微波輻射對生物體的影響課件

1微波輻射對生物體的影響電磁生物效應(yīng)研究的幾個方面(1)生物體各部分組織對電磁波的反射、透射、散射及吸收等傳播特性的研究；(2)電磁波與生物體耦合特性的研究；(3)能量在受照體體內(nèi)的分布、沉積及引起的溫度變化；(4)生物體生理、生化、遺傳、行為等變化的現(xiàn)象和其機理以及這些影響與照射電磁波的頻率、功率之間相互關(guān)系等的研究。1微波輻射對生物體的影響電磁生物效應(yīng)研究的幾個方面2輻射容許值標準

高頻輻射和生物組織的相互作用，是多種參數(shù)的復(fù)雜函數(shù)。內(nèi)部的電常數(shù)也是非均勻的。組織中內(nèi)場的大小與照射場的參數(shù)、頻率、強度、極化等有關(guān)，也與被照射物體的形狀、大小、電參數(shù)有關(guān)，還與照射源與被照射物體的相對位置、附近的物體存在等有關(guān)。在劑量學(xué)中，廣泛采用比吸收率（SAR）來度量電磁輻射在生物單位組織中所感受的電場。2輻射容許值標準高頻輻射和生物組織的相互作用，是多種參數(shù)的3暴露在遠輻射下，人體全身的比吸收率是頻率和極化的函數(shù)比吸收率的空間分布是非常不均勻的。安全劑量是通過熱效應(yīng)的臨界比吸收率加上安全系數(shù)后用比吸收率來表征的。手持收發(fā)信機的輻射劑量則要求作特殊考慮。微波場的特點及其對人體影響的復(fù)雜性，使得頭部堆積的能量高度不均勻。3暴露在遠輻射下，人體全身的比吸收率是頻率和極化的函數(shù)4各國對微波輻射規(guī)定的標準我國電子工業(yè)部則曾根據(jù)對部分動物的實驗及對微波工作人員的健康檢查，于1979年提出了一個暫行標準，規(guī)定1天8h連續(xù)照射時最大輻射平均功率密度不得超過0.083mW/cm,而短時間間斷照射，1天超過8h的情況下輻射量不得超過0.3mWh/cm,在這種情況下最大功率密度也不允許超過5mW/cm，而且當功率密度超過1mW/cm2時還必須使用個人防護用具。1989年我國頒布的作業(yè)場所微波輻射衛(wèi)生標準（GBI0436-89）

4各國對微波輻射規(guī)定的標準5(1)連續(xù)波：1天8h暴露的平均功率密度為50μW/cm2，小于或大于8h暴露的平均功率密度按下式計算：(即日劑量400μW·h/cm2)

式中，——容許輻射平均功率密度（μW/cm2）；t——受輻射時間（h）。5(1)連續(xù)波：1天8h暴露的平均功率密度為50μW/cm26(2)脈沖波（固定輻射）：1天8h平均功率密度為25μW/cm2，小于或大于8h暴露的平均功率密度按下式計算

脈沖波的非固定輻射的容許強度（平均功率密度）與連續(xù)波相同。6(2)脈沖波（固定輻射）：1天8h平均功率密度為25μW/7肢體局部輻射（不區(qū)分連續(xù)和脈沖波）：1天8h暴露的平均功率密度為500μW/cm2，小于或大于8h暴露的平均密度按下式計算：

7肢體局部輻射（不區(qū)分連續(xù)和脈沖波）：1天8h暴露的平均功率8安全區(qū)和中間區(qū)場強

波長

單位容許場強一級（安全區(qū)）二級（中間區(qū)）長、中、短波

W/m<10<25超短波

W/m<5<12微波μW/cm<10<40混合

W/m按主要波段場強；若各波段場強分散則按綜合場強加權(quán)確定8安全區(qū)和中間區(qū)場強

容9中間區(qū)是指在該環(huán)境電磁波強度下長期生活、工作和居住的所有人可能產(chǎn)生潛在性不良反應(yīng)的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)不能建造療養(yǎng)院、醫(yī)院、學(xué)校和居民住宅，但是可以建造機關(guān)和工廠。超過中間區(qū)的標準區(qū)域只能種植農(nóng)作物或者作綠化用地。安全區(qū)是指在該環(huán)境電磁波強度下長期生活，工作和居住的所有人均不會受到任何有害影響的區(qū)域，因此該區(qū)域可以建造所有的人的活動場所。9中間區(qū)是指在該環(huán)境電磁波強度下長期生活、工作和居住的所有人10微波輻射對生物體的影響微波輻射對人體的影響

▲

電磁輻射生物學(xué)機制

▲微波電磁場對人體的益處

▲微波輻射對人體的危害性及相應(yīng)的保護措施微波輻射對動物的影響保護人類生存的電磁環(huán)境10微波輻射對生物體的影響微波輻射對人體的影響11電磁波與生物體相互作用的基本方程進入生物組織的微波的相位變化和衰減見式（1）~（3）（1）

