流动电话经营正开拓的系统业务,提供新的umts服务。它们希望能够收回投资数以亿计在3g牌照上的成本。好的方面是可以在你电话上观看电视、电影介绍,音乐电视、视像电话、网上浏览等。但你有没有担心感受的电磁辐射因此而增加了。
於前年由一组物理学家在德国城市naila进行的一项研究,造成不少的骚乱。他们详细审查其档案,并且将一组居住在流动电话网络基站附近的病人与其他组比较,得出的结果不太好∶位於接近发射站的一组人里面竟有大约两倍之多是患上癌症。
耗资超过了百万欧元由欧洲联盟委托的 reflex"研究(
www.starweave.com/reflex/)也引起相当大的轰动,其结论指出,在umts及gsm频率的高频电磁辐射造成dna缕截断的数目增加∶不自主的基因改变-基因特性变更。更具体来讲,察觉到自从gsm基站安放在牧场邻近,牧场内乳牛的产乳量下降及体重下跌,流产与夭折的小牛数目也增加。将乳牛迁徙至远离该新建gsm基站以外的牧场,产乳量即告改善及其他影响身体的毛病亦显著减少。为了达至测验目的,又将该批乳牛迁回原牧场,以确定真实原因∶产乳量再度下跌及身体毛病也陆续出现。
不是这样严重?
网主(
www.straling.nl) j.houtenbous先生认为这些非常故事有点夸张,在其表达意见当中,虽不视该灾害完全不重要,因为有不少针对手持有2w发射功率的流动电话贴近头部来使用。他指出,从基站天线出来的辐射普遍维持在界抟阅,并且完全低於标准规定的最高水平以下。除数个例外,譬如从单一区域同时发出大量召唤,就需要有额外的功率。日本仙台市tohuku大学物理教授tsuyoshi hondou进行一项在列车车厢里使用流动电话及场强情况。他发现,如果有30人同时召唤及其电话以0.4w平均功率发射的话,该标准经已被超越。这自然与信号反射及细小密闭空间有关-形成一个所谓法拉第笼(faraday cage)。试想像在日本一列挤满乘客的火车,车内每一个人都在同一时间使用流动电话,可想辐射水平会达至什麽程度。倘若加上全部处於 差劣接收",辐射水平甚至更高,因为每一发射器都获准在此环境下增加其功率多至2w,此举把事情推至更严厉地步。
发生什麽事?
流动电话采用与微波煮食炉同一类型的辐射(微波波段),微波炉内的微波可令食物生热至成熟,流动电话放射的微波亦能做同样的事情,当然,其生热量很少,因为输出功率低(2w的流动电话相对於750w的微波炉)但仍是发生的。一个流动电路是虽没有问题,但是当有数个流动电话在同一时间同一环境使用时会如何呢?在你每一日接触的环境还有其他种种的装置∶室内无线电话(dect)、微波煮食炉、wlan、bluetooth、无线电(保安)摄影机、雷达、电讯公司使用的点对点传输系统、通信卫星、计程车使用的传呼台,消防处与救护车的通信、警员使用的对讲机、邻居小孩玩著的遥控模型车、及现在的umts(此代表universal mobile telecommunications system),这又如何呢?
为到通通这些辐射,已发明了一个美丽名字∶electro smog(当中的 smog"乃原自 smoke"(烟)及 fog"(雾)两词组合而成,以示一种可见及有气味的空气污染)。在物理学的观点来看,是相当简单的,发射器(包括流动电话)产生电磁场。在人类细胞组织中,吸去一部份这接收能量,并转化为热。这称为 热效应",这种效应经已被全面探究,而该过程是完全明白透彻的,据法定守则指示,为健康理由,人体组织不容许被辐射至发热超过1℃(参阅附文 功率密度与sar"),任何东西只要超越这守则都会被禁止。
在控制之下
为要完全消除因热效应危害健康,对於座落在经常有人群长时期逗留的区域内的10w以上发射机实施特殊的场强水平管制界限。以频率超过2ghz发射机而言,例如是umts基站。该界限为16v/m,这相当於大约10w/m2的功率密度。如果网络经营商想竖立一座超过10w发射功率的设备,就需获得额外批准。负责的政府当局根据天线辐射的特性和结构状况,制定界线以外的安全距离。由於职权只在随机取样基础上运作及不意识辐射的所有源头,安全因素也要依据经已架设的天线数目和其他参数来实行。此外,检察部门要在敏感区域(如学校)进行整个rf频谱测量。
研究与考察
为要提供有关流动电话系统发射机对邻近放射的客观资料,最近数年间各国政府及网络经营商曾经进行庞大的研究,例如在德国北莱茵-威斯特法伦州的著名 流动与卫星无线电工程研究所"在十个德国城市中进行测量,在大厦周围及内里所量得的数值都是完全低於界限,即使是靠近天线,除少数例外,量得的功率密度是比容许功率密度低1%。尽管如此,专家也取得一些奇怪的结果,譬如功率密度决不因为远离发射站而逐渐减少,一直至约100米的距离;在该区域中,发射器与测量点之间的高度差别有重大的影响。据该研究所测量主管christian bornkessel解释,正如与灯塔一样,天线将大部份功率在主方向上发射出外,但还有数个旁瓣。这些旁瓣否定了在天线直接之下应无实际辐射的流行讲法。令人惊奇的是,你不能假设在装设有流动电话发射天线的屋顶下面实际量不出什麽,这视乎许多在结构情况方面。尽管如此,即使有最坏的情况,量得的数值完全在界限以下。因此, 可怕的报道"是没有根据的,以上是bornkessel所讲的。
另一方面,反对者认为要评论可怕报道是否正确完全决定於界限数值上, 在主射束指的方向,於100米距离处的场强仍有6v/m",仪表工程师rainer muller道,他也是德国自然环境保护协会(bund)的顾问。该专家将其发现作为合理判断; 根据该合法的容许场强,九成的电子杂的电路都无法通过测试!"
