物理性污染控制教程第四章 电磁污染及其控制09-02-02

第四章 电磁辐射污染及其防治第一节第一节 概概 述述 第二节第二节 电磁辐射基础电磁辐射基础 第三节第三节 电磁辐射防护标准电磁辐射防护标准 第四节第四节 电磁辐射污染防治技术电磁辐射污染防治技术 第四章 第一节第一节 概概 述述 一、电磁环境和电磁辐射污染一、电磁环境和电磁辐射污染 二、电磁辐射污染源二、电磁辐射污染源 三、电磁辐射污染的危害三、电磁辐射污染的危害 一、电磁环境和电磁辐射污染一、电磁环境和电磁辐射污染 v电磁环境电磁环境v定义定义：某个存在电磁辐射的空间范围。：某个存在电磁辐射的空间范围。v特点特点：v电磁辐射是以电磁波的形式在空间环电磁辐射是以电磁波的形式在空间环 境中传播的，不能静止地存在于空间境中传播的，不能静止地存在于空间 某处。某处。v人类工作和生活的环境充满电磁辐射。人类工作和生活的环境充满电磁辐射。v电磁辐射污染电磁辐射污染v是指人类使用产生电磁辐射的器具而泄露是指人类使用产生电磁辐射的器具而泄露 的电磁能量流传播到室内外空气中，其量的电磁能量流传播到室内外空气中，其量 超出环境本底值，且其性质、频率、强度超出环境本底值，且其性质、频率、强度 和持续时间等综合影响而引起周围人群的和持续时间等综合影响而引起周围人群的 不适感，并使健康和福利受到损害。不适感，并使健康和福利受到损害。二、电磁辐射污染源二、电磁辐射污染源（一）（一）（一）（一）电磁辐射污染源的种类电磁辐射污染源的种类（二）（二）（二）（二）电磁辐射体与电磁辐射的产生电磁辐射体与电磁辐射的产生 电磁场源电磁场源 自然电磁场源（表自然电磁场源（表4-1） 人工电磁场源（表人工电磁场源（表4-24-2）表表4-1 自然电磁场源分类自然电磁场源分类 银银河系恒星的爆河系恒星的爆发发、宇宙、宇宙间电间电子移子移动动宇宙宇宙电电磁磁场场源源太阳的黑点活动与黑体放射太阳的黑点活动与黑体放射太阳太阳电电磁磁场场源源 自然界的火花放电、雷电、台风、寒冷雪飘、火山喷烟自然界的火花放电、雷电、台风、寒冷雪飘、火山喷烟大气与空气大气与空气污污染源染源来来 源源分分 类类（一）（一）（一）（一）电磁辐射污染源的种类电磁辐射污染源的种类分分 类类设设 备备 名名 称称污污 染染 来来 源源 与与 部部 件件 放放 电电 所所 致致 场场 源源电晕放电电晕放电电力线（送配电线）电力线（送配电线）高电压、大电流而引起静电感应、电磁感应、高电压、大电流而引起静电感应、电磁感应、大地漏泄电流所造成大地漏泄电流所造成辉光放电辉光放电放电管放电管白炽灯、高压水银灯及其他放电管白炽灯、高压水银灯及其他放电管弧光放电弧光放电开关、电气铁道、放电管开关、电气铁道、放电管点活系统、发电机、整流装置点活系统、发电机、整流装置火花放电火花放电电气设备、发动机、冷藏车、汽车电气设备、发动机、冷藏车、汽车整流器、发电机、放电管、点火系统整流器、发电机、放电管、点火系统工频感应场源工频感应场源大功率输电线、电气设备、电气铁道、大功率输电线、电气设备、电气铁道、无线电发射机、雷达无线电发射机、雷达高电压、大电流的电力线场、电气设备、广高电压、大电流的电力线场、电气设备、广播、电视与通风设备的振荡与发射系统播、电视与通风设备的振荡与发射系统射频辐射场源射频辐射场源高频加热设备、热合机、微波干燥机高频加热设备、热合机、微波干燥机 工业用射频利用设备的工作电路与振荡系统工业用射频利用设备的工作电路与振荡系统理疗机、治疗机理疗机、治疗机医学用射频利用设备的工作电路与振荡系统医学用射频利用设备的工作电路与振荡系统家用电器家用电器微波炉、电脑、电磁灶、电热毯微波炉、电脑、电磁灶、电热毯功率源为主功率源为主移动通信设备移动通信设备手机、对讲机手机、对讲机天线为主天线为主建筑物反射建筑物反射高层楼群以及大的金属构件高层楼群以及大的金属构件墙壁、钢筋、吊车墙壁、钢筋、吊车表表4-2 4-2 人工电磁场源分类人工电磁场源分类 自然电磁场源自然电磁场源n雷电雷电n火山活动火山活动n太阳活动和宇宙射线太阳活动和宇宙射线自然电磁场源自然电磁场源n家用电器家用电器人工电磁场源人工电磁场源n电子设备电子设备n大功率输电线大功率输电线人工电磁场源人工电磁场源（二）（二）（二）（二）电磁辐射体与电磁辐射的产生电磁辐射体与电磁辐射的产生 v电磁辐射体电磁辐射体v定义定义：能产生电磁辐射的物体。