我国现行射频辐射卫生标准

我国现行射频辐射卫生标准

浙江大学医学院微波研究室 姜槐

微波的容许辐射限值即卫生标准最早是由原苏联和美国分别于50年代初期提出的，前者的标准比后者严千倍的差距持续达30年之久。虽然从80年代以来苏美的卫生标准，包括微波的射频电磁波卫生标准都作了修改，但至今仍有很大差距，主要是因为制订标准的依据不同。我国及其他很多国家也分别制订了各自的卫生标准。以下在按建立电磁波卫生标准的不同依据归纳为两类的基础上,对我国的有关射频暴露卫生标准分别予以介绍。

1．以热平衡理论计算为基础发展成以比吸收率(SAR)为依据制定卫生标准

美国在1982年前的标准，对频率10MHz-300GHz的电磁波，不分频段都规定功率密度为1 0 mW／cm2，这是以微波的热效应和热交换原则为依据于1953年由Schwan提出的。假设人体每日从食物中摄取的能量为12.6 MJ，有效系数低于30％，则有8.79 MJ的热量需散发出去，以人体总表面积2 m2计，正常条件下人体平均散热为5 mW／cm2。考虑到人体增加一倍的散热量是力所能及的，又由于照射面积最多不超过总体表面积的1／2，附加能量值可加倍，因而建议10 mW／cm2作为卫生标准。美国国家标准研究所( ANSI)于1966年基于以上建议和生物实验热效应研究，作出了具体规定，即在任何6分钟时间内的平均功率密度不容许超过10 mW／cm2，可以长时间辐射。该标准使用于频率10MHz到300GHz的电磁波辐射，不分频段。低于10MHz频段则不限制暴露值。

1982年美国制订了新的射频电磁场卫生标准，它虽然仍是基于热效应制订的，但已经不仅是计算和假设，而有了较多的动物实验等资料依据，其主要特点是采用了计量学概念。虽然标准中仍采用场强或功率密度，但这些是以剂量率来定标的，即用比吸收率(specific absorption rate, SAR，单位为W/kg或 mW/g)。美国国家标准局根据他们以微波和超短波辐射大鼠和猴，时间不到一小时，所显示对实验动物的行为产生不利影响的比吸收率阈值接近4W/kg为依据。采用安全系数10，以SAR为0.4W/kg作为基准值来确定容许暴露限值的(1)。在同一SAR下的功率密度限值随不同频率而异，由于1.75m高的成人共振频率在接地条件下可低到约30 MHz，而幼儿约300 MHz，故在这超短波波段的标准最严，为1 mW/cm2。电磁波频率高于300 MHz 的标准则放宽，频率1.5 GHz以下为5 mW/cm2；频率低于30 MHz的标准也放宽，频率3 MHz以下的电场标准为632 V／m，磁场为1.6 A／m。该标准不分职业暴露或公众暴露，使用同一的容许限值。很多西方国家规定了相似的标准，即以SAR为基准。1984年国际辐射防护协会(IRPA)对100 kHz 到300 MHz的射频电磁场制订了暴露限值的暂时规定，它将环境公众暴露与职业暴露的标准加以区分，前者约为后者的1／5，即分别以0.08 W／kg和0.4 W／kg为基准。1988年和1998年相继对标准作了修改并重新颁布(2),其职业暴露标准与美国的ANSI C95.1-1982标准在限值上非常接近。

美国现行的射频辐射卫生标准(3)是由美国电气和电子工程研究所(IEEE)标准委员会于1991年通过，于1992年颁布的IEEE C95.1 1991(ANSI C95.1 1991)。该新标准与ANSI C95.1-1982的主要区别有以下几点：(1)将标准区分为控制环境(Controlled environment )和非控制环境(n-controlled environment)两类，它略有别于其他国家采用的职业暴露和公众暴露的区分。前者指人们知道可能受到辐射的场所，包括作业场所以及人们非职业性经过的那些地方，在那里人们知道辐射水平可能超过所规定的非控制环境的标准水平.后者是指人们不知或不能控制其暴露的场所，这种辐射可以在生活区或者是在工作地点但料想不到会存在超过该标准辐照水平的出现。这种分为控制与非控制环境的划分方法，是以受到辐射的场所而不是以受辐射者来划分(如职业暴露与公众暴露的划分)，这种划分界限不够明确，并在执行中较难实施。(2)标准的频率下限从300kHz延伸到3kHz。(3)在频率较低的波段，其磁场容许暴露限值比1982年的标准放宽2个数量级，由1.63 A／m跃到163 A/m。(4)微波波段的容许限值放宽，从3000MHz的限值由原来的5 mW／cm2放宽到10 mW／cm2。其理由是与红外线标准相当。(5)为了预防电击和烧伤，在 l0O MHz以下又规定了从暴露者到地面或到导电物体所流过的最大电流限值。

