國內外現行電磁輻射防護標準介紹與比較

1、第 28卷 第 1期 輻 射 防 護 V o l 128N o 11 2008年 1月 Radiati o n Protection Jan . 2008 #經驗交流 #國內外現行電磁輻射防護標準介紹與比較 *劉寶華 *孔令豐 郭興明(廣東省環(huán)境輻射研究監(jiān)測 中心 , 廣州 , 510300 (重慶大學生物工程學院 , 400044摘 要 在國外現行電 磁輻射防護標準中 , 具有 代表性 的是 IEEE C95. 1和 IC N I R P 導則。我 國也于上 世紀 80年代由國家環(huán)保局等部委制訂頒布了一系列 的電磁 輻射防 護標準。但 隨著對 電磁場 生物效應 及電磁場對人體健康影 響流行病

2、學研究的深入 , 基于短 時熱效應 的電磁 輻射防 護標準 是否能 夠保障人 體健康 , 已引起廣大學者、 專家的 關注。本 文主要介紹了國 內外現 行的電 磁輻射防 護標準 , 分 析了它們 的特點及不足 , 并對我國今后制訂新的電磁輻射防護標準提出了幾點建議。關鍵詞 電磁輻射 防 護標準 生物效應1引言早在上個世紀 50年代 , 以美國和前蘇聯為 代表的許多國家就開展了電磁輻射防護標準的 研究工作。目前很多國家已制訂出相應的電磁 輻射防護標準對電磁輻射進行管理。但由于各 國對電磁場生物效應的研究水平及制定標準限 值依據的選取等方面存在著較大的差異 , 各國 間的標準限值差別很大。目前國際上

3、尚未形成 統(tǒng)一的電磁輻射防護標準。2國外現行的主要電磁輻射防護標準 國外現行的電磁輻射防護標準主要有美國 國家標準協(xié)會 (ANSI 和美國電子電氣工程師 協(xié)會 (I EEE 共 同 制 定 的 5I EEE S tandar d for Safety Levels w it h R espect to H u m an Exposure to Radio Frequency E lectro m agneti c F i e l d s 3k H z to 300GH z 6(最新版為 I E EE C95. 1-2005 和國際 非 電 離 輻 射 防 護 委 員 會 (I C N I RP

4、 制 定 的 5Gu i d eli n es for Li m iting Exposure to T i m e -V ar -ying E lectric , M agnetic and E lectro m agnetic Fields (up to 300GH z 6(簡稱為 I CN I R P 導則 , 1998 年出版 。其中 , 美國、 澳大利 亞、 加拿大 和韓 國采用 I EEE C95. 1標準 ; 而歐盟、 日本等采用 I CN I R P 導則 , 但值得注意的是 , 歐盟部分國家 在 I C N I RP 導 則基礎 上制 訂了 更加 嚴格 的標 準 1。I EE

5、E C95. 1標準和 I C N I RP 導則均是在電 磁場熱效應和電刺激效應的基礎上制定出基本 限值水平的。但大量電磁場生物效應研究資料 表明 , 在低于這些限值的暴露下 , 存在著非熱效 應 2; 而且大量的流行病學資料也表明了低強 度長期電磁場暴露對人體健康的不良影響 3。 進一 步深入 的研 究表 明 I EEE C95. 1標準 和 I CN I R P 導則均存在著不足。211I EEE C95. 1-2005I EEE C95. 1-2005是 I E EE C95. 1-1999和 I EEE C95. 1b -2004的修訂 版。該 版本在 修訂 時 , 主要考慮了和 I

6、 CN I R P 導則 等其它標 準的 統(tǒng)一。其主要改進包括 :將輻射區(qū)劃分為控制 區(qū)和公眾區(qū) , 其劃分依據是在該區(qū)域中輻射強 度是否可控、 是否可采用相應的防護措施來防 止輻射 的 危害 ; 采用 了 基本 限 值 (BR s , Basic* * 廣東省科技計劃項目資助 (項目編號 :2002C31618 。第一作者簡介 :劉寶華 , 男 , 1978年 11月出生 , 2001年 6月畢業(yè)于成都理工大學電子儀器及測量技術專業(yè) , 2006年 6月獲重 ,Restricti o ns 和 最 大 容許 暴 露 量 (MPE , M ax-i m um Per m i s si b le

