随着现代通信业的迅速发展, 手机已经成为当今社会不可缺少的、发展最快的产品之一, 成为人们生活中常用的通讯工具。根据工业和信息化部的统计显示, 截至2009年8月底, 我国手机用户突破7亿户(见表 1)。手机给人们的生活带来方便的同时, 也因其在使用过程中产生对人体具有潜在威胁的电磁辐射而受到广泛关注。因此, 人们在了解电磁辐射的同时, 如何正确使用手机, 减少因手机电磁辐射带来的危害也十分重要。

1 手机辐射产生的原理

电磁辐射是指电磁场能量以波的形式向外发射的过程。电磁辐射污染是一种能量污染, 看不见, 摸不着, 却又无时不在, 无所不至。人们使用手机时, 手机向发射基站传送和接收无线电波(属于电磁波), 这些电波或多或少地被人体组织吸收, 称为手机辐射^[1]。必须指出的是, 不能将其与电离辐射(如:X射线、γ射线)混淆, 它不会像X射线那样使身体产生离子化效应, 一般称为非电离辐射。现在我国使用的GSM (global system formobile communication)、CDMA (code divisionmultiple access)手机的工作频率是在900MHz和1 800 MHz频段上, 目前开始出现的第三代移动通信系统则可望达到2 000 MHz以上, 所以手机使用的是高频无线电波, 产生的辐射属于高频电磁辐射^[2]。

手机辐射之所以能对人体造成危害, 是人体的机理与辐射特性共同作用的结果。电磁波(微波)能够深入到物质内部与物质产生相互作用。在手机使用过程中, 通过不断地接收、发送高频率电磁波信号, 而这种高频信号具有比较高的能量, 电磁场以不同的程度影响人体组织, 产生热效应, 导致人体或局部组织的温度升高, 从而影响生物体内一些主要的调节系统的变化等, 使人体机能造成混乱, 通常意义上的手机辐射的危害就由此产生^[3]。在手机所产生的电磁场辐射场中, 由于使用手机时与大脑比较接近, 所以电磁波会与大脑发生作用。大脑对辐射比较敏感, 且有很强的吸收作用, 其中有四分之一的辐射能量被人脑部吸收的, 易引起中枢神经的损害^[4]。图 1为手机的电磁辐射场相对人体的剖面图。

从图 1中可以看到, 人的大脑处于手机电磁辐射场中, 在使用手机时, 整个大脑紧贴着发射源, 在辐射频率比较高、持续时间比较长的情况下, 人体会吸收大量的辐射能量, 这无疑会给人的健康带来影响甚至损害。

2 手机辐射剂量的评价

国际上通行的方法是用国际移动电讯协会(CTLA)定义的热效应"比吸收率"-SAR (Specific Absorbed Rate)来测量辐射当量或人体吸收的无线高频电磁辐射量的大小, 用以表征外界电磁场入射生物体内并直接对生物体产生作用的物理量。单位为W/kg, 通常在距离人体不同部位大约20cm处测得, 表示的是每千克人体组织单位时间的吸收的电磁辐射量^{[5, 6]}。SAR值越低, 辐射被吸收的量越少。比吸收率通常用以下计算公式:

式中:E表示人体组织中电场强度, σ表示人体组织的电导率, ρ表示人体组织密度。

式中的E由下式表示, 其中E_x、E_y和E_z是电场分量的均方根值^[7]。

目前, 商用手机的电磁辐射采用针对普通公众的"非受控"电磁环境下的辐射限值来约束, 非受控条件下全身平均的SAR值应小于0.08 W/kg^[8], 通过对灵长类动物实验表明, 对温度调节系统引起可检测到影响的SAR剂量大约是1 W/kg (Adair1994)^[9]。我国依据的标准是国家环境保护局1988年3月11日颁布实施的《电磁辐射防护规定》(GB8702-88), 它规定了公众照射防护的基本限值为一天24h内, 任意连续6 min按全身平均的SAR应小于0.02 W/kg^[10]。

3 手机辐射对人体的危害

大量实践已经证明电磁波具有危害, 手机接收和发射均以电磁波的形式, 如果辐射量过大或人体组织长期在一定强度的在电磁场作用下, 体内吸收电磁场能量而引起生物反应会对人体健康产生不良影响, 甚至造成严重的伤害。电磁场对人体组织的作用可分为热效应和生物效应。

