通信原理-第2章-補充資料-電磁輻射.ppt

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,,,,1,,,,,2,,,,,3,,,,,4,,什么是電磁輻射,電磁輻射對人體的危害,電磁輻射損傷人體的機制,身邊親密的殺手,生活中的電磁輻射,,什么是電磁輻射?,電磁波是一種物質存在形式，自從一百多年前麥克斯韋用理論形式證明其存在以來，人們對其的認識和應用在不斷擴展著。它對于我們并不陌生，從古至今她就存在于我們周圍。比如：陽光，閃電，被加熱物體散發(fā)出來的熱能等等。 陽光，波長在100nm一760nm，是我們視覺系統(tǒng)感知這個世界的信號基礎，是萬物生長的能量來源；是地球生態(tài)圈不可缺少的組成部分。,,而人體本身就是個生物帶電體，生物電流無時無刻不在人體的組織細胞間傳遞著信息。它產生的電磁場與天然電磁輻射因人類自身的進化繁衍有著良好的適應關系。就如同眼睛蛇可以感知紅外線，蝙蝠依靠超聲波來指導飛行和捕食一樣。 然而隨著電子技術的發(fā)展， 架設的電源線越來越多，電 視，電腦，移動電話，微波 爐走入我們的生活；這一完 美的生態(tài)和諧被打破了。波 長更長，頻率在30000MHz內 的電磁輻射充斥著我們的空 間，破壞了良好的電磁生態(tài) 環(huán)境，構成了現(xiàn)代社會新的 隱型殺手。,,,,電磁輻射是伴隨著科技發(fā)達和人民生活水平不斷提高而產生的新型污染。發(fā)電廠、廣播、電視、通信發(fā)射系統(tǒng)以及手機、家用電器都是電磁輻射發(fā)射源，電磁輻射污染已成為繼空氣、水源、噪音等污染之后新的污染。 有關專家認為金融、廣電、IT、電力、電信、民航、鐵路、醫(yī)療等8個行業(yè)，是容易受到電磁輻射污染的高危行業(yè)。,,電磁輻射污染是肉眼看不見的電磁波污染，常被稱為“電子煙霧”。信息業(yè)的發(fā)展，各種行業(yè)電磁能量利用設備的開發(fā)使用和電力行業(yè)的不斷擴容，使電磁輻射設備不斷增多，發(fā)射時間、影響范圍不斷擴大，大量無線電頻譜（率）被開發(fā)利用，在時域、空域和頻域三方面加劇了我國的電磁輻射環(huán)境污染。 絕大多數(shù)通信系統(tǒng)發(fā)射設施（應急備用設施除外）都是24小時全天候發(fā)射。一些通信網電磁輻射設施（如移動通信網、尋呼通信網、專業(yè)通信網的電磁輻射設施）數(shù)量較大，盡管單個發(fā)射設施的運行功率相對較小，但因其多數(shù)位于居民區(qū)高層住宅樓頂，部分位于辦公大樓樓頂?shù)?，電磁波能量在大樓之間反射、疊加，造成一定范圍的電磁輻射環(huán)境污染影響。,電磁輻射對人體的危害,一. 誘發(fā)基因突變、促使變異細胞產生 1.皮膚衰老加快。 2.白血病在內的各種惡性腫瘤增加。 3.T淋巴細胞活性降低、B淋巴細胞活性降低導致白血病在內的各種惡性腫瘤增加。 4.精子活性降低、數(shù)量減少導致不孕癥。 5.胚胎細胞產生大量變異細胞導致胚胎發(fā)育不良、孕婦流產率升高、畸胎發(fā)生率升高。,,,據(jù)科技日報報道：我國每年出生的2000萬兒童中，有35萬為缺陷兒，其中25萬為智力缺陷兒。有關專家提醒育齡婦女，電磁波污染的威脅最大。 最新研究調查報告指出： 懷孕早期的婦女，每周 使用計算機20小時以上， 其流產率增加80%，同時 也增加畸形胎兒的出生率。 一般來講1-3月為胚胎期， 受過強電磁輻射可能造成 肢體缺損或畸形；4-5個月 為胎兒形成期，受過強電 磁輻射可能引起智能損壞, 甚至癡呆；6-10個月為胎兒成長期，其主要后果是免疫功能低下，出生后體弱，抵抗力差。,,二. 激素分泌紊亂 腎上腺素、去甲腎上腺素分泌減少導致抗損傷能力降低。 垂體分泌生長激素減少導致發(fā)育遲緩。 甲狀腺及旁腺分泌出現(xiàn)異常導致發(fā)育障礙、骨代謝異常。 松果體細胞產生松果體素少導致免疫力降低、生物鐘紊亂。 