迄今為止,沒有任何研究表明存在一致的證據(jù),證明接觸射頻場強度低于造成組織發(fā)熱的限值,會產(chǎn)生不良健康后果。
與4G相比,5G不僅僅是速度變快了
為了加速5G商用,各國電信運營商和設(shè)備商正在大量部署5G基站,不過在部分國家卻遇到了阻礙。據(jù)外媒報道,芬蘭部分居民正試圖阻止5G基站的擴張,他們擔(dān)心這些基站較高的電磁輻射水平可能會威脅到人類健康。他們認為,5G基站的位置比4G基站更密集,增加了公民暴露在潛在危險輻射中的危險。
基站輻射是否危害健康一直是困擾廣大網(wǎng)友們的一大疑問。隨著2G、3G到4G技術(shù)的發(fā)展,運營商基站越建越多,人們對基站輻射的擔(dān)憂也越來越大。因為我們隨時隨地都暴露在無線信號下,到底輻射如何?今日知乎答主一名信號處理博士生通過翻閱大量文獻發(fā)現(xiàn),對于這個問題,只能說:迄今為止,沒有任何研究表明存在一致的證據(jù),證明接觸射頻場強度低于造成組織發(fā)熱的限值,會產(chǎn)生不良健康后果。
以下為知乎答主“甜草莓”回答全文:
作為一個曾經(jīng)在芬蘭待過兩年的信號處理博士生,看到這個新聞的第一反應(yīng)是我芬要丸?諾基亞時代的通信產(chǎn)業(yè)輝煌這么快就日薄西山,要被眾民科取代成為國際笑柄了嗎?不對啊,前兩天還看到芬蘭Elisa發(fā)布了第一個5G商用套餐的新聞。
但是當(dāng)我收集完文獻并詳細閱讀之后,卻突然發(fā)現(xiàn)自己對這次事件無可置評,甚至無法選擇立場。
無可置評,因為未知。
我想為了說明這事兒的前因后果,這篇回答應(yīng)該從電磁場對人體的影響談起。因為本問題其實是一個古老問題在5G時代的擴展和延續(xù):「基站/手機對人體有危害嗎?」
您肯定以為我要說這個問題弱爆了,十年前的科普問題。
然而對于這種老生常談的問題,科學(xué)共同體的回答是:不知道,因為存在爭論。
當(dāng)然更斟字酌句的回答是:迄今為止,沒有任何研究表明存在一致的證據(jù),證明接觸射頻場強度低于造成組織發(fā)熱的限值,會產(chǎn)生不良健康后果。
1996年,世界衛(wèi)生組織(WHO)建立了「國際電磁場計劃」,以調(diào)查人體長期暴露在極低頻電場和磁場中是否會危害健康,我國也曾經(jīng)加入其中。最終該項目于2008年發(fā)布了評估結(jié)果與建議,上述黑體字來自相關(guān)結(jié)論。對于這個結(jié)論,我可能要詳細解釋一下,才能讓大家感受到這些科學(xué)語言的嚴(yán)謹(jǐn)之美。
電磁輻射與射頻標(biāo)準(zhǔn)
電是我們?nèi)粘I钪胁豢扇鄙俚囊徊糠?,只要電在傳輸,附近輸電線和用電設(shè)備周圍就會存在電場和磁場,包括但不限于基站,手機等電子產(chǎn)品。這些常用電子產(chǎn)品會產(chǎn)生電磁輻射,把能量以電磁波的形式發(fā)送到空間。一般而言,電磁波的頻率和強度越高,電磁輻射的能量就越大。
當(dāng)電磁輻射作用于人體時,可能會對人體產(chǎn)生熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)兩種影響。
熱效應(yīng)已經(jīng)研究的很透徹了,并在我們的日常生活中一直在使用,比如微波爐、太陽能熱水器就是熱效應(yīng)的經(jīng)典應(yīng)用之一。通常熱效應(yīng)需要通過提升人體組織溫度,來加熱組織,從而影響人體健康。不知道大家平時注意過微波爐的功率沒有,微波爐需要數(shù)百甚至數(shù)千瓦來發(fā)射電磁波,才能完成食物的加熱。
熱效應(yīng)過高會對人體產(chǎn)生負面作用。那么如果我們要減弱熱效應(yīng),就可以反向操作,限制功率指標(biāo)。這也是目前政府和國際組織正在做的,當(dāng)前世界上所有國家關(guān)于電磁功率的標(biāo)準(zhǔn)都是為了降低熱效應(yīng)對人類的影響而制定。
