電磁輻射污染及其防治PPT課件

1、.,1,第四章 電磁輻射污染及其防治,.,2,第四章電磁輻射污染及其防治,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 電磁輻射基礎(chǔ) 第三節(jié) 電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn) 第四節(jié) 電磁輻射污染防治技術(shù),.,3,第一節(jié) 概述,.,4,電磁場(chǎng)是有內(nèi)在聯(lián)系、相互依存的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的統(tǒng)一體的總稱。隨時(shí)間變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，兩者互為因果，形成電磁場(chǎng)。電磁場(chǎng)可由變速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子引起，也可由強(qiáng)弱變化的電流引起，不論原因如何，電磁場(chǎng)總是以光 速向四周傳播，形成電磁波。電磁場(chǎng)是電磁作用的媒介，具有能量和動(dòng)量，是物質(zhì)的一種存在形式。,什么是電磁場(chǎng)、電磁波？,光波也是電磁波，而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波，它們的本質(zhì)完全相同，只

2、是波長(zhǎng)和頻率有很大的差別。按照波長(zhǎng)或頻率的順序把這些電磁波排列起來(lái)，就是電磁波譜。如果把每個(gè)波段的頻率由低至高依次排列的話，它們是工頻電磁波、無(wú)線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線及r射線。,.,5,一、電磁環(huán)境和電磁輻射污染,電磁環(huán)境：某個(gè)存在電磁輻射的空間范圍。 電磁輻射污染：人類使用產(chǎn)生電磁輻射的器具而泄露的電磁能量流傳播到室內(nèi)外空間中，其量超出環(huán)境本底值，且其性質(zhì)、頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間等綜合影響引起周圍受到輻射人群的不適感，并使健康和生態(tài)環(huán)境受到損害。,.,6,二、電磁輻射污染源,.,7,（一）放電所致場(chǎng)源 （二）工頻感應(yīng)場(chǎng)源 （三）射頻輻射場(chǎng)源 （四）家用電器 （五）移動(dòng)通信

3、設(shè)備 （六）建筑物反射,自然電磁場(chǎng)源,人工電磁場(chǎng)源,（一）大氣與空氣污染 （二）太陽(yáng)電磁場(chǎng)源 （三）宇宙電磁場(chǎng)源,天然電磁污染源,.,9,人為電磁污染源,人為電磁污染源包括： 脈沖放電：本質(zhì)上與雷電相同，影響區(qū)域較小。如切斷大電流電路時(shí)產(chǎn)生的火花放電會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾。 工頻交變電磁場(chǎng)：不向外輻射電磁波，對(duì)附近有嚴(yán)重的電磁干擾。如大功率的發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線附近的電磁場(chǎng)。比如收看無(wú)線電視節(jié)目時(shí)，有發(fā)電機(jī)的汽車或摩托車在附近經(jīng)過時(shí)，致使電視機(jī)突然出現(xiàn)“雪花”現(xiàn)象。 射頻電磁輻射：產(chǎn)生電磁污染的主要來(lái)源如無(wú)線電廣播、電視、微波通信等各種射頻設(shè)備發(fā)射的電磁波，頻率范圍寬廣，影響區(qū)域較大，能危害近

4、場(chǎng)區(qū)的人員。,.,10,人為電磁污染源,廣播電視發(fā)射設(shè)備：廣播電視的發(fā)射臺(tái)和中轉(zhuǎn)臺(tái) 通信雷達(dá)及導(dǎo)航發(fā)射設(shè)備 包括短波發(fā)射臺(tái)，微波通信站、地面衛(wèi)星通信站、移動(dòng)通信站。 工業(yè)、科研、醫(yī)療高頻設(shè)備 工業(yè)：高頻爐、塑料熱合機(jī)、高頻介質(zhì)加熱機(jī)等。 醫(yī)療：高頻理療機(jī)、超短波理療機(jī)、紫外線理療機(jī)等。 科學(xué)：電子加速器及各種超聲波裝置、電磁灶等。 交通系統(tǒng)電磁輻射干擾 電氣化鐵路、輕軌及電氣化鐵道、有軌道電車、無(wú)軌道電車等。 電力系統(tǒng)電磁輻射 高壓輸電線包括架空輸電線和地下電纜，變電站包括發(fā)電廠和變壓器電站。 家用電器電磁輻射 計(jì)算機(jī)、顯示器、電視機(jī)、微波爐、無(wú)線電話等。,.,11,三、電磁輻射污染的危害,.

