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1、第四章第四章 电磁辐射污染电磁辐射污染一、电磁场和电磁辐射一、电磁场和电磁辐射1 1、基本概念、基本概念（1）电磁场；电场强度（E），V/m；磁场强度（H），A/m电磁场电磁场：电场（E）和磁场（H）是互相联系，互相作用，同时并存的。由于交变电场的存在，就会在其周围产生交变的磁场；磁场的变化，又会在其周围产生新的电场。它们的运动方向是互相垂直的，并与自己的运动方向垂直。这种交变的电场与磁场的总和，就是我们所说的电磁场。电场强度电场强度(E)(E)：单位正电荷在电场中某点所受到的电场作用力。V/m磁场强度磁场强度(H)(H)：指在任何磁介质中,磁场中某点处的磁感应强度与该点磁导率的比值。A/m（
2、分析磁场和电流之间的关系而引入的一个物理量）磁感应强度磁感应强度(B)(B)：表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量（单位面积的磁通量）。SI单位Wb（韦伯）/m21T(1T(特斯拉特斯拉)=1Wb/m2=104Gs（高斯）1A/m=Oe1A/m=Oe（奥斯特）；（奥斯特）；H=B/H=B/，：磁介质的磁导率。：磁介质的磁导率。电磁辐射（电磁波）电磁辐射（电磁波）：变化的电场与磁场交替地产生，由近及远，互相垂直（亦与自己的运动方向垂直），并以一定速度在空间传播的过程中不断地向周围空间辐射能量，这种辐射的能量称为电磁辐射，亦称为电磁波。频率、波长与波速频率、波长与波速：C=3108m/s，=c/
3、f2 2、近区场与远区场、近区场与远区场近区场：以场源为中心，以1/6波长的半径范围的区域。（1 ，3 ，6 ）远区场：以场源为中心，半径为1/6波长以外的空间范围 的区域。（1，3，6）（1）划分意义：一般近区场的电磁强度较大，所以应该格外注意对电磁辐射近区场的防护；远区场电磁场强度较小，通常对人的危害较小，应考虑保护信号。（2）近区场的特点：近区场电场强度E与磁场强度H大小关系不确定；电磁场强度远区场（电磁防护重点）随距离的变化较快（衰减快）电磁场强度不均匀度较大。（3）远区场的特点：E=377H；以电磁波形式辐射传播，衰减慢；弱场。3 3、计量单位、计量单位300MHz的微波频段：平均功
4、率密度表示，W/cm2或W/cm2300MHz的频段：采用电场强度V/m和磁场强度A/m作计量单位4 4、工频电磁辐射与射频电磁辐射、工频电磁辐射与射频电磁辐射工频电磁辐射：由50（60）Hz的交变电场引起的电磁辐射。射频电磁辐射：频率在100KHz以上的电磁波。工频电磁辐射空间传输能力差，对人的影响小，在一定距离外，其影响可忽略不计。线路电压,Kv11103566110220330500安全距离,m1.01.53.04.05.06.08.5国家标准：架空电力线路边导线与建筑物之间的安全距离 当交流电频率在每秒十万次以上，形成高频的电磁场。无线电广播、电视、微波的迅速普及，射频设备功率成倍提高
5、，已达到直接威胁人体健康的程度。低频中频高频甚高频特高频超高频极高频长波中波短波超短波微波30300K3003000K330M30300M3003000M无线电广播电视微波技术二、电磁辐射危害人体的机理二、电磁辐射危害人体的机理1 1 1 1、热效应、热效应、热效应、热效应 影响体内器官的正常工作。n组成人体细胞和体液的分子大都是极性分子（如胶体颗粒，水）n在高频电场作用下，使原来无规则排列的分子沿电场方向排列起来（取向作用）n因高频电场方向变化很快，极性分子在改变取向时与四周粒子发生碰撞而产生热效应 n n眼眼部部损损伤伤主主要要是是引引起起晶晶状状体体浑浑浊浊、白白内内障障，平平均均能能流