三. 神經衰弱 頭痛、頭暈。 失眠、健忘、多夢。 食欲差、心悸、心律失常。 四. 熱效應 影響中樞神經系統(tǒng)，導致頭痛、頭暈、乏力、嗜睡 眼中晶狀體變混濁導致白內障甚至雙目失明。,電磁輻射損傷人體的機制,人體是個導電體。電磁輻用于人體可產生電磁感應，并有部分的能量沉積。電磁感應可使非極性分子的電荷再分布產生極性，同時又使極性分子再分布；即偶極子的生成。偶極子在電磁場的作用下的取向將導致生物膜電位異常，從而干擾生物膜上受體的表達酶的活性，導至細胞功能的異常及細胞狀態(tài)的異常。 人體的感受器如眼、耳，皮膚上的冷、熱、觸、疼感受器等等接受外界刺激將產生神經沖動；神經沖動由周圍神經系統(tǒng)再傳到中樞神經系統(tǒng)產生反饋，反饋信息傳給人體的效應器，產生人的有意識的行動。而這里所講的神經沖動及所反饋信息，實質上就是神經細胞上的電傳導。,a,當電磁輻射改變了生物膜電位時也就改變了神經細胞的電傳導，擾亂人的正常電生理活動。日積月累會導致神經衰弱；植物神經功能紊亂。植物神經功能紊亂，腺體細胞功能狀態(tài)的異常，將導致激素分泌異常。 電磁輻使生物膜功能紊亂甚至破壞會抑制細胞活性，如精子生成減少及活性降低， 產生不育癥，臉部皮膚細胞代謝障礙而產生色素沉著等。,,生物體是由細胞構成，其遺傳物質是 DNA。母細胞復制于細胞的過程就是DNA的復制傳遞及表達的過程。當這一過程受到電磁波及其它因素干擾時，就會誘發(fā)基因突變、促使變異細胞產生。例如誘發(fā)癌基因表達，導致癌細胞及其它變異細胞的產生。 電磁輻射作為一種能量傳遞方式，還會直接將能量傳遞給原子或分子， 使其運動加速，進而在體形成熱效應。當微波作用于人的眼睛，眼睛晶狀體水份較多，而更易吸收較多的能量，從而損傷眼的房水細胞。晶狀體內無血管成份，代謝率低，很難將損傷或死亡的細胞吸收掉，日積月累在晶狀體內形成晶核，導致白內障的產生，視力下降，甚至失明。,,1. 熱效應：人體70%以上是水，水分子受到電磁波輻射后相互摩擦，引起機體升溫，從而影響到體內器官的正常工作。 2．非熱效應：人體的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩(wěn)定和有序的，一旦受到外界電磁場的干擾，處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場即將遭到破壞，人體也會遭受損傷。 3．累積效應：熱效應和非熱效應作用于人體后，對人體的傷害尚未來得及自我修復之前（通常所說的人體承受力---內抗力），再次受到電磁波輻射的話，其傷害程度就會發(fā)生累積，久之會成為永久性病態(tài)，危及生命。對于長期接觸電磁波輻射的群體，即使功率很小，頻率很低，也可能會誘發(fā)想不到的病變，應引起警惕。,生物體中電磁能的傳播和吸收,1. 水是一種電介質，同時水是生物體中含量最豐富的成分，它幾乎占人體體重的60%。根據(jù)含水量的多少，將生物組織分為兩種： （1）含水量在70％以上的組織，如皮膚組織、肌肉、肝臟、腎臟、心臟等，頻率在100～1000MHz，其介電常數(shù)為50～70，電阻率為100Ω/cm。 （2）含水量在70％以下的組織，如脂肪、骨骼、骨髓等其介電常數(shù)為4～8，電阻率為600～3500Ω/cm。這類物質含水量少，對電磁輻射能量吸收少。 由于組織的含水量不同，就會影響電磁波能量的吸收。,2.電磁能的吸收,根據(jù)人體對電磁能量吸收的情況，可將電磁波分為四種： 1）3300MHz，皮膚成為反射體，主要是體表吸收。 為了衡量機體對電磁能量的吸收情況，引入比吸收率的概念 SAR(W/kg)。 SAR表示生物體單位質量吸收的電磁輻射功率。 SAR＝σE2 /ρ J= σE 式中： σ－電導率 （S/m）；E－電場強度 (V/m)； ρ －密度 kg/m3； J－感應電流密度 A/m2。,身邊親密的殺手,1. 