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(zhì)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(yīng)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(chǔ)，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(chǎn)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(yīng)關(guān)系。就如同眼睛蛇可以感知紅外線，蝙蝠依靠超聲波來指導(dǎo)飛行和捕食一樣。 然而隨著電子技術(shù)的發(fā)展， 架設(shè)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(nèi) 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(gòu)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(chǎn)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(guān)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(shè)備的開發(fā)使用和電力行業(yè)的不斷擴容，使電磁輻射設(shè)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(shè)施（應(yīng)急備用設(shè)施除外）都是24小時全天候發(fā)射。一些通信網(wǎng)電磁輻射設(shè)施（如移動通信網(wǎng)、尋呼通信網(wǎng)、專業(yè)通信網(wǎng)的電磁輻射設(shè)施）數(shù)量較大，盡管單個發(fā)射設(shè)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)龋姶挪芰吭诖髽侵g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(chǎn)生 1.皮膚衰老加快。 2.白血病在內(nèi)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(dǎo)致白血病在內(nèi)的各種惡性腫瘤增加。 4.精子活性降低、數(shù)量減少導(dǎo)致不孕癥。 5.胚胎細胞產(chǎn)生大量變異細胞導(dǎo)致胚胎發(fā)育不良、孕婦流產(chǎn)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(guān)專家提醒育齡婦女，電磁波污染的威脅最大。 最新研究調(diào)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(chǎn)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(dǎo)致抗損傷能力降低。 垂體分泌生長激素減少導(dǎo)致發(fā)育遲緩。 甲狀腺及旁腺分泌出現(xiàn)異常導(dǎo)致發(fā)育障礙、骨代謝異常。 松果體細胞產(chǎn)生松果體素少導(dǎo)致免疫力降低、生物鐘紊亂。 三. 神經(jīng)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(yīng) 影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致頭痛、頭暈、乏力、嗜睡 眼中晶狀體變混濁導(dǎo)致白內(nèi)障甚至雙目失明。,電磁輻射損傷人體的機制,人體是個導(dǎo)電體。電磁輻用于人體可產(chǎn)生電磁感應(yīng)，并有部分的能量沉積。電磁感應(yīng)可使非極性分子的電荷再分布產(chǎn)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?qū)?dǎo)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(dǎo)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(chǎn)生神經(jīng)沖動；神經(jīng)沖動由周圍神經(jīng)系統(tǒng)再傳到中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生反饋，反饋信息傳給人體的效應(yīng)器，產(chǎn)生人的有意識的行動。而這里所講的神經(jīng)沖動及所反饋信息，實質(zhì)上就是神經(jīng)細胞上的電傳導(dǎo)。,a,當電磁輻射改變了生物膜電位時也就改變了神經(jīng)細胞的電傳導(dǎo)，擾亂人的正常電生理活動。日積月累會導(dǎo)致神經(jīng)衰弱；植物神經(jīng)功能紊亂。植物神經(jīng)功能紊亂，腺體細胞功能狀態(tài)的異常，將導(dǎo)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(chǎn)生不育癥，臉部皮膚細胞代謝障礙而產(chǎn)生色素沉著等。,,生物體是由細胞構(gòu)成，其遺傳物質(zhì)是 DNA。母細胞復(fù)制于細胞的過程就是DNA的復(fù)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(chǎn)生。例如誘發(fā)癌基因表達，導(dǎo)致癌細胞及其它變異細胞的產(chǎn)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(yīng)。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(nèi)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(nèi)形成晶核，導(dǎo)致白內(nèi)障的產(chǎn)生，視力下降，甚至失明。,,1. 熱效應(yīng)：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(nèi)器官的正常工作。 2．非熱效應(yīng)：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(yīng)：熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)作用于人體后，對人體的傷害尚未來得及自我修復(fù)之前（通常所說的人體承受力---內(nèi)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(yīng)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(zhì)，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(zhì)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(zhì)量吸收的電磁輻射功率。 SAR＝σE2 /ρ J= σE 式中： σ－電導(dǎo)率 （S/m）；E－電場強度 (V/m)； ρ －密度 kg/m3； J－感應(yīng)電流密度 A/m2。,身邊親密的殺手,1. 關(guān)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(jīng)、迷走神經(jīng)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(diào)查發(fā)現(xiàn)，常打手機的人比不打電 機的人更容易神經(jīng)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(jié)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(nèi), 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(nèi)民居陽臺 0-26 uW/cm2 室內(nèi)≤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(yīng)該在選點避免在幼兒園、學(xué)校和游樂場附近建立基站。 安裝在屋頂上的天線一般應(yīng)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(wǎng)絡(luò)接通時最大。 通話過程中電磁輻射強度約在20～200μＷ/cm2。聲調(diào)高低、聲音大小和快慢與輻射變化有關(guān)。 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(nèi)）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(nèi)置天線移動電話的電磁輻射: 內(nèi)置 外置 (最大,μＷ/cm2) ＣＤＭＡ 25以內(nèi) 150以內(nèi) ＧＳＭ 40以內(nèi) 1500以上 6. 內(nèi)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(zhì)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(chǎn)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(diào)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(fù)雜的問題，魏然表示，國內(nèi)外的研究表明，手機電磁輻射對人體產(chǎn)生的影響主要分為熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)兩種。但目前可以論證的主要作用是熱效應(yīng)，即電磁能轉(zhuǎn)化為作用于人體的熱量。簡單地說，研究已經(jīng)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(chǎn)生的生理效應(yīng)，即非熱效應(yīng)，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(cè)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(nèi)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(chǎn) 生的電磁波與顯示器產(chǎn)生的電磁波類似 ，同樣會影響健康 。,,電腦或電視熒光屏產(chǎn)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(nèi)，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(nèi)環(huán)境正負離子失衡也會引起使用者自律神經(jīng)失調(diào)、憂郁癥等。北京市疾病預(yù)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(xué)習(xí)、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(chǎn)生損傷。年輕女性和孕婦更是害怕因此而影響生育或?qū)μ翰焕?。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?qū)θ梭w有害還尚有定論。有一些學(xué)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(chǎn)的朵率是其他人的2倍。因此，孕婦在懷孕期間應(yīng)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(nèi)外的新聞媒體曾多次報道電腦熒光屏導(dǎo)致工作人員發(fā)生流產(chǎn)、畸胎、面部皮疹、白內(nèi)障及光敏癲癇等癥，但經(jīng)過流行統(tǒng)計分析不能證實這種結(jié)論，世界衛(wèi)生組織專家小組也持這種意見。 同時，有關(guān)監(jiān)測結(jié)果也表明，電腦或電視熒光屏產(chǎn)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(nèi)。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(diào)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(yīng)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(yīng)注意自我保護，尤其是孕婦更應(yīng)注意，雖然國際上有關(guān)電腦電磁輻射導(dǎo)致孕婦流產(chǎn)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(cè)安置工作臺，因為電腦的后背或兩側(cè)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(jīng)的高度緊張，而容易產(chǎn)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(yīng)設(shè)法調(diào)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(dǎo)致手指關(guān)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(yīng)每2小時休息15分鐘，工作量很大時，每1小時就應(yīng)該休息15分鐘。,,謝謝！,