下,職業(yè)暴露限值感應(yīng)電流低于 10mA/m2,公眾暴露限值感應(yīng)電流低于 2mA/m2。
對于 4Hz-1KHz 的電磁輻射,大家也不用感到恐慌。因為 1kHz 電磁波信號需要至少 7.5 萬米長的天線才能將信號輻射出去。這么長的天線是很難得到的,環(huán)境中該頻率范圍的電磁波非常微弱。
高頻射線穿透人體細胞帶來的生物影響:
電磁波的頻率越高,其透射性越強。當頻率高于紫外線時(如 X 射線、γ射線等),能夠穿透人體細胞,射線與機體細胞、組織、體液等物質(zhì)相互作用,引起物質(zhì)的原子或分子電離,因而可以直接破壞機體內(nèi)某些大分子結(jié)構(gòu),如使蛋白分子鏈斷裂、核糖核酸(RNA)或脫氧核糖核酸(DNA)的斷裂、破壞一些對物質(zhì)代謝有重要意義的酶等,甚至可直接損傷細胞結(jié)構(gòu)。
這類輻射通常也稱為電離輻射,對人體有顯著危害。因此,普通人需避而遠之;而從業(yè)人員,如 X 射線醫(yī)師,需采用專業(yè)的防護設(shè)施。
電磁輻射暴露限值和標準
不同國家對電磁輻射所造成的健康危害有著不同的理解。因此,不同國家所制定的電磁輻射標準有較大的差異。
我國在制定標準時,考慮了電磁輻射對人體神經(jīng)效應(yīng)方面的影響,比美國、澳大利、德國等國家制定的標準更加嚴格。
在制定電磁輻射標準時,針對不同的暴露人群,有著不同的標準,分為職業(yè)暴露限值和公眾暴露限值。
輻射環(huán)境下的職業(yè)人員,是指暴露在已知條件下,了解相關(guān)風險而采取恰當防護措施的成年人。公眾,則是指包括所有年齡段和不同健康狀況的社會個體。
考慮到普通人不會采取防輻射措施,故公眾暴露限值比職業(yè)暴露限值更加嚴格。
自 1988 年以來,我國先后頒布了《GB 9175-88 環(huán)境電磁波衛(wèi)生標準》和《GB 10437-1989 作業(yè)場所超高頻輻射衛(wèi)生標準》,在國標中明確規(guī)定了職業(yè)暴露安全限值和公眾暴露安全限值,見表 1。
表 1. 電磁輻射的安全限值
表 2 中,描述的是不同國家地區(qū)電磁輻射公眾照射導出限值對比。可以看出,我國對電磁環(huán)境輻射安全的要求非常嚴格,其限值顯著低于歐盟和美國。
表 2. 不同地區(qū)電磁輻射公眾照射導出限值對比
人類與基站輻射
多份實驗報告證明,目前使用的移動通信頻率及功率不會對人體帶來傷害。
2006 年 6 月,WHO 發(fā)布了《移動通信及其基站》的報告,明確指出:“最近的任何一項研究,都沒有證明暴露于移動電話或基站的射頻場會對健康帶來損害。”
4G 移動基站正常工作時,其天線口輻射的信號功率不超過 5W;4G 手機發(fā)射的功率不超過 0.1W;普通家用客廳燈的功率為 40-60W。從“熱效應(yīng)”的角度分析,移動基站對人體的影響遠小于家中一盞溫馨的燈。
我們經(jīng)常聽到“燈下黑”這個概念。所謂的“燈下黑”是指,基站天線的正下方處,用戶收到基站的信號最小,甚至沒有。
該現(xiàn)象是由基站天線工作原理決定的。天線依靠振子輻射信號,對稱振子天線的天線方向圖如下圖所示:
可以看出,對稱振子的正下方和正上方?jīng)]有信號輻射。如果基站天線懸掛于樓頂,正下方的居民大可不必擔心輻射的“危險”。從基站信號強弱的角度分析,他們反倒是最“安全”的。
一般情況下,公眾離基站發(fā)射塔多遠才是安全的呢?
根據(jù)《GB8702-88 電磁輻射防護規(guī)定》,推導出公眾照射限值符合距離的計算公式,見表 3。
表 3. 距離輻射源天線的安全距離
r:距離天線最小的安全距離,單位:mf:頻率,單位:MHzP:天線輻射功率,單位:WG:天線最大輻射方向上的增益值
例如輸出功率 5W,天線增益 13dbi(20 倍)的 4G 基站,應(yīng)用表 3 中的公式計算,在其天線最大增益方向上,距離天線 1.4 米以上的距離都為安全距離。
一般基站塔天線掛高在 30 米左右,該距離遠大于安全距離 1.4 米,即公民接收到的輻射功率遠低于國家規(guī)定的公眾照射限值。
在中國,公眾接收到的基站信號輻射劑量很小,是安全的。
正確對待輻射
普通公民該如何正確對待電磁波輻射呢?
1)切忌聞“輻”色變。大部分的電磁波輻射對人體是無害的,過度的擔心輻射反倒影響身心健康。
2)理智規(guī)避有害頻率源。“頻率”和“功率”是輻射對人體是否有害的關(guān)鍵因素,比如對于高頻高能的 X 射線、γ射線,公眾應(yīng)該非必要不接觸。
3)穿戴正規(guī)的防輻射裝備。對于一些特殊群體,在輻射場強較大的環(huán)境下,應(yīng)穿戴防輻射裝備來抵御輻射。注意,防輻射裝備也不是萬能的。它的隔離性能和信號頻率有關(guān)。信號頻率越高,防輻射裝備的隔離性就越差。對于高頻輻射來說,市面上大部分防輻射服的作用不大。
4)正確使用手機。人們一般都會遠離基站,但卻對同樣是輻射源的手機“愛不釋手”。考慮到距離和時長,相對于基站對人體的輻射劑量,手機對人體的輻射劑量可能會更大一些。有研究表明,手機的信號頻率和功率不會傷害人體,但由于使用手機時間過長,造成視力下降和頸椎疾病的案例,越來越普遍。
5)合理膳食,加強體育鍛煉。電磁輻射生物學效應(yīng)機制與氧化損傷有關(guān)。因此,抗氧化的食品是首要選擇。如十字花科蔬菜、卷心菜、蘿卜等,具有抗輻射功能。
責任編輯人:CC
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