解读电磁辐射的两种标准

手机和基站的辐射会不会危害人体健康？这是个老生常谈的话题了，国内媒体充斥着形形色色的专家建议，公众也都有着自己的看法。事实上，国外发达国家对此已经有过很多研究，结论是其与脑瘤等疾病无关。"日常生活中的电磁辐射对人体健康没有危害"早已是科学界的共识。 

从对人体健康潜在影响的角度来看，国际上对电磁辐射的测量标准有两种，分别是功率密度标准和比吸收率标准，前者属电磁学领域，后者仍与电磁学相关，但已扩展到生物学领域了。

功 率密度指的是单位面积所接收到的辐射功率，它所测量的是信号强度，可以用电场强度和磁场强度来表示，但更普遍采用的是功率密度。下图是我国现行的《电磁辐 射防护规定》（GB8702-88）中对公众照射限值的规定，图中的前两行属中短波，不属于移动通信频段，其中3MHz～30MHz是军队使用的短波波 段，跟公众关系不大，不必关心。在30MHz～30000MHz范围内的电磁波，频率越高则穿透人体能力就越差，因此从对人体影响的角度出发，频率越高则 允许的功率密度就越大，即从30MHz的0.4W/ m2到30000MHz的2W/m2。

手 机的峰值功率2W，美国电气电子工程师协会（IEEE）不考虑发射功率7W以下的安全问题，但美国国家辐射防护测量委员会（NCRP）主张更严格标准，美 国联邦通信委员会（FCC）对2G手机所集中使用的900MHz频段规定的辐射限值为6W/m2，比我国的0.4W/m2宽松了15倍。

我 国现行的电磁辐射防护规定GB8702-88是国际上最严格的标准之一，通信公司建基站和国家环保部的检查，依据的就是这个标准。有网友觉得这是88年定 的标准，那时手机远未流行，现在手机这么普及了，标准应该提高。而实际上，基站现在越建越密，单基站的辐射功率在变小，辐射功率密度呈现下降趋势。由于新 技术的应用，手机的功率也在减小，手机和基站对人体潜在的威胁程度不是增加了，而是降低了。

88年的国标毕竟年头久了，现在环保部推出了拟 替代GB8702-88标准的征求意见标准，其中手机频段的限值并没有变化，仍然是0.4W/m2，标准中将1MHZ~300GHz的电磁设备的豁免管理 等效功率定为了100W，即100W（含）以下的向没有屏蔽空间辐射的设备并不需要报批，高过100W的也不是说不能搞，只是要报批而矣。现在基站单站功 率不过20W左右，按这个征求意见标准，根本不用报批，而且也不可能超标。

一般GSM基站天线高度为35～55米，国家环保部曾监督测试过上千部基站，结果表明：射功率为20瓦的基站，基天线前10米的功率密度是0.006W/m2，远低于苛刻的中国限值标准。

手 机和基站等电磁辐射不会影响人身健康，这本是科学界共识，在国外也从来不是个问题，但在中国却引起了公众恐慌。究其原因，运营商为竞争而散布的辐射谣言是 源头，当初推广CDMA手机时，某运营商打出了"绿色手机"的伪概念，拿低辐射作为卖点，用欺骗公众的手段来提高竞争力。其实CDMA手机的辐射功率并不 比GSM小，GSM手机峰值功率2W，实际使用过程中，只在1/8的时间发射，所以最大平均功率为250mW，而CDMA是连续发射的，最大平均功率也约 为250mW，两种差别不大。

公众不必知道具体原理，只凭常识就能判断CDMA手机辐射与GSM大体相当，因为两种手机的电池容量差不多， 除系统运行所需要基本相同的能量外，其余能量都辐射出去了，两者的待机和连续通话时间又差不多，若CDMA手机辐射功率远小于GSM的话，那余下的能量哪 里去了？难道能量守恒定律不成立了吗？