5、,12,1、電磁輻射對(duì)人體的危害,電磁輻射的危害與波長(zhǎng)有關(guān)。長(zhǎng)波對(duì)人體的危害較弱，隨著波長(zhǎng)的縮短，對(duì)人體的危害運(yùn)漸加強(qiáng)，而微波的危害最大。 研究發(fā)現(xiàn)，電磁場(chǎng)的生物效應(yīng)隨頻率的加大而遞增，其危害程度，微波超短波短波長(zhǎng)波；脈沖波連續(xù)波。 頻率與作用程度亦成正比。 強(qiáng)磁場(chǎng)能在短時(shí)間內(nèi)使人失去定向感覺。,.,13,1、電磁輻射對(duì)人體的危害,電磁輻射的致癌突變作用 美國(guó)一癌癥療基金會(huì)對(duì)一些遭電磁輻射損傷的病人抽樣化驗(yàn)，結(jié)果表明在高壓線附近工作的人快24倍。 對(duì)視覺系統(tǒng)的影響 能減少眼部血流量，引發(fā)視覺障礙，導(dǎo)致視覺疲勞和不舒適。 對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)造成直接傷害。 損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，頭部長(zhǎng)期受電磁輻射影

6、響后，輕則引起失眠多夢(mèng)、頭痛頭昏、疲勞無(wú)力、記憶力減退、易怒、抑郁等神經(jīng)衰弱癥，重則使大腦皮細(xì)胞活動(dòng)能力減弱，并造成腦損傷。,.,14,1、電磁輻射對(duì)人體的危害,對(duì)人體生殖系統(tǒng)和遺傳的影響 長(zhǎng)期受到電磁波輻照，可使男性精子減少，使精子基因畸形并可能變成不育或者畸胎。 電磁輻射是造成孕婦流產(chǎn)、不育、畸胎等病變的誘發(fā)因素。 女性和胎兒尤其容易受到傷害，1至3個(gè)月為胚胎期，受到強(qiáng)電磁輻射可能造成肢體缺陷或畸形；4至5個(gè)月為胎兒成長(zhǎng)期，受電磁輻射可導(dǎo)致免疫力功能低下，出生后身體弱，抵抗力差。 引發(fā)心血管疾病、糖尿病 可導(dǎo)致兒童智力殘缺,.,15,2、電磁輻射對(duì)裝置、物質(zhì)和設(shè)備的影響及危害,主要是電磁干

7、擾與電磁感應(yīng)的作用 干擾通訊、電視信號(hào) 比如電子戰(zhàn) 對(duì)易爆物質(zhì)和裝置的危害 火藥、雷管和炸藥等 常規(guī)電氣引爆兵器裝置等 電磁輻射對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的危害 酒精、煤油、液化氣等,.,16,電磁輻射八大高危行業(yè),金融：由于普遍使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代化辦公設(shè)施，操作人員直接受到電磁輻射。 廣電：廣播、電視發(fā)射系統(tǒng)、無(wú)線電發(fā)射系統(tǒng)、編輯機(jī)房、演播室均向外發(fā)射大量電磁波。 IT：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)向外發(fā)射大量電磁波。 電力：高壓輸電、變電、發(fā)電設(shè)施產(chǎn)生高強(qiáng)度電磁波。,.,17,電磁輻射八大高危行業(yè),電信：移動(dòng)通訊基站等無(wú)線通訊系統(tǒng)電磁波強(qiáng)度很大，尤其是手機(jī) 。 民航：民航指揮塔及飛機(jī)本身都向外發(fā)送大量電磁波。

