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「別總玩手機(jī)了，輻射大得很，對身體不好！」這曾經(jīng)是中國父母對子女不厭其煩的叮囑。

的確，手機(jī)是一直要被抱著上網(wǎng)，或者緊貼在頭上打電話，甚至摟著睡覺的，堪稱我們關(guān)系最密切的伙伴。

這個(gè)伙伴要工作，就得源源不斷地向外輻射「電磁波」這種看不見摸不著的神秘能量。

離手機(jī)最近的，就是我們的頭部。頭骨里那柔弱的大腦，正是人體的司令部，經(jīng)不起一點(diǎn)閃失。

手機(jī)產(chǎn)生的電磁輻射，就在如此近的距離作用于大腦，到底會(huì)不會(huì)對身體有什么不利的影響？

其實(shí)，這是一個(gè)有著數(shù)十年歷史的古老問題，隨著5G等新技術(shù)的發(fā)展又不斷被反復(fù)追問，歷久而彌新。

下面，蜉蝣君將和大家探討下面幾個(gè)問題：

· 什么是電磁輻射？

· 電磁輻射是否對人體有害？

· 手機(jī)產(chǎn)生的輻射到底有多大？

· 我們該怎么辦？

1、什么是電磁輻射？

電和磁是密不可分的兩種物理現(xiàn)象。變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場又產(chǎn)生電場，兩者互為因果，形成電磁場。

電磁場就這樣在電生磁，磁生電的過程在空間中不斷傳播開來，把能量像潮水一樣一波一波地向前散播開來，形成了電磁波。

電磁波（紅色的線表示電場，藍(lán)色的線表示磁場）

這些電磁波以光速向前傳播。由于光速恒定，所以波長和頻率就是成反比關(guān)系，即波長越長，頻率越低；反過來就是波長越短，頻率越高。

電磁波波長和頻率的關(guān)系

電磁波的能量和頻率緊密相關(guān)。不同頻率的電磁波所含能量不同，其輻射于人體并被吸收之后，產(chǎn)生的作用是不同的。

無線電波，微波，紅外線，這些類型的電磁波頻率較低，被人體吸收之后，所含的能量最終都轉(zhuǎn)化成了熱量。

這種類型的輻射就叫做「非電離輻射」。顧名思義，就是不會(huì)使人體產(chǎn)生電離效應(yīng)的輻射。

那什么是電離呢？且看下面這種高頻電磁波的所作所為。

隨著電磁波頻率的升高，到了X射線和伽瑪射線（γ射線）這個(gè)級別，就可以稱為高能電磁波了。

這些高能電磁波會(huì)把人體內(nèi)的原子中的電子給直接轟擊出去，失去電子的原子就帶上了正電，這個(gè)過程就叫「電離」。

電離輻射破壞人體微觀結(jié)構(gòu)

電離會(huì)對人體內(nèi)部從微觀上產(chǎn)生破壞。毫無疑問，電離輻射對人體的傷害是巨大的。

電磁波的頻率越高，能量越強(qiáng)，電離能力越強(qiáng)。在電磁波譜上，過了可見光，到了遠(yuǎn)紫外線這個(gè)級別的時(shí)候，電離能力就已經(jīng)比較強(qiáng)了。

電離輻射的危害是巨大的，這一點(diǎn)確鑿無疑，因此也沒有必要再進(jìn)行討論。

那么，廣泛應(yīng)用在無線通信中的無線電波或者微波產(chǎn)生的非電離輻射到底是否對人體有害呢？

2、非電離輻射是否對人體有害？

這個(gè)問題看似簡單，普羅大眾也都期望獲取到一個(gè)非常明確的答案。如果無害就敞開用，有害就少用！

然而非常遺憾，科學(xué)共同體對此的回答是：不知道，因?yàn)闆]有徹底搞清楚，還存在爭論。

當(dāng)然更字斟句酌的回答是：迄今為止，沒有任何研究表明存在一致的證據(jù)，證明接觸射頻場強(qiáng)度低于造成組織發(fā)熱的限值，會(huì)產(chǎn)生不良健康后果。

