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[求助]:电信发射塔与周围建筑间距的问题

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发表于 2006-5-11 15:31:51 | 显示全部楼层 |阅读模式

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发表于 2006-5-11 20:10:43 | 显示全部楼层
行動電話手機及基地臺電磁波對人體之(可能)影響
公告日期 2005-12-08
交通大學電信工程系 吳霖堃教授 Tel:03-5712121-54543



摘要
壹、 前言
貳、 行動通訊基礎回顧
一、 GSM行動通訊技術
二、 基地臺類型
三、 天線輻射與電波傳播原理
四、 手機部份  參、 現行曝露標準
一、 曝露標準依據—SAR的基本限制
二、 發熱原理
三、基地臺和手機的規範—參考準位
四、 曝露狀況初步估算  肆、最新研究概況
伍、 結論
參考文獻  

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摘要

隨著行動電話普及率的快速增長,在科學研究雖仍未證實其危險性,但也無法證實它們是絕對安全的狀況下,媒體通常只選擇性報導少數陽性反應的研究結果的作法,使國人對手機及基地臺所發出的電磁波是否有害人體健康的疑慮越來越高。本文首先對目前主要的GSM行動電話技術和曝露特性有關的部份作介紹。隨後說明國內現行與基地臺和手機分別有關的環境場強及SAR曝露標準的制定依據,並以簡單的理論模式估算基地臺和手機,所可能造成的曝露狀況及其於與人體溫度調節功能有關的生理反應的意涵。最後,我們也對上述標準制定完成之後,這幾年來一些新近研究結果作個回顧。

整體而言,從事基地臺天線維修的人員有可能遭受過度曝露,因此雇主需提供適當的防護措施;但基地臺對一般民眾不太可能造成任何的生物效應。如果,使用者將手機緊貼頭部,且持續進行長時間的通話,是有可能造成耳朵局部溫度上升達攝氏1度以上。要避免發生這種狀況只需長話短說、不要將手機緊貼耳朵、經常更換手機在頭的左右側位置、或改用免持聽筒配件。

此外,開車時亦應避免使用行動電話,以免因分心而增加交通事故的風險。醫療和航電設備或器材附近亦應避免使用行動電話,以免因電磁干擾而影響這些器材的運作。含易燃性或爆烈性物質的場所亦應避免使用行動電話,以免高準位的電場所可能產生的火花造成爆炸。

手機電磁波特有的曝露狀況所可能引發的生物和健康效應的研究仍然不夠多,先進國家已投入大量人力與經費贊助研究,未來2-3年內應能獲致較完整的初步結果,我們當拭目以待。

壹、前言

近年來,民營行動電話業務開放之後,國內行動電話用戶數急速增加,普及率已超過80%。不論是居家、外出或工作,行動電話的便利性,尤其是幾乎「無遠弗屆」的服務能力,都令人讚賞。行動電話隨時隨地保持通訊的功能除可增加商業行為的效率之外,也可提升許多狀況的安全性(如家長可隨時瞭解小孩子的行蹤和各種緊急事件的報告與處置)。但在這些光環底下,人們也對「行動電話手機及基地臺所發出的電磁波是否有害人體健康?」這個議題感到憂心。

電磁場(或電磁波)與人體健康之間的關係至少涉及電磁學(環境場強和曝露劑量的分析與量測)、流行病學(人體健康的觀察性研究)和生物醫學(作用機轉理論的建立,以及細胞、組織、動物或人體全身性實驗),以及風險的認知、溝通和管理等領域。本文的目的在於為這個複雜的問題的科學研究現況作個概要的整理,期能加深國人對這個議題的瞭解。

貳、行動通訊基礎回顧

一、GSM行動通訊技術

本文所探討的行動通訊技術為採用TDMA(Time-Division Multiple Access,分時多工進取)技術的GSM(Global System Mobile)行動電話網路。GSM系統常被稱為第二代的數位式行動電話,這是國內的現行標準;媒體廣告上常見GPRS和i-mode則為其數據傳輸功能的延伸(或稱為第2.5代)。第一代的類比式AMPS系統最早被引入國內但已於去年停用,未來的第三代系統的營運許可則於今年稍早完成拍賣。其它主要的行動通訊技術包括PHS(Personal Handyphone System)系統、家用無線電話(Cordless Telephone或CT)、無線區域網路(Wireless Local Area Network或WLAN)和藍芽(Bluetooth)。