虽然GSM和CDMA两种手机的最大平均功率均在250mW左右，但实际发射功率会远低于这个水准， 这源于基站对手机功率的自动控制机制。由于手机距离基站的远近不同，手机辐射相同的功率，基站接收到近处手机的信号功率就强，接收到远处手机的信号功率就 弱。手机自己不知道距离基站的远近，开头会采用最大功率发射，基站收到后会向手机发送逐阶降低发射功率的指令，1秒钟内会发送几十到几百次指令，处于近处 的手机会在极短的时间时把发射功率调整到很低的水平，例如0.02W。

基站发射功率虽然比手机大，但由于手机距离人体近，综合比较后，还是手机对人体的辐射量更大得多。因害怕辐射而抵制基站是最二的做法，没有之一，因为手机与基站的距离远了，手机使用者反而要遭到更强的辐射，这恐怕是抵制者们所没有想到的。

现在运营商已经为当初的辐射谣言付出了代价，基站很难进入小区了，到处被居民驱赶，把基站伪装成灯杆和大树的招数也已经不灵了。时至今日，仍有运营商打虚假的绿色牌，还在做这种饮鸠止渴的傻事，真令人叹为观止。

比吸收率（SAR）的定义是：给定密度的体积微元内质量微元所吸收的能量微元对时间的微分值，它说的其实就是单位时间和单位生物体质量所吸收的电磁能量，单位是W/kg。

相对前面介绍的功率密度标准，这个标准更多地考虑了人体情况，应该是更值得参考的标准，但它却很难以操作。功率密度标准的检验很简单，拿个场强仪或频谱分析仪就可以测量，但比吸收率标准的检验却需要人体模型来配合，而且后续的数据算法也非常复杂。

美 国辐射保护与测量委员会（NCRP）和美国电气电子工程师协会（IEEE）所制定的美标为SAR≤1.6W/kg，国际非电离辐射防护委员会 （ICNIRP）制定的欧标为SAR≤2.0W/kg，其中欧标是世界卫生组织（WHO）推荐的标准。我国的《移动电话电磁辐射局部曝露限值》 （GB21288-2007），主要内容只有一页纸，其实就说了一句话：我国遵从世卫组织推荐的欧标2.0W/kg标准。

标 准有了，但该如何测试呢？现行的是中国人民共和国通信行业标准 YD/T 1644.1-2007 手持和身体佩戴使用的无线通信设备对人体的电磁照射--人体模型、仪器和规程，该标准的第1部分：靠近耳边使用的手持式无线通信设备的SAR评估规程（频 率范围300MHz~3GHz），第2部分：手持和身体配戴设备在人体头部和身体内的SAR评估规程（频率范围300MHz~6GHz）。

测 试头颅内部所吸收的电磁能量，当然不能把活人开瓢，只能制作一个跟头颅形状、密度、电介常数相当的标准人头模型，上述的标准对模型进行了规范化，以保证测 量结果的一致性和可比性。标准中要求用糖盐为主的悬浮液来模拟头部的组织液，手机有贴脸和倾斜两种标准测试位置，对信号频率和功率、探头规格、测试程序等 也都有着一整套的规范。

这个标准内容非常详尽，共参考了65篇欧美国家的相关标准和文献。但实际的内容基本都是移植于欧美的相关标准。有趣的是，我国标准中所采用的头部模型数据，居然来自1988年的美国军人的人体测量报告，这倒是与美国的相关标准完全一致。

标 准中，根据美国男军人头部尺寸的统计数据，将成年男子的头部按从小到大的次序分成1到10号，1号最小10号最大，模型选择了9号，考虑到妇女儿童的头部 尺寸肯定比9号小，这样就可以保证所有使用者有超过90%的人的头部比模型小，会遭受更低的辐射，从而使基于这个9号模型所得到的SAR标准是保守和安全 的。

媒体经常称SAR值是根据成年男子的头部模型制定的，对孩子应该采取更加严格的标准，这种说法没有科学根据，根据剂量学的研究，成年男性头部比妇女儿童的大，吸收的辐射量更大，这就已经构成了最坏情况下的电磁辐射。

在人头模型中测量用的探头，并不是温度计，而是一个接收天线，接收的是电磁辐射能量，得到测试数据后，还要经过复杂的算法处理，才能得到SAR的值。探头天线要根据不同频段进行精度校准，其测量步骤和数据推算是非常专业和复杂的。