（2）（3）β——單位長度的相位改變；δ——穿透深度；——單位長度的衰減

——生物組織的電導(dǎo)率11電磁波與生物體相互作用的基本方程進入生物組織的微波的相12受微波輻射的生物體吸收的能量見式（4）~（5）

SAR=（4）SAR=（5）——微波入射功率—微波穿透功率——微波反射功率

——生物組織的電導(dǎo)率

SAR——吸收比率或總體能量吸收

E——微波電場強度

D——生物組織密度

m——生物體產(chǎn)生的代謝熱

12受微波輻射的生物體吸收的能量見式（4）~（5）SAR=13熱平衡方程見式（6）~（7）（6）t=（7）

——比熱

W（Q）——生物體吸收微波能量產(chǎn)生的熱

t——體溫增加ΔT度所需要的時間G——生物體體重

M——實驗生物體總質(zhì)量S——生物體表面積

——生物體表和周圍空氣溫度的最初差值受輻射生物每單位體重的溫度變化率——血循環(huán)散熱——代謝產(chǎn)熱率

——微波在生物體內(nèi)吸收比率

——熱傳導(dǎo)散熱

——體表的散熱

13熱平衡方程見式（6）~（7）（6）t=（7）——14種類體重（kg）體表面積（m2）基礎(chǔ)代謝率(kcal/m/c/day）代謝熱（kcal）

人

651．8391038.4貓3

0．27503．46豬0．80．0716751．01生物體的體重、體表面積、代謝熱

1kcal=4.19kJ14種類體重體表面積基礎(chǔ)代謝率代謝熱人651．15表征生物組織的電磁特性參數(shù)是ε、σ和μ，影響ε和σ大小的因素是電磁波頻率和生物組織的溫度及生物組織的含水量。水是生物體含量豐富的成分，它幾乎組成人體體重的一大半，且不同年齡、不同組織器管含水量不同。一般說，含水量最高的生物組織，其ε和σ遠遠高于含水量低的生物組織。脂肪和骨骼是低含水量的組織；皮膚和肌肉是高含水量組織；由于各不同層次的組織和不同器官以及同一器官的不同部位，含水量不同，其ε和σ也各不相同。因此，必須知道器官，甚至同一器官的不同部位所吸收的能量，才能正確地分析和討論它的生物學(xué)效應(yīng)。

15表征生物組織的電磁特性參數(shù)是ε、σ和μ，影響ε和σ大小的16人各年齡體液含量占體重（%）

項目年齡段體液總量細胞內(nèi)液細胞外液血漿新生兒80354051歲70402552—4歲6540205成人604015516人各年齡體液含量占體重（%）項目體液總量17成人各組織器官與體液中水的含量（%）組織器官體液中水的含量組織器官體液中水的含量脂肪組織25~30結(jié)締組織60~80骨16~46肺79肝70血液83腎82紅血球65皮膚72血漿92肌肉（占全身總水量1/2以上）

76膽汁>90乳89腦（白質(zhì)）70尿約95腦（灰質(zhì)）84唾液99.4心臟79汗99.517成人各組織器官與體液中水的含量（%）組織器官體液中水的18電磁場對人體的影響程度與許多因素有關(guān)：1、場強度越大，影響越重；2、電磁場的強度隨著與輻射源的間距加大而迅速減少；3、作用時間越長，對人體的影響越嚴重；作用周期越短，其影響越重；4、脈沖波對機體的影響比連續(xù)波嚴重；5、作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境溫度越高，機體表現(xiàn)癥狀越突出；濕度越大，越不利于散熱；6、人體各器官對電磁輻射的敏感度不同，大腦、眼球、睪丸比較敏感；7、人體適應(yīng)性差異很大，性別、年齡、體質(zhì)不同，對電磁輻射的敏感度大不相同；8、電磁波的頻率，一般來說，人體受影響的程度隨著頻率升高而增大；

9、操作人員是否有防護措施，受電磁輻射的影響差異較大。18電磁場對人體的影響程度與許多因素有關(guān)：1、場強度19另外，由于高劑量的電磁輻射會影響及破壞人體原有的生物電流和生物磁場，使人體內(nèi)原有的電磁場發(fā)生異常，值得注意的是，不同的人或同一個人在不同年齡階段對電磁輻射的承受能力也是不一樣的，老人、兒童、孕婦屬于對電磁輻射敏感的人群。

19另外，由于高劑量的電磁輻射會影響及破壞人體原有的生物電流20經(jīng)過一定強度和時間的照射，會造成體溫升高，骨髓細胞染色體畸形，非特異性（并）免疫功能降低，白血球、血小板減小，發(fā)生心血管系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)機能障礙。特別是微波污染可引起神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等發(fā)生某些功能性甚至病理性變化?？梢鹑说娜旧w畸變，植物神經(jīng)紊亂，心電圖改變以及明顯的神經(jīng)——心血管系統(tǒng)綜合癥。發(fā)生血壓和心血管系統(tǒng)的改變，多表現(xiàn)為頭昏、頭痛、腦脹、失眠、多夢、心悸、多汗、脫發(fā)、倦怠、記憶力減退、食欲不振、體重下降、四肢酸痛等。接受一定強度的時間照射和超短波和微波電磁輻射可表現(xiàn)心動過緩、血壓下降或心動過速、血壓升高等。電磁波熱效應(yīng)對人體的損傷

20經(jīng)過一定強度和時間的照射，會造成體溫升高，骨髓細胞染色體21微波輻射對眼睛的影響總結(jié)如下：（1）

微波引起眼睛損害，性質(zhì)上主要是急速的溫度變化率和高發(fā)熱率。（2）

功率密度與形成白內(nèi)障的時間的閾值曲線不是直線的，在每一個頻率上照射兔眼似乎都需要一個微波功率閾值，低于這個曲線，即使連續(xù)照射也不產(chǎn)生眼睛損傷。（3）

在500MHz以上，白內(nèi)障形成的最小功率密度約150mW/cm2，100min。低于500MHz的頻率引起眼睛損害的可能性不能完全排除。（4）

在誘發(fā)的白內(nèi)障中關(guān)鍵場參數(shù)是平均功率而不是峰值功率密度。用相同的平均功率密度的脈沖波和連續(xù)波輻射，同樣具有誘發(fā)白內(nèi)障的可能性。（5）

次閾值功率密度重復(fù)輻射，可形成白內(nèi)障，但兩次輻射之間的時間較長，足以修復(fù)損傷時，就觀察不到積累性損傷。21微波輻射對眼睛的影響總結(jié)如下：22人體各器官的影響和電磁輻射的頻率的關(guān)系頻率（MHz）波長(cm)受影響的主要器官主要生物效應(yīng)150以下200以下

透過人體，影響不大150~1000200~30體內(nèi)各器官由于體內(nèi)組織過熱，損傷各器官1000~300030~10眼晶狀體、睪丸組織加熱顯著，晶狀體易損傷3000~1000010~3皮膚、眼晶狀體伴有溫感的皮膚加熱10000以上3以下表皮皮膚表面一方面反射，另一方面吸收產(chǎn)熱。22人體各器官的影響和電磁輻射的頻率的關(guān)系頻率（MHz）波長23電磁波的非熱效應(yīng)對人體的損傷