GSM系統中與本文主題有關的部份有兩個:第一個是行動電話手機及基地臺達成通訊所需的無線電波;第二個則是相鄰基地臺之間構成行動電話網路時,可能使用的微波通訊鏈路(這種狀況較可能發生在欠缺固網專線設施,如偏遠地區或臨時搭建的移動式基地臺)。在國內,手機及基地臺所使用的頻率範圍分佈在900與1800MHz兩個頻帶(常稱為GSM900與GSMl800;註:後者在技術上的正式名稱為DCSl800) ;雙頻手機可同時使用這兩個頻帶,而三頻手機則又多了美國所用的l900MHz頻帶。微波通訊鏈路則使用3GHz到約30GHz之間法定的地面微波通訊頻帶。(註:1kHz=1,000赫或1千赫,lMHz=1,000,000赫,或一百萬赫,1GHz=l,000,000,000或10億赫)。

在GSM900(GSM1800)系統中,手機向基地臺發射信號時使用的頻率範圍為880-915MHz(1710-1785MHz) ,基地臺向手機發射時則使用925-960MHz(1805-1880MHz)。除工作頻帶不同之外,這兩種系統的技術基本上是一樣的。如同收音機和電視廣播,GSM系統也將工作頻帶切割成很多分隔的頻道(frequency channel),相鄰頻道的間隔固定為200kHz;因此GSM900(GSM1800)系統的總共頻道數為175(375)。

TDMA技術則又將每個頻道的使用時間切割成寬度為577微秒的時槽(time slot)。8個連續的時槽構成一個寬度為4.6毫秒的TDMA框架(frame),這是GSM系統信號的基本傳輸週期。手機與基地臺進行通訊期間,基地臺會隨時指定一組可用的發射和接收頻道。每一個使用者在每一個TDMA框架期間內只能佔有一個時槽,其餘時槽則保留給同頻道的其它使用者,也就是說每個頻道最多能同時容納8個使用者。

二、基地臺類型

業者在總共頻道數有限的狀況下要擴增通話容量的簡單作法,是將營運區域分成許多大小不同的涵蓋區域(亦稱「細胞(cell)」);這也就是「蜂巢式(cellular)」行動電話名稱的由來。每個細胞只配給一定數目(正常介於l到12個)的頻道,一定距離內的相鄰細胞使用不同的頻道組合,以避免同頻干擾(co-channel interference)問題的發生,兩個分隔距離夠遠的細胞則可使用相同的頻道組合。此一蜂巢式的概念使得業者實際上可用的頻道數遠大於上述的175(375),尤其是細胞越小時,相同頻道於不同地區重複使用的次數就越多,總共的通話容量也就越大;與之相對的是:人口密度/通話量較高(或較低)的地區,如都會區(或鄉下地區),細胞涵蓋區域就比較小(或比較大),基地臺的架設就比較密集(或比較稀疏)。

為避免使用相同頻道組合的細胞之間發生同頻干擾,它們的發射功率即需受到限制。依涵蓋區域大小,細胞可分為:「巨細胞(macrocell)」,其半徑可達數公里,基地臺每個頻道的發射功率可達好幾十瓦,主要使用於用戶密度較低的鄉下或偏遠地區。 「微細胞(microcell)」,其半徑和功率可分別達好幾百公尺和好幾瓦,主要使用於用戶密度較高的都會地區;「微微細胞(picocell) 」,其半徑和功率可分別達幾百公尺和幾瓦,主要使用於捷運、百貨公司或購物中心、大型展覽或表演會場等用戶非常密集的地區或大樓內部。

此外,高功率的巨細胞基地臺的發射和接收天線經常是獨立的。進而言之,通常用一根天線發射,而以另外兩根天線執行空間分集(space diversity)的接收工作;其它兩種細胞則都以同一根天線發射和接收。個別天線的輻射場型(radiation
pattern,指其於不同的水平方位與仰俯角度收發電磁能量的強弱分佈特性;後文有進一步介紹)又可分為「全向性(omnidirectional)」和「指向性(directional)」。

