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    谈电磁污染与防护

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    毕业设计（论文）

    题目谈电磁污染与防护专业物理学学生姓名学号




    指导教师论文字数


    完成日期2011年11月



    湖州师范学院教务处印制


    谈电磁污染与防护


    摘要：电磁污染已经成为继大气污染、水污染、土污染和噪声污染后威胁人类健康的第五大污染。本文先介绍了电磁波、电磁辐射、电磁污染以及对电磁污染对人体的危害及作用机理作了一个总结，然后介绍当今的电磁污染防护技术像电磁波的吸收及吸收材料和电磁屏蔽及屏蔽材料。另外还谈了一些对生活中电磁污染的防护措施。关键词：电磁辐射，电磁污染，危害，防护对策
    I


    Talkaboutelectromagneticpollutionandprotection


    Abstract：Electromagneticpollutionhasbeenthefifthseriouspollutionthatdoesdangerousharmtohumanhealthafteratmosphericpollution,waterpollution,soilpollutionandnoisepollutionThispaperfirstintroducestheElectromagneticwave,Electromagneticradiation,ElectromagneticpollutionandElectromagneticpollutionhazardanditsmechanismbysummarizing,Andthenintroducedtheelectromagneticpollutionprotectiontechnologyliketheelectromagneticwaveabsorptionandabsorbingmaterialsandelectromagneticshieldingandshieldingmaterial.Inaddition，alsotalkedaboutsomeofthelifeoftheelectromagneticpollutionpreventionmeasures.
    Keywords:Electromagneticradiation,Electromagneticpollution,Hazard,Protectionmeasures
    II

    目录

    前言………………………………………………………………………………………………1第一章简介……………………………………………………………………………………2第二章电磁污染的来源和危害………………………………………………………………3第一节电磁污染的来源…………………………………………………………………3第二节电磁辐射对人的伤害机理………………………………………………………3第三节电磁辐射对人体的危害…………………………………………………………4第三章电磁污染的防护………………………………………………………………………5第一节电磁波的吸收……………………………………………………………………5第二节电磁波的屏蔽……………………………………………………………………7第三节生活中的防护对策………………………………………………………………9第四节电磁辐射的测量与计算…………………………………………………………11结束语……………………………………………………………………………………………16参考文献…………………………………………………………………………………………17致谢………………………………………………………………………………………………18


    前言

    1820年，丹麦科学家奥斯特发现电流的磁效应，第一次揭示了电与磁之间存在着本质联系。1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应定律。为发电机的实现奠定了理论基础。1864年，英国物理学家麦克斯韦在法拉第发现的基础上，提出了电磁理论，大胆的预言了自然界存在电磁波。自从麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在之后，人们经过不断的努力发明了收音机、电话、电视机、电脑、微波炉和手机等等，它们使人们的生活更加方便，更加的丰富多彩。
    随着家电产业、通信工具、信息及电力的迅速发展，电磁辐射对人体健康的危害以及产生的电磁干扰已经成为了一个非常严重的社会问题。因此了解电磁辐射污染的现状，分析电磁辐射发生的机理及过程，评价电磁辐射的标准以及对电磁辐射防护材料的研究和制备，寻找到能减少电磁辐射量的方法以及如何防治电磁辐射具有现实意义。目前，不管是在军事上还是在民用上，很多国家都相继投入很多的人力和物力进行广泛的研究和探索，并且也取得了很多成果。当然也有很多理论和技术是未知数，像电磁波吸收材料和屏蔽材料还有很多技术问题待解决。本文对电磁波、电磁辐射、电磁污染、电磁干扰以及危害人体健康的机理做一个介绍，并从电磁波屏蔽和吸收两方面出发，介绍电磁污染的防护原理和技术。




    1


    第一章简介

    在电动力学中我们学过麦克斯韦方程组，在麦克斯韦方程组中有
    BD
    和两项的tt
    存在，这就说明只要有变化的磁场存在就会激发涡旋电场；并且涡旋电场一般也是随着时间的变化而变化的，因而涡旋电场又会反过来激发产生变化的磁场。所以，空间只要有变化的磁场存在，就一定会有电场同时存在。即磁场与电场是同时存在的。如果在某处有一个振源，它就会产生交变的电流或电场，它们会在自己的周围激发交变磁场，交变磁场又会激发交变电场，交变磁场和交变电场互相激发，闭合的电场线和磁场线就会像铁环一样一环套一环，就这样在空间传播开来，也就形成了电磁波，已经发射出去的电磁波不会因为激发它的波源消失而消失，它还将继续存在并且向前传播。电磁场一般以波的形式运动并且可以脱离电荷和电流而独立存在。电磁波有很多种，像无限电波、红外线、可见光、紫外光、微波、X射线、Y射线这些都是电磁波。不过它们产生的方式不同，波长也不同。

