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解读电磁辐射的两种标准

手机和基站的辐射会不会危害人体降?这是个老生常谈的话题了,国内媒体充斥着形形色色的专家建议,公众也都有着自己的看法。事实上,国外发达国家对此已经有过很多研究,结论是其与脑瘤等疾病无关。“日常生活中的电磁辐射对人体降没有危害”早已是科学界的共识。


《破解手机辐射危害降的流言》http://songshuhui.net/archives/59315分析了手机辐射问题,《基站与降》http://songshuhui.net/archives/75943分析了基站辐射问题,还特别解释了“若想减轻辐射,应把基站请进小区”的道理。但尚无全面介绍电磁辐射标准的科普文章,文献库里的科技文章专业性太强,不适合公众阅读,因此我整理了相关内容写就此文,以期帮助公众对此产生清晰明确的认识。


从对人体降潜在影响的角度来看,国际上对电磁辐射的测量标准有两种,分别是功率密度标准和比吸收率标准,前者属电磁学领域,后者仍与电磁学相关,但已扩展到生物学领域了。

1、功率密度标准

功率密度指的是单位面积所接收到的辐射功率,它所测量的是信号强度,可以用电场强度和磁场强度来表示,但更普遍采用的是功率密度。下图是我国现行的《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)中对公众照射限值的规定,图中的前两行属中短波,不属于移动通信频段,其中3MHz~30MHz是军队使用的短波波段,跟公众关系不大,不必关心。在30MHz~30000MHz范围内的电磁波,频率越高则穿透人体能力就越差,因此从对人体影响的角度出发,频率越高则允许的功率密度就越大,即从30MHz的0.4W/m2到30000MHz的2W/m2。

解读电磁辐射的两种标准


手机的峰值功率2W,美国电气电子工程师协会(IEEE)不考虑发射功率7W以下的安全问题,但美国国家辐射防护测量委员会(NCRP)主张更严格标准,美国联邦通信委员会(FCC)对2G手机所集中使用的900MHz频段规定的辐射限值为6W/m2,比我国的0.4W/m2宽松了15倍。

我国现行的电磁辐射防护规定GB8702-88是国际上最严格的标准之一,通信公司建基站和国家环保部的检查,依据的就是这个标准。有网友觉得这是88年定的标准,那时手机远未流行,现在手机这么普及了,标准应该提高。而实际上,基站现在越建越密,单基站的辐射功率在变小,辐射功率密度呈现下降趋势。由于新技术的应用,手机的功率也在减小,手机和基站对人体潜在的威胁程度不是增加了,而是降低了。

88年的国标毕竟年头久了,现在环保部推出了拟替代GB8702-88标准的征求意见标准,其中手机频段的限值并没有变化,仍然是0.4W/m2,标准中将1MHZ~300GHz的电磁设备的豁免管理等效功率定为了100W,即100W(含)以下的向没有屏蔽空间辐射的设备并不需要报批,高过100W的也不是说不能搞,只是要报批而矣。现在基站单站功率不过20W左右,按这个征求意见标准,根本不用报批,而且也不可能超标。

一般GSM基站天线高度为35~55米,国家环保部曾监督测试过上千部基站,结果表明:射功率为20瓦的基站,基天线前10米的功率密度是0.006W/m2,远低于苛刻的中国限值标准。

手机和基站等电磁辐射不会影响人身降,这本是科学界共识,在国外也从来不是个问题,但在中国却引起了公众恐慌。究其原因,运营商为竞争而散布的辐射谣言是源头,当初推广CDMA手机时,某运营商打出了“绿色手机”的伪概念,拿低辐射作为卖点,用欺骗公众的手段来提高竞争力。其实CDMA手机的辐射功率并不比GSM小,GSM手机峰值功率2W,实际使用过程中,只在1/8的时间发射,所以最大平均功率为250mW,而CDMA是连续发射的,最大平均功率也约为250mW,两种差别不大。

公众不必知道具体原理,只凭常识就能判断CDMA手机辐射与GSM大体相当,因为两种手机的电池容量差不多,除系统运行所需要基本相同的能量外,其余能量都辐射出去了,两者的待机和连续通话时间又差不多,若CDMA手机辐射功率远小于GSM的话,那余下的能量哪里去了?难道能量守恒定律不成立了吗?

虽然GSM和CDMA两种手机的最大平均功率均在250mW左右,但实际发射功率会远低于这个水准,这源于基站对手机功率的自动控制机制。由于手机距离基站的远近不同,手机辐射相同的功率,基站接收到近处手机的信号功率就强,接收到远处手机的信号功率就弱。手机自己不知道距离基站的远近,开头会采用最大功率发射,基站收到后会向手机发送逐阶降低发射功率的指令,1秒钟内会发送几十到几百次指令,处于近处的手机会在极短的时间时把发射功率调整到很低的水平,例如0.02W。

基站发射功率虽然比手机大,但由于手机距离人体近,综合比较后,还是手机对人体的辐射量更大得多。因害怕辐射而抵制基站是最二的做法,没有之一,因为手机与基站的距离远了,手机使用者反而要遭到更强的辐射,这恐怕是抵制者们所没有想到的。

现在运营商已经为当初的辐射谣言付出了代价,基站很难进入小区了,到处被居民驱赶,把基站伪装成灯杆和大树的招数也已经不灵了。时至今日,仍有运营商打虚假的绿色牌,还在做这种饮鸠止渴的傻事,真令人叹为观止。

2、比吸收率标准

比吸收率(SAR)的定义是:给定密度的体积微元内质量微元所吸收的能量微元对时间的微分值,它说的其实就是单位时间和单位生物体质量所吸收的电磁能量,单位是W/kg。

相对前面介绍的功率密度标准,这个标准更多地考虑了人体情况,应该是更值得参考的标准,但它却很难以操作。功率密度标准的检验很简单,拿个场强仪或频谱分析仪就可以测量,但比吸收率标准的检验却需要人体模型来配合,而且后续的数据算法也非常复杂。

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