由於,基地臺係以位於地球表面(而非空中)的用戶為服務對象,其天線收發性能最好的「主波束(mainbeam)」在與地面垂直的方向以能照射到整個涵蓋區域為準,也就是說主波束應貼地而行,而細胞越大(或越小)或天線越低(或越高),垂直面的主波束寬度就越大(或越小);這點這兩類天線是一樣的。在與地面平行的水平面上,全向性天線的輻射性能並不太隨角度變動(故稱之為全向性)。指向性天線的輻射則主要集中在有限角度範圍內的主波束內,常見的水平面的主波束寬度為120和90度,要涵蓋整個360度的水平面時,兩者分別需要使用3和4根不同面向的天線。

全向性天線結構的外形為圓桿狀(rod),在軸線上的不同高度處則可能包含1到數根發射/接收天線。採用指向性天線的基地臺則使用3(或4組)不同面向的天線,每組可能包含1到3根發射/接收天線並負責涵蓋一個120(或90)度的水平角度範圍(或扇形區域),每根天線的外形像個扁平的長方形盒子,水平方向的寬度較小而垂直方向的長度(或高度)則較大;GSM900的頻率比GSM1800系統低約1倍,因此基地臺天線的長寬也各大了約1倍。每個扇形區域的天線所分配到的頻道數在1到4個之間。由於,尋址上的困難或成本與功能上的考量,不同的業者也常會在同一地點建臺(共址),此時天線的根數可能會變得很可觀(如8根或更多)。





三、天線輻射與電波傳播原理

由每根基地臺發射天線所產生的電磁波強度可由 「(輻射)功率密度」表示,單位為「瓦/平方公尺」或「毫瓦/平方公分」;1瓦/平方公尺=0.1毫瓦/平方公分。其大小會隨距離和方向改變,此一特性的描述需使用球面座標系統。以天線結構的中心點為座標參考點,任一觀測點的位置可由其與參考點的間距(R)以及兩點之間的連線,在垂直與水平方向的夾角(分別稱為仰角θ和方位角ψ;它們分別對應於地球表面任一點的緯度和經度)。

天線輻射與電波傳播原理顯示:(一)理論上,當天線尺寸趨近於無窮小時,就好像很小的燈泡所發出來的光一樣,輻射的能量將會平均分佈到所有的方向上,我們因而稱之為「等向性(isotropic)」天線。相對於此,任何實用的天線都有一定的尺寸,因此輻射能能量不是均勻分佈。俗稱「小耳朵」的碟形天線的輻射特性和手電筒、車頭燈或探照燈所發出的圓錐式(conical)光束類似;小耳朵的集波器和碟形反射器的功能分別類似於燈泡與這些燈具的反射鏡。全向性基地臺的圓桿狀天線的輻射特性和沒有燈罩的單根日光燈管類似,而長方形盒子狀的指向性基地臺天線的輻射特性,則和兩根並排且附有燈罩的日光燈管所發出的扇形光束類似。(二)上述各種照明燈具所發出的光的強度和光源的瓦數成正比,和距離的平方成反比,並隨角度改變(這點與光源本身以及聚光結構有關)。天線所發出的功率密度則和發射功率成正比,和距離的平方成反比(如果天線周遭沒有任何物體存在的話;實際狀況中所存在的地形地物會產生影響,通常功率密度的平均值可能和距離的3-4次方成反比,但任何一點的實際值和平均值可能出現幾十到幾百倍的差距,尤其是在大型物體周遭),並隨角度改變(這點與天線結構的形狀、尺寸及頻率有關)。(三)反射鏡(或燈罩)的聚光作用可讓燈泡(或日光燈管)所發出的光集中在光束的角度範圍內,其結果為光束內的光可照射到較遠的距離(其它方向的光則變小、變暗了);聚光作用越強,光束就越窄,照射距離就越遠。天線結構對輻射能量也有相同的聚焦效果;主波束越窄,有效傳播距離就越遠。

天線的聚焦性能指標以與角度有關的天線功率增益(power gain)G(θ,ψ)表示。以等向性天線為參考對象,當相同的功率由等向性天線和任何一個特定的天線朝四面八方輻射出去時,後者朝任一(θ,ψ)方向所輻射出去的部份功率與前者所輻射出去的功率的比值就是G(θ,ψ)。通訊與雷達系統常用的天線的功率增益介於0到百萬之間(G=0、G<l和G>l分別表示那個方向完全沒有信號、信號比等向性天線小和大多少倍),其最大值發生在主波束的中心線上。

