電磁防護

以粒子或波的形式發生的能量傳遞、 傳播及吸收活動稱為輻射， 主要分為兩類： 電離輻射及非電離輻射。 非電離輻射中的射頻 、 微 波 等 部 分 統 稱 為 電 磁 輻射。

基本介紹

• 中文名：電磁防護
• 外文名：Electromagneticshielding

簡介

隨著科技進步， 電磁輻射在各類作業場所得到廣泛利用。 典型套用包括： 電視和廣播發射系
統、 射頻感 應 及 介 質 加 熱 設 備 、微波醫療設 備 、 通 信 發 射 台 站 、衛星地球通 信 站 等 。 除 此 之 外 ，生活中接觸的一些電氣設施也成為電磁輻射源， 如：居住地附近的變電設備、 高壓及超高壓輸電線 、 家 用 電 器 （ 如 電 磁 爐 等 ） 。
在電氣技術套用給人類帶來生活便利性及生 產 效 率 提 升 的 同 時 ，與之相伴的電磁輻射正成為新的污染來源。由於人類生活作業環境中電磁輻射的普遍程度不斷加深， 世界各國越來越重視電磁環境， 重視電磁輻射 對 人 體 傷 害 的 研 究 ；電磁輻射對人類健康的影響及其防護已經成為一個迅速發展的科學新領域。 針對電磁輻射的國際性合作研究也已展開： 世界衛生組織在全球範圍內發起了 “國際電磁場計畫” （The InternationalEMF Project） ， 旨 在 針 對 0 ~300GHz 的 電 磁 輻 射 對 人 體 帶 來的健康影響進行研究。 該計畫自啟動以來， 吸引了世界範圍內的科 學 家 與 職 業 健 康 安 全 專 家 參與， 推動了人類對電磁輻射危害的了解。

電磁輻射對人體的主要影響形式

電磁場對人體的主要影響形式可以歸結為以下幾種：（1） 熱效應 （thermal effect）：電磁場作用於人體 （細胞和生 物 介 質 ） ， 引 起 組 織 溫 度 升高。（2） 非熱效應 （non-thermaleffect）：電磁場通過使人體溫度升高以外的方式改變生理生化過程。（3） 累積效應：熱效應和非熱效應作用於人體後， 人體遭受的傷害未得到自我 修 復 （ 通 常 所 說 的 人 體 承 受力— —內抗力） 前， 再次受到電磁波輻射， 傷 害 就 會 發 生 累 積 。長期接觸電磁輻射的人群， 即使接觸功率很小， 頻率很低， 也可能受累積效應影響， 產生不同程度的健康危害。

電磁輻射對人體的損傷

受電磁輻射影響， 易產生損傷的機體系統包括： 中樞神經系統、 內分泌 系 統 、 心 血 管 系 統 、免 疫 系 統 、 造 血 系 統 、 生 殖 系統、 視覺系統。

中樞神經系統：接觸高頻電磁場時， 人體中樞神經系統受其中的中波和短波部分影響， 出現以下症狀：中樞神經系統和植物神經系統功能紊亂： 頭疼、 乏力、 失眠多夢、 白天嗜睡、 記憶力減退等精神衰弱症狀。

內分泌系統：在 對 內 分 泌 系 統 的 影 響 方面， 普通功率電磁波早期即可造成下丘腦、 腺垂體及外周靶腺激素分泌失調。 在影響前期， 腎上腺糖皮質激素、 甲狀腺激素水平升高， 後期則呈現下降趨勢。 與此同時， 垂體、 腎上腺、 甲狀腺細胞均出現營養不良性改變， 凋亡增多， 並持續較長時間。

心血管系統：長期受電磁波輻射的人患心血管疾病的機率會大大增加， 研究表明， 電磁波影響會改變心室肌膜表面鈉離子、 鈣離子通道對這兩種離子的轉運， 影響心室肌復極化時間， 從而影響心肌收縮能力。 此外， 患者的心電圖上還可能呈現 RT 波電壓下降， PQ波的延長， P 波加寬等非正常現象。