与此同时,bornkessel认为关於更严格界限数值的争论,例如瑞士经常引述6v/m的界限数字,此举只会令大众产生犹豫。在经过与瑞士学者对话之後,该争论才水落石出。 防预措施的要求主要针对流动电话,而非基站",流动电话专家表示。环保分子muller在这点上也完全同意。当你使用流动电话的时候,在你头部里面的场强可高达800v/m ─ 这是以燃点爆炸性的混合气体"。家用的室内无线电话基站也很容易达至流动电话基站发射机的水平。
制造商保持沉默
根据国际非电离轴射保护委员会(icnirp)的建议,流动电话不应辐射每公斤人体重量2w入到用者的头部,有些目前的流动电话虽完全低於这个吸收率(sar,参看附文)的界限,但是制造商没有大声疾呼,工业界也拒绝为低辐射的流动电话(sar值低於0.6w/kg)给於 蓝天使"环保标签。正如测量工程师bornkessel解释∶ 制造商正处於一个难讨好的位置上,如果它们在低sar值上小题大造的话,就会被视作为承认流动电话出来的辐射确实有害的。"
在bund专家muller的意见当中,有一个重大要求,就是对於孩童使用电话其头部所受的影响进行额外的研究,正如他指出∶ 现在即使三岁大的小孩也懂得使用电话,你绝不能依赖用一个与成人头部大小相若的注水模型来进行测量。"
以防万一,bund极力主张减低界限数值至0.5v/m,目的是要顾及非热效应对人体组织的影响。显然,这种效应是存在的,只是至现在仍未获得证实而已。据muller所说,特别集中於这种效应的研究是有必要的,它指示,目前由 德国流动通信研究计划"进行的研究当中无论如何仍未找到这个 中心主题"。
流动电话使用秘技
姑勿论如何,自身的健康尤其重要,减少受到流动电话、室内无线电话、wlan系统的电磁场辐射的做法只需依照以下提供的一些规则,其症结在於 保持距离"和 减短时间"两方面∶
1. 保持距离
· wlan或室内无线电话基站(不断发射电波的东西)的最佳位置是在大厅,睡房是大家都不愿意的地方,建议相距最短3至4米。如果必须要wlan入口点安装在一个许多人经常使用的位置,例如在班房,最好将之放置在门口侧旁。
· 流动电话也发射偶尔信号,即使有待用模式下,所以切忌把流动电话整晚放置在你床头。切勿把你流动电话放置在裤袋或外衣袋(或甚至挂在颈项上),改为放在手提包或手袋作为携带。否则,采用一个内里有特殊屏蔽罩的外套或手机袋。
· 如果可以的话使用免提耳机,最好有连线的。蓝牙耳机只会令你多受一点辐射。
· 考虑以发短讯(sms)形式替代大量的短暂通讯。
· 等待连线经已接通才把电话移到耳边(因为gsm装置於起初发射最大的功率)。
· 在某些情况下一小块垫板(用木或纤维造成)作为人机分隔会是有用的,据流动与卫星通讯技术协会(imst)christian bornkessel所讲∶ 流动电话与头部之间即使有一至两毫米的分隔已有显著的效果"。
2. 最佳接收
尽管室内无线电话以一个定值的功率电平发射,不过流动电话就自动控制其发射功率,gsm(2g)流动电话起初以最强功率电平连线,之後逐步减低至最小的可用电平;而umts(3g)电话则以低电平开始。然後才提升至最佳电平,换言之,两种情况当中应在最佳可行接收条件之下才使用流动电话,因此时产生的发射功率电平最低。
· 在室内使用时,应站在窗旁。
· 在你汽车里,采用外部天线,并将所有不使用的流动电话全部关掉。
· 当乘搭火车时,延迟你的召唤,直至抵达车站,在此处设置有发射基站,你的电话需较少功率。
· 切勿使用所谓流动电话防辐射贴 ─ 这些东西只会强迫流动电话发射更多的功率,故此失去其效用。
· 避免在已有许多人使用流动电话的场合中打电话。避免在比如公共汽车、火车、升降机等金属罩间隔里使用电话,这种间隔像 法拉第笼"一样,造成辐射被困在内里,不断周围反射,因此,在要求更多的功率下内里的辐射水平提升,使到一些辐射逃出及到达基站。
· 在通话期间,手指要离开天线,因它会令天线失调,因此而削弱传输特性。
以垂直方向手持无线电话不会有任何影响。这是因为与旧时系统的情况不同,由基站发射的场极化不是全部垂直的。此外,由於往流动电话途中的种种反射,波形的特定极化消失了。
其他效应
muller指出一点,由於目前的规举是根据於热效应,而忽略了非热效应,譬如为何在医院内禁止人们开著其流动电话呢?医院里的 敏感仪器"不会受到电话造成的热效应所干扰,换言之,除热效应外必然还有其他效应。这些效应是否也会影响人类的组织呢?或者用更科学的说法∶到底高频电磁场对一般人的健康有什麽影响呢?