    图电磁波图电磁振荡的传播
    电磁辐射是一种在空间传播的能量流，它以电磁波的形式传播。它不仅无处不在，无时不在，无形无色无味，而且它还可以穿透包括人体在内的多种生命体，但对人体的健康没有多大的影响；电磁污染则是指超过人体安全辐射剂量的电磁辐射，它又被称为频谱污染或电噪音污染，它是以电磁场的场力为特性，并和电噪音的性质、功率密度及频率等因素密切相关，过量的电磁污染对人体的健康是极其有害的。电磁污染不仅对人体的健康造成了很大的危害并且也会对一些电子设备造成电磁干扰。
    电磁干扰是指电子产品受到外界电磁波的干扰而出现误动，声音有障碍以及图像有障碍等。电磁辐射最重要的危害之一就是会导致电磁干扰。现在我们的电子工业发展飞速和电子产品的使用在我们的生活和生产中都急剧增加，尤其是随着电子线路和元件的微型化、集成化、轻量化和数字化，电磁干扰也越来越严重。就在最近几年,国外发生过电子游戏机妨碍警察的通讯，袖珍电子计算机造成民航导航装置发生误动，机械手乱动伤人，以及电脑控制的流水生产线失控等事故。可见电磁干扰所造成的后果是很严重的，所以才有像飞机上关闭通信设备等得规定，以避免发生意外。





    2


    第二章电磁污染的来源及危害

    第一节电磁污染的来源
    电磁污染的能量是以电磁波形式在空间传播的物理现象。电磁污染主要来源于以下两个方面：
    （1）自然电磁辐射。自然电磁辐射主要来源于地球大气层中的雷电、天体放电、宇宙射线、地球磁场辐射等。
    （2）环境电磁辐射。环境电磁辐射主要来源于我们生活中的如发射台、高压线、雷达站、微波器具、电视机、无线电等工业以及生活中所用的电子设备。
    在环境电磁辐射中又可分为射频（RF）电磁场和工频（PF）电磁场。射频电磁场包括无线电广播、电视发射台、微波通信等各种射频设备产生的辐射，工频电磁场包括大功率电机、变压器、输电线以及家用电器等产生的电磁场。
    广播、电视发射设备属于射频电磁场，它们的辐射功率很大，因为一个发射塔上一般有很多的电台或电视频道的发射天线，一般总的辐射功率可达到几十到几百千瓦，因此它是城市中最主要的电磁污染源。
    高压输电线产生的电场属于高压工频电场，场强的最大值在距线路中心20米以内，场强一般可以达到每米几千伏，变电站母线下的场强可以达到每米十几千伏[3]。

    第二节电磁辐射对人体的伤害机理
    生物物理学家深入研究了电磁波辐射对人体造成伤害的机理，取得了很多实验性的结果，其主要表现在以下几个方面：
    （1）电磁辐射对人体电生理的影响[4]。电磁辐射可以对健康和患病人群的心理和行为产生影响，大量的资料证明：电磁能使人出现头昏，失眠多梦记忆力减退等症状。因为人体的许多感受器，如眼睛、耳朵、皮肤上的冷热、接触、疼痛等感受器受到外界刺激时会产生神经冲动。这些神经冲动都是由电信号来进行传播的。当电磁辐射改变了生物膜电位的同时也就改变了神经细胞的电传导，从而扰乱了人的正常电生理活动。日积月累之后超过了人的调节就会导致神经衰弱、植物神经功能紊乱等症状群。
    （2）人体是导电体，当电磁辐射作用于人体产生电磁感应，并有部分的能量沉积。电磁感应可以让非极性分子的电荷再分布，从而产生极性，同时也使极性分子再分布，这样就生成了偶极子。偶极子在电磁场的作用下会受到电场力，从而使它的取向异常最终导致生物膜电位异常，这样就干扰了生物膜上酶活性的表达，导致细胞功能和细胞状态的异常。
    （3）电磁辐射可导致内分泌紊乱。人体的内分泌系统是指分泌各种激素和神经系统一起调节人体的代谢和生理功能。正常情况下各种激素是保持平衡的，如因某种原因使这种平衡打破了（某种激素过多或过少）这就造成内分泌紊乱。当人体受到电磁辐射时，常常会发生植物神经功能的紊乱，腺体细胞功能状态的异常，可能会导致激素分泌异常。如电磁辐射作用于肾上腺则肾上腺素和去甲肾上腺素水平降低，这样就直接导致抗损伤能力降低；作用于垂体则使生长激素水平降低，导致儿童生长迟缓；作用于甲状腺及旁腺将使甲状腺素和甲状旁腺异常，导致儿童发育障碍。
    3


