GB 21288—2022《移动通信终端电磁辐射暴露限值》标准解读

2023-08-02 10:02郑世欣
中国质量与标准导报 2023年2期
关键词:功率密度吸收率电磁辐射

郑世欣

0 引言

目前,2G/3G/4G/5G移动通信网络已经进入了人们的工作和生活中,市场上移动通信终端的种类也越发丰富,个人消费者和企业用户手中的移动电话正迅速向移动智能终端、车载智能终端、智能电视、可穿戴设备、智能生产力设备等多形态移动智能终端发展。可以说,移动通信终端正在爆发式增长。面对制造商和运营商对各自产品和服务的大力宣传,广大消费者表现出理智的状态,不再简单地被手机花哨的样式、众多的功能所打动,而是关心某些更深层次的因素,比如电磁辐射等与人体健康密切相关的参数指标、移动终端通过天线向外发射的电磁波、使用者在使用移动终端通信时身体吸收能量。随着时间的推移,当电磁辐射超过人体的安全辐射剂量时,吸收电磁场的累积效应会对人体造成较大的伤害。实验表明,长期暴露于移动终端的电磁辐射环境中,人体的神经元细胞、甲状腺、免疫力以及各种激素的正常分泌都会受到较大的影响。因此,移动终端电磁辐射对人体健康的影响越来越受到公众的关注。

1 新标准的重大技术变化内容

GB 21288—2022《移动通信终端电磁辐射暴露限值》是GB 21288—2007的修订版,与GB 21288—2007相比,修改了标准名称、适用范围以及产品说明书中的标示内容,增补了产品说明书的要求的注释,新增职业暴露和吸收功率密度的定义以及不同频率、不同身体部位适用的暴露限值规定。

新标准吸取了世界范围内生物电磁学研究的最新成果,重点参考了ICNRIP(2020年)最新版导则,明确规定了接入公用电信网的移动通信终端的电磁辐射暴露限值,限值标准目前与国际处于同一水平。作为反映生物电磁学领域的最新科研成果,新标准的发布实施能够更好地保障人民群众的身体健康,进一步促进通信行业健康发展,适应通信行业新技术的需要。

1.1 标准名称

更改了标准名称。标准名称由“移动电话电磁辐射局部暴露限值”更改为“移动通信终端电磁辐射暴露限值”。

新标准所指的移动通信终端包括但不限于移动电话、无绳集团电话、卫星移动终端、可穿戴设备、便携式移动终端等。考虑到移动电话的历史局限性,新标准的名称全面覆盖了支持SIM和eSIM的各类移动通信终端。标准名称变化的意义在于:一是使用标准化的规范用语,将口语化的“移动电话”改成了规范化的“移动通信终端”;二是去掉了“局部”二字,以匹配标准适用范围的变化。

1.2 适用范围

扩展了适用范围。考虑到未来全面满足5G-A、6G和天地一体的各类通信需求,相对旧标准,新标准适用范围补充了低频和毫米波频率波段,从“靠近人体头部使用的发射频率在30 MHz~6 GHz范围的移动电话”更改为“工作在100 kHz~300 GHz以内、使用时靠近人体20 cm以内的移动通信终端设备”。

随着移动通信终端的普遍化,电磁辐射标准所要规范的范围已经从靠近头部的局部电磁辐射扩展为头部、躯干和四肢,增加了不同频率、不同人体部位适用的暴露限值,明确了移动通信终端行业发展的监管标准。适用范围的扩展将更加全面地保护人身健康,是在全部电磁辐射频率范围内、全面保护使用者人身健康的必然要求,也是新兴通信技术如低频无线充电系统、毫米波通信技术等电磁辐射评估的必然要求。

1.3 术语和定义

新增职业暴露和吸收功率密度的定义,以匹配电磁辐射暴露基本限值的规定。新标准中的职业暴露是指在已知条件下,职业人士经过培训并了解相关风险而采取了恰当防护的暴露。考虑到能量和能量的吸收都限定在身体表面,吸收功率密度则是指在身体表面定义的发射功率和能量密度。

1.4 电磁辐射暴露基本限值

新增“电磁辐射暴露基本限值”,明确了电磁辐射暴露基本限值、公众暴露、职业暴露以及总暴露比的性能指标。

移动终端通话过程中产生的电磁辐射不仅会对大脑产生影响,还会对人体的躯干产生影响。电磁辐射是涉及人体健康防护的重要领域,靠近人体使用的无线通信设备的电磁辐射暴露可能对健康造成影响,需要通过标准予以规范。

