高頻電磁場具有較短的波長與皮膚穿透深度 (Skin Depths,其定義為穿透組 織之電磁場強度達原來 37%所需之距離),且一般的量測距離皆為近場量測,即 距離電磁場發生源數個波長內的距離,在此距離內,電磁場的結構可能很不均 勻,電場與磁場的最大值和最小值並不像在遠場 (far field) 狀況時呈現重疊現 象,因此,對於民眾電磁場暴露評估而言,除了為較高頻之暴露外,一般電場與 磁場必須分別量測。高頻電磁波其頻率介於 10MHz-3GHz,日常生活用到的通訊 設備,如微波爐、電腦螢幕、保全防盜設備。或其他醫用儀器,如磁振造影( MRI ),
以及電台與手機的基地台等工作者皆屬於接觸高頻電磁波範圍。而自 1990 年行 動電話使用 GSM/DCS 18000 數位式行動電話系統後,數位科技通訊系統便在全 世界廣泛應用。並由於基地台的增設,使得環境中無線電頻率電磁波
(radiofrequency)暴露量增加。最新發展的通訊業科技技術,如:通用移動通訊系 統的建立 (Universal Mobile Telecommunications System),也將造成環境中無線電 頻率電磁波暴露量增加。除了考量通訊科技所伴隨而來的無線電頻率電磁波暴露 之外,也應考量其他新穎科技伴隨來的無線電頻率電磁波暴露量,如:WLAN、
WiMax、或 Bluetooth。因此,近年來社會大眾對暴露於無線電頻率電磁波引起 健康效應問題感到關切,至今科學界雖然進行相當多的研究,且已有不少進展,
但仍然需要許多更明確的證據。因此許多研究學者開始針對電磁波可能導致健康 上不良的效應進行流行病學研究調查、人體試驗、動物實驗、及細胞實驗等研究。
因為電磁波功率強度有距離的平方成反比的特性,故過去電磁波暴露評估的流行 病學研究,對人體的電磁波暴露量的推估主要都是以人居住地位置與基地台的距 離,當作一暴露尺度,進行計算人體可能電磁波暴露量並與疾病進行相關性探 討。然電磁波強度衰減除了距離的平方成反比的特性外,亦深受天線高度、天線 角度、頻率範圍、地形起伏以及如:樹木、汽車、建築物、大型看板等,都會導 致電波訊號的衰減、干擾、遮蔽、中斷等問題。並且 Neubauer(2007)學者以功率 密度計實際測量實際環境中距離與電磁波強度的關係(圖 2-1),其研究結果發現 距離與電磁波的強度並無明顯相關,顯示過去的流行病學研究以距離當作人之電 磁波暴露量並不恰當。
圖 2-1 64 個 GSM 基地台鄰近地區之距離與電磁波功率關係圖
現今國際社會針對電磁波暴露之建議安全規範,大多遵循 ICNIRP 之導則訂 定;電磁波量測現階段大多遵循 ANSI/IEEEE Std 644-1994 電力頻率電磁場測量 與校正方法之標準與 IEEE Std C95.3-2002 射頻頻段電磁場(波)測量方法的建議 進行訂定。國際間目前並未有針對職場環境 ELF 或 RF 暴露評估之標準方法,
我國環保署環境檢驗所公告之「環境中(架空高壓線路、變電所、落地型變壓器) 電場與磁場檢測方法」與「環境中電磁波檢測方法─調頻調幅廣播電臺、無線電 視臺、行動電話基地臺」。前者主要是參考 ANSI/IEEE Std 644-1994 標準。有關 量測儀器的規範係完全依據 ANSI/IEEE Std 644-1994 標準。在量測程序方面則考 量我國輸配電線路型態特性後,尤其是人口密集區域的線路特性,對 ANSI/IEEE Std 644-1994 標準的建議稍加修正。此量測方法以 Institute of electrical and electronics engineers 為主要參考依據,配合實際量測所需,訂定實際可行之量測 方法。至於後者,主要採用全向性電磁場強度計感測頭搭配電磁場強度顯示器(包 含 Electromagnetic field strength meter/sensor/probe , RF radiation hazard meter/monitor/survey instrument 等,簡稱全向性電磁場強度計)為測量儀器,所有 量測點離地面的高度皆以 1 公尺為原則。針對每一個空間測量點,將記錄採單點 紀錄(Spot measurement),每 3-10 秒記錄一穩定數據。量測結果與行政院環境保 護署公告「非游離輻射環境建議值」比較,若超過「環境建議值」則採用天線與 頻譜分析儀(接收機)組成之量測系統進行量測及確認。亦可直接使用天線與頻譜 分析儀(接收機)組成之量測系統進行量測,以確定受測廣播電臺或行動電話基地 臺等在其周遭環境所產生的電磁波強度是否超過「環境建議值」。然而,不論 ANSI/IEEEE 644-1994、IEEE Std C95.3-2002、或我國之電磁波量測方法皆是針 對環境中電磁波進行量測,對人體實際電磁波暴露情形卻無法得知。
一個完善的世代流行病學研究,有以下數點因數要進行考量:
族群大小
研究族群人口學特性資料的完整度