    （4）电磁辐射会诱导细胞发生变异。生物体都是由细胞构成，DNA是它的遗传物质。我们知道引发细胞基因突变的因素有三类：一类是物理因素，如X射线、激光等；另一类是化学因素，是指能够与DNA分子起作用而改变DNA分子性质的物质，如亚硝酸、碱基类似物等；第三类是生物因素，包括病毒和细菌等。所以在DNA复制过程中电磁波会造成基因突变或诱发癌基因表达，导致癌细胞及其他变异细胞的产生。因此，在人体免疫力低下时就会使癌症的发生率增高。电磁辐射还会使生物膜功能紊乱甚至破坏和抑制细胞活性，如脸部皮肤细胞的代谢有阻碍而产生色素沉着等。
    （5）电磁辐射作为一种能量传递方式，还会直接将能量传递给原子或分子，使它们运动加速，进而在体内形成热效应。当微波作用于人的眼睛，由于眼睛晶状体水分较多，所以更容易吸收电磁波的能量，从而损伤眼的房水细胞。另外又由于晶状体内无血管成分，很难将损伤或死亡的细胞吸收掉，久而久之在晶状体内就会形成晶核，可能会导致白内障的产生，视力下降，严重的话可能失明。
    从另一个角度，电磁波对人体的作用表现可以分为另外四个方面：至热效应、非至热效应、刺激作用和累计效应。
    电磁辐射的至热效应是指人体在高强度的电磁波照射下，吸收辐射能量，在体内转化为热量，产生生物反应。我们体内70%以上是水，水分子振动频率在2.5GHz受到电磁波辐射后会吸收能量产生相互摩擦，引起机体升温。当产生的热量来不及散失时，导致机体温度上升，从而影响到身体其他器官的正常工作。体温升高引发各种症状，如心悸、头胀、失眠、心动过缓、白细胞减少、免疫功能下降、视力下降等。
    电磁辐射的非至热效应是指人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是有序而且稳定的，一旦受到外界电磁波的干扰，处于不平衡状态的微弱电磁场将遭到破坏，因此人体也将遭受损害。
    这主要是低频电磁波产生的影响，人体被电磁辐射后体温虽然没有明显升高，但已经干扰了人体的固有微弱电磁场，引起人体的细胞膜共振，出现膜电位改变，使细胞活动能力受限。使血液、淋巴液和细胞原生质发生发生改变，对人体造成严重伤害，可能导致胎儿发育不正常或孕妇流产；影响人体的各种循环、免疫力、生殖和代谢功能等。
    电磁辐射的刺激作用。电磁波的刺激作用有感电效果。外部的电流神经细胞产生触电感觉，刺激肌肉产生肌肉收缩，刺激心肌使心室变软。微波辐射还可以引发先天性缺陷和流产、阳痿等病症，这些都是电磁辐射的刺激作用导致的后果。
    电磁辐射的累计效应应该是指至热效应、非至热效应和刺激作用作用于人体之后，在它们对人体的伤害我们自身还没来得及进行自我修复之前，再次受到电磁波辐射的话，电磁波对身体的伤害程度就会发生累积，时间越长，病态也就越来越严重。所以对于长期处于电磁波辐射中的人群，即使辐射的频率不高，功率也不高，也可能会有病变。

    第三节电磁辐射对人体的危害
    我们了解了电磁辐射对人体伤害的机理，但是它对人体到底有哪些具体的伤害呢？国内外的流行病学调查和大量的试验研究已经证明电磁辐射可造成生物损伤效应，并且主要表现在以下的五个方面[5]：
    4