基地臺發射天線的最大增益約介於4到28(亦即6-14.5dB)之間,它出現在與天線面垂直朝外的方向(對指向性天線而言,也就是天線的正前方);主波束以外的角度範圍的增益則通常遠小於1(也就是說其它方向的功率給集中到主波束內)。考慮聚焦效應時,天線朝任一方向的有效等向性輻射功率(簡稱為EIRP)即為實際發射功率與該方向天線增益的乘積。當通訊距離固定時EIRP越大,功率密度及收到的信號強度也就越大,通信品質也越好。反之,在相同的通信品質、接收信號強度或功率密度的條件下:(一)相同的EIRP可換取較遠的通訊距離或較大的涵蓋範圍,或(二)通訊距離或涵蓋範圍固定時,增加天線增益(加大天線尺寸,減小主波束寬度;但以配合基地臺涵蓋角度範圍的規格為準)則可換取較低的發射功率,進而降低發射機的製作、購置、運轉和維修成本。

考慮上述輻射特性後,安裝在獨立的天線塔或屋頂上的指向性基地臺天線,所產生的電磁波強度的三度空間分佈很類似汽車單側的頭燈在其正前方所產生的照明情況:在地面上,車燈(天線)正下方及向前一小段距離因不在光束(主波束)範圍內而顯得暗暗的(電磁波很微弱);在向前一大段距離內則為光束(主波束)的投射範圍而變得比較亮(電磁波比較強);更遠處則因距離越來越遠,而角度也逐漸脫離光束(主波束)範圍,光線(電磁波)也越來越弱。這點顯示:由於天線的聚焦特性,基地台天線正下方及在主波束以外的短距離處的電磁波並不是很強;此外,建築物的屋頂、牆壁和門窗也會對擬穿透的電磁波造成幾倍到幾十倍的額外衰減。這類狀況對屋頂上架設基地臺的樓房(或加油站)的住戶(或加油機、加油的車輛和油槽)及其鄰近建物內的住戶(即使是直接受到主波束的照射,但距離在幾公尺以外的話)尤其適用。

在主波束所投射的範圍內雖然EIRP 較大,但因功率密度隨距離的2-4次方下降的關係,實際的強度並不大;手機接收的功率小於百兆分之一瓦(或-100dBm)仍可運作。國內外諸多的量測資料皆顯示基地臺於一般環境中所產生的電磁波強度比國際間主要的一些現行安全曝露標準至少小百倍或千倍以上,且經常(遠)低於數量很少但功率很高的廣播和無線電視發射站所產生的電磁波強度(見後文)。

相對於此,離汽車頭燈(天線)很近的地方的光(電磁波)非常強。這裡的光線(電磁波)如果直接照射到眼睛(人體全身或局部區域)即有可能造成傷害。對基地臺而言,此一狀況有可能發生在GSM天線,或微波鏈路使用的天線(最常見的是碟形天線),正前方最多1-2公尺以內的地方;實際距離的遠近與天線形狀、尺寸和頻率有關,且約略與發射功率成正比[1]。正常狀況下,只有天線維修人員被允許接近這些區域,因此這屬於職業衛生與安全問題。無線電波(含微波)的過度曝露(over-exposure)所可能造成的有害健康效應,與受曝露組織吸收電磁波能量所引發的熱效應(thermal effects)有關,且早已被確立[2]、[3]。基本上,行動電話業者應為這些工作人員提供適當的教育訓練和安全防護配備,(如提供具電磁波吸收效能的工作服或手套),以避免發生過度曝露的情形。





四、手機部份

最常見的可攜式GSM手機在900和1800MHz頻帶的額定最大輸出功率分別為2和l瓦,容差則皆為±2.5dB。值得注意的是,每個手機進行通訊時只擁有1/8個頻道連線的使用時間,所以實際的時間平均功率比輸出功率小8倍。此外,為節省手機電池的電力並避免前述的同頻干擾問題,基地臺也會依據其所收到信號的強弱,發出指令強制手機將輸出功率調整到合乎適當通信品質所需的準位。功率調整動作於每次通話開始和連線的基地臺變換時(稱為「交遞(hand-over) 」)都得執行一次。