免疫系統：早 在 1979 年 ， Shandala 等人就報導了微波輻射會刺激動物腦部電生理活動， 引起腦皮質中心 區 改 變 ， 並 抑 制 免 疫 系 統 功能， 如造成血液中淋巴細胞功能紊亂和脾臟中玫瑰花結形成細胞減少等。

造血系統：人 體 受 中 低 功 率 電 磁 波 照射， 可造成 血 紅 細 胞 、 白 細 胞 、血小板不同程度降低； 受高功率照射後上述現象更加明顯， 可造成 1 年以上的持續損傷及造血組織重建不良現象。

生殖系統：電磁波照射對生殖的影響主要 為 流 產 率 升 高 、 胚 胎 發 育 遲緩、 畸胎率增加等。 據調查， 受孕前 6 個月和/或妊娠前 3 個月從事微波熱透療法的女理療師早期流產的危險性明顯增加。 男性接 受 電 磁 輻 射 ， 後 代 也 受 到 影響 。 據 NORDSTORM 對 瑞 典 發電廠工人進 行 的 流 行 病 學 調 查 ，在高壓裝置附近工作的男性， 後代圍產期死亡率增加 3.6 倍、 先天性畸形增加 3.2倍。

視覺系統：電磁輻射對視覺造成的傷害主要為對眼 睛 的 長 期 累 積 傷 害 ，造成晶狀體、 角膜的結構性損傷。曾有未採取防護措施的雷達操作員 在 100mW/cm2 的 微 波 輻 射 下工作一年後發生雙眼白內障。

電磁輻射的影響對象

輸變電線路、無線基站附近的居民
隨著城市人口密度的增大及城市住宅建設的升溫， 輸變電設備、 高壓線路等電磁輻射源與居住區的距離無法得到完全控制。一些住宅樓與高壓輸電線路相距過 近 ， 住 戶 健 康 受 到 威 脅 。 另外， 無線通訊網路的覆蓋範圍拓寬過程中， 一些無線通訊基站也可能對周邊居民產生影響。

特種作業人員
暴露在高強度電磁場中對人體健康造成的不良影響早已被確認， 而越來越多的研究揭示， 長期暴露在低頻或低強度電磁輻射中， 也會損害人體健康。 電磁輻射環境中的作業人員， 同時受到這兩類不同強度的電磁場威脅：一般作業時處於低強度輻射環境中， 在某些特殊情況下有接受高頻高強輻射的危險 （進行設備搶修等需要靠近強電磁源的時候）。
對這些作業人員來說， 電磁輻射造成的影響與普通人相比更加嚴重。 由於電磁輻射的不可見性，很多作業者並不清楚其對人體的危害， 造成安全意識淡薄， 與之相關的特種作業人員有缺乏適當防護的危險。 隨著人類對電磁輻射及其對人體負面生理作用的認識不斷加深， 電磁環境作業人員防護的緊迫性和重要性應被給予應有的重視。

電磁輻射防護

電磁輻射防護的重要性和必要性
人們在認識電磁傷害， 研究電磁輻射對人體傷害過程中， 也在積極思考電磁輻射的防護， 早在上個世紀 50 年代以原蘇聯和美國為代表的許多國家就開展了電磁輻射防護標準的研究， 研究對象主要為電磁輻射環境中作業者的防護問題。

國內外電磁輻射防護標準現狀
目前國際上的代表性電磁輻射防護標準為美國電子電器工程師 協 會 （IEEE） C95.1 和 國 際 非電 離 輻 射 防 護 委 員 會 （ICNIRP）導則。 IEEE C95.1 被美國、 澳大利亞、 加拿大和韓國採用， 而歐盟、 日本等國採納 ICNIRP 導則。我國相關標準的制定過程中， 也借鑑和參考了上防護標準及導則。

