電磁波的安全及解決問題的方案研究

隨著科技的進(jìn)步，電子電氣產(chǎn)品日益普及，其中很多產(chǎn)品會(huì)發(fā)出電磁波。其實(shí)從第二次世界大戰(zhàn)以后，人們對電磁波的安全性就產(chǎn)生了疑慮。美國軍方科技人員在 50年代即針對軍用雷達(dá)的生物效應(yīng)開展研究，60年代將注意力轉(zhuǎn)到廣播和電視臺(tái)的強(qiáng)電磁波影響上；70年代初，蘇聯(lián)以微波照射美國大使館被揭發(fā)，館員的健康受到關(guān)注，加上美國開始有微波爐進(jìn)入家庭廚房，對家庭主婦和兒童的健康顧慮，也加速了這方面研

究的步伐；到80年代時(shí)，先是擔(dān)心高壓電是否會(huì)致癌，然后是警用汽車測速雷達(dá)是否引起□丸癌受到質(zhì)疑；90年代以來，由于無線通信的普及，大家又開始擔(dān)心使用手機(jī)、住在基站發(fā)射臺(tái)附近、使用無線互聯(lián)網(wǎng)是否會(huì)得癌癥，這些問題都是推動(dòng)研究的動(dòng)力。尤其近年來因人們壽命的加長，癌癥比例也隨之上升，人人談癌色變。從60年代開始，世界各地的科學(xué)家推薦了不同的最大可允許暴露值，以保障人身安全。但東歐國家（包括中國）與西方國家的最大可允許暴露值相差有千倍之多，因而引起了混亂和爭辯。電磁波安全標(biāo)準(zhǔn)上的分歧，歸結(jié)于對公共衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展有不同的認(rèn)知思維、不同的科學(xué)方法和對科學(xué)數(shù)據(jù)不同的理解，以及不同國家在法規(guī)方面的考慮。全球標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的事實(shí)，促成了部分人士對電磁波敏感、有電磁波恐懼癥，而且使公眾對電磁波暴露限值缺乏信心。從1996年以來，世界衛(wèi)生組織就開始了一個(gè)國際電磁場項(xiàng)目，其使命之一就是要達(dá)到全世界電磁場標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。

自1971年以來即在美國學(xué)術(shù)界（西雅圖華盛頓大學(xué)14年，洛杉磯希望城國家醫(yī)學(xué)中心13年）與工業(yè)界（摩托羅拉9年）從事電磁波的生物效應(yīng)與醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面的研究。謹(jǐn)以此文向國內(nèi)同胞介紹這一領(lǐng)域的知識(shí)，并澄清一些錯(cuò)誤概念，以避免大家不必要的憂慮，因而影響國人健康。筆者最近曾接受兩位國內(nèi)記者的越洋采訪，他們的理解很正確而且文章寫得很好，因此在文中加以引用［1，2］；本文的部分內(nèi)容也曾在俄羅斯學(xué)術(shù)雜志刊登。

一、輻射的概念

圖1是電磁波的頻譜，最右方是“電離輻射”（核爆炸、核電站意外、X射線、伽瑪射線），電離輻射的頻率及光子能量極高（超過10eV），能將電子擊離分子（電離），因此能使人的DNA發(fā)生改變，引起癌癥。它不僅能殺死一定范圍內(nèi)的生物，而且其輻射也會(huì)存在很長一段時(shí)間，這種殘余的輻射對人體健康仍然有害，而且有累積作用，所以一般人對“輻射”都心存恐懼。低于紫外光線頻率的電磁波（包括可見光）光子能量不足以產(chǎn)生電離，故稱為“非電離輻射”。但一般人對媒體報(bào)導(dǎo)的手機(jī)或基站“電磁輻射”誤解為核輻射的“電離”輻射，因而有莫名的恐懼，并且希望“電磁輻射”越低越好。

圖1 電磁頻譜（非電離輻射與電離輻射的分界在紫外線）

其實(shí)人類一直生活在電磁環(huán)境里，地球本身就是一個(gè)大磁場（靜場），其表面的熱輻射和雷電都產(chǎn)生電磁輻射，陽光也是電磁輻射。此外，其他星球也自外層空間源源不斷地產(chǎn)生電磁輻射。對這些自然的電磁輻射，人類別無選擇，而且受益無窮，比如陽光是生命之源。使用中間頻段的電燈、電腦、彩電、冰箱、電磁爐、微波爐等已進(jìn)入大部分家庭，而這些家用電器的工作原理都是利用電磁波、電磁能。可以說，電磁能的應(yīng)用已經(jīng)深入到人類生活的各個(gè)方面。因此，電磁輻射在有電燈、廣播和電視以來就成為了我們生活的一部分，無線電通信更是目前不可缺少的。但是這種人造的電磁輻射是否會(huì)對人體健康產(chǎn)生危害呢？一般人去哪里找答案呢？