无共识
但是不久,在流行英文期刊杂 the lancet"上刊登一篇文章,内容探讨人脑操作与流动电话的关系,它突显一些以下的事情是值得考虑的。
在我们的脑里面是有电磁频率的,名为α波及δ波,此是位於与dtx电话与tdma协议所采用的同一频率范围。(dtx是一种通信协议名称,电话只在用户在说话之时才发射信号,而tdma则代表 时分多址联接",此是一种可给於8个用户同时使用同一频率的技术 ─ 将之分成8个时隙。)由於人脑与电话有著同一的频率,可假定有相互作用,而流动电话的2w功率肯定凌驾於人脑的 陆线"(人类气质有了它就很容易扰乱流动电话)。由此观之,在你耳旁的流动电话可影响新陈代谢及你脑的运作。毕竟,这里牵涉的事情并不是吸收能量多少的问题,因为界限仍是早前所定的;反之,到底是什麽东西传到脑去。譬如,有些人会因为13-15hz频率的闪光而引致癫痫发作(直升机旋翼效应),光的强度并非是问题,反之,人脑感知某个频率却是事实,显然这会造成脑部受损,当然并非每一个人都是有过敏的反应,但是同一类型的效应也可视为带有辐射∶有些人比其他人更敏感,而这也是逐步受辐射影响的。在2005年4月12日出版的《neurology》杂发表最新的一项研究(在13个欧洲国家进行,并成为interphone研究的一部份),指出使用流动电话对於脑肿瘤的形成没有任何的影响。研究人员将一组患脑瘤的400人与另一组随机抽取的800人进行比较研究,得出明显的事实,就是脑肿瘤的发生率证实在经常使用流动电话的人当中是较低的。
功率通量密度与sar
所谓电磁场乃由电成分与磁成分组成,电场(e)与磁场(h)的强度(幅度)分别以每米伏特数(v/m)及每米安培数(a/m)表达。
在远场自由空间的条件下(即是指与天线的距离主要与波长及天线的尺寸有关,并且与天线物质没有相互关系),这两成分的大小有一个固定关系,用下式表达∶
h = e/z
式中的z为自由空间的特性阻抗(377Ω)。
幅射功率穿过一已定范围面积,称之为功率通量密度(s),以e与h的矢量积表明,於是得出以下的大小表达式∶
s = e2/z
因此,如果电场强度减低2倍,功率通量密度便减少4倍之多。
影响人体的部份能量就会被身体吸收,并转化为热,含水分的组织在这过程中担当决定性的角色。如果我们考虑整个吸收的最坏情况。并假定吸收面积等於一般成人身体的一半(1m2)及80kg体重,320w/m2的功率通量密度就刚好有320w被吸收,即每公斤体重4w ─ 这个数量叫做 吸收率或吸收比"(sar)。
人体吸收了辐射就会发热,会导致出现其他各种效应,实验上已展示出整个有机体的温度增加1℃的界限是可接受的。对於一个 内含空气"的躯体来讲,这相当於大约4w/kg的最大建议sar值。
更恶劣的情况下(人体散热差),可考虑采用10的安全系数,於是得出0.4w/kg的最大建议sar值。在德国就是将这个数值应用於在职业上须暴露於电磁辐射的工作人员上,比如流动电话基站的安装与维修技术员,对於普罗大众来讲,特定的水平为这数值的五分一,即0.08w/kg。由於sar值是难以测量,改为对固定发射站电场强度的界限加以约束。
某些人体部位可容许更大的sar数字。譬如头部位,可将局部诱发的热力通过血管将之带走。据国际辐射保护委员会的建议,这数字为2w/kg,以重数公斤的成人头部来讲这是无问题的,但在孩童的情况就有各有不同的表述了。
德人的研究
受命於德国经济事务部委员会的eindhoven科技大学p. zwamborn教授进行一项 umts般"辐射的影响研究。假设umts辐射没有对我们的健康构成影响,令人惊奇的是他被逼要拒绝这个假设,该项研究的结论(已在网上发表∶