我國的電磁輻射防護體系中包括一系列由衛生部、 國家環保總 局 制 訂 的 標 準 ， 包 括 GBZ-1-2002 《工業企業設計衛生標準》、GB 18555-2001 《 作 業 場 所 高 頻電磁場職業接觸限值》等[8]。IEEE C95.1 標 準 和 ICNIRP導則均以電 磁 場 熱 效 應 為 基 礎 ，制定最大容 許 暴 露 水 平 或 限 值 。但 是 電 磁 場 生 物 效 應 的 研 究 表明， 低於這些標準限值的電磁輻射會通過非致熱效應影響人體健康， 而大量流行病學資料也表明低強度長期電磁場暴露對人體健康的不良影響。 因此上述導則還存在不足之處， 有待完善。“衛生部標準” （包括： GB18555-2001 《作業場所高頻電磁場 職 業 接 觸 限 值 》 、 GB 10437-1989 《作業場所超高頻輻射衛生標準》、 GB 10436-1989 《作業場所 微 波 輻 射 衛 生 標 準 》 、 GB16203-1996 《作業場所工頻電場衛 生 標 準 》 和 GB 9175 -1988《環境電磁波衛生標準》） 的特點是：— —給出了各頻段的場強計算公式， 為電磁輻射水平的預測提供了依據；— —以電磁輻射強度及其頻段特性對人體可能引起潛在不良影響的閾值為界， 將環境電磁波容 許 輻 射 強 度 標 準 分 為 二 級（超過二級 標 準 ， 對 人 體 可 能 帶來有害影響）；— —分 別 制 訂 了 工 頻 、 高頻、 超高頻、 微波等頻段的輻射衛生標準；— —標準中採用了最大容許暴露量的概念。國家環保總局制定的 “環保標 準 ” （ 包 括 GB 8702-88 《 電磁 輻 射 防 護 規 定 》 、 HJ/T 10.3-1996 《電磁輻射環境影響評價方法 與 標 準 》 和 HJ/T 24 -1998《500kV 超 高 壓 送 變 電 工 程 電 磁輻 射 環 境 影 響 評 價 技 術 規 范 》 ）特點如下：— —采 用 “限 值 ” 的 概 念 ，認為 “限值” 是可以接受的輻射水平的上限， 並包括各種可能的電磁輻射污染的總量值；— —采 用 比 吸 收 率 （SAR）作為基本限值單位；— —適 用 頻 率 范 圍 為10kHz~300GHz， 未 包 括 工 業 頻率；— —10kHz~300GHz 內 均 採用 SAR 作 為 基 本 限 值 單 位 ， 未考慮不同頻率電磁場及近場、 遠場電磁輻射對人體作用形式及結果的不同。

電磁輻射防護裝備

國內對電磁輻射防護的研究早已開始， 但電磁輻射防護裝備的概念與應 用 被 廣 泛 接 受 較 晚 。減少電磁輻射的傷害， 主要從兩方面入手：
（1） 降 低 輻 射 源 的 輻 射 強度。 如在輻射源周圍鋪設特殊材料， 材料受電磁場作用產生感應電流， 由電流熱效應將輻射能量轉換為熱能。

（2） 被動禁止法。 無法有效降低輻射源輻射強度時， 多採用被動禁止法， 即配備電磁輻射防護裝備。
由 於 電 磁 輻 射 特 性 的 復 雜性， 難以單純通過對輻射源禁止的合理設計消除其危害。 配備防護裝備， 對確保作業者的安全健康是十分必要的。

