国际非电离辐射防护委员会限制电磁场曝露导则100kHz300GHz.pdf

前言前言随着公众对电磁场中人体健康影响的关注，ICNIRP（国际非电离辐射防护委员会）于 1998 年起开始发布人类曝露于最高达 300 GHz 的时变电磁场的导则。基于此导则，众多科学机构展开了电磁场应用技术及电磁场与人体健康之间关系的研究。本书为 ICNIRP 的限制电磁场曝露导则 2020 年修订版本，阐述了曝露在 100kHz-300GHz（以下简称“射频”）频段范围内人体曝露的机理、依据以及保护措施。本书分为正文、附录、历年导则解读三部分内容。正文部分共五个章节，第一章节引言为全书的集中概括，第二章节指出了本导则的目的和范围，第三章节分析了限制射频曝露的原理，第四章节阐明了其科学依据，第五章节提出了射频电磁场接触限值导则，对 100kHz-300GHz 频段范围内电磁场人体防护提出了相应的措施和科学建议。中文版国际非电离辐射防护委员会限制电磁场曝露导则（2020 版）由浙江省辐射环境监测站（生态环境部辐射环境监测技术中心）编译委员会编译完成，译审委员会巫彤宁（中国信息通信研究院）、陈光弟（浙江大学）、周峰（中国信息通信研究院）、徐辉(华信咨询设计研究院有限公司)、石丹(北京邮电大学)等行业内专家对中文译稿进行了最终审定。本书在编译过程中得到了ICNIRP的大力支持与帮助，译者于2020年8月以电子邮件形式向ICNIRP发起了关于本导则的电子平台官方发布授权申请；2020 年 10 月，ICNIRP 秘书处 Karine Chabrel 女士向译者寄送了 ICNIRP 电子平台官方发布授权书。在此期间，国内多位电磁环境保护领域相关专家也对本译文的内容进行了审读并提出了宝贵意见，在此一并致以诚挚的谢意。本书可供环保、卫生、建设、规划、法律等相关部门的监管人员；电磁环境保护、疾病控制与预防、生物电磁学等领域的研究人员；从事电力和电气规划、设计、建设、运行等相关的管理人员和技术人员阅读使用。也可供关心电磁环境与健康关系的高等院校师生和具有一定专业基础的公众参考。限于译者水平，书中难免存在错误和不妥之处，敬请读者批评指正。本中文译稿在浙江省辐射环境监测站（生态环境部辐射环境监测技术中心）网站（）上供各界人士阅读参考并可免费下载。郑重申明，本中文译稿不得以任何形式出版获利，如出版获利，则必须征得 ICNIRP 和英文出版者的授权并注明译者姓名。译者2021 年 6 月目录目录国际非电离辐射防护委员会限制电磁场曝露导则(100 kHz-300 GHz).1一、引言.1二、目的和范围.1三、限制射频曝露的原理.1四、限制射频曝露的科学依据.3五、射频电磁场接触限值导则.9参考文献.21附录 A：剂量学背景.25一、简介.25二、量值和单位.25三、特定能量吸收率（SAR）和特定能量吸收（SA）.25四、吸收功率密度（Sab）和吸收能量密度（Uab）.26五、入射功率密度（Sinc）和入射能量密度（Uinc）.27六、相关生物物理机制.27七、参考水平的推导.34参考文献.39附录 B：健康风险评估文献.46一、简介.46二、脑生理学和功能.46三、听觉、前庭和视觉功能.48四、神经内分泌系统.49五、神经退行性疾病.49六、心血管系统、自主神经系统和温度调节.49七、免疫系统和血液学.50八、生育、生殖和儿童发育.50九、癌症.51十、总结.52参考文献.531国际非电离辐射防护委员会限制电磁场曝露导则国际非电离辐射防护委员会限制电磁场曝露导则(100 kHz-300 GHz)摘要：摘要：射频电磁场被用于许多现代设备，包括移动通信基础设施、电话、Wi-Fi 和蓝牙。由于高功率射频电磁波会对人体健康产生有害影响，ICNIRP 于 1998 年发布了人类曝露于最高达 300 GHz 的时变电磁波的导则，射频电磁场频谱也被包括在其中。此后，已经有相当多的科学机构进一步阐述了关于射频电磁场和有害健康影响之间的关系，以及射频电磁场应用技术的重大发展。因此，ICNIRP 更新了 1998 年版导则中的射频电磁场部分内容。本文将介绍本修订导则，这将为人体曝露在 100 kHz-300 GHz 频段范围内电磁场提供保护。一、引言一、引言本导则描述的是曝露在 100kHz-300GHz（以下简称“射频”）频段范围内电磁场中的人体保护措施。本文取代了 ICNIRP（1998）射频导则的 100 kHz 至 300 GHz 频段部分，以及 ICNIRP（2010）低频导则 100 kHz 至 10 MHz 频段部分。虽然这些导则是基于反映当前最好科研水平的成果，但它们仍有一定的局限性，并对制定暴露限值产生影响。因此，随着相关科学知识日新月异的进步，本导则将定期修订和更新。本文描述了导则及其基本原理，附录 A 提供了有关剂量学的进一步细节描述，附录 B 提供了对生物和健康效应的进一步细节描述。二、目的和范围二、目的和范围本导则的主要目的是制定电磁场曝露的限制导则，为公众提供高水平的保护，使其免受由于短期和长期、连续和不连续的射频电磁场曝露造成对健康的不利影响。