7、 Exposure 的概念 , 限值水平與 I C N I R P 導則基本一致?；鞠拗凳窃谝汛_定的有害健康效應的基 礎上 , 取一定的安全系數而得到的 , 在本標準中 以人體組織內電 場強度、 比吸收率 (SAR , Spe -cific Absorption Rate 和入射功率密度表示。最 大容許暴露量是由基本限值導出的 , 相當于其 它標準中的導出限值或參考水平 , 相對于基本 限值 , 最大容許暴露量采用的安全系數較大 , 當 輻射強度超出最大容許暴露量時 , 不一定會超 出基本限值水平。標準中采用了兩套獨立的限值體系 , 分別 基于電刺激效應和熱效應 , 適用頻率范圍分別 為 3

8、kH z5MH z 和 100k H z300GH z , 其目的 分別是最小化電刺激引起的有害健康效應和防 止熱效應引起的有害健康效應。當頻率范圍為 0. 15MH z 時 , 暴露量應同時遵守上述兩套限 值體系4。2. 1. 1 基于電刺激效應的限值體系 (3kH z5MH z(1 表 1列于基于電刺激效應的人體組織內電場強度基本限值。當頻 率和 表 1中的 f e 不等 時 , 按下 列式 (1 、 (2 計算人體組織內的電場強度的限值水 平 :E i =E 0, f f e (1 E i =E 0(f /fe , f f e(2式中 , E i 為人體組織內 的最大感應電場 強度 ,

9、V /m。(2 表 2列出了人體局部暴露于磁場的最 大容許暴露量。(3 表 3列出了人體全身暴露在電磁場時 外部電場最大容許暴露量。2. 1. 2 基于熱效應的限值體系 (100k H z300GH z(1 表 4列 出 基于 熱 效 應 的 基 本 限 值 (SAR 。(2 表 5和表 6分別列出了控制區(qū)和公眾 區(qū)的電磁場最大容許暴露量。表 1 人體不同組織內電場強度基本限值 T ab 11 BR s appl y ing to various tissues o f the body暴露組織 頻率 f e (H z電場強度 E 0(r m s (V /m行動水平 (公眾 1控制區(qū)中的人群

10、腦部 205. 8910-31. 7710-2心臟1670. 9430. 943四肢 33502. 102. 10其它組織33500. 7012. 101 當暴露量超過行動水平時 , 應采取相應防護措施如執(zhí)行輻射安全程序 , 防止暴露量超過可接受的上限 , 余表同。表 2 人體局部最大容許 暴露量 (3k H z5MH z T ab 12 MPE for exposure o f head and torso (3k H z5M H z頻率范圍 (kH z磁感應強度B (r m s (mT磁場強度H (r m s (A/m磁感應強度B (r m s (mT磁場強度H (r m s (A /m腦

11、部軀干 3. 03. 350. 687/f547/f2. 06/f1640/f3. 3550000. 2051630. 615490四肢3. 03. 353. 79/f3016/f3. 79/f3016/f3. 3550001. 139001. 13900表 3 全身暴露外部電場最大容許暴露量 (3100k H z T ab 13 MPE f o r w ho le body expo s ure i n E lectr ic fi e l d (3100k H z頻率范圍 (kH z電場強度 E (r m s (V /m行動水平 (公眾 控制區(qū)中的人群 #52#輻射防護 第 28卷 第 1期

12、表 4基于熱效應的基本限值 (100k H z300GH zT ab 14BR s for frequenc ies be t w een 100k H z and 300GH z行動水平 (公眾 SAR (W/kg控制區(qū)中的人群 SAR (W/kg全身暴露 全身平均 0. 080. 4局部暴露 局部空間峰值 210四肢末梢 420注 :SAR 為每 10g 組織、 6分鐘的平均值。表 5控制區(qū)電磁場最大容許暴露量 (100k H z300GH zT ab 15M PE for t he upper tier (People i n contro lled env ironments 100k

13、 H z300GH z頻率范圍 (MHz 電場強度 E (V /m 磁場強度 H (A/m 功率密度 S (W/m 2 平均時間 (mi n 0. 11. 0184216. 3/f M (900, 100000/f M 2 b 6 1. 0301842/fM 16. 3/f M (9000/f M 2, 100000/f M 2 6 3010061. 416. 3/f M (10, 100000/f M 2 6 10030061. 40. 163106 3003000-f M /306 300030000-10019. 63/f G 1. 079 30000300000-1002. 524/f

