那些手机辐射传言是真的吗?
自从1987年第一代手机“大哥大”发明出来之后,不到三十年间,手机已经成为人们离不开的电子产品,由此也催生了一个新的族群-“低头族”。但人们也对小小手机的安全性心存疑虑,它有电磁辐射吗?会危害身体健康吗?有传言说,在电话接通瞬间电磁辐射最大,没电的时候电磁辐射也会增大,这是真的吗?
文并摄/记者 程莉 编辑 孙燕燕
在清华大学工程物理系电磁兼容实验室,辛理科工程师为记者演示了手机在使用过程中电磁辐射的变化。据了解,一个典型的移动通信系统一般由移动台(即手机,在系统中简称“ms”)、基站(bs)和移动业务交换中心(msc)三大部分构成,其中基站和移动台都会设有收、发信机以及天线发射等设备。
首先我们应该明确的是,手机电磁辐射是确实存在的。辛理科介绍说,自然界中的一切物体,只要温度在绝对零度以上,都以波的形式时刻不停地向外传送热量,这种传送能量的方式称为辐射,任何用电设备都会有电磁辐射。
■ 实验地点:清华大学工程物理系电磁兼容实验室
■ 实验仪器:频谱分析仪 安卓手机(中国联通3G)
■ 实验人员:辛理科工程师
【实验一】手机打电话时电磁辐射飙升
实验步骤:
1.将接收天线连接到频谱分析仪上,找到实验用手机的运营商的频段。
2.手机待机,拨打号码,接通,挂断。观察整个过程中辐射大小变化。
需要说明的是,电场和磁场是一体的,电场大磁场就大,如果我们要了解这个区域的电磁场强度,可以测电场强度。从实验中可以看出,在待机状态下,电场强度处于稳定的低值。
拨出电话时,场强值飙升。而在等待接通以及接通后,场强值微微上下波动,但保持几乎持平的高值。在挂断电话瞬间,场强值立刻恢复到待机状态的低值。
【实验二】手机上网时电磁辐射增高
实验步骤:同前,将手机移动流量开关打开,刷新数据,关闭流量开关,观察此过程中手机电磁辐射的变化。
记者看到,打开手机流量开关的瞬间,场强值飙升了一下,辛理科解释说,这是与基站建立了联系,进行了数据的交换。如果不刷新数据,也就是不进行数据的来往,场强值降低到原来低值。当有数据来往时,比如刷新朋友圈,场强值又上去了。而关闭手机流量开关的瞬间,场强值恢复低值。
实验解析:
如果我们不使用手机打电话、发短信,不打开移动数据上网接收数据,不连接WiFi,使手机完全处于待机状态,也就是天线不工作的时候,手机的电磁辐射几乎可以忽略不计。这个时候只有基本电路在工作,耗电量也很小。基站就像一个向人群中喊话的人,如果没有喊到你,你可以充耳不闻,不消耗任何能量。如果基站收到别人要给你打电话的请求,便开始寻找你的位置并向你喊话,你听到你的名字后应答,这时你才开始工作,建立与基站沟通的桥梁。
根据2014年9月23日由环境保护部和国家质监总局发布的《关于电磁环境的控制限制标准》,通信运营商的电子环境测试控制值每平方米的接收功率应小于0.4瓦,换算过来就是40微瓦/每平方厘米。辛理科表示,手机工作瞬间有时的确会超过限制,但实际生活中手机并不是时刻都在工作状态。辛理科补充说,手机电量不足时电磁辐射也不会更强,这就像一个没有力气的人不会提高嗓门说话,相反会想办法保存体力。
信号不好时手机辐射会超标
中国科学院电子学研究所研究员沈梦培和他的课题组2012年承接了北京市科委课题《北京市移动通信基站电磁环境水平调查研究》,经过调查研究,沈梦培认为基站发射功率受到严格控制且远离人体,手机才是移动通信系统中最靠近人体的辐射源装置,应更关注手机的电磁辐射。
课题组用选频电磁辐射分析仪作为测试设备,将被测试的手机紧贴天线探头,让手机处于正常工作状态,记录设备测得的手机电磁辐射数值。近年来,沈梦培的课题组测试了大量手机,通过大量测试数据,沈梦培告诉记者,影响手机电磁辐射大小的因素与手机的设计制作有关,也与手机使用者所处位置能接收到的基站天线信号强弱有关。在手机接收基站信号强弱不同的位置,测得的手机电磁辐射数值差距很大。
测量电磁辐射RMS 最大值