早在1996年，世界衛(wèi)生組織（WHO）就建立了「國際電磁場計(jì)劃」，以調(diào)查人體長期暴露在極低頻電場和磁場中是否會(huì)危害健康。

在2008年，該項(xiàng)目最終發(fā)布了對電磁輻射長期調(diào)查的評估結(jié)果與建議，也就是上述那段科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拿枋觥?/span>

為什么經(jīng)過了長達(dá)12年的研究，只得出了這樣一個(gè)似是而非的結(jié)論？

當(dāng)電磁波作用于人體時(shí)，非電離輻射會(huì)產(chǎn)生兩種影響：熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。下面我們這兩種效應(yīng)分開說。

所謂熱效應(yīng)，即是人體受電磁波的影響，內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流，體內(nèi)的分子運(yùn)動(dòng)加劇，電磁波的能量最終轉(zhuǎn)化為熱量。

熱效應(yīng)的原理已經(jīng)研究地很透徹了，并在我們的日常生活中一直在使用，微波爐就是熱效應(yīng)的最經(jīng)典應(yīng)用。

有人說，既然微波爐可以把食物加熱到熟透乃至燒焦，那肯定也會(huì)對人體產(chǎn)生類似傷害。

這種說法是因?yàn)?，微波爐的功率一般在一千瓦以上，加熱效果自然顯著，人體組織顯然扛不住如此高功率的摧殘。

而手機(jī)的發(fā)射功率一般只有0.1到2瓦，對人引起的局部溫度升高不會(huì)超過0.2度，再加之血液的流動(dòng)，基本不會(huì)對人體產(chǎn)生影響。

真正麻煩的是「非熱效應(yīng)」。

人體長時(shí)間暴露在低熱效應(yīng)的電磁環(huán)境里，雖然不會(huì)受到組織發(fā)熱等影響，但是也可能會(huì)存在其它生理影響，這些影響被統(tǒng)稱為非熱效應(yīng)。

比如下面幾個(gè)問題：

細(xì)胞生長和增殖會(huì)不會(huì)受到影響？

體內(nèi)各種酶的活性會(huì)不會(huì)受到影響？

組織的修復(fù)和再生會(huì)不會(huì)受到影響？

上面幾個(gè)問題的實(shí)質(zhì)是，人體是精密而復(fù)雜的，內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行著多種物理化學(xué)過程來支撐各種各樣的生理活動(dòng)，這些活動(dòng)會(huì)不會(huì)受到持續(xù)的外部電磁場的影響呢？

關(guān)于這方面的研究可以說是百花齊放，百家爭鳴，爭議遍地，持續(xù)數(shù)十年依然不清不楚。

2011年，世界衛(wèi)生組織（WHO）下屬的國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）將手機(jī)定義為「可能致癌物」，歸屬2B類（同屬2B類的還有咖啡，泡菜等）。

IARC發(fā)布的評估報(bào)告稱，無線通信設(shè)備產(chǎn)生的電磁場增加了患神經(jīng)膠質(zhì)瘤（一種腦瘤）的風(fēng)險(xiǎn)，有可能是一些人患癌癥的原因。

2016年5月，美國政府資助的一項(xiàng)研究通過對小白鼠的實(shí)驗(yàn)顯示，長期高強(qiáng)度使用手機(jī)，可能導(dǎo)致大腦神經(jīng)膠質(zhì)瘤和心臟神經(jīng)鞘瘤發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)上升。

這似乎印證了之前IARC發(fā)布的評估報(bào)告。但是該發(fā)現(xiàn)也引發(fā)了業(yè)界內(nèi)外不少爭論與質(zhì)疑。

2018年3月，美國國家環(huán)境科學(xué)研究所國際毒理學(xué)計(jì)劃也公布了一份關(guān)于大鼠小鼠手機(jī)電磁輻射致癌的報(bào)告草案。

但報(bào)告中也同時(shí)提到，這項(xiàng)研究是同類研究中規(guī)模最大的，但是它依然不夠完善，變量控制不夠充分等等問題依然存在，導(dǎo)致無法百分百確信結(jié)論的正確性。

