[科普中国]-电磁辐射污染防治

电磁辐射污染防治是控制电磁辐射污染源，对产生电磁波的各种电气设备和产品，提出严格的设计指标，减少电磁泄露，通过合理的工业布局，使电磁污染源远离居民稠密区，对已经进入环境中的电磁辐射，采取一定的技术防护措施，以减少对人及环境的危害。电磁辐射污染必须采取综合防治的方法，才能取得更好的效果。1

原理通过大量的实地调查，发现造成电磁辐射场强过高的原因是多方面的，其中主要的原因是电磁辐射体本身电磁能泄漏和辐射体布局不合理造成的。因此，电磁辐射防护与治理的原理是，首先要抑制电磁辐射源，包括所有电子设备以及电子系统，人们称其为主动防护与治理。具体做法是：设备的合理设计；加强电磁兼容性设计的审查与管理；做好模拟预测和危害分析工作等。其次是被动防护与治理，即从被辐射方着手进行防护，具体做法有：采用调频、编码等方法防治干扰；对特定区域和特定人群进行屏蔽保护。

基本原则电磁辐射防治措施的基本原则是：

（1）屏蔽辐射源或辐射单元；

（2）屏蔽工作地点；

（3）采用吸收材料，减少辐射源的直接辐射；

（4）清除工作现场二次辐射源，避免或减少二次辐射；

（5）屏蔽设施必须很好的接地；

（6）加强个人防护，如穿具有屏蔽功能的工作服、戴具有屏蔽功能的工作帽和眼镜等。2

电磁辐射污染及其危害由于电子技术的广泛应用，移动电话、无线电广播以及微波技术的迅速发展和普及，射频设备功率的成倍提高以及高压输电等，地面上空的电磁辐射大幅度增加，已经直接危害到人体的健康，当电磁辐射强度超过人体所能承受或仪器所能容许的限度时，就会产生电磁污染或称为射频辅射污染。

电磁辐射污染的危害主要体现在以下三个方面。

（1）危害人体健康：各种家用电器、电子设备、移动通信设备等电器装置只要处于操作使用状态，它的周围就会存在电磁辐射。电磁辐射对人体危害的程度随波长而异，波长越短对人体的作用越强，微波的作用最为突出。电磁辐射对人体产生不良影响的程度还与电磁辐射强度、接触时间、防护措施等因素有关。研究表明，电磁波的频率超过10万赫兹时，就会对人体构成潜在威胁。

（2）干扰通信： 电磁辐射对飞机、舰船等交通工具的通信和导航系统可能造成电磁干扰，从而影响交通安全。雷电等天然电磁污染可能对电器设备、飞机、建筑物等直接造成危害，还会在广大地区从几千赫到几百兆赫以上的范围内产生严重的电磁干扰。有的电磁波还会对有线电设施产生干扰而引起铁路信号的错误、交通指挥灯失控。太阳黑子活动引起的磁暴也会产生电磁干扰，这些电磁干扰对通讯的破坏特别严重。

（3）危害工业安全：高频设备产生的电磁波能干扰各种电子设备、仪器仪表的正常工作，使控制失灵，通信失误，并且这种电磁波能沿着各种导线，如高压输电线、电话线、低压配电线等传播，波及很远的地方。电磁辐射还可能使得金属器件之间相互碰撞而打火，从而引起火药、燃油或气体的燃烧和爆炸，引发安全事故。3

电磁辐射污染的防治电磁辐射污染的防治方法主要包括控制源头的屏蔽技术、控制传播途径的吸收技术和保护受体的个人防护技术。

屏蔽技术为了防止电磁辐射对周围环境的影响，必须将电磁辐射的强度减少到容许的程度，屏蔽是最常用的有效技术。屏蔽分为两类：一类是将污染源屏蔽起来，叫做主动场屏蔽；另一类称被动场屏蔽，就是将指定的空间范围、设备或人屏蔽起来，使其不受周围电磁辐射的干扰。