電磁輻射防護服裝

電磁輻射防護服裝對電磁輻射起禁止作用， 降低其對人體的傷害， 是電磁輻射作業場所套用
的主要防護裝備。電磁輻射防護服裝按原理主要分為兩種 ： 導 電 型 和 導 磁 型 。導電型防護服在受到外界磁場作用時， 產生感應電流， 感應電流又產生與外界磁場方向相反的磁場 ， 抵 消 外 界 磁 場 達 到 防 護 作用； 導磁型防護服則通過磁滯損耗和鐵磁共振損耗大量吸收電磁波的能量， 並將其轉化為其它形式的能量， 達到對電磁輻射的衰減效果。
根據禁止服裝材料， 又可以將 市 面 上 主 要 防 護 服 裝 分 為 4類：（1） 碳纖維、 不鏽鋼纖維等與紡織纖維製成的混紡材料：優 點 為 手 感 柔 軟 ， 透 氣 性好。 缺點為製成的防輻射織物禁止效率較低， 一般為 15~30dB 左右， 且不同頻段差異很大， 限制了其使用範圍， 目前正在逐步被取代。（2） 多離子織物通過一定物理過程 （真空噴灑法、 真空鍍法等） 或化學反應（如電解法 等 ） 制 成 。 優 點 為 禁止效率高， 使用頻段寬， 性能穩
定， 並且兼具混紡織物柔軟、 透氣的特點。（3） 電磁輻射防護纖維製成的織物主要包括本徵型導電聚合纖維及複合型高分子導電纖維。（4） 塗層防輻射織物使用摻入金屬氧化物或金屬粉末、 高分子成膜劑等製成的塗層製劑， 使織物獲得電磁輻射防護能力。
性能評價及技術要求
目前我國市場上有大量電磁輻射防護服存在， 套用範圍覆蓋了一般居住環境 （如提供給孕婦穿著的電磁輻射防護服） 到作業場所 （如防微波輻射服）。評價電磁禁止的效果， 常用屏 蔽 效 率 （SE）， 單 位 為dB。定義為空間某點未加禁止時的電場 強 度 E0 （ 或 磁 場 強 度 H0、 功率 W0） 與 加 屏 蔽 後 該 點 的 電 場強度 E1 （或電壓、 磁場強度 H1、功率 W1） 之比。

我國電磁輻射防護存在的問題

早期的電磁輻射防護服裝受工藝限制， 存在沉重、 穿著舒適性差、 成本高等問題， 因此僅在極少數作業場所使用。 隨著電磁輻射傷害研究的發展、 紡織科學的進步， 電磁輻射防護服裝的舒適性及便利性增強， 套用範圍也不斷擴大。雖然電磁輻射防護的概念普及程度逐步加深， 電磁輻射防護越來越受重視， 但電磁輻射防護的相關標準及防護裝備市場仍存在以下問題：
（1） 電磁輻射限值標準制定的理論依據為致熱效應， 不能完全體現電磁 輻 射 對 人 體 的 影 響 ；限值標準評價方式不統一， 影響其有效實施及作業場所電磁輻射的有效評估。
（2） 我國現行的電磁輻射防護裝備國家標準為 GB6568.1 《帶電作業用屏 蔽 服 裝 》， 主 要 針 對高壓電氣設備作業者， 針對微波輻 射 的 防 護 標 準 GB/T 23463《防護服裝 微波輻射防護服》 為2009 年新制定標準， 尚未實施。因此微波等電磁輻射成分的防護還有待加強。
（3） 民用電磁輻射防護裝備的 研 究 應 用 不 足 ， 存 在 標 準 缺失， 缺乏監管， 產品誇大宣傳等情況。在國外， 電磁輻射防護服裝已走入普通家庭， 而我國的電磁輻射場所作業人員尚未配備足夠的防護裝備。 隨著對電磁輻射特性及其短期和長期生理傷害的了解日益加深， 我國對作業場所電磁防護的重 視 程 度 將 不 斷 提 升 。應結合已有成果， 在以下問題上做進一步工作：
（1） 完善和統一電磁輻射暴露限值標準。 進行電磁輻射傷害機理的進一步研究， 充分了解非致熱效應對人體健康危害， 並作為參考依據， 進行電磁輻射暴露限值標準修訂。（2） 完善電磁輻射防護服裝國家標準， 增加覆蓋面， 將民用防護服裝納入標準管理範圍。