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5G辐射会影响生活吗——电磁辐射的危害与防范(一)

南洋富商 南洋富商 2019-11-10

1、对电磁辐射危害的恐惧,是一个全球性的问题


二十五年前我是一个狂热的业余无线电爱好者。那时候很少有人玩业余电台,全中国十三亿人也只有几百个业余无线电台。

个人业余无线电台需要解决的问题非常多,最难解决的是:1、怎么让邻居认为你不是特务;2、怎么不干扰邻居的电视、收音机、音响;3、如何让邻居不害怕天线辐射危害他们的健康;

所以,我的第一个电台是偷偷摸摸设置在阁楼上的,天线是极其低调的偶极天线,经过炉灶的老烟囱、一条阁楼穿出去的竹竿,沿着屋檐折回室内,看起来就是个乱拉电线的样子。在我们这种乱糟糟的老式棚户区,这样的电线非常低调,邻居都不知道阁楼上有一个发射短波的电台,只会提醒你乱拉电线容易惹火灾。

1994年的电视大多数是无线电视,易受干扰。无论你的发射机频谱如何纯净,都可以干扰邻居的黑白电视。即使拔掉天线,7兆和3.6兆的频率还是可以直接混入电视机的视频通道,让图像一塌糊涂。所以,为了避免影响邻居,我都是在晚上十一点到早上十点之间玩电台,这时间基本上没人看电视。

一旦邻居知道你有电台,就会处在担忧之中。对一个害怕电磁辐射的人,无论你如何解释你家天线发射出来的电波是安全的,都无法说服他。在世界各地,都有愤怒的邻居认为屋顶的的天线是导致他们癌症、神经衰弱、白血病、失眠、头痛等各种疾病的诱因,因此很多天线被迫拆除。


这种情况,不能怪邻居愚昧或蛮不讲理。因为电磁辐射涉及的问题极多,极其复杂,要了解其中的道理,需要很多的无线电、物理学、生理学等方面的知识。在全世界范围,即使是大多数硕士以上高学历的人搞不清电磁辐射的危害。在中国,本科以上学历的人只有4%,懂无线电和物理的人更少。你要指望普通大众搞明白电磁辐射的危害,显然是一种奢望。

所以,不要用“愚昧”来指责和嘲笑大众。从技术上判断辐射危害是需要非常高的专业技术水平的,对普通大众,你给他看专业报告,国家标准,世界卫生组织标准,职业病防范标准,各种研究学术论文,他们看不懂。然后他们用百度一搜索,一篇篇读那些公众号文章和百度问答,天哪,原来辐射这么可怕!

大众可能因为害怕电磁辐射,迫使小区拆掉了移动公司的铁塔而导致信号很差,也可能因为害怕邻居的WiFi影响她腹中的胎儿而要求邻居停用WiFi,可能因为小区门口有一条高压线而不敢买这里的房子,可能会买一件“防辐射孕妇装”,或在办公桌摆一盆仙人掌以吸收辐射。

某些“科学青年”看来,这种行为都是非常愚昧反智的。大多数科学青年本身并没有花时间去研究这个话题,他们凭着很少的一点知识就教训大众:低频电磁波光子能量低,不会打破DNA链,所以不会致癌,以及诸如此类的知识点。

但是,辐射这问题涉及的面实在太多,各种危害身体的机制并不是只有“高能光子伤害DNA导致癌症”这一种。

发现一种东西有危害是容易的,但是要证明某种东西无害,却极其困难。因为有害的方式非常多,你不可能全部穷举并一一证实。

并不是只有中国人怕电磁辐射,全世界每个城市都有担忧电磁辐射而睡不着觉的人。还有人因此导致心理和精神问题。

电磁辐射的危害不是虚构的,而是真实的。确确实实有很多人因为电磁辐射而生病。

电磁辐射无处不在,在生活中根本无法逃避躲藏,电磁辐射看不到摸不着,你分不清哪些电磁辐射是安全的,哪些是不安全的,又怎能不担忧焦虑?