（1）反復(fù)接受低強度照射后，體溫無明顯上升，但卻使中樞神經(jīng)系統(tǒng)及其他方面功能發(fā)生變化。如血壓下降、消化不良等。（2）能刺激體表及體內(nèi)感受器官產(chǎn)生反射性影響。如人耳在方波調(diào)制的脈沖微波輻射下能產(chǎn)生微波聽覺效應(yīng)，即聽到與其脈沖重復(fù)頻率相同的并與脈沖聲波相類似的聲音。（3）低強度微波器照射可使人類的嗅覺和視覺機能下降。（4）可使丘腦——垂體——腎上腺功能紊亂。（5）使人體的體液及細胞免疫能力下降。（6）使胚胎異變。（7）脈沖調(diào)制波比連續(xù)波有較強的生物學(xué)作用。23電磁波的非熱效應(yīng)對人體的損傷（1）反復(fù)接受低強度照射后248）在微波低頻段電磁場的作用下，血液中的紅細胞和白細胞等懸浮粒子，由于受到電磁場力的作用，引起珠鏈作用，使粒子整齊地排列并凝聚于鏈中。（9）微波電磁場的生物效應(yīng)與其他物理參數(shù)有關(guān)，如不同位置和極化狀態(tài)等因素對生物活性都有影響。非熱效應(yīng)引起的生理變化是不穩(wěn)定的，并且具有發(fā)展的趨勢。248）在微波低頻段電磁場的作用下，血液中的紅細胞和白細胞等25手機輻射對人體的影響手機微波輻射對人體影響的發(fā)展狀況手機的電路結(jié)構(gòu)手機的電磁波結(jié)構(gòu)手機輻射對人體作用的機理手機電磁輻射的測試試驗手機對人體危害的相應(yīng)的保護措施25手機輻射對人體的影響手機微波輻射對人體影響的發(fā)展狀況26手機電磁輻射的測試試驗＊測試方法簡介＊一個典型的無線通信產(chǎn)品EMC實驗室＊劑量學(xué)實驗中在體積中內(nèi)插和外插測量SAR的方法＊一個手機電磁輻射的測試實驗及分析26手機電磁輻射的測試試驗＊測試方法簡介27輻射容許值標準為保護人類生存的電磁環(huán)境，世界各國都制定了電磁輻射強度容許標準。其標準各不相同。例如，標準最高的是前蘇聯(lián)0.01mW/cm,而美國則較低只有10mW/cm,加拿大為1mW/cm。法國、英國、德國、捷克、荷蘭、波蘭、瑞典和中國等則都有自己的標準。所以有不同的標準而且有相當大的差異。其原因是多方面的，其中各國對電磁輻射引起的非熱效應(yīng)的存在有著根本的分歧。以前蘇聯(lián)為首的認為非熱效應(yīng)是存在的，因而它的標準較高，另一方是以美國為首的則因為非熱效應(yīng)根本不存在，所以它的標準低。還有是在二者之間的，如加拿大等。27輻射容許值標準為保護人類生存的電磁環(huán)境，世界28

標準(GB9175-88)評價標準名稱評價時間

允許場強微波輻射作業(yè)衛(wèi)生

一日按8小時連續(xù)波：≤50μW/cm

標準(GB10436-89)

評價脈沖波：≤25μW/cm

環(huán)境電磁波衛(wèi)生一日按24小時

一級標準：<10μW/cm

28標準(GB9175-88)評價標準名稱評價時間29電磁輻射生物學(xué)機制

電磁場對生物體的作用是通過電磁場的諧振效應(yīng)、熱效應(yīng)、光化效應(yīng)和場效應(yīng)來實現(xiàn)的。作用的效果與電磁場的頻率、功率、照射方式、作用的時間有關(guān)；作用的效果還與作用的對象有關(guān)。生物效應(yīng)的試驗一般都是用動物（老鼠、兔子、猴子）來進行。如何將動物的試驗結(jié)果“外推”到人類，是近年來注重研究的問題。劑量學(xué)采用“比吸收率（SAR）”這一概念來定量地計算電磁波與人體的相互關(guān)系。29電磁輻射生物學(xué)機制電磁場對生物30手機輻射對人體作用的機理手機電磁輻射有近場和遠場之分。近場強而遠場弱，遠場主要影響通訊距離。當持機者打電話的時候，手機及其天線常常貼進頭的面部，因此，對于持機者來說，有影響的主要是近場。

手機呼出時與網(wǎng)絡(luò)最初取得聯(lián)系的幾秒鐘內(nèi)電磁輻射最大，隨著振鈴第一聲響過，此輻射逐漸減小，達到一個穩(wěn)態(tài)值。通話過程中輻射值一般低于最大值而高于穩(wěn)態(tài)值。待機狀態(tài)下，雖然手機不時發(fā)射信號與基站保持聯(lián)系，但電磁輻射很小。30手機輻射對人體作用的機理手機電磁輻射有近場和遠場之分。近31

通過對手機電磁輻射部位的分析，可以認為其電磁輻射與泄漏的大體部位有：手機工作天線；收、發(fā)話器；工作電路等。但是通過場強測試分析，手機的主要輻射源為天線。手機的天線是同外界聯(lián)系的一個通道，手機微波是從機芯中產(chǎn)生并同時向外輻射的，不過天線區(qū)微波的能量相對集中而已，手機的天線本身并不產(chǎn)生微波。31通過對手機電磁輻射部位的分析，可以認為其電磁輻射32測試方法簡介確定在電磁波照射下，人體對電磁場能量的吸收及體內(nèi)溫度分布研究的實際測量也大多以人體等效模型作為對象進行測量，或以某些動物進行實驗?？芍踩胧苷阵w體內(nèi)的探頭直接測量受照體內(nèi)的電磁場分布；用熱成像的方法或采用抗微波干擾的高阻線熱敏電阻溫度計、抗微波干擾的液晶光纖溫度計、熱電偶溫度計測量受照體內(nèi)因電磁波輻射而引起的溫升的分布。32測試方法簡介確定在電磁波照射下，人體對電磁場能量的吸收及33