    （1）电磁辐射对心理和行为健康的危害电磁辐射可以对健康和患病人群的心理和行为产生影响。大量资料证明，电磁能使人出现头昏脑胀，失眠多梦，记忆力减退等症状Sher认为，电磁场对睡眠的影响是对患者心理行为和识别能力影响的反映，进而推断暴露于人工电磁辐射中的人员，其睡眠异常也许是其后精神紊乱的开始。
    （2）对心血管系统的影响超短波，微波除了引起比较严重的神经衰弱症状外，最突出的是造成植物神经机能紊乱，主要反应在心血管系统，其中以副交感紧张反应为多，如心动过缓，血压下降或心动过速等但至今，关于电磁辐射对心血管系统的影响研究仍未取得较为一致的结论，还有待于进一步的探索。
    （3）对眼的危害。高强度电磁辐射可使人眼晶状体蛋白质凝固，轻者混浊，严重者可造成白内障，还能伤害角膜虹膜和前房，导致视力减退乃至完全丧失，人眼在短时间内经微波辐射后，出现视疲劳眼不适眼干等现象，视力明显下降，夜晚更为突出电子通讯设备微波作业人员眼晶状体混浊与工龄有关，工龄越长混浊程度越重。
    （4）对生殖系统的危害。电脑辐射对女性还易造成生殖机能及胚胎发育异常，甚至影响男子精子机能。世界卫生组织研究指出，孕妇每周使用20h以上的电脑，其流产发生率增加80%以上，并且还能导致胎儿畸形。
    （5）对癌症发生率的影响。大量试验研究表明：电磁辐射有很多种方式影响生命细胞。频率极低的电磁辐射与白血病、乳腺癌、皮肤恶性黑色素癌、神经系统肿瘤、急性淋巴性白血病等有关。此外，电磁辐射对人体的内分泌系统、免疫系统骨髓造血系统等、均有不同的影响。目前，还有很多国内外的专家正在进行各种深入的研究。
    此外，电磁辐射对人体的很多系统都会造成影响，如免疫系统、造血系统等。目前，很多研究人员都正在进行深入的探索。

    第三章电磁污染的防护

    随着我们生活水平的提高，越来越多的电子产品进入我们的生活，电磁污染已经成为了继大气污染、水污染、固体废气污染和噪声污染之后的第五大污染。所以电磁污染的问题得到了越来越高的重视，很多科学家都在研究电磁污染的防护问题。电磁污染防护的目标是对电磁污染进行控制或采用防护材料对电磁辐射污染进行屏蔽、隔离、吸收，保护人或电子设备等不受电磁污染危害的行为。其根本出发点是消除或者是减弱人体或电子设备周围的磁场强度，其主要的措施包括屏蔽和吸收。

    第一节电磁波的吸收
    吸收是指利用特定的吸收材料将电磁辐射能量吸收掉以降低它的强度。电磁波的吸收材料主要是由吸收剂、基体以及一些添加剂三部分组成。其中吸收剂的数量、性能及匹配是吸波材料中的关键部分。选用的吸收剂必须具有良好的频率特性、较高的电磁损耗、在基体材料中容易分散、耐腐蚀性好、温度稳定性高、价格便宜的特点。基体在吸波材料中起骨架作用，是影响材料力学性能的关键部分。为了提高材料的防腐蚀性能，促使吸收剂分散，可在吸波材料中添加一些缓蚀剂、聚羧酸类分散剂等助剂。
    5


    电磁波吸收材料的分类大致如下：
    （1）按材料成型工艺和承载能力吸波材料可以分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料。
    （2）按吸波原理可以分为吸收型和干涉型。吸收型吸波材料本身对电磁波进行吸收损耗，基本类型有复磁导率与复介电常数基本相等的吸收体、阻抗渐变“宽频”吸收体和衰减表面电流的薄层吸收体；干涉型是利用吸波层表面和底层两列反射波的振幅相等相位相反进行干涉相消的原理。
    （3）按材料的损耗机理可以分为电阻型、电介质型和磁介质型。电阻型吸波材料的电磁能主要消耗在材料电阻上，像石墨属于电阻型吸波材料；电介质型吸波材料的机理是介质极化弛豫损耗，如钛酸钡；磁介质型吸波材料的损耗机理为铁磁共振吸收，如铁氧体。
    （4）按时间分可分为传统型和新型。
    表4-1几种常用吸波材料的性能比较
    类型电损耗型
    导电
    性能参数1~2GHz：R<-5dB；
    优势

    单一导电高分子材料的吸波频带较窄
    不足
    8~12GHz：R<-10dB；质量轻、分子可设计
    高分子28~40GHz：R<-30dB；性、易于复合与加工
    dm5~8m
    成型吸收强吸收频带宽成本低
    有较好的电磁特性、频带宽
    有良好的点此参数，且可调，有利于达到匹配和展宽频带；稳定好