現行技術標準允許手機功率分15階依序調整,每階差距為2dB,最高與最低階相差28dB,也就是說GSM900(GSM1800)手機的額定輸出功率在2瓦到3.2毫瓦(1瓦到1.6毫瓦)之間,視通訊狀況隨時改變。此外,和電腦的省電睡眠功能一樣,通話停頓時間夠長後,手機也會將耗電較大的發射機關閉(只聽不說)以節省電力,這也可能使時間平均功率再下降幾十個百分點。

法國電信在巴黎市區和市郊的一般道路和高速公路上對GSM900手機所作的測試顯示[4]:6分鐘的平均功率約為0.5瓦,標準差為0.2瓦;修正1/8的分時多工因素之後則分別為0.0625和0.025瓦。功率調整動作在步行時最少,高速行車時最頻繁,尤其是在微細胞較多的都會區中。





參、現行曝露標準

一、曝露標準依據—SAR的基本限制

環保署去年引用世界衛生組織所認可的「國際非游離輻射防護委員會(ICNIRP)」於1998年所制定的電磁場曝露準則中的「一般民眾」類曝露極限([5])作為我國的第一份「非游離輻射環境建議值」[6]。其頻率涵蓋範圍由0Hz以上一直到300GHz。這項標準在行動電話頻帶所設定的極限的目的為:人體全身持續曝露於電磁波環境中時,全身每公斤組織吸收電磁波能量的速率(稱為「比吸收率(Specific Absorption Rate或SAR)」)不得超過4瓦/公斤,以避免最輕微的熱效應的發生。進而言之,全身性的平均SAR值達4瓦/公斤約相當於體重為170磅(或68公斤)的人慢走時身體產生熱的速率(每小時約225仟卡)。以此吸收率持續吸收電磁波能量使體溫逐漸增高,30分鐘後,全身體溫會達到平衡,其增加量為攝氏1度;這與感冒發燒的症狀及效應是一樣的。相對於此,由熱能吸收的總量管制觀點出發,局部性曝露可允許較高的最大SAR值,尤其是當曝露只侷限於四肢時。

SAR的規定為與組織發熱(tissue heating)所引發的各種人體健康效應直接相關的「基本限制(basic restriction)」。對手機而言,其近距離操作特性是有可能產生不當的熱效應,因此管制上以SAR較為合適。這部份的管制責任歸屬交通部電信總局,其現行標準比照美國聯邦通訊委員會(FCC)的規範。對傳統貼緊頭部使用的行動電話而言,新機型於正常使用位置採額定最大輸出功率發射時,於腦部任一公克組織平均所產生的SAR的最大值不得超過1.6瓦/公斤。這可透過合格的測試實驗室實際量測或利用電磁數值軟體計算;合格的手機才能在國內銷售,廠商需將每個機種的最大SAR值資料提供給消費者參考。


二、發熱原理

由微波爐的使用經驗中大家都知道微波可以加熱各種食物。微波加熱原理在於微波能量會加快食物中水分子的震動,進而增加分子間的摩擦並產生熱量。這也就是說,眾所熟知的摩擦生熱現象,比如說摩擦雙手,的能量來源只不過是由來回搓動的雙手(機械性運動的動能)變成週期性來回變動的電磁波(電磁能量)而已。雙手摩擦越快和/或持續越久,熱能產生越多,溫度增加越多;同樣的,微波爐加熱功率(或火力越強)和/或持續越久,熱能產生越多,溫度增加也越多。

上述加熱原理也適用於各種頻率的無線電波。不同的是:(一)水分子在微波
爐的工作頻率(約2.45GHz)呈現出能量吸收效率較佳的共振特性,其它頻率的吸收效率較差。(二)為達快速加熱的效果,微波爐被設計成一個近乎完全密封的金屬盒子,除極少部份能量會由門縫和視窗洩漏出去之外(漏波有其安全標準),絕大部份的能量則留在爐子內給食物吸收掉。相對於此,手機和基地臺的天線所使用的功率遠小於微波爐(好幾百瓦) 而它們的能量大部份是朝外圍空間擴散出去的。