目前廣泛使用近場測試儀來測量手機的近場平均功率密度。這些測試結(jié)果是在手機發(fā)射功率固定在一定的功率等級時，測試探頭距手機正面3.5-5cm左右，測試探頭沿手機天線上下移動，找出最大點后測得的結(jié)果。33目前廣泛使用近場測試儀來測量手機的近場平均功率密34一個典型的無線通信產(chǎn)品EMC實驗室

無線通信產(chǎn)品EMC實驗室應(yīng)包含測試室和測試系統(tǒng)。實驗室包括：一個10m法屏蔽暗室，一個功放室，一個控制室以及若干個傳導(dǎo)測試屏蔽室。測試系統(tǒng)包含EMI測試系統(tǒng)，EMS測試系統(tǒng)，傳導(dǎo)測試系統(tǒng)以及EUT監(jiān)測系統(tǒng)。

EMI系統(tǒng)能夠根據(jù)相關(guān)的ETSI標準（ETS300-342GSM標準，ETS300-329DECT標準）進行手機、基站及輔助設(shè)施的EMI測試，還能進行ETS300-607-1（GSM11.10）和ETS300-175-2（DECT）草案中的亂真發(fā)射測試。34一個典型的無線通信產(chǎn)品EMC實驗室

無線通信產(chǎn)品EMC實35劑量學(xué)實驗中在體積中內(nèi)插和外插

測量SAR的方法

在移動電話附近——幻象干擾最大值處不能測量到用戶頭部電磁場，從而必須利用內(nèi)插法和外插法——關(guān)于三維實驗抽樣數(shù)據(jù)及整個頭部幻象體積內(nèi)吸收的能量來估算電磁場成分。如果抽樣點不定位在特殊平面上，如果包含大部分數(shù)據(jù)測量的部分的急需的數(shù)字可被挑選出來，可以實行2D-1D-2D技術(shù)。這項技術(shù)，與利用樣條和子波的其它內(nèi)插法技術(shù)相比，要快的多，并且在所需項目的資金上也不是很昂貴。35劑量學(xué)實驗中在體積中內(nèi)插和外插

測量SAR的方法在移動36一個手機電磁輻射的測試實驗及分析

關(guān)于手機電磁輻射的安全標準

測試方法手機電磁輻射測試結(jié)果實驗結(jié)果分析關(guān)于手機近場平均功率密度測試的說明36一個手機電磁輻射的測試實驗及分析

關(guān)于手機電磁輻射的安全37測試方法

利用手機電磁輻射近場平均功率密度測試的方法，即測試在微波暗室內(nèi)進行，在微波暗室內(nèi)放置一測試架，將被測手機固定在測試架上，通過系統(tǒng)模擬器SS建立與手機的通信，系統(tǒng)模擬器設(shè)置手機功率控制級為最大控制級第5級，業(yè)務(wù)信道TCH設(shè)置在60-65之間，將電場近場測試探頭置于被測樣品正面，距手機天線3.5cm處，測試探頭沿手機天線上下移動，找出最大點后記錄測得的結(jié)果。37測試方法利用手機電磁輻射近場平均功率密度測試的方法，即38樣品編號平均功率密度(μW/cm2)11070282032080414405900621707900874091800101210111990手機電磁輻射測試結(jié)果

38樣品編號平均功率密度11070282032080439實驗結(jié)果分析結(jié)果分析：與標準對照，手機電磁輻射量均嚴重超標。平均功率密度最大的手機型號為樣本6，實測達2170μW/cm2，超標54倍以上；最小的為樣本8，實測達740μW/cm2，但也超標18倍以上?？紤]頭部對電磁波的影響：頭部可等效為一個吸收體（內(nèi)部）和一個反射體（外部）。肌肉的相對介電常數(shù)大約在1.5~8之間，與頭部的具體位置有關(guān)。取4計算，這樣即使垂直照射（無能量反射），敏感位置的實際電磁波強度差不多要小4倍。則：分析上面測得的最大的平均功率密度2.17mW/cm2，就下降到了：0.5mW/cm2?？紤]到多種因素的影響，最終的功率密度在100μW/cm2以內(nèi)。吸收當然不會多的，因為人體不會剛好是傳播波的匹配負載。

39實驗結(jié)果分析結(jié)果分析：與標準對照，手機電磁輻射量均嚴重超40衛(wèi)生部《作業(yè)場所微波輻射標準》考慮其第（4）條規(guī)定，對于短時間通話，大部分手機的電磁輻射是符合健康標準的。再考慮其第（1）條規(guī)定，對連續(xù)波的總量限制（即日劑量400μWh/cm2），則每天的通話時間小于等于半個小時，最多不超過一個小時。由于移動電話屬于局部輻射，則用戶使用移動電話的時間還可適當放寬，比如按日劑量1000μWh/cm2。40衛(wèi)生部《作業(yè)場所微波輻射標準》41關(guān)于手機近場平均功率密度測試的說明

關(guān)于近場平均功率密度的測試，尚無一個標準的測試方法,也沒有理論公式可以準確地計算出來近場平均功率密度。當發(fā)射功率不同時，平均功率密度也不同。本次測量值是在測試探頭距手機正面3.5cm，在天線最接近人腦部那一點測得的近場平均功率密度。本次測試解決了在最大發(fā)射功率2W時手機發(fā)射功率靠人腦這一面，相距3.5cm時的平均功率密度的大小這個問題。41關(guān)于手機近場平均功率密度測試的說明關(guān)于近場平均功率密42與以前一些報告不同之處是

