電磁輻射環(huán)境安全防護(hù)常識手冊

電磁輻射環(huán)境安全防護(hù)常識手冊

上海市輻射環(huán)境監(jiān)督站編

前    言

早在兩千多年前，人們就發(fā)現(xiàn)了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象?，F(xiàn)今，無論人類生活、科學(xué)技術(shù)活動以及物質(zhì)生產(chǎn)活動都已離不開電。

電的應(yīng)用，不僅極大地改變了工業(yè)生產(chǎn)的面貌，還使人們享受到了家用電器帶來的便利。以發(fā)電、輸電、變電、配電為主要內(nèi)容的電力工業(yè)和制造發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、變壓器、電線電纜等的電氣設(shè)備工業(yè)，以電磁波的發(fā)射和接收為主要內(nèi)容的無線通信、廣播、電視、雷達(dá)等產(chǎn)業(yè)，以磁力應(yīng)用為主要內(nèi)容的磁記錄技術(shù)、磁浮列車技術(shù)等迅速發(fā)展起來，成為現(xiàn)代社會的標(biāo)志。

本手冊從電磁學(xué)原理及其應(yīng)用出發(fā)，以日常生活中常見的電磁設(shè)施為主要對象，采用問答的形式就電磁應(yīng)用對環(huán)境的影響進(jìn)行了解釋，意在引導(dǎo)人們正確對待和使用電磁設(shè)備(設(shè)施)。

現(xiàn)代人的生活已離不開電

篇 電磁學(xué)原理

1.1  什么是電荷？

電是實物的一種屬性。古代就已觀察到“摩擦起電”現(xiàn)象，并認(rèn)識到電有正負(fù)兩種，同種相斥，異種相吸。當(dāng)時因不了解電的本質(zhì)，認(rèn)為電是附著在物體上的，因而稱它為電荷，并把顯示出這種斥力或吸力的物體稱為帶電體。習(xí)慣上有時也把帶電體本身簡稱為電荷(如運(yùn)動電荷、自由電荷等)。通過摩擦或靜電感應(yīng)方法之所以會使宏觀物體顯示出帶電性質(zhì)，是由于各種宏觀物體都是由原子(或分子)組成的，而原子是由帶負(fù)電荷的電子和帶正電荷的質(zhì)子與不帶電荷的中子組成的原子核所構(gòu)成的。電荷是帶電基本粒子的內(nèi)在特性之一。

1.2  什么是電場？

電場是傳遞電荷與電荷間相互作用的物理場。電荷周圍總有電場存在；同時電場對場中其他電荷又有力的作用。任何帶電體的周圍空間中都存在著由電荷激發(fā)產(chǎn)生的電場。帶電體上的電荷分布如果是不隨時間變化的靜止電荷，其周圍空間中的電場分布也是不隨時間變化的電場，稱為靜電場。電場分布隨時間作周期性變化的電場，稱為交變電場。

1.3  什么是電場強(qiáng)度？

電場強(qiáng)度表示電場強(qiáng)弱和方向的物理量。電場強(qiáng)度是矢量，和距離的平方成反比，隨著距離的增加，電場強(qiáng)度衰減得很快。

1.4  什么是磁場？

磁場是傳遞運(yùn)動電荷或電流之間相互作用的物理場，由運(yùn)動電荷或電流產(chǎn)生，同時對場中其他運(yùn)動電荷或電流發(fā)生力的作用。運(yùn)動電荷或電流之間的相互作用是通過磁場和電場來傳遞的。

1.5  什么是磁場強(qiáng)度？

磁場強(qiáng)度是表示磁場方向和強(qiáng)弱的矢量。由于磁場是電流或運(yùn)動電荷引起的，而磁介質(zhì)在磁場中發(fā)生的磁化對磁場也有影響，因此磁場強(qiáng)度有兩種表示法：磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量和磁場強(qiáng)度矢量表示。磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位為高斯(G)，國際單位為特斯拉(T，1T=10000G)。磁場強(qiáng)度的電磁單位為安培/米(A/m)。