有些国家的人民,虽然也和中国人民一样也担心电磁辐射危害,但是不那么严重。

比如在新加坡,遇到这种发射塔和高压线之类的电磁辐射的忧虑,大众的选择是去政府部门投诉,相信政府部门的专家结论。

自己不懂没关系,只要有你信任的对象,就可以卸下疑虑。

但是,一但出现政府信任困境,问题就变得严重。政府说这是符合国家标准的,大众一旦发现国家标准和别国不一样,就质疑国家标准。专业机构做鉴定,大众会认为专家都不诚实,都是为政府掩饰。

还有一些国家的人也不担心电磁辐射,比如某些非洲国家。多数人根本活不到生癌症的岁数,谁在乎电磁辐射的危害呢?跟别的影响健康的因素相比,电磁辐射的危害,是很小的。

2、电磁辐射的危害有哪些类型?——最可怕的是电离辐射


首先,请允许我介绍几个最普通的概念,因为离开这些概念,就没法介绍电磁辐射。

首先是频率和波长。光速=频率x波长。频率越高,波长越短。比如说,家里用的50赫兹交流电,波长是6000公里, 大约和地球的半径差不多。

WiFi的波长是多少?2.4GWiFi的波长,大于12厘米。

5G手机信号最有可能优先部署的频段:26GHz/28GHz/39GHz,波长从12毫米到7毫米。

其次是光子(光量子)的能量。光子能量=频率x普朗克常数

你不需要理解普朗克常数是什么,只需要记住:频率越高,光子能量越大。

综合起来,就是:频率越高,波长越短,光量子能量越大。


再介绍一下电场强度、磁感应强度和辐射功率

电场强度的单位是“伏/米”。举个例子:如果在地面放一块很大的铁板,在天花板也放一块很大的铁板,在两个铁板之间接上3000伏的高压,天花板的高度是3米,那么天花板和地面之间的电场强度就是1000伏/米。

磁感应强度的单位是特斯拉。与马斯克的电动汽车同名。是纪念伟大的科学家和工程师特斯拉的。通常一块很强的磁铁边上的磁感应强度都达不到0.1特斯拉。但是在医院里做核磁共振,你的身体就会置身于大约1个特斯拉的磁场中。

辐射功率的单位是瓦/平方米。比如说,太阳光直射地面的辐射功率大约是每平方米一千多瓦。

不同频率的电磁辐射,对人体的损害机制是不一样的。所以,必须在不同的频段讨论。

首先,我们看看频率很高的电磁辐射。频率越高,光量子能量越大,一旦频率高到一定程度,光量子的能量可以让原子里的电子跑出来,这叫“电离”。

引起电离辐射的高速带电粒子有α粒子、β粒子、质子,不带电粒子有中子以及X射线、γ射线。这些辐射通常不容易遇到。但是当有人扔原子弹,或者切尔诺贝利核电站爆炸,或者日本福岛核电站破裂,那就到处都是这种辐射。

电离辐射可以直接把原子里的电子打出来,这意味着射线本身就让你身体里的原子发生化学变化。由于破坏化学键,损害DNA,它是有明显伤害的。如果大剂量辐射,是直接致死的。

在医院里也能遇到这种辐射。比如癌症放疗室,X射线透视,CT。医疗用途会精确控制剂量,把伤害降低到尽可能少,偶尔的照X光和CT不会有大影响,但是若无必要,尽量少接触。对婴儿和孕妇,则要极其谨慎。

电离辐射是所有辐射里危险性最大的,有电离辐射的地方,通常都会有提醒标志。看到这种标志,尽量远离。若是遇到意外事故,比如日本电视《血疑》里的女主角,一不小心遇到钴60泄露,就得了白血病。

有时候,很多人不得不冒着这种危险。比如切尔诺贝利事故发生后,很多工人、士兵,明知会死,为了国家和人类的利益,奋不顾身去现场清理。这种人,是真正的英雄。你若看电影电影《切尔诺贝利》,或许会被这种镜头感动到泪流满面。

