浅谈电磁辐射对健康的影响

随着业余无线电活动的普及和发展,无线电爱好者每天面对电磁辐射的机会也愈来愈多。

Posted in 无线电 onMarch 01, 2021

虽然大家十分关心QSO的质量,但也常常提及无线电波对人体可能造成的伤害。有的爱好者认为无线电波对身体是有害的,自从开始喜欢上业余电台通联以后,经常头晕眼花,还没少掉头发;还有的则认为没什么大不了的。实际上人们耐受电磁辐射的能力各不相同,加上受照射的实际情况各不相同,因此不能就个别人的症状下结论。

人们认识到电磁波对人类的伤害,最早可追溯到上世纪30年代。当时众多高频加热工人出现乏力等症状;二战期间,雷达广泛使用,不少人受到微波照射,战后还报导了第一例微波白内障病例。可惜那个时代,人们更关心电离辐射,显然这些报道并没有引起足够的重视。有组织的科研活动始于50年代。1954年,美国调集各方专家协作研究。他们进行了耗资巨大的动物实验,采用的辐射强度大于100mW/cm2(103W/m2)。经过长期观察和计算,专家门认可10mW/cm2是“安全”上限。

不是所有的功率都被人吸收。对于不同频率,将在身体不同深度发生部份反射。相对而言,在VHF以及UHF低端,频率越高反射越大。另外除非理想的平面波,人体所受照射很不均匀。如上述手持机,若不考虑扰动,实际上只有正对天线的一块区域受到超过20mW/cm2的辐射,所以安全标准可以放宽。

强电磁辐射首先引起身体的热效应。当用电台设备以30W发射,把脸靠近天线时,很快就会感到温热。此时如迅速脱离照射,可能产生微弱的晶状体混浊(用裂隙灯镜检查),以后部份人会有短时头晕和烦躁。所有症状都能短时内消失,不留任何后遗症。如果长时间停留在上述环境下,多数人将感到头晕,眼有刺激感。此后觉全身乏力,极度疲倦,口干和失眠。由于晶状体发生暂时水肿,可能伴有视力减退。除非经常这样辐射,所有症状都能短期内恢复。

强电波还能引起体温、心率等的变化。一般认为原因在于电波破坏了体温调节中枢和植物神经的功能。很强的电波甚至会引起局部组织坏死。这种情况在频率较高的微波段更易发生。

较弱的电磁辐射(<1mW/cm2)难以引起组织升温,作用不能很快表现出来。症状出现的时间、严重程度与频率、强度、调制方法、个人耐受能力等关系密切。业余频段卫生研究较少。笔者所见到的文献除了144MHz和470MHz的几个实验报告外,其余多为长波段、900MHz、1.8GHz、2450MHz的实验。流行病学调查尤以长波段(工业加热)和微波段为多。所以这里所述只能是临近频段的情况以及部份爱好者自述的病情。

大量研究表明,3GHz左右的辐射有最明显的生物效应。另外怀疑,70MHz和430MHz附近存在生物效应峰。不过有人认为,波长较短的电波不易透过皮肤深入体内,主要作用于皮肤感受区,引起迷走神经紧张,从而造成一系列其它反应;波长较长的分米波则能改变中枢神经系统的机能。一般说来,微弱信号长时间辐射,主要损害间脑区域的调节功能,并引起下丘脑机能障碍,最终导致神经——体液调节紊乱。不少事实证明,辐射可引起垂体功能紊乱和其它许多神经刺激。这些改变最后影响到整个身体,造成一系列症状。幸运的是,还没有充分证据证明不太长时间(几年以内)的照射能引起器质性病变。

另有研究提示,弱的辐射(<1mW/cm2)能引起血脑屏障变化。该现象尤以UHF段为明显。实验还发现,无调制电波的生物作用明显小于音频及亚音频调制的电波。但是报告未指明调制方法。血脑屏障的变化体现为照射期间通透性增强,许多不能透过的分子和药物在此时可以通过。虽然有望将此效应用于医疗目的,但更多人认为,有些不应通过的物质进入大脑,会影响脑功能,从而引起身体的一系列微小反应。长期如此,则发生电波综合症。

关于电磁辐射对人的致畸及致癌作用,学术界尚有分歧。上世纪七十年代开始,陆续有孕妇接受微波理疗后发生畸胎的报导。然而病例较少。男性接受中、强射频辐射(1~10mW/cm2,UHF高端)一段时间,易发精子活力低下却是不争的事实。停止辐射后数周到数月将恢复正常。动物实验则肯定微波既有致畸作用,又有致突变作用。我国科学家早在80年代就发现,2450MHz,短期、间断的超过20 mW/cm2的辐射可造成大鼠胚胎畸形率显著增高,还诱发成年鼠体细胞突变。同时发现症状与辐射呈现剂量关系。近年来,移动电话大规模普及,频率也步步高升。国外曾报导“因为使用手机而引起脑部肿瘤”的消息。同样由于病例太少,尚不足以定论。况且使用的情况因人而异,很多说法模棱两可。不过,不论使用手机还是对讲机,都能在头部造成超过10mW/cm2的功率流密度。若经常这样照射(发烧级火腿和业务繁忙者)则是危险的。肿瘤学家指出,组织长期、反复受异常刺激,发病的机率总比不受刺激高得多。由于电磁辐射会引起神经体液调节紊乱,因而也就能在经十几年时间后引发器质性病变,包括肿瘤。