考虑到旧标准中仅规范了靠近人体头部使用的移动电话的电磁辐射暴露限值,缺少人体全身暴露限值和身体局部的暴露限值,也无法满足各类新型通信设备,如可穿戴设备、对讲机、平板电脑、便携式调制解调器等电磁辐射评估的需要,新标准中针对距离人体20 cm之内的穿戴式设备的辐射限值,建立了重要的评估指标,即比吸收率(SAR)和吸收功率密度(Sab)。因为眼球、头盖骨、肌肉、内脏这些机体的性质不同,比吸收率值也不同。SAR的英文全称为“specific absorption rate”,即电磁辐射比吸收率,是手机或无线产品的电磁波能量吸收比值,是在外电磁场的作用下,人体内将产生感应电磁场,而由于人体各种器官均为有耗介质,因此体内电磁场将会产生电流,导致吸收和耗散电磁能量。简单来说,SAR是用于描述射频(RF)辐射吸收的剂量学术语,其表示单位为:瓦特每千克(W/kg)。电磁辐射是各个国家和地区普遍要求的强制性检测项目,通过SAR标准来为消费者提供充分的RF辐射安全保障。SAR值的测量非常复杂,由于不能做有创伤的人体实验,因此只能模拟人体组织设计实验假人。国家对移动终端电磁辐射的测试方法是:终端电磁波的发射功率被设置为最高,并且SAR基于适用条例指定的时间间隔进行实时评估。评估基于模拟无间距紧贴头部使用,以及以5 mm间距贴近躯体佩戴或携带使用。

(1)明确电磁辐射暴露基本限值。移动通信终端的电磁辐射暴露基本限值应满足表1的要求。

(2)明确了公众暴露限值。规定在100 kHz~6 GHz频率范围内,局部暴露(头部和躯干)任意10 g组织,任意连续6 min平均比吸收率(SAR)不应超过2 W/kg;在100 kHz~6 GHz频率范围内,局部暴露(四肢)任意10 g组织,任意连续6 min平均比吸收率(SAR)不应超过4 W/kg;在>6 GHz~30 GHz频率范围内,局部暴露任意连续6 min吸收功率密度在任意4 cm2辐射面积的平均值不应超过20 W/m2;在30 GHz~300 GHz頻率范围内,局部暴露任意连续6 min吸收功率密度在任意4 cm2辐射面积的平均值不应超过20 W/m2,同时任意1 cm2辐射面积的平均值不应超过40 W/m2。

对普通消费者来说,电磁辐射是看不见、摸不着的,属于标准中所指的“公众暴露”,即“对处于非控制条件下的各种年龄阶段及不同健康状况,并且不会意识到暴露的发生和对其身体造成危害,不能有效地采取防护措施的个人的暴露”。这是新标准规范的一个重要内容。

(3)明确了职业暴露限值。规定在100 kHz~6 GHz频率范围内,局部暴露(头部和躯干)任意10 g组织,任意连续6 min平均比吸收率(SAR)不应超过10 W/kg;在100 kHz~6 GHz频率范围内,局部暴露(四肢)任意10 g组织,任意连续6 min平均比吸收率(SAR)不应超过20 W/kg;在>6 GHz~30 GHz频率范围内,局部暴露任意连续6 min,吸收功率密度在任意4 cm2辐射面积的平均值不应超过100 W/m2;在>30 GHz~300 GHz频率范围内,局部暴露任意连续6 min吸收功率密度在任意4 cm2辐射面积的平均值不应超过100 W/m2,同时任意1 cm2辐射面积的平均值不应超过200 W/m2。

(4)明确了总暴露比。规定当公众及职业暴露在多个频率的电场、磁场、电磁场中,应综合计算多个频率的电场、磁场、电磁场所致暴露是否具有叠加效应。当具有叠加效应时,在100 kHz~300 GHz频率范围内应满足标准的要求。

从以上新增要求可以看出,增加频率和人体部位后的新标准更加科学合理、全面准确。新标准通过扩大裕量以更充分地保护普通消费者。比如在人体头部,当SAR为20 W/kg时会产生不利的健康效应,标准使用缩减因子2得到职业暴露基本限值为10 W/kg,而使用10作为公众暴露的缩减因子,将公众暴露的基本限值降低至2 W/kg。也就是说,公众允许的最大暴露限值仅为可能产生不利影响的暴露水平的1/10,这样就充分保护了公众的健康。

1.5 标识要求

考虑到如何正确引导普通消费者较好理解产品标识中的表述,新标准对说明书标识做出了规定。移动设备生产企业应按照新标准6.1的要求,根据产品使用时的暴露状态经科学评估后在说明书中明确标识产品的电磁辐射。如对于通过SAR评估的产品,其说明书中应当标识“本产品局部暴露下电磁辐射比吸收率(SAR)最大值为×.×W/kg,符合GB 21288—2022的要求”或者类似语句。说明书应方便消费者获取,以保障消费者的知情权,同时表明产品的符合性。

2 结语

新标准有利于保障消费者的全场景安全使用,释放移动通信终端全频谱接入的可能性,赋能数字经济全要素可持续发展。新标准强化了针对公众用户、职业用户在真实环境下多频率的电场、磁场、电磁场的总暴露比条款,有利于企业和各类公共空间运营机构做好电磁辐射安全管理,解决了分類合格、总量超标的问题,有助于释放社会全要素生产力,强化电磁辐射暴露安全管理水平。

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