在家庭里会遇到这种电离辐射吗?很少,但是有时候也可能有。

比如说,老式的CRT显像管的电视机和电脑显示器,里面的电子束打在屏幕上,会辐射出X射线。但是不必担心,泄露的剂量在安全范围之内。LCD和LED显示器没这问题。

记住一点:离开剂量谈毒害就是耍流氓。比如有些人说自来水里有避孕药和抗生素之类的,都是拿低剂量吓人。还有铬含量超标几倍的毒胶囊壳之类,你也不必担心,除非你以胶囊为主食,一天吃几千上万粒。

辐射也是一样,任何辐射,只要剂量足够低,就是安全的。人类是在太阳辐射和各种宇宙射线的环境中进化出来的,先天有一定的抗辐射能力。

家里还有一类电离辐射:花岗岩石头。但是,大多数花岗岩的辐射剂量极低,根本不需要担心。除非你家的石头是某些铀矿、镭矿附近特供的。

如果你无法消除忧虑,不妨借个测量辐射的仪器测一下。石材厂通常是没有检测辐射的,万一你运气不好,那花岗石真的就来自富铀区呢。

有人问:仙人掌可以吸收电离辐射吗?答案是:没用。仙人掌可以吸收非电离辐射吗?答案是:没用。

若是你有辐射焦虑,要彻底防止各种电离辐射,你可以住进铅房子,出门穿辐射防护服。——这很科学,比仙人掌有用,但是生活一点都不方便。若是养盆仙人掌可以降低你的焦虑,那不妨养一盆。但是仙人掌真的不能防辐射。

现实中你遇到核电站泄露或者户外徒步意外经过一个从未被人发现的铀矿的概率很低。电离辐射在日常生活里遇到不多,不需要太担心。日常遇到的,大多数是非电离辐射。

这些非电离辐射,包括紫外线,可见光,红外线,无线电波,低频电磁场。

紫外线的光子能量也很高,打在皮肤上,也是可以致癌的,主要是皮肤癌。所以,若无必要,不要太长时间裸露皮肤晒太阳,尤其是青藏高原的太阳。电焊工干活的时候,不要站边上,电弧焊的紫外线很强烈。紫外线还会伤害眼睛视网膜。

比紫外频率更低、危害更小的,是可见光,基本上无害。虽然不会导致皮肤癌,可见光影响健康也是可能的,比如室内太亮睡不好觉,影响褪黑素之类的分泌。或者某些孩子喜欢盯着太阳看,也会伤害眼睛。

红外线基本上无害,它除了加热之外,没别的严重损害,还经常作为理疗手段。红外线辐射导致皮脂腺分泌过多,可能对头发状况有影响。极端情况下,若是体温升高太多,会导致生理化学功能的紊乱,比如热射病——也就是中暑。

最容易让人焦虑的,是无线电波辐射,因为它们无处不在,躲无可躲,而危害不是那么明显,很多危害因素尚未研究清楚,防护和安全标准还有很多处于灰色地带。

高压线、中波天线发射塔、电视发射塔、移动通讯基地站、WiFi、智能手机、微波炉、电磁灶、电动汽车、充电器、节能灯、蓝牙无线耳机……所有这些,都有电磁辐射,要了解这些电磁辐射的危害,需要非常多的知识。我会在以后的文章里逐个介绍。但是在介绍之前,我要先批评一篇垃圾文章。

3、批判一篇十万加的错误百出的垃圾文章


你在百度上很难找到正确的知识。很多“科普作者”的“科普文章”也是错误百出。我给你举的例子,是一篇最近流行的十万加的文章《5G基站真牛逼,对智商低的人会造成永久伤害》。里面有这样的内容:
物理学知识又告诉我们,波长越短,绕过障碍物的能力越差。有些波,可以绕射10公里之远,高楼大厦完全挡不住这些信号,想怎么绕就怎么绕,例如2G。但是5G就不行了,5G的频率很高,波长很短,所以绕射能力特别差,走几步就没信号了,基站信号覆盖范围仅为100~300m。如果频率再度提升,也许到了10G时代,我们就需要用可见光作为信号传输介质了。到那时候,信号传输速率会非常快,但是波长也短的吓人,绕射能力为零,你见过会绕墙的太阳光么?


