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通信基站辐射的“困惑”? 精选

已有 9312 次阅读 2015-4-29 17:36 |个人分类:杂说|系统分类:科普集锦| 手机, 标准, 通信基站, 辐射困惑

辐射在医疗、工业、农业和能源等领域的许多方面带给人类巨大贡献的同时,也几乎成为人们日常生活中挥之不去的“阴影”,很多人“谈辐射色变”,甚至“妖魔化辐射”,唯恐躲之不及。辐射真的很可怕吗?这里想通过相关资料分析,围绕辐射交流相关问题及“困惑”。非专业性分析,错误之处请批评指正。

1 辐射有哪些类型?可怕吗?

(1)辐射充满着生活空间的每个角落

在人们的生存空间里,充满着各式各样的电磁波,如电闪雷鸣、火山喷发、地震海啸、太阳光、X 光和微波炉、电视机、计算机、手机、通信基站等产生的电磁波,人们有意无意地都在接受电磁波的辐射。

(2)要区分不同的辐射

辐射依能量的高低及电离物质的能力分为电离辐射和非电离辐射。频率越高的电磁波,辐射能也就越高。

其中,电离辐射的能量高,对人体健康的危害较大,如核辐射、波长很短的伽马射线、X 射线诊断、CT、核磁共振、放射性同位素等,能量高于分子化学键键能的电磁波,可以破坏蛋白质和 DNA等分子,造成伤害并有可能诱发癌变;

非电离辐射,也就是我们通常所说的电磁辐射,波长较长、能量低,不会引起物质的电离,包括可见光、红外线、紫外线、微波和无线电波等以及日常生活中的手机、电脑、无线路由器、无绳电话、通讯基站、微波炉、冰箱、电磁炉、电热毯、电吹风、打印机、复印机、高铁、高压电塔等产生的电磁辐射。

(3)电磁辐射的躯体效应分析

电磁辐射对人体健康是否有害?由于电磁辐射(非电离辐射)的量很微小,每种物品的辐射也不一样,电磁辐射对人体健康的效应分为种群效应和躯体效应。

种群效应不是短时间内可以观察到的,也许可以使人类变得更加聪明,也许使人类的发展受到影响。

躯体效应分为热效应和非热效应:热效应机理已经比较清楚,人体接受电磁辐射后,体内水分子会随着电磁场方向旋转而快速运动,从而使机体温度升高,如果吸收的辐射能很多,依靠人体自身来不及调节将吸收的热量散发出去,则会引起体温升高,进而可能产生一定的生理效应;非热效应是指生物体在接受长时间低电平电磁辐射后引起的非热生理效应,其机理还不十分清楚,国内外学者看法不一致,还需进一步研究。

截至目前,世界上还没有符合标准的通信基站(包括使用家用电器或通讯器材)所产生的电磁辐射对人体产生危害的案例,世界卫生组织曾进行一个经历11年由中国在内的60多个国家参加的研究,得出结论:标准限值内的电磁辐射不会对人体产生危害。目前也没有任何科学实验或事实数据能证明电磁波会对生物体造成不良影响,对生物组织能够产生的效果主要是热效应,但需要很强并且集中指向的电磁场。诚然,正如人类需要阳光,但烈日下暴晒可能会灼伤皮肤一样,电磁辐射也应该有个度(标准限值)的问题。

(4)电磁辐射标准规定

如何衡量电磁辐射对人体作用的大小呢?电磁辐射能量要大到什么程度才会对人体产生伤害呢?这可以用“比吸收率SAR”来定义生物体每单位质量所吸收的电磁辐射功率(W/kg)。

根据中国国家标准GB8702-88《电磁辐射防护规定》,对于30-3000MHz频率范围,公众在一天24小时内环境电磁辐射场的场量参数在任意连续6分钟内的平均值应满足:按全身平均的比吸收率SAR应小于0.02W/kg(欧洲为2W/kg,美国为1.6W/kg)、电场强度不超过12V/m、功率密度不超过0.4W/m2(国际非电离辐射防护委员会ICNIRP推荐标准为4.5W/m2,美国ANSI标准为30W/m2,英国、荷兰、瑞典、加拿大等国家的标准为100W/m2),中国比国际非电离辐射推荐标准要严格10多倍。中国的电磁辐射标准堪称全球最严格的标准,而通信基站整套设备及技术参数是按国家标准控制的。

2 通讯基站和手机的辐射大吗?