8、 鐵路：電氣化鐵路的電力線及變配系統(tǒng)向外發(fā)射大量電磁波。 醫(yī)療：高頻理療、超短波理療及各類頻譜儀，都向外發(fā)射大量電磁波。,.,18,三、射頻電磁場(chǎng),第二節(jié) 電磁輻射基礎(chǔ),.,19,電磁波在真空中均以光速 (c=2.993x108m/s)傳播。 在其他介質(zhì)中傳播時(shí)，傳播速度與所處介質(zhì)的電和磁的特性有關(guān)：,電磁波的周期、頻率、波長(zhǎng)和波速,.,20,一、電場(chǎng)與磁場(chǎng),1、電場(chǎng)（E）：凡是有電荷的地方，四周就存在著電場(chǎng)，即任何電荷都在自己周圍的空間激發(fā)電場(chǎng)，而電荷與電荷之間通過電場(chǎng)發(fā)生相互作用。靜止電荷周圍的電場(chǎng)稱為靜電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)電荷周圍的電場(chǎng)為動(dòng)電場(chǎng)，起電的過程就是電場(chǎng)建立的過程。,2、磁場(chǎng)(H)：在電

9、流通過的導(dǎo)體周圍所產(chǎn)生的具有磁力的場(chǎng)稱為磁場(chǎng)。若通過導(dǎo)體的是直流電，相應(yīng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)是恒定的；若通過導(dǎo)體的是交流電，則產(chǎn)生的磁場(chǎng)是變化的。磁場(chǎng)頻率隨著電場(chǎng)頻率的變化而變化，兩者大小成正比關(guān)系。,.,21,二、電磁場(chǎng)與電磁輻射,電磁場(chǎng)概念：交變磁場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，交變電場(chǎng)周圍又會(huì)產(chǎn)生新的磁場(chǎng)，它們相互作用、方向相互垂直，并與自己的運(yùn)動(dòng)方向垂直。這種交替產(chǎn)生的具有電場(chǎng)與磁場(chǎng)作用的物質(zhì)空間，稱為電磁場(chǎng)。 電磁場(chǎng)以一定速度在空間傳播，在其傳播過程中不斷向周圍空間輻射能量，此能量稱為電磁輻射，亦稱電磁波。,1、電磁波的周期(T)、頻率(f)、波長(zhǎng)()和波速(v),周期是電磁波發(fā)生一次完全振動(dòng)所需要的時(shí)間，

10、頻率是電磁波每一秒鐘振動(dòng)的次數(shù)，周期與頻率互為倒數(shù)。波長(zhǎng)是電磁波在一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)所經(jīng)過的距離。,.,22,電磁波在真空中均以光速 (c=2.993x108m/s)傳播。 在其他介質(zhì)中傳播時(shí)，傳播速度與所處介質(zhì)的電和磁的特性有關(guān)：,.,23,2、場(chǎng)區(qū)分類及其特點(diǎn),近區(qū)場(chǎng)： 以場(chǎng)源為中心，在1/6波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的區(qū)域稱為近區(qū)場(chǎng)。由于近區(qū)場(chǎng)的作用方式為電磁感應(yīng)，故又稱感應(yīng)場(chǎng)。近場(chǎng)區(qū)有如下特點(diǎn)： （1）在近區(qū)場(chǎng)內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁場(chǎng)強(qiáng)度H的大小無(wú)確定的比例關(guān)系。一般來(lái)講，電場(chǎng)強(qiáng)度值較大時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度比較小。高電壓小電流的場(chǎng)源（如天線等）電場(chǎng)強(qiáng)度比磁場(chǎng)強(qiáng)度大得多，低電壓大電流的場(chǎng)源（如電流線圈）磁場(chǎng)強(qiáng)度則大

11、于電場(chǎng)強(qiáng)度。 （2）近區(qū)場(chǎng)電磁場(chǎng)強(qiáng)度比遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的要大得多，且近區(qū)場(chǎng)電磁場(chǎng)強(qiáng)度比遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)電磁場(chǎng)強(qiáng)度衰減速度快。 （3）近區(qū)場(chǎng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象與場(chǎng)源密切相關(guān)，近區(qū)場(chǎng)不能脫離場(chǎng)源而存在。,.,24,遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)： 相對(duì)于近區(qū)場(chǎng)而言，在1/6波長(zhǎng)范圍之外的區(qū)域稱為遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)。由于該區(qū)域內(nèi)電磁波以輻射狀態(tài)出現(xiàn)，故又稱為輻射場(chǎng)。近場(chǎng)區(qū)有如下特點(diǎn)： （1）遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度有固定的關(guān)系，即,式中：0真空中的磁導(dǎo)率，H/m; 0真空中的介電常熟，F(xiàn)/m。,（2）電場(chǎng)E與磁場(chǎng)H相互垂直，并且都與傳播方向垂直。 （3）電磁波在真空中的傳播速度為,.,25,3、電磁場(chǎng)的能量,電場(chǎng)所具有的能量可用電場(chǎng)中各點(diǎn)的能量密度來(lái)表示，即