绕射能力由波长决定,这没错。我给你看一下2G频率:

2G:
GSM900:890-909MHz(上行)
935-954MHz(下行),
GSM1800:1710-1725MHz(上行)
1805-1820MHz(下行);

波长是33到17厘米。只要障碍物远大于这个尺寸的,就无法绕射。作者是个无线电文盲,他分不清“传播距离”和“绕射”的区别。如果是传播距离的话,我可以告诉你,几十GHz频率的毫米波,是可以打到月球上再反射回来都没问题的。业余无线电通讯有一种月面反射(EME),用几瓦功率的毫米波就可以实现。

接下来,作者笔锋一转,开始嘲笑那些抵抗基地站的小区业主。


首先,他不懂2G基站修得高是为了传得远。2G信号并没有什么绕射能力,被建筑物一阻挡就衰落厉害。所以需要提高铁塔高度扩展视距传播(没有遮挡的距离)。

5G距离短,主要原因是因为带宽、信噪比是矛盾的,速度越快、带宽越宽,信噪比越低,误码率越高。所以为了提高带宽,必须提高信噪比。


提高信噪比可以用加大发射功率的办法,但是手机受电池能量和对人体辐射安全的限制,没法加大功率(基站也要接收手机发射的信息)。所以,带宽加大后,手机与基站通连距离必然变短。这才是5G基地站不能覆盖远距离的原因。


5G只是发射距离变短了,却不是总发射功率变小了。要么大幅度增加发射功率(包括手机的发射功率),要么大幅度增加基站数量。无论那种方式,5G比4G的总辐射功率是大大增加的。

5G工作频率更高,在厘米波到毫米波的范围,频率越高,对人体的危害越大。所以5G的电磁辐射总量和对人体的危害总量,都是大大超过4G——虽然依然在安全范围内,但是你不能信口说5G的辐射变小了,甚至更安全了。

因为你说的,不是事实。

微波频段的10瓦,并不是小功率。这已经是很大的发射功率。


如果5G手机的发射功率也是十瓦,就相当于在你头边放一个微型微波炉,对健康有明显影响,尤其是眼睛,可以直接导致白内障、视网膜老化、角膜损伤。或者说让你瞎掉。

再看一些文库:

虽然作者假设基地站会距离人类有足够远的距离,比如楼顶和地面的距离,确实是很安全的,辐射危害甚至远小于手机,但是,一旦5G基地站数量大跃进式飞升,安装位置又很低(比如某人说装下水道盖和挂在墙上),若是有好奇心小孩贴到天线上去看,生个白内障或瞎掉是可能的。

你觉得不大可能有这危险吗?我给你看一段任正非语录:
5G基站只有一点点大,20公斤,就像装文件的手提箱那么大,不需要铁塔了,可以随意地装在杆子上、挂在墙上;我们还有耐腐蚀材料,几十年不会腐蚀,可以把5G装在下水道里。这样的方便对欧洲最适合,欧洲有非常老的城区,不能像中国这样安装大铁塔。


你觉得孩子趴墙上和下水道盖上往天线里看的概率有多大?

不同频段的电磁波,对人体的损害机理不同,危害程度和危害方式也不一样,射频和可见光,是危害机理完全不同的。太阳光的辐射功率,和基地站的辐射功率,根本不能以同等剂量比较。


但是,所谓10瓦功率,是指一个天线的发射功率。实际上一个基站里面会有多套发射机和多个天线。我们看看新闻图片,看看5G基站远高于4G的耗电量。很难相信它的总发射功率远低于2G、3G、4G。



我们要相信国家会严密控制5G基站的检测,把辐射控制在安全范围内。但是某些网络写手的“科普”和任正非先生的话语,实在让人信不过,越看心里越不踏实。


这么一篇十万加的文章,看起来似乎在科普和消除大家疑虑,实际上更增加了大众对“专家”的怀疑和不信任。

接下来几天,我会继续写一系列的文章,谈电磁辐射的危害和安全问题。敬请多多转发,让更多人看到。


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