環(huán)境和電子電氣產(chǎn)品電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)分析探討

文/楊東 滕添益 顧海雷 郭則新 陳軼

【機(jī)動(dòng)車專欄】

環(huán)境和電子電氣產(chǎn)品電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)分析探討

文/楊東 滕添益 顧海雷 郭則新 陳軼

越來越多的電子電氣產(chǎn)品應(yīng)用在我們的生活環(huán)境中，且電磁輻射也伴隨而來。本文分析和比較了我國(guó)現(xiàn)有的環(huán)境電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和歐盟電子電氣設(shè)備電磁場(chǎng)人體暴露評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，探討了這些標(biāo)準(zhǔn)的差異和理念，為我國(guó)電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供一些借鑒。

電磁輻射 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 環(huán)境 歐盟標(biāo)準(zhǔn)

如今，電子電氣產(chǎn)品給我們的生活帶來了極大的便利，但電子電氣產(chǎn)品在使用過程中同時(shí)會(huì)通過空間向外進(jìn)行電磁波輻射。我們其實(shí)一直生活在一個(gè)充滿電磁輻射的環(huán)境中，宇宙中星球、太陽(yáng)會(huì)產(chǎn)生大量的電磁輻射，地球大氣中的閃電，甚至人體本身都會(huì)釋放不同強(qiáng)度的電磁輻射。

一、電磁輻射對(duì)人類所引起的健康問題

電磁輻射對(duì)任何生物都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。由于人體中70%是水分，而水分子受到電磁輻射后，會(huì)產(chǎn)生振蕩和摩擦，引起升溫發(fā)熱，對(duì)人體的器官造成影響，這就是電磁輻射引起的熱效應(yīng)。在人體的器官組織中，存在穩(wěn)定而有序的弱電磁場(chǎng)。當(dāng)受到外部電磁輻射后，這種穩(wěn)定會(huì)遭到破壞，引起器官功能紊亂。人體對(duì)于外來的電磁輻射原本就有一定的抵抗能力，當(dāng)遠(yuǎn)離電磁輻射源后，人體自身會(huì)進(jìn)行修復(fù)。若外界電磁輻射持續(xù)長(zhǎng)期作用，人體將形成累積傷害而無法恢復(fù)。電磁輻射已被聯(lián)合國(guó)人類環(huán)境大會(huì)列入必須控制的主要污染物之一。

多年來，經(jīng)過研究，電磁輻射環(huán)境對(duì)人類所引起的健康問題表明，暴露在一定強(qiáng)度下的電磁輻射場(chǎng)中，主要表現(xiàn)為頭暈、乏力、心悸和神經(jīng)衰弱，會(huì)影響兒童器官組織和骨骼發(fā)育，影響人類的內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)，也是人類癌突變的主要誘因。

為了保護(hù)人體，減少由于受到電磁輻射造成的不良影響，國(guó)家制定了環(huán)境衛(wèi)生電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際上先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)也制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)。這些標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)規(guī)定了電磁輻射的限值，以保護(hù)人類居住生活和工作環(huán)境。以下通過國(guó)內(nèi)和國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵指標(biāo)比對(duì)和分析，為我國(guó)電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供一些借鑒。

二、國(guó)內(nèi)常用的環(huán)境和產(chǎn)品電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)剖析

我們將選擇國(guó)內(nèi)外常用的環(huán)境和產(chǎn)品電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵內(nèi)容展開以下分析。

GB 8702-1988《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》是國(guó)家環(huán)境保護(hù)局制定的針對(duì)保障公眾健康、防止電磁輻射環(huán)境污染的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中，在頻率（f）100 kHz～300 GHz范圍內(nèi)，區(qū)分了職業(yè)照射和公眾照射的電磁輻射防護(hù)限值。

由于人類的個(gè)體差異分布廣泛，又不能嚴(yán)格地劃分差異類型，因此，在標(biāo)準(zhǔn)中以f分段劃分，用電場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度和功率密度給出了“導(dǎo)出限值”，便于采用測(cè)試儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量、計(jì)算和比較。

