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高強度極低頻電磁場才會危害健康
電磁波無所不在。除了行動通訊基地台、行動電話等會發出無線電波,所有的電器用品也會放出電磁波。1996年世界衛生組織評估300 GHz以下電磁波對健康的影響,WHO在第322號文件中指出,短期暴露於高強度極低頻電磁場會造成健康危害。不過一般手機、基地台和無線網路的電磁波則影響有限。
 
 
如同人生活在空氣中看不見空氣一樣,人生活在充滿了電磁波的空間中,但也看不見可見光以外的電磁波。電磁波並不局限在廣播電台、電視台、業餘無線電台、行動通訊基地台、行動電話等所發出的無線電波,所有的電器用品包括電風扇、吹風機、微波爐等,只要需要電力的電器都會放出電磁波,自然界也會發出電磁波如太陽光、閃電等。我們在享受便利生活的同時,也正在和它朝夕相處。學習如何與電磁波和平共存,是現代人重要的生活課題。
 
手機只要開機,無論是否通話,都會不斷發出電磁波。(圖片來源:種子發)
▲手機只要開機,無論是否通話,都會不斷發出電磁波。(圖片來源:種子發)
什麼是電磁波

電磁波是一種能量的形式,由電場與磁場交互作用所產生,以波的形式及光的速度輻射傳遞。電磁輻射是傳遞能量的一種方式,所有物體若非在絕對溫度零度,都會釋出電磁波。輻射依其效應可分為游離輻射、有熱效應的非游離輻射、無熱效應的非游離輻射3種。電磁波頻率愈高,能量愈強,當能量高到足以改變物質化學結構時,稱為游離輻射,反之稱為非游離輻射。

游離輻射是指頻率大於3 × 1015 Hz的電磁波,可以把電子從原子游離出來的輻射,而游離的電子和離子的不穩定性會干擾正常的生物結構或化學反應。自德國物理學家侖琴在一百多年前發現X光以來,已發現更多游離輻射並廣泛應用,例如X光照射、放射治療、核子醫學檢查等。

游離輻射又分為微粒型和電磁波型。微粒型游離輻射包含α粒子、β粒子、中子、質子;電磁波游離輻射則沒有電荷也沒有質量,就像光一樣傳送,但波長更短、能量更高,包含γ射線和X射線。

至於波長更長、能量較低的電磁波則屬於非游離輻射,依頻率又可分為紫外線、可見光、紅外線、微波、射頻、極低頻、靜電場與靜磁場。非游離輻射電磁波的來源,常見的有廣播電臺、電視轉播站、手機和基地台、無線網路等。極低頻電磁場通常由各種電力、用電設備所產生,像是變電所、輸配電線、配電變壓器、家電用品。依頻率不同,低頻通常以磁通量密度或磁場強度(毫高斯mG)表示強度,高頻則以電場強度或功率密度表示強度。

認識基地台

基地台是用來接收和傳送無線電波的設備,最初是指廣播電台的天線。因為行動電話的普及和無線網路的興起,業者開始架設能接收和傳送行動電話及無線網路訊號的天線的基地台。廣播電台的發射功率以FM調頻廣播的最大,是30 KW,行動電話基地台最大功率是500 W。

行動電話基地台與手機發射的功率並非定值,當手機收到來自基地台的訊號強度良好時,手機發射功率就比較小;同樣地,基地台收到手機的訊號良好時,基地台發射功率也會調小。換言之,當訊號接收不良,例如在室內、電梯或偏遠郊區,手機和基地台的發射功率就必須調整到最大,才能有良好的訊號接收品質。
 
行動基地台包括天線、塔座、機房設備等,大部分的電磁波能量來自天線輻射的射頻訊號。
▲行動基地台包括天線、塔座、機房設備等,大部分的電磁波能量來自天線輻射的射頻訊號。

 
電磁波有多強

基地台與手機由天線發射出的電磁波頻率,不論2G、3G或4G的站台,大約在700 MHz~2.6 GHz,屬於非游離輻射的電磁波。台灣規定基地台最大的有效發射功率不得高於500 W,而手機最大發射功率是2 W(GSM 900),看似基地台的電磁波功率比手機高,其實很難下定論。