目前，电磁屏蔽多采用金属板或金属网等导电性材料，做成封闭式的壳体将电磁辐射源罩起来。在电磁屏蔽过程中有三方面的作用：

① 屏蔽金属板的吸收作用，这是由于金属厚壁在电磁能的作用下产生涡流造成热损失，消耗了电磁能，起到了减弱电磁能辐射的作用。

② 由于电磁能从屏蔽金属表面反射而引起的反射损耗。这种反射作用是由于制造屏蔽所用金属材料与它们四周介质的波特性有差异造成的，差异越大，屏效越高。

③ 电磁波在屏蔽金属内部会产生反射波也会造成电磁能的损耗，称为屏蔽金属内部的反射损耗。

接地技术接地技术有射频接地和高频接地两类。射频接地是指能够将射频场源屏蔽体或屏蔽部件内由于感应生成的射频电流迅速导入大地，形成等电势分布，从而使屏蔽体本身不致成为射频辐射的二次场源。是实践中常用的一种方法。接地系统包括接地线、接地极。

对射频接地系统要求如下：

（1）由于射频电流的趋肤效应和为了及时地将屏蔽体上所感应的电荷迅速导入大地，屏蔽体的接地系统表面积要足够大。

（2）接地线要尽可能地短，以保证接地系统具有相当低的阻抗。

（3）接地线应避开1/4波长的奇数倍，以保证接地系统的高效能。

（4）接地极设计合理，导流面积相当，埋置深度妥当。

（5）无论接地物为何种方式，要求有足够厚度，以维持一定机械强度和耐腐蚀。

（6）为了有效导流，一般要求接地极立埋，即将2m的铜板埋于地下土壤中，并将接地线良好地连接在接地铜板上。

高频接地是设备屏蔽体和大地之间，或者与大地上可以看做公共点的某些构件之间，采用低电阻导体连接起来形成电流通路，使屏蔽系统与大地之间形成一个等电势分布。

屏蔽体直接接地的作用效果有随频率增高而降低的趋势。在频率增高时，接地回路的阻抗匹配与谐振问题愈加明显，可通过调整接地回路的电容量大小达到阻抗匹配的目的，从而保证高效屏蔽性能。

线路滤波线路滤波是通过滤波器截止线路上的杂波信号，保证有用信号正常传输的途径。滤波器的安装准则为：

（1）各种电源系统的滤波器应每根进入屏蔽室内电源线均必须装有滤波器。为最大限度地减少滤波器的接入数量，要求合理地设计电源线系统，使进入屏蔽室内的引入线为最少。

（2）当分别进行屏蔽，屏蔽妥善接地。

（3）为避免滤波器置于强电磁场中，原则上要求将滤波器的主要部分放于弱场的地方。

（4）对于滤波器输入端与输出端形成的杂散耦合，应当采用将滤波器两端分别置于屏蔽室内外的办法进行防治。

（5）电源线一般置于滤波器的两端。应装在金属导管中。

（6）滤波器的屏蔽壳体应在最短距离内良好接地。

（7）电源线必须垂直引入滤波器的输入端，以减少电源线上的干扰电压和屏蔽壳体的耦合。

（8）一般情况下，可将电源线中的零线接到屏蔽室的接地芯柱上，将火线通过滤波器引入屏蔽室内。

吸收防护采用吸收电磁辐射能量的材料进行防护是降低电磁辐射的一项有效的措施，能吸收电磁辐射能量的材料种类很多，如铁粉、石墨、木材和水等，以及各种塑料、橡胶、胶木、陶瓷等。吸收防护就是利用吸收材料对电磁辐射能量有一定的吸收作用。从而使电磁波能量得到衰减，达到防护的目的。吸收防护主要用于微波频段，不同的材料对微波能量均有不同的微波吸收效果。

区域控制及绿化对工业集中城市，特别是电子工业集中城市或电气、电子设备密集使用地区，可以将电磁辐射源相对集中在某一区域，使其远离一般工作区或居民区，并对这样的区域设置安全隔离带，从而在较大的区域范围内控制电磁辐射的危害。

个人防护个人防护的对象是个体的微波作业人员，当工作需要操作人员必须进入微波辐射源的近场区作业时，或因某些原因不能对辐射源采取有效的屏蔽、吸收等措施时，必须采取个人防护措施以保护作业人员安全。个人防护措施主要有穿防护服、戴防护头盔和防护眼镜等。这些个人防护装备同样也是应用了屏蔽、吸收等原理，用相应材料制成的。4

本词条内容贡献者为:

吴俊文 - 博士 - 厦门大学