基站信號輻射，到底會不會影響健康？
本文轉載自微信公眾號「鮮棗課堂」，作者通信Rock老師 。轉載本文請聯系鮮棗課堂公眾號。
現如今，移動通信技術滲透到了社會生活的方方面面。各式各樣的手機應用，已經徹底改變了我們的生活。
截止2019年，中國已建成4G基站544萬個。預計2020年底，國內5G基站也將有可能達到70萬個。
在繁華的城市里，人們或許不到500米就能看到一座基站。在未來5G的某些場景下，甚至可能出現每50米一座基站的情況。
越來越密集的基站，大幅改善了網絡覆蓋質量，給人們帶來便利。然而，也有很多人，極力抵觸甚至百般阻撓身邊的基站建設項目。
為什么呢?原因很簡單，就是因為害怕“輻射”。
一直以來，圍繞基站輻射的紛爭在各地時有發生，相關的新聞也是屢見不鮮。
很多時候，運營商只得無奈拆除小區所有的基站設備，撤退離場。這樣一來，導致更多用戶的正常生活受到影響。
國外部分地區的情況更為糟糕，甚至出現了燒毀5G基站這樣令人匪夷所思的舉動。
那么，基站信號輻射到底有多大?會不會給人體造成影響?我們距離基站多遠比較合適?
作為一名無線電的從業者和愛好者，筆者今天就和大家聊一聊上述問題。
電磁輻射的生物效應
研究表明，電磁波與生物體會發生相互作用。根據作用機理的不同，電磁輻射的生物效應可分為熱效應和非熱效應。
1. 熱效應
生物體受到一定強度的電磁輻射并將其吸收，機體組織溫度升高，這種效應稱為電磁波的熱效應。
熱效應又分為歐姆熱效應和波動能量熱效應。
歐姆熱效應的加熱原理是人體內部的自由電子、離子沿電磁波場強方向定向運動，電流通過生物組織(等效通過電阻)，產生歐姆熱效應。在正常生活區域內，人體能接觸到的電磁波能量很微弱，電磁輻射的歐姆熱效應一般不大。
波動能量熱效應的加熱原理是分子之間摩擦生熱。波動能量加熱原理復雜，這里不贅述。在實際生活中，“微波爐”正是利用了這個原理加熱食物。
簡單分析下微波爐加熱食物的過程：食物中含有大量水分，水分子的本征頻率為2.45GHz。微波爐使用這個頻率的微波信號，在封閉的腔內照射食物。水分子受外界場強影響，每秒完成24.5億次的高頻振蕩，分子間來回摩擦、碰撞，產生大量熱量，從而達到快速加熱食物的目的。
2. 非熱效應
生物體吸收電磁場的能量后，產生不可歸咎于溫度變化的生物學變化，稱為電磁場的非熱效應。
非熱效應的本質來自生物體的內部，外部電磁場僅起觸發信號的作用。電磁輻射安全主要關注電磁波對人體神經系統的干擾和電磁波的穿透效應。
電磁波對人體神經系統的影響：
人體在頻率為4Hz-1KHz的電磁波環境下，超過100mA/m2的感應電流密度時，中樞神經系統興奮度會劇烈變化。
出于安全考慮，在4Hz-1KHz的電磁波環境下，職業暴露限值感應電流低于10mA/m2，公眾暴露限值感應電流低于2mA/m2。
對于4Hz-1KHz的電磁輻射，大家也不用感到恐慌。因為1kHz電磁波信號需要至少7.5萬米長的天線才能將信號輻射出去。這么長的天線是很難得到的，環境中該頻率范圍的電磁波非常微弱。
高頻射線穿透人體細胞帶來的生物影響：
電磁波的頻率越高，其透射性越強。當頻率高于紫外線時(如X射線、γ射線等)，能夠穿透人體細胞，射線與機體細胞、組織、體液等物質相互作用，引起物質的原子或分子電離，因而可以直接破壞機體內某些大分子結構，如使蛋白分子鏈斷裂、核糖核酸(RNA)或脫氧核糖核酸(DNA)的斷裂、破壞一些對物質代謝有重要意義的酶等，甚至可直接損傷細胞結構。
這類輻射通常也稱為電離輻射，對人體有顯著危害。因此，普通人需避而遠之;而從業人員，如X射線醫師，需采用專業的防護設施。
電磁輻射暴露限值和標準
不同國家對電磁輻射所造成的健康危害有著不同的理解。因此，不同國家所制定的電磁輻射標準有較大的差異。