：能产生电磁辐射的物体。v电力系统工业设备电力系统工业设备v电气化铁道系统电气化铁道系统及设备及设备v广播电视和微波发射系统及设备广播电视和微波发射系统及设备v电磁冶炼系统及电加热设备等电磁冶炼系统及电加热设备等 。v电磁辐射的产生电磁辐射的产生v电磁辐射是一种物理现象，是能量以电电磁辐射是一种物理现象，是能量以电 磁波形式由源发射到空间的现象。磁波形式由源发射到空间的现象。v输出功率输出功率100kW100kW，频率，频率200200300kHz300kHz的高的高 频冶炼机电磁辐射（表频冶炼机电磁辐射（表4-3 4-3 ）。）。 表表4-3 4-3 冶炼机作业区电磁辐射产生状况冶炼机作业区电磁辐射产生状况测试测试部位部位电场电场强强度度 /V/Vm m-1-1磁磁场场强强度度 /A/Am m-1-1距高距高频频感感应应器器3030处处头头部部757580800 0胸部胸部555585851 15 5腹部腹部505090902 27 7距距馈线馈线4040处处头头部部181835350 0胸部胸部8 830300.50.51.01.0腹部腹部3 325250.50.50.60.6距距设备设备3030处处头头部部202040400.20.20.50.5胸部胸部252555550.20.20.70.7腹部腹部353575750.40.40.50.5距距设备设备5050处处头头部部101025250 0胸部胸部8 818180 0腹部腹部5 512120 0距距设备设备1m1m处处头头部部5 56 60 0胸部胸部3 35 50 0腹部腹部3 35 50 0 三、电磁辐射污染的危害三、电磁辐射污染的危害 人体健康人体健康 生态环境生态环境 装置设备装置设备 对人体健康危对人体健康危害的影响因素害的影响因素 三、电磁辐射污染的危害三、电磁辐射污染的危害 周围环境周围环境 受体差异受体差异 辐射源辐射源 频率（波长）频率（波长） 电磁场强度电磁场强度 波形波形 照射时间照射时间 与辐射源距离与辐射源距离 累计频次累计频次 v 波长对生物效应的影响（表波长对生物效应的影响（表4-44-4） 频频率率 /kHz/kHz波波长长 / /受影响的受影响的主要器官主要器官主要的生物效主要的生物效应应100100300300穿透不受影响穿透不受影响150150120012002002001515体内各器官体内各器官过热时过热时引起各器官引起各器官损伤损伤100010003000300030301010眼睛晶状体和眼睛晶状体和睾丸睾丸组织组织加加热显热显著，眼睛晶状体混著，眼睛晶状体混浊浊30003000100001000010103 3表皮和眼睛晶表皮和眼睛晶状体状体伴有温伴有温热热感的皮肤加感的皮肤加热热，白内，白内障患病率增高障患病率增高10000100008 8皮肤皮肤表皮反射，部分吸收而表皮反射，部分吸收而发热发热v受检人员症状百分比与场强关系统计（表受检人员症状百分比与场强关系统计（表4-54-5） 场强症症 状状百分比百分比 / %对对照照组组 V/m 2050100300300头头痛痛 22.4524.3825.9327.2728.1514.12头晕头晕 40.8041.8845.2151.2551.7127.06乏力乏力 17.3521.6523.2023.7528.257.84多梦多梦 46.4449.0452.5054.0856.7231.76记忆记忆力减退力减退 37.5038.7841.9142.3344.444.54心悸心悸 