三、基地臺和手機的規範—參考準位

基地臺天線正常離人體很遠(5-10公尺以上),它們會對一般民眾造成全身性曝露,但可能對前述的天線維修人員造成局部性曝露。手機緊貼頭部使用時則會對使用者頭部造成局部性曝露。

對基地臺所造成的全身性曝露而言,理論估算和實地量測皆顯示它們的準位範圍基本上不可能造成熱效應(見下文)。為便於執行環境監測,ICNIRP也制定一套以電場強度、磁場強度、和功率密度為對象的「參考準位(reference levels)」準則。在行動電話頻段,觀測點離場源幾十公分(約1個波長)遠之後,這三個物理量之間有明確的特定關係存在,因此一般的環境場強量測儀器係直接感測電場,再透過理論公式換算出相關的磁場強度或功率密度,並經常以功率密度為量測結果的顯示對象。

在400-2000MHz頻段,環保署所引用的ICNIRP準則中對「一般民眾」類曝露環境所設定的功率密度(瓦/平方公尺)極限為:頻率(以MHz的倍數計算)除以200。2-300GHz頻段(涵蓋基地臺微波鏈路頻段)則固定為10瓦/平方公尺。職業性曝露極限為一般民眾的5倍,並比已知可能產生最輕微的熱效應所需的場強小10倍;也就是說,職業性和一般民眾的曝露極限已分別包含10和50倍的安全係數(safety factor)。

四、曝露狀況初步估算

對前述的GSM900(GSMl800)基地臺發射頻段而言,功率密度的限制值為
4.625-4.8(9.025-9.4)瓦/平方公尺;假設這樣的電磁波從正面直接照射表面積約在1平方公尺上下的人體的話,總共的照射功率即介於4.625-4.8(9.025-9.4)瓦之間。以功率密度為比較基準,這些限制比直射的太陽光小了約30(20)倍,也比30公分遠的60瓦燈泡小了11(6)倍,因此,場強即使逼近,甚至超過限制值幾倍也還是無法使人體發熱。

考慮架設在屋頂的微細胞基地臺的問題。假設發射天線的總共EIRP為100瓦(如發射功率為5瓦和天線最大增益為20倍的組合),而天線近距離周遭並無障礙物存在的話,功率密度將等於EIRP除以觀測點所在球面的表面積。在天線正前方信號最強的主波束中心線上離天線中心點1、5、和10公尺遠處的功率密度分別為7.96、0.32、和0.0796瓦/平方公尺;主波束以外的角度方向,功率密度隨天線增益的降低而變得更小。由此可見,個別發射天線正前方1-2公尺內的場強或有可能超過曝露極限,但即使有二、三家業者共用同一個站址,或分別架設在鄰近的樓房上,一般人所受到的總共曝露量還是遠小於上述的限制值。

在手機發射的900和1800MHz頻率將SAR限制值換算成等效的功率密度則分別約為5.7和3.64瓦/平方公尺。由於:(一)手機於腦部所造成的SAR分佈非常不均勻,但其以額定最大功率貼緊頭部發射時所造成的最大SAR值不得超過1.6瓦/公斤的限制值,和(二)如前所述,在實際使用時的平均發射功率只有約0.0625瓦,其中最多約只有一半會被腦部組織所吸收(這個強度比微波爐小了約1萬倍),因此,合乎交通部電信總局規定的手機在實際使用過程中並不會直接造成腦部組織溫度的顯著上升。近年來諸多的理論計算和實驗量測都顯示手機的輻射所直接造成腦部組織溫度的上升不到攝氏0.1度,這是健康的人正常的體溫變化和調節範圍之內[7]。

以紅外線攝影機每隔幾分鐘所拍攝到於定點持續通括20分鐘的人的頭部表皮溫度變化顯示[8]:(一)手機離耳朵約0.5公分距離時,通話期間內耳朵表面溫度以近乎線性方式上升約攝氏1.2度,手機若輕微接觸耳朵,同期間的溫度上升量可達2.8度:據此,作者們估計2.8度中約40-45%是由耳朵所吸收的電磁波能量造成,剩餘的55-60%則是手機對耳朵所施加的壓力(可能使耳朵表皮微血管內的血液循環不良)和兩者之間的摩擦(產生額外的熱能)所貢獻,後者在使用傳統的電話和家用無線電話時也會發生。(二)上述溫度變化是在收話品質較差的大樓地下室發生的,在同棟樓房收話品質較好的四樓所測得的溫升量則較小:惟一的基地臺離測試大樓約350公尺遠。(三)面頰、額頭、耳朵後方的頭皮及下方的頸部表皮的溫度於剛開始通話時小幅上升,但隨後則逐漸下降至低於通話前的溫度;這符合人體受熱後的自然溫度調節機能。(四)以牛肉所作的測試顯示溫升量在表皮最大,但隨深度遞增而快速遞減;牛肉因欠缺血液循環的溫度調節機制,故其所觀測到的溫升變化可視為最壞狀況的指標。

