手机电磁辐射研究

沈际昊，方宏萍

(贵州理工学院资源与环境工程学院，贵州 贵阳 550003)

0 引言

从手机诞生以来，越来越多的人依赖于手机，特别是智能手机的出现，人们使用手机的时间也变得更长了。如今手机所产生的辐射对人们身体健康的影响产生了很多争论，如何看待手机辐射已经变成了人们争论的焦点。绝大多数的人觉得手机辐射对人的健康影响很大，只有少部分人认为这个影响大可不必在意。针对这种情况，本文给出了某些品牌手机不同状态下的射频电磁波的值，以及减少手机辐射的措施。

1 手机辐射的原理

在使用4G智能手机与其他设备进行无线通话时，移动4G智能手机的低频电磁波会向各个方面发射出许多种类的低频无线电波。这些类型的无线电波一般都是由相对较近的一个交换台基站直接进行呼叫和接收，基站主要是通过交流器接收从一台移动4G智能手机上发出传来的各种无线电波，然后将这些无线电波直接传输给该交换台，交流器则根据当前的需要将该交换台基站以呼叫的方式和种类直接转换成连接在另一个交换台基站或者是固定电话连接在线路上的移动互联网，从而推动交流器和该基站之间能够实现无线通话，这也就是移动4G智能手机的具体操作原理[1]。在智能手机使用的过程中，无线电波信号由智能手机端直接传输至附近的一个发射基站，所产生的少部分无线电波可能会被其他人体组织所吸收，而这部分电波可能会对人体组织造成一定损伤。例如对人的神经系统带来危害，引起暴躁等不良情绪，此外对人的消化系统也有一定影响。手机电磁辐射则是由这部分能够传递信息的无线电波组成。

辐射可分为电离辐射和非电离辐射。电离辐射主要来自于波长较短、频率高、能耗特别大的放射性光子，比如X射线、γ射线，医院中的X光和CT检查就属于这类，由于其能损伤人体正常的细胞和基因，科学界目前公认其危害性极大，常会导致癌症或者婴儿畸形[2]。非电离辐射主要是一种泛指来自波长较久、频率相对更低、能耗更小的放射性电磁波，该电磁波频率通常为30～3G Hz，其不可将中性化学分子及其他原子进行电离。手机上发射出来的电磁波属于一种非电离辐射。

2 手机辐射的测量标准

2.1 功率密度标准

功率密度是指在一个单位的表面上所能够直接接受到的辐射功率大小，它既可以用来测量信号的频率和强度，也可以用电场的频率和磁场的强度等方式表示，但通常采用的是功率密度[3]。根据我国《电磁辐射防护规定》(GB 8702—88)中对于民用和军事场所公众光源的照射最低限值规定，3～30 MHz之间是目前我国军事场所普遍使用的一个短波光源，与其民众没太大关系。30～30 000 MHz间频率范围内的一个类型电磁波，其频率也相当于波长，若波长越长，则其穿透身体的能力就越强，因此可知频率越高，则允许的功率密度就越大，即从30 MHz的0.4 W/m到30 000 MHz的2 W/m。

2.2 比吸收率标准

比吸收率(SAR)的定义是：一个在具有一定密度的体积中微元素中的一个电磁力学质量的微元素被其吸收的能量。这个微元素的电磁力学吸收时间的微分值，其实也就是以一个单位的电磁力学时间及以一个生物体的电磁力学质量为单位需要被其吸收的一个电磁力学的能量，其单位为W/kg[4]。

与功率密度标准相比而言，比吸收率标准主要考虑的是有关人体健康状况方面的问题，所以比吸收率这个标准更适合人们作为参考。但比吸收率标准的测量方法比较复杂，不易操作，并且需要与人体模型相互配合，后面得出的数据计算也很复杂。而功率密度标准的检验方法简单，易操作，只需要一些简单的仪器(比如说场强仪或者是频谱分析仪)就可以进行测量。

美国辐射保护与测量委员会(NCRP)严格限制手机电磁辐射量，并且制定了手机电磁辐射SAR防护标准为SAR≤1.6 W/kg，国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)也制定了相应的手机电磁辐射SAR防护标准，即欧标为SAR≤2.0 W/kg，意思是以6 min计时，每千克脑组织所吸收的电磁辐射能量不能超过2 W[5]。我国国家电磁辐射防护标准中明确规定手机电磁辐射暴露限值为任意10 g生物组织任意连续6 min平均比吸收率SAR值不得超过2.0 W/kg[6]。

3 手机电磁辐射的测量

因为比吸收率的测量相对其他测量来说是比较复杂的，需要用到一些专业的仪器和设备。可以根据电磁波以及电场理论，比吸收率SAR测量模型作为参考，把电磁辐射测量的方法简单化，用射频电磁波的大小来测量手机辐射值。通过用射频电磁波测量值来判断手机的辐射值是否处于安全范围，若射频电磁波的值>10 μT/cm2则会对人体造成一定影响，反之，则在安全范围内。本次使用LZT-1160电磁辐射测试仪，测量三款不同品牌的4G手机在不同状态的射频电磁波的大小，测量时将测试仪固定在手机附近，确保在测量时不发生移动，避免测量时数值突然跳动，导致测试结果不准确[7-9]。

3.1 不同型号4G手机电磁辐射的测量

使用LZT-1160电磁辐射测试仪分别对三款不同品牌的4G手机在不使用数据流量的情况下，对其不同状态进行手机电磁辐射的测量[7-9]。并对每种状态下测量3次，取其平均值作为依据。为保护厂家信息，本次测试样机仅用编号给出，分别为品牌1、品牌2和品牌3。 不同状态下手机射频电磁波大小情况如图1所示。

