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手機(jī)輻射的基本概況

集號(hào)吧丨發(fā)表時(shí)間：2014-06-23丨訪問(wèn)量：798

[摘要]

手機(jī)和基站的輻射會(huì)不會(huì)危害人體健康？這是個(gè)老生常談的話題了，國(guó)內(nèi)媒體充斥著形形色色的專(zhuān)家建議，公眾也都有著自己的看法。事實(shí)上，國(guó)外發(fā) 國(guó)家對(duì)此已經(jīng)有過(guò)很多研究，結(jié)論是其與腦瘤等疾病無(wú)關(guān)。“日常生活中的電磁輻射對(duì)人體健康沒(méi)有危害”早已是科學(xué)界的共識(shí)。

《破解手機(jī)輻射危害健康的流言》分析了手機(jī)輻射問(wèn)題，《基站與健康》分析了基站輻射問(wèn)題，還特別解釋了“若想減輕輻射，應(yīng)把基站請(qǐng)進(jìn)小區(qū)”的道理。但尚無(wú)全面介紹電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)的科普文章，文獻(xiàn)庫(kù)里的科技文章專(zhuān)業(yè)性太強(qiáng)，不適合公眾閱讀，因此我整理了相關(guān)內(nèi)容寫(xiě)就此文，以期幫助公眾對(duì)此產(chǎn)生清晰明確的認(rèn)識(shí)。

從對(duì)人體健康潛在影響的角度來(lái)看，國(guó)際上對(duì)電磁輻射的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)有兩種，分別是功率密度標(biāo)準(zhǔn)和比吸收率標(biāo)準(zhǔn)，前者屬電磁學(xué)領(lǐng)域，后者仍與電學(xué)相關(guān)，但已擴(kuò)展到生物學(xué)領(lǐng)域了。

1、功率密度標(biāo)準(zhǔn)

功率密度指的是單位面積所接收到的輻射功率，它所測(cè)量的是信號(hào)強(qiáng)度，可以用電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)表示，但更普遍采用的是功率密度。下圖是我國(guó)現(xiàn)行的《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8702-88）中對(duì)公眾照射限值的規(guī)定，圖中的前兩行屬中短波，不屬于移動(dòng)通信頻段，其中3MHz～30MHz是軍隊(duì)使用的短波波段，跟公眾關(guān)系不大，不必關(guān)心。在30MHz ～ 30000MHz范圍內(nèi)的電磁波，頻率越高則穿透人體能力就越差，因此從對(duì)人體影響的角度出發(fā)，頻率越高則允許的功率密度就越大，即從30MHz的0.4W/ m到30000MHz的2W/m。

手機(jī)的峰值功率2W，美國(guó)電氣子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）不考慮發(fā)射功率7W以下的安全問(wèn)題，但美國(guó)國(guó)家輻射防護(hù)測(cè)量委員會(huì)（ N CRP）主張更嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）對(duì)2G手機(jī)所集中使用的900MHz頻段規(guī)定的輻射限值為6W/m，比我國(guó)的0.4W/m寬松了15倍。

我國(guó)現(xiàn)行的電磁輻射防護(hù)規(guī)定GB8702-88是國(guó)際上嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)之一，通信公司建基站和國(guó)家環(huán)保部的檢查，依據(jù)的就是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。有網(wǎng)友基站的輻射功率在變小，輻射功率密度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。由于新技術(shù)的應(yīng)用，手機(jī)的功率也在減小，手機(jī)和基站對(duì)人體潛在的威脅程度不是增加了，而是降低了。

88年的國(guó) 標(biāo)畢竟年頭久了，環(huán)保部推出了擬替代GB8702-88標(biāo)準(zhǔn)的征求意見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)，其中手機(jī)頻段的限值并沒(méi)有變化，仍然是0.4W/m，標(biāo)準(zhǔn)中將1MHZ~300GHz的電磁設(shè)備的豁免管理等效功率定為了100W，即100W（含）以下的向沒(méi)有屏蔽空間輻射的設(shè)備并不需要報(bào)批，高過(guò)100W的也不是說(shuō)不能搞，只是要報(bào)批而矣。基站單站功率不過(guò)20W左右，按這個(gè)征求意見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)，根本不用報(bào)批，而且也不可能超標(biāo)。