手機發(fā)射功率處于2W(33dBm)，是手機最大發(fā)射功率狀態(tài)，所以測得的平均功率密度比以前一些報告的結(jié)果要大。由于手機為保證通信，其射頻發(fā)射是有意發(fā)射，必須有足夠的平均功率密度，如果在最大功率發(fā)射時也只有600μW/cm2，那就不夠。本次試驗測得的平均功率密度均嚴重超標，但衛(wèi)生部標準并不是對手機的標準。而且最大發(fā)射功率狀態(tài)并不經(jīng)常出現(xiàn)，主要在振鈴過程和當手機處于小區(qū)邊沿基站接收信號微弱時會出現(xiàn)。用戶在講話、守候過程中，由于電流較小，故手機發(fā)射功率不會處于最大狀態(tài)。測試最大功率狀態(tài)下的平均功率密度的目的，是想測定和給出手機最大近場(3.5cm時)的平均功率密度。42與以前一些報告不同之處是手機發(fā)射功率處于2W(33d43手機對人體危害的相應(yīng)的保護措施

手機呼出時與網(wǎng)絡(luò)最初取得聯(lián)系的幾秒內(nèi)電磁輻射最大，因此在最初幾秒，最好不要馬上將手機貼耳接聽；最好使用分離耳機和分離話筒。在信號不好的地方使用手機，拉出天線可以改善通話質(zhì)量，并使手機在較低功率水平上工作，功率越低電磁輻射強度越低；身邊如有其他電話可用，就不要使用手機；盡量減少通話時間。不要超長時間的使用移動電話進行通話，比如20分鐘；要保持移動電話天線與頭部的距離，譬如5cm,10cm。盡可能讓天線部分超出頭部；如果不影響美觀，可以適當選用防護機套；謹防劣質(zhì)手機傷害身體。43手機對人體危害的相應(yīng)的保護措施手機呼出時與網(wǎng)絡(luò)最初取得44今后研究工作的展望及尚未解決的問題

該研究領(lǐng)域?qū)儆诮鼒鰠^(qū)問題，研究復(fù)雜，能否通過遠場區(qū)結(jié)果經(jīng)過一定的近場計算來獲得近場區(qū)的結(jié)果，用理論對三維場的空間分布進行研究。目前為止，國內(nèi)外大多數(shù)認為低于熱效應(yīng)基準SAR的電磁場暴露是安全的。但是否存在危害人體健康的非熱效應(yīng)及其生物機理有必要進一步研究。用建模和數(shù)值方法研究手機對人體的生態(tài)效應(yīng)時，能否同時將手機與人體歸納到同一模型下進行計算。手機產(chǎn)生的電磁場對人的腦電流有干擾，這一效應(yīng)在使用者睡眠期間尤其顯著。但是其中的病理學(xué)作用尚未了解。當然，對于使用手機對人體可能帶來的影響還有待于進一步的研究和評估。到目前為止，熱效應(yīng)的影響是肯定的，但非熱效應(yīng)的影響仍然處于研究中。電磁波作用于人體里的分子，會產(chǎn)生什么變化，是否會使DNA產(chǎn)生變化？這方面的情況還在研究之中。

44今后研究工作的展望及尚未解決的問題該研究領(lǐng)域?qū)儆诮鼒?5ThankYouVeryMuch!45ThankYouVeryMuch!2021202147微波輻射對生物體的影響電磁生物效應(yīng)研究的幾個方面(1)生物體各部分組織對電磁波的反射、透射、散射及吸收等傳播特性的研究；(2)電磁波與生物體耦合特性的研究；(3)能量在受照體體內(nèi)的分布、沉積及引起的溫度變化；(4)生物體生理、生化、遺傳、行為等變化的現(xiàn)象和其機理以及這些影響與照射電磁波的頻率、功率之間相互關(guān)系等的研究。1微波輻射對生物體的影響電磁生物效應(yīng)研究的幾個方面48輻射容許值標準

高頻輻射和生物組織的相互作用，是多種參數(shù)的復(fù)雜函數(shù)。內(nèi)部的電常數(shù)也是非均勻的。組織中內(nèi)場的大小與照射場的參數(shù)、頻率、強度、極化等有關(guān)，也與被照射物體的形狀、大小、電參數(shù)有關(guān)，還與照射源與被照射物體的相對位置、附近的物體存在等有關(guān)。在劑量學(xué)中，廣泛采用比吸收率（SAR）來度量電磁輻射在生物單位組織中所感受的電場。2輻射容許值標準高頻輻射和生物組織的相互作用，是多種參數(shù)的49暴露在遠輻射下，人體全身的比吸收率是頻率和極化的函數(shù)比吸收率的空間分布是非常不均勻的。安全劑量是通過熱效應(yīng)的臨界比吸收率加上安全系數(shù)后用比吸收率來表征的。手持收發(fā)信機的輻射劑量則要求作特殊考慮。微波場的特點及其對人體影響的復(fù)雜性，使得頭部堆積的能量高度不均勻。3暴露在遠輻射下，人體全身的比吸收率是頻率和極化的函數(shù)50各國對微波輻射規(guī)定的標準我國電子工業(yè)部則曾根據(jù)對部分動物的實驗及對微波工作人員的健康檢查，于1979年提出了一個暫行標準，規(guī)定1天8h連續(xù)照射時最大輻射平均功率密度不得超過0.083mW/cm,而短時間間斷照射，1天超過8h的情況下輻射量不得超過0.3mWh/cm,在這種情況下最大功率密度也不允許超過5mW/cm，而且當功率密度超過1mW/cm2時還必須使用個人防護用具。1989年我國頒布的作業(yè)場所微波輻射衛(wèi)生標準（GBI0436-89）

4各國對微波輻射規(guī)定的標準51(1)連續(xù)波：1天8h暴露的平均功率密度為50μW/cm2，小于或大于8h暴露的平均功率密度按下式計算：(即日劑量400μW·h/cm2)

式中，——容許輻射平均功率密度（μW/cm2）；t——受輻射時間（h）。5(1)連續(xù)波：1天8h暴露的平均功率密度為50μW/cm252(2)脈沖波（固定輻射）：1天8h平均功率密度為25μW/cm2，小于或大于8h暴露的平均功率密度按下式計算

脈沖波的非固定輻射的容許強度（平均功率密度）與連續(xù)波相同。6(2)脈沖波（固定輻射）：1天8h平均功率密度為25μW/53肢體局部輻射（不區(qū)分連續(xù)和脈沖波）：1天8h暴露的平均功率密度為500μW/cm2，小于或大于8h暴露的平均密度按下式計算：