2. 对实际暴露人员进行定期体检，以人体和现场调查为主，辅以动物实验作为制订标准的依据。

原苏联对高频和微波的标准是在现场劳动卫生调研的基础上提出的。对中长波波段最早提出场强为10 V／m的职业暴露电场卫生标准，1965年修订为20 V／m电场和 5 A／m磁场标准，1977年再次修改成为现行标准。新标准将中长波段的电场卫生标准放宽到电场强度为50 V／m，频率下限扩展到60 kHz；对短波和超短波则分频段制订了场强5 20 V／m的限值。环境的射频暴露卫生标准约为职业暴露标准的1／2。至于微波辐射，他们对接触功率密度0.1 mW/cm2辐射的工人健康作了6 8年的动态观察，根据所表现出来的自觉症状和植物神经功能状态，结合慢性动物实验(辐射功率密度1 mW／cm2)出现的中枢神经系统及心血管的机能与形态的改变，最早确定功率密度10 μW／cm2为职业暴露允许限值。同时按不同接触时间提出了分级标准。经过1984年的修改形成了现行的微波辐射卫生标准。该标淮改变了以往按不同暴露时间所规定的分级标准，而采用了日剂量限值(200 μW·h／cm2)。原苏联学者还从动物实验得出，微波生物效应在功率密度低于4 mW／cm2以下与辐射强度接近线性关系，而在4一10 mW／cm2以上才是非线性的。因而他们认为采用日剂量限值比分3级标准更为合理。该标准按每日8小时计，作业场所容许辐射强度为功率密度25 μW／cm2，比原标准放宽1.5倍。对环境公众暴露限值定为10 μW／cm2。捷克、波兰、匈牙利等国的卫生标准虽各不相同，但他们都是属于主要依据现场劳动卫生调研并辅以实验研究研制的标准。

3．我国射频电磁场的卫生标准

我国根据6个地区有关工厂的微波劳动卫生调研资料和急慢性动物实验结果，于1979年由卫生部和四机部联合颁发了在局部试行的《微波辐射暂行卫生标准》。动物实验所得的微波辐射有害作用阈强度为功率密度1 mW/cm2左右。从人体健康检查得出：长期在功率密度超过200 μW/cm2(周期性地接触数mW/cm2)条件下工作，可引起中枢和心血管系统的机能紊乱及白细胞、血小板轻度减少; 功率密度在<50 μW/cm2之下的接触则除主诉神经衰弱之外，客观指标的阳性率未见增高。鉴于当时作业人员每日实际暴露时间不超过6小时，故以功率密度50 μW/ cm2 (6小时／日)为标准(动物作用阈强度的安全系数设定为20)，同时规定相应的日剂量标准为300 μW·h/ cm2。经1982年全国职业病普查中微波作业者的体检，以及脉冲微波引起脑线粒体标志酶下降的阈强度为0.5 mW/ cm2等实验研究，1983年修订了我国的暂行微波辐射标准，即现行标准，1989年正式被批准为国家标准(表1)(5,6)。该标准除规定每日8小时的容许辐射功率密度外，仍以日剂量为不同暴露时间的容许限值。在标准中，对转动天线的脉冲微波辐射规定了与连续波同样的标准，即功率密度50μ W/cm2 (8小时)或400μW·h/ cm2 (日剂量)，对固定辐射的脉冲微波标准则比以上要严，限值为功率密度25μ W/cm2或200 μW·h/ cm2。所谓非固定辐射的定义为转动天线的 to ／T小于0.1的辐射。to 是指检测位所受辐射大于或等于主波束最大平均功率密度50％强度时的时间，T为天线运转一周的时间。在从事接触微波工作或生产的条件下，有些作业所受微波辐射仅限于手部，头脑等重要部位所受辐射强度甚微。我国现行微波卫生标准对仅仅肢体的局部辐射，其容许平均辐射强度和日剂量比全身辐射时放宽10倍。我国超短波的职业暴露标准也是在现场调研和实验研究的基础上提出的，于1989年颁布为国家标准(表2)(7), 该标准也区分连续波辐射和脉冲波辐射，一日8小时工作的最大容许辐射电场强度分别为14 V／m和10 V／m，并按暴露时间的长短，区分为2级标准(表2)。高频波段的职业暴露卫生标准(表3)标准委员会已通过，有待国家技术监督局批准。