一般GSM基站天線高度為35 55米，國(guó)家環(huán)保部曾監(jiān)督測(cè)試過(guò)上千部基站，結(jié)果表明：射功率為20瓦的基站，基天線前10米的功率密度是0.006W/m，遠(yuǎn)低于苛刻的限值標(biāo)準(zhǔn)。

手機(jī)和基站等電磁輻射不會(huì)影響人身健康，這本是科學(xué)界共識(shí)，在國(guó)外也從來(lái)不是個(gè)問(wèn)題，但在卻引起了公眾恐慌。究其原因，運(yùn)營(yíng)商為競(jìng)爭(zhēng)而散布的輻射謠言是源頭，當(dāng)初推廣CDMA手機(jī)時(shí)，某運(yùn)營(yíng)商打出了“綠色手機(jī)”的偽概念，拿低輻射作為賣(mài)點(diǎn)，用欺騙公眾的手段來(lái)提高競(jìng)爭(zhēng)力。其實(shí)CDMA手機(jī)的輻射功率并不比GSM小，GSM手機(jī)峰值功率2W，實(shí)際使用過(guò)程中，只在1/8的時(shí)間發(fā)射，所以大平均功率為250mW，而CDMA是連續(xù)發(fā)射的，大平均功率也約為250mW，兩種差別不大。

公眾不必知道具體原理，只憑常識(shí)就能判斷CDMA手機(jī)輻射與GSM大體相當(dāng)，因?yàn)閮煞N手機(jī)的電池容量差不多，除系統(tǒng)運(yùn) 行所需要基相同的能量外，其余能量都輻射出去了，兩者的待機(jī)和連續(xù)通話時(shí)間又差不多，若CDMA手機(jī)輻射功率遠(yuǎn)小于GSM的話，那余下的能量哪里去了？難道能量守恒定律不成立了嗎？

雖然GSM和CDMA兩種手機(jī)的大平均功率均在250mW左右，但實(shí)際發(fā)射功率會(huì)遠(yuǎn)低于這個(gè)水準(zhǔn)，這源于基站對(duì)手機(jī)功率的自動(dòng)控制機(jī)制。由于手機(jī)距離基站的遠(yuǎn)近不同，手機(jī)輻射相同的功率，基站接收到近處手機(jī)的信號(hào)功率就強(qiáng)，接收到遠(yuǎn)處手機(jī)的信號(hào)功率就弱。手機(jī)自己不知道距離基站的遠(yuǎn)近，開(kāi)頭會(huì)采用大功率發(fā)射，基站收到后會(huì)向手機(jī)發(fā) 送逐階降低發(fā)射功率的指令，1秒鐘內(nèi)會(huì)發(fā)送幾十到幾百次指令，處于近處的手機(jī)會(huì)在極短的時(shí)間時(shí)把發(fā)射功率調(diào)整到很低的水平，例如0.02W。

基站發(fā)射功率雖然比手機(jī)大，但由于手機(jī)距離人體近，綜合比較后，還是手機(jī)對(duì)人體的輻射量更大得多。因害怕輻射而抵制基站是的做法，沒(méi)有之一，因?yàn)槭謾C(jī)與基站的距離遠(yuǎn)了，手機(jī)使用者反而要遭到更強(qiáng)的輻射，這恐怕是抵制者們所沒(méi)有想到的。

運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)為當(dāng) 初的輻射謠言付出了代價(jià)，基站很難進(jìn)入小區(qū)了，到處被居民驅(qū)趕，把基站偽裝成燈桿和大樹(shù)的招數(shù)也已經(jīng)不靈了。時(shí) 至今日，仍有運(yùn)營(yíng)商打虛假的綠色牌，還在做這種飲鴆止渴的傻事，真令人嘆為觀止。

2、比吸收率標(biāo)準(zhǔn)

比吸收率（S AR ）的定義是：給定密度的體積微元內(nèi)質(zhì)量微元所吸收的能量微元對(duì)時(shí)間的微分值，它說(shuō)的其實(shí)就是單位時(shí)間和單生物體質(zhì)量所吸收的電磁能量，單位是W/kg。

