史胖考厦大
电磁辐射的来源 电磁辐射的来源主要有天然电磁辐射和人造电磁辐射。 天然电磁辐射： 天然的电磁辐射是一种自然现象，主要来源于雷电、太阳热辐射、宇宙射线、地球的热辐射和静电等。例如雷电就是一种很常见的天然电磁辐射，它除了可能对电气设备、飞机、建筑物等直接造成危害外，还会在广泛的区域产生从几千Hz到几百MHz的极宽频率范围内的严重电磁干扰；另外，火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁爆等都会产生电磁干扰。天然的电磁辐射对短波通信的干扰极为严重。 人造电磁辐射： 1、无线电发射台，如广播、电视发射台、雷达系统等。 2、工频强电系统，如高压输变电线路、变电站等。 3、应用电磁能的工业、医疗及科研设备，如电子仪器、医疗设备、激光照拍设备和办公自动化设备等。 4、人们日常使用的家用电器和电子设备，如微波炉、电冰箱、空调、电热毯、电视机、录像机、电脑、手机等。 电磁辐射的危害 危害之一] 它极可能是造成儿童患白血病的原因之一。医学研究证明，长期处于高电磁辐射的环境中，会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变。意大利专家研究后认为，该国每年有400多儿童患白血病，其主要原因是距离高压线太近，因而受到了严重的电磁污染。 [危害之二] 能够诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖。电磁辐射污染会影响人类的循环系统、免疫、生殖和代谢功能，严重的还会诱发癌症，并会加速人体的癌细胞增殖。瑞士的研究资料指出，周围有高压线经过的住户居民，患乳腺癌的概率比常人高4倍。美国得克萨斯州癌症医学基金会针对一些遭受电磁辐射损伤的病人所做的抽样化验结果表明，在高压线附近工作的工人，其癌细胞生长速度比一般人要快24倍。 [危害之三] 影响人类的生殖系统，主要表现为男子精子质量降低，孕妇发生自然流产和胎儿畸形等。 [危害之四] 可导致儿童智力残缺。据最新调查显示，我国每年出生的2000万儿童中，有35万为缺陷儿，其中25万为智力残缺，有专家认为电磁辐射也是影响因素之一。世界卫生组织认为，计算机、电视机、移动电话的电磁辐射对胎儿有不良影响。 [危害之五] 影响人们的心血管系统，表现为心悸，失眠，部分女性经期紊乱，心动过缓，心搏血量减少，窦性心率不齐，白细胞减少，免疫功能下降等。如果装有心脏起搏器的病人处于高压电磁辐射的环境中，会影响心脏起搏器的正常的使用。 [危害之六] 对人们的视觉系统有不良影响。由于眼睛属于人体对电磁辐射的敏感器官，过高的电磁辐射污染会引起视力下降，白内障等。高剂量的电磁辐射还会影响及破坏人体原有的生物电流和生物磁场，使人体内原有的电磁场发生异常。值得注意的是，不同的人或同一个人在不同年龄阶段对电磁辐射的承受能力是不一样的，老人、儿童、孕妇属于对电磁辐射的敏感人群。 
(一)环境放射性辐射源人类生存环境中的放射性辐射主要来源是天然辐射和人工辐射。天然辐射源中有宇宙射线和岩石中天然放射性核素产生的核辐射。宇宙射线的辐射来自星际空间的宇宙射线，其主要成分是高能质子，能谱宽度1～1014MeV，主要为300 MeV左右。其组成中约10%的4He离子及少量重粒子、电子、光子、中微子。它们进入大气层后，通过高能散裂反应(宇宙射线进入大气后与空气物质的原子核发生作用，生成π介子和μ介子及质子、中子、γ射线的过程)，产生大量次级粒子(强子、轻子、光子)，是引起照射剂量的主要成分。