12、,式中：介電常數(shù)，F(xiàn)/m；E電場(chǎng)強(qiáng)度，V/m；we電場(chǎng)能量密度，J/m3. 磁場(chǎng)所具有的能量可用磁場(chǎng)中各點(diǎn)的能量密度來(lái)表示，即,式中：磁導(dǎo)率；H/m；H磁場(chǎng)強(qiáng)度，A/m；wm磁場(chǎng)能量密度，J/m3。 電磁場(chǎng)的能量密度w等于各點(diǎn)電場(chǎng)能量密度和磁場(chǎng)能量密度之和，即：,.,26,輻射能與波源的結(jié)構(gòu)和頻率密切相關(guān)。輻射能的平均輻射功率（單位時(shí)間內(nèi)輻射的能量）與振蕩頻率的四次方成正比；如恒定電磁場(chǎng)頻率為零，不存在輻射；低頻場(chǎng)變化緩慢，頻率很低，輻射也很弱。對(duì)實(shí)用的輻射系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，波源的最低頻率在105Hz以上，低頻場(chǎng)才會(huì)產(chǎn)生有效輻射。,4、電磁波的傳播特性,1）電場(chǎng)分量與磁場(chǎng)分量 若做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的平面電磁波

13、沿著z方向傳播時(shí)，作為x分量的電場(chǎng)Ex的表達(dá)式為,式中：Em電磁波電場(chǎng)的振幅，V/m；,.,27,y方向的磁場(chǎng)分量Hy的表達(dá)式為,2）電磁波的傳播方向 電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁場(chǎng)強(qiáng)度H互相垂直的關(guān)系可以用右手螺旋法則來(lái)描述，即右手四指由電場(chǎng)強(qiáng)度方向轉(zhuǎn)向磁場(chǎng)強(qiáng)度方向時(shí)，垂直伸直的大拇指的方向就是電磁波的傳播方向，用矢量S來(lái)表示,.,28,3）電磁波在不同介質(zhì)中的衰減 均勻介質(zhì)中（如空氣）中，由于沒有能量損耗，電磁波的波形不隨距離改變。電場(chǎng)和磁場(chǎng)在時(shí)間上同相，在空間上互相垂直，而且也都與傳播方向垂直。 對(duì)于金屬等傳到介質(zhì)有大量自由電子，在電磁場(chǎng)的作用下形成定向運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電流，形成的電流在傳導(dǎo)介質(zhì)中做功產(chǎn)生焦

14、耳熱，引起電磁波能量的損耗、衰減。 電磁波在良導(dǎo)體（金屬）中衰減很快，通常只能在表面或界面上傳播，尤其在頻率很高的情況下，只能透入良導(dǎo)體中的一薄層。電磁波能夠穿入金屬的深度常用趨膚厚度（又稱穿透深度）來(lái)表示,.,29,4）電磁波的反射和透射 當(dāng)電磁波在傳播途中遇到分界面時(shí)，會(huì)發(fā)生反射和透射。,5）電磁波的相速和群速 電磁波相位變化的速度稱為相速vp,表示為,電磁波信號(hào)傳播的速度，也就是能量傳播的速度稱為群速度vg,式中：電磁波的角頻率，rad/s,只有相速度不隨頻率變化時(shí)，相速度才等于群速度，例如電磁波在自由空間里傳播的情況。,.,30,6）電磁波譜 無(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和

15、射線等都是電磁波，但各自的頻率（或波長(zhǎng)）不同，按其頻率（或波長(zhǎng)）的大小依次排列成圖譜，即為電磁波譜。 所有交流電磁場(chǎng)都處于電磁波的頻譜中。無(wú)線電波波長(zhǎng)為10000m至0.1mm，在電磁波譜中占有很大的頻段，按頻率高低（即波長(zhǎng)的長(zhǎng)短）可以將無(wú)線電波再進(jìn)行劃分。繼無(wú)線電波之后為紅外線、可視線、紫外線，X射線等。,.,31,三、射頻電磁場(chǎng),一般交流電的頻率在50Hz左右，當(dāng)交流電的頻率達(dá)到105Hz以上時(shí)，其周圍就形成了高頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)，即射頻電磁場(chǎng)，通常將每秒鐘振蕩十萬(wàn)次以上的交流電稱為高頻電流，因此射頻電磁場(chǎng)也稱高頻電磁場(chǎng)。,四、電磁輻射的量度單位,1、電場(chǎng)強(qiáng)度E 電場(chǎng)強(qiáng)度是用來(lái)表示電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)