相對(duì)前面介紹的功率密度標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)更多地考慮了人體情況，應(yīng)該是更值得參考的標(biāo)準(zhǔn)，但它卻很難以操作。功率密度標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)很簡(jiǎn)單，拿個(gè)場(chǎng)強(qiáng)儀或頻譜分析儀就可以測(cè)量，但比吸收率標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)卻需要人體模型來(lái)配合，而且后續(xù)的數(shù)據(jù)算法也非常復(fù)雜。

美國(guó)輻射保護(hù)與測(cè) 量委員會(huì)（NCRP）和美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）所制定的美標(biāo)為SAR≤1.6W/kg，國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)（ICNIRP）制定的歐標(biāo)為SAR≤2.0W/kg，其中歐標(biāo)是世界衛(wèi)生組織（WHO）薦的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的《移動(dòng)電話電磁輻射局部曝露限值》（GB21288-2007），主要內(nèi)容只有一頁(yè)紙，其實(shí)就說(shuō)了一句話：我國(guó)遵從世衛(wèi)組織推薦的歐標(biāo)2.0W/kg標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)準(zhǔn)有了，但該如何測(cè)試呢？現(xiàn)行的是人民共和國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) YD/T 1644.1-2007，該標(biāo)準(zhǔn)的第1部分：靠近耳邊使用的手持式無(wú) 線通信設(shè)備的SAR評(píng)估規(guī)程（頻率范圍300MHz~3GHz），第2部分：手持和身體配戴設(shè)備在人體頭部和身體內(nèi)的SAR評(píng)估規(guī)程（頻率范圍300MHz~6GHz）。

測(cè)試頭顱內(nèi)部所吸收的電磁能量，當(dāng)然不能把活人開(kāi)瓢，只能制作一個(gè)跟頭顱形狀、密度、電介常數(shù)相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)人頭模型，上述的標(biāo)準(zhǔn)對(duì) 模型進(jìn)行了規(guī)范化，以保證測(cè)量結(jié)果的一致性和可比性。標(biāo)準(zhǔn)中要求用糖鹽為主的懸浮液來(lái)模擬頭的組織液，手機(jī)有貼臉和傾斜兩種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試位置，對(duì)信號(hào)頻率和功率、探頭規(guī)格、測(cè)試程序等也都有著一整套的規(guī)范。

這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容非常詳盡，共參考了65篇?dú)W美國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)。但實(shí)際的內(nèi)容基本都是移植于歐美的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。有趣的是，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中所采用的頭部模型數(shù)據(jù)，居然來(lái)自1988年的美國(guó)軍人的人體測(cè)量報(bào)告，這倒是與美國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完全一致。

標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)美國(guó)男軍人頭部尺寸的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，將成年男子的頭部按從小到大的次序分成1到10號(hào)，1號(hào)小10號(hào)大，模型擇了9號(hào)，考慮到婦女兒童的頭部尺寸肯定比9號(hào)小，這樣就可以保證所有使用者有超過(guò)90%的人的頭部比模型小，會(huì) 遭受更低的輻射，從而使基于這個(gè)9號(hào)模型所得到的SAR標(biāo)準(zhǔn)是保守和安全的。

媒體經(jīng)常稱(chēng) SAR值是根據(jù)成年男子的頭部模型制定的，對(duì)孩子應(yīng)該采取更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，這種說(shuō)法沒(méi)有科學(xué)根據(jù)，根據(jù)劑量學(xué)的研究，成年男性頭部比婦女兒童的大，吸收的輻射量更大，這就已經(jīng)構(gòu)成了壞情況下的電磁輻射。

在人頭模型中測(cè)量用的探頭，并不是溫度計(jì)，而是一個(gè)接收天線，接收的是電磁輻射能量，得到測(cè)試數(shù)據(jù)后，還要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的算法處理，才能得到SAR的值。探頭天線要根據(jù)不同頻段進(jìn)行精度校準(zhǔn)，其測(cè)量步驟和數(shù)據(jù)推算是非專(zhuān)業(yè) 和復(fù)雜的。