    （1）匹配厚度较大（2）密度较大（3）稳定性不高稳定性差，受磁性纤维的长度、形状因子、电影响大
    （1）抗氧化、耐酸碱能力差
    （2）介电常数较大，频谱特性差（3）密度太大（4）填充率达不到很高
    磁损耗型
    铁氧体
    1~2GHz：R>-2dB；8~18GHz：R<-10dB;
    dm2.5mm
    6g/cm
    多晶

    2~5GHz：R<-5dB；

    超细
    2~10GHz：R<-12~-20dB；
    3

    铁纤维5~20GHz：R<-10dB；材质轻、材料强度大、导率、加入量、取向等
    6g/cm
    3
    金属粉使用温度可达500摄氏
    度
    6


    新型
    纳米吸
    2~10GHz：R<-5dB；宽频带、兼容性好、质量轻、厚度薄、最具有发展前景的吸波材料
    Rmax65dB

    成本高，且吸波机理尚未研究清楚
    ；
    波材料R<-10dB的带宽约为
    6.5GHz
    陶瓷希波材料
    ：3.05~3.32g/m3
    d2mm
    耐高温、相对密度小、纯度极高的原材料难以
    获得，成本高
    阻率高、吸收频带宽
    8~15GHz：R<-10dB；韧性好、强度大、电


    电磁波吸波材料的发展趋势可以总结为一下五点[2]：
    （1）吸收效率当然是吸收材料所要追求的主要目标。
    （2）研制多频谱的吸收材料，让它能够吸收多个波段的电磁波。（3）吸波材料的频带更宽。
    （4）希望吸波材料不仅能够吸收电磁波，还能隔热、隔音等。
    （5）为了适应在更多的环境下使用，吸波材料具有耐高温、耐腐蚀等适应复杂环境的能力。
    第二节电磁波的屏蔽
    电磁波的传播和光的传播一样，光从空气传播到其他介质（如玻璃）时有入射和反射，电磁波也一样，当它从一种介质传播到另一种介质时，也具有入射和反射两种效应。影响入射和反射的是反射系数和传输系数，它们与阻抗Z的关系如式3-1所示。

    Z2Z12Z2

    Z2Z1Z2Z1（4-1）
    在这里先介绍一下电磁兼容的概念，所谓电磁兼容就是采用一定的技术手段，使同一电磁环境中的各种电子、电气设备都能正常工作，并且不干扰其他设备的正常工作，这就是电磁兼容。要产生电磁干扰，必须同时满足三个条件：干扰源、偶和途径和敏感设备。所以只要消除其中的一个条件，电磁干扰就不存在了。要实现电磁兼容，就必须从这三个条件入手。用屏蔽的方法来解决电磁干扰的问题是最基本也是最主要的措施。
    电磁屏蔽是指用某种材料制成的屏蔽壳体将需要屏蔽的区域封闭起来，根据屏蔽体对电磁波的反射、吸收和引导作用，形成电磁隔离，即它能不让内部的电磁波传播出去，外面的电磁波也不能进入内部，从而解决了电磁兼容的问题。

    电磁屏蔽的作用机理可以概括为以下三点[3]：
    （1）在空气中传播的电磁波达到屏蔽体的表面时，会由于屏蔽体的阻抗与空气的阻抗

    7


    不连续而发生反射。但电磁波没有全部背反射，会根据阻抗的情况而有部分能量进入屏蔽体内。
    （2）进入屏蔽体内的能量将继续向前传播，但由于屏蔽材料它的能量会有所衰减（吸收）。
    （3）在屏蔽体内没有衰减完的剩余能量传到屏蔽材料的另一侧时将再次由于阻抗的不连续而再次反射，并重新折回屏蔽材料内。这种反射可能在两交界面发生很多次。
    表4-2几种屏蔽电磁波辐射的方法
    屏蔽方法导电涂料
    材料及用途
    将金属粉末等导电填料与树脂混合制成导电涂料并涂覆于材料表面
    优点
    可以在复杂形状上涂覆，设备费少，成本低，可批量生产，适用于各种塑料
    金属熔射
    金属在电弧高温下瞬间熔融后，即用高压气流吹成雾状喷到塑料上
    真空镀金
    在真空容器中将铝等低沸点的金属气化并使之在塑料表面凝结成薄膜
    化学镀金阴极溅射
    通过化学方法将可镀树脂镀上一层金属
    在真空容器中将氩离子用高能量冲击到金属上并使金属气化，然后在塑料表面凝结成金属薄膜
    贴金属箔导电塑料
    电磁屏蔽材料有以下三个发展趋势[2]：
    （1）屏蔽材料内部结构优化、成型工艺化，这样可以提高材料的综合电磁屏蔽效能。（2）材料的非晶化和纳米化，通过这两种手段，可以对材料内部组织进行优化，甚至使材料内部晶粒细化到纳米级别，从而能对材料的电磁屏蔽性能产生质的飞跃。
    （3）用工艺及结构的复合化改良材料的电磁屏蔽性能，例如将有机组分和无机组分在纳米尺寸上相组合，制得各种性质独特的杂化材料等。

