电磁波对身体器官会造成什么影响

电磁波是电磁场在空间传播的形式。自然界有多种电磁波辐射源，我们生活的世界中充满了电磁场，特别是手机普及以来，我们整天沐浴在这无边无际的电磁场海洋中，这对人体有危害吗？

图1 电磁波辐射源与频谱示意图（图源：Vecteezy.com）

一、对人体有害的定义

讨论这个问题前，我们需要界定一下：什么叫对人体有危害？例如：剧烈的体育运动让肌肉有疼痛感算不算危害？吃辣椒让脸部充血算不算危害？烤火时离火源太近皮肤觉得刺痛算不算危害？喝开水不小心烫到了舌头算不算危害？如果这些例子我们认为是对人体有危害，那电磁波对人体健康确实有危害。如果这些例子我们认为只是短暂让人体不适，并没有对身体造成永久伤害，那电磁波对人体健康就不算有危害。

电磁波根据频率和能量不同，其辐射类别一般分为电离辐射和非电离辐射。电离辐射能量较高，能够破坏分子化学键、导致物质电离。如果打断了DNA链、形成严重的DNA损伤，就会破坏遗传信息的完整性。这种电磁波通常是由X射线、γ射线或核辐射产生。一般我们日常接触到的电磁波（例如无线电波、微波）能量较低，不足以使物质原子或分子产生电离，这类辐射归为非电离辐射。电离辐射人们通常都高度关注它的危险性，它对人体有致命的危害。但只要控制剂量让其照射强度和积累时间控制在一定范围内也认为是安全的。例如：安检的X光机照射和医院的CT检查。哪怕是核电站工作人员，只要每年接受核辐射的剂量在规定范围内，那也是一个安全的工作。

二、电磁波对人体的生物效应

电磁波对人体健康的危害一直是大众和科学研究所关心的课题，其重点是生物体暴露在电磁波中产生的生理反应。不同频率的电磁波对人体的作用机理和生物效应存在着差异：低频电磁场（频率为Hz级），主要作用机制是在生物组织中产生感应电流，影响有机组织表面的电荷分布，让电流从生物体向接地等电位点流动。这种产生的感应电流大小决定于外部可变磁场的强度；射频电磁场（频率为KHz至GHz级），在低频段时，人体主要感觉是神经出现麻刺感。随着频率升高，发热成为吸收电磁波能量的主要体现。人体主要感觉是局部或全身的热效应。频率越高，趋肤效应越明显，能量吸收主要集中在生物体表面。

根据世界卫生组织WHO下属国际癌症研究机构IARC公布的报告，射频电磁场被定义为2B类致癌物，而且特别强调了和我们日常生活中接触最频繁的手机是这类致癌物。但是不要过于担心，2B类致癌物是指Possibly carcinogenic to humans（可能对人类致癌），意思是对人类致癌性证据有限，对实验动物致癌证据并不充分或对人类致癌性证据不足。在2B级别的致癌物列表中一共有299个。处于同一等级致癌物有大家常见的咸菜，还有65℃以上的饮料。咖啡曾被列为2B级别，后来从清单移除调整到了3类。从这个报告上看“多喝开水”与电磁波致癌有着同等级别的风险。

根据美国业余无线电协会（ARRL）的研究结果：对成人来说如果身体接地，35MHz左右的电磁波频率与人体自然谐振，电磁波能量会被最大程度地吸收；如果身体与地面绝缘，则在70MHz左右的电磁波会与人体谐振。人体不同组织和器官的谐振频率不同：成人头部的谐振频率在400MHz左右；而婴儿头部较小，谐振频率将上升到700MHz左右。这些谐振点通常被称为生物频率效应峰。个体的差异及周围环境形成的高频分布参数都会影响谐振频率。当频率为1-3GHz时，电磁波深入机体因人体组织特性不同而有所差别，结果是在有机组织的的表层和深部都会吸收能量并升热。这个过程与厨房里用微波炉加热食物是完全相同的原理。当频率在3GHz以上时，高频信号的趋肤效应会使电磁能量趋向于皮肤表面，而造成表皮组织的温度升高，主要对皮肤感受器造成影响并引起迷走神经紧张。根据生物学的研究，当人体温度超过正常值时，每升高1℃，基础代谢大约增加5-14%，在人体组织中需要的氧气将增加50-100%。因此热效应将会明显加速人体组织的代谢速度。

人体或其他生物体暴露在电磁波辐射能量中，产生不属于温度升高而导致的生物学效应，称为非热效应。目前科学研究还不完全了解非热效应的作用和机理。已观察到的现象有：在适当频率和强度的电磁场中，人体血液特征有微小变化；在射频辐射作用下，染色体结构会发生变异。在医学界有孕妇接受微波理疗后发生畸胎、男子易发精子活力低下等报导，也有采用电磁辐射让许多不能透过组织细胞的分子和药物到达治疗部位取得疗效。国外也有使用手机引起脑部肿瘤的病例报道。不过临床表现数据样本量太少，尚不足以定论非热效应对人体的伤害程度。已知的非热效应共同特征有：存在时间短，当辐射能量移除时所发现的非热辐射效应也将消失。所有的数据没有能说明电磁辐射非热效应与人体健康有直接关联。