手机辐射的热效应是指在手机电磁辐射作用下, 人体内极性分子发生取向作用, 进行重新排列。分子在排列过程中相互碰撞摩擦, 消耗了电磁能量而转化为热能。人体内有电解质溶液, 其中离子在高频电场作用下会在平衡位置振动, 将电场能转化为热能。磁场还可以在机体内产生局部涡流, 也产生热量。电磁振荡频率越高, 人体内分子的取向作用、离子的振动作用就越剧烈, 热作用也越突出。当人体吸收电磁场能量达到一定强度时, 会使人体发热而出现高温生理反应^[11-13]。

手机辐射的生物效应是指在手机电磁辐射的作用下, 人体长时间受到强度不大的电磁辐射时, 温度基本保持不变或没有明显的温升, 却产生了明显的非热学方面的效应, 引起人体细胞膜共振, 使细胞的活动能力受限。即人体生理上发生了的显著变化。常见的生物效应有耳鸣、头痛、头昏、易怒、疲劳、热感觉、头皮不适、脱发、视力模糊、食欲减退、记忆减退、听力减退和睡眠干扰等, 这些可以称之为主观症状^{[14, 15]}。

手机的电磁辐射存在致癌、致畸、致突变的可能, 电磁辐射以多种方式影响着生命细胞。Hardell L^[16]认为, 极低频电磁场与白血病(尤其是儿童白血病)、乳腺癌、皮肤恶性黑色素癌、神经系统肿癌、急性淋巴性白血病等有关。这些结果通过细胞学研究得到了理论验证。

Repacholi等报道每日在模拟移动电话的射频电磁辐射(radio frequency electromagnetic radiation, RFR)中暴露1h, 历时18个月的易患淋巴瘤的E-Piml癌基因小鼠淋巴瘤危险度上升1.4倍^{[17, 18]}。Johansen等人^[19]研究表明, 使用手机人群的脑神经系统癌发病率是普通人群的0.81~1.12倍。此外瑞典与挪威学者对对12 000瑞典人和5 000挪威人两国手机使用者(大部分使用GSM数字系统, 部分使用NMT900模拟系统)进行了主述症状的问卷调查, 主要表现为植物神经系统症状(眩晕、头痛、记忆力丧失、注意力分散), 温热感觉(耳上及耳后), 面部皮肤(紧张、发抖和烧灼感)以及其他自述症状^{[20, 21]}。

4 手机辐射的防护

虽然多数人公认使用手机是安全的, 但在使用过程手机的电磁辐射直接作用于与之距离较近的人体的脑部和眼部, 人们应该有意识地尽量减少其对自己的辐射, 因此使用手机时采取一些必要的防护措施是非常重要的。

电磁辐射的衰减是和距离的平方成反比的, 周围的人距手机1m时该处的电磁辐射功率密度就小得多, 距2m时就已很微小。为了尽可能地减少手机对人体, 尤其是头部的辐射, 通话时, 话机应避免紧贴在耳根, 最好距离1~3cm, 以减少辐射的危害, 使用耳机也是有效减少对大脑的辐射的手段之一。此外由于辐射能量产生的热效应是一个积累的过程, 通话时间越长接受的辐射量越大, 同时手机接通瞬间释放的电磁辐射最大, 因此每次使用最好在手机响过后2s后或两次电话铃声间歇中接听电话且时间不宜过长, 应尽量减少通话时间, 如确实需通话较久, 可左右耳交替接听^{[2, 22, 23]}。

不同性别、年龄、体质者免疫功能存在差异, 较弱者不宜使用手机。因此未成年人、年老者、严重病人不宜使用手机, 孕妇则应谨慎使用。在生活中应养成合理的生活规律、加强体育锻炼、改善饮食结构, 提高机体的免疫功能。含维生素C较多的蔬菜瓜果、辣椒类食品、绿茶等在抵抗电磁辐射方面有重要作用, 常食用有利于调节人体电磁场的紊乱状态, 加强机体抵抗电磁辐射的能力。

手机电磁辐射作为微波辐射的一种对人体健康的影响虽然存在, 但是人们没有必要因为害怕辐射而放弃对它的使用, 而是应该在认识手机危害的基础上有意识地掌握正确使用手机的方法, 掌握电磁辐射防护要点, 采取必要的防护措施, 尽可能降低手机电磁辐射的危害, 最大程度地保护自身及他人的健康。