職業(yè)照射的限值計(jì)算以在每天8 h工作中，任意連續(xù)6 min內(nèi)的平均值，在不同f段中，應(yīng)該符合表1的限值。

表1 職業(yè)照射電磁輻射防護(hù)限值

表2 公眾照射電磁輻射防護(hù)限值

公眾照射的限值計(jì)算以一天24 h中，任意連續(xù)的6 min內(nèi)的平均值，在不同f段中，應(yīng)該符合表2的限值。

人體對(duì)電磁輻射吸收產(chǎn)生影響的研究結(jié)果顯示，電磁輻射對(duì)人體的影響是有累積效應(yīng)的。因此，在標(biāo)準(zhǔn)中的職業(yè)照射和公眾照射電磁輻射限值是不同的。8 h職業(yè)照射限值可以高于24 h公眾照射限值。

在工作場(chǎng)所，電磁輻射源一般離人員較近，故規(guī)定測(cè)量應(yīng)在實(shí)際的工作操作位置，采用全向探頭測(cè)量，選取最大值與限值比較，評(píng)估電磁輻射數(shù)據(jù)。

公眾場(chǎng)所的測(cè)量一般離電磁輻射源較遠(yuǎn)，采用天線加接收機(jī)的形式進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于需要進(jìn)行長(zhǎng)期電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)，應(yīng)沿交通干線，均勻分布。同時(shí)，應(yīng)避開電力線、電話線、樹木和建筑物等的影響。

標(biāo)準(zhǔn)中排除了輸出功率小于15 W的移動(dòng)通訊設(shè)備。具有電磁輻射的設(shè)備必須有安全設(shè)計(jì)，包括報(bào)警指示、閉環(huán)互鎖等措施，防止誤操作引起電磁輻射泄漏。在工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的電磁輻射設(shè)備，應(yīng)定期檢查泄漏輻射能量水平。通訊廣播發(fā)射天線在離人口稠密地區(qū)的距離，必須滿足限值的要求。

對(duì)于超出職業(yè)限值的工作場(chǎng)所，必須配備職業(yè)防護(hù)措施。對(duì)于環(huán)境電磁輻射水平超出時(shí)，必須盡快采取措施降低輻射水平，同時(shí)分析原因和提供治理和改進(jìn)方案。

GB 9175-1988《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》是國(guó)家衛(wèi)生部為控制環(huán)境電磁波污染、保護(hù)人民健康而制定的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)不同f和波長(zhǎng)，規(guī)定了容許電磁輻射強(qiáng)度的分級(jí)限值。在100 kHz～300 GHz范圍內(nèi)，分為長(zhǎng)波、中波、短波、超短波和微波。對(duì)于由多種波段混合的環(huán)境，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以主要波段場(chǎng)強(qiáng)分級(jí)（見表3）。

在一級(jí)（安全區(qū)）內(nèi)，人們可以長(zhǎng)期工作、生活，不會(huì)受到任何有害的影響。故在居民區(qū)建設(shè)電視差轉(zhuǎn)臺(tái)、手機(jī)基站和雷達(dá)站等無線電通訊設(shè)施時(shí)，必須符合“一級(jí)（安全區(qū)）”的要求。

表3 環(huán)境電磁波容許輻射強(qiáng)度分級(jí)表

二級(jí)（中間區(qū)）內(nèi)的容許電磁輻射場(chǎng)強(qiáng)限值高于一級(jí)區(qū)域，人員不能長(zhǎng)期生活在此區(qū)域內(nèi)，比如大型衛(wèi)星地面站。這就意味著不允許建造居民住宅、學(xué)校等，但可以建造倉(cāng)庫(kù)、無人值守檢測(cè)站點(diǎn)等生產(chǎn)和管理設(shè)施。

對(duì)于電磁輻射場(chǎng)強(qiáng)超過二級(jí)（中間區(qū)）的地區(qū)，比如大型廣播發(fā)射天線區(qū)域、地面雷達(dá)站，會(huì)給人體帶來有害的影響，所以只能夠用來種植綠化或閑置。

國(guó)內(nèi)還有一些電磁輻射環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，比如GB 16203-1996《作業(yè)場(chǎng)所工頻電場(chǎng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、GBZ 1-2010《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》都是針對(duì)職業(yè)工作環(huán)境下的電磁輻射要求限值。在作業(yè)場(chǎng)所的工頻（50 Hz）電場(chǎng)強(qiáng)度最高容許量為5 kV/m，而在居民區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園等區(qū)域的工頻（50 Hz）電場(chǎng)強(qiáng)度量控制在4 kV/m以下。國(guó)家環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HJ/T 10.3-1996《輻射環(huán)境管理導(dǎo)則電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)》要求任何規(guī)劃建設(shè)的項(xiàng)目對(duì)公眾受到的電磁輻射限值應(yīng)不大于GB 8702中的要求。