在基站信号好的位置,被测手机无论在待机还是来电通话时,它的电磁辐射数值很小,均符合我国现行的电磁辐射防护规定中的限值40微瓦/平方厘米,并低于国际非电离性辐射保护委员会推荐的限值标准很多。
在基站信号不好的位置,为了保持和基站天线的沟通,手机就会增强自己的电磁辐射。手机被叫后未接通或接通时,测得电磁辐射值大幅上升,高于我国现行的电磁辐射防护规定中的限值,但低于国际非电离性辐射保护委员会推荐的限值标准。
手机在基站信号好的位置接通,电磁辐射低于40微瓦/平方厘米,达到中国环保部标准。在通话过程中,“移动手机”到基站信号不好的位置,电磁辐射值会升高,最多可增大几十倍到几百倍。超出我国《电磁环境控制限值》规定,但仍低于国际非电离性辐射保护委员会推荐的限值标准。
受手机本身制式影响,在基站天线电磁信号强时,CDMA制式手机电磁辐射低,GSM制式手机电磁辐射高;在基站天线电磁信号弱时,无论哪种制式手机电磁辐射都要升高,达到电磁辐射极值(最大值)。
国标过严致市售手机电磁辐射普遍超标
沈梦培指出,要确定手机电磁辐射的最大值应在信号最差时测量,这一数值无法在自然条件下取得,所以通过人为控制实验条件测得。
实验步骤:
给手机换上专用的SIM卡,使用专业的手机控制仪来人为控制手机电磁辐射,测量出手机电磁辐射的极值。
下面两幅图片为:经测,记者手机的电磁辐射最大值均超国标。
902MHz
1747MHz
利用专业设施和技术手段,课题组曾测试了目前市场上446部热销品牌手机的电磁辐射的最大值,其中近400台(约占测试机数量的89%)超过《电磁环境控制标准》规定的40微瓦/平方厘米,最大的达到239.1微瓦/平方厘米。
对于电磁环境的影响,国际标准主要有两个,一个是国际非电离性辐射保护委员会于1998年发布的《限制时变电场、磁场和电磁场(300GHz以下)暴露的导则》,该导则被世界卫生组织认可,目前也被世界上大多数国家所采纳。另一个是美国电气与电子工程师学会(IEEE)/美国国家标准学会(ANSI)发布的C95.1-1991标准。
所以沈梦培认为,我国的环境保护标准不应是40微瓦/平方厘米,而该是国际非电离防护委员会提出的相应标准限值f/200(频率除以200),比如在测试频率为902MHz时,手机电磁辐射的最大值低于450微瓦/平方厘米,即为合格产品。
可以看出,我国电磁环境标准远远低于国际电磁环境标准,相当于比国际标准严格25倍。
如果采用国际非电离辐射防护委员会导则,中国环保标准在移动通信系统频段应用f/200(频率除以200再换算单位)来推荐手机的电磁辐射最大值,在800mhz-3000mhz频段,可推导出限值如下:
沈梦培认为,这才是科学制定手机电磁辐射标准的方法。“手机‘电磁辐射超标’是由于环保部‘错误标准’问题人为造成的,根据国际通用的电磁辐射环境标准修改中国环保部的相关标准限值,即可解决这一问题。”沈梦培坚持说,“此外,应当尽可能使‘手机电磁辐射最小’作为移动通信系统最重要的设计原则。科学合理地布局移动通信基站,包括宏蜂窝基站和需要进入建筑物的微蜂窝基站,基站信号的高覆盖率可以保证通信通畅,也能使手机的电磁辐射最小化,这样才能有效避免电磁辐射的危害。”■
安全限值以下手机辐射无害
信号不好的地方手机辐射对人体的伤害很严重吗?电磁辐射对人体的影响在国际科学界有一套比较完备的计量标准,即“比吸收率”SAR值,又称“电磁辐射测试值”。SAR(Specific Absorption Rate)数据即为生物体(包括人体)在单位时间内,每单位质量容许吸收的辐射量,这个SAR值代表辐射对人体的影响,是最直接的测试值。
国际非电离性辐射保护委员会规定所有手机在出厂时,都要经过SAR测试,SAR限值标准应低于2瓦/千克。关于电磁辐射与人体健康的关系,国际上提出了“安全限值”的概念:只要在安全限值以下,就不会对人体造成危害。
而在中国,中国信息产业部要求对我国手机制造企业进行手机出厂检验,规定SAR限值标准也是低于2瓦/千克,和国际非电离性辐射保护委员会一致。所以,正常使用通过检验出厂的合格手机,无需恐慌电磁辐射对人体的危害。