电磁场对人类的影响研究

袁国民，刘新安

（武汉船舶通信研究所，湖北武汉 430079）

电磁场对人类的影响研究

袁国民，刘新安

（武汉船舶通信研究所，湖北武汉 430079）

从低频到高频较为系统地分析、论述了电磁场与人类及万物的关系：电磁场既给人类赖以生存的环境带来了污染，同时也给人类带来了很多的方便。

电磁波；环境污染；防护

随着社会的进步、科学的发展和人们生活水平的提高，人类越来越重视环境，治理污染。说起污染，人们会想起废水、废气的污染以及工业、化学品的污染。然而，近年来人们又提出了一种新的污染，即电磁场的污染。面对越来越多的电磁场源的出现，和其他污染相比，有人认为，电磁场的污染现在已经成了影响人类健康的第一大污染。

电磁场（即电磁波）分为电场和磁场。两者互为因果，互相交变，无处不在，充满了自然界的每一个角落，然而却看不见，摸不着。而且每个地方，每个地点，由于直射波、反射波、绕射波的相位不同、极化方式不同，合成场的大小也就不同。有自然界的，如太阳、地球以及宇宙间运动的其他各种星体等都会产生电磁场。也有人为的，如各种通信、导航、雷达、广播、电视，各种车辆的发动机，各种照明设备，高、低压电力线路和各种有源电器等，都在直接或间接地产生着高低不同的电磁波，影响着人类、影响着植物和其他生物。

电磁波处在一个非常广泛的频率范围内，从低到高有：超长波、长波、中波、短波、超短波、微波、红外线、可见光、紫外线、Χ射线、γ射线等，其中，微波以下，以电磁波的方式存在，微波以上，以光波和射线的方式存在。电磁波的波长，在低端，长达上万千米，在高端，只有微米或10－7μm。

1 低频电磁场对人类的影响

早在20世纪70年代初期，前苏联科学家就发表了许多关于电场对人类有着不希望的生态效应的报告，于是引起了人们的极大惊呀，这些效应使他们提出了处于低频如50～1 000 Hz的电场中的一些限定，这些限定包括：5 k V／m，不限定停留时间的地方；10 k V／m，跨越道路和经常会接近的地方；15 k V／m，非居民区但有可能接过的地方；20 k V／m，很难接近的地方。

西方一些国家包括美国后来也相继制定了一些标准，大体上和前苏联制定的标准相当。

然而，通常情况下，在晴朗的天空，自然界就存在着100～150 V／m的持续电场。特别是雷雨来临时，这一场强迅速增加。在雷云下的地面场强可高达每米20 k V。日常生活中，人们使用的电热毩，也会产生每米几百甚至上千伏的电磁场。

由于电场强度是每米几千伏甚至上万伏，于是引起了人们特别是非专业人员的过度惊恐，当外行人看到使荧光灯管发亮这个令人误解的表演时，他们想象，在人的头和脚之间一定以某种方式存在着几千伏的电压。事实上，当人站在高压输电线下，虽然他的头、手指等部位周围通常存在着比每米十千伏高很多的外部场强，但相应的人体内部电场强度却很少超过外部电场强度的百万分之一，这是因为人体真正感应到的电流非常小，只有微安的数量级。因此，这是一种正常现象。

在美国、意大利和法国，科学家都用动物进行过无数次的试验，结果表明，即使是在大约100 k V／m这样高的场强下，也没有产生很快就可以发现的影响，甚至有人认为可能存在着有益的影响。

怎样解释这种现象？电磁场效应随着所考虑物体尺寸的增加而增加，并近似地和该物体所在位置的场强成正比，而且，最重要的是电磁场对人体的影响程度和频率的高低有着直接的关系。在频率的低端，尽管人们处在电场强度每米几千甚至上万伏的环境中，但是，它对人体的影响却很小，这是因为这么低的频率，波长长达几千、上万米，人体的体厚不到0．5 m，而电磁波的穿透能力非常强，它基本上毫无阻碍地透过人体，人体对它基本上没有阻力，没有吸收，这就意味着它对人体基本上没有影响，没有伤害。这好象杂技演员跨越火圈一样，只要他跨越的速度足够快，他甚至不会感到火的存在，尽管火的温度很高。