6、流密密度度S S300300毫毫瓦瓦平平方方厘厘米米即即可可引引起起视视网网膜膜出出血血以以及及眼眼睑睑、结结膜膜、角角膜膜的的灼灼伤伤等等。在在高高于于100100毫毫瓦瓦平平方方厘厘米米的的电电磁磁辐辐射射长长期期照照射射下下，由由于于升升温温高高，可可导导致致晶晶体体蛋蛋白白质质凝凝固固，产产生生点状或小片状混浊，促使晶状体老化。点状或小片状混浊，促使晶状体老化。2 2、非热效应、非热效应 n n引起人体细胞膜的共振引起人体细胞膜的共振n n干扰人体生物电，尤其会对脑和心电产干扰人体生物电，尤其会对脑和心电产生干扰生干扰 n n机体的损伤还与电磁波的频率有很大的机体的损伤还与电磁波的频率
7、有很大的关系关系 3 3、累积效应、累积效应 热热效效应应与与非非热热效效应应作作用用于于人人体体后后，对对人人的的伤伤害害未未来来得得及及自自我我修修复复之之前前两两次次受受到到电电磁磁辐辐射射，其其伤伤害害程程度度即即发发生生累累积积，形形成成永永久久性性病病态态（体体力力减减退退，白白内内障障，白白血血病病，脑脑肿肿瘤瘤，心心血血管管疾疾病病，大大脑脑机机能障碍，免疫力低下，等）能障碍，免疫力低下，等）三、手机的危害三、手机的危害u手机在使用过程中（包括待机状态）会向基站发射无线电波（30KHz30MHz）；u使用手机时，4060%的辐射量直接渗透到脑部一寸至一寸半的深度；u使用手机的注
8、意事项：（1）手机离基站较远或信号强度不够，其功率自动控制功 能会使手机自身的功率加大；（2）手机在接通瞬间功率最大，超过1000mW，通话期间稳 定，800mW；（3）休息时不要把手机放在头部附近；（4）手机辐射对信号干扰的危险性。四、电脑的辐射危害四、电脑的辐射危害1、危害（1）信号干扰，仪器失灵，飞机失事；（2）对人体健康的危害：骨骼肌不适、头痛、电过敏症、孕妇流产等。2、防护（1）与电脑保持距离，头部离键盘不宜过近；（2）使用无辐射液晶显示器，使用无线键盘鼠标；（3）使用后及时用清水洗脸。五、变电站等大型电力设备五、变电站等大型电力设备1 1、国内观点、国内观点 我国：f=50Hz，=
9、6000km，穿过人体几乎是同相位；极低频，空间传播能力差。我国卫生部：对输变电设施操作员、维修工长期近距离接受电磁辐射的工作人员健康监测证明无影响。变电站与居民住宅距离参考标准(我国)：电压（KV）220110参考距离（m）20152 2、国外相关报道、国外相关报道 瑞士 普查对象：（2040）万伏高压输出线500m范围内居住125年的所有居民（50万人）；结论：肿瘤（儿童白血病）的发生与高压电线磁场有直接关系，电磁场强度每高出0.1T，致病概率高出3倍。丹麦 对居住于高压输电线路附近1707名分别患有脑肿瘤、恶性淋巴、白血病的16岁以下儿童进行调查研究，结论：电磁场强度均值在0.30.4
10、T以上易患癌。英国 344名白血病儿童做详细调查，其中多数人生活在高压线经过的附近地带。斯德哥尔摩 生活在高压输电线区域内的市民，因磁通密度B3mG（毫高斯），癌症发病率为其他地区的3.8倍六、微波炉、电磁炉及其他六、微波炉、电磁炉及其他微波炉：工作频率为2.4GHz 电磁能量泄漏因产品质量不同而差距很大。非正规企业生产的设备，检测结果往往超标；正规产品，长期使用后可能出现炉门松动现象，产生较强微波能量泄漏。美国调查实验报告：微波炉释放出的电磁场，令人不安，易引发家庭冲突。电磁炉：工作原理为电磁共振，利用电流通过线圈产生磁场，当磁力线通过含铁质锅底部，产生无数小涡流，锅体高速发热，加热锅内食物
