時(shí)間:2023-12-22 11:25:49
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關(guān)鍵詞:手機(jī),電磁輻射,時(shí)域有限差分(FDTD)法,比吸收率
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步,手機(jī)等電磁產(chǎn)品的應(yīng)用在給人類提供極大方便的同時(shí),電磁輻射污染已經(jīng)成為繼大氣污染、水污染和噪音污染后的第四污染,同時(shí)人們開始關(guān)注電磁產(chǎn)品的電磁輻射問題。本文通過建立近似的手機(jī)輻射電磁模型,利用MATLAB軟件編制FDTD計(jì)算程序;通過改變手機(jī)天線與人頭之間的距離,研究了暴露于GSM900MHz手機(jī)天線近區(qū)場中的人體頭部在輻射系統(tǒng)峰值功率下發(fā)射時(shí)的場強(qiáng)和SAR分布,并將計(jì)算結(jié)果同現(xiàn)有的國際、國內(nèi)衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較。
1 手機(jī)電磁輻射的危害
手機(jī)通信是依靠對無線電波的接收和發(fā)送實(shí)現(xiàn)的,而任何一種形式的無線電波都或多或少的被人體組織吸收。自從1993年美國佛羅里達(dá)州發(fā)生全世界首例因使用手機(jī)危害健康引起的索賠案以來,關(guān)于手機(jī)輻射損害人體健康的訴訟案多有報(bào)道,更加引起了人們對手機(jī)輻射對人體作用的重視。2001年5月,國內(nèi)也報(bào)道了投訴手機(jī)電磁輻射損害健康的案例;隨后,在北京解放軍304醫(yī)院確診了一例罕見的與長期高頻率使用手機(jī)有關(guān)的惡性腦瘤-膠質(zhì)瘤:患者腫瘤發(fā)生于顳、頂、枕交界區(qū),正好是手機(jī)天線的輻射區(qū)[1]。
2 FDTD法與SAR值
時(shí)域有限差分(FDTD)法是在1966年由K.S.Yee[2]第一次提出的求解電磁場問題的一種數(shù)值計(jì)算方法。采用有限差分法要對問題的變量空間離散化就要建立合適的網(wǎng)格剖分體系,K.S.Yee提出了一個(gè)合理的網(wǎng)格體系,成功的創(chuàng)立了時(shí)域有限差分法。該網(wǎng)格體系的特點(diǎn)是,電場和磁場各分量在空間的取值點(diǎn)被交叉地放置,使得在每個(gè)坐標(biāo)平面上每個(gè)電場分量的四周由磁場分量環(huán)繞,同時(shí)每個(gè)磁場分量的四周由電場分量環(huán)繞,這樣的電磁場空間配置符合電磁場的基本規(guī)律:法拉第電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定律,因而也符合電磁波在空間傳播的規(guī)律。
FDTD方法中,計(jì)算電磁波對人體的作用,是把人體作為一個(gè)散射體,通過迭代足夠的時(shí)間步,使人體模型內(nèi)每一網(wǎng)格中的場都達(dá)到穩(wěn)定,計(jì)算所獲得的是人體模型內(nèi)每一網(wǎng)格三個(gè)電場分量和三個(gè)磁場分量的穩(wěn)定值。
目前國際上通常用比吸收率SAR(Specific Absorption Rate)作為手機(jī)電磁輻射的量度,來衡量電磁輻射對人體的影響,并以此來確定人體能夠接受的限制值。SAR定義為單位質(zhì)量所吸收或消耗的能量對時(shí)間的導(dǎo)數(shù):
(1)
如果入射場為時(shí)諧場,上式可表示為:
(2)
式中為生物體組織的等效電導(dǎo)率;是生物體組織的質(zhì)量密度;為生物組織中的最大電場強(qiáng)度。
由于人體電學(xué)性質(zhì)的高度非均勻性,電磁場在人體內(nèi)的分布很不均勻,每種組織所吸收的電磁能量不僅與其中的電場有關(guān),也取決于自身的電導(dǎo)率。為了表明整個(gè)人體吸收電磁能量的水平,有時(shí)也采用平均SAR這一參量。
3 手機(jī)和人體頭部的電磁模型
3.1 單極天線手機(jī)模型
在本文的計(jì)算仿真中,主要考慮的是手機(jī)距離人體頭部位置不同時(shí)的輻射情況,因此手機(jī)作為輻射源的狀況不是考慮的重點(diǎn)。本文采用在手機(jī)電磁輻射研究中廣泛采用的單極天線手機(jī)模型[3],即手機(jī)天線長度為手機(jī)發(fā)射頻率對應(yīng)波長的1/4。對于GSM制式手機(jī),信號激勵(lì)頻率為900MHz,輸入功率設(shè)置參照IEEE C95標(biāo)準(zhǔn),900MHz時(shí)為0.3W。
單極天線手機(jī)模型將手機(jī)簡化為天線和機(jī)身兩部分,機(jī)身為表面覆蓋絕緣介質(zhì)薄層的長方體金屬矩形盒,表面的絕緣塑料介質(zhì),厚度通常為1㎜,其相對介電常數(shù)一般取。手機(jī)機(jī)殼內(nèi)部通過一薄金屬片與天線饋電端相連,該金屬片用來固定手機(jī)天線并給天線饋電,大小為1.0㎝×1.0㎝,一般將其作為理想導(dǎo)體,其電導(dǎo)率取銅的電導(dǎo)率,固定在手機(jī)機(jī)殼上表面一角的天線長度為1/12m,近似取為8.0㎝,天線半徑0.33㎝,饋電點(diǎn)在機(jī)殼上表面中心;長方體機(jī)身的長(a)、寬(b)、高(c)分別為2.0㎝×5.0㎝×8.0㎝,人右手持機(jī),取z軸方向向上并與天線平行,人頭水平指向手機(jī)方向?yàn)閤軸,人頭鼻尖至后腦勺方向?yàn)閥軸。論文參考。
3.2 人體頭部電磁模型的建立
本文的仿真計(jì)算中所建立的人頭模型為分層球形人頭模型,將人頭劃分為四層,包含皮膚、骨骼、肌肉、大腦四種組織,由于人的眼睛在人體各組織中具有較高的電導(dǎo)率,該組織處的SAR值突變明顯,因此人頭模型中加上眼睛一共五種組織。該模型所代表的實(shí)際人頭幾何尺寸為:左耳至右耳13.5㎝,鼻尖至后腦勺17.5㎝,下顎至頭頂20㎝,各種人體頭部組織在900MHz頻率下的電參數(shù)如表1所示[4]:
表1 人體頭部組織電磁屬性參數(shù)(900MHz)
關(guān)鍵詞:中波電磁輻射 危害 防護(hù)措施
中圖分類號:TL7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)05(c)-0237-01
在信息化的社會中,電磁波的應(yīng)用極為廣泛。談到電磁波,不得不說電磁輻射。電磁輻射看似離我們很遠(yuǎn),其實(shí)它就潛在我們的身邊。我們時(shí)刻受著電磁輻射大大小小的影響,也許看不出對我們到底有多大的危害,但什么都怕“積累”和“反復(fù)”,如果我們長時(shí)間受電磁輻射的影響,那我們就不能對它有所忽視了。我們對電磁輻射又了解多少,只有對它充分了解之后,知道它的危害和影響,才能防患于未然。為了我們美好的生活,讓我們對電磁輻射重視起來吧。
1 電磁輻射的概述
電磁波是電場與磁場交替有規(guī)則的變化所產(chǎn)生的。而電磁輻射就是電磁波在空中發(fā)射所產(chǎn)生的。電磁輻射雖說用眼看不見,用手摸不著,但它是真真切切存在的。電磁輻射的本質(zhì)是一種物質(zhì),一種無形的物質(zhì)。電磁輻射的發(fā)射體多種多樣,比如地球、電器等。電磁輻射的類型多種多樣,中波電磁輻射只是其一。電磁輻射是一種電磁波,它在發(fā)射的過程中帶有電能量和磁能量,而人體本身帶有電,生命活動具有生物電,其實(shí)這些生物電對電磁波是異常敏感的,因此電磁輻射會對人體帶來一定的危害和影響。
2 中波電磁輻射的危害
電磁波給我們的生活帶來許多便利,這是不可否認(rèn)的。電磁波是一把雙刃劍,它和電磁輻射是一個(gè)不可分割的整體,有它必有它。但電磁輻射對外界物體的危害是客觀存在的。我們必須對電磁輻射有清楚地認(rèn)識,了解它危害到“誰”,對“誰”有影響。
2.1 中波電磁輻射對人體的危害
有中波發(fā)射塔,必有中波電磁輻射。有中波發(fā)射塔,必有“人”?!叭恕辈还苁枪ぷ魅藛T還是附近的居民,它們都是一個(gè)一個(gè)獨(dú)立的人體。電磁輻射對人體有危害和影響。人體在受到電磁輻射后體溫升高,進(jìn)而影響正常的生命活動,器官不能正常工作,生理穩(wěn)態(tài)受到?jīng)_擊。如心悸、頭漲、失眠、視力下降等。人體固有的微弱電磁場也會受到干擾,對血液、淋巴液等有一定負(fù)面作用。嚴(yán)重的話,可能導(dǎo)致胎兒畸形,孕婦流產(chǎn)。神經(jīng)系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、遺傳效應(yīng)在電磁輻射反復(fù)的影響下都有一定程度的受損。比如條件反射受抑制、聽覺不靈敏、免疫蛋白降低、內(nèi)分泌紊亂、降低、質(zhì)量降低等一系列問題。
2.2 中波電磁輻射對電子設(shè)備的影響