我國(guó)對(duì)于人們居住生活和工作場(chǎng)所的主要應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)是GB 8702和GB 9175，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)由不同的部門（國(guó)家環(huán)?？偩趾托l(wèi)生部）制定批準(zhǔn)實(shí)施的。標(biāo)準(zhǔn)適用的場(chǎng)所區(qū)分原則上是類似的。對(duì)居住生活場(chǎng)所和工作場(chǎng)所的電磁輻射要求內(nèi)容中，GB 8702中以公眾照射和職業(yè)照射區(qū)分，GB 9175中以一級(jí)（安全區(qū)）和二級(jí)（中間區(qū)）來區(qū)分。

在GB 8702中，既對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度提出限值要求，也對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度和功率密度提出限值要求。在GB 9175中，f范圍在100 kHz～300 MHz，只提出了對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度有限值要求，f范圍在300 MHz～300 GHz中只提出了對(duì)功率密度的限值要求。

在居住和工作區(qū)域中的電磁輻射限值，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有很大不同。在公眾照射和一級(jí)（安全區(qū)）的電磁輻射限值中，GB 9175中的限值要低于GB 8702中限值。特別是在f為30 MHz～300 MHz的短波段，GB 9175容許的場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到小于5 V/m。在職業(yè)照射和二級(jí)（中間區(qū)）的電磁輻射限值中，GB 9175中f在300 MHz以下的限值要低于GB 8702的限值；在f為300 MHz～300 GHz的微波區(qū)域，GB 8702中的限值隨著f的增高，功率密度限值低于GB 9175中限值。在這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，GB 9175是衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，較為適合新建和擴(kuò)建雷達(dá)站、電臺(tái)和基站等開放電磁輻射源作為參考依據(jù)，GB 8702是環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，除了通訊廣播發(fā)射天線的要求外，也適合生活和工作場(chǎng)所的電磁輻射水平的參考依據(jù)。從我國(guó)多年來執(zhí)行的情況來看，大多數(shù)執(zhí)行的是GB 8702標(biāo)準(zhǔn)。

三、歐盟主要涉及的環(huán)境和產(chǎn)品電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)

在電子電氣設(shè)備環(huán)境中工作時(shí)，人體都會(huì)被此類設(shè)備產(chǎn)生的電磁場(chǎng)所包圍。為了保護(hù)暴露在這些電磁場(chǎng)的人體，減小對(duì)人體組織產(chǎn)生不良影響，歐盟依據(jù)國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)（ICNIRP）的研究成果和報(bào)告，制定了針對(duì)家用電器、低功率電子電氣設(shè)備和照明設(shè)備周圍電磁場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。

EN 62233∶2008《家用電器及類似器具電磁場(chǎng)對(duì)人體暴露的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：若器具內(nèi)部的電子線路工作電壓不超過1 kV，則認(rèn)為電場(chǎng)符合要求。磁場(chǎng)測(cè)試f范圍為10 Hz～400 kHz，通過空間正交探頭進(jìn)行測(cè)量。主要要求和條件見表4。

EN 62479∶2010《低功率電子電氣設(shè)備的電磁場(chǎng)（10 MHz～300 GHz）對(duì)人體暴露的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》于2013年9月起實(shí)施。這里低功率是指電磁發(fā)射或使用的功率足夠小。在標(biāo)準(zhǔn)中，采用簡(jiǎn)單、直觀的符合性評(píng)估方法，從設(shè)備固有的物理特征、設(shè)備內(nèi)部能夠產(chǎn)生電磁場(chǎng)輻射的元器件、功率發(fā)射器產(chǎn)品限值和經(jīng)過計(jì)算或測(cè)試符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定功率密度限值（Pmax）或SAR，則認(rèn)為滿足符合電磁場(chǎng)人體暴露要求的規(guī)定，否則需要采用其他標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估。