11、。（人体血细胞中铁元素含量高，不可离炉太近，1.5m）电视机 普通电视机辐射高频电磁波和低频电磁波，屏幕前方及机箱后背相对较高，需距离3m以外。液晶电视近距离与远距离辐射均低于普通电视机，影响较小。电冰箱 压缩机工作时会产生较大外磁场，不宜与电视机放在一起。电热毯 辐射工频电场、工频磁场及工频电磁场，近距离接触，影响脑神经系统、导致细胞内钙离子流失。七、电磁辐射污染的控制七、电磁辐射污染的控制1 1、相关标准、相关标准环境电磁波卫生标准（环境电磁波卫生标准（GB9175-88GB9175-88）电磁辐射防护规定（电磁辐射防护规定（GB8702-88GB8702-88）微波辐射卫生标准微波辐射卫
12、生标准 超高频辐射卫生标准超高频辐射卫生标准 工频电场卫生标准工频电场卫生标准电磁辐射暴露限值和测量方法电磁辐射暴露限值和测量方法（1 1 1 1）环境电磁波卫生标准（）环境电磁波卫生标准（）环境电磁波卫生标准（）环境电磁波卫生标准（GB9175-88GB9175-88GB9175-88GB9175-88）一级标准（安全区）：长期居住、工作、生活人群均不 受任何影响；二级标准（中间区）：长期居住、工作、生活人群可能 引起潜在性不良反应超过二级：对人体有害，禁止建设居民住宅及人群活动 的一切公共设施，可绿化、种植农作物。（2 2 2 2）电磁辐射防护规定（）电磁辐射防护规定（）电磁辐射防护规定（
13、）电磁辐射防护规定（GB8702-88GB8702-88GB8702-88GB8702-88）基本限值：结合辐射量和接受者两个因素，W/kg导出限值：辐射量，V/m(电场强度)；A/m（磁场强 度）；W/m（功率密度）工作场所：职业照射生活场所：公众照射针对对象基本限值基本限值a.职业照射：在每天8h工作期间内，任意连续6min按全身平均的比吸收率应小于0.1W/kg。b.公众照射：在一天24h内，任意连续6min按全身平均的比吸收率应小于0.02W/kg。导出限值导出限值a.职业照射：在每天8h工作期间内，电磁辐射场的场量参数在任意连续6min内的平均值应满足下表：职业照射导出限值1）系平面
14、波等效值，供对照参考；2）供对照参考，不作为限值，表中f是频率，单位为MHz；表中数据作了取整处理。公众照射导出限值1）系平面波等效值，供对照参考；2）供对照参考，不作为限值，表中f是频率，单位为MHz；表中数据作了取整处理。b.公众照射：在一天24h工作期间内，环境电磁辐射场的场量参数在任意连续6min内的平均值应满足下表：2 2、电磁辐射污染控制、电磁辐射污染控制（1 1 1 1）电磁辐射场源）电磁辐射场源）电磁辐射场源）电磁辐射场源 自然型辐射场源自然型辐射场源自然型辐射场源自然型辐射场源 a.地球本身：地球本身不仅是一个巨大的磁场，而 且是一个巨大的电场。b.雷电、台风等不时向地面发射