同時(shí)，國際上亦有多家機(jī)構(gòu)進(jìn)行了手機(jī)使用與癌癥關(guān)系的研究，但這類研究大多因「研究方法選擇不恰當(dāng)」或「樣本數(shù)過小」等問題受到質(zhì)疑。

除了這些得出負(fù)面結(jié)論的研究，正向的研究結(jié)論也是屢見不鮮。

多年以來，在東歐地區(qū)存在一種毫米波療法：通過每天在毫米波照射中暴露15-30分鐘，持續(xù)5-15天，可以治療胃潰瘍、心血血管疾病、呼吸道疾病、皮膚病等。

美國天普大學(xué)的學(xué)者發(fā)現(xiàn)61.22GHz的毫米波能夠抑制皮下腫瘤生長。另外的一些研究表明，毫米波可以增強(qiáng)人體免疫系統(tǒng)。

甚至，由于認(rèn)為毫米波可以促進(jìn)傷口愈合，并且不留傷疤，它也已經(jīng)在俄羅斯的一些美容診所中用以醫(yī)療美容。

面對這樣看似充滿爭議的局面，各種頻段電磁波的非電離輻射對人體的好處姑且不談，業(yè)界普遍還是傾向于非電離輻射是沒有害處的。

總結(jié)下來還是那句話：迄今為止，沒有任何研究表明存在一致的證據(jù)，證明接觸射頻場強(qiáng)度低于造成組織發(fā)熱的限值，會(huì)產(chǎn)生不良健康后果。

3、手機(jī)輻射的國際標(biāo)準(zhǔn)

為了保險(xiǎn)起見，各個(gè)國家和組織制定了相關(guān)的電磁輻射暴露健康標(biāo)準(zhǔn)，將手機(jī)的輻射嚴(yán)格限制在一個(gè)很小的范圍內(nèi)。只要手機(jī)遵守這些標(biāo)準(zhǔn)，就可以認(rèn)為是安全的。

這些健康標(biāo)準(zhǔn)都指向了一個(gè)指標(biāo)：SAR，專門用于手機(jī)等便攜通信設(shè)備近場輻射對人體健康影響。

SAR的全稱是Specific Absorption Ratio，中文意為「比吸收率」。其定義為「人體的一部分組織，平均一秒鐘時(shí)間會(huì)吸收多少手機(jī)發(fā)出的電磁波能量」，單位為W/kg。

SAR的數(shù)學(xué)定義

要評估這個(gè)值，需要明確兩個(gè)因素的影響：

1. 測量的人體組織樣本的質(zhì)量取多少？

2. 連續(xù)測量多長時(shí)間進(jìn)行平均？

上述兩個(gè)因素的取值在歐洲和美國是不同的，因此導(dǎo)致了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值上的差異。

歐洲的標(biāo)準(zhǔn)是取10克的人體組織作為測量單位，連續(xù)測試6分鐘，依此得出的SAR值不得超過2.0W/kg。

美國聯(lián)邦無線電委員會(huì)（FCC）制定的標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，取1克的人體組織作為測量單位，并連續(xù)測試30分鐘，依此得出的SAR值不得超過1.6W/kg。

這個(gè)值呢，是一個(gè)雙刃劍。定地松了起不到保護(hù)人體健康的作用，定地太苛刻了又會(huì)限制行業(yè)的發(fā)展。

中國則經(jīng)過了長期研究，在2007年發(fā)布了GB 21288《移動(dòng)電話電磁輻射局部暴露限值》這一強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。

該國標(biāo)借鑒了歐洲的標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定：「任意10克生物組織、任意連續(xù)6分鐘內(nèi)的平均比吸收率（SAR）值不得超過2.0W/kg」。

除此之外，國標(biāo)還要求廠家在產(chǎn)品說明書中用黑體字標(biāo)注SAR值，并鼓勵(lì)同時(shí)在產(chǎn)品外包裝上標(biāo)明，如下圖所示。

國標(biāo)對手機(jī)SAR標(biāo)注的要求

SAR的測試需要經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格的流程。行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1644.1-2007中對測試模型和測試流程進(jìn)行了非常詳盡的描述。

