電磁波的安全問題

摘要經(jīng)過50多年的研究，目前可證實有害的“非電離輻射”生物效應是熱效應（高頻）與電刺激（低頻）。有許多關(guān)于低強度電磁波生物效應的報導，卻沒有一個所謂的“非熱效應”能獨立地被重復證實或證明是有害的。在無線電波段，除了熱效應以外，沒有已知的機理可以預測有害健康的效應。國際電磁波安全標準是在對健康有影響的生物效應進行評估的基礎上制定的，包括了熱效應和非熱效應，以及短期與長期照射的結(jié)果。過去10年內(nèi)有20多個獨立專家組和政府健康機構(gòu)發(fā)表類似世界衛(wèi)生組織在2006年的聲明，迄今，所有針對無線電頻率場的專家評審都得出了同樣的結(jié)論：低于國際非電離放射防護委員會規(guī)定暴露限值的無線電頻率場暴露對人類健康沒有任何危害。

隨著科技的進步，電子電氣產(chǎn)品日益普及，其中很多產(chǎn)品會發(fā)出電磁波。其實從第二次世界大戰(zhàn)以后，人們對電磁波的安全性就產(chǎn)生了疑慮。美國軍方科技人員在50年代即針對軍用雷達的生物效應開展研究，60年代將注意力轉(zhuǎn)到廣播和電視臺的強電磁波影響上；70年代初，蘇聯(lián)以微波照射美國大使館被揭發(fā)，館員的健康受到關(guān)注，加上美國開始有微波爐進入家庭廚房，對家庭主婦和兒童的健康顧慮，也加速了這方面研究的步伐；到80年代時，先是擔心高壓電是否會致癌，然后是警用汽車測速雷達是否引起□丸癌受到質(zhì)疑；90年代以來，由于無線通信的普及，大家又開始擔心使用手機、住在基站發(fā)射臺附近、使用無線互聯(lián)網(wǎng)是否會得癌癥，這些問題都是推動研究的動力。尤其近年來因人們壽命的加長，癌癥比例也隨之上升，人人談癌色變。從60年代開始，世界各地的科學家推薦了不同的最大可允許暴露值，以保障人身安全。但東歐國家（包括中國）與西方國家的最大可允許暴露值相差有千倍之多，因而引起了混亂和爭辯。電磁波安全標準上的分歧，歸結(jié)于對公共衛(wèi)生標準發(fā)展有不同的認知思維、不同的科學方法和對科學數(shù)據(jù)不同的理解，以及不同國家在法規(guī)方面的考慮。全球標準不統(tǒng)一的事實，促成了部分人士對電磁波敏感、有電磁波恐懼癥，而且使公眾對電磁波暴露限值缺乏信心。從1996年以來，世界衛(wèi)生組織就開始了一個國際電磁場項目，其使命之一就是要達到全世界電磁場標準的統(tǒng)一。

筆者自1971年以來即在美國學術(shù)界（西雅圖華盛頓大學14年，洛杉磯希望城國家醫(yī)學中心13年）與工業(yè)界（摩托羅拉9年）從事電磁波的生物效應與醫(yī)學應用方面的研究。謹以此文向國內(nèi)同胞介紹這一領域的知識，并澄清一些錯誤概念，以避免大家不必要的憂慮，因而影響國人健康。筆者最近曾接受兩位國內(nèi)記者的越洋采訪，他們的理解很正確而且文章寫得很好，因此在文中加以引用[1，2]；本文的部分內(nèi)容也曾在俄羅斯學術(shù)雜志刊登[3]。

一、輻射的概念

圖1是電磁波的頻譜，最右方是“電離輻射”（核爆炸、核電站意外、X射線、伽瑪射線），電離輻射的頻率及光子能量極高（超過10eV），能將電子擊離分子（電離），因此能使人的DNA發(fā)生改變，引起癌癥。它不僅能殺死一定范圍內(nèi)的生物，而且其輻射也會存在很長一段時間，這種殘余的輻射對人體健康仍然有害，而且有累積作用，所以一般人對“輻射”都心存恐懼。低于紫外光線頻率的電磁波（包括可見光）光子能量不足以產(chǎn)生電離，故稱為“非電離輻射”。但一般人對媒體報導的手機或基站“電磁輻射”誤解為核輻射的“電離”輻射，因而有莫名的恐懼，并且希望“電磁輻射”越低越好。