此一研究可以解釋很多人在長時間通話時—行動電話或其它電話皆然—耳朵表皮可能出現溫熱甚至發燙的現象。由於,只有耳朵表皮的溫升可能超過攝氏1度,其是否可能引發一些生理作用(如頭疼、暈眩、疲倦、反應速率或記憶力異常等)則仍需進一步評估[9]。避免發生這種狀況的簡單作法包括:長話短說(尤其是在收話品質較差的地方)、不要將手機緊貼耳朵、經常更換手機在頭的左右側位置、或改用免持聽筒配件(此時手機也不應緊貼身體其它部位,如胸前或腰部)。



肆、最新研究概況

上述現行曝露標準的目的在於避免發生不當的熱效應,而全身曝露狀況所採用的4瓦/公斤SAR恕限值(threshold)的依據與人體體溫調節機能有關並經過全身性動物實驗的證實。整體而言,科學界都同意過高和持續過久的電磁波可能引發與體溫明顯增高(攝氏1度或更高)有關的一些有害人體健康的效應。

相對於此,也有一些研究宣稱電磁波強度雖然低到不足以讓曝露物體的溫度
產生明顯的增加(如攝氏0.1度或更小),但卻可觀測到一些生物效應。這些效應被統稱為「非熱效應(non-thermal or athermal effects)」,也就因為平面和電子媒體經常只選擇性的報導那些少數宣稱看到陽性反應的研究,但忽略為數更多的陰性反應的研究結果,使得國人對電磁場的安全性普遍抱持負面的印象。由於篇幅上的限制,以下我們僅以與行動電話科技有關的幾個研究例子作個概述。

DNA的斷裂可視為細胞病變的一個重要徵兆。無線電波因不具有打斷生物分子鍵結所需的光子能量,而被歸類為非游離輻射。因此,理論上它不會立即致癌。但[10]的研究人員在2450MHz以老鼠腦細胞所作的實驗卻顯示,在類似於行動電話使用者所可能遭受到的曝露準位範圍,DNA出現斷裂現象,而實驗結果也呈現劑量—反應關係。然而,以哺乳類動物細胞所作的類似實驗則未檢測到DNA的斷裂現象[11]。在更早期所作的實驗則證實,微波輻射的曝露並不會對人體結締組織的纖維母細胞正常所擁有的DNA修補機轉造成干擾[12]。

以基因改造過的小白鼠所作的實驗顯示,全身平均SAR值估計為0.13-1.4瓦/公斤時,淋巴瘤發生率會倍增[13]。然而,由於基因改造使這些實驗用鼠本身即具有較高的淋巴瘤自發率,而曝露時間也顯得過長(長達18個月),因此很難從這項研究中獲致令人滿意的結論[9];目前有兩項研究正試圖複製其結果。

在使用行動電話與腦部腫瘤關聯性的流行病學研究方面,[14]的研究暗示行動電話常貼近的那一側的腫瘤發生率有較高的傾向,但關聯並不顯著,而所用樣本數也很小。[15]和[16]的研究樣本數則較大。[15]的研究並沒有發現行動電話與腦部神經膠質瘤(g1ioma)之間有所關聯。和從未或很少使用行動電話的人相比,[16]的研究顯示使用行動電話累積時數超過100小時的人罹患神經膠質瘤、腦膜瘤(meningioma)、和聽神經瘤(acoustic neuroma)的平均風險(和95%信賴區間)分別為0.9(0.5-1.6)、0.7(0.3-1.7)、和1.4(0.6-3.5);所有腫瘤合計則為1.0(0.6-1.5)。每天通話達60分鐘以上,或經常使用行動電話達5年或更久的人,也沒有發現有較高的腫瘤風險。較常使用行動電話的那一側的腦瘤發生率也沒有比較高。由於,研究期間大部份的研究樣本所使用的電話屬於第一代的類比式行動電話,而腦瘤的潛伏期又很長,這些研究雖未發現行動電話與腦部腫瘤的關聯性,但科學界都認為有必要對新的行動電話技術的使用作更長期的追蹤調查。