太阳是一个热核反应体，正常期间发射低能粒子；但在磁场扰动下能产生高能粒子，能量大约为1～100MeV。在这期间，太阳粒子的照射量率可能超过宇宙射线的照射量率；但大部分太阳粒子不能穿过地球磁场，对低层大气几乎没有影响。由于地球磁场作用，约束宇宙射线中的电子和质子围绕地球运行，在10～50km高空形成两个辐射带。在20km以内的称内辐射带，主要是能量为几百兆电子伏特以下的质子，照射量率峰值在40MeV附近(在10km高空)。在20km高空以外的称外辐射带，主要是高能电子和少量α粒子及1～5MeV能量的质子。这样高度的辐射带对航天飞行有较大影响。要适应太空真空和强辐射的影响，就需要有一定的保护措施，所以用于太空行走的宇航服有20kg的质量。宇宙射线照射对人类造成的剂量，与海拔、纬度和建筑物屏蔽体有关。海平面上空大气中宇宙射线的直接电离成分(带电粒子)的平均电离值约为1粒子对/(cm3·s)，空气中形成一对粒子需要能量为85eV，则相应的空气吸收剂量率为2×10－8nGy/h。在太阳活动高峰期，海拔10km处，空气吸收剂量率降低10%左右；在海平面上也有变化。中子成分对地面部分所致剂量率比较低。由于地磁场的作用，致使宇宙射线中带电粒子穿越大气受到影响，到达两极的多于赤道地区。建筑物对宇宙射线的屏蔽作用与材质有关。木板房对带电粒子的屏蔽因子为96，混凝土建筑为42，对中子屏蔽不明显。根据纬度和高度估算，宇宙射线在地平面上产生的人口加权平均年有效剂量率为380μSv。宇宙射线产生的放射性核素宇宙射线与地球物质作用的各种核反应所生成的物质见表7-1。表7-1 宇宙射线产生的放射性核素如表7-1所示，目前能够探测到的宇宙射线产生的放射性核素有10余种，主要存在于大气、生物体和地表层物质中。因此，这些放射性核素一直是用来考古和地表物理作用以及环境变化的示踪和确定年代的有效工具。如14C用于考古；7Be用于研究太阳暴；10Be和26Al用于地表岩石的暴露史、侵蚀速率、冰碛物年龄、陨坑年龄和断层活动史、河流下切基岩抬升速度等。宇宙射线对人类照射剂量贡献显著的有3H、7Be、14C和22Na，主要是通过食物链进入人体，形成内照射，估算的年剂量如表7-2所示。表7-2 成人年食入放射性物质量及有效剂量由表7-2可见，人体摄入的放射性物质的量总计为2μSv/a，而且以14C为主。由于宇宙射线产生14C的速率与14C衰变消耗的速率相当，故自然界的14C的量是一定的(约占C总量的2×10－10%)。人类在摄入有机物的同时也把14C摄入体内，由于人体生存期间不断地与自然界进行着物质交换，所以人在活着的时候，体内的14C保持一定的比例；而人一旦死亡，体内的14C不再得到补充，则体内原有的14C就要按照指数规律衰变减少，故精确测定死亡人类的遗骸中的14C就可以计算出他的死亡时间。这就是14C用于测量死亡时间的基本原理。利用14C测定生物成因的碳酸盐岩的生成时代和使用87Rb－87Sr法测量花岗岩的侵入年龄及变质年龄的原理都是相似的。地表天然放射性核素的辐射地表天然放射性核素主要是铀系、钍系和锕铀系(表1-1，表1-2，表1-3)，以及40K、 、 等。天然放射性核素在自然界分布广泛，岩石、土壤、水体、大气以及生物体内部都有不同的含量。近几十年来世界许多国家分别进行了陆地γ空气吸收剂量率测量。主要根据铀(镭)、钍、钾在土壤中的比活度(Bq/kg)计算γ射线的空气吸收剂量率。根据地表土壤中主要天然核素的比活度，可以计算1m高处空气吸收剂量率。经计算，中国的平均剂量率为72nGy/h，美国为55nGy/h。