7肢體局部輻射（不區(qū)分連續(xù)和脈沖波）：1天8h暴露的平均功率54安全區(qū)和中間區(qū)場強

波長

單位容許場強一級（安全區(qū)）二級（中間區(qū)）長、中、短波

W/m<10<25超短波

W/m<5<12微波μW/cm<10<40混合

W/m按主要波段場強；若各波段場強分散則按綜合場強加權(quán)確定8安全區(qū)和中間區(qū)場強

容55中間區(qū)是指在該環(huán)境電磁波強度下長期生活、工作和居住的所有人可能產(chǎn)生潛在性不良反應(yīng)的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)不能建造療養(yǎng)院、醫(yī)院、學(xué)校和居民住宅，但是可以建造機關(guān)和工廠。超過中間區(qū)的標準區(qū)域只能種植農(nóng)作物或者作綠化用地。安全區(qū)是指在該環(huán)境電磁波強度下長期生活，工作和居住的所有人均不會受到任何有害影響的區(qū)域，因此該區(qū)域可以建造所有的人的活動場所。9中間區(qū)是指在該環(huán)境電磁波強度下長期生活、工作和居住的所有人56微波輻射對生物體的影響微波輻射對人體的影響

▲

電磁輻射生物學(xué)機制

▲微波電磁場對人體的益處

▲微波輻射對人體的危害性及相應(yīng)的保護措施微波輻射對動物的影響保護人類生存的電磁環(huán)境10微波輻射對生物體的影響微波輻射對人體的影響57電磁波與生物體相互作用的基本方程進入生物組織的微波的相位變化和衰減見式（1）~（3）（1）

（2）（3）β——單位長度的相位改變；δ——穿透深度；——單位長度的衰減

——生物組織的電導(dǎo)率11電磁波與生物體相互作用的基本方程進入生物組織的微波的相58受微波輻射的生物體吸收的能量見式（4）~（5）

SAR=（4）SAR=（5）——微波入射功率—微波穿透功率——微波反射功率

——生物組織的電導(dǎo)率

SAR——吸收比率或總體能量吸收

E——微波電場強度

D——生物組織密度

m——生物體產(chǎn)生的代謝熱

12受微波輻射的生物體吸收的能量見式（4）~（5）SAR=59熱平衡方程見式（6）~（7）（6）t=（7）

——比熱

W（Q）——生物體吸收微波能量產(chǎn)生的熱

t——體溫增加ΔT度所需要的時間G——生物體體重

M——實驗生物體總質(zhì)量S——生物體表面積

——生物體表和周圍空氣溫度的最初差值受輻射生物每單位體重的溫度變化率——血循環(huán)散熱——代謝產(chǎn)熱率

——微波在生物體內(nèi)吸收比率

——熱傳導(dǎo)散熱

——體表的散熱

13熱平衡方程見式（6）~（7）（6）t=（7）——60種類體重（kg）體表面積（m2）基礎(chǔ)代謝率(kcal/m/c/day）代謝熱（kcal）

人

651．8391038.4貓3

0．27503．46豬0．80．0716751．01生物體的體重、體表面積、代謝熱

1kcal=4.19kJ14種類體重體表面積基礎(chǔ)代謝率代謝熱人651．61表征生物組織的電磁特性參數(shù)是ε、σ和μ，影響ε和σ大小的因素是電磁波頻率和生物組織的溫度及生物組織的含水量。水是生物體含量豐富的成分，它幾乎組成人體體重的一大半，且不同年齡、不同組織器管含水量不同。一般說，含水量最高的生物組織，其ε和σ遠遠高于含水量低的生物組織。脂肪和骨骼是低含水量的組織；皮膚和肌肉是高含水量組織；由于各不同層次的組織和不同器官以及同一器官的不同部位，含水量不同，其ε和σ也各不相同。因此，必須知道器官，甚至同一器官的不同部位所吸收的能量，才能正確地分析和討論它的生物學(xué)效應(yīng)。

15表征生物組織的電磁特性參數(shù)是ε、σ和μ，影響ε和σ大小的62人各年齡體液含量占體重（%）

項目年齡段體液總量細胞內(nèi)液細胞外液血漿新生兒80354051歲70402552—4歲6540205成人604015516人各年齡體液含量占體重（%）項目體液總量63成人各組織器官與體液中水的含量（%）組織器官體液中水的含量組織器官體液中水的含量脂肪組織25~30結(jié)締組織60~80骨16~46肺79肝70血液83腎82紅血球65皮膚72血漿92肌肉（占全身總水量1/2以上）

76膽汁>90乳89腦（白質(zhì)）70尿約95腦（灰質(zhì)）84唾液99.4心臟79汗99.517成人各組織器官與體液中水的含量（%）組織器官體液中水的64電磁場對人體的影響程度與許多因素有關(guān)：1、場強度越大，影響越重；2、電磁場的強度隨著與輻射源的間距加大而迅速減少；3、作用時間越長，對人體的影響越嚴重；作用周期越短，其影響越重；4、脈沖波對機體的影響比連續(xù)波嚴重；5、作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境溫度越高，機體表現(xiàn)癥狀越突出；濕度越大，越不利于散熱；6、人體各器官對電磁輻射的敏感度不同，大腦、眼球、睪丸比較敏感；7、人體適應(yīng)性差異很大，性別、年齡、體質(zhì)不同，對電磁輻射的敏感度大不相同；8、電磁波的頻率，一般來說，人體受影響的程度隨著頻率升高而增大；

9、操作人員是否有防護措施，受電磁輻射的影響差異較大。18電磁場對人體的影響程度與許多因素有關(guān)：1、場強度65另外，由于高劑量的電磁輻射會影響及破壞人體原有的生物電流和生物磁場，使人體內(nèi)原有的電磁場發(fā)生異常，值得注意的是，不同的人或同一個人在不同年齡階段對電磁輻射的承受能力也是不一樣的，老人、兒童、孕婦屬于對電磁輻射敏感的人群。

