物理高新技术-环境科学下的物理学-电磁污染.ppt
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1、电磁污染,一、电磁污染源,1、电磁污染的概念与种类,电磁污染的概念电子电气设备在工作过程中会产生电磁辐射,当电磁场的强度达到一定的量后造成对环境的污染现象,就是电磁污染。电磁污染源的种类电磁污染源可以分为天然电磁污染源和人为电磁污染源两类。,2、天然电磁污染源,天然电磁污染源是由自然现象引起,主要宇宙射线、太阳热辐射、雷电、地球热辐射、还包括火山爆发、地震、太阳黑子活动引起的磁暴现象等。直接危害电气设备和设施产生电磁干扰,严重干扰短波通讯,2、天然电磁污染源,3、人为电磁污染源,人为电磁污染源包括:脉冲放电:本质上与雷电相同,影响区域较小。如切断大电流电路时产生的火花放电会产生很强的电磁干扰。
2、工频交变电磁场:不向外辐射电磁波,对附近有严重的电磁干扰。如大功率的发电机、变压器、输电线附近的电磁场。比如收看无线电视节目时,有发电机的汽车或摩托车在附近经过时,致使电视机突然出现“雪花”现象。射频电磁辐射:产生电磁污染的主要来源如无线电广播、电视、微波通信等各种射频设备发射的电磁波,频率范围宽广,影响区域较大,能危害近场区的人员。,3、人为电磁污染源,广播电视发射设备:广播电视的发射台和中转台 通信雷达及导航发射设备包括短波发射台,微波通信站、地面卫星通信站、移动通信站。工业、科研、医疗高频设备工业:高频炉、塑料热合机、高频介质加热机等。医疗:高频理疗机、超短波理疗机、紫外线理疗机等。科学
3、:电子加速器及各种超声波装置、电磁灶等。交通系统电磁辐射干扰电气化铁路、轻轨及电气化铁道、有轨道电车、无轨道电车等。电力系统电磁辐射高压输电线包括架空输电线和地下电缆,变电站包括发电厂和变压器电站。家用电器电磁辐射计算机、显示器、电视机、微波炉、无线电话等。,4、电磁污染的传播途径,电磁辐射所造成的环境污染途径包括:空间辐射如发射塔。导线传播如高压线复合污染上述二者的结合,二、电磁辐射污染 的危害,1、电磁辐射对人体的作用机理,磁生物效应的微观机理影响电子传递、影响自由基活动、影响蛋白质酶的活性、影响生物半导体效应、影响生物体内的磁水效应、影响遗传基因的变化、影响生物的代谢过程。,2、电磁辐射
4、对人体的作用方式,电磁辐射对人体的作用机制,包括热效应、非热效应以及累积效应等。热效应人体70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后相互磨擦,引起机体升温,从而影响到体内器官的正常工作。产生热效的电磁波功率密度在10mW/cm2微观致热效应1 mW-mW/cm2浅致热效应在10mW/cm2以下。,2、电磁辐射对人体的作用方式,非热效应:人体的器官和组织都存在一个微弱的电磁场,受外界电磁场的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场显现出非热效应。神经系统:人的中枢神经系统受到强的电磁辐射后,会引发某些器官的功能发生变化。如条件反射性活动受到抑制,出现心动过缓等。感觉系统:低强度的电磁辐射就可使人的嗅觉机能下降
5、;当人头部受到低频小功率的声频脉冲照射时,就会使人听到好像机器响,昆虫或鸟儿鸣的声音。,2、电磁辐射对人体的作用方式,非热效应免疫系统:长期接触低强度微波的人和同龄正常人相比,体液与细胞免疫指标中的免疫球蛋白降低,使人体的体液与细胞免疫能力下降。内分泌系统:低强度微波辐射就可使人的丘脑-垂体-肾上腺功能紊乱;CRT、ACTH活性增加,内分泌功能受到影响。遗传效应:微波能损伤染色体。比如用195MHz、2.45GHz和96Hz的微波照射老鼠,会使4%-12%的精原细胞骨形成染色体缺陷,老鼠能继承这种缺陷,染色体缺陷可引起受伤者智力迟钝、平均寿命缩短。,2、电磁辐射对人体的作用方式,累积效应热效应