電磁輻射對電子設(shè)備的影響經(jīng)常是通過兩種方式。一種是直接影響電子設(shè)備,即通過輻射到設(shè)備上,對其形成電磁干擾。另一種是形成電磁耦合,讓電磁波在導(dǎo)線起影響,又從導(dǎo)線傳遞附加到設(shè)備上。從現(xiàn)實(shí)生活中可知,電磁輻射會使電視和廣播不能正常觀看和收聽。從物理知識可知,儀表失靈,信號不準(zhǔn)等都是由電磁輻射造成的。在醫(yī)院中,醫(yī)療器械受到干擾,不能正常使用,病人測脈搏的儀器出現(xiàn)偏差,B超儀的顯示屏出現(xiàn)微微抖動等。在學(xué)校,學(xué)生做一些物理實(shí)驗(yàn)時(shí),電磁輻射可能造成信號波形消失或者觀測不明顯。還有那些易燃物品,如果他們在電磁輻射的環(huán)境下就會隨時(shí)有燃著或者爆炸的可能存在。這種種都是電磁輻射惹的禍。
2.3 中波電磁輻射對建筑器材的危害
據(jù)官方資料可知,在2007年,廣西建筑工地的起重機(jī)受到電磁輻射的強(qiáng)烈影響。影響機(jī)理是中波感應(yīng)在起重機(jī)的吊鉤處感應(yīng)出高達(dá)千伏的電壓。千伏電壓,是致命的關(guān)鍵。如果一只手或者其他東西接觸到吊鉤,就會火花起電。那時(shí)發(fā)出的聲音是可以想象出來的,是一陣巨響。此中波發(fā)射臺距離建筑工地可不是一兩百米的距離,至少千米的距離。如果距離更近一步,那后果更不堪設(shè)想了。
3 中波電磁輻射的防護(hù)措施
“上有政策,下有對策”在這里就變?yōu)椤澳阌形:τ绊?,我有防護(hù)措施”。電磁輻射是兩面性的,它的電磁波確實(shí)給我們的生活帶來許多便利,但電磁波本身的危害和影響也是不可埋沒的。對于電磁輻射,我們要正確看待它,不能因?yàn)樗幸欢ǖ谋锥耍覀兙头穸ㄋ?。在我們對電磁輻射的危害有清楚地認(rèn)識之后,我們要對它提出一些防護(hù)措施。
3.1 在人體健康方面的防護(hù)措施
人既然在受到電磁輻射的情況下會有一系列的不舒服。那么盡量遠(yuǎn)離電磁輻射的環(huán)境。如果實(shí)在避免不了,可以穿戴電磁防護(hù)服,將電磁輻射止于人體外。平時(shí)多吃一些含維生素的食物,維生素A和維生素C對人體有一定的調(diào)節(jié)作用,尤其對電磁輻射后生理紊亂的調(diào)理。同時(shí)我們也可以加強(qiáng)身體的抵抗力,尤其對電磁輻射的抵抗力。
3.2 在電子設(shè)備方面的防護(hù)措施
在學(xué)過物理之后,我們都知道防護(hù)措施有許多種,比如電磁屏蔽、接地、吸收、過濾等。電磁屏蔽是最厲害的措施之一。電磁屏蔽就是某電子設(shè)備經(jīng)過一些處理后既不干擾其它設(shè)備,也不受其它設(shè)備的干擾。電磁屏蔽通常是利用一種材料制成一個(gè)封閉的物體,使其內(nèi)外物體互不干擾。另外接地是將產(chǎn)生的感應(yīng)電流引向大地中,不會是電流過于集中而產(chǎn)生電磁輻射。過濾從字面意思可知讓有用的電磁波通過,多余的電磁波被中斷,自然就不會在空中產(chǎn)生電磁輻射。吸收其實(shí)和過濾大同小異。吸收措施就是將那些多余的電磁信號吸收,不至于大面積的輻射。這種種手段都起到防護(hù)作用。
3.3 在建筑器材方面的防護(hù)措施
接地和絕緣是兩種簡便的手段。將吊鉤與大地連接,如果吊鉤產(chǎn)生巨大感應(yīng)電壓時(shí)能迅速將其流入大地。絕緣有兩個(gè)方面,一是工作人員戴絕緣手套;二是對吊鉤進(jìn)行絕緣,以及與吊鉤接觸的部件都應(yīng)進(jìn)行絕緣。上面這兩種防護(hù)措施是從部分進(jìn)行防護(hù),下面有幾種全面防護(hù)措施。一是同軸電纜接地;二是安裝共振回路衰減裝置;三是安裝負(fù)阻抗衰減裝置;四是安裝逆相位衰減裝置;五是建筑塔機(jī)與電磁波長的合理搭配。這五個(gè)措施有四個(gè)是專業(yè)的防護(hù)裝置,另一個(gè)是硬性條件。
4 結(jié)語
在對電磁輻射充分認(rèn)識之后,我們又作何感想呢?其實(shí)在我們身邊有許多人正遭受著電磁輻射的危害??赡茈姶泡椛涞姆雷o(hù)對于我們自身和那些發(fā)射電磁波的人來說都不太容易,但為了自己和他人的健康,讓我們攜手筑起電磁輻射防護(hù)墻吧!
參考文獻(xiàn)
[1] 徐輝,.中波廣播發(fā)射塔周邊電磁環(huán)境場強(qiáng)分析[J].城市管理與科技,2005(6):23-24,37.
[2] 顏錦,黃顯吞,農(nóng)高海.中波發(fā)射塔周圍中波電磁輻射影響及防護(hù)的探討[J].硅谷,2008(13):27-30.
【關(guān)鍵詞】電磁輻射 自動化主站
大氣環(huán)境中,電磁輻射普遍存在,但如果長時(shí)間生活在超標(biāo)高強(qiáng)度的電磁輻射環(huán)境中,容易患白血病、癌癥。自動化機(jī)房是自動化專業(yè)核心設(shè)備所在地,自動化人員的主站工作主要在這里進(jìn)行。隨著濱海電網(wǎng)的快速發(fā)展,自動化主站工作機(jī)房的機(jī)器設(shè)備由原來的5臺變?yōu)?1臺,并且在不斷增加中,機(jī)房環(huán)境復(fù)雜,噪音和輻射也越來越大。
1 現(xiàn)狀分析
對機(jī)房的不同位置進(jìn)行輻射強(qiáng)度測試,結(jié)果如表1所示。從表1中可以看出,距離服務(wù)器機(jī)柜越近,輻射就越大。
通過對國網(wǎng)天津?yàn)I海公司的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)存在以下情況:
(1)自動化主站負(fù)責(zé)維護(hù)3套系統(tǒng)。
(2)自動化主站機(jī)房安裝了服務(wù)器10臺,其他系統(tǒng)工作站20余臺。
(3)機(jī)房內(nèi)設(shè)備區(qū)與工作人員維護(hù)工作臺間沒有任何隔離措施。
(4)自動化主站人員平均每天有5個(gè)小時(shí)在機(jī)房工作。
在這種情況下,自動化工作人員每天要面對極大的輻射量,對工作人員的身體健康將造成很大影響。因此,降低自動化主站工作環(huán)境中的電磁輻射強(qiáng)度成為一個(gè)必須解決的課題。
2 原因分析
針對輻射強(qiáng)度大的問題,對現(xiàn)有機(jī)房情況進(jìn)行調(diào)查,研究發(fā)現(xiàn):機(jī)房建設(shè)之初是為調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì),服務(wù)器只有6臺,隨著濱海電網(wǎng)快速發(fā)展,系統(tǒng)升級,調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)器增至10臺,加之為了方便維護(hù),其他幾套系統(tǒng)的維護(hù)工作站也通過網(wǎng)絡(luò)接入主站機(jī)房,目前機(jī)房內(nèi)有各種服務(wù)器工作站30余臺。機(jī)房結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足運(yùn)行要求,噪音大、輻射強(qiáng)度大,空間狹小,輻射強(qiáng)度嚴(yán)重超標(biāo),平均輻射強(qiáng)度高達(dá)97毫瓦/平方厘米。
3 對策制定與實(shí)施
3.1 對策比較與確定
通過以上分析,并結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況,提出了兩種可選方案:
(1)將機(jī)房內(nèi)的機(jī)柜更換成屏蔽機(jī)柜。
(2)將機(jī)房隔離成監(jiān)控區(qū)和設(shè)備區(qū)兩個(gè)部分。
如果將現(xiàn)有的機(jī)柜更換成屏蔽機(jī)柜,需要將現(xiàn)有的服務(wù)器逐屏停機(jī),搬離,更換體后,逐個(gè)上電,這樣一來自動化人員的工作量十分巨大,屏蔽機(jī)柜造價(jià)昂貴,且系統(tǒng)停機(jī)及啟動的過程中風(fēng)險(xiǎn)巨大。
如果使用屏蔽隔斷將機(jī)房隔離成監(jiān)控區(qū)和設(shè)備區(qū),安裝時(shí),系統(tǒng)不需停機(jī),沒有系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn),自動化人員工作量很小,安裝工作均在下班后進(jìn)行,所需費(fèi)用也不高。
通過優(yōu)缺點(diǎn)比較,確定使用屏蔽隔斷隔離機(jī)房的設(shè)備區(qū)和監(jiān)控區(qū)的辦法,使得輻射集中在設(shè)備區(qū),監(jiān)控區(qū)的輻射大大降低。
3.2 實(shí)施方案
將機(jī)房隔離為設(shè)備區(qū)和監(jiān)控區(qū),需按照以下幾步實(shí)施:
(1)第一步:針對現(xiàn)有機(jī)房內(nèi)地板下線路布置,進(jìn)行設(shè)計(jì)隔斷位置。
(2)第二步:委托設(shè)計(jì),出設(shè)計(jì)圖。
(3)第三步:安裝、施工、測試。
4 實(shí)施效果分析與總結(jié)
