警惕无损检测工作中的电磁辐射污染

摘要：本文就电磁辐射污染问题作了介绍，对于无损检测，特别是磁粉检测中存在的电磁辐射污染问题进行了计算，计算结果表明磁粉检测设备造成的电磁辐射污染大大超过了国家关于电磁辐射污染所允许的限值，认为应当引起无损检测人员以及政府和企业相关安全生产的管理人员的高度重视，应当采取适当措施以保障无损检测人员以及周围公众人员的身体健康。

关键词：无损检测环境保护电磁辐射污染

前言

    在无损检测工作中，例如放射性辐射造成的辐射危害、渗透检测中的有机溶剂、染料等对人体健康有不良影响、激光检测时的激光对人眼有伤害、荧光探伤中应用到的紫外线辐射对人眼睛、皮肤等有伤害作用...等等，都是已经众所周知，并且在相应的无损检测人员培训教材中都有提及并包括防护措施等。但是，对于磁粉探伤中存在的电磁辐射污染及其对人体的伤害却一直未见提及，磁粉探伤人员只知道工作时不能佩戴机械式手表，因为手表会马上被磁化失灵。实际上，早在20世纪70年代，苏联科学院杂志《探伤法》中就已经有研究文献提出磁粉探伤中产生的超强电磁场对人体存在危害，然而我国无损检测界以及相关的政府和企业安全生产管理人员至今并未给予重视。因此，本文就无损检测，特别是磁粉检测中的电磁辐射污染问题提出笔者的意见，并呼吁及早引起高度重视。

一什么是电磁辐射污染

    我们人类赖以生存的地球本身是一个大磁场，其表面的热辐射和雷电都可产生电磁辐射。此外，太阳及其他星球也自外层空间源源不断地产生电磁辐射。因此，我们人类一直是生活在电磁辐射的环境里。但是天然产生的电磁辐射对人体是没有损害的，对人体构成威胁、对环境造成污染的是人工产生的电磁辐射。

    电磁波充斥空间，无色无味无形，可以穿透包括人体在内的多种物质，人体如果长期暴露在超过一定强度(即安全卫生标准限值)的辐射剂量下，就会产生负面效应，细胞就会被大面积杀伤或杀死，并引起人体的不同病变和危害，这部分超过标准电磁场强度的辐射被称为电磁辐射污染。应该注意，电磁辐射和电磁污染是两个概念，电磁辐射虽无处不在，无时不在，但只有在电磁辐射超过一定强度（即安全卫生标准限值）后才形成。

    电磁辐射污染已被公认为是在大气污染、水质污染、噪音污染之后的第四大公害。联合国人类环境大会已将电磁辐射列入必须控制的主要污染物之一。

    电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应等。

    1．热效应：人体70%以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起机体升温，从而影响到体内器官的正常工作。

    2．非热效应：人体的器官和组织都存在微弱的电磁场（生物电磁场），它们是稳定和有序的，一旦受到外界强电磁场的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏，人体也会遭受损伤。

    3．累积效应：热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未来得及自我修复之前（人体自身具有一定的承受力-内抗力），再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生累积，久之会成为永久性病态，危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体，即使功率很小，频率很低，较微弱的电磁场，长时间也会产生辐射积累，也可能会诱发想不到的病变，这是应当引起警惕的。

    到目前为止，关于电磁辐射对人体危害的研究已经有较长的时间，国内外多数学者带有共识性的观点认为，电磁辐射对人体具有潜在危险。近年来，国内外对电磁辐射危害的相关报道不胜枚举，多种频率的电磁波，特别是高频电磁波和较强的电磁场作用于人体的直接后果是在不知不觉中导致人的精力和体力减退，常见的几种危害主要有以下7个方面

    1.长期处于高电磁辐射的环境中，会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变，极可能是造成患白血病的原因之一。

