输变电电磁环境解读

柯昌麟

谈辐射色变,可追溯到二战时期日本广岛和长崎的原子弹爆炸。1986年的苏联切尔诺贝利核事故以及今年日本福岛核事故,都引发了全人类的担忧。有人分不清核辐射与电磁辐射的区别,将其统称为辐射。

从理论分析和权威机构的研究结论看,工频电磁场产生的能量很小,对人体不构成健康危害,但公众仍怀有莫名的恐惧感。究其原因,早期的研究不完整,使用的概念模糊,专业知识深奥,舆论宣传片面,凡此种种,造成公众接受了错误的信息。

有些管理者把输变电纳入《电磁辐射防护规定（GB8702－88）》进行管理,却不知该规定的适用频率范围只是100千赫兹～300吉赫兹,并不包括50赫兹的工频电磁场。1997年,国家有关部门制定的规章《电磁辐射环境保护管理办法》中使用了“高压送变电中产生的电磁辐射”的表述,1998年的500千伏超高压送变电工程的行业技术规范中也用了“电磁辐射”一词。在输变电设施建设和运行的相关工作中,时常有人混淆工频电场、磁场与电磁辐射的概念。

面对如此众多的电磁概念,非专业的记者、编辑有时也只能来稿照登,无形中进行了片面的报道。由于电磁辐射诸多问题法律界定的不明确,上世纪发生在湖南省的输变电电磁环境诉讼案,官司打了10年之久。

电磁辐射与输变电设施产生的电磁环境

电磁辐射是指电磁辐射源以电磁波的形式发射到空间的能量流。电磁辐射源发射的电磁波频率越高,它的波长就越短,电磁辐射就越容易产生。一般而言,只有当辐射体长度大于其工作波长的1/4值时,才可能产生有效的电磁辐射。

人们知道微波炉产生电磁辐射,但很多人并不知道微波炉工作时的频率是2450兆赫兹,波长是分米级的,和电视的部分频段一样同属于特高频,都是非电离辐射。当频率达到3000吉赫兹时,波长是丝米级的,此时量变已经发生质变,非电离辐射转为电离辐射,如X-射线、γ-射线都已经属于电离辐射。再看比微波炉的频率低的,如调频广播是88～108兆赫兹,波长是米级的。中波广播是535～1605千赫兹,波长已经达到百米级。虽然都产生电磁辐射,但是广播调频或者中波信号和微波炉加热食品产生电磁辐射的强度是不一样的,正常情况下,人们听收音机和用微波炉对身体的危害可以忽略不计。即使是医院使用X光透视等产生的电离辐射,只要措施得当,对身体的影响也是可接受的。

再来看看输变电设施的情况。我国的输变电设施采用的频率是50赫兹,属于极低频（低于300赫兹的频率）,波长大约是6000千米。按照1/4理论计算,人体长度最长为两米左右,50赫兹电磁波波长的1/4也长达千米级的,产生的电磁波穿过一个人几乎都是同相位的,对人体不可能产生有效的电磁辐射,因此,对人体健康不构成威胁。

世界各国对输变电设施早已开展了深入研究,世界卫生组织（以下简称WHO）、国际非电离辐射防护委员会等国际权威组织和机构在电磁环境与公众健康领域的官方文件中,无一例外地严格使用电场、磁场或电磁场的专业术语,由于电力工业采用的交流电频率简称工频,因此,电磁环境用工频电场、工频磁场或工频电磁场描述。因为输变电设施形成的电磁场产生的能量非常小,远低于电磁辐射产生的能量,因而不采用工频电磁辐射这个不适当的概念。WHO认为,在科普文章中可以采用电磁场这一统称。

电磁波的能量与健康

电离辐射是极高频的电磁波,如X-射线和γ-射线,具有的能量可以把原子或分子内的电子撞出,电离出带正电荷的离子及带负电荷的电子,作用到生物体,能够断开细胞遗传分子中的DNA化学键,直接危害健康。

非电离辐射相对于电离辐射而言,处于能量较低的频段,无论频率高低,都不足以产生电离、断开细胞遗传分子间的化学键,只会随着频率的变化产生不同程度的生物效应。

紫外线低端、可见光、红外线位于非电离辐射频段的高端（3000吉赫兹～300吉赫兹）,可称为“光辐射”段。产生的生物效应只能使电子激励而不会产生电离,但光灼伤也可能导致皮肤癌等病变。