媒體和互聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代公眾知識(shí)傳播的一個(gè)主流。然而媒體報(bào)導(dǎo)與科學(xué)報(bào)告不同，媒體報(bào)導(dǎo)通常是不經(jīng)提供資料者或其他專家評審的，有異于科學(xué)出版的嚴(yán)格評審過程。媒體主要是焦點(diǎn)報(bào)導(dǎo)而非權(quán)衡整體科學(xué)證據(jù)的報(bào)告。由于媒體特性是偏好有新聞性的故事，常有未被評審的研究結(jié)果或所謂的“專家”論點(diǎn)在報(bào)刊上發(fā)表，從而造成許多不必要的恐慌。媒體誤傳卻又特別迅速，隨后的更正或?qū)嶒?yàn)無法重復(fù)的事實(shí)卻上不了新聞，或是刊登的版面很小。久而久之，負(fù)面的信息就停留在人們的腦海里而導(dǎo)致無謂的憂慮。不幸地，公眾都是從媒體而不是從科學(xué)報(bào)告獲取知識(shí)，這些負(fù)面的信息只會(huì)加深憂慮和爭辯，而且確實(shí)會(huì)影響一些人的健康。更 糟的是，有些政府官員竟然使用媒體的信息，做出政府決策或制定標(biāo)準(zhǔn)。筆者個(gè)人認(rèn)為，累積的媒體誤傳是民眾電磁波恐懼癥的來源。因此筆者呼吁，科學(xué)家要秉承道義和責(zé)任只將“被核實(shí)的”信息通過媒體報(bào)導(dǎo)給公眾，絕對不要誤導(dǎo)媒體。由于媒體和一般人對 “輻射”一詞的誤解，世界衛(wèi)生組織和電氣電子工程師協(xié)會(huì)在有關(guān)“電磁輻射”的文件中均代以“電磁照射”或“電磁暴露”，以避免混淆，因此以下均以“電磁照射或暴露”為文。

二、安全標(biāo)準(zhǔn)的制定過程

既然電磁波安不安全是一個(gè)科學(xué)問題，就應(yīng)該通過科學(xué)的方法來解決。圖2通過一個(gè)簡圖介紹了一般的標(biāo)準(zhǔn)制定過程?？茖W(xué)研究完成之后，結(jié)果應(yīng)該提交到科學(xué)會(huì)議上報(bào)告，或出版在被同行評審過的學(xué)術(shù)刊物上。為了建立他們的有效性與可信性，研究結(jié)果必須經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)評估。研究結(jié)果也許需要被重復(fù)或由其他實(shí)驗(yàn)室以獨(dú)立的研究予以驗(yàn)證。然后科學(xué)家和管理者們可使用這些資料制定出一個(gè)委員會(huì)多數(shù)人同意的標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)。安全標(biāo)準(zhǔn)必須是基于科學(xué)的、有足夠保護(hù)水平的，而且應(yīng)該是可以實(shí)際實(shí)施的，才能作為法規(guī)的依據(jù)?？蒲薪Y(jié)果應(yīng)連續(xù)地被評估，如果有必要，可以根據(jù)最新研究結(jié)果對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂。通常，如果只是一個(gè)地方區(qū)域 或國家的衛(wèi)生防護(hù)問題，法規(guī)應(yīng)由當(dāng)?shù)卣贫?。但是，電磁波的安全?biāo)準(zhǔn)是跨國界的，無法地方化，必須是全球性和根據(jù)全球性科學(xué)知識(shí)所建立的。因此，有必要對于電磁波標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行跨國和洲際協(xié)調(diào)。世界衛(wèi)生組織正努力促進(jìn)全球電磁波安全標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

圖2 從科研到法規(guī)

因?yàn)榭茖W(xué)研究是標(biāo)準(zhǔn)制定的第一步和整個(gè)過程的基礎(chǔ)，這個(gè)基礎(chǔ)的可靠性應(yīng)該被嚴(yán)格地審查。由于電磁劑量學(xué)和生物效應(yīng)的復(fù)雜性，許多不同的標(biāo)準(zhǔn)起源于對研究結(jié)果不同的采納和解釋。目前在世界上被廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，國際非