    2.电磁辐射污染会直接伤害人体的中枢神经系统、生殖系统、心血管系统、内分泌系统、免疫系统以及消化系统、循环系统和代谢功能，严重的还会诱发癌症，并会加速人体的癌细胞增殖，是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因。

    3.影响人的生殖系统，主要表现为男子精子质量降低，孕妇发生自然流产和胎儿畸形等。是造成流产、不育、畸胎等病变的诱发因素。

    4.电磁辐射对胎儿有不良影响（大脑组织发育，骨髓发育），是导致儿童智力残缺的影响因素之一。

    5.影响人们的心血管系统，表现为心悸，失眠，部分女性内分泌紊乱，月经失调，心动过缓，心搏血量减少，窦性心率不齐，白细胞减少，免疫功能下降等。如果装有心脏起搏器的病人处于高电磁辐射的环境中，会影响心脏起搏器的正常使用。

    6.眼睛属于人体对电磁辐射的敏感器官，过高的电磁辐射污染会引起视力下降，白内障等，从而对人们的视觉系统有不良影响，严重者可导致视网膜脱落。

    7.高剂量的电磁辐射还会影响及破坏人体原有的生物电流和生物磁场，使人体内原有的电磁场发生异常。

    值得注意的是，不同的人或同一个人在不同年龄阶段对电磁辐射的承受能力是不一样的，老人、儿童、孕妇就属于对电磁辐射的敏感人群。

二我国对电磁辐射污染的控制

    我国为了防止电磁辐射污染、保护环境、保障公众健康和促进电磁技术科学运用与技术发展，专门制定了国家标准对电磁辐射加以规范，包括高压输电线路、家用电器、电台、电视台和雷达站、微波站等发射天线甚至手机的电磁辐射都有了相关的标准控制，并有环境监测部门负责监控。例如：

    △1988年3月11日国家环境保护局发布了GB8702-88《电磁辐射防护规定》，规定电磁辐射的防护限值范围为100KHZ～300GHZ。最敏感段标准是公众为40微瓦/平方厘米。其中第2.2.5条规定：在频率小于100MHZ的工业、科学和医学等辐射设备附近，职业工作者可以在小于1.6A/M的磁场下8H连续工作。第4.2.1条规定：当电磁辐射体的工作频率低于300MHZ时，应对工作场所的电场强度和磁场强度分别测量。当电磁辐射体的工作频率大于300MHZ时，可以只测电场强度。在第2条“电磁辐射防护限值”的2.1款“基本限值”中规定对于职业照射：在每天8H工作期间内，任意连续6MIN按全身平均的比吸收率（SAR）应小于0.1W/KG，对于公众照射：在1天24H内，任意连续6MIN按全身平均的比吸收率（SAR）应小于0.02W/KG。

    △1989年《作业场所微波辐射卫生标准》被正式批准为国家标准，其限值为0.4毫瓦／平方厘米。

    △1989年批准的GB9175-88《环境电磁波卫生标准》以电磁波辐射强度及其频段特性对人体可能引起潜在性不良影响的下阈值为界，将环境电磁波容许辐射强度标准分为二级：
    一级标准为安全区（电磁波辐射值必须小于10V/M），指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群（包括婴儿、孕妇和老弱病残者），均不会受到任何有害影响的区域；新建、改建或扩建电台、电视台和雷达站等发射天线，在其居民覆盖区内，必须符合“一级标准”的要求。

    二级标准为中间区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作和生活的一切人群（包括婴儿、孕妇和老弱病残者）可能引起潜在性不良反应的区域；在此区内可建造工厂和机关，但不许建造居民住宅、学校、医院和疗养院等，已建造的必须采取适当的防护措施。

    超过二级标准地区（电磁波辐射值超过40V/M），对人体可带来有害影响；在此区内可作绿化或种植农作物，但禁止建造居民住宅及人群经常活动的一切公共设施，如机关、工厂、商店和影剧院等。