圖1  電磁頻譜（非電離輻射與電離輻射的分界在紫外線）

其實人類一直生活在電磁環(huán)境里，地球本身就是一個大磁場（靜場），其表面的熱輻射和雷電都產(chǎn)生電磁輻射，陽光也是電磁輻射。此外，其他星球也自外層空間源源不斷地產(chǎn)生電磁輻射。對這些自然的電磁輻射，人類別無選擇，而且受益無窮，比如陽光是生命之源。使用中間頻段的電燈、電腦、彩電、冰箱、電磁爐、微波爐等已進入大部分家庭，而這些家用電器的工作原理都是利用電磁波、電磁能�？梢哉f，電磁能的應用已經(jīng)深入到人類生活的各個方面。因此，電磁輻射在有電燈、廣播和電視以來就成為了我們生活的一部分，無線電通信更是目前不可缺少的。但是這種人造的電磁輻射是否會對人體健康產(chǎn)生危害呢?一般人去哪里找答案呢?

媒體和互聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代公眾知識傳播的一個主流。然而媒體報導與科學報告不同，媒體報導通常是不經(jīng)提供資料者或其他專家評審的，有異于科學出版的嚴格評審過程。媒體主要是焦點報導而非權(quán)衡整體科學證據(jù)的報告。由于媒體特性是偏好有新聞性的故事，常有未被評審的研究結(jié)果或所謂的“專家”論點在報刊上發(fā)表，從而造成許多不必要的恐慌。媒體誤傳卻又特別迅速，隨后的更正或?qū)嶒灍o法重復的事實卻上不了新聞，或是刊登的版面很小。久而久之，負面的信息就停留在人們的腦海里而導致無謂的憂慮。不幸地，公眾都是從媒體而不是從科學報告獲取知識，這些負面的信息只會加深憂慮和爭辯，而且確實會影響一些人的健康。更糟的是，有些政府官員竟然使用媒體的信息，做出政府決策或制定標準。筆者個人認為，累積的媒體誤傳是民眾電磁波恐懼癥的來源。因此筆者呼吁，科學家要秉承道義和責任只將“被核實的”信息通過媒體報導給公眾，絕對不要誤導媒體。由于媒體和一般人對“輻射”一詞的誤解，世界衛(wèi)生組織和電氣電子工程師協(xié)會在有關(guān)“電磁輻射”的文件中均代以“電磁照射”或“電磁暴露”，以避免混淆，因此以下均以“電磁照射或暴露”為文。

二、安全標準的制定過程

既然電磁波安不安全是一個科學問題，就應該通過科學的方法來解決。圖2通過一個簡圖介紹了一般的標準制定過程。科學研究完成之后，結(jié)果應該提交到科學會議上報告，或出版在被同行評審過的學術(shù)刊物上。為了建立他們的有效性與可信性，研究結(jié)果必須經(jīng)過嚴謹?shù)募夹g(shù)評估。研究結(jié)果也許需要被重復或由其他實驗室以獨立的研究予以驗證。然后科學家和管理者們可使用這些資料制定出一個委員會多數(shù)人同意的標準或法規(guī)。安全標準必須是基于科學的、有足夠保護水平的，而且應該是可以實際實施的，才能作為法規(guī)的依據(jù)�？蒲薪Y(jié)果應連續(xù)地被評估，如果有必要，可以根據(jù)最新研究結(jié)果對標準進行修訂。通常，如果只是一個地方區(qū)域或國家的衛(wèi)生防護問題，法規(guī)應由當?shù)卣�府制定。但是，電磁波的安全標準是跨國界的，無法地方化，必須是全球性和根據(jù)全球性科學知識所建立的。因此，有必要對于電磁波標準進行跨國和洲際協(xié)調(diào)。世界衛(wèi)生組織正努力促進全球電磁波安全標準的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

圖2  從科研到法規(guī)

因為科學研究是標準制定的第一步和整個過程的基礎，這個基礎的可靠性應該被嚴格地審查。由于電磁劑量學[4]和生物效應的復雜性，許多不同的標準起源于對研究結(jié)果不同的采納和解釋。目前在世界上被廣泛接受的標準有兩個，國際非電離輻射防護委員會（ICNIRP）與電氣電子工程師協(xié)會（IEEE）的標準[5，6]，他們是根據(jù)以上的描述過程，按已建立的科學研究結(jié)果來定的暴露限值。國際非電離輻射防護委員會是由14位選出來的各國代表組成，不包含企業(yè)界成員。電氣電子工程師協(xié)會所屬的國際電磁安全委員會最近修改了標準，筆者負責牽頭射頻（3000Hz～300GHz）安全標準的修定，有來自24個國家的130多位委員參與了此工作，任何有興趣者均可加入，會員有學術(shù)界、政府、業(yè)界和群眾代表。10年間，共評審了1300篇論文。經(jīng)過多年的協(xié)商、投票，終于在2006年4月19日出版了IEEEStdC95.1-2005射頻安全標準，其中有許多曾與國際非電離輻射防護委員會導則不同的限值統(tǒng)一了。譬如局部比吸收率，以前限值為每一克平均是1.6 W/kg，現(xiàn)在每十克平均是2W/kg。目前，國際上有將近40個國家采用世界衛(wèi)生組織推薦的國際非電離輻射防護委員會的導則，有四個國家（包括美國）采用電氣電子工程師協(xié)會的IEEE Std C95.1-1991（1999修訂版）標準。因為IEEE的新標準已與ICNIRP導則的射頻基本限值相同，將來一定會趨向于世界統(tǒng)一。