電離輻射防護(hù)委員會(huì)（ICNIRP）與電氣電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）的標(biāo)準(zhǔn) ［5，6］，他們是根據(jù)以上的描述過程，按已建立的科學(xué)研究結(jié)果來定的暴露限值。國際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)是由14位選出來的各國代表組成，不包含企業(yè)界成員。電氣電子工程師協(xié)會(huì)所屬的國際電磁安全委員會(huì)最近修改了標(biāo)準(zhǔn)，筆者負(fù)責(zé)牽頭射頻（3000Hz～300GHz）安全標(biāo)準(zhǔn)的修定，有來自24個(gè)國家的 130多位委員參與了此工作，任何有興趣者均可加入，會(huì)員有學(xué)術(shù)界、政府、業(yè)界和群眾代表。10年間，共評審了1300篇論文。經(jīng)過多年的協(xié)商、投票，終于在2006年4月19日出版了IEEEStdC95.1-2005射頻安全標(biāo)準(zhǔn)，其中有許多曾與國際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)導(dǎo)則不同的限值統(tǒng)一了。譬如局部比吸收率，以前限值為每一克平均是1.6 W/kg，現(xiàn)在每十克平均是2W/kg。目前，國際上有將近40個(gè)國家采用世界衛(wèi)生組織推薦的國際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)的導(dǎo)則，有四個(gè)國家（包括美國）采用電氣電子工程師協(xié)會(huì)的IEEE Std C95.1-1991（1999修訂版）標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)镮EEE的新標(biāo)準(zhǔn)已與ICNIRP導(dǎo)則的射頻基本限值相同，將來一定會(huì)趨向于世界統(tǒng)一。

三、文獻(xiàn)評估

電氣電子工程師協(xié)會(huì)的國際電磁安全委員會(huì)在評估文獻(xiàn)時(shí)，有四個(gè)文獻(xiàn)評估工作小組：試管內(nèi)、活體內(nèi)、流行病學(xué)和工程學(xué)。工程小組評估集中于暴露參數(shù)，包括場強(qiáng)特征、極化方向、發(fā)射源、輻射特征、暴露時(shí)間、比吸收率、組織內(nèi)誘導(dǎo)電流和電場、溫度報(bào)告（在照射物內(nèi)的溫度，及是否使用射頻干擾的溫度探針）。通過這個(gè)評估過程，發(fā)現(xiàn)了并非所有被同行評審過的文章，在標(biāo)準(zhǔn)制定上都是有用的，原因是這些文章通常都對工程方面、生物實(shí)驗(yàn)或兩者的細(xì)節(jié)沒有充分地注意。而且許多經(jīng)過同行評審過的文章沒有通過這個(gè)委員會(huì)的評估。因?yàn)閿?shù)據(jù)庫有太多的研究論文要評審，這在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置過程中是一個(gè)巨大的難題，所以委員會(huì)同時(shí)請專家們在特定的主題上寫綜述評論，并發(fā)表在生物電磁學(xué)雜志專刊上二電磁波安全標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置，不能依靠單一報(bào)告的結(jié)果或有偏差的資料，而是應(yīng)該根據(jù)已獨(dú)立地被證實(shí)了的有害或潛在的不利影響來設(shè)定限值。

四、風(fēng)險(xiǎn)評估

在電磁安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置過程中，需分辨生物效應(yīng)和有害效應(yīng)，只有確知的有害效應(yīng)才應(yīng)該被考慮。電氣電子工程師協(xié)會(huì)的國際電磁安全委員會(huì)在 IEEEStdC95.1-2005標(biāo)準(zhǔn)中，用“權(quán)衡取證法”來評估一個(gè)射頻電磁照射所產(chǎn)生的生物或健康效應(yīng)，這個(gè)過程包括評估其測試方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的規(guī)模及優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)果是否與其他研究成果相符，劑量與效應(yīng)的關(guān)系以及統(tǒng)計(jì)的關(guān)聯(lián)是否在生物學(xué)上有可能。與電離輻射不同，經(jīng)過50多年來的研究，在射頻波段，并未發(fā)現(xiàn)或證實(shí)在低強(qiáng)度的電磁照射，除了熱作用以外，還有什么機(jī)理可以證明對人體會(huì)有其他作用，因此也沒有理由相信會(huì)有累積效應(yīng)。目前有30多個(gè)動(dòng)物長期照射的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，沒有確切地證明射頻電磁照射會(huì)影響健康，包括癌癥和減短壽命。當(dāng)有一致的研究結(jié)果被不同的實(shí)驗(yàn)室發(fā)表在專業(yè)評審的科學(xué)文獻(xiàn)里，而科學(xué)界也 認(rèn)為在特定的暴露條件下確實(shí)會(huì)有如此的反應(yīng)，這個(gè)研究結(jié)果才被稱為“確知的反應(yīng)”。但“確知的反應(yīng)”是否構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)還無法定論，在科學(xué)家和管理者之中要對什么是確知的有害效應(yīng)達(dá)成共識(shí)是個(gè)問題。而且，各國對公共衛(wèi)生保護(hù)理念的差異，也使得標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致相當(dāng)困難。例如，有衛(wèi)生官員考慮“預(yù)先警戒措施”，這是根據(jù)恐懼心理而不是科學(xué)證明的確知有害效應(yīng)，如此作法可能導(dǎo)致長期無法達(dá)成共識(shí)。歷史總是會(huì)重復(fù)的，當(dāng)決策過程中非科學(xué)性的因素成為考慮的要素時(shí)，那么制定出大差距的標(biāo)準(zhǔn)就在預(yù)料之中了。標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該根據(jù)科學(xué)，加以合理的安全裕量，以涵蓋科學(xué)的不確定性和人群個(gè)體的差異。非科學(xué)性的因素不應(yīng)該包括在內(nèi)，因?yàn)檫@些通常會(huì)導(dǎo)致不合理的暴露限值。提倡“預(yù)先警戒措施”的人士應(yīng)著重“權(quán)衡取證”，從整個(gè)文獻(xiàn)庫而不是由部分的選擇文獻(xiàn)來分析，知道的越多就越有把握，而不會(huì)無理地加大安全系數(shù)。對一個(gè)已經(jīng)超過50年研究歷史的電磁波生物效應(yīng)，在沒有任何機(jī)理的情況下，增加極端安全系數(shù)，沒有實(shí)質(zhì)意義。基于科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，能提供一個(gè)可靠和可理解的理論基礎(chǔ)來保護(hù)全民健康。有關(guān)1300篇文獻(xiàn)評審的細(xì)節(jié)，請參考IEEEStd C95.1-2005的附錄B 。