14、 G 0. 476注 :f M 表示頻率 f 的單位為 M H z , fG表示頻率 f 的單位為 G H z 。表 6公眾區(qū)電磁場最大容許暴露量 (100k H z300GH zT ab 16A cti on l eve l (M PE for t he pub lic when an RF safe t y progra m is unav ail able (100k H z300GH z 頻率范圍 (MHz 電場強度 E (V /m 磁場強度 H (A/m 功率密度 S (W/m 2 平均時間 (mi n 0. 11. 3461416. 3/f M (1000, 100000/f M

15、2 c 66 1. 343823. 8/f M 16. 3/f M (1800/f M 2, 100000/f M 2 f M 2/0. 36 330823. 8/f M 16. 3/f M (1800/f M 2, 100000/f M 2 306 3010027. 5158. 3/f M 1. 668(2, 9400000/f M 3. 336 300. 0636f M 1. 337 10040027. 50. 72923030 4002000-f M /2003020005000-1030500030000-10150/f G30000100000-1025. 24/f G 0. 476

16、 100000300000-(90f G -7000 /2005048/(9f G -700 f G 0. 476注 :f M 表示頻率 f 的單位為 M H z , fG表示頻率 f 的單位為 G H z 。212ICN I RP 導則I CN I R P 導則將被輻射群體劃分為職業(yè)群 體和公眾群體。職業(yè)群體是指工作在可控制的 輻射區(qū)內 , 且已經受過訓練能采取相應的措施 去防止?jié)撛诘妮椛湮：Φ娜后w , 這種群體受輻 射的持續(xù) 時間可以通過限制其每天的工作時 間、 變換工種和限制連續(xù)操作時間來控制 ; 公眾 群體是指具有不同年齡和健康狀況的人 , 公眾 群體的大部分成員不能意識到輻射的發(fā)生

17、, 也 沒有受過避免輻射的訓練。 I CN I R P 導則采用 了 /限值 0的概念 , 分為基本限值和導出限值兩 種 , 限值不是安全與危害的界限 , 它只是可以接 受的防護水平的上限 5。2. 2. 1基本限值基本限值是直接依據設定的健康效應而制 定的暴露于時變的電場、 磁場和電磁場的限值。 通常難于直接測量。在 I CN I R P 導則中根據不同頻率范圍的電 磁場對人體作用的不同采 用了不同的基本限 值 , 見表 7。# 53 #劉寶華等 :國內外 現行電磁輻射防護標準介紹與比較表 7 時變電場和磁場基本限值T ab 17 Bas i c li m its for ti m e -v

18、a ry i ng e l ectric and m agnetic fields暴露特性 頻率范圍 頭部和軀干電流密度 (mA/m2全身平均 SAR (W/kg局部暴露 SAR (頭 部和軀干 (W/kg局部暴露 SAR(肢體 (W/kg功率密度 (W/m2職業(yè)暴露 <1H z 40-14H z 40/f -0. 0041kH z10-1100k H z f /100-0. 110MH z f /1000. 41020-0. 0110GH z -0. 4102010300GH z -50公眾暴露 <1H z 8-14H z 8/f -0. 0041kH z2-1100k H z

19、f /500-0. 110MH z f /5000. 0824-0. 0110GH z -0. 0824-10300GH z-10 注 :f 為頻率 , H z ; 所有 SAR 值都為任意 6分鐘內的平均值 ; 局部暴露 SAR 平均值是利用任意 l 0g 相鄰組織內 的平均量來進行 計算的。2. 2. 2 導出限值導出限值是通過基本限值用數學模型以及在特定頻率下通過實驗室研究結果進行推導出來的 , 用以決定在實際暴露條件下基本限值是 否被超出 , 通常是便于直接測量的量。時變電 場和磁場的導出限值見表 8。表 8 時變電場和磁場導出限值 (電磁場場強 1T ab 18D e ri ved

20、li m its for exposure to ti m e -va ry i ng e l ectric and m agnetic fields (E lectromagneti c fi e l ds streng t h頻率范圍電場強度 E (V/m 磁場強度 H (A /m 磁感應強度 B (L T 等效平面波功 率密度 S eq (W/m2職業(yè)暴露<1H z-1. 631052105-18H z 200001. 631052105/f -825H z 200002104/f 2. 5104/f-0. 0250. 82kH z500/f 1 20/f 25/f -0. 826

21、5kH z 61024. 430. 7-0. 0651MH z 6101. 6/f2. 0/f -110MH z 610/f 1. 6/f 2. 0/f -1400MH z 610. 160. 2104002000MH z 3f 1/20. 008f 1/20. 01f 1/2f /402300GH z 1370. 360. 4550公眾暴露<1H z -3. 21044104-18H z 100003. 2104/f 24104/f 2-825H z 100004000/f5000/f -0. 0250. 8kH z 250/f 4/f 5/f -0. 83k H z250/f 56.