三、文獻評估

電氣電子工程師協(xié)會的國際電磁安全委員會在評估文獻時，有四個文獻評估工作小組：試管內(nèi)、活體內(nèi)、流行病學和工程學。工程小組評估集中于暴露參數(shù)，包括場強特征、極化方向、發(fā)射源、輻射特征、暴露時間、比吸收率、組織內(nèi)誘導電流和電場、溫度報告（在照射物內(nèi)的溫度，及是否使用射頻干擾的溫度探針）。通過這個評估過程，發(fā)現(xiàn)了并非所有被同行評審過的文章，在標準制定上都是有用的，原因是這些文章通常都對工程方面、生物實驗或兩者的細節(jié)沒有充分地注意。而且許多經(jīng)過同行評審過的文章沒有通過這個委員會的評估。因為數(shù)據(jù)庫有太多的研究論文要評審，這在標準設置過程中是一個巨大的難題，所以委員會同時請專家們在特定的主題上寫綜述評論，并發(fā)表在生物電磁學雜志�？�上二電磁波安全標準的設置，不能依靠單一報告的結(jié)果或有偏差的資料，而是應該根據(jù)已獨立地被證實了的有害或潛在的不利影響來設定限值。

四、風險評估

在電磁安全標準設置過程中，需分辨生物效應和有害效應，只有確知的有害效應才應該被考慮。電氣電子工程師協(xié)會的國際電磁安全委員會在IEEEStdC95.1-2005標準中，用“權(quán)衡取證法”來評估一個射頻電磁照射所產(chǎn)生的生物或健康效應，這個過程包括評估其測試方法、實驗設計的規(guī)模及優(yōu)點，其結(jié)果是否與其他研究成果相符，劑量與效應的關(guān)系以及統(tǒng)計的關(guān)聯(lián)是否在生物學上有可能。與電離輻射不同，經(jīng)過50多年來的研究，在射頻波段，并未發(fā)現(xiàn)或證實在低強度的電磁照射，除了熱作用以外，還有什么機理可以證明對人體會有其他作用，因此也沒有理由相信會有累積效應。目前有30多個動物長期照射的實驗結(jié)果，沒有確切地證明射頻電磁照射會影響健康，包括癌癥和減短壽命。當有一致的研究結(jié)果被不同的實驗室發(fā)表在專業(yè)評審的科學文獻里，而科學界也認為在特定的暴露條件下確實會有如此的反應，這個研究結(jié)果才被稱為“確知的反應”。但“確知的反應”是否構(gòu)成風險還無法定論，在科學家和管理者之中要對什么是確知的有害效應達成共識是個問題。而且，各國對公共衛(wèi)生保護理念的差異，也使得標準協(xié)調(diào)一致相當困難。例如，有衛(wèi)生官員考慮“預先警戒措施”，這是根據(jù)恐懼心理而不是科學證明的確知有害效應，如此作法可能導致長期無法達成共識。歷史總是會重復的，當決策過程中非科學性的因素成為考慮的要素時，那么制定出大差距的標準就在預料之中了。標準應該根據(jù)科學，加以合理的安全裕量，以涵蓋科學的不確定性和人群個體的差異。非科學性的因素不應該包括在內(nèi)，因為這些通常會導致不合理的暴露限值。提倡“預先警戒措施”的人士應著重“權(quán)衡取證”，從整個文獻庫[2]而不是由部分的選擇文獻來分析，知道的越多就越有把握，而不會無理地加大安全系數(shù)。對一個已經(jīng)超過50年研究歷史的電磁波生物效應，在沒有任何機理的情況下，增加極端安全系數(shù)，沒有實質(zhì)意義�；�于科學的標準，能提供一個可靠和可理解的理論基礎來保護全民健康。有關(guān)1300篇文獻評審的細節(jié)，請參考IEEEStd C95.1-2005[6]的附錄B。