19另外，由于高劑量的電磁輻射會影響及破壞人體原有的生物電流66經(jīng)過一定強度和時間的照射，會造成體溫升高，骨髓細胞染色體畸形，非特異性（并）免疫功能降低，白血球、血小板減小，發(fā)生心血管系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)機能障礙。特別是微波污染可引起神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等發(fā)生某些功能性甚至病理性變化?？梢鹑说娜旧w畸變，植物神經(jīng)紊亂，心電圖改變以及明顯的神經(jīng)——心血管系統(tǒng)綜合癥。發(fā)生血壓和心血管系統(tǒng)的改變，多表現(xiàn)為頭昏、頭痛、腦脹、失眠、多夢、心悸、多汗、脫發(fā)、倦怠、記憶力減退、食欲不振、體重下降、四肢酸痛等。接受一定強度的時間照射和超短波和微波電磁輻射可表現(xiàn)心動過緩、血壓下降或心動過速、血壓升高等。電磁波熱效應(yīng)對人體的損傷

20經(jīng)過一定強度和時間的照射，會造成體溫升高，骨髓細胞染色體67微波輻射對眼睛的影響總結(jié)如下：（1）

微波引起眼睛損害，性質(zhì)上主要是急速的溫度變化率和高發(fā)熱率。（2）

功率密度與形成白內(nèi)障的時間的閾值曲線不是直線的，在每一個頻率上照射兔眼似乎都需要一個微波功率閾值，低于這個曲線，即使連續(xù)照射也不產(chǎn)生眼睛損傷。（3）

在500MHz以上，白內(nèi)障形成的最小功率密度約150mW/cm2，100min。低于500MHz的頻率引起眼睛損害的可能性不能完全排除。（4）

在誘發(fā)的白內(nèi)障中關(guān)鍵場參數(shù)是平均功率而不是峰值功率密度。用相同的平均功率密度的脈沖波和連續(xù)波輻射，同樣具有誘發(fā)白內(nèi)障的可能性。（5）

次閾值功率密度重復(fù)輻射，可形成白內(nèi)障，但兩次輻射之間的時間較長，足以修復(fù)損傷時，就觀察不到積累性損傷。21微波輻射對眼睛的影響總結(jié)如下：68人體各器官的影響和電磁輻射的頻率的關(guān)系頻率（MHz）波長(cm)受影響的主要器官主要生物效應(yīng)150以下200以下

透過人體，影響不大150~1000200~30體內(nèi)各器官由于體內(nèi)組織過熱，損傷各器官1000~300030~10眼晶狀體、睪丸組織加熱顯著，晶狀體易損傷3000~1000010~3皮膚、眼晶狀體伴有溫感的皮膚加熱10000以上3以下表皮皮膚表面一方面反射，另一方面吸收產(chǎn)熱。22人體各器官的影響和電磁輻射的頻率的關(guān)系頻率（MHz）波長69電磁波的非熱效應(yīng)對人體的損傷

（1）反復(fù)接受低強度照射后，體溫無明顯上升，但卻使中樞神經(jīng)系統(tǒng)及其他方面功能發(fā)生變化。如血壓下降、消化不良等。（2）能刺激體表及體內(nèi)感受器官產(chǎn)生反射性影響。如人耳在方波調(diào)制的脈沖微波輻射下能產(chǎn)生微波聽覺效應(yīng)，即聽到與其脈沖重復(fù)頻率相同的并與脈沖聲波相類似的聲音。（3）低強度微波器照射可使人類的嗅覺和視覺機能下降。（4）可使丘腦——垂體——腎上腺功能紊亂。（5）使人體的體液及細胞免疫能力下降。（6）使胚胎異變。（7）脈沖調(diào)制波比連續(xù)波有較強的生物學(xué)作用。23電磁波的非熱效應(yīng)對人體的損傷（1）反復(fù)接受低強度照射后708）在微波低頻段電磁場的作用下，血液中的紅細胞和白細胞等懸浮粒子，由于受到電磁場力的作用，引起珠鏈作用，使粒子整齊地排列并凝聚于鏈中。（9）微波電磁場的生物效應(yīng)與其他物理參數(shù)有關(guān)，如不同位置和極化狀態(tài)等因素對生物活性都有影響。非熱效應(yīng)引起的生理變化是不穩(wěn)定的，并且具有發(fā)展的趨勢。248）在微波低頻段電磁場的作用下，血液中的紅細胞和白細胞等71手機輻射對人體的影響手機微波輻射對人體影響的發(fā)展狀況手機的電路結(jié)構(gòu)手機的電磁波結(jié)構(gòu)手機輻射對人體作用的機理手機電磁輻射的測試試驗手機對人體危害的相應(yīng)的保護措施25手機輻射對人體的影響手機微波輻射對人體影響的發(fā)展狀況72手機電磁輻射的測試試驗＊測試方法簡介＊一個典型的無線通信產(chǎn)品EMC實驗室＊劑量學(xué)實驗中在體積中內(nèi)插和外插測量SAR的方法＊一個手機電磁輻射的測試實驗及分析26手機電磁輻射的測試試驗＊測試方法簡介73輻射容許值標準為保護人類生存的電磁環(huán)境，世界各國都制定了電磁輻射強度容許標準。其標準各不相同。例如，標準最高的是前蘇聯(lián)0.01mW/cm,而美國則較低只有10mW/cm,加拿大為1mW/cm。法國、英國、德國、捷克、荷蘭、波蘭、瑞典和中國等則都有自己的標準。所以有不同的標準而且有相當大的差異。其原因是多方面的，其中各國對電磁輻射引起的非熱效應(yīng)的存在有著根本的分歧。以前蘇聯(lián)為首的認為非熱效應(yīng)是存在的，因而它的標準較高，另一方是以美國為首的則因為非熱效應(yīng)根本不存在，所以它的標準低。還有是在二者之間的，如加拿大等。27輻射容許值標準為保護人類生存的電磁環(huán)境，世界74

標準(GB9175-88)評價標準名稱評價時間

允許場強微波輻射作業(yè)衛(wèi)生

一日按8小時連續(xù)波：≤50μW/cm

標準(GB10436-89)