項(xiàng)目實(shí)施之前,機(jī)房設(shè)備區(qū)與工作區(qū)之間無任何阻隔,甚至一些服務(wù)器擺放在工作區(qū)。改造后,設(shè)備區(qū)與工作區(qū)之間有一道可以屏蔽電磁輻射的玻璃墻,大大削弱了輻射強(qiáng)度。經(jīng)過測試,工作區(qū)內(nèi)平均輻射強(qiáng)度由原來的97毫瓦/平方厘米降到了34毫瓦/平方厘米,收到了滿意的效果。
5 結(jié)語
濱海新區(qū)作為國家級新區(qū)和國家綜合改革配套試驗(yàn)區(qū),其迅速的發(fā)展離不開電力員工的辛勤勞動。自動化機(jī)房是自動化人員的主要工作場地,由于機(jī)房設(shè)備電磁輻射較大,對自動化工作人員的健康造成了極大影響。本文采用隔離設(shè)備區(qū)與工作區(qū)的方法,減少了工作環(huán)境中的電磁輻射量,對保證自動化工作人員身心健康起到了重要作用,為濱海新區(qū)的滕飛起到了巨大的保障作用。
作者簡介
趙晶(1983-),女,碩士研究生學(xué)歷?,F(xiàn)為國網(wǎng)天津市電力公司濱海供電分公司工程師,主要從事電網(wǎng)調(diào)度自動化工作。
劉夢璇(1985-),女,博士研究生學(xué)歷?,F(xiàn)為國網(wǎng)天津市電力公司濱海供電分公司工程師,主要從事電網(wǎng)調(diào)度自動化工作。
任博強(qiáng)(1984-),男,碩士研究生學(xué)歷。現(xiàn)為國網(wǎng)天津市電力公司濱海供電分公司工程師,主要從事電網(wǎng)調(diào)度工作。
梁蕊宏(1986-),女,碩士研究生學(xué)歷。現(xiàn)為天津電力設(shè)計(jì)院工程師,主要從事電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。
王旭東(1985-),男,博士研究生學(xué)歷?,F(xiàn)為國網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院工程師,主要從事電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及控制、智能電網(wǎng)等工作。
作者單位
1.國網(wǎng)天津市電力公司濱海供電分公司 天津市 300450
生活中孕婦接觸到的輻射源
人類一直生活在充滿電磁輻射的環(huán)境里。這些電磁輻射一方面是天然的電磁輻射,如熱輻射、太陽光輻射以及來自太空的電磁輻射。另一方面則是來自人工產(chǎn)生的電磁輻射,如廣播電視的發(fā)射塔、微波站、移動電話、高壓電線、電視機(jī)、微波爐等等各種電器設(shè)備,在它們工作時(shí)所輻射的各種不同波長和頻率的、電磁波。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和電子信息設(shè)備以及各種家電設(shè)備的普及,這種人工電磁輻射源愈來愈多,已經(jīng)產(chǎn)生不同程度的“電磁波污染”。
雖然隨著電磁輻射危害的認(rèn)知逐漸加深,很多孕婦自身也加強(qiáng)了輻射的防護(hù),但是由于相關(guān)知識匱乏,并不能正確的避免輻射的危害。特別是隱形輻射源的存在,比如家庭裝修材料等等,都在成為新的危害,我們所接觸的輻射源范圍在不斷擴(kuò)大,還需要加強(qiáng)對輻射源的認(rèn)識。減少輻射對健康的危害。
電磁輻射對孕婦的危害
據(jù)1998年世界衛(wèi)生組織的調(diào)查,過量的電磁輻射對人體有五大影響:①電磁輻射是心血管疾病、糖尿病、癌突變的主要誘因;②電磁輻射對人體生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)造成直接傷害;③電磁輻射是造成流產(chǎn)、不育、畸胎等病變的誘發(fā)因素;④過量的電磁輻射直接影響大腦組織發(fā)育、骨髓發(fā)育。導(dǎo)致肝病,使造血功能下降,導(dǎo)致視力下降,嚴(yán)重者可導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫落;⑤電磁輻射可使男性下降,女性內(nèi)分泌紊亂,月經(jīng)失調(diào)。
從以上幾點(diǎn)不難看出,電磁輻射對人體的影響程度差別很大,但是通常對婦女和兒童最為敏感。特別是孕婦和胎兒更容易受到影響。因此,減少電磁輻射對于孕婦和胎兒的危害迫在眉睫。
減少電磁輻射危害的預(yù)防措施
專家認(rèn)為,由于一般家用電器在屏蔽輻射源方面還是做得比較好的,因此,在條件允許的范圍內(nèi),做到最好的保護(hù)就可以了。在孕期應(yīng)該盡可能做到合理地使用電器設(shè)備,保持安全距離,減少輻射危害。同時(shí),可以選擇電磁輻射防護(hù)服。在購買防護(hù)服的時(shí)候,要看清楚產(chǎn)品說明的防護(hù)頻率范圍,根據(jù)自己的要求選擇購買。
日常操作電腦時(shí),與電腦應(yīng)保持70cm的距離,并與電腦后部及側(cè)面保持不少于20cm的距離,這樣所受的電磁輻射就會大大的減少。另外,室內(nèi)辦公設(shè)備要合理放置,不要過于集中,避免使自己暴露在超劑量輻射的危險(xiǎn)中。對辦公設(shè)備使用的時(shí)間要注意控制,應(yīng)避免長時(shí)間操作,同時(shí)盡量避免多種設(shè)備同時(shí)啟動。經(jīng)常長時(shí)間操作計(jì)算機(jī)的人員及在妊娠期與哺乳期內(nèi)的女性,為增大保險(xiǎn)系數(shù),還可穿戴防輻射的服裝。企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)從關(guān)心孕婦及胎兒健康的角度出發(fā),在女職工懷孕期問盡可能安排遠(yuǎn)離輻射源的工作,而孕婦應(yīng)有自我保護(hù)意識,避免個(gè)人及胎兒可能受到電磁輻射的危害。簡要的可以總結(jié)出一下幾點(diǎn):①家用電器避免擺放的過于集中;②孕期少用家電,少看電視;③保持與電腦等的距離,減少上網(wǎng)時(shí)間;④避免使用手機(jī)和藍(lán)牙設(shè)備;⑤穿著適合的防護(hù)服裝。
電腦及其他家用電器會產(chǎn)生極低頻電磁場,并可發(fā)射出電腦輻射,這是繼大氣污染、水污染和噪聲污染后的第4大污染源。極低頻電磁場可使血液、淋巴液和細(xì)胞原生質(zhì)發(fā)生改變,造成細(xì)胞內(nèi)的脫氧核糖核酸受損、染色體損傷及遺傳基因發(fā)生突變而致畸形,進(jìn)而誘發(fā)下一代白血病、胚胎染色體改變,并導(dǎo)致嬰兒畸形或自然流產(chǎn)。孕婦操作電腦,特別在孕期的頭3個(gè)月,最好選用防電磁輻射的工作服。可以采用含多元素的織物,因?yàn)榧纫离妶?,又要消除磁場,還要阻隔少量的X射線。因此,這種含多元素的織物是當(dāng)前防電磁輻射比較理想的材料。
當(dāng)然,并沒有必要因?yàn)榧译姷妮椛鋼p害就停止使用家電。只要在平時(shí)的使用中注意正確的使用方法,并不會造成過多的損傷。只要減少不必要的輻射接觸,基本無需對輻射高度緊張。
護(hù)理工作中如何降低輻射危害
加大宣傳力度,增強(qiáng)輻射防護(hù)意識:目前,充分認(rèn)識到電磁輻射的危害只是有關(guān)專家、學(xué)者、工程技術(shù)人員、防輻射醫(yī)務(wù)工作者等少數(shù)人。大多數(shù)人對此都還處于知之甚少或者完全無知的狀態(tài)。許多人很可能要到他已經(jīng)受到電磁輻射的嚴(yán)重傷害時(shí),才會有所醒悟,甚至也還有些人已經(jīng)受到危害仍然不知。因此應(yīng)加大對人群,特別是孕婦及其周圍家人的防輻射宣傳。如果條件允許,在孕前就應(yīng)該宣傳輻射對于孕婦的危害。比如,在新婚健康培訓(xùn)時(shí)期,就可以加上相關(guān)的知識宣講,以減少或者避免電磁輻射的危害。
注意妊娠期飲食,提高機(jī)體免疫力:在有電磁輻射環(huán)境下工作時(shí),也可通過合理膳食,提高免疫力。在飲食方面,食用一些可以提高機(jī)體抗輻射能力的食物。前蘇聯(lián)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),奶、蛋類食物具有較強(qiáng)的抗輻射功效。黑芝麻、大蒜、蘑菇、紫菜等含豐富的礦物質(zhì)硒,以及多種酚類、多糖等抗氧化成分,具有較高的抗輻射作用。另外胡蘿卜、番茄、卷心菜等含有豐富的強(qiáng)抗氧化作用的番茄紅素等。辣椒類等也是抵御輻射的天然食品,辣椒不但可調(diào)動全身免疫系統(tǒng),辣椒、黑胡椒、咖喱、生姜之類的香辛食物,還能保護(hù)細(xì)胞的DNA,使之不受輻射破壞。綠茶中的茶多酚也是抗輻射物質(zhì),可減輕各種輻射對人體的不良影響,茶葉中還含有脂多糖,能改善機(jī)體造血功能,升高血小板和白細(xì)胞等。
參考文獻(xiàn)
1 鄭大偉.電磁輻射的危害及其防護(hù)[J].科技信息,2010,9:39-46.