    8
    缺点
    施工环境较为恶劣
    导电性好附着力差，需特殊的熔融装置，锌有毒
    导电性好，适用于各种塑料导电性好，不易部分脱落
    导电性好，适用于各种塑料
    真空容器的大小限制塑料制品的大小
    适用的塑料种类有限，设备费用高，有公害设备费用高
    用当面涂粘合剂的方法把金属箔贴到所需的位置将导电填料直接混入塑料
    导电性好，不易部分脱落价格低
    复杂的形状不好操作，操作起来麻烦降
    成型与屏蔽一体，导电性差，塑料强度下


    第三节生活中的防护对策
    随着人们生活水平的不断提高，越来越多的电器及通讯工具进入我们的生活，因此越来越多的电磁污染危害这我们的身体健康，所以我们有必要了解在日常生活中怎样来防护电磁污染。
    表4-3生活中常用的电器的辐射量
    电器电熨斗录像机VCD音响电冰箱空调电视机洗衣机复印机
    电脑的电磁辐射防护
    当今，计算机行业发展迅猛，不管在人们的业余生活中还是在生产中人们都离不开它。长期使用计算机的人容易出现眼睛疲劳、脱发、腰酸背痛、皮肤干燥等现象，有的人也可能会出现流泪、胸闷等症状。所以，我们应认识到它的危害，特别是儿童、青少年、孕妇、老年人。我们有以下几点建议：
    （1）尽量少使用旧电脑，因为有资料显示在同距离、同类型的条件下，旧电脑的电磁辐射是新电脑的1~2倍。
    （2）电脑显示器上安一块电脑专用滤色板可以减轻电磁辐射。
    （3）使用电脑是调整合适的亮度，一般越亮辐射越大，但是太暗的话容易造成眼睛疲劳。
    （4）摆放电脑时尽量不能让电脑的背面朝向有人的地方，因为电脑辐射最强的是在背面，其次是左右两侧，平面正面反而是最弱的[1]。
    （5）使用电脑后，脸部会有不少的电磁辐射的颗粒吸附着，及时洗脸可以减轻电磁辐射。
    （6）电脑桌上放一盆仙人球有助于减少辐射。
    （7）注意通风。有研究证实，电脑的荧屏会产生一种叫溴化二苯并呋喃的致癌物质，所以要注意通风[11]。
    微波炉的电磁辐射防护
    我相信很多人家里都有微波炉，因为它用起来却是方便，价格也不贵。微波炉的原理是利用磁控管，每秒产生24.5亿次的超高频波，快速振荡食物内部的分子结构，使食物内部

    9
    电磁辐射量电器电饭锅吹风机电话电脑电剃须刀电热毯吸尘器手机微波炉
    电磁辐射量
    W/cm2
    3060100200200200200300300
    W/cm2
    4007001000100010001000200020002000