表4 EN 62233∶2008測(cè)量主要要求和條件

EN 62493∶2010《照明設(shè)備周圍電磁場(chǎng)（20 kHz～10 MHz）對(duì)人體暴露評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》采用測(cè)量接收機(jī)及天線進(jìn)行峰值檢波方式掃頻，對(duì)測(cè)量結(jié)果感應(yīng)電流密度值進(jìn)行轉(zhuǎn)換函數(shù)計(jì)算結(jié)果評(píng)估。其余的測(cè)量參數(shù)電源端騷擾電壓、輻射電磁騷擾的測(cè)試方法和限值需要符合EN 55015∶2006《電照明設(shè)備和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法》（見表5）。

表5 EN 62493∶2010的f范圍要求

除家用電器、低功率電子產(chǎn)品及照明產(chǎn)品以外的其他電子產(chǎn)品，需要參照EN 62311∶2008《電子電氣設(shè)備與人相關(guān)的電磁場(chǎng)輻射量限制的評(píng)估（0 Hz～300 GHz）》。例如信息技術(shù)類等產(chǎn)品。根據(jù)以下4個(gè)內(nèi)容對(duì)設(shè)備進(jìn)行評(píng)估：

①設(shè)備在典型工況下的f、波形和功率，確定最大電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)。若為電功率設(shè)備，無需進(jìn)一步測(cè)量，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；

②通過測(cè)量和計(jì)算技術(shù)參數(shù)中電磁場(chǎng)發(fā)射功率小于限值，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；

③若測(cè)得的功率大于限值，若相應(yīng)產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)限值，認(rèn)為也符合EN 62311∶2008的規(guī)定；

④若不符合或沒有相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)要求，則需要進(jìn)行測(cè)試、計(jì)算和評(píng)估，按照ICNIRP的條件要求，用頻域和時(shí)域的方法，評(píng)估電子電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)符合性，如果低于限值，符合EN 62311∶2008的標(biāo)準(zhǔn)要求。

從發(fā)達(dá)地區(qū)歐盟的電子電氣設(shè)備電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)來看，歐盟的標(biāo)準(zhǔn)是充分采納了ICNIRP《限制時(shí)變電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)暴露的導(dǎo)則》的研究成果和內(nèi)容，環(huán)境中電磁輻射對(duì)人體的影響是從對(duì)電子電氣設(shè)備產(chǎn)品電磁輻射限值著手。由于電子電氣產(chǎn)品與人們的生活息息相關(guān)，很難保持在相對(duì)穩(wěn)定的距離。因此，歐盟已經(jīng)從產(chǎn)品的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)逐步向電磁兼容結(jié)合電磁場(chǎng)人體暴露評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的模式轉(zhuǎn)變，這充分體現(xiàn)對(duì)人類健康的高度重視。

歐盟的法規(guī)對(duì)于不同的電子電氣產(chǎn)品的使用場(chǎng)合和特點(diǎn)，以及與人體的近遠(yuǎn)、地面和其他物體的反射、身體尺寸形狀和組織，分別制定了不同類別的電子電氣產(chǎn)品電磁輻射人體暴露的標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法。在我國(guó)還沒有在強(qiáng)制性電子電氣產(chǎn)品認(rèn)證中包含電磁場(chǎng)人體暴露的評(píng)估項(xiàng)目，因此可以從環(huán)境和產(chǎn)品兩方面提出對(duì)電磁輻射的要求和標(biāo)準(zhǔn)。

四、后語

目前，現(xiàn)代通信和交通的發(fā)展和城市的擴(kuò)張，都導(dǎo)致了周邊電磁場(chǎng)增加和變化。但是，我國(guó)的電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)0.1 MHz以下頻段的限值未作出規(guī)定，而國(guó)際上多年來對(duì)電磁環(huán)境影響問題的研究取得了許多成果。由于GB 8702的內(nèi)容與ICNIRP中的f分布、限值范圍有較大差異，這些年我國(guó)都是依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際中應(yīng)用的，因此，建議在標(biāo)準(zhǔn)的修訂中，盡可能保留在已有的f范圍內(nèi)的限值，補(bǔ)充0.1 MHz以下頻段的限值，以減少對(duì)相關(guān)行業(yè)的影響。

More and more electronic products are being used in our living environment,along with increasing exposure to electromagnetic radiation.The article analyzed and compared the standards between the China EMC standard and EU standard for EMF of electronic and electrical equipment with regard to human exposure.The article explored the differences and ideas between the two standards,which can serve as a reference for revising the electromagnetic radiation standard.

Electromagnetic radiation;National standard;Environment;EU standard

（作者單位：上海機(jī)動(dòng)車檢測(cè)中心）