22、 25-3150k H z 8756. 25-0. 151MH z 870. 73/f 0. 92/f-110MH z 87/f 1/20. 73/f 0. 92/f -10400MH z 280. 0730. 09224002000MH z 1. 375f 1/20. 0037f 1/20. 0046f 1/2f /2002300GH z610. 160. 20101 f 為頻率 , f 單位為表中相應頻率范圍欄中的單位 ; 對于頻率在 100kH z10GH z 范圍時 , S eq 、 E 2、 H 2和 B 2都是在任意 6m i n; z S e q 、 E 2、 H 2B 268/

23、0. 05m 期限 (f GH z 內進行平均。#54#輻射防護 第 28卷 第 1期3國內現行的電磁輻射防護標準我國現行的電磁輻射防護標準主要由衛(wèi)生 部和國家環(huán)保局制訂 , 各標準間差異較大。 311/衛(wèi)生標準 0GB 18555-20015作業(yè)場所高頻電磁場職業(yè) 接觸限值 6、 GB 10437-895作業(yè)場所 超高頻輻 射衛(wèi)生標準 6、 GB 10436-895作業(yè)場 所微波輻 射衛(wèi)生標準 6、 GB 16203-19965作業(yè)場所工頻電 場衛(wèi)生標準 6和 GB 9175-885環(huán)境電磁波衛(wèi)生 標準 6均由衛(wèi)生部制訂 (以下統(tǒng)一簡稱為 /衛(wèi)生 標準 0 。 /衛(wèi)生標準 0的特點是 :以電

24、磁輻射強 度及其頻段特性對人體可能引起潛在性不良影 響的閾值為界 , 將環(huán)境電磁波容許輻射強度標 準分為二級 , 超過二級標準地區(qū) , 對人體可能帶 來有害影響 ; 針對作業(yè)場所 , 分別制定了工頻、 高頻、 超高頻、 微波等頻段的輻射衛(wèi)生標準 ; 在 標準中采用了最大容許暴露量的概念 6。 但 /衛(wèi)生標準 0并沒有包括對工頻感應電 磁場的場強的限定。隨著社會的發(fā)展 , 變電站 和高壓線等產生工頻感應電磁場的輻射源 , 已 廣泛進入人群密集區(qū) , 因此對工頻感應電磁場 的場強必須加以限定。312/環(huán)保標準 0GB 8702-885電 磁 輻射 防護 規(guī) 定 6、 H J /T 10. 3-19

25、965電磁 輻射環(huán) 境影響 評價方 法與標 準 6和 H J /T24-19985500kV 超高壓送變電工 程電磁輻射環(huán)境影響評價技術規(guī)范 6均是由國 家環(huán)境保護總局制訂的 (以下統(tǒng)一簡 稱為 /環(huán) 保標準 0 。 GB 8702-885電磁輻射防護 規(guī)定 6采用了限值的概念 , 要求一切產生電磁輻射污 染的單位或個人 , 應本著 /可合理達到盡量低 0的原則 , 努力減少其電磁輻射污染水平 ; 采用了 SAR (比吸收率 作為基本限值 ; 將暴露分為職 業(yè)暴露和公眾暴露。但 GB 8702-885電磁輻射防護規(guī)定 6存在 以下幾點不足 :¹標準的適用頻率范圍為 100kH z30

26、0 GH z , 不包括工業(yè)頻率在內。給工頻電場、 磁場 的評價留下了未予說明的空缺 , 容易產生標準 引用偏差 7。º在 100k H z30GH z 頻 率范圍內輻射 頻率范圍內 , 各種場滲入組織的深度非常有限 , SAR 無法很好地測量 , 所以此時功率密度則為 更加合適的基本限值 5。»沒有考慮到近場與遠場的 區(qū)別。生物 體對電磁輻射能量的吸收量、 吸收速率及體內 電磁場的分布與外界的輻射強度不是簡單的線 性關系 , 電場強度、 磁場強度、 功率密度等都不 能反映電磁場與生物體組織之間的相互作用而 導致的電磁場在生物組織內部的變化。所以在 測量近場輻射時 , 應該