電磁波在自由空間的路徑損失是指在毫無阻礙物的情況下,訊號功率的強度會與距離的平方成反比。以行動電話使用頻段800~2000 MHz為例,在自由空間路徑損失下,同樣距離,頻率越高,訊號功率的衰弱越多。

電波傳遞損失30 dB,代表電波的強度僅是原來的千分之一(dB值=10 log10(P/P0),-30=10 log10(10–3))。當距離基地台由1公尺增加到10公尺時,由於訊號功率密度與距離的平方成反比,電磁波強度會減弱為原訊號的十萬分之一。若加上建築物的多重阻隔,電磁波強度更是大幅衰減。

把基地台與手機所發射的最大功率代入自由空間路徑損失計算,以1,800 MHz的頻率來說,手機最大發射功率2 W在距離1公尺處的電磁波,相當於基地台最大發射功率500 W在距離13.6公尺處的電磁波。問題是一般情況下,基地台的發射天線距離民眾通常遠超過13.6公尺,而一般手機的使用卻通常距離使用者小於1公尺,甚至在通話時緊靠住耳朵,這時人體受到電磁波的影響最大。

有人認為持有手機並不代表24小時都在通話中,因此不會持續受到電磁波影響,而身處基地台附近的住戶24小時都會籠罩在電磁波的威脅下。但事實上,手機只要開機,無論是否通話,都會一直跟基地台保持聯繫,因此會不斷發出電磁波。

電磁波功率密度限制

生活中的各種電磁波是否對人體有害?電磁波對生物的影響很複雜,不同強度和頻率的電磁波對人體的影響程度也互異。一般來說,人體是很差的非游離電磁波接收體,多數電磁波能量會穿越人體而去。各頻段設備產生的非游離輻射值各有不同,多數國家所訂定的規範大多依循國際非游離輻射防護協會在1998年所訂定的電場、磁場和電磁場暴露準則。

1996年,世界衛生組織(WHO)開始國際電磁波計畫,評估300 GHz以下電磁波對健康的影響。根據國際電磁場研究計畫的研究成果,WHO在第322號文件中指出,短期暴露於高強度極低頻電磁場造成的健康危害已獲科學證實,為保護勞工與一般大眾,政策制定者應採用國際所通用的暴露限值。至於長期效應,低強度極低頻電磁場暴露對健康的影響很有限,像是兒童癌症、成人癌症、憂鬱症、自殺、免疫系統疾病等相關性,降低暴露的健康效益並不明確。

多數研究結果顯示,並無明顯的證據證明長期或短期暴露在臨界值以下的非游離輻射環境,與造成腫瘤或癌症有直接關係。WHO在2006年5月發表的304號報告中指出,基地台和無線網路的訊號暴露值很低,造成人體溫度上升的情況微乎其微,不致影響健康。

國際癌症研究署在2002年發表人類致癌風險評量,把電磁波歸為第2級B類致癌物,這類致癌物還有黃樟素、四氯化碳、汽油引擎廢氣等。長期暴露在非游離輻射電磁波臨界值以下的環境,已確認會有熱效應影響如體溫升高,但一般手機、基地台和無線網路的電磁波造成人體溫度的上升很有限。

因此,在評估鄰近人體的電磁波影響時,是以特定吸收比率(specific absorption rate, SAR)做為人體吸收無線電波能量所產生溫度變化的測量標準,SAR的單位表示是每公斤的瓦特數(Watt/kg)。人體附近所使用的行動電話,其最大SAR值不得超過2 Watt/kg(10公克組織平均值),或美國及其他國家的1.6 Watt/kg(1公克組織平均值)。

學習與電磁波相處

要完全避免電磁波,就是什麼電器用品都不要用,這對現代人來說太困難了。

既然國際癌症研究署把電磁波歸類為2B級致癌物,是否證明電磁波對人體有危害?在該署公布的1級致癌物中,放射性物質已廣泛應用在醫療設施如X片;第2級致癌物的汽油引擎廢氣,人每天走在馬路上都會吸入;至於第3級致癌物所包括的咖啡因和食用色素,更是涵蓋多數食物。種種證據顯示,電磁波雖是有害物質,但不需過於緊張,只要避免長時間待在危險環境中,妥適使用以減少電磁波的影響,仍然可以和電磁波和平共存。

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