暴露因子(包含可能潛在暴露因子)
暴露量測的正確性
干擾因子
疾病發生率/死亡率
研究追蹤的完整性(長度與完成率)
由上述可知暴露量測的正確性,將嚴重影響研究學者對族群是否導致錯誤的 分組,進而影響到研究結果的有效性。正確及有效的暴露評估工具,可有效地提 高流行病學研究的正確性及可靠性。因此,建立一可靠之電磁波人體暴露量測方 法與量化模式,乃是做為流行病學暴露評估研究之基礎。對於將來電磁波可能導 致人體健康上不良效應之流行病學研究,對於其研究結果的論述,將可大幅提高 其研究的可靠度。另外電磁波造成細胞或生物體健康上不良的效應依照目前的研 究顯示可區分為兩大類:
1. 熱效應危害:係指射頻電磁波對人體所造成皮膚紅腫、白內障、及男性不 孕等熱生理反應。
2. 非熱效應:係指射頻電磁波對細胞或生物體所造成 DNA 損傷、頭痛、及疲 勞等非熱生理反應。
目前國際間有關非游離輻射的管制標準大致相同,在射頻輻射部分以 1992 年美國 ANSI/IEEE 所訂之最大容許暴露標準為例,一般民眾對於行動電話基地 台天線所產生射頻輻射之最大容許暴露值為 0.57-1.2 mW/cm2;若是針對職場暴 露,上述標準則提高 4 倍。但必須注意的是,此規範是根據 30 分鐘之最高功率 密度而訂定,如果民眾是屬於連續暴露,此標準必須再降低為原標準之 1/5 以更
保守地規範民眾之射頻輻射暴露。
雖然目前的證據尚不足以證實高頻電磁場暴露對民眾有一致性危害的證 據,但至少顯示了相關的關聯性。依據 WHO 第 299 號文件顯示,ICNIRP 一直 致力於靜電磁場的暴露問題。對於職業暴露說,目前暴露限值的根據是避免在一 個靜電磁場中運動時產生眩暈和噁心的感覺。一般建議的限值是在工作日中職業 暴露為 200 mT 的時量平均值,最高限值為 2 T。一般公眾的連續暴露限值為 40 mT。同時國外研究顯示靜電磁場會影響身體內的心律調節器,這可造成不利的 直接健康影響。建議植有心律調節器、鐵磁植入器和植入電子器材的人應迴避超 過 0.5 mT 的靜電磁場。此外,還應注意防止因金屬物件突然被超過 3 mT 磁場的 磁體吸引而造成的傷害(WHO 299 報告,2006)。事實上許多傷害的發生是長期累 積之結果,雖然目前之研究結果無法證實其間之相關性,但面對電磁場有極高之 不確定性,國內應採取的原則應謹慎面對,應該先建立一些基本規範與量測能 力,並建立起預警制度。
電磁場量測並沒有國際一致認可的標準程序,但主要皆以 ICNIRP 導則為參 考,但各國之量測儀器往往因設計、數學計算模式及校正方法不同而造成量測上 有程度上不同的差異。國內對於較強的高頻電磁場(波)(100kHz-3GHz)之場所與 個人並無完整之暴露資料、健康調查及各種防護措施之方法尚未完整。國內目前 有本研究團隊於這幾年建立一套客觀的電磁場量測及採樣方法來研究國內特有 之電磁波暴露環境及型態,並可供相關單位檢驗─利用全向式電磁波偵測器及窄 頻式頻譜分析儀可量測個人於單位空間內之電磁波暴露濃度,並輔以時間活動模 式問卷可計算推估個人全天電磁波暴露總量與熱效應危害影響─探討環境中基 地台或其他各種電磁波來源對人體健康影響之研究。WHO 曾提出未來應針對兒 童或懷孕婦女特定身體器官可能遭受之射頻暴露,優先發展評估方法,以預先了 解其可能風險。所以本研究將針對台灣民眾暴露於射頻電磁場之暴露濃度進行量 測及流行病之關聯性進行探討,除了藉此建立射頻電磁場量測方法基準及相關評 估資料,並冀望建立電磁波暴露量與人體健康之間是否具部份關聯性。
Chatterjee 等人(1986)的研究顯示,頻率從大約 100 kHz 升高至 10 MHz 時,
高密度電磁場暴露的主要影響將從神經和肌肉刺激轉換到發熱上。頻率爲 100
kHz 時,主要感覺是神經出現麻刺感,而當頻率達到 10 MHz 時,皮膚就會變熱。
當頻率從 10 MHz 升高至 300 GHz 時,發熱就成爲吸收電磁能量的主要結果,溫 度升高超過 1-2 ℃可以對健康産生不良影響(ACGIH,1996)。而 Durney 等人(1985) 亦指出不同的頻率範圍對人體部位不同的影響。從大約 100 kHz 到低於 20 MHz 的頻率範圍,軀幹對能量的吸收作用隨頻率的降低快速減弱,明顯的能量吸收出 現在頸部和腿部;從大約 20 MHz 到 300 MHz 的頻率範圍,全身吸收的能量相對 較多,如果考慮身體局部(如頭部)的共振,所吸收的能量會更高;從大約 300 MHz 到幾 GHz 的頻率範圍,能量吸收會出現較明顯的局部性和不均勻特徵;超過 10 GHz 的頻率範圍,能量吸收主要發生在體表。
許多實驗室報告都顯示,當實驗動物如老鼠、狗以及靈長類動物等暴露於 10 MHz 以上的射頻電磁波而受到熱作用時會影響動物某些行爲以及生理反應。
如:熱敏感度以及體溫調節反應同時與下視丘和位於體表和體內的熱感覺器官發
如:熱敏感度以及體溫調節反應同時與下視丘和位於體表和體內的熱感覺器官發