1.6  什么是電磁感應(yīng)？

電磁感應(yīng)是指通過閉合回路面的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。這樣產(chǎn)生的電動勢，稱為“感生電動勢”。發(fā)電機(jī)就是根據(jù)電磁感應(yīng)原理來產(chǎn)生電能的。

電磁感應(yīng)現(xiàn)象

1.7  什么是電磁場？

靜止電荷在其周圍空間產(chǎn)生電場，運(yùn)動電荷(電流)在其周圍空間同時產(chǎn)生磁場。當(dāng)頻率很低時，電場和磁場是相互獨立的，彼此沒有聯(lián)系。當(dāng)頻率很高時，變化的電場與磁場可以相互轉(zhuǎn)換且存在定量的波阻抗關(guān)系，而且可以脫離電荷或電流以波的形式向空間傳播電磁能量。所以，在高頻情況下，電場和磁場是相互依存、相互轉(zhuǎn)化的，這種情況下的電場和磁場統(tǒng)稱為電磁場。

1.8  什么是電磁場輻射強(qiáng)度？

電磁波的電場和磁場都與傳播方向垂直，電場和磁場互相垂直，并且同相位。電磁波可以脫離電荷或電流以波的形式向空間傳播電磁能量，故又被稱為電磁輻射。電磁波在空間中傳播的能流密度由矢量來描述，國際單位是瓦/平方米(W/m²)或者毫瓦/平方百米(mW/cm²)。

1.9  什么是工頻電場？

電力系統(tǒng)的電源工作頻率(簡稱工頻)為50Hz(或60Hz)，屬于極低頻(0～300Hz)范圍。工頻電場就是頻率是50 Hz(或60 Hz)的電場。當(dāng)電氣設(shè)備接通市電時，其周圍空間就形成了工頻電場。

1.10        什么是工頻磁場？

工頻磁場就是頻率是50 Hz(或60 Hz)的磁場。電氣設(shè)備接通市電并工作時，其電流便在周圍空間產(chǎn)生工頻磁場。

1.11        什么是電磁屏蔽？

為了避免外界電磁場對電或非電設(shè)備的影響，或者為了避免設(shè)備的電磁場對外界的影響，需要把這些設(shè)備放在封閉或近乎封閉的導(dǎo)電材料(軟磁金屬材料更佳)制成的外殼內(nèi)，這種措施稱為“電磁屏蔽”。日常生活中，在鋼筋混凝土的大樓內(nèi)或電梯轎箱內(nèi)，有時手機(jī)信號比較弱，就是因為鋼筋或電梯的金屬轎箱體屏蔽了手機(jī)信號。因此，某些大樓內(nèi)部布設(shè)了移動通信室內(nèi)覆蓋天線。

根據(jù)“電磁屏蔽”原理制成的法拉第籠

第二篇 環(huán)境中的電場、磁場、電磁場

2.1  自然界存在電場嗎？

衛(wèi)星觀測表明，在地球空域的對流層中，平均每24小時約有八百萬次雷電現(xiàn)象，而向太空放電的雷閃，即“高空閃電”，每24小時將近十萬次。這些大規(guī)模的放電現(xiàn)象是正電場和負(fù)電場之間的絕緣層被電勢擊穿，同時產(chǎn)生的聲光現(xiàn)象。許多雷雨云中的電場強(qiáng)度在10萬—40萬V/m之間。由此可見，自然界存在電場并且與我們的生活息息相關(guān)。

2.2  自然界存在磁場嗎？

自然界中的磁場是廣泛存在的，地球，恒星(如太陽)，星系(如銀河系)，行星、衛(wèi)星，以及星際空間和星系際空間，都存在著磁場。，在地球上任何地方放一個小磁針，讓其自由旋轉(zhuǎn)，當(dāng)其靜止時，磁針的N極總指向地理北極，這是由于地球周圍存在著磁場，稱為地磁場。地磁場有大小和方向。地表的磁場大約為0.5高斯(G)。

