许同樵 许旭
摘 要:目的 通过测量微波炉、电磁炉、电饭锅、节能灯、洗衣机、液晶电视、电冰箱、电扇、电脑等几种家用电器的电磁辐射,提出其使用的安全距离。方法 使用LZT-1000型电磁辐射测试仪测量家用电器不同距离的电磁辐射。结果 使用中的微波炉在1.6 m以上、电磁炉在1 m以上,没有金属外罩的微风吊扇在0.8 m以上才具备符合国家标准的电磁辐射,笔记本电脑和台式电脑也存在不同程度的电磁辐射。结论 几乎所有家用电器都有或多或少的电磁辐射,应注意保持安全距离,并对辐射较大的电器减少使用时间。
关键词:家用电器 电磁辐射 微波炉 电磁炉
中图分类号:045 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)10(a)-0247-05
Measurement and Safe Distance of Electromagnetic Radiation of Household Electrical Appliances
Xu Tongqiao1 Xu Xu2*
( 1.Shanghai Zhangjiang Group Junior Middle School,Shanghai,201203,China;2.Shanghai Institute of Technology, Shanghai,201418,China)
Abstract:Objective By measuring the electromagnetic radiation result from household electrical appliances like microwave oven, induction cooker,electric rice cooker, energy-saving lamps,refrigerators,washing machines,liquid crystal TV,electric fan,and computer,the method for the safe use is present to reduce and avoid the impact of their electromagnetic radiation.Method The electromagnetic radiation from the household electrical appliance at different distances was measured by LZT-1000 electromagnetic tester.Results The safe use distance for the microwave oven was more than 1.6 meters,for induction cooker was more than 1 meter,for ceiling fans without metal casing breeze was more than 0.8 meters according to national standards of electromagnetic radiation.The electromagnetic radiation from computer was also noticed.Conclusion There is electromagnetic radiation in almost all home electrical appliances,which suggested pay attention to keep it a safe distance.
Key Words:Household Electrical Appliances;Electromagnetic Radiation;Microwave Oven;Induction Cooker