    的分子互相摩擦、碰撞来产生热量。但是这种波会对人体产生危害，主要伤害我们的大脑和眼睛，我们一般采用以下的对策：
    （1）微波炉适合放在较低的位置，一般里地面60~80cm，以免对脑和眼受伤害。（2）小孩和孕妇尽量不要接触微波炉。
    （3）在微波炉运行时，不论大人小孩都远离，更不要盯着看里面，最好到隔壁的房间或至少离开2米[10]。
    （4）购买微波炉时应注意选质量好的、信誉高的，以防止质量问题而发生微波泄漏。（5）微波炉使用6到7年后应淘汰更新。
    手机的电磁辐射防护
    随着社会的发展，手机已经普及，几乎每人都有手机，有的甚至不止一只。它给我们的生活带来很多方便，但是有研究表明，手机辐射对人的头部危害很大，它会对人的中枢神经系统造成机能性障碍。也有研究指出，长期使用手机的人患脑瘤的概率比不用的人高30%。所以我们如何使用手机才能让把危害降到最低，成了手机用户们关心的问题，我们一般要注意一下几点：
    （1）一般来说，手机待机是的辐射是最小的，通话、上网时辐射会增大，而当电话拨通但尚未接通时的辐射是最大的，是待机时的3~10倍。所以我们打电话时不要拨通号码就把手机放在耳边，等接通后在进行通话。
    （2）手机尽量不要挂在胸前。有的女孩子喜欢把手机挂在胸前，这样会对心脏和内分泌系统产生危害。
    （3）手机也尽量不要挂在腰部。因为挂在腰部，手机收发信号时会辐射到体内的精子或卵子，从而影响生育。
    （4）尽量少使用手机，也尽量远离手机，特别是头部。饮食健康
    在我们的生活中预防电磁污染，除了正确适度的使用家用电器外我们还可以从饮食方面入手。
    抗辐射武器1：番茄红素
    食物代表：西红柿、红木瓜、胡萝卜等
    番茄红素在很多红色水果中都有，以番茄中的含量最高。番茄红素是迄今为止所发现的抗氧化能力最强的类胡萝卜素，它的抗氧化能力是维生素E的100倍，具有极强的清除自由基的能力，有抗辐射、预防心脑血管疾病、提高免疫力、延缓衰老等功效。抗辐射武器2：维生素E、C
    食物代表：各种豆类、芥菜、卷心菜、萝卜等十字花科蔬菜；柑桔类，橙子，红果，草莓等新鲜水果
    各种豆类、青菜、韭菜等蔬菜富含维生素E，而橙子，红果，草莓等水果富含维生素C。维生素E和维生素C具有抗氧化活性，可以减轻电磁辐射导致的过氧化反应，就像给我们的皮肤穿上了一层“防辐射衣”，从而减轻皮肤损害。
    [8]
    10


    抗辐射武器3：胶原物质食物代表：海带、紫菜、海参
    胶原物质都有一种黏附作用，它可以把体内的辐射性物质黏附出来排出体外，而且还具有修复受损肌肤的功能。这类物质包括海带、紫菜、海参等。海带是放射性物质的克星，可减轻同位素、射线对机体免疫功能的损害，因此，海带被称为人体的“清洁剂”。

    第四节电磁辐射的测量与计算
    表4.4国家电磁辐射安全标准
    波长长、中、短波超短波微波混合
    下面我对我们生活中常用的家用电器做一个测量测量工具：电磁辐射测试仪YM-1201。


    图4-1电磁辐射测试仪

    根据前面的介绍，我们知道电流会产生辐射，所以一般有电流的地方就会有辐射。但是

    单位
    一级（安全区）容许场强
    二级（中间值）容许场强
    V/m1025
    V/m510
    1240
    W/cm2V/m
    按主要波段场强：若各波段分散，则按复合场强加权决定
    11


    我对输电线做了测试，发现仪器测不出辐射量。这是为什么呢？
    下面我对输电线的辐射功率做一个计算，看看它的大小到底和哪些量有关。在电动力学中，当交变电流分布给定时，计算辐射场的基础是推迟势公式
    A(x,t
    04

    V
    r
    J(x,t
    cdV(41r
    若电流J是一定频率的交变电流，有
    J(x,tJ(xeit(42
    代入（4-1），并且令

    A(x,tA(xeit

    0
    有A(x,t
    4

    V
    J(x'eikr
    dV43r
    在矢势公式（4-3）中纯在三个线度：电荷分布区域的线度l，它决定积分区内x的大小；
    2/k波长以及电荷到场点的距离。根据r和的关系可以分为近区、感应区和远区，
    我们这里讨论远区的场。
    选坐标原点在电荷分布区域内，以R表示由原点到场点x的距离，r为由源点x到x的距离，有
    rReRx(44把（4-4）代入（4-3）得
    ik(ReRx'
    '
    A(x
    0J(xe
    dV45V4RReRx
    '
    '
    把（4-5）式中的相因子对keR•x展开得
    0eikR
    A(x
    4R

    （4-6）中展开式的第一项
    J(x(1ike
    V
    R
    xdV46
    0eikR
    A(x
    4R
    Jx）dV(47（
    V
    12


    代表振荡电偶极矩产生的辐射，其能流密度的公式为
    S
    p
    2
    3220c3R2
    sin2eR(48
    把S对球面积分即得总辐射功率P，由（4-8）式，有
    PSR2d
    p
    22
    320c1
    p
    32
    sind(49
    2