關(guān)鍵詞:電磁輻射,存在問題,對策
中圖分類號:O441 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 城市電磁輻射污染源
隨著我國城市化的快速發(fā)展,著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,無線電技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、通訊、信息產(chǎn)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域并深入到千家萬戶,它給人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)文明,但同時(shí)也把人們帶進(jìn)了一個(gè)充滿人造電磁輻射的環(huán)境里。電磁輻射主要分為天然產(chǎn)生和人為產(chǎn)生,過量的天然電磁輻射和人為電磁輻射均會造成電磁輻射污染。一般而言,城市電磁輻射污染主要指人為電磁輻射污染,按照電磁波頻率的大小,人為電磁輻射源又可分為工頻輻射源和射頻輻射源,其中射頻輻射源釋放的電磁波的頻率較高且頻譜范圍較寬,其電磁輻射的影響范圍也較大。各類電磁波發(fā)射系統(tǒng)、工頻輻射系統(tǒng)、利用電磁能的工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療設(shè)備等甚至包括部分家用電器,均是城市電磁輻射的污染源或潛在污染源(見表1) 。
由表1可知,城市電磁輻射污染源(含潛在污染源)的種類多、分布廣,存在于人們生活的方方面面,其中廣播電視、雷達(dá)、衛(wèi)星通信及移動通信對區(qū)域電磁輻射水平貢獻(xiàn)較大,各種電子設(shè)備、室內(nèi)線纜布設(shè)是居室電磁輻射污染的主要來源。
2 城市目前電磁輻射存在的一些問題分析
2.1 我國相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)還需要繼續(xù)完善
1997年我國頒布的《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》是我國僅有的針對電磁輻射污染防治的立法,屬部門規(guī)章。隨著城市空域電磁輻射環(huán)境的日趨復(fù)雜,該管理辦法已不能完全滿足目前輻射環(huán)境監(jiān)管的需要,主要表現(xiàn)為法規(guī)的內(nèi)容相對滯后、效力級別低、難以有效執(zhí)行。雖然廣播、電信、電力等部門在《廣播電視設(shè)施保護(hù)條例》、《中華人民共和國電信條例》、《無線電管理?xiàng)l例》、《城市電力規(guī)劃規(guī)范》等法規(guī)和規(guī)范中對電磁輻射污染防治作出了相應(yīng)規(guī)定,但《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》中的部分制度在這些法規(guī)中沒有得到充分反映,在實(shí)際執(zhí)法過程中常常出現(xiàn)電磁輻射污染糾紛的各方當(dāng)事人各執(zhí)一詞、各執(zhí)一法的現(xiàn)象。因此,有必要盡快制定與實(shí)施更高級別的電磁輻射污染防治法。
在電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)方面存在以下問題:第一,上世紀(jì)80年代末原國家環(huán)境保護(hù)總局的《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702-88)和衛(wèi)生部的《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9175-88)是我國電磁輻射防護(hù)領(lǐng)域的2個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn),但它們對環(huán)境電磁波容許輻射強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定存在不一致。管理標(biāo)準(zhǔn)的不一致直接導(dǎo)致在實(shí)際執(zhí)行過程中,有關(guān)行政執(zhí)法部門和監(jiān)測部門采用的標(biāo)準(zhǔn)不一。而且,這2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的法律效力相同,發(fā)生沖突時(shí)需呈請國務(wù)院裁決其適用性。第二,關(guān)于高壓送變電設(shè)施的工頻電磁場強(qiáng)度限值尚無國家標(biāo)準(zhǔn),相關(guān)部門推薦暫分別以4kV/m和0.1mT作為居民區(qū)工頻電場標(biāo)準(zhǔn)和磁感應(yīng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn),這直接導(dǎo)致輸變電設(shè)施電磁場評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的針對性不強(qiáng),即對于不同電壓等級的輸變電工程均適用相同的標(biāo)準(zhǔn)限值。因此為做好電磁輻射環(huán)境影響評價(jià)工作和管理工作,應(yīng)統(tǒng)一各標(biāo)準(zhǔn)中的管理限值,并加快設(shè)立尚未制定國家標(biāo)準(zhǔn)的電磁輻射設(shè)施的輻射水平限值。
2.2 城市空域電磁輻射能量密度不斷增大
電磁輻射技術(shù)的廣泛應(yīng)用已造成城市空域電磁能明顯上升。根據(jù)資料調(diào)查顯示,某地區(qū)環(huán)境電磁輻射污染1991-2006年進(jìn)行調(diào)查,該地區(qū)平均輻射強(qiáng)度增長17.5倍,年均增長率達(dá)12.1%。此外,根據(jù)有關(guān)資料調(diào)查顯示,某市部分居住社區(qū)的電磁輻射監(jiān)測結(jié)果雖符合《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的1級標(biāo)準(zhǔn)(小于5V/m),但100KHz~3GHz頻率段的電場強(qiáng)度已接近容許場強(qiáng)值的上限,部分社區(qū)的復(fù)合功率密度出現(xiàn)個(gè)別值超標(biāo)現(xiàn)象。
2.3 電磁輻射糾紛日益增多
近年來,公眾的輻射防護(hù)意識逐漸提高,對居住環(huán)境的電磁輻射暴露水平也更加重視,電磁輻射污染糾紛隨之逐年增多。引發(fā)電磁輻射污染糾紛的主要原因有:在社區(qū)建設(shè)移動通信基站、10kV變電站等電磁輻射設(shè)施;在社區(qū)附近建設(shè)高壓輸變電設(shè)施、電氣化軌道交通設(shè)施;房地產(chǎn)開發(fā)商隱瞞商品房周圍電磁輻射污染現(xiàn)狀,以及電磁輻射污染致人身傷害等。
2.4 電磁輻射設(shè)施環(huán)境敏感性日漸增強(qiáng)
城市和廣播電視通信技術(shù)的發(fā)展使電磁輻射設(shè)施與公眾的距離得以縮短,電磁輻射設(shè)施的環(huán)境敏感性隨之日漸增強(qiáng),主要表現(xiàn)為:城市擴(kuò)張使一些廣播電視和無線電通信發(fā)射臺逐漸被新建城區(qū)包圍,造成局部居民生活區(qū)場強(qiáng)較高;城市用電需求的增加及電網(wǎng)改造工程的實(shí)施使大量高壓輸變電設(shè)施進(jìn)入城市市區(qū),而且電壓等級不斷升高,其產(chǎn)生的工頻電磁場可能對公眾健康產(chǎn)生不利影響,此外其產(chǎn)生的噪聲可能干擾廣播和無線電通信;通信技術(shù)的發(fā)展使居民區(qū)被通信基站包圍,雖然單個(gè)基站的功率較小,但是大量的通信基站會使城市空域電磁場不斷增強(qiáng),另外,高層建筑頂部建有的微波定向天線、衛(wèi)星天線等,易造成對高層建筑的電磁污染;城市交通的迅猛發(fā)展使交通干線的電磁噪聲不斷加重,在車流量高峰時(shí)段的交通路口,電磁噪聲值可達(dá)44~50dBμV/m。
3 對策與建議
在利用電磁技術(shù)推進(jìn)城市建設(shè)、創(chuàng)建便捷生活的同時(shí),應(yīng)以電磁輻射防護(hù)管理辦法與防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),加強(qiáng)電磁輻射環(huán)境管理,優(yōu)化電磁輻射設(shè)施布設(shè),采取有效防護(hù)措施,以降低或避免電磁輻射對公眾健康和環(huán)境安全的不利影響。
3.1 不斷完善電磁輻射污染防治法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)
現(xiàn)行的《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》已不能適應(yīng)當(dāng)前電磁輻射監(jiān)管的需要,而且其與廣電、通信等領(lǐng)域制定的相關(guān)法規(guī)無法全面兼容,因而適時(shí)制定與電磁輻射污染防治相關(guān)的專項(xiàng)法規(guī)勢在必行。該法規(guī)須在綜合考慮電磁輻射污染源及其輻射特性的基礎(chǔ)上,以風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防為原則,以保護(hù)環(huán)境與公眾健康為出發(fā)點(diǎn),建立健全城市電磁輻射環(huán)境容量控制制度、電磁輻射設(shè)施規(guī)劃制度、輻射設(shè)施環(huán)境影響評價(jià)制度、輻射環(huán)境監(jiān)管與監(jiān)測制度、輻射環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防制度、輻射危害事件處理與報(bào)告制度、公眾參與制度等。