电磁波辐射是指电磁波向空中发射或泄漏的现象,过量的电磁波辐射会造成电磁波辐射污染。随着生活条件的改善,日常生活中使用的电子产品越来越多,它们在带给人们许多便捷的同时,也使环境中电磁波不断增加。高强度的电磁波辐射所产生的各种物理、化学和生物效应,直接危及人类健康,致使人类面临的电磁环境越来越恶劣。电脑、微波炉、电磁炉、手机等家用电器在工作时,会产生各种不同频率的电磁波,这些电磁波充斥在我们生活的环境中,无色无味,在无形之中穿透包括人体在内的任何物质,造成污染。
电磁波辐射对人体的危害主要体现为热效应、非热效应和累积效应。国内外的科学研究表明,长期处于高电磁波辐射环境下,可能会造成各种健康问题,其中儿童属于对电磁波辐射的敏感人群。曹毅等[1]综述了电磁辐射的生物效应,如致癌效应和对细胞损伤等。王源[2]的研究显示平均功率密度90 mW/cm2的电磁辐射暴露会导致小鼠细胞免疫功能亢进。叶丽杰等[3]通过调查发现彩电塔的辐射会影响周围小学学生的神经系统和心脏功能。加强电磁波辐射污染的防护、管理及监测,提高环境保护意识,已经成为人们的共识。
国内从20世纪80年代开始关注电磁辐射问题,包括对电磁辐射知识的系统介绍[4-6]及某些典型国产开放式射频与微波应用设备周围环境的调查和测量[7]。鲍协文等[8]以多方的调查测量和自身在电磁环境里的感受,借助对典型标准的分析,给出了符合人体可承受的电磁辐照安全限值。另外,有关电磁辐射及防护的国家标准也相继颁布实施[9-10]。2000年以后,随着对电磁辐射的认识,对其安全标准、检测和防护的关注逐渐深入。蔡锐锋[11]详细剖析了电磁波辐射污染的特点及电磁波辐射污染的现状,并对其分类和危害进行了论述,指出了电磁波辐射污染防治、电磁环境监测的重要性和紧迫性。钟情[12]对我国电磁辐射污染的程度进行了统计和报告。刘美荣[13]通过分析电磁波的特征,介绍了对不同类型电磁波辐射设施所产生电磁场强度的检测方法。曹毅等[1]基于电磁辐射的生物效应讨论了电磁辐射的暴露限值。邹进兴[14]对电磁辐射安全标准及其估算和测量进行了讨论。马文华[15]和刘宝华等[16]跟踪研究分析了国内外的电磁辐射标准,分析了它们的特点及不足,并对我国今后制订新的电磁辐射防护标准提出了建议。陆丹[17]对上海市电磁辐射污染源的现状进行了分析并给出了防护对策。刘博等[18]基于电磁辐射污染对环境和人体健康的影响,探讨了目前室内电磁辐射污染的现状和室内潜在的电磁辐射污染源, 并就室内电磁辐射污染的防护措施提出了几点建议。瑞雯[19]实测手机的电磁辐射并对于使用手机时的自我防护给出了几点建议。
日常生活中常用的电视、电风扇、微波炉、电脑、电磁炉等的电磁辐射程度及其安全距离未见有系统的报道。该文通过对这几种家用电器电磁辐射的测量,提出了安全使用它们的注意事项和减少及避免电磁辐射影响的方法,养成规避电磁辐射的良好生活习惯,也进一步理解了国内电磁辐射的标准。
1 实验对象和方法
1.1 实验对象
微波炉(PJ21C-BF,700 W旋转圆盘式微波炉,广州美的微波炉制造有限公司),电磁炉(CZ21-ST2118型,2100 W可调多功能电磁炉,美的集团股份有限公司),电饭锅(CFXB40B2T-70型,700W,浙江苏泊尔家电制造有限公司),三种节能灯(MT2370型11W荧光台灯,上海良亮灯饰有限公司;MT-118型18W护眼灯,中山市华派照明有限公司;N2UL07型7W节能灯,瑞典宜家集团),洗衣机(XQG60-A512V型滚筒洗衣机,中山格兰仕日用电器有限公司),液晶电视(LT40876FHD型,40吋,四川长虹电器股份有限公司),电冰箱(BCD-200型,合肥美菱股份有限公司),落地电扇(FS40-B2型,55 W,美的集团股份有限公司),微风电扇(FC02-50型,500 mm,7 W,台州市中联电器有限公司),台式电脑(两台分别为HP Pro3005MT型和Compaq CQ3008CX型,上海惠普有限公司),笔记本电脑(Latitude D410型和Inspiron3421型,均为戴尔(中国)有限公司产品)。
1.2 方法
1.2.1家用电器电磁辐射的测量