    403c3
    下面我们来看（4-6）式，当电流分布的电偶极项等于零时，那么
    ik0eikR
    （Ax
    4R
    'J(x(eRxdV(410V
    就成为了主要项，它代表磁偶极矩和电四极矩产生的辐射。根据资料，磁偶极辐射的能流密度为
    2
    S

    04m
    322c3R2
    sin2eR(411
    式中m为磁矩的振幅，为极角（以m方向为极轴）。总辐射功率为
    P
    04m
    12c
    3
    2
    (412
    现在有一输电线，我们设它的电流线圈半径为a,激发电流振幅为I0，角频率为时我们要求它的辐射功率，我们要先求出它的磁矩振幅mI0a2然后代入（4-12）得
    45
    P
    3
    0a4
    (I0(4130
    a
    4
    （）成正比，一般来说a与的比值很由此式可知，当电流大小不变时，辐射功率与

    小，所以它的辐射很小，仪器不能测出辐射量。

    13



    表4-5各家用电器辐射大小的测量值及防止危害方法

    电器

    贴近时辐射强度
    微波炉

    1976W/cm
    2
    辐射强度降到10W/cm以下的距离（cm）
    200
    2
    防止危害方法
    微波辐射比便携电话还要高，使用时不要靠近，建议离开至少2米以上。墙的对面不要放置沙发、床。不使用时距离25cm尚有接近30，最好拔下插头。
    手机
    正在接通时为1137W/cm
    2

    30
    正在接通时远离手机（大于30厘米），因为此时辐射最大。平时尽量少使用手机。
    电脑
    机箱后为1125W/cm
    两侧为565W/cm

    22

    后面离开28cm侧面离开15cm

    使用时尽量不要太靠近电脑，保持30厘米以上的距离。电脑的后面不要对着有人的方向。
    吹风机洗衣机电冰箱插座
    把手处为1362W/cm859W/cm
    22
    3025
    建议使用时尽量远离头部，使用低档以及缩短使用时间。洗衣机运行时就尽量离开
    255W/cm1099W/cm
    2
    2
    1530
    电冰箱制冷时远离不用了就把擦头拔掉。
    下面以电脑为例，看看辐射大小与距离存在什么关系。
    表4-6电脑辐射（机箱后）与距离的关系
    距离（cm）
    0
    4
    8398
    12185
    1695
    2056
    2428
    2810
    323
    360
    2
    大小（W/cm）1125725
    14



    图4-2电脑辐射（机箱后）与距离的关系



    图4-3测量电磁辐射


    15


    结束语

    电磁污染对我们人体健康的危害是复杂的、多方面的，主要危害包括对生殖系统和遗传的危害，对人体的免疫系统的危害，对中枢神经系统的危害，对眼睛和致癌作用。由于研究的方法不同，条件不同，全球有很多专家和学者对电磁辐射生物学效应的研究结果还不完全一致，因此，电磁污染对人体究竟会产生哪些危害，还需要进一步的研究。




    16


    参考文献
    [1]AlfonsoBalmori.Electromagneticpollutionfromphonemasts.Effectsonwildlife[J].
    Pathophysiology,2009,PATPHY-589;No.ofPages9
    [2]张月芳，郝万军，张忠伦.电磁辐射污染及其防护技术[M].北京：冶金工业出版社,2010.[3]古力.“电磁污染”不可小视[J].现代职业安全，2009,94:90-91
    [4]刘玉娟.电磁污染的危害与防护[J].CHINAEQUIPMENT，2009,12:123-124
    [5]郑玉玲，于建军，黄家运.电磁污染的危害与防护研究进展[J].职业与健康，2011,27（6）:689-691.
    [6]石昌智.电磁污染事故分析树[J].工业安全与环保，2006,7（32）:63-64[7]张德光.电磁污染与防护对策[J].环境科学技术，1990-1（3）:11-13[8]候新江.电磁污染与饮食保健[J].环境，2006,7:50-53
    [9]范纯武.关于电磁污染与防护研究的现状与展望[J].中国水电医学，2003,6(35:69-72[10]汪丽媛，刘恋.浅谈电磁污染的危害及防护措施[J].科技传播，2010,7:110-113[11]陈俊平，吴翠霞.日常生活中的电磁污染与防护对策[J].境科学与技术2003-6（26）：36-41
    [12]殷海昌.威胁人类健康的第四大污染[J].环境与人，2001,2(29:37-39
    17

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