一般人偶尔接受弱的电磁辐射(几十μW/cm2~1mW/cm2)不会引起任何症状。长期连续接受照射,则会在一定时间后出现反应,其阈值约20~50μW/cm2。当然,在出现自觉症状前就会出现脑电图和许多生化指标的变化。患者常表现为神经衰弱,包括全身乏力、失眠或嗜睡、记忆力减退等。其中乏力、记忆力减退的发生率较高,个别报告甚至达60%以上。调查表明VHF和UHF低端比短波段更易引起症状。短波段的阈值可能高达100μW/cm2。长期但不连续的接受照射是无线好者和手机使用者的普遍情况。这种情况比连续照射要好。一般认为,断续照射的强度在500μW/cm2以下,短期是安全的(相应于UHF段)。对于发烧级火腿,因为发射的时间较多,安全值应取低一些。从已有的调查报告推演,建议辐射强度不要超过300μW/cm2。

业余无线电界的流行病学调查开展得非常少,这里没有更多的资料,希望读者谅解。有报导指出,接受UHF段100μw/cm2强度以下的照射,能引起血压异常。症状一般出现在受照2~3年或更长时间。根据个体不同,大约各有相近比例的人发生高血压和低血压,还有个别血压有大幅波动。因此,在相对微弱的辐射下,除了神衰外也能体现其它危害,必须有所注意。

目前还没有专门的业余段卫生标准。国家标准(GB8702—88)规定,职业人员受辐射的容许强度(24h内任意6min的平均强度),在3~30MHz范围,不大于60/f(W/m2)(即 ,其中f为频率),在30~3000MHz范围,不大于2W/m2( );而对于居民等非职业工作者,Pd(3~30MHz)≤12/f (W/m2),Pd(30~3000MHz)≤0.4W/m2(即40μW/cm2)。相对而言,捷克和俄罗斯的标准要严数十倍,日本的标准却略松。考虑到病征大部分是可逆的,以及防护水平的提高需要一个过程,我国制定了较宽松的标准。实际上在40μW/cm2照射中生活几年,必然有不少人发生神衰。业余电台是断续工作的,标准可以放松一些。笔者认为HAM应努力避免超过50mW/cm2(相当于车台30W,在空旷地带距离G=3dB的天线15~35cm)的辐射,在10mW/cm2(相当于手台5W,距离6~15cm)的辐射中,每次操作的时间不要超过1min,每日尽量不要多于20min,如果要长时间“摆难”,并且每天如此,建议将辐射控制在100~300μW/cm2(相当于5W手台,距30~80cm或更远)。短波段的强度可以大一些。从现有报告分析,不大于1mW/cm2的强度可以接受,而除非把天线架在室内或阳台上,一般不易达到这个值。当然了,上面给出的值不是绝对安全。就拿100μW/cm2(手台300mW,约22cm)来说,在70cm波段,如果每天工作2小时,这样连续3年,可能超过半数的HAM将感到有情况。还要注意,照射引起的垂体和甲状腺功能紊乱对儿童及青少年危害甚大,因此应有更严格的标准。

我们玩业余电台,要讲究绿色环保。许多朋友喜欢把天线架在阳台或窗台上(例如吸于空调室外机上)。如果此时用25W发射,隔壁室内的辐射可能已有100μW/cm2,如果邻居有朝一日有所醒悟,很可能引发纠纷。使用功率超过300W的短波电台,最好先按GB规定到环保部门挂个号,否则若有人举报,“接受批斗”则是难免的。

谈到避免不良影响的方法,也就是防护,我觉得首先应加深认识,破除侥幸心理。也许有读者认为,电波引起的症状一般不是器质性改变,停止接触后易于恢复,防不防护并不重要。或者认为不就是神经衰弱吗,有什么大不了的,况且很多朋友玩了几年业余无线电都没问题,未必我就有问题。的确,直接的伤害在目前的认识水平看来并不严重。当年居里夫人提炼镭时就没有任何防护,最后也没怎么样。从另一个角度去想,如果引起“亚健康”症状导致了其它的问题出现,显然也是很不值得的。

防护应从源头着手。首先是控制功率。在U/V段,59 和51的信号都不会影响语言传送。所以不要盲目追求好的信号报告。呼叫时功率可以大些,交换报告后应减小到能完成通讯的最小功率。特别是使用手持机的HAM,通联时尽量找好一点的位置,以便能减小功率。有的便携设备最小功率在0.3W以上,有条件者可将小功率调到0.1W以下。其次是作好天馈系统的安装设计,拉开天线与操作者的距离(Pd∝d-2),尤其是垂直距离。车台的天线能架上楼顶的,就不要安装在窗台上。非安装不可的,应装在窗户侧面的墙上,利用墙体屏蔽(视条件可提供5~25dB衰减)。馈线要选用同轴电缆并搞好接地,减少漏能。使用手持机时,应养成良好习惯,保证天线离身体20cm以上(5W功率时相应Pd<1mW/cm2),有条件时使用外接话筒。开车的朋友一定要把天线吸在车顶上,不宜吸在前后机器盖板上。绝对不能倒吸于车内(由于车体屏蔽,此时辐射可能更高)。有报导说一定的紫外线能增强身体对电磁辐射的耐受性,因此可以适当增加户外活动,多晒太阳。


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