在低于红外线的频率下,电子激励现象也不会发生,生物体内只会产生发热效应和体内感应电流。超过10吉赫兹频率的射频场,当强度即功率密度为1000瓦/平方米以上时才会杀伤细胞、影响健康。

10吉赫兹～1兆赫兹之间的射频场能够渗透到组织内,并由于体内组织吸收能量而产生热效应。常用一定组织质量内的比吸收率来度量,当比吸收率大于4瓦/千克时才会有损健康。

低于1兆赫兹的射频场,对体内的热效应已经不明显,只在生物组织中感应电流和电场。体内电流密度至少要超过100毫安培/平方米才会干扰正常功能。

工频电磁场的强度

50赫兹的输变电设施（国外也有60赫兹的）位于非电离辐射频段的低端,是极低频。国际上的权威研究表明,极低频的电场、磁场在生物系统中的主要影响是在体内感应出电场与电流。

在对有关电场的研究结果进行全面评估后,WHO在官方文件《电磁场和公众健康——极低频场》中指出:“现有的证据表明,除了由躯体表面电荷产生的刺激外,曝露到高达20千伏/米的电场几乎没有什么影响,并且是无害的。即使在电场强度高达100千伏/米以上时,也未观察到电场对动物的生殖与发育有任何影响。”

关于磁场的影响,WHO指出:“在家庭或日常环境中所遇到的磁场水平下,没有经确认的实验室证据表明,极低频磁场会影响人体的生理与行为;志愿者在强度高达5毫特斯拉的极低频场中曝露数小时后,其临床与生理指标（包括血液变化、心电图、心率、血压和体温）几乎看不到影响。”

从1998年至今,WHO分别以“国际电磁场研究计划”信息发布形式,在WHO网站上以多国文字公布了不同频率电磁源对公众健康有何影响的官方意见,分别阐述了曝露于不同频率电磁源对人体产生影响的作用机理及安全限值。

随着大量研究成果的公布,权威机构对输变电设施电场、磁场给出了量的概念,WHO由此得出了有关健康的结论,主要包括没有可信的证据表明曝露到极低频场会引起对生物分子(包括DNA)的直接伤害,个别关于低频磁场曝露与儿童期白血病相关联的流行病学研究报告缺乏实验研究支持,缺乏科学的解释,也未能排除存在于流行病学调查中的混淆因素。并不认为在输电线和配电线周围极低频场的水平对健康有危险。极低频场曝露与癌症间的因果联系未得到确认。要求成员国以立法形式采纳国际标准。

输变电电磁环境的正名

从2001年起,原国家环保总局公布的《建设项目环境保护分类管理名录》（第一批）中已经把输变电工程归入电力类进行管理,和电信、广播电视不属于同一类。2009年,《环境保护部直接审批环境影响评价文件的建设项目目录》及《环境保护部委托省级环境保护部门审批环境影响评价文件的建设项目目录》中将电网工程归入能源类,而电磁辐射设施则纳入核与辐射类管理。

2007年,《江苏省辐射污染防治条例》中不再出现“高压送变电中产生的电磁辐射”。2008年,国家修订《电磁辐射防护规定》进入实质性阶段,新的国家标准名称改为《电磁环境公众曝露控制限值（GB8702－××××）》（注:××××将在正式发布时确定年号）,对新纳入该标准的频段（0～100千赫兹）,确定了采纳WHO推荐限值的立场,这将有利于我国对极低频电磁环境的界定。据悉,该标准经过公示后于2010年通过了专家会审,目前已进入报批阶段,该标准的出台将填补我国极低频电磁环境国家标准的空白。

2009年,曾经轰动全国的输变电环境纠纷案经过行政复议、行政诉讼后,由北京市第一中级人民法院作出二审判决:原告所主张的权利是否受到电磁辐射的侵害,目前仅基于其主观认知,尚无充分的客观事实依据,本院不予支持。二审判决驳回上诉,维持一审判决。

近年来,中央电视台等国内主要媒体对输变电设施电磁环境科普知识做了全面科学的宣传报道,上海世博会期间的国家电网馆也开设了电磁环境展室。相信随着科学知识的普及,公众将逐步打消对电磁环境的疑虑。