此外,為規(guī)范電磁輻射設(shè)施的輻射水平、提高電磁輻射環(huán)境監(jiān)管能力,并為解決電磁糾紛提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)支持,應(yīng)加快出臺統(tǒng)一的電磁輻射防護(hù)國家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)電磁輻射的危害性,并借鑒國外標(biāo)準(zhǔn)限值,在總結(jié)電磁輻射設(shè)施的輻射水平及我國城市電磁輻射環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上,統(tǒng)一《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》與《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于電磁場強(qiáng)度及功率密度的導(dǎo)出限值。同時(shí),還應(yīng)出臺相關(guān)電磁輻射安全管理導(dǎo)則,明確主要輻射設(shè)施的建造使用規(guī)范、管理要求、環(huán)境影響評價(jià)范圍等內(nèi)容。
3.2 加強(qiáng)電磁輻射環(huán)境管理
為保護(hù)環(huán)境安全和公眾健康,促進(jìn)各類電磁輻射設(shè)施的規(guī)范、有序發(fā)展,需切實(shí)加強(qiáng)對電磁輻射環(huán)境的管理。首先要嚴(yán)格執(zhí)行國家相關(guān)法律法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,落實(shí)電磁輻射設(shè)施環(huán)境影響評價(jià)制度、審批制度、“三同時(shí)”制度、監(jiān)測制度、公眾參與制度等。其次要明確城市空域電磁波發(fā)展規(guī)劃,并將其納入城市建設(shè)總體規(guī)劃,合理布局電磁發(fā)射設(shè)備,防止造成城市空域局部電磁污染。實(shí)施區(qū)域電磁輻射環(huán)境容量控制措施,對可能造成周邊輻射環(huán)境污染的中短波發(fā)射臺實(shí)施異地搬遷,對微波天線等輻射源周圍的建筑物高度予以限制,控制室內(nèi)微蜂窩基站天線的懸掛高度及影響半徑,如高度不宜低于2.3m,影響半徑約為1m,室外宏站與周邊敏感建筑的水平距離應(yīng)保持30m等,高壓線兩側(cè)50m內(nèi)不宜建設(shè)學(xué)校、住宅及醫(yī)院等環(huán)境敏感建筑。
3.3 采用電磁輻射控制技術(shù)
可以通過采取電磁輻射控制技術(shù)來防治電磁輻射污染。第一,通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)等方式有效減少電磁輻射,如在輸電線路設(shè)計(jì)中采取提高輸電導(dǎo)線對地高度、進(jìn)行雙回路導(dǎo)線逆相布置、高低壓導(dǎo)線分層架設(shè)等方式,變電站的進(jìn)出線在穿越居民區(qū)和人口密集地段時(shí)采用地下電纜布設(shè)方式。第二,通過優(yōu)化設(shè)計(jì)減少基站數(shù)量并降低天線增益,如根據(jù)通信基站的發(fā)射功率、天線高度和方向圖、基站覆蓋區(qū)的邊界場強(qiáng)等條件對通信基站覆蓋區(qū)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),在達(dá)到最佳地域覆蓋和最佳通話質(zhì)量的同時(shí),盡量降低天線增益,減少電磁輻射污染。第三,通過屏蔽輻射源降低電磁泄漏,可采取被動屏蔽、主動屏蔽方式對輻射源進(jìn)行屏蔽,還可采用高頻接地方式將屏蔽體內(nèi)產(chǎn)生的射頻電流導(dǎo)入大地,有效避免屏蔽體成為二次輻射源。第四,增加環(huán)境保護(hù)目標(biāo)與電磁輻射源間的距離及綠化。研究表明,樹木具有吸收電磁能的作用,在電磁波的傳播路徑上進(jìn)行植被綠化,可增加電磁波在傳播過程中的衰減。第五,采用濾波技術(shù)抑制電磁干擾,通過濾波線路將有用信號提取出來,同時(shí)阻截干擾信號通過。第六,開發(fā)利用防電磁輻射材料。利用防電磁輻射材料對電磁波的吸收或反射等特性,在建筑、交通、包裝、服裝等領(lǐng)域使用防輻射材料可有效衰減電磁輻射強(qiáng)度,如使用碳素系列和金屬系列等增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料、防電磁波玻璃、吸收電磁波的涂料等用于建造房屋便可有效阻擋室外電磁波進(jìn)入室內(nèi)。
3.4 普及電磁輻射知識
城市空域及居室內(nèi)廣泛存在的電磁輻射因其無色、無味、無嗅的特性容易被公眾忽略其存在的同時(shí),也極易引起公眾的恐慌,進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)生電磁輻射糾紛事件。相關(guān)部門應(yīng)積極開展電磁輻射知識宣傳工作,增強(qiáng)公眾的輻射防護(hù)意識,使其了解過量電磁輻射的可能危害,正確理解生活中人為電磁輻射的來源及其實(shí)踐的正當(dāng)性、安全性,掌握如何降低居室電磁輻射的方法或防護(hù)方法。此外,相關(guān)部門在監(jiān)管工作中要切實(shí)落實(shí)公眾參與制度,并充分發(fā)揮其監(jiān)督作用,與廣大公眾及電磁輻射設(shè)施建造運(yùn)營單位共創(chuàng)安全的城市電磁輻射環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
目前,我國功能性紡織品的開發(fā)領(lǐng)域主要集中在內(nèi)衣、家用紡織品和防護(hù)用紡織品等三個(gè)方面,涉及的功能包括抗菌防臭、遠(yuǎn)紅外、抗紫外線、抗靜電、防電磁輻射、拒油防水、負(fù)離子、放火阻燃、抗玷污、易去污、防水透濕、免燙 、高吸濕等。然而,目前行業(yè)面臨著一大突出問題――檢測難。
市場雖大 無奈檢測困難
一項(xiàng)調(diào)查顯示:在功能性紡織產(chǎn)品的消費(fèi)人群中,買過防皺(免燙)整理產(chǎn)品占54%,買過拒水整理產(chǎn)品占31%,買過防污整理產(chǎn)品占25%,買過抗菌整理產(chǎn)品占4%。表示會再次購買的,防皺(免燙)整理占96%,拒水整理94%,防污整理占93%。這表明,功能性紡織品有良好的市場發(fā)展前景。
雖然需求巨大,然而,大多數(shù)功能性紡織品的性能消費(fèi)者不能憑自己的視覺和觸覺等進(jìn)行判斷,即看不見、摸不出和嗅不到,其功能的優(yōu)劣程度,要靠一定測試方法和儀器才能進(jìn)行評定。功能性紡織產(chǎn)品既沒有色彩和圖案那樣直觀的吸引力,又缺乏柔軟飄逸等令人賞心悅目的質(zhì),只能在使用過程中慢慢品味其功效了。因此,其與其他紡織新產(chǎn)品一樣,由于市場的不成熟,也呈現(xiàn)出了一哄而上、魚龍混雜的局面,導(dǎo)致消費(fèi)者的信任度下降。
近年來,雖然有一些科研機(jī)構(gòu)、高校、標(biāo)準(zhǔn)化組織和企業(yè)開展了這方面的研究工作,并不斷有一些成果面世,部分功能性評價(jià)方法也實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。但從總體上看,大部分功能性紡織品仍然缺少權(quán)威的、能被廣泛接受的、經(jīng)過充分科學(xué)論證的、簡便易行的、重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性較高的功能性評價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)。市場上王婆賣瓜式的吆喝成了消費(fèi)者的主要信息來源,一些不法商家為了追求短期利益對這些高科技面料進(jìn)行仿冒,真正的功能性紡織品面臨珠混于魚目的窘境,這對功能性紡織品市場的健康發(fā)展顯然是不利的。
另一個(gè)不容忽視的問題就是功能性紡織品的生態(tài)安全性。眾所周知,功能性紡織品的某些特殊功能,主要是通過在纖維材料中添加或在產(chǎn)品的后整理中使用某些具有特殊功能的化學(xué)物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的。但目前在功能性紡織品上使用的這些化學(xué)物質(zhì)有相當(dāng)一部分并未經(jīng)過嚴(yán)格的生態(tài)安全性能的評估,特別是未經(jīng)過長期跟蹤分析的安全風(fēng)險(xiǎn)評估。
典型功能的檢測
抗紫外線
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,大氣層中的臭氧層不斷地遭到破壞,導(dǎo)致地表紫外線輻射量大增。紫外線是指太陽所發(fā)射的波長200~400nm的電磁波,它對人類皮膚能造成巨大的傷害。其中的UVA、UVB波段會助長黑色素生成,導(dǎo)致皮質(zhì)老化,甚至造成白日稀⑵し舭┑炔”洹H緗,抗紫外線已成為人們習(xí)以為常的一種自我保護(hù)行為。日常生活中防曬產(chǎn)品層出不窮,防曬霜、晴雨傘、太陽鏡等等,無不打上“UPFXX”的標(biāo)識。然而,在戶外特別是進(jìn)行登山之類的活動,由于高山的海拔相對較高,紫外線的輻射相比平地上要強(qiáng)很多,這時(shí)候著裝是人們抵抗紫外線輻射最直接的屏蔽物,因此,面料的防紫外線性能顯得至關(guān)重要。
織物防紫外線的能力,主要取決于織物本身屏蔽紫外線的能力。屏蔽主要通過吸收光線和散射、反射來完成。影響織物防紫外線輻射性能的因素分別是織物結(jié)構(gòu)、織物顏色以及漂白、染色等工藝處理。在一般情況下,吸收率和反射率增高,透過率就降低,防護(hù)性能就優(yōu)越。
另外,短纖維優(yōu)于長絲纖維,加工絲產(chǎn)品好于原絲產(chǎn)品,細(xì)纖維織物比粗纖維織物好,扁平異形織物優(yōu)于圓形截面織物,機(jī)織物好于針織物。過測試我們發(fā)現(xiàn),機(jī)織或針織結(jié)構(gòu)越緊密UPF值越大。而在質(zhì)地結(jié)構(gòu)相同的情況下取一塊淺色和一塊深色面料,同時(shí)進(jìn)行紫外線照射的測試,可以發(fā)現(xiàn)染色織物比未染色織物有更高的UPF值,并且織物顏色越深,其紫外線透過率越小,也就是說防紫外線能力越高。而織物的UVR吸收性能取決于織造過程中所采用的加工方法,如漂白、染色、施加消光劑等,這些加工過程都會對織物的UVR吸收性能產(chǎn)生作用。