目前我國的電磁輻射防護標(biāo)準(zhǔn)堪稱世界上最嚴(yán)的電磁標(biāo)準(zhǔn)之一,遠遠低于歐洲和美國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB8702-88《電磁輻射防護規(guī)定》,對于30-3000MHz頻率范圍,公眾在一天24小時內(nèi)環(huán)境電磁輻射場的場量參數(shù)在任意連續(xù)6分鐘內(nèi)的平均值應(yīng)滿足:按全身平均的比吸收率SAR應(yīng)小于0.02W/kg。與之對比,目前大多數(shù)歐洲國家采用的ICNIRP(國際非電離輻射防護委員會)標(biāo)準(zhǔn)和美國采用的FCC(聯(lián)邦通信委員會)標(biāo)準(zhǔn)分別為2W/kg和1.6W/kg。
很多學(xué)者認為,我國和歐盟,美國的電磁防護標(biāo)準(zhǔn)差異來自于制定標(biāo)準(zhǔn)時的考量。FCC和ICNIRP標(biāo)準(zhǔn)是為了防止熱效應(yīng)而制定,但是俄羅斯和中國制定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字如此之低,是因為考慮到了電磁場的非熱效應(yīng)影響所作出的科學(xué)推定[1]。
5G的占用頻段包含sub-6G和毫米波頻段兩種,其中sun-6G頻段的熱效應(yīng)已經(jīng)被研究的很透徹了,如果滿足國家標(biāo)準(zhǔn),不會對健康產(chǎn)生由熱效應(yīng)帶來的影響。根據(jù)科學(xué)推斷,毫米波頻段可能會帶來新的熱效應(yīng)挑戰(zhàn),比如對眼睛,皮膚等密度不均勻,且暴露在外的部分影響會更加顯著。
不過,基于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的研究表明,目前依然不需要過分擔(dān)心熱效的影響:科學(xué)實驗表明,在10mW/〖cm〗^2下持續(xù)8小時的60 GHz 毫米波輻射沒有表現(xiàn)出眼部損傷(數(shù)值在上表范圍內(nèi))[2];同時,在相似條件下的皮膚實驗表明,皮膚溫度上升可能在0.1-0.5 度之間,考慮到血液流動和熱量散失,這一溫度并不會對人體造成嚴(yán)重的影響。
所以,只要遵循現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn),5G所造成的熱效應(yīng)并沒有嚴(yán)重的負面影響。我們之所以說這個結(jié)論無法評價,主要是因為之前提到的非熱效應(yīng)。
非熱效應(yīng)
既然國家可以通過限制發(fā)射功率來避免熱效應(yīng),保護民眾健康,那么是不是說就是無害的呢?
那倒不是,因為生物長時間暴露在低于熱效應(yīng)限值的電磁環(huán)境里,雖然不會受到組織發(fā)熱等影響,但是也可能會存在其它生理影響,這些影響被統(tǒng)稱為非熱效應(yīng)??茖W(xué)意義上,非熱效應(yīng)通常包括對細胞生長和增殖速率,酶活性,組織修復(fù)和再生速率以及其他生物效應(yīng)的影響,而且這些影響通常與溫度變化沒有直接明顯關(guān)系。
針對電磁場非熱效應(yīng)的影響,科學(xué)家百花齊放,眾說紛紜。甚至可以說是爭議遍地,已經(jīng)持續(xù)了數(shù)十年。IEEE國際電磁安全委員會曾經(jīng)發(fā)表聲明,表明這這些爭議可以解釋為非熱效應(yīng)可能不存在[3],F(xiàn)CC和ICNIRP制定的電磁防護規(guī)范也是遵循這一原則。
不過目前的一些現(xiàn)象值得討論。
我們從積極方面說起。
自從20世紀(jì)70年代以來,在東歐地區(qū)存在一種毫米波療法:通過每天在42.2GHz,53.6GHz或者61.2Ghz的毫米波照射中暴露15-30分鐘,持續(xù)5-15天,可以治療胃潰瘍、心血血管疾病、呼吸道疾病、皮膚病等。在東歐地區(qū)使用這種療法的患者人數(shù)眾多,但是它的治療機制并不清楚,這種療法也尚未被西方醫(yī)生和科學(xué)家接受。不過這種現(xiàn)象揭示一些科學(xué)意義,電磁波的非熱效應(yīng)可能確實會對生物體本身造成一定影響。出于對科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,這種療法導(dǎo)致對電磁波非熱效應(yīng)的研究日漸增加。
Temple大學(xué)的Radzievsky等人發(fā)現(xiàn)61.22GHz毫米波(13. 3 mW/〖cm〗^2)能夠抑制皮下腫瘤生長[4],并且50-80GHz的電磁輻射有助于組織腫瘤細胞增殖[5]。另外的一些研究表明,毫米波可以增強人體免疫系統(tǒng)[6][7]。