27、采用基本限值 SAR 作為 限值判定依據 8。4對制訂新的國家電磁輻射防護標準 的幾點建議¹根據 5中華人民共和國環(huán)境保護法 6, 制 訂電磁場環(huán)境質 量標準的目的是 :/保 障人體 健康 0, /保護 和改善生 活環(huán)境 與生態(tài) 環(huán)境 0。 所以 , 應該以此作為制訂新的國家電磁輻射防 護標準的根本目的。ºI EEE C95. 1和 I CN I R P 導則已 逐步趨 向統(tǒng)一 , 所以新的國家電磁輻射防護標準可在 I CN I R P 導則的基 礎上制定。同 時考慮到 電磁 場非熱效應并結合我國電磁輻射管理工作的實 際 , 新的國家電磁輻射防護標準的限值水平 , 可 在

28、I CN I R P 導則限值水平的基礎上取一定的安 全系數。»在制訂新的國家電磁輻射防護標準時 , 按照 5中華人民共和國環(huán)境保護法 6的精神 , 既 要對產生的已知的對健康有害影響的暴露加以 限制 , 又要考慮對電磁場長期暴露的潛在影響 采取預防性措施。¼在公眾局部暴露 SAR 限值的制定上 , 需 要綜合考慮國內移動通信行業(yè)的發(fā)展和保障公 眾健康的需要。公眾局部 暴露 SAR 限 值過于 寬松 , 則違背了保障 人體健康的 宗旨 ; 過 于嚴 格 , 則不利于移動通信行業(yè)的發(fā)展 ; 另外 , 考慮 到移動終端屬于可控輻射源 , 人們可以通過合 理使用 , 來減少被暴露

29、的時間 , 所以公眾局部暴 露 SAR 限 值也 不 能 制定 過 嚴。 I E EE C95. 1-2005和 I CN I R P 導則公眾局部暴露 SAR 限值均 為 2. 0W /kg(以 10g 組織計算 , 所以可以考 防護標 2. 0 # 55 #劉寶華等 :國內外 現行電磁輻射防護標準介紹與比較# 56# W / kg作為公眾局部暴露 SAR 的限值。 輻射防護 第 28卷 第 1期 prone m ice ch ronically exposed to 2450 MH z rad io fre quency rad iation. R ad ia t R es , 1997.

30、 147( 4: 495 . . 3 李昌敏, 姜槐. 極低頻磁場 促癌效應 的研究動 態(tài). 國 外醫(yī)學 # 生物醫(yī)學工程分 冊, 1998 21( 6: 321 . 4 IEEE Interna tiona l Co mm ittee on E lectro agne tic Safe m ty( SCC39 . IEEE standard for sa fety lev els w ith re spect to hum an exposure to radio frequency e lectrom ag netic fields 3 kH z to 300 GH z U SA: The

31、 Institute o f . E lec tron ics Eng ineers 2006 , 5 Interna tiona l Co mm ission on N on- Ionizing R ad iation P ro tection G u idelines for li iting exposure to ti e . m mva ry ing e lec tric m agne tic and e lectro agnetic fie lds , m ( up to 300 GH z. H ea lth Physics, 1998. 74( 4: 494 6 李瑩, 劉學成.

32、 對我 國電 磁輻射 防護 標準 的幾 點建 議. 中國輻射衛(wèi)生, 2005. 14( 2: 157 7 楊新村. 走出 "工頻電磁輻射 "的誤區(qū) 等效采用 國際權威導則的緊迫性. 中國電力, 2002. 35( 3: 73 8 馬鑫. 移 動電話 機的 電磁輻 射. 電信 網技術, 2001. ( 6: 59 (編輯部收稿日期 2007年 2月 12日 5 結束語 由于高壓線路和高壓輸變電設備、 移動通 信基站等已進入居民區(qū)、 醫(yī)院、 學校和黨政機關 等敏感區(qū), 生活在這些區(qū)域的人群受到低強度 電磁場的長期輻射。而 GB 8702 -885電磁輻射 防護規(guī)定 6和 GB

33、9175 -885環(huán)境電磁波衛(wèi)生標 準 6已頒布了 19年, 標準制定時的輻射環(huán)境與 現在實際環(huán)境差異很大。因此新的國家電磁輻 射防護標準, 可在 ICN IRP 導則的基 礎上并結 合我國電 磁輻射管理工作新的實際情況來制 定, 以求更好的保障人體健康。 參考文獻 1 董伯昌. 國 外無線 通訊 安全標 準簡 介. 環(huán)境 與健 康 雜志, 2000. 17( 6: 372 2 V ijay alaxm ,i F re iM R, e t a . F requency o f m icronul c le i in the per iphera l blood and bone ma rrow of cancer - INTRODUCT ION AND COM PAR ISON OF DOM EST IC AND F