27.5028.5728.7033.9035.5411.37胸胸闷闷 12.9212.9813.2714.1916.246.41窦窦性心律不性心律不齐齐 15.0524.6433.6037.7140.2915.01窦窦性心性心动过缓动过缓 5.267.259.429.6810.725.89窦窦性心性心动过动过速速0.911.451.752.100.39脱脱发发 16.5216.9817.5418.1324.497.84月月经经紊乱紊乱 5.106.277.408.7315.039.06 案例介绍案例介绍 v 在在斯斯德德哥哥尔尔摩摩市市，生生活活在在高高压压输输电电线线区区域域内内的的市市民民，因因磁磁通通密密度度B B3mG3mG（毫毫高高斯斯），癌癌症症发发病病率率为为其其他他地地区区的的3.83.8倍！倍！v 19911991年年英英国国劳劳达达公公司司一一架架民民航航机机不不幸幸坠坠毁毁，电电磁磁辐辐射酿成了这场大祸。射酿成了这场大祸。环境保护报环境保护报。v 19931993年年，瑞瑞典典等等北北欧欧三三国国的的研研究究调调查查公公布布，长长期期受受到到2mG2mG以以上上的的电电磁磁辐辐射射影影响响，罹罹患患白白血血病病的的机机会会是是正正常常人的人的2 21 1倍，罹患脑肿瘤的机会是正常人的倍，罹患脑肿瘤的机会是正常人的1.51.5倍。倍。一、电场与磁场二、电磁场与电磁辐射三、射频电磁场四、电磁辐射的量度单位第二节第二节 电磁辐射基础电磁辐射基础 （一）电场（一）电场（E E）l带电荷的物体周围存在着电场。带电荷的物体周围存在着电场。l静止电荷周围的电场称之为静电场。静止电荷周围的电场称之为静电场。l运动电荷周围的电场则为动电场。运动电荷周围的电场则为动电场。一、电场与磁场（二）磁场（二）磁场（H H）l定定义义：在在电电流流通通过过的的导导体体周周围围所所产产生生的的具具有有磁力的场。磁力的场。l若通过导体的是直流电，则产生恒定的磁场；若通过导体的是直流电，则产生恒定的磁场；l若通过导体的是交流电，则产生变化的磁场。若通过导体的是交流电，则产生变化的磁场。l磁磁场场频频率率随随着着电电场场频频率率的的变变化化而而改改变变，两两者者呈呈正正比比例关系。例关系。一、电场与磁场二、电磁场与电磁辐射 电磁场电磁场 l交变磁场周围会产生电场，交变电场周交变磁场周围会产生电场，交变电场周围又会产生新的磁场，二者相互作用、相围又会产生新的磁场，二者相互作用、相互垂直，并与自身运动方向垂直。这种互垂直，并与自身运动方向垂直。这种交交替产生的具有电场与磁场作用的物质空间替产生的具有电场与磁场作用的物质空间称为电磁场。称为电磁场。 电磁辐射电磁辐射 l电磁场以一定速度在空间传播过程中不电磁场以一定速度在空间传播过程中不断向周围空间辐射能量，此能量称为断向周围空间辐射能量，此能量称为电磁电磁辐射辐射，亦称，亦称电磁波电磁波。一、电场与磁场二、电磁场与电磁辐射三、射频电磁场四、电磁辐射的量度单位第二节第二节 电磁辐射基础电磁辐射基础 二、电磁场与电磁辐射（一）电磁波的周期（一）电磁波的周期（T T）、频率（）、频率（f f）、）、 波长（波长（）和波速（）和波速（V V） （二）场区分类及其特点（二）场区分类及其特点 （三）电磁场的能量（三）电磁场的能量 （四）电磁波的传播特性（四）电磁波的传播特性 v周期周期：电磁波发生一次全振动所需要的时：电磁波发生一次全振动所需要的时间，单位间，单位s (秒秒)。v频率频率：电磁场每秒振荡的次数，单位：电磁场每秒振荡的次数，单位Hz (赫赫兹兹)；常用单位还有；常用单位还有kHz (千赫千赫)、 MHz (兆兆赫赫)或或GHz (千兆赫千兆赫)。v 周期与频率互为倒数周期与频率互为倒数v103 MHz = 106 kHz = 109 Hz（一）电磁波的周期（一）电磁波的周期（T T）、频率（）、频率（f f）、）、 波长（波长（）和波速（）和波速（V V） v波长