根據(jù)以往的測(cè)試結(jié)果，手機(jī)輻射在頭部引起的大溫升為0.194攝氏度，根據(jù)IEEE的安全標(biāo)準(zhǔn)，人體內(nèi)局部溫度升高的閾值為不超過(guò)3.5攝氏度，若人體正常溫度若是36.5攝氏度，局部溫度不能高過(guò)40攝氏度，而手機(jī)輻射所能引起的高溫度還不到 37攝氏度，當(dāng)然是無(wú)關(guān)緊要的，而且人類(lèi)還可通過(guò)本身的體液流動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)自身局部的溫度。

SAR與手機(jī) 的制式（例如 SM或CDMA）沒(méi)有關(guān)系，國(guó)外許多實(shí)驗(yàn)室多年的研究資料表明，SAR與功率密度也沒(méi)有換算關(guān)系，但在國(guó) 內(nèi)常常將兩者比較，以期定性地說(shuō)明問(wèn)題。

2012年4月 23日，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）發(fā)布了關(guān)于RF曝露和SAR符合性要求的6個(gè)KDB文件的修訂草案，其中KDB8 65664是關(guān)于100MHz～6GHz的SAR測(cè)試的，這次修訂主要是順應(yīng)LTE等新一代移動(dòng)通信規(guī)范中無(wú)線電信號(hào)頻率上升到700MHz～6GHz的客觀要求，而以前的所考慮的無(wú)線電信號(hào)主要是2GHz以下的。

新文件有三個(gè)主要變化，一是原2GHz以下信號(hào)使用的插入頭部模型中的天線直徑為6mm~7mm，信號(hào)頻率變高了，因此波就相應(yīng) 地縮短了，需要3 mm~4mm，在接近6GHz時(shí)需要使用直徑1.5mm的天線。為什么信號(hào)頻率高了天線就要短呢？因為信號(hào) 的頻率與波長(zhǎng)成反比，當(dāng)天線的長(zhǎng)度與波長(zhǎng)成正比時(shí)，發(fā)射和接收的效率會(huì)更高。所以，信號(hào)頻率高了，波長(zhǎng)短了，天線也要短些了；二是由于單一信號(hào)的頻帶寬了，單探頭就不適合了，分離的多個(gè)探頭就成為了未來(lái)測(cè)試的趨勢(shì)；三是頭部模型中的模擬液，以前的糖鹽液體不適合1G以上的信號(hào)，需要使用礦物油、甘油等新型混合液體。通過(guò)文獻(xiàn)檢索，尚未發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)的相關(guān)部門(mén)和機(jī)構(gòu)對(duì)這些變化進(jìn)行跟進(jìn)研究。

《移動(dòng)電話電磁輻射局部曝露限值》（GB21288-2007）標(biāo)準(zhǔn)的后一條對(duì)移動(dòng)電話產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)提出了要求，應(yīng)在說(shuō)明書(shū)中以黑體字表示產(chǎn)品的SAR，并鼓勵(lì)在產(chǎn)品外包裝上標(biāo)明SAR的大值。起碼在現(xiàn)階段，我對(duì)這個(gè)要求并不抱希望，前面已經(jīng) 介紹過(guò)，測(cè)量一個(gè)產(chǎn)品的SAR是個(gè)專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)的復(fù)雜過(guò)程，能有這個(gè)能力的科研機(jī)構(gòu)并不多，而必須要有國(guó)家授予的檢測(cè)資質(zhì)，否則就跟屠戶(hù)在豬肉上扣個(gè)自己刻的檢疫合格章一樣是無(wú)效的。因此，在SAR檢測(cè)尚未展開(kāi)的情況，若某款移動(dòng)電話的說(shuō)明書(shū)上標(biāo)明了SAR值，我們反而要核實(shí)下，這個(gè)數(shù)據(jù)是在哪里測(cè)出的？這個(gè)機(jī)構(gòu)被授予了相關(guān)資質(zhì)了嗎？

與其它盛行的流言一樣，電磁輻射恐懼在國(guó)內(nèi)大行其道，包括我在內(nèi)的科普人士曾做過(guò)很多努力，但遠(yuǎn)沒(méi)有成為主流的聲音， “日常生活中的電磁輻射對(duì)人體健康沒(méi)有危害”這個(gè)真相也未能令多數(shù)人認(rèn)同，這令多年來(lái)致力于消除電磁輻射恐懼的我感到有些無(wú)奈。

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