為了使織物獲得較好的防紫外性能,織物的后整理很重要。采用各種方法將無機(jī)和有機(jī)的紫外線整理劑分別或共同對纖維、紗線或織物進(jìn)行處理,并使之牢固結(jié)合,這是較為傳統(tǒng)的方法。除此之外,也可以采用納米紡絲技術(shù)的方式。在切片聚合過程中,添加紫外線隔離因子(納米氧化鈦Ti02),使纖維及其制成的產(chǎn)品能有效地吸收紫外線,防止紫外線透過衣服,保護(hù)人體因紫外線過多照射而引起各種皮膚疾病。同時(shí)可以反射可視光線和紅外線,降低太陽熱輻射所造成的溫升,保持衣服內(nèi)部的涼爽感覺,讓穿著更舒適與安全。這種方法具有抗紫外作用持久、永不消褪的特點(diǎn)。
防水透濕
人體由于運(yùn)動以及新陳代謝,會通過皮膚表面蒸發(fā)水汽散熱,如果這些水汽不能通過織物及時(shí)排出,就會在織物和皮膚之間產(chǎn)生高濕熱區(qū)域,使人體感覺悶熱不適。
織物的透水汽性是指氣態(tài)水透過織物的能力。透水汽性與織物的原料,紗線的結(jié)構(gòu),織物組織結(jié)構(gòu)及其緊密度等因素有密切的關(guān)系。當(dāng)織物的一面所受水蒸氣壓力大于另一面時(shí),水蒸氣會透過織物??椢锏耐杆磫挝粫r(shí)間內(nèi)透過水蒸氣的量來表示的,它對人體的舒適和衛(wèi)生影響甚大。目前,國際標(biāo)準(zhǔn)中對織物透水汽性的檢測方法有很多,常用的有ASTME 96,BS 7209等,具體操作方法是:先將面料置于裝有定量蒸餾水的透濕杯上,密封后稱重,再放在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測試環(huán)境中(固定的溫度,濕度以及氣流速度),經(jīng)過24小時(shí)后取出再稱重,通過試樣前后質(zhì)量的損失來推算透過水蒸氣的量。
防水透氣織物是指水在一定壓力下無法浸入織物,而人體散發(fā)的汗氣能以水蒸氣的形式通過織物傳導(dǎo)到外界,從而避免汗氣積聚冷凝在體表與織物之間,以保持穿著的舒適性。它是一種高技術(shù)、獨(dú)具特色且極具實(shí)用性的功能性織物。防水對于面料行業(yè)來說并不是什么難題,關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)透氣與其兼得并且實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)防風(fēng)。像雨衣、擊劍服、登山服等要求不透水又不發(fā)悶,須采用微孔型織物或用傳遞水汽性能好的纖維制的織物。
防電磁輻射
電磁輻射已經(jīng)成為繼水、大氣、噪聲之后的第四大環(huán)境污染源。大量研究表明,電磁輻射對地球生物和人類的危害和影響已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人們以往對它的認(rèn)識。早期的防電磁輻射或抗電磁干擾研究和產(chǎn)品開發(fā)主要集中在軍事、國防或工業(yè)領(lǐng)域。隨著個(gè)人電腦、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊、移動電話、視聽設(shè)備、微波爐等電子技術(shù)和產(chǎn)品的日益普及,電磁輻射對人們健康和生命安全的影響日益顯現(xiàn),開發(fā)和使用具有抗電磁輻射功能的紡織產(chǎn)品則是最簡便和有效的手段之一。
電磁輻射是由不同波長和頻率的多種類型的電磁波形成的,其頻段范圍可從3Hz到3×1012Hz不等。由于抗電磁輻射材料對不同頻段的電磁輻射的反射和吸附能力各有不同,因此目前被采用的抗電磁輻射性能的測試方法也各不相同,必須根據(jù)抗電磁輻射材料的性質(zhì)和實(shí)際用途加以選擇。
防電磁輻射服裝的防護(hù)方式有兩種:一是用屏蔽面料直接制作的服裝,另一是將屏蔽面料作為內(nèi)襯或內(nèi)膽制作在服裝中。到目前為止,國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的針對抗電磁輻射紡織產(chǎn)品的功能評價(jià)測試方法和標(biāo)準(zhǔn),市場上大量的抗電磁輻射紡織產(chǎn)品基本上都在沿用一些常規(guī)電磁屏蔽材料的性能測試方法。通常,抗電磁輻射產(chǎn)品可以用反射率R、透過率T、吸收率A和屏蔽效能SE來評價(jià)其抗電磁輻射的效果,其中采用最普遍的是屏蔽效能SE。研究表明,在低頻時(shí),材料的屏蔽效能主要取決于反射。由于電磁波的反射與材料表面的阻抗有關(guān),因此,材料的導(dǎo)電性能越好,反射就越強(qiáng),屏蔽效能就越高。而在高頻時(shí),屏蔽效能主要取決于電磁波在材料內(nèi)部傳播時(shí)的吸收損耗。這種吸收損耗與材料的厚度、電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率有關(guān)。
完善測定制度 引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展
將高科技運(yùn)用于紡織品生產(chǎn)中已成為當(dāng)今紡織品開發(fā)的主流, 新型纖維的應(yīng)用和紡織技術(shù)的革新,使紡織品不僅美觀、保暖,而且柔軟富有彈性,并且發(fā)展了吸濕、透氣、防雨、防風(fēng)、防污、防霉、防蛀、抗紫外線、防輻射、抗靜電、 保健、無霉和環(huán)保等多種功能。功能性紡織品已跳出傳統(tǒng)形態(tài),完全深入家用、裝飾、醫(yī)療、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、建筑、地質(zhì)、交通、工具、包裝、休閑、防護(hù)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域,且受到化工、汽車、機(jī)械、紡織裝飾、服裝等行業(yè)的高度重視?!拔磥淼囊路軌虬喘h(huán)境影響而向我們發(fā)出預(yù)警,例如內(nèi)置全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的衣服,能以光速交換數(shù)據(jù)的外套,或瞬間改變外貌的外套,Hans-Jurgen Hubner更預(yù)言紡織品能啟動藥物治療?!敝δ苄约徔椘饭?yīng)商Schoeller公司的CEO Hans-Jurgen Hubner說。
一項(xiàng)調(diào)查結(jié)果表明,全球消費(fèi)者都喜愛不需要過多打理的服裝,但不同國家的人對服裝的某些具體功能偏好不同。抗皺和易于打理始終是全球消費(fèi)者較為了解和期望獲得的兩項(xiàng)特性。此外,對于天然纖維,例如棉,消費(fèi)者也表示出始終如一的喜愛。至于全球消費(fèi)者認(rèn)知度較低的,例如吸濕快干,防紫外線,除臭,抗菌也有一定市場。消費(fèi)者不僅了解這些功能性并進(jìn)一步轉(zhuǎn)為購買行為。
我國功能性紡織品已經(jīng)形成具有一定規(guī)模、品種相對齊全、功能日趨完善、發(fā)展相對穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)格局,其研發(fā)和應(yīng)用正向著多領(lǐng)域、多行業(yè)、多學(xué)科、產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的方向發(fā)展,已涉及環(huán)保、醫(yī)療、衛(wèi)生、礦業(yè)、熱帶農(nóng)業(yè)、產(chǎn)業(yè)用紡織品、納米、化工等領(lǐng)域。如電磁輻射、防護(hù)服裝及其標(biāo)準(zhǔn)的研究、戶外運(yùn)動功能紡織品的開發(fā)、印染廢水處理、天然染料及植物功能染料、鍍銀纖維、防蚊紡織品、功能性微膠囊、桑皮纖維、醫(yī)用循環(huán)減壓襪的研制等。相信隨著產(chǎn)品開發(fā)的不斷深入,功能性紡織品將是未來市場上的一支生力軍。然而,令人尷尬的是,目前國內(nèi)基本還沒有專業(yè)專注于開發(fā)多功能紡織品的企業(yè),功能性在很大程度上還處于被炒作概念的境地。
高密度電磁輻射對人體健康造成的不良影響已經(jīng)被確認(rèn),越來越多的研究也表明:長期暴露在低頻或低強(qiáng)度電磁輻射中會損害人體健康,即使接觸功率很小、頻率很低的電磁輻射,也可對機(jī)體產(chǎn)生危害。
1.電磁輻射及種類
電磁輻射(ElectromagneticRadiation.EMR)是帶凈電荷的粒子被加速時(shí),所發(fā)出的輻射,是能量以電磁波的形式通過空間傳播的物理現(xiàn)象。任意個(gè)振動的電荷都能在其周圍產(chǎn)生電磁場,并發(fā)射電磁波向遠(yuǎn)方輻射能量。電磁輻射的波長愈短,頻率愈高,其輻射的量子能量就愈大。
電磁輻射從來源上又可分為天然電磁輻射和人為電磁輻射。天然電磁輻射主要是指銀河系和外層空間的宇宙電磁輻射,以及積聚在大氣中的靜電荷的放電雷電磁輻射等。人為電磁輻射主要包括極低頻電磁場和射頻電磁輻射兩大類。在極低頻電磁場中,以50Hz的工頻電磁場最重要,它主要是由各種電壓等級的輸電線及各種電器所產(chǎn)生。在射頻電磁輻射中,以廣播、電視和各種高頻設(shè)備所產(chǎn)生的電磁輻射最為常見。
廣義的電磁輻射分為電離輻射和非電離輻射。凡能引起物質(zhì)電離的電磁輻射稱為電離輻射,包括X射線、γ射線、α粒子、β粒子、中子、質(zhì)子等。不足以導(dǎo)致組織電離的電磁輻射稱為非電離輻射,包括極低頻(ELF,3Hz―3kHz).甚低頻(VLF,3kHz―30kHz)、高頻(HF,30kHz―lOOkHz)、射頻(RF,lOOkHz―300GHz)、紅外線、可見光、紫外線及激光等。
2.電磁輻射對人體健康的影響