2.3  自然界存在電磁場嗎？

自然界的電磁場來自于地球的熱輻射、太陽熱輻射、宇宙射線、雷電等，是由自然界某些自然現(xiàn)象所引起的。由于自然界發(fā)生某些變化，常常在大氣層中引起電荷的電離，發(fā)生電荷的積累，當(dāng)達(dá)到一定程度后引起火花放電。火花放電頻帶極寬，可從幾千赫茲到幾百兆赫茲。另外火山噴發(fā)、地震和太陽黑子活動都會產(chǎn)生電磁場。在太陽黑子活躍期，其產(chǎn)生的電磁場可導(dǎo)致地球上無線電通信中斷。

自然界的電磁場成因

2.4  人為的電場、磁場、電磁場是如何產(chǎn)生的？

人為的電場、磁場、電磁場是由電磁設(shè)備產(chǎn)生的。變電站和高壓輸電線路會在其周圍產(chǎn)生工頻電場與磁場。其它的人工電磁源主要包括：雷達(dá)、電視廣播發(fā)送機(jī)、信息技術(shù)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等。

2.5  家用電器會產(chǎn)生電磁場嗎？

各種家用電器——電視機(jī)、空調(diào)器、電冰箱、電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、組合音響、家用電腦、家庭影院在使用過程中會產(chǎn)生頻率和大小不等的電磁場。

2.6  我們有可能遠(yuǎn)離電磁場嗎？

不可能。在人類認(rèn)識和利用電磁現(xiàn)象之前，基本生活在自然界產(chǎn)生的電磁場之中，包括地球自身的大地電場、大地磁場、大地與云層之間和云層之間由于閃電產(chǎn)生的雷電電磁場以及來自太陽和其他星球的電磁場。認(rèn)識電磁現(xiàn)象之后，電磁原理的應(yīng)用為人類社會創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)文明，同時也把人類帶進(jìn)了一個充滿人造電磁場的環(huán)境之中。

2.7  什么叫電磁環(huán)境背景值？

電磁環(huán)境背景值亦稱自然本底值，它反映自然環(huán)境的原始狀態(tài)下的電磁場強(qiáng)度。目前，在人為電磁源日益增多的今天，要尋找沒有人為產(chǎn)生的電磁場的區(qū)域是非常難做到的。因此，環(huán)境背景值實際上只是一個相對的概念。

2.8  電磁環(huán)境背景值是如何獲得的？

電磁輻射環(huán)境背景監(jiān)測點主要設(shè)置在地形較開闊的綠地內(nèi)。測量人員將對綜合電場強(qiáng)度、工頻電場強(qiáng)度和工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行檢測，然后經(jīng)過整體分析計算出電磁環(huán)境背景值。

2.9  為什么要在公園的草坪上測量電磁環(huán)境背景值？

測點應(yīng)避開高層建筑物、樹木、金屬結(jié)構(gòu)以及高壓線等明顯的用電設(shè)備，盡量選擇空曠地方。在城市里，公園里的草坪相對來說比較開闊，且位置較穩(wěn)定，其下墊面受城市發(fā)展的影響較小，便于長期監(jiān)測。

第三篇 電場、磁場、電磁場限值標(biāo)準(zhǔn)

3.1  我國現(xiàn)行的工頻電場、工頻磁場、電磁場的限值標(biāo)準(zhǔn)有哪些？

2  中華人民共和國環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《500kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評價技術(shù)規(guī)范》(HJ/T24-1998)

2  中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702-88)

2  中華人民共和國環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射環(huán)境影響評價方法與標(biāo)準(zhǔn)》(HJ/T 10.3-1996)0

我國現(xiàn)行的工頻電場、工頻磁場、電磁場的限值標(biāo)準(zhǔn)匯總對比

3.2  我國制定電場、磁場、電磁場的限值標(biāo)準(zhǔn)的宗旨是什么？

為保護(hù)環(huán)境、保障公眾健康、促進(jìn)伴有電磁輻射的正當(dāng)實踐的發(fā)展。

3.3  我國工頻電場、工頻磁場環(huán)境限值標(biāo)準(zhǔn)是多少？

中華人民共和國環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《500kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評價技術(shù)規(guī)范》(HJ/T24-1998)推薦4000V/m作為居民區(qū)工頻電場評價標(biāo)準(zhǔn)，100mT作為公眾全天輻射時的磁感應(yīng)強(qiáng)度評價標(biāo)準(zhǔn)。