15、电磁波。c.来自宇宙的电磁场源（太阳电磁场源和宇宙电磁 场源）。d.某些动植物受到电磁、震击等刺激后产生异常电 讯号。人工型辐射场源人工型辐射场源 工频场源（大功率输电线路）按频率 射频场源（射频设备）包括放电、工频、射频、家电等方面。如空调机、计算机、电视机、电冰箱、微波炉、卡拉OK机、电热毯、移动电话、微波发射站、高压电线、X光放射线发生器、激光发射器等，它们在正常工作时都会产生各种不同波长和频率的电磁波。（2 2 2 2）电磁辐射防护）电磁辐射防护）电磁辐射防护）电磁辐射防护 属于在泄漏和辐射源方面采取的防护措施；在作业人员方面，包括对作业人员工作环境所采 取的防护措施。电磁屏蔽电磁屏蔽
16、电磁屏蔽电磁屏蔽原原原原理理理理：电电电电磁磁磁磁屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽是是是是利利利利用用用用屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽体体体体阻阻阻阻止止止止电电电电磁磁磁磁场场场场在在在在空空空空间间间间传传传传播播播播的的的的一一一一种种种种方方方方法法法法，即即即即限限限限制制制制从从从从屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽材材材材料料料料的的的的一一一一侧侧侧侧空空空空间间间间向向向向另另另另一一一一侧侧侧侧空空空空间间间间传传传传递递递递电电电电磁磁磁磁能能能能量量量量。其其其其作作作作用用用用原原原原理理理理是是是是采采采采用用用用低低低低电电电电阻阻阻阻的的的的导导导导体体体体材材材材料料料料，由由由由于于于于导导导导体体体体
17、材材材材料料料料对对对对电电电电磁磁磁磁能能能能流流流流具具具具有有有有反反反反射射射射和和和和引引引引导导导导作作作作用用用用，在在在在导导导导体体体体材材材材料料料料内内内内部部部部产产产产生生生生与与与与源源源源电电电电磁磁磁磁场场场场相相相相反反反反的的的的电电电电流流流流和和和和磁磁磁磁极极极极化化化化，从从从从而而而而减减减减弱源电磁场的辐射效果。（电磁感应现象）弱源电磁场的辐射效果。（电磁感应现象）弱源电磁场的辐射效果。（电磁感应现象）弱源电磁场的辐射效果。（电磁感应现象）电电电电磁磁磁磁波波波波传传传传播播播播到到到到金金金金属属属属材材材材料料料料的的的的电电电电磁磁磁磁屏屏
18、屏屏蔽蔽蔽蔽表表表表面面面面时时时时，通通通通常常常常有有有有3 3种种种种不不不不同同同同机机机机理理理理进进进进行行行行衰衰衰衰减减减减：一一一一是是是是在在在在入入入入射射射射表表表表面面面面的的的的反反反反射射射射衰衰衰衰减减减减；二二二二是是是是未未未未被被被被反反反反射射射射而而而而进进进进入入入入屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽体体体体的的的的电电电电磁磁磁磁波波波波被被被被材材材材料料料料吸吸吸吸收收收收的的的的衰衰衰衰减减减减；三三三三是在屏蔽体内部的多次是在屏蔽体内部的多次是在屏蔽体内部的多次是在屏蔽体内部的多次反射衰减反射衰减反射衰减反射衰减。反反反反射射射射衰衰衰衰减减减减，就就就就是
19、是是是电电电电磁磁磁磁场场场场射射射射入入入入金金金金属属属属导导导导体体体体时时时时，由由由由电电电电磁磁磁磁感感感感应应应应而而而而产产产产生生生生感感感感应应应应电电电电流流流流。在在在在这这这这个个个个感感感感应应应应电电电电流流流流的的的的作作作作用用用用下下下下，必必必必然然然然建建建建立立立立一一一一个个个个新新新新的的的的电电电电磁磁磁磁场场场场，从从从从而而而而将将将将入入入入射射射射场场场场能能能能衰衰衰衰减减减减。反反反反射射射射衰衰衰衰减减减减的的的的大大大大小取决于屏蔽层与屏蔽层周围介质之间的阻抗匹配情况。小取决于屏蔽层与屏蔽层周围介质之间的阻抗匹配情况。小取决于屏蔽