早期的一些實驗表明,對比無毫米波照射的對照組,有毫米波照射的兔子、老鼠等表面?zhèn)谟纤俣纫靸杀禰8]。實際上因為毫米波可以促進傷口愈合,并且不留傷疤,它也已經(jīng)在俄羅斯的一些美容診所中用以醫(yī)療美容。
同樣有一些研究結(jié)果表明,毫米波會對生物組織產(chǎn)生未知影響,比如生物膜。這里的生物膜是對生物體內(nèi)所有膜結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱,細胞膜是生物膜中我們最耳熟能詳?shù)囊环N。
在60GHz毫米波電磁輻射(0.9mW/〖cm〗^2)中生物膜的側(cè)向壓力會增加[9],在53.3或130GHz的(7.3mW/〖cm〗^2)毫米波中,生物膜的滲透性會發(fā)生改變。
我們并不能確定毫米波與生物膜的作用機理,但是如果這種改變影響了神經(jīng)膜的滲透性,那么它就會影響神經(jīng)系統(tǒng)中電信號的傳輸,從而改變?nèi)祟悓Νh(huán)境的感知能力,比如疼痛感[7]。
更有趣的是,在以往的研究結(jié)果中,我們也能找到一些針對非熱效應(yīng)非常負面的研究。
2018年3月,美國國家環(huán)境科學(xué)研究所(NIEHS)國際毒理學(xué)計劃(NTP)公布了一份NTP關(guān)于大鼠小鼠手機電磁輻射致癌的報告草案[7]。
該報告表示,在經(jīng)過14人同行評審小組的徹底審查后認為,基于GSM和CDMA調(diào)制的射頻輻射具有「統(tǒng)計學(xué)意義」和「明確證據(jù)」,會導(dǎo)致雄性大鼠(Harlan-Sprague-Dawley株)心臟中出現(xiàn)惡性神經(jīng)鞘瘤(一種罕見的腫瘤形式)。此外,對于雌性大鼠中相同的神經(jīng)鞘瘤風(fēng)險存在「模棱兩可的證據(jù)」。
美國使用五類致癌活動證據(jù)對其報告中觀察到的證據(jù)強度分類:“明確證據(jù)”和“一些證據(jù)”表明陽性結(jié)果;不確定的結(jié)果稱為“模棱兩可的證據(jù)”; “沒有證據(jù)”表示沒有可觀察到的影響;對于由于主要實驗缺陷而無法評估的結(jié)果的“不充分研究”。
報告同時提到了,這項研究雖然是同類研究中規(guī)模最大的,但是它依然不夠完善,實驗中變量控制不夠充分等等問題依然存在,導(dǎo)致我們無法百分百確信結(jié)論的正確性。
具體到5G,目前我們也沒有類似的毫米波頻段來驗證實驗結(jié)果。
目前對非熱效應(yīng)科學(xué)界眾說紛紜,但是我想為了防止本答案被歪曲解讀,在回答最后必須強調(diào)一下,本節(jié)中關(guān)于非熱效應(yīng)的很多研究都未得到重復(fù)確認,這些只是目前的研究人員觀察到的現(xiàn)象,由于這些現(xiàn)象眾說紛紜甚至有些相互矛盾,因此我們也無法基于這些研究得出有公信力的結(jié)論。
關(guān)于公共政策和醫(yī)療保健的重大決策,通常不應(yīng)該基于這些單獨未經(jīng)驗證的研究結(jié)果。
因此,對于這個問題,更斟字酌句的回答是:迄今為止,沒有任何研究表明存在一致的證據(jù),證明接觸射頻場強度低于造成組織發(fā)熱的限值,會產(chǎn)生不良健康后果。
同樣,目前沒有任何研究表明存在一致的證據(jù),證明符合國家電磁防護規(guī)范的設(shè)備,會對人體產(chǎn)生不良健康后果,不論2G,3G,4G還是5G時代。
對于這次事件,我覺得他們要求更進一步研究5G可能造成的人體影響這個出發(fā)點是可以理解的,因此這次事件我無法反對,同樣考慮5G產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟和社會推動作用,我同樣無法表示支持。
僅僅希望能夠在產(chǎn)業(yè)化的同時,能夠更快推動這個領(lǐng)域的科學(xué)研究,盡快得到可信的結(jié)果。
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電磁輻射
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