根 据以往的测试结果，手机辐射在头部引起的最大温升为0.194摄氏度，根据IEEE的安全标准，人体内局部温度升高的阈值为不超过3.5摄氏度，若人体正 常温度若是36.5摄氏度，局部温度不能高过40摄氏度，而手机辐射所能引起的最高温度还不到37摄氏度，当然是无关紧要的，而且人类还可通过本身的体液 流动来调节自身局部的温度。

SAR与手机的制式（例如GSM或CDMA）没有关系，国外许多实验室多年的研究资料表明，SAR与功率密度也没有换算关系，但在国内常常将两者比较，以期定性地说明问题。

2012 年4月23日，美国联邦通信委员会（FCC）发布了关于RF曝露和SAR符合性要求的6个KDB文件的修订草案，其中KDB865664是关于 100MHz～6GHz的SAR测试的，这次修订主要是顺应LTE等新一代移动通信规范中无线电信号频率上升到700MHz～6GHz的客观要求，而以前 的所考虑的无线电信号主要是2GHz以下的。

新文件有三个主要变化，一是原2GHz以下信号使用的插入头部模型中的天线直径为 6mm~7mm，现在信号频率变高了，因此波长就相应地缩短了，需要3mm~4mm，在接近6GHz时需要使用直径1.5mm的天线。为什么信号频率高了 天线就要短呢？因为信号的频率与波长成反比，当天线的长度与波长成正比时，发射和接收的效率会更高。所以，信号频率高了，波长短了，天线也要短些了；二是 由于单一信号的频带宽了，单探头就不适合了，分离的多个探头就成为了未来测试的趋势；三是头部模型中的模拟液，以前的糖盐液体不适合1G以上的信号，需要 使用矿物油、甘油等新型混合液体。通过文献检索，尚未发现国内的相关部门和机构对这些变化进行跟进研究。

CCTV曾对"防辐射孕妇装"做过 一期节目，介绍了陈姓研究人员做的实验，在穿上防辐射孕妇装的假人上方安置了八木天线，把场强仪的探头放进防辐射孕妇装和假人之间的缝隙进行测量，结论是 辐射反而增强了，理由是电磁波来回振荡叠加导致功率增强，这个结论很令人遗憾，因为这是典型的伪科学说法。虽然防辐射孕妇装无用的节目结论是正确的，但却 使用了错误的论据，这种"以假打假"是最有危害的。

后来CCTV又做了一期节目，请来了中国工程院刘尚合院士，他是国内静电防护和电磁辐射方面的顶级专家，他也当场做了实验，结论是防辐射孕妇装有一定的防辐射作用，这是个科学结论。但有个扩展到生物领域内的科学说法没有介绍，那就是衰减的这点辐射对人体健康没有意义。

"防辐射孕妇装"也不是一点作用没有，穿上它可以得到更多的关照，在公交车上被让座的机率会大增。欧美日等国家从没有过这种产品，但在中国却已经成为了一个庞大的产业。

《移 动电话电磁辐射局部曝露限值》（GB21288-2007）标准的最后一条对移动电话产品的标识提出了要求，应在说明书中以黑体字表示产品的SAR，并鼓 励在产品外包装上标明SAR的最大值。起码在现阶段，我对这个要求并不抱希望，前面已经介绍过，测量一个产品的SAR是个专业性很强的复杂过程，能有这个 能力的科研机构并不多，而且必须要有国家授予的检测资质，否则就跟屠户在猪肉上扣个自己刻的检疫合格章一样是无效的。因此，在SAR检测尚未展开的情况， 若某款移动电话的说明书上标明了SAR值，我们反而要核实下，这个数据是在哪里测出的？这个机构被授予了相关资质了吗？

与其它盛行的流言一样，电磁辐射恐惧在国内大行其道，包括我在内的科普人士曾做过很多努力，但远没有成为主流的声音，"日常生活中的电磁辐射对人体健康没有危害"这个真相也未能令多数人认同，这令多年来致力于消除电磁辐射恐惧的我感到有些无奈。

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