    △1997年3月25日，国家环保局第十八号局令发布的《电磁辐射环境保护管理办法》中第十一条规定：从事电磁辐射活动的单位和个人建设或者使用《电磁辐射建设项目和设备名录》(见附件)中所列的电磁辐射建设项目或者设备，必须在建设项目申请立项前或者在购置设备前，按本办法的规定，向有环境影响报告书(表)审批权的环境保护行政主管部门办理环境保护申报登记手续。在附件：“电磁辐射建设项目和设备名录”的第二项“工频强辐射系统”第2条中包括“电流在100安培以上的工频设备”，要求“建设上列电磁辐射建设项目应在建设项目立项前办理环境保护申报登记手续，使用上列电磁辐射设备应在购置设备前办理环境保护申报登记手续。”

    此外，国家电力公司也对电力系统运行中的高电压设备等有相关电磁辐射方面的控制规定。

三在磁粉探伤工作中的电磁辐射污染

    尽管我国对于电磁辐射污染问题已经有了一些相关的监控管理措施，但是在无损检测行业中，特别是对于磁粉探伤工作中的电磁辐射污染，尚未引起有关生产安全部门甚至探伤操作人员自身的重视，笔者现就我国目前应用最广泛的磁粉探伤设备，通过计算来予以说明：
    我国目前常用的国产床式磁粉探伤机的规格见表1。

型号类别输出周向磁化电流1 电源输入电流2
1000 1000A 380V50Hz 20~80A
2000 2000A 380V50Hz 30~250A
3000 3000A 380V50Hz 50~80A
4000 4000A 380V50Hz 80~400A
5000 5000A 380V50Hz 120~150A
6000 6000A 380V50Hz 150~880A
9000 9000A 380V50Hz 550~800A
10000 10000A 380V50Hz 250~900A
12000 12000A 380V50Hz 600~800A
15000 15000A 380V50Hz 750~1500A
20000 20000A 380V50Hz 550~1200A
30000 30000A 380V50Hz 850A


    注1：这里只列出输出周向磁化电流，用于对被检工件直接通电，电流值为峰值电流；
    注2：随各生产厂家的设计不同，有不同的耗电功率，因此需要的输入电流（有效值）不同。

    下面计算所应用的公式是依据《物理计算手册》（[美]J.J.图马著黄振岗译新时代出版社1985年9月第1版统一书号15241.58）：

    通电长直线导体在周围介质中产生磁场的磁通量密度B=μI/2πr，单位：特斯拉（牛顿/安米），式中：I-电流，安培；r-B与直线轴的距离，米；μ-介质的磁导率，牛顿/安培2，真空中的磁导率μ0=4πx10-7牛顿/米2，因为空气对真空的相对磁导率μr=1.0000031，因此这里取空气的μ近似为4πx10-7牛顿/安培2。

    磁场强度H=B/μ，单位：安/米。

    下面是以磁粉探伤操作人员站立位置距离被磁化工件0.5米为条件，从直接通电磁化（周向磁化）电流值、空气磁导率计算得到的结果列表：

       周向磁化电流值
       距离被磁化工件0.5米处的磁场强度
       I=10000A   3183安/米
       I=6000A     1910安/米
       I=2000A       637安/米
       I=1000A       318安/米
       I=500A         159安/米
       I=5A              1.6安/米（GB8702-88标准限值）

    虽然磁粉探伤中使用的是工频（50Hz）电源，但是产生的电磁场强度是非常大的，由上述计算结果可以看出，在磁粉探伤作业中的操作人员，甚至包括进行手工电弧焊的电焊工承受到的电磁辐射都大大超过了GB 8702-88《电磁辐射防护规定》第2.2.5条“在频率小于100MHZ的工业、科学和医学等辐射设备附近，职业工作者可以在小于1.6A/M的磁场下8H连续工作”的规定限值。《电磁辐射环境保护管理办法》中也明确规定“电流在100安培以上的工频设备”应作环境保护申报。