關于手機輻射問題,手機輻射也就是電磁輻射，它屬于微波的中 波頻段。但由于手機使用頻繁且就在耳邊， 如此近的距離躲也躲不開，電磁輻射無疑會 作用于人腦。據(jù)悉，手機比一般電話輻射場 要強大十幾倍，如果長期使用會直接影響交 感神經、迷走神經功能活動，會出現(xiàn)頭昏， 乏力，臉色發(fā)暗，皮膚干燥等現(xiàn)象。在中國 環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測所做的對使用手機和不使用手 機的人群調查發(fā)現(xiàn)，常打手機的人比不打電 機的人更容易神經衰弱、頭疼、失眠、睡眠 多夢。,,,手機和基站的輻射,GSM系統(tǒng)特點：脈沖波,以最大發(fā)射功率接入 CDMA(Code Division Multiple Access, 碼分多址通信系統(tǒng)) 系統(tǒng)特點：容量大，是GSM的四倍，連續(xù)波、反向功率控制、軟切換和逐級加大功率接入。 對測試結果的分析: 兩個系統(tǒng)SAR相近, 因為GSM的功率大，但發(fā)射時間僅占總通話時間的1/8,CDMA功率小,但時間長些。 SAR是在系統(tǒng)最大發(fā)射功率下測試的， CDMA系統(tǒng)在最大功率下工作的機會相對少些，實際使用時SAR相對小些。,,基站的輻射 基站輻射的電磁波,一般頻率為900MHz(兆赫) 基站天線的發(fā)射功率一般在20W～60W范圍 基站天線輻射近區(qū)內, 無障礙物的情況下的功率密度值(mW/cm2) 距天線距離(m) 功率密度(mW/cm2) 2 0.6 4 0.3 8 0.12 12 0.06 30 0.01,,實測的數(shù)據(jù)：基站50米內民居陽臺 0-26 uW/cm2 室內≤1.5 uW/cm2 基站平臺大多＜30 uW/cm2 提示: 基站點周圍的電波頻率場水平不致造成健康危害的前提下，還應該在選點避免在幼兒園、學校和游樂場附近建立基站。 安裝在屋頂上的天線一般應有防護攔以使人們遠離那些電波頻率場超出標準的地方。 避免多種發(fā)射天線安裝在同一個站點增加輻射強度。,,手機的輻射 移動電話使用過程中,其電磁輻射與網絡接通時最大。 通話過程中電磁輻射強度約在20～200μＷ/cm2。聲調高低、聲音大小和快慢與輻射變化有關。 3. 待機狀態(tài)下電磁輻射通常小于3μＷ/cm2。 4. ＣＤＭＡ移動電話（最大150μＷ/cm2以內）的電磁輻射比ＧＳＭ移動電話(最大輻射1500μＷ/cm2以上,個別可達10000μＷ/cm2)為低。,,5. 內置天線移動電話的電磁輻射: 內置 外置 (最大,μＷ/cm2) ＣＤＭＡ 25以內 150以內 ＧＳＭ 40以內 1500以上 6. 內置天線的移動電話,其背面電磁輻射大于前面板 7. 外置天線的移動電話天線周圍的輻射量為最大。 質量問題：據(jù)抽查手機樣品的輻射平均功率密度在700—2000 μＷ/cm2之間，存在嚴重超標。,打手機如何減少電磁輻射,每一位手機擁有者都面臨著電磁波的侵害，加強自我保護是必要的。這里告訴你幾條具體的防護措施： 1.移動電話接通瞬間釋放的電磁波容易致癌，所以移動電話響時，一秒后再聽手機。 2.如果身邊有其他電話可用，就不要使用手機。 3.在使用手機的同時，采用可靠的電磁波防護產品。配備手機專用耳機，實現(xiàn)遠距離的使用是比較有效的辦法。 4.在使用手機時，要盡可能地使天線遠離人體，特別是頭部。 5.盡量減少每次通話的時間。 6.平時多吃一些水果蔬菜，尤其是富含維生素Ｂ的食物，如胡蘿卜、海帶、油菜、卷心菜及動物肝臟等，以利于調節(jié)人體電磁場紊亂狀態(tài)，增加機體抵抗電磁輻射污染的能力。,,手機電磁輻射是一個復雜的問題，魏然表示，國內外的研究表明，手機電磁輻射對人體產生的影響主要分為熱效應和非熱效應兩種。但目前可以論證的主要作用是熱效應，即電磁能轉化為作用于人體的熱量。