钾是生命必需的元素，40K可以经食物链进入人体。受人体平衡机制的调节，有严格的量的控制。成人每千克体重含钾量8g；40K占钾总量的0119%，则成人体内40K的平均活度为55Bq/kg，造成内照射的有效剂量为165μSv(儿童为185μSv)。238U和232Th也可以通过食物进入人体，但其数量很少，总计年有效剂量不超过10μSv。氡(222Rn+220Rn)为惰性气体，容易被人吸入；被吸入后沉积在呼吸道内，对支气管上皮造成照射。对人造成的内照射剂量，主要来自短寿命子体。相比之下，氡子体造成的剂量要大得多。在正常情况下，人体自身的40K、14C及人体食入和吸入的放射性物质，在人体自身强大的代偿功能下不会对人体造成伤害。只要避免误食强放射性物质就可避免造成人体的损伤。矿产开采和选冶矿产开采中，除了铀矿之外，煤、石油、磷灰石和地热都是放射性元素含量较高的矿产。矿产开采破坏了放射性元素的自然循环和迁移，加大了人和生物的照射剂量。煤燃烧后的煤渣和烟尘含有放射性物质。据测算，煤引起的全球人均年剂量约为8μSv。磷酸盐矿物是化肥原料。一般来说，磷酸盐都或多或少含有铀元素，如巴西的Santa Quiteria磷矿含磷储量95×107t，含铀约9×106t，铀品位0998%。一般磷肥中238U和226Ra的比活度平均为4000Bq/kg和1000Bq/kg(P2O5)，对全球人均造成剂量为2μSv。铀矿开采产生的废石、废渣、尾矿、废水，造成放射性核素大量析出。铀矿地浸开采，虽然免除了矿石外露，其最大污染是废水溶解的放射性物质进入地下水，也可以进入人体。建筑材料中放射性核素含量较高的花岗岩和蚀变黏土制成的地砖等大量进入城市和家庭，也会对人体造成伤害。特别是花岗岩放射性更强，由花岗岩制成的地板砖以其漂亮的花纹图案和颜色被人们大量地用于装修，甚至用于室内地板，都将成为潜在的危害。因此从环保的角度上来说，建议采用含放射性物质很低的大理岩板材装修室内，但大理岩抗风化能力弱，装修时间较长后其表面的光亮会褪去，故不为人们所接受。人工放射性辐射人工放射性核素污染来源于核武器实验、核能生产反应堆运行、固体核废物处置和放射性同位素应用与核事故等。核爆炸试验的能量主要是235U和239Pu的链式裂变反应及氘、氚的聚合反应。大气核爆炸后的裂变产物经高温气化，上升扩散；其中的气态物质迅速冷凝成各种气溶胶颗粒，这种颗粒具有很高的放射性比活度。大颗粒在几百千米范围内沉降；较小颗粒在空气中停留较长时间后在更大的范围内沉降；更小的颗粒进入对流层随大气环流，在同一半球同一纬度范围内沉降；微小的颗粒在世界范围内沉降。核爆炸所形成的高放射性物质的扩散是对全人类最大的伤害，这种伤害远大于各种自然伤害的总和。因此，全面禁止在空气中和地下进行核试验，势在必行。世界所有核大国共同签署的“全面禁止军用核试验”和“核不扩散条约”已经执行，我国也是这两大条约的签约国，也在履行自己的职责。(二)放射性辐射对人的危害放射性辐射对人类健康的危害，是在人类不断利用各种放射性辐射的过程中逐渐认识的。1895年伦琴发现X射线，第二年就报告操作人员皮肤损伤96例；居里夫人发现镭，因手持镭的容器，使手指受到烧伤，后来转变为皮肤癌。德国和捷克界山两边相隔30km各有一个多金属矿床，分别于1410年和1516年开始采矿。1597年开始报道矿工多死于肺部疾病，1926年后确定为肺癌。矿井氡浓度达32～660Bq/L，是后来矿井规定标准的6～180倍。