www.rivm.nl/bibliotheek/digitaaldepot/zwamborn2003cofamrapport.pdf)是这种辐射确实影响人的身体状况。当然,这项研究必须能再造出来,因而能够保证这是绝无非故意的偏差和巧合,所以亦经已外判到瑞士研究学会,以便提供独立验证,可是,该学会现已受到流动电话公司及政府全面赞助(你一定不会忘记出价数以亿元计才投得3g牌照)。国际上的规则
如果你审查各个健康组织呈献政府当局的建议,不难发现在该对象上没有任何普遍一致的意见。在英国的国家辐射保护委员会(nrpb)建议应尽量避免孩童使用流动电话,而在德国的卫生局却给於两岁以上孩童与成人没有任何分别,因此,不会令任何建议妨碍流动电话的使用。然而,这并未减损在德国内数个市政府已选择不理会委员会的好意及强迫限制架设3g发射机。
法国采取的态度简直不当什麽一回事,负责资料索取的唯一政府组织(法国国务部),指出在2002年及2003年初进行的研究,总括大气确实是乾净的,而由於辐射细小及实际没有人投欣,何来有人会关注它呢?冒著不公平的危险,我们不会期望从一个有六成依赖56座核电厂的国家与准备奋死反对法国在穆鲁罗瓦(mururoa)珊瑚岛核试验的运动斗士听到有一致的声音。
在德国,科学家们不单彼此争论不休,而且自己也是这样,譬如jiri silny教授把细胞培养的reflex研究与改变基因降低至大量但非决定性的研究上,而他坚称在naila的物理学家获得的结果都是在科学上无法辩解的。据silny表示, 如果你从人口中研究两个任意的随机样本的话,你就可凭著它来证明几乎任何东西了"。
尽管如此,新的研究仍在进行中,主要是受流动通讯公司委托,希望找出的结果能够将所有疑团一扫而清。silny不会给于绿灯,因为他解释∶ 永远不会证实出是一个零结果"。
希望我们的信念得以加强,使到数十年後的流动电话工业不致发现自己处於今日与煤矿、烟草及石棉等工业一样的困境及混乱之中。
electrosmog测试器
新的umts(3g)流动电话服务正热烈地引起全城哄动,新的天线发射塔为此作出配合,竖立起来。这些新的天线不单与现有的2g及其他网络(通常不会向外公告)共同一起,也寻觅新的位置安装。最终在这小小城市上需竖立数以万计的天线发射站。这点无疑会引起更多人忧虑受到更大量的电磁辐射,以致健康受损。这里提出一个测试电路不仅可证明你邻近的场强是否有增加,而且找出最安全的无辐射点。
图1. ad8313的内部架构
此electrosmog测试器量度在约900mhz至2400mhz之间一段shf(甚高频)带的rf信号,这是由所有gsm、umts、wlan、微波炉、室内无线电话及免牌照的无线电摄像机内的发射机产生出来。检测信号的ic采用analog devices的ad8313,此ic可伸展频率范围到2.5ghz、提供输出电压与输入信号发展成正比,可用的测量范围由约-73dbm伸延至0dbm。图1所示为ad8313内部结构方框图。在输入端上的半波偶极天线可产生以下接收功率(pr)与电场强度(e)两者之间的关系∶
一般找到shf场强大约1v,完全在本测试器的指示器范围以下,可省掉多馀的前置放大器,使电路尽量简单,以上述范围来讲,ad8313提供0.55v至1.7v之间的匹配直流电压,最低电压相对於-70dbm,而最高的相对於-5dbm,这些电压足以不用放大器驱动读出显示-10个led棒型图。由於umts及其他2g/3g服务属於脉冲调制,要指望在100%am调制。
图2. electrosmog测试器电路主要包括ad8313及lm3914。
图2为测试器电路,除ad8313主元件外,还有lm3914担当led驱动器。信号经由长约70mm的偶极天线(信号波长约14.7cm),如此细小的天线不仅可藏於机箱内,而且还可将之印在电路板铜箔上。由於测量频率很高,招致有寄生电感,故此天线尽量贴近ad8313的输入就很重要。为了适当匹配及应付大约在100mhz高电平(来自fm电台)的入侵,加入电阻与电感,与天线达成并联,作为保护。