首先制作一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的人體模型，其形狀是根據(jù)人體學(xué)研究中90％成年男子頭部的研究報(bào)告而制定的，模型的耳朵模擬人使用手持設(shè)備時(shí)耳朵的扁平狀態(tài)。

用于測試手機(jī)SAR的人體模型

然后再給模型內(nèi)注入和人體的電介質(zhì)特性相同的模擬組織液（其實(shí)模擬的就是大腦組織）。不同頻段上模擬組織液的參數(shù)有細(xì)微的不同。

為了評估SAR的三維分布，裝有探頭的掃描定位系統(tǒng)應(yīng)可以掃描模型內(nèi)部的整個(gè)電磁輻射的暴露體積以及強(qiáng)度。

考慮到打電話時(shí)手持手機(jī)的習(xí)慣，測試時(shí)，手機(jī)在頭部模型上的兩種測試位置「貼臉」和「傾斜15°」都需要進(jìn)行。

測試手機(jī)SAR值需要考慮的兩種手持手機(jī)姿勢

利用此模型，再經(jīng)過復(fù)雜而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y試流程，就可以得到準(zhǔn)確的頭部SAR值了。

4、SAR值和手機(jī)的發(fā)射功率的關(guān)系

手機(jī)的發(fā)射功率一般都很小，且大多數(shù)時(shí)間都不需要滿功率發(fā)射。

在2G的GSM技術(shù)下，手機(jī)的最大發(fā)射功率可達(dá)到33dBm（2W），但是GSM的一個(gè)載頻分為8個(gè)時(shí)隙，手機(jī)同時(shí)只能占用一個(gè)時(shí)隙，因此平均下來的發(fā)射功率僅為250毫瓦。

在3G的WCDMA技術(shù)下，手機(jī)的發(fā)射功率只在2100M上最大支持33dBm（2W），其他頻段都是21dBm（125毫瓦）或者24dBm（250毫瓦）。并且手機(jī)還要進(jìn)行每秒1500次的功率控制，在能滿足需求的基礎(chǔ)上力爭把手機(jī)的發(fā)射功率降到最低。

在4G的LTE技術(shù)下，手機(jī)的最大發(fā)射功率僅為23dBm（200毫瓦），跟2G和3G手機(jī)的平均發(fā)射功率相差不大。

到了5G，手機(jī)在幾個(gè)主流的TDD頻段（比如移動(dòng)的2.6GHz和電信聯(lián)通的3.5GHz）上的發(fā)射功率可以達(dá)到26dBm（400毫瓦）。但TDD的上行時(shí)隙占比較低，一般為30%，另外70%的時(shí)間手機(jī)其實(shí)是不發(fā)射功率的，這樣平均下來也是小于23dBm的。

一般來說，手機(jī)的發(fā)射功率和手機(jī)的通信質(zhì)量密切相關(guān)，手機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)必然是要遵守協(xié)議，通過降低發(fā)射功率來減小SAR是得不償失的。

在測試時(shí)需要把手機(jī)的發(fā)射功率設(shè)置為最大，因此，在滿足協(xié)議的前提下，所有手機(jī)在這一點(diǎn)上是站在同一起跑線的。

要降低SAR，在手機(jī)設(shè)計(jì)中是一個(gè)綜合性的系統(tǒng)問題。在設(shè)計(jì)初期，就需要充分考慮主板的設(shè)計(jì)，天線的位置，聽筒，話筒，以及電池的合理放置，在保證發(fā)射功率的同時(shí)，調(diào)整天線的方向圖，減少直接面向頭部的峰值。

大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也已證明，各款智能手機(jī)的SAR值主要取決于天線種類，位置，內(nèi)部電路設(shè)計(jì)，以及外觀設(shè)計(jì)等因素，而非移動(dòng)通信的制式。

不同品牌的手機(jī)，甚至同一品牌不同型號的手機(jī)，其SAR值之間相差往往非常大。
在去年年初，德國聯(lián)邦輻射防護(hù)辦公室針對德國市場銷售的手機(jī)發(fā)布了一份手機(jī)輻射排行榜，結(jié)果國產(chǎn)品牌霸屏。

德國聯(lián)邦輻射防護(hù)辦公室