在电器不通电时电磁辐射均为零的场所使实验对象运转,从不同的方位和距离使用电磁辐射测试仪(LZT-1000型,测试频宽为5 Hz~3500 MHz,北京龙震天电子仪器有限公司)测量电场辐射和磁场辐射值,对工作状态发射稳定辐射的电器以测量平均值为该电器的辐射值,对微波炉(存在较快循环开关的电器)可以重复测出的最大值为该电器的辐射值,对电脑等存在不规则变化的电器则记录辐射的范围值。
1.2.2 对结果的判断
根据有关国家标准[9]对电磁辐射防护规定,在100~3000 kHz频率波段的公众照射导出限值为40 V/m电场强度和0.1 A/m磁场强度。考虑到在空气中近似没有磁介质存在,1 A/m相当于1.26 μT,故该文选择40 V/m电场强度和0.13 μT磁场强度为大多数家用电器的安全限值。而对于频率为2450 MHz的微波炉,标准[9]中公众照射导出限值为12 V/m电场强度和0.032 A/m磁场强度,该文对微波炉选择12 V/m电场强度和0.04 μT磁场强度作为安全限值。
2 结果和讨论
2.1 微波炉的电磁辐射
测量微波炉的电磁辐射显示其主要为磁场辐射,见表1,电场辐射仅在1 m内有低于安全值的测量结果(<2 V/cm)。结果可见微波炉正上方和正前方、左侧(炉腔侧)微波腔体的辐射比较大,正前方的安全距离在1.6 m以上。实验还显示,微波炉的磁场辐射可以穿透普通的墙壁,但墙壁可以使其强度衰减,25 cm的墙壁大约相当于50~60 cm空气中降低的幅度。
微波炉使用的时间不长,是容易控制辐射的。考虑到人处在微波炉正面的情况比较多,在微波炉1.6 m以外,微波炉的电磁辐射对人的影响不大。提示我们在使用时注意与微波炉之间的距离,改进日常使用习惯。由于微波炉上面的辐射很高,建议尽量把微波炉放置在1.4 m以上的位置,既方便操作,又避免上部电磁辐射对人体的影响。
2.2 电磁炉和电饭锅的电磁辐射
电磁炉的电磁辐射值见表2,可见电磁炉的电磁辐射也很强。在测量时,选择了垂直方向和水平方向,水平方向包括对电磁炉高度、人坐姿心脏高度(约13 cm)和头部的高度(23 cm以上)平面上不同距离的电磁辐射进行分别测定。结果除正上方>40 cm且功率<1000 W的情况外,其周围40 cm内不存在安全区域,由于许多火锅店使用电磁炉,吃火锅时距离电磁炉通常在20 cm左右,坐姿时身体基本处于电磁辐射的非安全区,时间也比较长,电磁炉产生的电磁辐射会对健康产生不利影响。建议使用电磁炉吃火锅不要过于频繁,每次吃火锅时也尽量不要离通电的电磁炉太近,或停电后使用。
为了确定电磁炉的安全距离,以磁场辐射0.13 μT为阈值,还测量了不同方位更远距离的电磁辐射。结果见表3。
从表3可见,在坐姿和站姿头部的高度,电磁炉的安全距离均在80 cm~1 m;在炉面水平高度(坐姿胸部位置)其电磁辐射小一些,安全距离为50~80 cm。因此,从电磁辐射的角度考虑,电磁炉不太适合用于需要人在附近频繁操作的火锅和炒菜用炉,但可用于人可以离开一定距离或间歇操作的煮粥、烧水、炖汤等。
对700 W电饭锅,在功率最大的“煮饭”状态时,即使紧贴锅体测量磁场辐射也仅在5 μT左右,电场辐射则为0,其安全辐射距离在电饭锅周围和上部均为10 cm左右。显示电饭锅在电磁辐射方面是比较安全的。
2.3 节能灯的电磁辐射
测得几种节能台灯的电磁辐射见表4,其安全距离在8 cm以内。从其中的数据可以看到,不同的灯会有不同强度的电磁辐射,节能灯(7 W)和护眼灯(18 W)的电磁辐射明显要高一些。另外,对40 W白炽灯,在2 cm处即测不出电磁辐射。因此在使用护眼灯和节能灯,特别是在学习和工作时,在能看清楚纸张或书本上内容的情况下不要离灯太近,特别是不要离其灯头附近的电子元件太近。
其中护眼灯的电场辐射、磁场辐射与距离的关系见图1。可见其电磁辐射随着距离增加快速衰减,其他电器的电磁辐射也有类似的现象,提示在安全距离以外使用电器是避免电磁辐射简单而重要的措施。
2.4 电扇
落地电扇在运转时,电机部位存在明显的磁场辐射(最高达到16 μT),但在距离电机30 cm以上迅速衰减到均测不出电磁辐射。而微风吊扇在下面距离电机30 cm时仍有20 μT的辐射,安全距离在80 cm以上(0.07 μT)。落地电扇和微风吊扇的磁场辐射见表5。