步入21世紀(jì)以來,越來越多的公眾和科學(xué)家認(rèn)識到暴露于電磁輻射中對人類健康造成的風(fēng)險(xiǎn)。射頻輻射,尤其是微波輻射(300MHz~300GHz)是對造成人體生理影響非常重要的電磁輻射。微波輻射在生活中無處不在,電源線、電視、移動電話、電腦、烤箱等日常電器均可產(chǎn)生。微波輻射造成的潛在影響包括引發(fā)惡性腫瘤(尤其是白血病和腦腫瘤)以及心血管和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。隨著人們對微波輻射損傷的關(guān)注,皮膚輻射損傷逐漸成為研究方向之。但到目前為止,皮膚輻射損傷,尤其是微波輻射對生物體皮膚損傷相關(guān)數(shù)據(jù)仍是相對稀缺的。
3.微波輻射對皮膚損傷研究進(jìn)展
微波輻射對皮膚損傷有兩種不同機(jī)制。一種是致熱效應(yīng),即一定頻率和功率的電磁輻射射在生物體上時(shí),引起體溫上升。當(dāng)溫度超過皮膚的調(diào)溫能力、受照射皮膚內(nèi)吸收的能量遠(yuǎn)大生物體的新陳代謝能力時(shí),會使皮膚的傳熱能力產(chǎn)生混亂,最后導(dǎo)致皮膚輻射部位溫度升高,失水干燥,失去光澤。同時(shí),為保持恒定體溫,該部位毛細(xì)血管暫時(shí)性擴(kuò)張充血,造成局部紅斑現(xiàn)象。另一種是非致熱效應(yīng),即各種頻率電磁場所產(chǎn)生的生物效應(yīng),該機(jī)制下電磁能量密度不是很強(qiáng),在人體內(nèi)產(chǎn)生熱量較少,但可造成輻射后活性氧增加,生物大分子DNA等損傷,可能導(dǎo)致氧化應(yīng)激性增強(qiáng),亦影響許多細(xì)胞因子、活性蛋白的表達(dá),進(jìn)而誘導(dǎo)各種生理變化。常用的手機(jī)、電腦等電器正常工作時(shí),致局部組織溫度升高很少(可忽略)不會產(chǎn)生明顯的熱效應(yīng),已有的研究也顯示電器輻射影響生物體機(jī)能的主要是非熱效應(yīng)。
此外,從中醫(yī)病機(jī)角度,有人認(rèn)為電磁波乃六氣之屬,為火熱之氣,常則養(yǎng)人,電磁輻射乃六之屬,為火熱之邪,過則為災(zāi),電磁輻射之火熱外邪致病,先傷皮毛后傷氣,先傷衛(wèi)氣后傷臟氣,先傷肺心之氣后傷脾腎之氣,并提出了治療電磁輻射損傷從氣論治的觀點(diǎn)。
研究表明,在2.45GHz無線設(shè)備輻射下(無線局域網(wǎng)絡(luò)),雄性Wistar大白鼠皮膚氧化應(yīng)激性增強(qiáng),MDA含量顯著增加,而在皮膚組織中SOD和GSH-Px的活動減少,微波輻射令皮膚抗氧體系受到影響。Ennamany等人,將人體重組角質(zhì)形成細(xì)胞置于900MHz手機(jī)常用輻射下2h和18h,對皮膚細(xì)胞中的600個(gè)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄水平的分析,發(fā)現(xiàn)包括神經(jīng)調(diào)節(jié)肽B、胎盤生長因子、轉(zhuǎn)錄因子AP-1在內(nèi)的20個(gè)基因成顯著上調(diào),包括p防御素2在內(nèi)的10個(gè)基因表達(dá)受抑制。其中,β防御素2是存在皮膚表皮中的一種小分子肽,具有直接殺菌、調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫炎癥反應(yīng)參與皮膚創(chuàng)傷修復(fù)等生理功能,其表達(dá)失調(diào)或引起皮膚痤瘡。Ennamany研究結(jié)果,提示微波輻射或可造成皮膚微生態(tài)失衡,引發(fā)痤瘡。Garaj用7.7GHz、300W/O的連續(xù)波輻射體外培養(yǎng)的V79中國倉鼠成纖維細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)微波輻射可抑制H3-胸腺嘧啶的摻入,從而阻止細(xì)胞進(jìn)入DNA合成的S期,使細(xì)胞產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷。
4.微波輻射防護(hù)措施
Srinivasan M等在研究中發(fā)現(xiàn)番茄紅素對輻射誘導(dǎo)體外原代培養(yǎng)的小鼠肝細(xì)胞的脂質(zhì)過氧化作用及抗氧化作用具有良好的抑制作用。HanSK等發(fā)現(xiàn)人參提取物可誘導(dǎo)正常小鼠脾細(xì)胞Thl和Th2細(xì)胞因子mRNA的表達(dá),也可促進(jìn)輻射損傷脾細(xì)胞IFN-γ和Thl細(xì)胞因子mRNA的表達(dá),從而恢復(fù)T細(xì)胞免疫功能。Kalpana KB等在研究中發(fā)現(xiàn)橘皮苷對輻射誘導(dǎo)的體外培養(yǎng)的人外周血淋巴細(xì)胞的損害具有積極的保護(hù)作用,證實(shí)了其對人體淋巴細(xì)胞有明顯的輻射防護(hù)作用。
人們在認(rèn)識微波傷害、研究微波輻射對人體傷害過程中,也在積極思考微波輻射的防護(hù),早在20世紀(jì)50年代以前蘇聯(lián)和美國為代表的許多國家就開展了含微波在內(nèi)的電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的研究,研究對象主要為電磁輻射環(huán)境中作業(yè)者的防護(hù)問題。隨著時(shí)代的發(fā)展和電子產(chǎn)品的應(yīng)用,普通人群接觸微波輻射的機(jī)會也越來越多,微波輻射的防護(hù)越來越受到人們的重視,防護(hù)措施也在不斷進(jìn)步。
目前,防護(hù)微波輻射損傷的途徑可歸結(jié)為兩大類。
第一種途徑是消除或減弱人體所在位置的磁場強(qiáng)度。其主要措施包括屏蔽與吸收。
屏蔽即電磁屏蔽,是將電磁能量限制在所規(guī)定的空間,阻止向被保護(hù)區(qū)域擴(kuò)散的技術(shù)措施。電磁屏蔽裝置由銅、鋁或鋼(鐵)制成。導(dǎo)體表面的場強(qiáng)最大;越深入內(nèi)部,場強(qiáng)越小。這種現(xiàn)象就是電磁輻射的集膚效應(yīng),電磁屏蔽就是利用這效應(yīng)進(jìn)行工作的?,F(xiàn)有的防護(hù)措施,如電腦保護(hù)屏、電磁防護(hù)服、手機(jī)袋等,大多是電磁屏蔽方法,易造成反射二次污染,且不能整體改善所處環(huán)境的電磁輻射強(qiáng)度,不能減弱電磁輻射對人體的長期累積效應(yīng)。
吸收是指利用特定的吸收材料將電磁輻射(主要是微波)能量吸收掉以降低電磁輻射強(qiáng)度。吸收材料大致可分為諧振型吸收材料和匹配型吸收材料兩大類。前者是利用某些材料的諧特性制成的,厚度較小,對很窄頻率范圍的微波輻射能量有吸收作用。后者利用材料和自由空間的阻抗匹配達(dá)到吸收微波輻射能量的目的,適于吸收很寬頻率范圍的微波輻射能量。
應(yīng)用吸收材料的防護(hù)措施,一般多用在微波設(shè)備的調(diào)試上。調(diào)試微波設(shè)備時(shí),要求在場源附近就能把輻射能量大幅度地衰減下來,以防止對較大范圍的空間產(chǎn)生污染。吸收材料可由在塑料、橡膠、膠木、陶瓷等材料中加入鐵粉、石墨、木炭和水等制成。此外,將吸收材料與屏蔽材料疊加組合可制成防護(hù)板、防護(hù)屏風(fēng),防止微波輻射的定向傳播。同時(shí)能吸收電磁輻射的油漆、防電磁輻射水泥、防電磁玻璃和電磁波涂料等也正在被開發(fā)出來。
第二種途徑是藥物途徑,即使用藥物如輻射防護(hù)劑來減輕微波輻射對人體的危害??馆椛渌幬铮溲芯吭?0世紀(jì)60年代后期達(dá)到高峰。這期間人們探索了大量人工合成化合物、天然藥物和生物因子的抗輻射作用,并進(jìn)行了相應(yīng)的基礎(chǔ)整理和研究。但由于高效、低毒、可供臨床應(yīng)用的輻射防護(hù)劑較難發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致人們對輻射防護(hù)劑的期望逐漸淡薄起來,20世紀(jì)70年代明顯下降。近年來隨著腫瘤放療的進(jìn)展及核工業(yè)的迅速發(fā)展,國內(nèi)外對輻射防護(hù)劑的研究熱情重新高漲。我國科學(xué)工作者從1958年以來開展了相當(dāng)規(guī)模的輻射防護(hù)劑的研究。據(jù)粗略估計(jì),50年來共篩選了7000多種新合成的化合物、成藥和中草藥。其中經(jīng)過大動物實(shí)驗(yàn)的藥物有100多個(gè),有10多個(gè)藥物已經(jīng)過人體試驗(yàn)。研究水平可與國際上相比,在某些方面顯示出我國的特色。
5.天然藥物防護(hù)輻射途徑與研究現(xiàn)狀
防護(hù)輻射損傷作用是指在生物體輻射作用前或作用后應(yīng)用能減輕輻射損傷程度。天然藥物防護(hù)輻射作用的研究始于20世紀(jì)60年代,90年代中后期對其防護(hù)輻射作用的機(jī)制與藥理實(shí)驗(yàn)研究逐步深入。由于天然藥物含有多種成分,所以其防護(hù)輻射作用是多方面的,其作用機(jī)制主要包括對DNA、免疫系統(tǒng)、造血系統(tǒng)的保護(hù)作用及抗自由基作用,能夠降低輻射對DNA的損傷,促進(jìn)外周血象恢復(fù),促進(jìn)造血系統(tǒng)功能,抑制出血傾向,提高巨噬細(xì)胞吞噬率,吞噬指數(shù)和細(xì)胞面積,促進(jìn)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化和IL-2的分泌,抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)等。天然藥物還具有來源廣毒性小、價(jià)格低等特點(diǎn),因此天然藥物抗輻射活性成分的研究已成為熱點(diǎn)。
6.皮膚微波輻射防護(hù)護(hù)膚品現(xiàn)狀