20、层与屏蔽层周围介质之间的阻抗匹配情况。小取决于屏蔽层与屏蔽层周围介质之间的阻抗匹配情况。吸吸吸吸收收收收衰衰衰衰减减减减，实实实实质质质质上上上上是是是是导导导导体体体体的的的的热热热热损损损损耗耗耗耗。它它它它的的的的产产产产生生生生完完完完全全全全是是是是由由由由于于于于电电电电磁磁磁磁场场场场射射射射入入入入金金金金属属属属屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽体体体体时时时时，因因因因电电电电磁磁磁磁感感感感应应应应而而而而在在在在金金金金属属属属表表表表面面面面产产产产生生生生了了了了感感感感应应应应电电电电流流流流，又又又又由由由由于于于于金金金金属属属属导导导导体体体体中中中中特特特特别别别别是是是是
21、导导导导体体体体表表表表面面面面有一定电阻存在，必然在金属屏蔽层内，产生热损耗。有一定电阻存在，必然在金属屏蔽层内，产生热损耗。有一定电阻存在，必然在金属屏蔽层内，产生热损耗。有一定电阻存在，必然在金属屏蔽层内，产生热损耗。接地技术接地技术接地技术接地技术分类分类主动场屏蔽：场源位于屏蔽体之内被动场屏蔽：场源位于屏蔽体之外原原原原理理理理：将将将将在在在在屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽体体体体内内内内由由由由于于于于感感感感应应应应生生生生成成成成的的的的射射射射频频频频电电电电流流流流导导导导入入入入大大大大地地地地，使使使使屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽体体体体与与与与大大大大地地地地成成成成为为为为等等等等位位位位
22、体体体体，不不不不会会会会形形形形成成成成二二二二次次次次辐辐辐辐射源，使屏蔽体获得高效能。射源，使屏蔽体获得高效能。射源，使屏蔽体获得高效能。射源，使屏蔽体获得高效能。a.a.主要针对主动屏蔽的情况；主要针对主动屏蔽的情况；主要针对主动屏蔽的情况；主要针对主动屏蔽的情况；b.b.接地技术是屏蔽技术的辅助措施。接地技术是屏蔽技术的辅助措施。接地技术是屏蔽技术的辅助措施。接地技术是屏蔽技术的辅助措施。吸收防护吸收防护吸收防护吸收防护典型应用：典型应用：典型应用：典型应用：微波炉的炉门与炉体结合处。微波炉的炉门与炉体结合处。微波炉的炉门与炉体结合处。微波炉的炉门与炉体结合处。原原原原理理理理：电电
23、电电磁磁磁磁屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽不不不不能能能能从从从从根根根根本本本本上上上上削削削削弱弱弱弱、消消消消除除除除电电电电磁磁磁磁波波波波。只只只只有有有有使使使使用用用用电电电电磁磁磁磁波波波波吸吸吸吸收收收收材材材材料料料料，把把把把电电电电磁磁磁磁能能能能转转转转化化化化为为为为其其其其它它它它形形形形式式式式的的的的能能能能量量量量，才才才才能能能能消消消消耗耗耗耗电电电电磁磁磁磁波波波波。电电电电磁磁磁磁波波波波吸吸吸吸收收收收材材材材料料料料的的的的作作作作用用用用是是是是吸吸吸吸收收收收入入入入射射射射的的的的电电电电磁磁磁磁波波波波，并并并并将将将将电电电电磁能转换成热能损耗掉。磁