3.4  國際組織工頻電場、工頻磁場環(huán)境限值標(biāo)準(zhǔn)是多少？

國際非電離輻射防護(hù)委員會《限制時變電場、磁場和電磁場暴露(300GHz以下)導(dǎo)則》推薦以5000V/m作為居民區(qū)工頻電場限值標(biāo)準(zhǔn)，100mT作為公眾全天輻射時的磁感應(yīng)強(qiáng)度限值標(biāo)準(zhǔn)。

3.5  其它國家和組織工頻電場、工頻磁場環(huán)境限值標(biāo)準(zhǔn)是多少？

其它國家和組織工頻電場、工頻磁場環(huán)境限值標(biāo)準(zhǔn)(公眾居住環(huán)境)見下表：

第四篇 電場、磁場、電磁場的測量

4.1  用什么儀器測量工頻電場、工頻磁場？

目前國內(nèi)常見的工頻測量儀有美國Holaday公司的HI-3604型工頻電磁場強(qiáng)度測量儀，德國Narda公司的EFA-300型低頻電磁輻射儀，意大利PMM公司的PMM-8053型工頻測量儀，德國安諾尼（Aaronia AG）SPECTRAN NF-3020以及SPECTRAN NF-5035低頻電磁輻射分析儀等。

Holaday公司的HI-3604型工頻電磁場強(qiáng)度測量儀

德國Narda公司的EFA-300型低頻電磁輻射儀

意大利PMM公司的PMM-8053型工頻測量儀(PMM公司已被德國Narda公司收購)

德國安諾尼（Aaronia AG）SPECTRAN NF-3020及SPECTRAN NF-5035低頻電磁輻射分析儀（兩者外觀一樣，檢測范圍不同）

SPECTRAN NF-3020及SPECTRAN NF-5035豐富的配件可以實現(xiàn)對輸變電設(shè)備進(jìn)行精確的定點源檢測（圖中為PBS系列近場探頭）

4.2  工頻電場、工頻磁場測量單位是怎樣表示的？

工頻電場的大小用電場強(qiáng)度表征，單位是伏特每米(V/m);

工頻磁場的大小用磁感應(yīng)強(qiáng)度表征，單位是特斯拉(T)。環(huán)境中的磁感應(yīng)強(qiáng)度較小，常用nT、mT、mT來表示，它們之間的換算關(guān)系是：

1 T = 103 mT = 106 mT = 109 nT

4.3  工頻電場、工頻磁場的測量依據(jù)有哪些？

2  國家標(biāo)準(zhǔn)：工頻電場測量(GB /T 12720-91)

2  環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：500kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評價技術(shù)規(guī)范(HJ/T 24-1998)

4.4  我國電磁場的測量依據(jù)有哪些？

2  國家標(biāo)準(zhǔn)：電磁輻射防護(hù)規(guī)定(GB 8702-88)

2  環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射環(huán)境監(jiān)測儀器和方法(HJ/T 10.2 1996)

4.5  環(huán)境電磁場監(jiān)測要注意什么？

監(jiān)測布點應(yīng)考慮地形、地物影響，避開高層建筑物、樹木、金屬結(jié)構(gòu)以及高壓線等明顯的用電設(shè)備，盡量選擇空曠地方。在電磁設(shè)備或設(shè)施正常工作時間內(nèi)進(jìn)行測量，讀取穩(wěn)定狀態(tài)的值。氣候條件應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和儀器標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的使用條件，一般為無雨、無雪、無霧的天氣，溫度0-40°C。

第五篇 環(huán)境中電場、磁場、電磁場管理與防護(hù)

5.1  我國電磁輻射法律法規(guī)有哪些？

目前，我國電磁輻射法律法規(guī)體系相對比較薄弱，尚無單行法，現(xiàn)行采用的是1997年國家環(huán)?？偩诸C布的18號令《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》。