簡單地說，研究已經能夠證明，使用手機將使局部組織乃至人體全身溫度上升。至于電磁輻射對人體組織、細胞、DNA、染色體等產生的生理效應，即非熱效應，目前仍然難以定量分析。,2. 顯示器輻射的危害,,但也許有的人并不知道，顯示器的輻射 大小與尺寸的增加成正比，盡寸越大輻 射越大；而且顯示器的側面和背面的輻 射比正面大幾倍。顯示器的電磁輻射會 損傷人眼角膜上皮細胞，使人患角膜病 和白內障，同時它還會引起面部色素沉 著與面部皮脂分泌異常。另外，電視產 生的電磁波與顯示器產生的電磁波類似 ，同樣會影響健康 。,,電腦或電視熒光屏產生的Ｘ光線、紫外線、紅外線、超低頻、靜電場和聲輻射等雖都在允許范圍之內，但長期接觸是否有危害目前爭論不休,并將是以后媒體報道焦點。另外，由于安放電腦的室內環(huán)境正負離子失衡也會引起使用者自律神經失調、憂郁癥等。北京市疾病預防控制中心的專家指出，合理的膳食有助于防止電腦操作人員患上“電腦病”。主要是保證有充足的營養(yǎng)和熱量來維持旺盛的精力；還要有意識地多選用保護眼睛的食物，防止近視或其他眼部疾病。 電腦是一項劃時代的發(fā)明，它給人們帶來了工作、學習、生活上的種種方便，但隨之也帶來了憂慮，人們或多或少地擔心長期從事電腦工作對身體健康的影響，如電腦輻射會不會對人體產生損傷。年輕女性和孕婦更是害怕因此而影響生育或對胎兒不利。其實，電腦在工作時確實會形成微弱的電磁場，但長期接觸是否會致癌或對人體有害還尚有定論。有一些學者認為，這種電磁場可能致癌。電腦所造成的電磁場是散射性的電腦操作員除自己的電腦之外，還會受到周圍其他電腦的影響。,,據(jù)美國的一份研究報告顯示，懷孕婦女若每周在電腦前工作超過20個小時，她在前三個月流產的朵率是其他人的2倍。因此，孕婦在懷孕期間應避免接近電腦。此外，彩色電腦的電磁場是黑白電腦的3-4倍。那么，電腦對人體可能造成的危害到底有多大呢？ 國內外的新聞媒體曾多次報道電腦熒光屏導致工作人員發(fā)生流產、畸胎、面部皮疹、白內障及光敏癲癇等癥，但經過流行統(tǒng)計分析不能證實這種結論，世界衛(wèi)生組織專家小組也持這種意見。 同時，有關監(jiān)測結果也表明，電腦或電視熒光屏產生的X光線、紫外線、紅外線、超低頻、靜電場和聲輻射都在允許范圍之內。不過，電腦顯示屏引起視覺疲勞倒是一件值得注意的事情，電腦熒光屏不斷變幻和上下翻滾的各種字符會刺激眼睛，對眼睛有一定的損害。,,減少傷害的一些保健措施,1．注意用眼衛(wèi)生：長時間使用電腦引起眼的不舒服，其原因不在電腦屏幕，而是視覺系統(tǒng)高度疲勞造成的。因此，操作電腦時與文稿（或文件）及屏幕兩者的距離最好相等，這樣可免因不斷調節(jié)焦距而造成眼肌疲勞，這個距離一定要在50厘米以上，而且每隔20分鐘眼睛就應休息片刻，向遠處眺望一會兒。 2．減少電磁輻射：電腦發(fā)出的電磁輻射盡管很微弱，但如果長期近距離操作，還是應注意自我保護，尤其是孕婦更應注意，雖然國際上有關電腦電磁輻射導致孕婦流產的報告目前還沒有拿出具有充分說服力的證據(jù)，但是小心謹慎仍是非常必要的。一般認為，身體處于屏幕71厘米以外的地方，接受的電磁輻射就會大大減少。還有，一定不要在電腦后面或兩側安置工作臺，因為電腦的后背或兩側發(fā)出的電磁輻射要遠遠大于前面的屏幕。長期置身的這種電磁輻射場中，會對身體造成危害。,,3. 電腦屏幕上如果反射出窗戶的明亮影象，也會造成眼部的疲勞。人對明暗光線的視察容度是有限的，當文字圖象襯在一個很明亮的背景上時，人眼要分辨清楚，勢必造成神經的高度緊張，而容易產生疲勞。所以，使用電腦者身后如果有窗戶，一定要掛上窗簾；在頂上或旁邊如有臺燈，應設法調整與電腦間的位置，避免強光直接照射到屏幕上。 4. 注意肌位勞損：長時間操作電腦會導致手指關節(jié)、手腕和手臂肌肉、雙肩、頸脖和背部等部位的疼痛，這是由于與骨連接的肌位組織的勞損造成的。因此，操作電腦人員的手一般應每2小時休息15分鐘，工作量很大時，每1小時就應該休息15分鐘。,,謝謝！,