五、手機(jī)及基站的安全顧慮

因?yàn)槭褂檬謾C(jī)的人多，安全顧慮大，世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，有關(guān)政府機(jī)構(gòu)和業(yè)者在過去十幾年，已投入了超過2.5億美元，用來研究無線電通信是否會(huì)影響人的健康 ，目前又有一個(gè)1.3億美元的項(xiàng)目在進(jìn)行中。許多上報(bào)的手機(jī)有害報(bào)導(dǎo)，經(jīng)過更進(jìn)一步仔細(xì)的求證都不能重復(fù)。如前面所言，不能重復(fù)的消息上不了報(bào)，因此一般人就只記得有害的報(bào)導(dǎo)，但是這不是正確的科學(xué)信息，科學(xué)必須要可以重復(fù)，不能重復(fù)的東西是不科學(xué)的。關(guān)于無線電通信安全的研究論文，目前已有500 多篇，還有200多篇將要出版，沒有哪一項(xiàng)有害的反應(yīng)可以證實(shí)，世界衛(wèi)生組織在2004年2月有此聲明：“過去30年來，在非電離輻射的生物效應(yīng)和醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)表的文章約有25000篇之多。盡管有些人認(rèn)為有必要進(jìn)行更深入的研究，但在這一領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)目前已非常廣泛，甚至超過了大多數(shù)化學(xué)物品。通過最近對科學(xué)文獻(xiàn)的深入研究，世界衛(wèi)生組織得出結(jié)論：現(xiàn)有證據(jù)不能證實(shí)低水平電磁場照射會(huì)對健康造成任何影響。”因此通過檢測的手機(jī)，不論是什么品牌、型號、設(shè)計(jì)、制式，都不會(huì)對人體有害。住在基站塔臺(tái)下的居民請別擔(dān)心，基站的無線電波是向四方遠(yuǎn)方傳播，而非像路燈朝下照，并且功率很?。◣资撸?，除了在天線正前方一米之內(nèi)，都不會(huì)超標(biāo)。如果擔(dān)心這么小的能量會(huì)有害，那太陽光就不能照了，其光子能量（見圖1）與強(qiáng)度可要大得多，會(huì)叫人流汗?？茖W(xué)家、業(yè)者、政府、世界衛(wèi)生組織都是要對人民的健康安全負(fù)責(zé)，我們應(yīng)該相信專家、相信世界衛(wèi)生組織，要知道憂慮本身是對健康不利的，尤其是不必要的憂慮使健康受損更是劃不來。

六、結(jié)語

經(jīng)過50余年的研究，目前可證實(shí)有害的“非電離輻射”生物效應(yīng)是熱效應(yīng)（高頻）與電刺激（低頻）。國際安全標(biāo)準(zhǔn)是在對影響健康的生物效應(yīng)進(jìn)行評估的基礎(chǔ)上制定的，包括熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)，以及短期與長期照射的結(jié)果。最近10年內(nèi)，有20多個(gè)獨(dú)立專家組或政府健康機(jī)構(gòu)發(fā)表聲明公認(rèn)“沒有確切的證據(jù)表明低于國際安全標(biāo)準(zhǔn)限值的電磁波會(huì)影響健康”。

責(zé)任編輯：gt