图1 不同状态下手机射频电磁波大小示意

由图1可知，在待机状态下，手机的射频电磁波是在一个安全范围内，对人体的影响不大，但不能忽视手机辐射的积累效应。而手机在响铃和接通瞬间的射频电磁波较大，超出了安全范围，此时应让手机远离头部，减少手机辐射对人大脑产生的损害。

3.2 不同型号4G手机在不同环境里电磁辐射的测量

使用LZT-1160电磁辐射测试仪，分别对品牌1、品牌2和品牌3在关闭数据流量的情况下，在室外、密闭空间内对手机电磁辐射进行测量[7-9]，射频电磁波大小分别如图2和图3所示。

图2 在室外手机不同状态下射频电磁波大小示意

图3 在密闭空间手机不同状态下射频电磁波大小示意

由图2和图3可知，手机在密闭空间内，其不同状态下的射频电磁波的值比在室外大。可能是手机在室外信号较好，所产生的射频电磁波较弱，而在密闭空间中信号较弱，所产生的射频电磁波较强，所以在手机信号较弱的情况下，要尽可能减少或避免用手机接听电话。

3.3 不同型号4G手机不同距离下手机电磁辐射的测量

使用LZT-1160电磁辐射测试仪分别对三款4G手机品牌1、品牌2和品牌3在关闭数据流量的情况下，在手机通话时将测量仪置于与手机前面板不同距离的地方，测量手机射频电磁波，重复测量3次，取其平均值[7-9]。通话状态下手机射频电磁波随距离变化情况如图4所示。

图4 通话状态下手机射频电磁波随距离变化示意

由图4可知，手机射频电磁波的大小与距离成反比，随着距离的增大，手机射频电磁波的值越来越小，则在使用手机过程中应与手机保持一定的距离，尽量避免手机与头部接触。

4 手机辐射伤害与避免

4.1 手机辐射伤害

研究数据表明，神经胶质瘤的患病率逐渐升高，有专家认为这可能与长时间使用手机有关。经过调查得知，人们经常习惯性地将手机随手放在枕头底下或者床头柜上，这种行为同样会增加神经胶质瘤的患病率。杨汝艳等[10]认为手机的辐射物质对于人的脑部有很大的影响和危害，它可能会直接给人的中枢神经系统产生一种机能性的障碍，引起头疼、失眠、脱发等严重症状。

在生活中有很多人为了方便，把手机挂在胸前，尤其是老年人居多。据研究发现，这种行为容易损伤人们的心脏，破坏人体内分泌系统，容易导致人们患上心脏病、脑梗等慢性疾病。即使手机是待机状态，同样会有电磁波辐射产生，依旧会对人的健康造成难以预知的损害，比如消化不良、便秘、多梦、焦躁等。特别是有心肌炎、心律失常的人要尽可能把手机远离心脏。不仅如此，手机电磁辐射还容易导致人体内分泌紊乱，各机体组织丧失新陈代谢功能以及自我修复功能，引发其他疾病的产生，给人体带来不适。另外，电磁波辐射还会影响细胞的代谢，造成体内钾、钙、钠等金属离子紊乱[11]。

4.2 降低手机辐射的措施

为了降低手机辐射对人体的影响，提出以下几项措施。

(1)平时如果需要长时间通话的，建议使用耳机接听，把手机放在离头部较远的地方。一般手机与头部之间的距离应大于40 cm，这样可以有效减少手机辐射对头部造成的损害。

(2)如果使用手机过于频繁，时常会有失眠、记忆力下降或者是头晕的感觉，又没有其他问题的，则应该相应减少手机的使用率[12]。

(3)平时通话时间尽量简短，若通话时间过长，容易引起手机电磁辐射积累效应，通过长时间的积累诱发某些疾病，所以要尽可能缩短手机通话时间。如果一定要长时间通话时，建议使用耳机接听。

(4)4G手机在使用者接听电话前后的瞬间会产生一个巨大的磁场，此时电磁波对人体的辐射较大，使用者在手机接听的瞬间，应该将自己的手机远离人体头部，避免贴耳接听。

(5)在接听电话的过程中若感觉脸部微微发烫时，此时要立即停止通话，然后马上用热毛巾敷在发烫的部位，从而使受伤的组织慢慢恢复。

(6)手机在充电时，注意不要把手机放在距离自己身体很近的地方，要尽可能地使手机远离人体，否则人体中所存在免疫功能细胞的数量会随手机电磁辐射的影响而减少。

(7)若手机电量较弱时，建议不要长时间通话，因为该状态下的手机辐射会增强，容易对人体造成影响。

(8)接电话时不要选择靠近墙角的位置，或者是一个很小的封闭空间里。大部分涉及到隐私内容的通话，人们往往都会选择去建筑物的角落或者没有任何人的地方接听。而绝大多数角落上的辐射信号都偏弱，该时刻移动手机会使其辐射功率变得越来越高，以至于可能会导致人体健康受到一定程度的损害。同样是一个道理，当人们在电梯或其他较为狭窄且完全被封闭的地方时，应该谨慎拨打电话[13]。

5 结语

随着信息科技的进步和发展，我国对于从设计上来减少移动电话的辐射问题已经具备了一些实际上的成效，想要完全消除移动电话的辐射仍是一个巨大的挑战。因此我们需要高度重视对于有关如何正确使用智能手机的个人该如何有效地避免手机的辐射等各个方面的问题进行研究，这样手机使用者才能够在日常生活中通过采用一些简单的措施去减轻或者是避免手机辐射带来的隐性危害。与此同时，人们也应改掉机不离手的坏习惯，放下手机，多花些时间去看看书，去丰富自己的课外知识，让自己的生活更加充实。不要做低头族，要多陪伴家人，让我们重新体会人与人交流的温暖。