随着核辐射源和核能的广泛应用，在为人类造福的同时，也使人类接触各种射线的机会明显增加，这些人员中有专门从事放射性专业的专职人员，也有其他行业的非专职人员。射线对健康肌体的危害，主要是射线在肌体内的电离和激发作用，它能引起细胞或组织中的原子和分子发生变化。它主要是通过对DNA分子作用，使细胞受到损伤，危害健康；也可能因生殖细胞受损而产生遗传效应。集中的高水平照射，超过一定剂量水平之后必然会产生发病效应。即一次大剂量放射性照射，必然引起病变，甚至死亡，这是确定无疑的。也可以是照射剂量水平虽然不高，但剂量积累也不能避免受损随机效应产生。也就是说，生活环境的放射性照射剂量不高，不足以杀死细胞，但可能引起变异。如果照射剂量很小，不会超过人体自身的生长和恢复能力，应当认为是安全的，并无证据证明在低剂量下一定会致病。
现在的家庭享受现代化家用电器的同时，也倍受家电设备的危害。电磁辐射往往被人们忽视，其实是健康的一大杀手。电流通过就要形成磁场，我们每天都生活在磁场里，很多人可能还不知道。电磁辐射是由于电网内的设备不断地开关，电流时大时小造成电压高低不稳等诸多因素我国使用的电网基波频率为50Hz，但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形，即产生谐波。谐波导致供电系统电压，电流波形畸变，使电力质量变坏。谐波使电动机输出功率变低，转矩降低；变压器温度升高，效率降低，绝缘加速老化，缩短使用寿命；降低继电保护，控制，以及检测装置的工作精度和可靠性等。谐波注入电网后会使无功功率增大，功率因数降低，甚至有可能引发并联或串联谐振，损坏电气设备以及干扰通信线路的正常工作。 - 电磁辐射无色无味，可以穿透包括人体在内的多种物质。电磁辐射对人体的损害是长期积累而产生的，首先表现在心搏血量减少、男子精子质量降低等。曾有报道：一位林先生因工作需要，每天8小时工作在电脑前，开始感觉头晕、胸闷，最后竟发展至性功能减退，经咨询医院和有关部门，证实是电脑辐射所致！上海医科大学职业卫生学一名教授指出，“电脑操作时，其周围存在电磁辐射，包括X射线、紫外线，可见光、红外线和特高频、高频、中频、低频及极低频电磁场，也有静电场。但它们发射的强度都很微弱，常规仪器很难测到。人们正是在这种有意无意之中受到这种电磁污染。” 据专家介绍，电脑、微波炉等家用电器、移动通讯等电器装置只要处于操作使用状态，其周围就会存在电磁辐射。人体如果长期暴露在超过安全的辐射剂量下，人体细胞就会被大面积杀伤或杀死。育龄男性、老人、儿童、孕妇属于对电磁辐射的敏感人群，而心脏、眼睛和生殖系统则属于人体对电磁辐射的敏感器官。 IT职业女性也一样是电磁污染的高危人群。学术界对电脑与健康的关注首先就是从报道女电脑操作员流产和畸胎开始的。在六七十年代，发达国家中电脑操作人员以女性为主，约一半为育龄女性。从1990年到最近，美国、加拿大、日本、波兰、瑞士包括我国等，对接触VDT（电脑显示终端）的孕妇（含孕前3个月）与未接触的对照组怀孕妇女相比，结果流产率为14·5％—29·0％，对照组为5·5％—21·3％。大部分报告均得出“流产异常发生率显著高于对照组”的结论。最近有研究报告指出，孕妇每周使用20小时以上计算机，其流产率增加80％，同时也增加畸形儿出生。 电磁污染，已被联合国人类环境会议列为必须警惕和控制的污染。 - 等离子功率补偿器，（节电器），内部采用智能微处理器控制，实时检测供电线路中的谐波状况，通过控制多组高精度，高品质的L，C回路，对电网中的谐波进行吸收，把谐波危害降至最低。享受现代化家用电器的同时、健康由我们自己控制。