三、手机对人体有危害吗？

在我们生活中手机是人体接触最频繁、距离最近的电磁波发射源。来自美国国家癌症研究所《流行病学监测结果》的数据库表明，从20世纪初至今，脑癌的发病率并没有出现增长。在挪威、丹麦、芬兰和瑞典这些比美国更早开始广泛使用手机的国家，脑癌的发病率从上世纪70年代到本世纪10年代初期也都保持平稳。如果说手机这种距离人体很近的电磁波辐射源引发脑癌，那么发病率应该会出现增加才对。至今为止，大量的证据都证明手机与健康损伤之间没有任何联系。

四、业余无线电有害吗？

除了使用手机的大众外，还有一个和电磁波接触最密切的群体他们叫做业余无线电爱好者（HAM）。业余无线电爱好者在成天折腾无线电发射机时受到电磁辐射热效应伤害的表现很直观，多数是被正在发射中的天线阵子或馈线接头直接灼伤皮肤。轻度的表现为红肿、疼痛；严重时出现皮肤溃烂的症状，几天内会自行愈合。从等效结果来看，这种电磁波的伤害和被烟头烫到是一样的结果。

业余无线电通信实践中有很多电磁辐射引起人体反应的实例。当用100W功率的电台接鞭状天线发射时，如果把脸部靠近天线会明显感受到温度的存在，“象是靠近一把正在预热的电烙铁”。长时间使用大功率发射，并将发射天线靠近头部的爱好者，通常短时间内就有轻微反应，表现为头晕、眼睛胀痛、干涩等。在室内使用超过50W功率电台发射电磁波，并将发射天线也置于狭小的房间内时，操作者明显感觉到发射期间脑袋有眩晕和昏胀的感觉。临床上，将头部受到大功率无线电短时间照射的人脱离辐射源后，用眼科裂隙灯镜检查眼球，发现产生微弱的晶状体混浊，以后部份人会有短时头晕和烦躁。所有症状都能短时内消失，不留任何后遗症。如果长时间停留在电磁波辐射环境下，多数人将感到头晕，眼有刺激感。此后觉全身乏力，极度疲倦，口干和失眠。晶状体发生暂时水肿，可能伴有视力减退。长期使用短波电台的爱好者，有不少人反映有神经衰弱，包括全身乏力、失眠或嗜睡、记忆力减退等的症状，其中乏力、记忆力减退的发生率较高。但这些症状与HAM们习惯熬夜晚睡和长时间收听短波噪声的关系更明显一些，不确定与电磁辐射有关。也有个别爱好者反映，在电台发射的工作期间，有心跳加快、心慌的症状。一般医学上认为主要是电波影响到了植物神经的功能而造成一些器官工作的不协调和紊乱出现的症状。

五、电磁辐射安全标准

目前还没有完整成体系的医学指标规范明确人体可能受到伤害的电磁辐射标准。但包括我国在内的很多国家，以电磁辐射能量总水平的强弱为参考制定了电磁辐射安全规定。多数国家的安全标准认为，正常环境条件下，当入射电磁波频率为10MHz-100GHz时，连续波的辐射强度不超过10mW/cm2是安全的。在这个标准一下，可以避免明显的热效应损伤；非热效应也可以在辐射源移除后，恢复机体原有功能。

关于电磁辐射的安全防护，国际上广泛采用ICNIRP（国际非电离辐射防护委员会）和美国电子电气工程师协会 （IEEE）制定的标准。

六、结语

只要控制电磁波辐射强度在标准内对人体健康就没有永久性伤害。我们国家的电磁波辐射标准定得很严格，所有无线电设备发射的电磁波只要没超出这个标准都不会对人体健康有危险。超出这个标准所带来的危险没有明确的证据证明对人体健康的永久伤害，也许就象剧烈运动拉伤肌肉、吃太辣的辣椒辣坏了胃，烤火烫到了皮肤，喝开水烫到了舌头这些例子那样。但如果不停下危险动作来源也许韧带拉断了、胃坏了要进医院、皮肤大面积拷焦了、舌头彻底烫熟了，这些情况下人体组织都不能自愈恢复到原有的正常状态。

参考文献：

https://www.who.int/home

https://www.iarc.who.int/

《ARRL业余无线电手册》，人民邮电出版社，2010年6月

中华人民共和国国家标准GB8702-2014 ，电磁环境控制限值

中华人民共和国国家标准GB8702-88，电磁辐射防护规定

中华人民共和国国家生态环境标准HJ1349-2024，区域电磁环境调查与评估方法

作者：张铮

主编：马冠一

审查：何嘉

审核：田斌

审批：陆烨

来源：中国科学院国家天文台

编辑：ArtistET