五、手機及基站的安全顧慮

因為使用手機的人多，安全顧慮大，世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，有關(guān)政府機構(gòu)和業(yè)者在過去十幾年，已投入了超過2.5億美元，用來研究無線電通信是否會影響人的健康[8]，目前又有一個1.3億美元的項目在進行中。許多上報的手機有害報導，經(jīng)過更進一步仔細的求證都不能重復。如前面所言，不能重復的消息上不了報，因此一般人就只記得有害的報導，但是這不是正確的科學信息，科學必須要可以重復，不能重復的東西是不科學的。關(guān)于無線電通信安全的研究論文，目前已有500多篇，還有200多篇將要出版，沒有哪一項有害的反應可以證實，世界衛(wèi)生組織在2004年2月有此聲明[9]：“過去30年來，在非電離輻射的生物效應和醫(yī)療應用領域發(fā)表的文章約有25000篇之多。盡管有些人認為有必要進行更深入的研究，但在這一領域的科學知識目前已非常廣泛，甚至超過了大多數(shù)化學物品。通過最近對科學文獻的深入研究，世界衛(wèi)生組織得出結(jié)論：現(xiàn)有證據(jù)不能證實低水平電磁場照射會對健康造成任何影響。”因此通過檢測的手機，不論是什么品牌、型號、設計、制式，都不會對人體有害。住在基站塔臺下的居民請別擔心，基站的無線電波是向四方遠方傳播，而非像路燈朝下照，并且功率很�。◣资�瓦），除了在天線正前方一米之內(nèi)，都不會超標。如果擔心這么小的能量會有害，那太陽光就不能照了，其光子能量（見圖1）與強度可要大得多，會叫人流汗�？茖W家、業(yè)者、政府、世界衛(wèi)生組織都是要對人民的健康安全負責，我們應該相信專家、相信世界衛(wèi)生組織，要知道憂慮本身是對健康不利的，尤其是不必要的憂慮使健康受損更是劃不來。

六、結(jié)語

經(jīng)過50余年的研究，目前可證實有害的“非電離輻射”生物效應是熱效應（高頻）與電刺激（低頻）。國際安全標準是在對影響健康的生物效應進行評估的基礎上制定的，包括熱效應和非熱效應，以及短期與長期照射的結(jié)果。最近10年內(nèi)，有20多個獨立專家組或政府健康機構(gòu)發(fā)表聲明公認“沒有確切的證據(jù)表明低于國際安全標準限值的電磁波會影響健康”。

參考文獻

1陶筠.手機“輻射”概念有誤.市場報，2005年7月4日.http:/www.peopledaily.ac.cn/BIG5/paper53/15130/1342220.html

2周晨.電磁專家周重光：防手機輻射就像是在月光下打傘.科技日報，2006年4月5日.http：//www.stdaily.com/gb/content/2006-04/05/content_507484.Htm

3CKChou.BasicProblems of Diversely Reported Biological Effects of Radio Frequency Fields[J].Radiation Biology and Radioecology，Moscow，Russia，2003，43（5）：512-518.

4CKChou，HBassen，J Osepchuk，et al. Radio Frequency Electromag-netic Exposure：A Tutorial Review on Experimental Dosimetry.Bioelectro-magnetics 1996，17（3）：195～208

5ICNIRP.GuidelinesforLimitingExposure to Time-varying Electric，Magnetic，and Electromagnetic Fields（up to 300 GHz）.Health Physics 1998，74（4）：494～522

6IEEEC95.1-2005.IEEEStandardfor Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields，3 kHz to 300 GHz.Institute of Electrical and Electronics Engineers，Inc.，Piscataway，NJ.2006，pp：1～250

7WHO’sEMFResearchDatabases.http：//www.who.int/peh-emf/re-search/database/en/index.html

8WHO（2006）.http：//www.who.int/mediacentre/factsheets/fs304/en/index.htm19WHO（2004）.http：//www.who.int/peh-emf/about/WhatisEMF/en/index1.html

10各政府和專家組對射頻電磁波的健康影響與安全暴露限值的聲明（2000～2007）

11CKChou，AW Guy，R Galambos.Auditory Perception of Radio Frequency Electromagnetic Fields（80th Review and Tutorial Paper）Journal of Acoustic Society of America 1982，71（6）：1321～1334

12IET.PrematurePublicationEndangersPublic Confidence.2006.http：//www.engineeringtalk.com/news/iee/iee 159 html