目前,作为移动通信重要设施的通信基站建设尴尬很多、困惑不少。运营商经常接到大量关于信号不好的投诉,而同时近年来屡屡发生通信基站选址难、选址后无法建设、建设后难以维护或被迫搬迁、甚至基站被人为破坏等现象,其中一个重要的理由认为通信基站有辐射,使得运营商经常陷入两难困境。那么大家非常关心的通信基站辐射和手机辐射,孰大孰小,是否在安全范围呢?

(1)通信基站的辐射安全性分析

根据《电磁辐射防护规定》标准,输出功率15W的移动无线电通讯设备可免于管理。由于手机峰值输出功率为2W,可免于管理,而通信基站的最高功率为20W/扇区,因此不属于免管理的范围。通信基站辐射到底有多大?安全吗?

①水平方向安全分析。距离对消弱电磁辐射有明显效果,电磁波辐射的功率大小和距离的平方成反比,在空中传播衰减很快,按照《电磁辐射监测仪器和方法》HJ/T10.2-1996和《辐射环境保护管理导则》HJ/T10.3-1996等方法,通过计算基站天线(以GSM为例)到人群的保护距离为24米,超过此距离就是安全的,如在距离2G基站10米处的功率密度为0.0113W /m2,这远低于《电磁辐射防护规定》的0.4W/m2和《环境电磁波卫生标准》GB9175-88规定一级(安全区)0.1 W /m2的限值,而3G、4G基站由于发射功率更小,所产生的辐射也就更小了,如3G基站只有约0.0019 W /m2的功率密度。

②垂直方向安全分析。一般GSM基站天线高度在35-55米,而基站电磁波通常是向水平方向发射,在垂直方向的强度几乎为零,则只有天线主射方向(考虑定向天线最大俯角为5°,在水平24米处主射线方向范围与垂线的交点为向下1.2米)离天线10-20米的较近区域可能会超标,其他方向为安全区域,基站天线正下方是辐射死角,也为安全区域,俗称“塔下黑”。

③穿过障碍物的安全分析。如果有阻碍物,则辐射急剧下降,如电磁波穿过一般砖墙要衰减6dB左右(为原来能量的1/4),而穿过带钢筋的墙要衰减20dB(为原来能量的1/100),因此基站周围的室内更加安全。

④非连续发射情况分析。由于设备容量足够,加上GSM系统有功率控制和非连续发射功能,每一扇区同时以全功率发射电磁波的可能性很小,因此实际的天线辐射功率还要小得多。

综合以上分析,应该可以保证通信基站周围住户的安全,也就是说居民区附近(甚至楼顶)的通信基站,能符合国家有关标准的安全规定,大量实测数据也表明通信基站开通和不开通时,整个周边环境的电磁强度变化极小,即对环境的影响微乎其微,对人体是安全的。

(2)手机信号强弱与辐射分析

也有人说,我不管基站是否安全,反正不能离我家太近。

现如今,每个人已经几乎离不开手机,而实际上,手机辐射值与通信基站的距离和手机发射功率之间是存在一定关系的。

我们知道,手机峰值输出功率为很小的2W,但手机一般具有功率自适应功能,即发射功率受到接收信号强度的控制,也就是手机辐射强弱与手机信号强弱直接相关。当接收信号强度增强时(如离基站近),在保证本信道通信质量的条件下,通过电台的控制单元降低手机的发射功率(就如人与人之间距离近时可以说悄悄话,周围的人很难听见);当接收信号强度减弱时(离基站远),会增强手机的发射功率(就如人与人交流,距离远时需要提高说话声音,周围的人听着就吵)。甚至有资料说,基站10米以外辐射强度只有手机辐射的五百分之一,理由是:假设使用功率1 瓦的普通手机,距离头部10 厘米通话,理论上所接受的电磁辐射强度等同于在10米外的功率1万瓦的基站的电磁辐射强度,而公众通信基站的功率一般在20瓦以下,因此,得到“公众通信基站对10米外区域的电磁辐射强度不及手机的五百分之一”的结论。