評價脈沖波：≤25μW/cm

環(huán)境電磁波衛(wèi)生一日按24小時

一級標準：<10μW/cm

28標準(GB9175-88)評價標準名稱評價時間75電磁輻射生物學(xué)機制

電磁場對生物體的作用是通過電磁場的諧振效應(yīng)、熱效應(yīng)、光化效應(yīng)和場效應(yīng)來實現(xiàn)的。作用的效果與電磁場的頻率、功率、照射方式、作用的時間有關(guān)；作用的效果還與作用的對象有關(guān)。生物效應(yīng)的試驗一般都是用動物（老鼠、兔子、猴子）來進行。如何將動物的試驗結(jié)果“外推”到人類，是近年來注重研究的問題。劑量學(xué)采用“比吸收率（SAR）”這一概念來定量地計算電磁波與人體的相互關(guān)系。29電磁輻射生物學(xué)機制電磁場對生物76手機輻射對人體作用的機理手機電磁輻射有近場和遠場之分。近場強而遠場弱，遠場主要影響通訊距離。當持機者打電話的時候，手機及其天線常常貼進頭的面部，因此，對于持機者來說，有影響的主要是近場。

手機呼出時與網(wǎng)絡(luò)最初取得聯(lián)系的幾秒鐘內(nèi)電磁輻射最大，隨著振鈴第一聲響過，此輻射逐漸減小，達到一個穩(wěn)態(tài)值。通話過程中輻射值一般低于最大值而高于穩(wěn)態(tài)值。待機狀態(tài)下，雖然手機不時發(fā)射信號與基站保持聯(lián)系，但電磁輻射很小。30手機輻射對人體作用的機理手機電磁輻射有近場和遠場之分。近77

通過對手機電磁輻射部位的分析，可以認為其電磁輻射與泄漏的大體部位有：手機工作天線；收、發(fā)話器；工作電路等。但是通過場強測試分析，手機的主要輻射源為天線。手機的天線是同外界聯(lián)系的一個通道，手機微波是從機芯中產(chǎn)生并同時向外輻射的，不過天線區(qū)微波的能量相對集中而已，手機的天線本身并不產(chǎn)生微波。31通過對手機電磁輻射部位的分析，可以認為其電磁輻射78測試方法簡介確定在電磁波照射下，人體對電磁場能量的吸收及體內(nèi)溫度分布研究的實際測量也大多以人體等效模型作為對象進行測量，或以某些動物進行實驗?？芍踩胧苷阵w體內(nèi)的探頭直接測量受照體內(nèi)的電磁場分布；用熱成像的方法或采用抗微波干擾的高阻線熱敏電阻溫度計、抗微波干擾的液晶光纖溫度計、熱電偶溫度計測量受照體內(nèi)因電磁波輻射而引起的溫升的分布。32測試方法簡介確定在電磁波照射下，人體對電磁場能量的吸收及79

目前廣泛使用近場測試儀來測量手機的近場平均功率密度。這些測試結(jié)果是在手機發(fā)射功率固定在一定的功率等級時，測試探頭距手機正面3.5-5cm左右，測試探頭沿手機天線上下移動，找出最大點后測得的結(jié)果。33目前廣泛使用近場測試儀來測量手機的近場平均功率密80一個典型的無線通信產(chǎn)品EMC實驗室

無線通信產(chǎn)品EMC實驗室應(yīng)包含測試室和測試系統(tǒng)。實驗室包括：一個10m法屏蔽暗室，一個功放室，一個控制室以及若干個傳導(dǎo)測試屏蔽室。測試系統(tǒng)包含EMI測試系統(tǒng)，EMS測試系統(tǒng)，傳導(dǎo)測試系統(tǒng)以及EUT監(jiān)測系統(tǒng)。

EMI系統(tǒng)能夠根據(jù)相關(guān)的ETSI標準（ETS300-342GSM標準，ETS300-329DECT標準）進行手機、基站及輔助設(shè)施的EMI測試，還能進行ETS300-607-1（GSM11.10）和ETS300-175-2（DECT）草案中的亂真發(fā)射測試。34一個典型的無線通信產(chǎn)品EMC實驗室

無線通信產(chǎn)品EMC實81劑量學(xué)實驗中在體積中內(nèi)插和外插

測量SAR的方法

在移動電話附近——幻象干擾最大值處不能測量到用戶頭部電磁場，從而必須利用內(nèi)插法和外插法——關(guān)于三維實驗抽樣數(shù)據(jù)及整個頭部幻象體積內(nèi)吸收的能量來估算電磁場成分。如果抽樣點不定位在特殊平面上，如果包含大部分數(shù)據(jù)測量的部分的急需的數(shù)字可被挑選出來，可以實行2D-1D-2D技術(shù)。這項技術(shù)，與利用樣條和子波的其它內(nèi)插法技術(shù)相比，要快的多，并且在所需項目的資金上也不是很昂貴。35劑量學(xué)實驗中在體積中內(nèi)插和外插

測量SAR的方法在移動82一個手機電磁輻射的測試實驗及分析

關(guān)于手機電磁輻射的安全標準

測試方法手機電磁輻射測試結(jié)果實驗結(jié)果分析關(guān)于手機近場平均功率密度測試的說明36一個手機電磁輻射的測試實驗及分析

關(guān)于手機電磁輻射的安全83測試方法

利用手機電磁輻射近場平均功率密度測試的方法，即測試在微波暗室內(nèi)進行，在微波暗室內(nèi)放置一測試架，將被測手機固定在測試架上，通過系統(tǒng)模擬器SS建立與手機的通信，系統(tǒng)模擬器設(shè)置手機功率控制級為最大控制級第5級，業(yè)務(wù)信道TCH設(shè)置在60-65之間，將電場近場測試探頭置于被測樣品正面，距手機天線3.5cm處，測試探頭沿手機天線上下移動，找出最大點后記錄測得的結(jié)果。37測試方法利用手機電磁輻射近場平均功率密度測試的方法，即84樣品編號平均功率密度(μW/cm2)