近年來電磁輻射污染源也急劇增加,以防輻射為主的保護(hù)皮膚類化妝品逐漸受到各方關(guān)注。產(chǎn)品特性主要有:①以防為主,方式單一,效果有限。主要采用物理隔離的方式,試圖阻擋電磁輻射的侵害。電磁輻射的本質(zhì)是電磁波,很難憑借物理隔離全部阻擋。②強(qiáng)調(diào)對紫外輻射防護(hù),射頻輻射、極低頻輻射等電器輻射關(guān)注少。紫外輻射與電器輻射的頻率不同,傳遞能量的高低,皮膚損傷途徑均有差異。而電器輻射幾乎無時(shí)不在,同樣需要進(jìn)行防護(hù)。亦不能與將其紫外防護(hù)混為一談。③忽視恢復(fù)皮膚自身防御。皮膚自身存在防御機(jī)制(角質(zhì)屏障、防御因子等),正常條件下能夠抵御外界侵害?,F(xiàn)有產(chǎn)品忽視皮膚正常防御功能的恢復(fù),僅靠外源功效成分防御外邪,事倍功半。因此,市場對既能減輕輻射損傷、又能恢復(fù)皮膚正常防御的電器輻射防護(hù)產(chǎn)品的需求是十分迫切的。
【關(guān)鍵詞】顯示器;電磁泄漏;干擾技術(shù);屏蔽技術(shù);TEMPEST;防護(hù)
一、引言
在信息化戰(zhàn)爭條件下,信息優(yōu)勢成為敵對雙在傳統(tǒng)的陸海空優(yōu)勢以外爭奪的新領(lǐng)域,甚至成為制約戰(zhàn)爭勝負(fù)的關(guān)鍵因素。隨著人民防空信息系統(tǒng)的處理能力、鏈接能力的提高,人防信息系統(tǒng)的安全性越來越重要。信息系統(tǒng)安全的范圍非常廣泛,其中計(jì)算機(jī)顯示器所泄漏的信息易于被外界接收和復(fù)現(xiàn),對人民防空信息的保護(hù)工作造成極大威脅。
二、計(jì)算機(jī)顯示器存在的電磁泄漏問題
計(jì)算機(jī)是人防信息系統(tǒng)的核心,雖然各級人防主管部門規(guī)定計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)不得直接或間接地與國際互聯(lián)網(wǎng)或其它公共信息網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)接,必須實(shí)行物理隔離,但是這也不能完全避免泄密。因?yàn)橛?jì)算機(jī)的顯示器、主板、存儲器、鍵盤等都存在一定的泄漏問題,其中顯示器信息的泄漏問題非常嚴(yán)重,卻又經(jīng)常被忽視。顯示器內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸方式有并行和串行兩種,并行信號是二進(jìn)制編碼,傳輸速率高,頻率相近,格式上又沒有統(tǒng)一的規(guī)律可循,不容易被還原。串行數(shù)據(jù)往往遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和格式,而且數(shù)據(jù)的速率低,強(qiáng)度大,其輻射信息容易被截獲和還原[1]。常見的顯示器有CRT、液晶和等離子顯示器三各,它們泄漏信息的部位和程度各不相同。
(一)CRT顯示器信息泄漏。CRT顯示器的工作原理是:計(jì)算機(jī)顯示適配器將并行的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出,然后視頻放大電路將模擬信號進(jìn)行放大,通過射極跟隨器輸出,送入顯像管陰極RK、GK、BK。視頻信號的幅度能夠達(dá)到60伏左右,行、場信號經(jīng)過放大后,可能形成最高值為120伏的高電壓;偏轉(zhuǎn)線圈的電流比較大,可以達(dá)到安培級,它們是視頻泄漏的源頭。
(二)液晶顯示器的電磁輻射?,F(xiàn)在液晶顯示器在人防信息系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越普遍了,人們大都認(rèn)為它輻射小,往往不太注意它的信息泄漏問題。其實(shí)盡管液晶顯示器的輻射比CRT小,但是也存在較為嚴(yán)重泄漏現(xiàn)象,它的電磁泄漏主要來源于兩個(gè)部份,第一部份是液晶顯示器的面板及其驅(qū)動電路,第二部分是VGA接口、數(shù)字視頻接口(DVI-A和DVI-I)及其連接電纜和視頻預(yù)處理電路[2]。顯示器面板的背光源不攜帶視頻信息,只提供照明,不會泄漏信息。TFT上的電流較大,輻射能力也比較強(qiáng),又?jǐn)y帶大量的視頻信息,能夠造成信息泄漏。但是由于TFT的驅(qū)動信號是并行信號,在現(xiàn)有的技術(shù)條件下難以復(fù)現(xiàn)、還原信息,而且驅(qū)動電壓也不高,因此它不是液晶顯示器的主要泄漏源。第二部分所泄漏的信息能夠被目前的技術(shù)接收和復(fù)原,是液晶顯示器的主要泄漏源。
(三)等離子顯示器的電磁輻射。等離子體顯示器在人防信息系統(tǒng)中的應(yīng)用并不多,但是其應(yīng)用的場所往往比較重要,一般在會議室、值班室和指揮中心等,所以它的信息泄漏問題就顯得比較重要了。PDP的發(fā)光原理是在注入了惰性氣體或水銀氣體的真空玻璃管上加上電壓,使氣體產(chǎn)生等離子效應(yīng),由此釋放出紫外線來激發(fā)出三原色,由激發(fā)時(shí)間的長短來產(chǎn)生不同的亮度。PDP的前級放大電路和AD轉(zhuǎn)換器以及電源、高壓驅(qū)動部份、顯示屏(充放電時(shí))都能產(chǎn)生電磁輻射,其中電源、高壓驅(qū)動部份、顯示屏產(chǎn)生的輻射雖然大,但是它的主要成分是噪聲,信號成分很小,不是信息泄漏的主要源頭;AD轉(zhuǎn)換器雖然存在泄漏信息,但是功率小,前級放大電路的信號是串行模擬信號,而且功率大,是信息泄漏主要源頭[3]。
三、顯示器信息泄漏的防護(hù)措施
目前的防電磁信息泄漏技術(shù)措施很多,本文從人防工作的實(shí)際出發(fā),結(jié)合國情和具體情況,提出顯示器防止信息泄漏的綜合防護(hù)方法。
(一)加強(qiáng)對信息的管理。對信息保密工作來說,管理有時(shí)候比技術(shù)更重要,對人防的信息包括密級的文件,人防工程的面積、經(jīng)緯度,人防指揮所相關(guān)信息等,依據(jù)國家頒布的《計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)等級劃分準(zhǔn)則》,要制定和落實(shí)嚴(yán)格的各項(xiàng)保密制度,實(shí)行分級管理。按照“誰主管誰負(fù)責(zé)、誰使用誰負(fù)責(zé)”的要求,落實(shí)信息保密責(zé)任制,并造成泄密的單位和個(gè)人追究責(zé)任,涉嫌觸犯刑律的,要依法追究刑事責(zé)任。
(二)采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施。防止顯示器信息泄漏的技術(shù)措施比較多,從人防工程的實(shí)際情況來看,下面介紹的幾種技術(shù)方法比較適用。
1.屏蔽技術(shù)。屏蔽技術(shù)就是將保護(hù)的電路用由屏蔽材料制成的物體包圍起來,從而切斷電磁輻射沿空間的傳播的途徑,達(dá)到防止信息泄漏的目的。對人防行業(yè)來說,可將的人防信息系統(tǒng)放置在人防工程內(nèi)。目前,我國的人防工程在電磁防護(hù)上主要是側(cè)重于防止電磁脈沖對敏感設(shè)備和人員的干擾、毀傷和傷害上,還沒有出臺具體的防止電磁信息泄漏的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如果能用“電磁吸波混凝土”或“電磁屏蔽混凝土”[4]等混凝土類電磁防護(hù)材料修建人防工程,就能有效地防止信息泄漏。對不具備建設(shè)這種防電磁泄漏人防工程的單位來說,在實(shí)際應(yīng)用中可用屏蔽機(jī)箱對計(jì)算機(jī)及顯示器進(jìn)行屏蔽或在顯示器表面使用防輻射屏,也能在一定程度內(nèi)防止電磁泄漏。技術(shù)上可對顯示器內(nèi)輻射量比較大的地方可以進(jìn)行局部屏蔽,從而減少輻射。
2.干擾技術(shù)。干擾技術(shù)是指用干擾器發(fā)射出來的電磁波來干擾計(jì)算機(jī)輻射出來的電磁波,以掩蓋計(jì)算機(jī)泄露信息的內(nèi)容和特征等,讓獲得泄漏信息的人無法復(fù)原。干擾器分為白噪聲干擾器和相關(guān)干擾器。白噪聲干擾器的干擾源是白噪聲,它的干擾信號和計(jì)算機(jī)泄漏的信號不相關(guān),其噪聲信號比較容易去除,保密性差。相關(guān)干擾器產(chǎn)生的干擾信號和計(jì)算機(jī)視頻輻射信號個(gè)有相同的頻譜特性,兩種信號在空間混合后形成一種復(fù)合信號,破壞了原輻射的信號形態(tài),即使被竊取也無法還原其信息。
3.濾波。濾波技術(shù)對傳導(dǎo)泄漏十分有效,是屏蔽技術(shù)的重要補(bǔ)充,可以設(shè)計(jì)為只充許特定頻率的信號通過。計(jì)算機(jī)視頻信息的泄漏主要是在高頻頻段的輻射造成的[2],因此采用高通濾波器件可有效地防止視頻信息的傳導(dǎo)泄漏。
4.TEMPEST技術(shù)。TEMPEST技術(shù)是美國國家安全局和國防部聯(lián)合進(jìn)行研究與開發(fā)的一個(gè)極其重要的項(xiàng)目。它是一項(xiàng)綜合的防護(hù)技術(shù),是在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)計(jì)算機(jī)設(shè)備時(shí),采用干擾、屏蔽、“紅”“黑”隔離、濾波、布線和元器件選擇等方法,減少計(jì)算機(jī)中信息的外泄。
四、結(jié)語
從長期的趨勢來看,生產(chǎn)和使用低輻射顯示器是防止電磁泄密的根本措施。但是TEMPEST產(chǎn)品的在輻射低的同時(shí),造價(jià)也非常高,價(jià)格是同樣性能設(shè)備的4到5倍,對我國現(xiàn)在的國情來說,全部采用TEMPEST產(chǎn)品還不現(xiàn)實(shí)。現(xiàn)實(shí)的應(yīng)對策略是在加強(qiáng)保密管理的基礎(chǔ)上,在力所能及的范圍內(nèi)采用必要的防護(hù)技術(shù),形成合力,切實(shí)保護(hù)好人防信息系統(tǒng)的各項(xiàng)秘密。
參考文獻(xiàn)
[1]單國棟,戴英俠,王航.計(jì)算機(jī)電磁信息泄露與防護(hù)研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2004,4:6.
[2]朱海濤.液晶顯示器電磁泄漏信息偵收難度分析[J].信息安全與通訊保密,2011,1:79.