相對於上述研究,車輛駕駛於行車中使用行動電話—不論是傳統的或免持聽筒的行動電話皆然—與發生交通事故則有顯著的關聯。其原因在於行動電話的使用造成駕駛的分心。雖然說與同車乘客對談,調控音響、空調或門窗,喝飲料等等動作也都可能導致駕駛的分心,行車中使用行動電話的行為還是應被勸止。

此外,行動電話所發出的電磁波是有可能對某些電子裝置造成干擾,尤其是距離很近時。因此,裝有心律調節器和電子式助聽器等植入式醫療器材的人應與行動電話保持一段距離(如15公分或更遠);醫療院所內配置重要和敏感的醫療電子儀器的區域,如緊急醫療病房內,最好禁止使用行動電話,或配備無線通訊功能的電腦或個人數位助理(PDA);飛機上也一樣。

在易燃性或爆裂性物質存放的場所(如加油站、油庫或彈藥庫),電場強度如果超過材質的介質強度(dielectric strength,通常在幾百萬伏/公尺以上)即可能造成火花放電,並導致爆炸。因此也應禁止在這些區域使用行動電話。


伍、結論

整體而言,行動電話基地臺的天線維修是有可能受到可能引發不當熱效應的高場強的曝露;其雇主需針對這點提供員工適當的教育訓練及防護裝置。基地臺天線於一般環境中所造成的電磁波準位很低,民眾雖可能受到持續的長期性曝露,但從其可能引發的幾近於無的溫度變化來看,它們不太可能引發任何的生物效應。相對於此,離頭部很近的手機則有可能造成頭部溫度的過度增高,並有可能引發與頭部表皮發熱效應有關的一些神經或精神上的反應;但腦內組織溫度的變化量則仍在人體溫度調控範圍之內。簡單的防護方法包括:長話短說、不要將手機緊貼耳朵、經常更換手機在頭的左右側位置、或改用免持聽筒配件。

除開車風險和電磁干擾問題之外,現有的研究結果並未證實行動電話會構成一個健康危害(health hazard)。美國食品藥物管理局(FDA)更進一步指出[17]:…雖然科學無法證實行動電話絕對安全(作者註:我們應瞭解人類的任何活動都會伴隨某種程度的風險,零風險是不可能存在的,也永遠不可能被證實的)…但如果風險真的存在的話—這點我們目前並不知道—它很可能(probably)很小。有鑒於使用行動電話的人數非常的多,且仍持續快速增加,如果真的有任何健康風險存在的話,它的影響也可能非常可觀,因此近年來先進國家皆投入可觀的人力和經費於行動電話健康議題的研究。新的研究結果將會越來越多,2-3年內科學界應能對這個議題提出較完整的看法,我們不妨拭目以待。


參考文獻

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WHO, Environmental Health Criteria 137: Electromagnetic Fields (300 Hz to 300 GHz) Geneva, 1993.
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ICNIRP, ICNIRP Guideline: Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to 300 GHz), Health Phys. 74 (4): 494-521; 1998.
環保署空字3219號公告「非游離輻射環境建議值」,中華民國91年1月12日。
ARPANSA, The Mobile Phone System and Health Effects, Part 1. April 9, 2002. URL: http://www.arpansa.gov.au/mph1.htm.
Taurisano, M.D. and A. Vander Vorst, "Experimental thermographic analysis of thermal effects induced on a human head exposed to 900-MHz fields of mobile phones," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 48, pp. 2002-2032, Nov. 2000.
Health Council of the Netherlands: Mobile telephones; an evaluation of health effects. The Hague: Health Council of Netherlands, 2002; publication no. 2002/01E, 28 January 2002.
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发表于 2006-5-15 09:21:19 | 显示全部楼层
发射塔附近想做一个多层商住楼
要考虑1。对人!
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具体距离好像还没有吧!
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