[拼音]：huanjing diancixue

[外文]：environmental electromagnetism

環(huán)境物理學(xué)中新形成的一個(gè)分支學(xué)科，主要研究各種電磁污染的來源及其對人類生活環(huán)境的影響。電磁污染是指天然的和人為的各種電磁波干擾和有害的電磁輻射。

研究內(nèi)容和現(xiàn)狀

環(huán)境電磁學(xué)是以電磁學(xué)各分支學(xué)科為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。它的一個(gè)重要研究內(nèi)容是研究和提高電子儀器和電氣設(shè)備在強(qiáng)烈電磁波干擾的環(huán)境中工作的穩(wěn)定性和可靠性。1943年成立的國際無線電干擾特別委員會(CISPR)，早就在測定方法、干擾標(biāo)準(zhǔn)和抑制技術(shù)等方面開展了研究工作。此后，隨著電工、無線電技術(shù)的飛躍發(fā)展，抗干擾的研究不斷取得成果。目前人們從環(huán)境科學(xué)的角度對這一問題也有了新的認(rèn)識。

環(huán)境電磁學(xué)的另一重要研究內(nèi)容是高強(qiáng)度電磁輻射的物理、化學(xué)和生物效應(yīng)，特別是它對人體的作用和危害。由于無線電廣播、電視以及微波技術(shù)等事業(yè)迅速普及，射頻設(shè)備的功率成倍提高，地面上的電磁輻射大幅度增加，目前已達(dá)到可以直接威脅人身健康的程度。通常射頻電磁輻射按頻率劃分為不同的頻段（見附表）。在50年代美國、日本、蘇聯(lián)等國開始研究射頻電磁輻射對機(jī)體的作用機(jī)理、危害程度和防護(hù)技術(shù)。60年代以來已有十多個(gè)國家先后制定了電磁輻射安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。近年來就靜磁場以及一般電磁場對人體的作用等問題做了進(jìn)一步的研究。

中國自60年代以來，在監(jiān)測、控制電磁干擾的影響以及探討電磁輻射對機(jī)體的作用等方面已取得良好進(jìn)展。截至1980年已制成射頻電磁場近區(qū)場強(qiáng)測定儀、射頻遠(yuǎn)區(qū)場強(qiáng)測定儀和干擾測量儀、微波漏能測試儀等測試儀器；初步確定了高頻電磁輻射安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；制定了微波輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。在防護(hù)技術(shù)上也有了很大提高。

電磁污染源

影響人類生活環(huán)境的電磁污染源可分天然的和人為的兩大類。

天然的電磁污染是某些自然現(xiàn)象引起的。最常見的是雷電，除了可能對電氣設(shè)備、飛機(jī)、建筑物等直接造成危害外，而且會在廣大地區(qū)從幾千赫到幾百兆赫以上的極寬頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重電磁干擾?；鹕絿姲l(fā)、地震和太陽黑子活動引起的磁暴等都會產(chǎn)生電磁干擾。天然的電磁污染對短波通信的干擾特別嚴(yán)重。

人為的電磁污染主要有：

（1）脈沖放電。例如切斷大電流電路時(shí)產(chǎn)生的火花放電，其瞬時(shí)電流變率很大，會產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾。它在本質(zhì)上與雷電相同，只是影響區(qū)域較小。

（2）工頻交變電磁場。例如在大功率電機(jī)、變壓器以及輸電線等附近的電磁場，它并不以電磁波形式向外輻射，但在近場區(qū)會產(chǎn)生嚴(yán)重電磁干擾。

（3）射頻電磁輻射。例如無線電廣播、電視、微波通信等各種射頻設(shè)備的輻射，頻率范圍寬廣，影響區(qū)域也較大，能危害近場區(qū)的工作人員。目前，射頻電磁輻射已經(jīng)成為電磁污染環(huán)境的主要因素。重要的污染源如圖 1所示。

電磁污染的防護(hù)

電磁污染傳遞途徑有二：一是通過空間直接輻射；二是借助電磁耦合由線路傳導(dǎo)。電磁輻射的防護(hù)手段是在電磁場傳遞的途徑中安設(shè)電磁屏蔽裝置，使有害的電磁場強(qiáng)度降低至容許范圍以內(nèi)。電磁屏蔽裝置一般為金屬材料制成的封閉殼體。當(dāng)交變的電磁場傳向金屬殼體時(shí)，一部分被金屬殼體表面所反射，一部分在殼體內(nèi)部被吸收，這樣透過殼體的電磁場強(qiáng)度便大幅度衰減。電磁屏蔽的效果與電磁波頻率、殼體厚度和屏蔽材料特性等有關(guān)。一般地說，頻率越高，殼體越厚，材料導(dǎo)電性能越好，屏蔽效果也就越大。電磁屏蔽可分有源場屏蔽和無源場屏蔽兩類。前者是把電磁污染源用良好接地的屏蔽殼體包圍起來，以防止它對殼體外部環(huán)境的影響；后者則是用屏蔽殼體包圍需要保護(hù)的區(qū)域，以防止外部的電磁污染源對殼體內(nèi)部環(huán)境產(chǎn)生干擾。

對于不同的屏蔽對象和要求，應(yīng)采用不同的電磁屏蔽裝置或措施。主要有：

（1）屏蔽罩。對小型儀器或器件適用，一般為銅制或鋁制的密實(shí)殼體。對于低頻電磁干擾，則往往用鐵或鈹鉬合金等鐵磁性材料制作殼體，以提高屏蔽效果。在低溫條件下進(jìn)行精密電磁測量，用超導(dǎo)材料可以起完滿的電磁屏蔽作用。

（2）屏蔽室。對大型機(jī)組或控制室等適用，一般為銅板或鋼板制成的六面體。當(dāng)屏蔽要求較低時(shí)，可用一層或雙層金屬細(xì)網(wǎng)來代替金屬板。

（3）屏蔽衣、屏蔽頭盔和屏蔽眼罩。用于個(gè)人防護(hù)，主要保護(hù)微波工作人員。屏蔽衣和屏蔽頭盔內(nèi)夾有銅絲網(wǎng)或微波吸收材料。屏蔽眼罩通常為三層結(jié)構(gòu)，中間一層為銅絲網(wǎng)（圖2）。

控制電磁污染，除采用上述電磁屏蔽措施外，還應(yīng)積極采取其他綜合性的防治對策。例如工業(yè)合理布局，使電磁污染源遠(yuǎn)離稠密居民區(qū)；改進(jìn)電氣設(shè)備，以減少對周圍環(huán)境的電磁污染；在近場區(qū)采用電磁輻射吸收材料或裝置；實(shí)行遙控和遙測，提高自動化程度，以減少工作人員接觸高強(qiáng)度電磁輻射的機(jī)會等。

參考書目

1. 荒木庸夫：《?磁妨害と防止對策》，??C大學(xué)出版局，?|京，1980。
2. 神戶幸生：《?波障害ハンドブック》，?波?g?Y社，?|京，1980。

參考文章

• 環(huán)境電磁學(xué)生態(tài)安全

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