24、能转换成热能损耗掉。磁能转换成热能损耗掉。磁能转换成热能损耗掉。目前耗损电磁能的手段有：一是借助介电目前耗损电磁能的手段有：一是借助介电目前耗损电磁能的手段有：一是借助介电目前耗损电磁能的手段有：一是借助介电物或微粒的分子在电磁作用下趋于运动，同时物或微粒的分子在电磁作用下趋于运动，同时物或微粒的分子在电磁作用下趋于运动，同时物或微粒的分子在电磁作用下趋于运动，同时受限定导电率影响而将电磁能转变成热能损耗受限定导电率影响而将电磁能转变成热能损耗受限定导电率影响而将电磁能转变成热能损耗受限定导电率影响而将电磁能转变成热能损耗掉；二是采用以结构形式使入射波相位与反射掉；二是采用以结构形式使入射波相
25、位与反射掉；二是采用以结构形式使入射波相位与反射掉；二是采用以结构形式使入射波相位与反射波的相反来衰减电磁能。波的相反来衰减电磁能。波的相反来衰减电磁能。波的相反来衰减电磁能。个体防护个体防护个体防护个体防护a.新型屏蔽织物与防护服 国内外现已研制出用涂层法、电镀法及复合纺丝法制造的电磁屏蔽织物，共混纺丝法正处于研制阶段。与薄膜、板材等电磁屏蔽材料相比，电磁屏蔽织物更贴近人们的生活。用电磁屏蔽织物做成的服装、包装袋、装饰材料等，即满足人们日常生活需要，又起防护作用。b.带防护面具 面具可制作成封闭型（罩上整个头部），或半边型（只罩头部的后面和面部）c.带防护眼镜 眼镜可用金属网或薄膜做成风镜式
26、，较受欢迎的是金属膜防护目镜。八、静电危害及防治八、静电危害及防治 静电场：频率f=0的电磁场，无辐射危害，属电磁辐射的极限情况，且危害严重。1 1 1 1、静电灾害的类型、静电灾害的类型、静电灾害的类型、静电灾害的类型（1）爆炸、火灾、电击 人体静电超过23kv，接触金属静电电击；低湿环境，穿塑料底鞋子在绝缘地面行走，静电可达1015kv。静电产生的原因：摩擦带电；剥离带电；流动带电；喷出带电；冲撞带电；破裂带电；飞沫带电、滴下带电、感应带电等。（2）高压输电线路附近，静电感应对人体健康有明显影响。家兔：50kV/m，2h/d60d，脑电图显示有明显病变；输电线路或变电站静电场在10kV/m
27、以上时，人有“吹风感”。（3）高技术领域的影响。集成电路、电子仪器等，引起信号失误、控制失灵。（4）飞机“沉积静电”影响。摩擦充电、发动机电离充电、感应充电三种途径，高达几十万伏。危害主要是干扰无线电通讯、导航及电击事故。2 2 2 2、静电危害的防治、静电危害的防治、静电危害的防治、静电危害的防治（1 1）防止和减少静电的产生）防止和减少静电的产生 选材时考虑尽量采用物质类同的材料或导电性相近的材料，尽量采用导体材料，不用或少用高绝缘材料；改善装卸、运输方式；改善加工和处理方式；防止和减少不同物质的混合，或混入杂质；控制速度；增大接触面的平滑性，减少摩擦力和摩擦面等。（2 2）加速静电遣散，防止静电积累）加速静电遣散，防止静电积累 加速静电荷的泄放措施（接地措施，改善材料导电性，增加环境相对湿度）；中和消除静电（自感应式静电消除器、外加电源式静电消除器、同位素静电消除器）。（3 3）防止放电着火）防止放电着火 安装放电器 在设备的合适位置上预先设置放电器，以便于静电释放，如飞机的机翼后沿设有多组的放电器；屏蔽带电体 采用隔离的办法来限制带电体对周围物体产生电气作用及放电现象；加强静电的测量和报警 及早发现危险，及时采取有效措施，防止静电着火发生；防止可燃性混合物的形成 杜绝过多燃烧物的形成，尽力防止可燃物浓度的增加，从而降低着火的概率。