微风吊扇的功率远小于落地电扇,但磁场辐射明显大于前者,原因可能是落地电扇在电机外使用了金属外罩,而微风吊扇只有电磁屏蔽差的塑料外罩。因此,在使用有金属外罩的落地电扇和台扇时,距离30 cm即可避免电磁辐射。而对没有金属屏蔽罩的微风吊扇,要注意在距离80 cm以上使用(最好1 m以上),特别是不要长时间近距离坐在微风吊扇下面。对于通常在床上连续使用时间较长的微风吊扇,更要注意。
2.5 电脑
电脑的电磁辐射主要为磁场辐射。2005年出厂的Dell Lantitute D410笔记本电脑的磁场辐射:(1)底部,在左上(此处的“上”指接近显示屏的位置,“左”为左手的位置)、右上和左下部分、以及中部均存在>20 μT的较强区域,总面积在1/3左右,其余部分在0~10 μT之间,离开笔记本电脑底部2 cm的位置仍有部分区域达到16 μT。(2)正面(键盘面),触摸板部分和电源附近有>20 μT的区域,左上部分区域有4~10 μT的磁场辐射,其余部分辐射更小,但离开键盘面2 cm高度的位置左中部分仍有部分区域为5~7 μT(其余<1 μT)。(3)显示屏,中下部有>20 μT的区域,左下有小部分13~18 μT的区域,其余大多在1 μT左右。对于较新(2014年)的Inspiron 3421笔记本电脑,键盘面的触摸板部分和开关键附近也有高达20μT以上的辐射,底板也有部分区域辐射>20 μT。
对于台式机,其辐射均主要在主机后部,尽管有金属机箱,其距离机箱后部(电源和电扇的位置)5 cm的周边电磁辐射仍然达到20 μT以上,而正面靠近开关的前部辐射很小(<0.5 μT),与主机的距离超过40 cm辐射迅速降到0.1 μT以下,键盘鼠标的辐射很小,都在0.01~0.03 μT,可以忽略不计,显示器有部分区域磁场辐射>20 μT,但30 cm外磁场辐射也降低到0.4 μT以下,超过40 cm后降到0.1 μT以下。
因此,使用台式机时,尽量远离主机,特别是主机后部的电源和电扇部分,另外离显示屏的距离尽量保持在40 cm以上。笔记本电脑底部的磁场辐射较强,尽量不要使身体接触电脑底部,并且使用者与笔记本电脑的距离难以达到安全距离,因此建议不要长时间使用。另外,电脑的电扇存在明显的磁场辐射,可能与它同样没有金属屏蔽有关,这也与上述的微风吊扇相似。
2.6 其他家用电器(液晶电视、电冰箱、洗衣机)
液晶电视仅在电路板附近存在一定的磁场辐射(贴近面板和背板时可达到20 μT以上),但在距离30 cm以上磁场辐射也迅速衰减到0,提示液晶电视的安全距离是30 cm以上。
洗衣机和电冰箱和在运转时电机部位都存在明显的磁场辐射,在20 cm处磁场辐射均在20 μT以上,电场辐射均为0,在距离电机40 cm以上都测不出电磁辐射。人们在使用这些电器时通常都会距离其电机40 cm以上,因此基本可以忽略其电磁辐射的影响。
2.7 差异性与防护
在测定电磁辐射时,大多数的电磁辐射来自磁场辐射,而荧光台灯、电磁炉还存在比较强的电场辐射。由于不同的电磁辐射之间也有差异,对于电磁辐射的防护可能也需要不同的方法。增加与辐射源的距离是降低电磁辐射伤害最便捷有效的方法,同时减少暴露时间也是防护电磁辐射的途径。
3 结语
几乎所有家用电器都有或多或少的电磁辐射,特别是一些辐射较强而使用频率较高的电器应格外注意。例如:要注意尽量离加热中的微波炉1.6 m以上;电磁炉的安全距离在1 m左右,使用电磁炉(如炒菜、吃火锅时)要注意尽量不要长时间离电磁炉太近;没有金属外罩的微风吊扇的安全距离为0.8 m,是值得注意的辐射源;使用笔记本电脑应注意避免放在腿上,使用电脑都要注意别离主机太近,距离显示屏要大于0.4 m;使用护眼灯、节能灯等荧光灯源时,要注意保证10 cm以上的距离。测量中也发现,除微风吊扇外,其他没有金属屏蔽罩的电机,其电磁辐射一般比较强,建议家用电机生产厂家能够使用金属外罩屏蔽其辐射。另外,对于存在电磁辐射的电器,减少使用时间也是防护其电磁辐射的方法。
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