6、和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前,再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态,危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体,即使功率很小,频率很低,也可能会诱发想不到的病变,应引起警惕。,3、电磁辐射对人体的危害,电磁辐射的危害与波长有关。长波对人体的危害较弱,随着波长的缩短,对人体的危害运渐加强,而微波的危害最大。研究发现,电磁场的生物效应随频率的加大而递增,其危害程度,微波超短波短波长波;脉冲波连续波。强磁场能在短时间内使人失去定向感觉。,3、电磁辐射对人体的危害,电磁辐射的致癌突变作用对视觉系统的影响能减少眼部血流量,引发视觉障碍,导致视觉疲
7、劳和不舒适。对神经系统和免疫系统造成直接伤害。损害中枢神经系统,头部长期受电磁辐射影响后,轻则引起失眠多梦、头痛头昏、疲劳无力、记忆力减退、易怒、抑郁等神经衰弱症,重则使大脑皮细胞活动能力减弱,并造成脑损伤。,3、电磁辐射对人体的危害,对人体生殖系统和遗传的影响长期受到电磁波辐照,可使男性精子减少,使精子基因畸形并可能变成不育或者畸胎。电磁辐射是造成孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素。女性和胎儿尤其容易受到伤害,1至3个月为胚胎期,受到强电磁辐射可能造成肢体缺陷或畸形;4至5个月为胎儿成长期,受电磁辐射可导致免疫力功能低下,出生后身体弱,抵抗力差。引发心血管疾病、糖尿病可导致儿童智力残缺,4
8、、电磁辐射对装置、物质和设备的影响及危害,主要是电磁干扰与电磁感应的作用干扰通讯、电视信号比如电子战对易爆物质和装置的危害火药、雷管和炸药等常规电气引爆兵器装置等电磁辐射对挥发性物质的危害酒精、煤油、液化气等,电磁辐射八大高危行业,金融:由于普遍使用计算机网络、现代化办公设施,操作人员直接受到电磁辐射。广电:广播、电视发射系统、无线电发射系统、编辑机房、演播室均向外发射大量电磁波。IT:计算机系统及网络随时向外发射大量电磁波。电力:高压输电、变电、发电设施产生高强度电磁波。电信:移动通讯基站等无线通讯系统电磁波强度很大,尤其是手机。民航:民航指挥塔及飞机本身都向外发送大量电磁波,此行业人员尤其
9、应注意防护。铁路:电气化铁路的电力线及变配系统向外发射大量电磁波。医疗:高频理疗、超短波理疗及各类频谱仪,都向外发射大量电磁波。,5、电磁辐射对肌体作用的相关因素,场强频率作用时间与作用周期与辐射源的间距振荡性质作业现场环境温度和湿度年龄与性别适应与积累作用,三、环境安全标准,1、电磁辐射防护规定(GB8702-77),电磁辐射防护限值基本限值职业照射:在每天8h工作期间内,任意连续6min按全身平均的比吸收率(SAR)应小于0.1W/kg。公众照射:在一天24h内,任意连续6min按全身平均的比吸收率(SAR)应小于0.02w/kg。,2、环境电磁波卫生标准,分级标准以电磁波辐射强度及其频段
10、特性对人体可能引起潜在性不良影响的阈下值为界,将环境电磁波容许辐射强度标准分为二级。一级标准为安全区,指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群(包括婴儿、孕妇和老弱病残者),均不会受到任何有害影响的区域;新建、改建或扩建电台、电视台和雷达站等发射天线,在其居民覆盖区内,必须符合“一级标准”的要求。,2、环境电磁波卫生标准,二级标准为中间区,指在该环境电磁波强度下长期居住、工作和生活的一切人群(包括婴儿、孕妇和老弱病残者)可能引起潜在性不良反应的区域;在此区内可建造工厂和机关,但不许再建造居民住宅、学校、医院和疗养院等,已建造的必须采取适当的防护措施。超过二级标准地区,对人体可带来有