5.2  我國環(huán)保部門對電磁環(huán)境是如何監(jiān)督管理的？

我國政府和環(huán)保部門十分重視對電磁環(huán)境的監(jiān)督管理：

(1).   為了避免發(fā)生電磁污染對環(huán)境造成危害，確保人民的身體健康，規(guī)定了環(huán)境中公眾可以接受的防護(hù)水平上限的公眾導(dǎo)出限值或評價標(biāo)準(zhǔn)。

(2).   對新建、改建、擴(kuò)建電磁設(shè)備(設(shè)施)建設(shè)項目，如變電站、高壓輸電線路、磁浮列車等，要求建設(shè)單位對項目可能產(chǎn)生的電場、磁場、電磁場對環(huán)境造成的影響進(jìn)行環(huán)境影響評價，提出防止污染的有效措施，以確保建設(shè)項目所在地周圍居民活動空間以及其它環(huán)境敏感目標(biāo)中的電磁環(huán)境符合國家標(biāo)準(zhǔn)限值。

(3).   建設(shè)項目建成投入運(yùn)行前，門對建設(shè)項目(包括公用移動通信基站)進(jìn)行環(huán)保竣工驗收，經(jīng)驗收合格的方批準(zhǔn)其正式投入運(yùn)行。

(4).   在環(huán)境中和已建的電磁設(shè)備(設(shè)施)周圍設(shè)立電磁環(huán)境常規(guī)監(jiān)測點，長期監(jiān)測環(huán)境中電場、磁場、電磁場的變化。

(5).   積極處理來電、來信、來訪，發(fā)現(xiàn)環(huán)境中電場、磁場、電磁場不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的，及時進(jìn)行查處。

5.3  對正常運(yùn)行中的高壓輸電線路、變電站、磁浮列車、移動通信基站等，個人是否需要采取防護(hù)措施？

對正常運(yùn)行中的高壓輸電線路、變電站、磁浮列車等電磁設(shè)備(設(shè)施)，建設(shè)單位在設(shè)計階段，已對項目可能產(chǎn)生的電場、磁場、電磁場的環(huán)境影響進(jìn)行了評價，并提出了防止污染的有效措施；建設(shè)項目建成投入正式運(yùn)行前，均須通過環(huán)?？⒐を炇铡Ｒ虼藗€人無須采取防護(hù)措施。

5.4  對家用電器產(chǎn)生的電場、磁場、電磁場是否需要采取防護(hù)措施？

合格的家用電器產(chǎn)品都經(jīng)過質(zhì)量檢驗部門的抽檢，其運(yùn)行產(chǎn)生的電場、磁場、電磁場都會保持在一個安全水平內(nèi)。因此，在正確使用這些電器的前提下，無需采取額外的防護(hù)措施。

家用電器產(chǎn)生的電場、磁場、電磁場有一個明顯的特性，就是隨距離增加衰減得很快，大多數(shù)情況下，只要同電器保持適當(dāng)?shù)木嚯x、減少使用時間就可避免或減少影響。

5.5  如何減少家用電器的電場、磁場、電磁場的影響？

首先要按照家用電器的說明書正確操作，這是保證安全和減少其產(chǎn)生的電場、磁場、電磁場影響的前提條件。其次在使用家電時要注意以下幾點：

(1).   電器宜分開放置，不要把家用電器擺放得過于集中；

(2).   不要把長期運(yùn)行的電器，如電線、電源開關(guān)、插座、冰箱、充電器等靠近自己的床頭或貼近身體的地方；

(3).   勿在電腦顯示器后方長時間逗留，因為輻射的是背面。另外，頭部應(yīng)與屏幕宜保持30cm以上距離；

(4).   收看電視時，人應(yīng)與電視屏幕保持3倍以上對角線距離；

(5).   微波爐啟動后，人應(yīng)離開0.5 m以上距離，更不要將眼睛直接貼近觀察窗；

(6).   使用電熱毯時，應(yīng)在斷電的狀態(tài)下就寢；

(7).   在手機(jī)接通瞬間，其發(fā)射功率，因此在手機(jī)接通一兩秒后接聽電話。

編輯：廣州科技有限公司（部分內(nèi)容來源于網(wǎng)站）

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