16、的強(qiáng)弱和方向的物理量，用單個(gè)電荷在電場(chǎng)中所受到的力的大小來(lái)衡量。 2、磁場(chǎng)強(qiáng)度H 磁場(chǎng)強(qiáng)度與電介質(zhì)中的電位移矢量相對(duì)應(yīng)。,.,32,第三節(jié) 電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),.,33,電磁輻射評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),電磁輻射防護(hù)規(guī)定（GB8702-88） 環(huán)境電磁衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB9174-3-88） 作業(yè)場(chǎng)所微波輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB10436-89） 作業(yè)場(chǎng)所超短波輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB10437-89） 作業(yè)場(chǎng)所工頻電場(chǎng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB162037-1996）,.,34,第四節(jié) 電磁輻射污染防治技術(shù),.,35,.,36,身邊親密的殺手,.,37,1. 關(guān)于手機(jī)輻射問題,手機(jī)輻射也就是電磁輻射，它屬于微波的中波頻段。但由于手機(jī)使用頻

17、繁且就在耳邊， 如此近的距離躲也躲不開，電磁輻射無(wú)疑會(huì)作用于人腦。據(jù)悉，手機(jī)比一般電話輻射場(chǎng)要強(qiáng)大十幾倍，如果長(zhǎng)期使用會(huì)直接影響交感神經(jīng)、迷走神經(jīng)功能活動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)頭昏，乏力，臉色發(fā)暗，皮膚干燥等現(xiàn)象。在中國(guó)環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測(cè)所做的對(duì)使用手機(jī)和不使用手機(jī)的人群調(diào)查發(fā)現(xiàn)，常打手機(jī)的人比不打電機(jī)的人更容易神經(jīng)衰弱、頭疼、失眠、睡眠多夢(mèng)。,.,38,打手機(jī)如何減少電磁輻射,1.移動(dòng)電話接通瞬間釋放的電磁波容易致癌，所以移動(dòng)電話響時(shí)，一秒后再聽手機(jī)。 2.如果身邊有其他電話可用，就不要使用手機(jī)。 3.在使用手機(jī)的同時(shí)，采用可靠的電磁波防護(hù)產(chǎn)品。配備手機(jī)專用耳機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的使用是比較有效的辦法。,.,39,打

18、手機(jī)如何減少電磁輻射,4.在使用手機(jī)時(shí)，要盡可能地使天線遠(yuǎn)離人體，特別是頭部。 5.盡量減少每次通話的時(shí)間。 6.平時(shí)多吃一些水果蔬菜，尤其是富含維生素的食物，如胡蘿卜、海帶、油菜、卷心菜及動(dòng)物肝臟等，以利于調(diào)節(jié)人體電磁場(chǎng)紊亂狀態(tài)，增加機(jī)體抵抗電磁輻射污染的能力。,.,40,顯示器輻射的危害,.,41,顯示器的輻射大小與尺寸的增加成正比，盡寸越大輻射越大；而且顯示器的側(cè)面和背面的輻射比正面大幾倍。顯示器的電磁輻射會(huì)損傷人眼角膜上皮細(xì)胞，使人患角膜病和白內(nèi)障，同時(shí)它還會(huì)引起面部色素沉著與面部皮脂分泌異常。由于安放電腦的室內(nèi)環(huán)境正負(fù)離子失衡也會(huì)引起使用者自律神經(jīng)失調(diào)、憂郁癥等。 電視產(chǎn)生的電磁波與顯示器產(chǎn)生的電磁波類似，同樣會(huì)影響健康 。,.,43,減少傷害的一些保健措施,1注意用眼衛(wèi)生：長(zhǎng)時(shí)間使用電腦引起眼的不舒服，其原因不在電腦屏幕，而是視覺系統(tǒng)高度疲勞造成的。因此，操作電腦時(shí)與文