    在采用连续法磁化时，操作人员要在边通电的情况下边向被检工件手工浇淋磁悬液，此时操作人员与正在通电的被检工件的距离更近，承受到的电磁场强度还要更大。

    另外，虽然磁化操作中的通电时间一般仅有0.5~1秒（连续法的通电时间还会稍长一些），但是考虑到操作人员每个工作班的检测工作量，其承受超大剂量电磁辐射的累积效应影响就不可忽视了。

四其他无损检测工作中的电磁辐射污染

    除了上面已经具体用计算证明的磁粉检测中的电磁辐射污染外，其实涡流检测中的磁饱和装置也能产生很强的电磁场，还有模拟式超声波探伤仪的示波管（阴极射线管）对人体也有电磁辐射影响，类似于电视机的电磁辐射（据本人在70年代对一部分长期专业从事超声波检测人员的随机调查了解到一个普遍存在的现象是血压偏低，包括本人在内），还有无损检测中应用的微波检测等，这些都能够造成电磁辐射污染。由于没有使用仪器进行具体测量，因此尚无法定量地评估这些设备的电磁辐射严重程度。

五防止电磁辐射污染的措施

    由于磁粉探伤的工作特点，操作人员不可能通过远离辐射源的方法来减少对人体的辐射，因此对于从事磁粉探伤工作的人员来说：

    首先应当注意加强体育锻炼，增强自身抵抗力：同样能量的辐射，对不同的人产生的影响是不同的，抵抗力强的人其人体自我恢复能力要比抵抗力弱的人大很多。

    多食用胡萝卜、豆芽、西红柿、油菜、海带、卷心菜、瘦肉、动物肝脏等富含维生素A、C和蛋白质的食物，加强机体抵抗电磁辐射的能力。

    笔者的个人经验还包括睡眠时应该采取“头北脚南”的方向来顺应地磁场方向，有助于被扰乱的人体自身生物磁场的恢复。

    在劳动生产安全方面，应当为磁粉探伤工作人员配备防电磁辐射的服装（内含有金属成分，可以对电磁辐射有一定阻挡作用）、电磁辐射防护眼镜等以有效防止电磁辐射。

    对于从事磁粉探伤工作的人员应定期进行身体健康检查（在20世纪70年代，由于磁粉探伤机的通电夹头是铅板，大电流通电时有可能因为夹头与工件接触不良而发生“打火”（电弧），产生有毒害性的铅蒸汽，所以体检时只是通过验尿检查有没有因为吸入铅蒸汽导致的铅中毒，实际上电磁辐射污染可能造成的人体损伤方面并没有相应的检查项目），对于孕妇、装有心脏起搏器的人员应禁止其参与具体的磁粉探伤操作。

    应当把从事磁粉探伤工作的人员列入“有害身体健康的职业”范畴，享受相应的劳动保护福利（例如保健津贴、工作时间、退休年限等）。

    在安装运行磁粉探伤设备时，应当按照《电磁辐射环境保护管理办法》中的规定办理环境保护申报，应由环境监测部门或者自行使用测量仪器确认安全距离，采取设置有效屏蔽电磁辐射的防辐射屏，防辐射窗帘，防辐射玻璃，以及保证磁粉探伤设备的框架与外壳良好接地等措施，减少对磁粉探伤设备周围工作的非磁粉探伤人员（公众人员）造成的电磁辐射污染。

六结束语

    综上所述，笔者认为应该高度重视无损检测特别是磁粉检测中的电磁辐射污染问题，为保障无损检测人员以及磁粉探伤设备周围公众人员的身体健康，政府和企业各有关生产安全部门应当积极制定有关的安全防护规定和采取有效的防护措施，同时作为从事磁粉探伤工作的人员本身也应当正确认识到电磁辐射污染的危害并做好自身的安全防护。

通讯员：羽轩转载