显然,通信基站辐射和手机辐射两者之间孰轻孰重?是否有临界点?公众对其取舍平衡点通常会是矛盾的。由于通信基站功率小,离人体距离远,衰减快,所带来的辐射强度要远小于手机,为保证安全合理,只要通信基站建设满足国家辐射标准限值,这时基站离手机越近,手机信号就越强,公众所受辐射反而会下降。实际上,我们更应注意身边距离很近、而功率又很大的电器,如电磁炉、电吹风、吸尘器、电水壶、电热毯、彩电、计算机、充电器等的辐射可能对人体影响会更大,需要适当注意防护。

3 如何正确对待基站与手机的辐射?

(1)应纳入城乡规划和制修订国际与国家标准

建议在制定和实施城乡规划时应考虑通信基站的布局和选址,特别是在小区规划时就将通信基站也规划进去。规划过程中要优先使用国有土地和公共建筑物,同时运营商要确保共建共享减少基站总量,并美化基站设施,与周边建筑物和色彩等环境的协调。要完善和落实通信基础设施的法律保护制度,因为作为承载公众通信服务的功能,通信基站等属于社会基础设施,受法律保护,任何组织或个人不得非法占用、毁损或者破坏。

同时相关环境指标监管也要相应跟上。国家标准《电磁辐射防护规定》、《环境电磁波卫生标准》出台已经20多年,尽管2007年7月31日环保总局和信产部发布了《移动通信基站电磁辐射环境监测方法(试行)》对工作频率在110 MHz -40GHz内的移动通信基站的电磁辐射环境监测范围、方法及要求等予以明确,作为对《电磁辐射防护规定》的补充,但这20多年来的通信技术迅猛发展,需要尽快修订相关国家标准。

另外目前国际上尚无关于电磁场暴露限值的统一规定,许多国家和组织均制定了各自的标准。其中得到广泛认可的电磁辐射防护标准,主要包括世界卫生组织推荐的国际非电离辐射防护委员会ICNIRP 1998年制定的导则和美国电气与电子工程师学会IEEE制定的C95系列标准等,中国有关电磁场暴露的规定比国际标准更加严格。因此鉴于中国的人口数量以及中国国际地位的不断上升和生活质量的不断提高,中国相关组织能否主导制修定相关的国际标准?

(2)基站选址建议

由于通信基站建设具有技术局限性,其布局和选址需要根据无线电波覆盖范围、相邻基站位置和用户规模等客观因素确定,并且随着技术的发展和城市建设的需要,也要求考虑基站的替补站点补盲或重新布局选址以优化无线环境,使其成为支持我国通信事业为经济社会发展服务的开放性重要公共基础设施。

建议在环境辐射限值允许的情况下,配合布设更多的通信基站,以解决弱覆盖引起的掉话率增加和通话断续脱网问题,同时这样可以减小手机在通话时的信号功率从而可能使公众更少地受手机辐射的影响。

(3)电磁辐射的科普宣传

鉴于目前公众对电磁辐射存在较为严重的误区,有时候部分媒体也夸大其词地将电磁辐射视为空中无形杀手,还时不时将通信基站天线与广播电视、雷达等相混淆。由于电磁辐射问题专业性较强,因此非常需要用通俗易懂、形象生动的语言,做好科普宣传工作,消除公众的“电磁辐射恐惧”心理,优化通信基站布局和建设,实现既满足公众对通信质量的要求,又促进通信事业发展。

要向公众讲清楚不同辐射类型的区别,采取不同的防护措施和应对态度。对于电离辐射(核电站、X光、CT等),要分别采取时间防护(专业人士指导下缩短受照时间)、距离防护(远距离操作)、屏蔽防护(设置防护屏障)等措施;而对于我们日常经常提到的通信基站、家用电器、手机等的非电离辐射(电磁辐射)等,需要客观分析,冷静对待,注意合理的辐射防范措施,不能因噎废食,重要的是达到“辐射防护与安全最优化”。

   为了经济社会发展、为了大家在移动互联网时代更好地享受通信畅通所带来的美好生活,请客观对待通信基站,不要妖魔化辐射,大家各负其责,达到共赢与社会和谐。




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