需要说明的是，这里并不是说低频、强电磁场对人体没有影响，而是说在安全距离（不安全距离包括强感应区以及可能发生空气电晕、电离的区域）以内，低频电磁场对人类影响很小或者说基本没有影响。

低频电磁场对人类、植物或其他生物的影响主要以热效应的方式反映出来。而高频电磁场对人类、植物或其他生物的影响不仅有热效应，而且还有化学效应的方式反映出来。

2 微波及以上电磁波对人类的影响

随着频率的升高，电磁波对人类的影响越来越大，它与人类的关系也越来越密切，被广泛地应用于通信、导航、雷达、广播、电视、气象、工农业生产等各个领域。例如：人们利用微波加热，应用在农业上，可灭虫、育种、育蚕、干燥谷物等；应用在工业上，可用于造纸、印刷、木材加工、橡胶、卷烟等；应用在医疗、卫生事业中，微波可以诊断、治疗各种疾病。如：微波理疗、微波照射等。日常生活中，人们用微波炉加热食物（近年来人们又推出了光波炉），而光波炉比起微波炉来说，加热食物的效率更高。人们走进大自然，沐浴阳光，享受阳光。植物吸收阳光，进行光合作用，有利于生长。动物养殖厂，为了促进动物生长、发育，往往对其照射灯光及播放音乐。总之，电磁场几乎可用于所有领域。

然而，事物都是一分为二的。一方面大功率的微波能量可以作为一种能源，适当剂量的微波能量可以治疗疾病。但另一方面，大功率的微波辐射对人体有着明显的伤害和破坏作用，严重地甚至会引起死亡。微波一般指300 MHz至300 GHz电磁辐射，其量子能量处于4×10－4至1．2×10－6e V范围，这会对人体产生一定的伤害作用。当频率低于150 MHz时，电磁辐射的能量几乎全部透过人体，因此，危害性很小。频率在150 MHz至1．2 GHz范围内电磁辐射被动物或生物中央部位吸收，对内脏器官的危害较大。频率在1 GHz至3．3 GHz范围内的电磁辐射，对动物或植物体表及皮下深部组织都容易被吸收，并转化为热。频率高于3 GHz以上的电磁辐射对人类及动物体表面几乎全部会被吸收，对皮肤眼睛的伤害最大。这充分说明，不同频率的电磁波，对人类及其他生物的影响部位及影响程度是不同的。因此，为了人们的健康，许多国家相继制定了微波辐射卫生标准。

3 结束语

电磁波频率的高低与电磁波对人类的影响有着最重要、最直接的关系，电磁波的频率越低，它对人类的影响越小。小，不等于没有，长时间（这里给不出具体的时间）电磁波的照射及累积效应对人类有什么影响，是好是坏，好又好在什么方面，坏又坏到什么程度，到目前为止，无论是国内或国外的学者，长期研究了多年，也没有给出具体、确切的答案。至于社会上、媒体上传说的由于电磁波的辐射，引起人们头晕、失眠、神经衰弱、记忆力下降、视力模糊、人的生育力下降等，这些有的可能是心理层面的，有的可能不准确，依据不充分，或被扩大化了。但在电磁波频率的高端，大剂量、长时间（甚至是短时间）的电磁波辐射，对人类、植物或其他生物都会有很大的影响和伤害作用。生活中，也有很多例子和规章告戒我们，为了健康和安全，不易长时间贴近面部打电话，不准在飞机上、医院里、加油站等场所打手机。对此，我们必须认真对待，严格遵守行业要求。

随着社会的进步，科学的发展，电磁波对人类不利的一面，将会逐步被削弱、被抑制，而其有利的一面将会被发扬光大。扬长避短，电磁波将为人类及万物带来越来越多的便利和好处。

［1］ 廖承恩，陈达章．微波技术基础［M］．北京：国防工业出版社，1979．

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1008－1542（2011）12－0204－02

2011－06－20；责任编辑：张 军

袁国民（1957－），男，河南商丘人，高级工程师，本科，主要从事无线电通讯方面的研究。