11、害影响;在此区内可作绿化或种植农作物,但禁止建造居民住宅及人群经常活动的一切公共设施,如机关、工厂、商店和影剧院等;如在此区内已有这些建筑,则应采取措施,或限制辐射时间。,2、环境电磁波卫生标准,卫生要求,3、电磁污染的监测方法,电磁污染的测量实际是电磁辐射强度的测量。,5、测量仪器与设备,5、测量仪器与设备,近区场强仪超高频近区场强测量仪远场仪与干扰仪微波漏能测试仪,四、电磁污染控制,1、电磁辐射的主要防护措施,制定防护技术措施的原理加强电磁兼容性设计审查与管理认真做好模拟预测与危害分析设备的合理设计提高槽路的滤波度元件与布线要合理屏蔽体的结构设计合理实行屏蔽,1、电磁辐射的主要防护措施,制
12、定防护技术措施的原理射频接地吸收防护采用机械化与自动化作业,实行远距离防护滤波设备的正确使用加强个人防护加强城市规划与管理,实行区域控制,2.1电磁屏蔽的概念与机理,电磁屏蔽的概念利用屏蔽体阻止电磁场在空间传播的一种方法,即限制从屏蔽材料的一侧空间向另一侧空间传递电磁能量。电磁屏蔽原理采用低电阻的导体材料,由于导体材料对电磁能流具有反射和引导作用,在导体材料内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化,从而减弱源电磁场的辐射效果。,屏蔽是防止电磁波辐射的关键,2.1电磁屏蔽机理,屏蔽材料的屏蔽电磁作用机理a.入射表面的反射衰减;b.未被反射而进入屏蔽体的电磁波被材料吸收的衰减;c.屏蔽体内部的多次反射
13、衰减。反射衰减,就是电磁场射入金属导体时,由电磁感应而产生感应电流。在这个感应电流的作用下,必然建立一个新的电磁场,从而将入射场能衰减。反射衰减的大小取决于屏蔽层与屏蔽层周围介质之间的阻抗匹配情况。吸收衰减,实质上是导体的热损耗。它的产生完全是由于电磁场射入金属屏蔽体时,因电磁感应而在金属表面产生了感应电流,又由于金属导体中特别是导体表面有一定电阻存在,必然在金属屏蔽层内,产生热损耗。,2.2.1 表面导电材料,表层导电型屏蔽材料,包括导电涂料、贴金属箔等。尤其是导电涂料以其低成本和中等屏蔽效果,简单实用且适用面广等优点目前仍占据电磁屏蔽材料的主要市场。,2.2电磁屏蔽材料,2.2.1 表面导
14、电材料,(1)导电涂料电磁辐射污染防护导电涂料是一种流体材料,由合成树脂、导电填料、溶剂配制而成,可喷涂在塑料等基材表面上,形成电磁屏蔽导电层,从而使塑料达到屏蔽电磁波的目的。常用的屏蔽涂料主要是以复合法制得的,是以高分子材料为基体加入各种导电物质经过分散复合,层压复合等方法处理后而具有导电功能的多相复合体,一般由树脂、稀释剂、添加剂及导电性填料等组成。这种复合体既有导电功能,同时又具有高分子材料的许多优异性。成膜树脂在涂料喷涂后的涂层中起骨架作用。用作成膜物的原材料有环氧树脂、聚氨酯、醇酸树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂等。其中丙烯酸树脂在塑料、水泥墙表面具有很好的附着力和较高的硬度,且耐寒、耐热
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- 关 键 词:
- 物理 高新技术 环境 科学 物理学 电磁污染
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