表1．我国作业场所微波辐射卫生标准( GBl0436 89)

注：(1)t为暴露时间，单位为小时。(2)短时间最大暴露限值不得超过5 mW／cm2。(3)在超过1 mW／cm2条件下，除按日剂量容许暴露时间外，还需使用防护眼镜。(4)固定与非固定辐射定义见文中叙述。

表2.我国作业场所超短波(＞30 300MHz)

辐射卫生标准(GB 10437 89)

表3．我国作业场所0.1-30MHz频段射频卫生标准

我国环境电磁波卫生标准的研究，除基于职业暴露标准研究资料外，扩大流行病学调查范围，观察了青少年和儿童受环境电磁波作用后对视觉反应时、短时记忆力、中性粒细胞吞噬功能和酸性磷酸酶等的影响；补充实验动物长期受低强度辐射对免疫功能的实验研究，提出了分为2级的容许辐射限值(表4)。该标准中的级标准，指公众(包括婴儿、孕妇和老弱病残者)在该环境下长期居住生活，其健康不受电磁辐射影响的区域；二级指长期居住生活在该区，可能会对易感人群引起某些不良影响，故需加以限制，此地可建造工厂和机关等，已建造的可采取适当的防护措施。超过二级标准的地区可作为绿化带或种植农作物等。分级标准的目的在于使靠近辐射源的现有建筑物得到合理使用，并有利于在设计城市规划时合理使用土地。

表4. 我国环境电磁波卫生标准（GB9175-88）

关于我国电磁波的暴露限值，还有由国家环保局发布的《电磁辐射防护规定》，也是国家标准。该标准应用SAR剂量，规定在24 小时内任意连续6分钟的平均SAR应小于0.02 W/kg，对各频段的导出值见表5。该限值明显比环境电磁波卫生标准宽，但在这规定中明确指出，应本着“可合理达到尽量低”的原则，并说明各单位或部门可制定各自的管理限值，其值应严于该规定的限值。

表5. 公众照射导出限值（GB 8702-88）

注:(1)系平面波等效值,供对照参考；(2)供对照参考，不作限值;

表中f是频率，单位为MHz。 

此外，对职业暴露基于SAR 0.1 W/kg提出了导出限值（见表6）。

表6 职业照射导出限值（GB 8702-88）

4.总结

纵观以上差别悬殊的射频电磁波卫生标准，可以得出以美国为代表的用全身平均SAR为基础所制订的标准，现在主要还是依据热效应的实验研究得出，缺乏对现场实际和人群的调查研究。以暴露人群的医学检查及动物实验结果来制订标准，也还存在着很多问题。暴露者虽然存在较多的疲劳和头痛等神经衰弱的表现，血压偏低或波动等植物神经功能紊乱症状和周围血象轻度改变等，但这些都是非特异性的指标，况且这些症状与暴露时间和暴露强度之间也缺乏明显的相关性，般在最初接触的1 2年更为明显。对电磁波的适应性，存在着明显的个体差异，某些人对电磁辐射特别敏感。这些都难以定量并影响到结果的准确性。从动物实验研究来看，有些效应如免疫变化均呈现双相反应，剂量与效应之间缺乏明显的线性关系。因而，要评价射频电磁场的生物学效应和可能的健康危害，以目前人们的知识水平，还提不出一个很有说服力的标准。因此在短期内国际上还不会有统的标准。随着人们对生物电磁学研究的深入，各国的有关为卫生标准将逐步趋于完善和统