电场、磁场和电磁场的环境问题

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[摘 要] 由于电的使用越来越广泛，所以输变电工程设施随处可见，由输变电工程所产生的电磁对环境的影响也带来诸多问题。因此本论文分析了电场、磁场和电磁场的相互关系以及分析它们对环境所产生的影响。

[关键词] 电场；磁场；电磁场；环境；影响

【中图分类号】 TM937 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244（2013）03-150-2

一、绪论

由于近些年民众对环保认识的提高和电网的大量建设，人们对变电工程的电磁场问题的关注越来越多并引起很多的纠纷。到底输变电设施所产生的电磁场对人体有没有危害？人们到底对电磁场的认识有多深？对于这些疑问。本论文先简单写了电场、磁场、电磁场，再写电磁场所引起的生物反应，最后写了电磁场对人体的影响。

二、磁场、电场和电磁场的定义

（一）电场

电场，是一种物质。电场的定义为：对静止的电荷或运动的电荷所产生的作用力，其产生的力的大小为，负电荷所受力的矢量方向同电场方向相反，正电荷所受力的矢量方向同电场方向相同。其描述电场特征的是场强，其用符号法表示，物理上电场的分布通常用电场线来描述，电场的分类就分为两种：感应电场和静电场。

（二）磁场

磁场和电场相似，都是在一定空间内连续分布的矢量场，用B来描述磁场的磁感应强度，也可以用磁力线来描述。但是，作为一个磁矢量场，磁场和电场的矢量还是不同的。由电场所发出的磁场和运动着的电荷所发出的各自磁场，或者它们所发出的交集磁场，这些磁场都不是矢量磁场，经研究证明它们都是闭合的磁力线。所以以积分的数学方法来算磁力线的值，其积分为零。即磁场不是象电势场那样，因此磁场不存在像电势场那样的矢量函数。

用电磁场来描述电磁相互作用力，即运动的电场产生运动的磁场，反过来运动的磁场又产生运动的电场，它们是相互作用，不可分开的整体。电磁波以有限的速度传播，具有可交换的能量和动量，电磁波与实物的相互作用，电磁波与粒子的相互转化等等，都证明电磁场是客观存在的物质，它的“特殊”只在于没有静质量。

三、电场、磁场和电磁场会产生哪些生物影响

WHO将这种磁场、电磁场和电场所产生的生物影响定义为“生物影响”，并给出“有害影响”和“生物影响”是两个完全不同的概念。当暴露在外而引起的生物系统内部可检测到的生理变化或可注意到的生理变化，那“生物影响”就发生了。而当“生物影响”超过了身体补偿的正常范围时，“有害影响”就开始发生，这是导致生物发生某种有害健康的特征。

输变电设施对生物的影响主要表现为，其能激发生物体内产生微量的感应电流和感应电压，这些感应电流和电压比生物体自身所产生的电流和电压要小得多，这对生物体内是没有任何影响的。据研究即使把一个生物体放到高压30千伏每米下，它的生理特征还是正常的。

对于磁场的影响，WTO给出：目前没有哪一家实验室能准确的证明，在环境中或在家里所碰到的磁场强度下，其极低的频率会对人的行为和生理产生影响；有志愿者将自己暴露在磁场强度为5毫特斯拉的超低频磁场达几小时后，再对自己做临床和生理测试，其中包括血液变化、心率、心电图、体温和血压，而其一切都正常。

而最对人类恐慌的传言便是致癌，WTO对此也给出了明确的回答：没有任何证据能证明身体暴露到极低频的电磁场会引起DNA的突变，因此极低频电磁场是不会诱发致癌的；根据最近的把动物放进最低频电磁场会诱导其致癌的研究，其结果是否定的。由于个别低频暴露电磁场和儿童患白血病关联的的研究表明，其缺乏科学研究依据。

四、电场、磁场和电磁场不会危及人体

输变电设施中的电场、磁场、工频磁场、噪音、高频信号、低频信号，其中能引起生物体微反应的是磁场和电场。其实在我们生活中，微电场和磁场随处可见，当在家中接通家用电器，其导线周围就产生微电场和磁场，并和地表形成微电场。在电力频率定义中通常称50赫兹频率为“工业频率”，这属于极低频率电场。

电力博士陆家榆介绍，带电导体所产生的极低频磁场会随着距离的增加而消弱，因此在变电站设施周围随着其和外界生物体的距离增加，强度也随着减弱。

在电力设施周围中，磁场和电场是互为独立存在的，它们并不形成高频波那样向外界空间转播和辐射能量并以波的形式伤害生物体。所以在世界各权威组织中所对极低频对环境的影响研究中，他们都只提及电场和磁场对环境的影响，而从未提及电磁场对环境的影响。

实际上，对输变电工程设施的环境标准限定比国际标环境标准还要严格。WTO所推荐的国际权威组织所颁布的旨在保护公众健康工频电磁场强度在6千伏/米范围内，其工频强度暴露值为0.1毫特斯拉，其实在实际施工中还低于这个标准。

事实上，在我们生活领域中，电磁场随处可见。据测算，当我们在家中打开电脑或电视机时，当我们欣赏美丽的月光时，其实身边的电磁场强度远远高于输变电设施的电磁场强度。其实我们生活的周围随处都能看到产生磁场的物体，比如我们生活的地球，其产生的磁场比我们普通输变电设施产生的磁场还要高，例如在北京测得的地球磁场为54微特斯拉，当在磁场转动来测时，其磁场强度为100微特斯拉，其强度相当于输变电设施产生的60～100倍。这就说明了，人类生活在几十位特斯拉是没有任何感觉的，即使在变电站值班24小时的工人也一样，其健康也不会受影响。

其实真正的电磁波杀手往往就潜伏在我们的身边，其不那么引起人们的注意。据美国环境卫生院的研究表明，其实伤害人体的最尅祸首并非是输变电设施，而是来这哪些冶炼设备、各种电器化交通、各种机动电器等。当这些电器工作是所产生的不同相位高频波时，其不同相位高频波穿过人体时，会造成人体的伤害。我们经常用的手机，接电话时，会产生1.8吉赫兹，就相当15厘米的的波，这对经常接听电话的人来说伤害极大。其次还有微波炉等。

五、总结

经过上面的分析，极低频电场、磁场和电磁场不会危及人体，因此电场、磁场和电磁场对环境的是良性的。

参考文献：

[1]赖敬国.电磁场的应用原理[M].北京：人民大学出版社，1989.

[2]王凯，李丽莎.电磁、磁场、电磁场的研究[M].北京：华东电力大学出版社，2002.

[3]GB4365-2003.电磁兼容术语[S].北京：中国标准出版社，1996.

[4]将明凯，刘思忠.论电磁场对环境的影响[M].北京：北京邮电大学出版社，2003.

作者简介：李兆宇（1991—），男，汉族，山东即墨人，绥化学院电气工程学院学生，研究方向：电磁场方向。