我國在制定標準時，考慮了電磁輻射對人體神經效應方面的影響，比美國、澳大利、德國等國家制定的標準更加嚴格。
在制定電磁輻射標準時，針對不同的暴露人群，有著不同的標準，分為職業暴露限值和公眾暴露限值。
輻射環境下的職業人員，是指暴露在已知條件下，了解相關風險而采取恰當防護措施的成年人。公眾，則是指包括所有年齡段和不同健康狀況的社會個體。
考慮到普通人不會采取防輻射措施，故公眾暴露限值比職業暴露限值更加嚴格。
自1988年以來，我國先后頒布了《GB 9175-88 環境電磁波衛生標準》和《GB 10437-1989作業場所超高頻輻射衛生標準》，在國標中明確規定了職業暴露安全限值和公眾暴露安全限值，見表1。
表1. 電磁輻射的安全限值
表2中，描述的是不同國家地區電磁輻射公眾照射導出限值對比。可以看出，我國對電磁環境輻射安全的要求非常嚴格，其限值顯著低于歐盟和美國。
表2. 不同地區電磁輻射公眾照射導出限值對比
人類與基站輻射
多份實驗報告證明，目前使用的移動通信頻率及功率不會對人體帶來傷害。
2006年6月，WHO發布了《移動通信及其基站》的報告，明確指出：“最近的任何一項研究，都沒有證明暴露于移動電話或基站的射頻場會對健康帶來損害。”
4G移動基站正常工作時，其天線口輻射的信號功率不超過5W;4G手機發射的功率不超過0.1W;普通家用客廳燈的功率為40-60W。從“熱效應”的角度分析，移動基站對人體的影響遠小于家中一盞溫馨的燈。
我們經常聽到“燈下黑”這個概念。所謂的“燈下黑”是指，基站天線的正下方處，用戶收到基站的信號最小，甚至沒有。
該現象是由基站天線工作原理決定的。天線依靠振子輻射信號，對稱振子天線的天線方向圖如下圖所示：
可以看出，對稱振子的正下方和正上方沒有信號輻射。如果基站天線懸掛于樓頂，正下方的居民大可不必擔心輻射的“危險”。從基站信號強弱的角度分析，他們反倒是最“安全”的。
一般情況下，公眾離基站發射塔多遠才是安全的呢?
根據《GB8702-88 電磁輻射防護規定》，推導出公眾照射限值符合距離的計算公式，見表3。
表3. 距離輻射源天線的安全距離
r：距離天線最小的安全距離，單位：mf：頻率，單位：MHzP：天線輻射功率，單位：WG：天線最大輻射方向上的增益值
例如輸出功率5W，天線增益13dbi(20倍)的4G基站，應用表3中的公式計算，在其天線最大增益方向上，距離天線1.4米以上的距離都為安全距離。
一般基站塔天線掛高在30米左右，該距離遠大于安全距離1.4米，即公民接收到的輻射功率遠低于國家規定的公眾照射限值。
在中國，公眾接收到的基站信號輻射劑量很小，是安全的。
正確對待輻射
普通公民該如何正確對待電磁波輻射呢?
1). 切忌聞“輻”色變。大部分的電磁波輻射對人體是無害的，過度的擔心輻射反倒影響身心健康。
2). 理智規避有害頻率源。“頻率”和“功率”是輻射對人體是否有害的關鍵因素，比如對于高頻高能的X射線、γ射線，公眾應該非必要不接觸。
3). 穿戴正規的防輻射裝備。對于一些特殊群體，在輻射場強較大的環境下，應穿戴防輻射裝備來抵御輻射。注意，防輻射裝備也不是萬能的。它的隔離性能和信號頻率有關。信號頻率越高，防輻射裝備的隔離性就越差。對于高頻輻射來說，市面上大部分防輻射服的作用不大。
4). 正確使用手機。人們一般都會遠離基站，但卻對同樣是輻射源的手機“愛不釋手”。考慮到距離和時長，相對于基站對人體的輻射劑量，手機對人體的輻射劑量可能會更大一些。有研究表明，手機的信號頻率和功率不會傷害人體，但由于使用手機時間過長，造成視力下降和頸椎疾病的案例，越來越普遍。
5). 合理膳食，加強體育鍛煉。電磁輻射生物學效應機制與氧化損傷有關。因此，抗氧化的食品是首要選擇。如十字花科蔬菜、卷心菜、蘿卜等，具有抗輻射功能。