但是，有些曝露场景超出了这些导则的范围。医学诊疗过程会利用电磁场，金属植入物可改变或干扰人体内的电磁波，进而可直接（通过场与组织之间的直接相互作用）和间接（通过中间传导物体）影响人体。例如，射频消融术和热疗都被用作医疗手段，射频电磁场可能因为存在有源植入式医疗设备（请参阅 ISO 2012）或由于存在导电植入物而被无意干扰，间接造成伤害。由于医疗程序依靠医疗专业知识来权衡潜在危害与预期效益，ICNIRP 认为，由具备合格行医资质的医生管理的此类曝露（即对患者、看护者和抚慰人员，如有相关，包括胎儿的曝露管理），以及在医学诊疗流程中导电材料的应用，均超出了本导则的规范范畴（更多信息，请参阅 UNEP/WHO/IRPA1993）。类似的，鉴于志愿者研究是在机构伦理委员会在考虑潜在的利害关系后获批进行的，这类研究的参加者也被排除在本导则所涉及范围之外。但是，临床和研究场景中的职业曝露个体被定义在本导则范围之内。美容疗程也可以利用射频电磁场。ICNIRP 认为，由于美容而曝露于射频电磁场的人群，如果没有受到合格的医学执业人员的管控，则应遵守这些准则；任何涉及潜在豁免的决定都属于国家监管机构的职责范畴。射频电磁场还可干扰电气设备（不仅是植入式医疗设备），导致设备故障，从而间接影响健康。这种现象被称为电磁兼容，这不在本导则涉及的范围内（有关更多信息，请参阅 IEC 2014）。三、限制射频曝露的原理三、限制射频曝露的原理导则特别量化了个人曝露的电磁场水平。遵守这些标准旨在保护人们免受已被证实的2射频电磁场曝露的有害影响。为了测定这些曝露水平，ICNIRP 首先对已发表的有关射频电磁场曝露对生物系统产生影响的科学文献进行了鉴别，并明确了其中哪些是既有有害人体健康又有科学依据的效应。特别是后面一条是重点，因为 ICNIRP 认为，一般而言，射频电磁场反映出来的对于有害健康效应需要被独立验证，具备充足的科学质量且符合当前的科学认知，以便用于作为制定曝露限值的“证据”。在本导则内，“证据”一词将在全文中使用，而“已证效应”则用于描述满足本证据定义的已知的效应。在判定对健康有害影响时，凭借诸如此类的证据可以确保曝露限制是基于真实可靠的结果，而不是毫无依据的判断。当然，如果有足够充分的其它知识（例如有助于理解相关生物相互作用机制的知识）可以合理解释有害健康效应的发生，那么可以适当的放宽以上这些要求。对于每个已被证实的效应，ICNIRP 确定的“有害健康效应阈值”；也就是引起健康效应的最低曝露水平。对于典型的曝露场景和人群来说，这些导出的阈值是非常保守的。对于在射频健康文献中无法明确获得的阈值，或者与射频健康文献无关的证据已经（间接）表明，危害程度可能会低于“电磁场得出的阈值”，ICNIRP 设置了一个“干预阈值”。这种基于曝露的主要效应（例如，加热）和健康效应（例如，疼痛）关系的附加学科知识，可提供一个导出限制值的干预等级，从而达到相适应的保护水平。根据 ICNIRP 先前的导则，将降低因子应用于阈值(或干预阈值)，以提供曝露限值。降低因子考虑了人群中的生物差异性（如年龄、性别）、基线情况的差异性（如组织温度）、环境因素的差异性（如空气、温度、湿度、衣着）、与推导曝露值相关的剂量学不确定性、与健康科学相关的不确定性及更普遍的保守估计。这些曝露限值被称为“基本限值”。这种限值与由射频引起的健康有害效应相关的物理量密切有关。其中一些是体内曝露的物理量，无法轻易测量，因此从基本限值中得出了更易于估算的量（称为“参考水平”），以提供更实用的方法来表征与导则的符合程度。参考说已被赋予与基本限值等效的保护等级。因此，如果曝露低于相关的基本限值或相关参考水平，则视为符合导则。值得注意的是，由基本限值引起曝露结果与参考水平之间的相对一致性可能因一系列因素而异。在相对保守的情况下，参考水平是在最坏曝露条件下导出的（在实际中极不可能发生），这将导致它产生与基本限值规定的相似曝露量。因此，绝大多数情况下，遵守参考水平将导致大大低于相应的基本限值所允许的曝露。请参阅“参考水平”一节，了解更多详细信息。该导则区分了职业曝露和普通公众曝露人群。职业曝露个体被定义为与其职业相关的受控条件下曝露的、接受过潜在射频电磁场风险防护培训的并采取适当的减缓危害的措施以及对于此类伤害具备感知和行为能力的成年人。职业曝露工作人员还必须遵守涉及上述信息和保护相适应的健康和安全计划。普通公众的定义是指所有年龄段及不同的健康状况的个体，这其中包括易感人群，以及可能不了解或无法控制接触曝露电磁场的人群。这些差异表明，有必要对普通公众提出更严格的限值要求，因为它们很难接受适合的防护培训，或者没有足够的能力进行自身防护。当职业曝露人群可以对所有已知风险合理的筛查，且开展相适的防护培训时，其面临的风险不会比普通公众大。需要注意的是，无论在何种曝露情况下，普通公众都将遵守公众限值要求。如上文所述，在制定 ICNIRP 导则方面涉及许多环节。ICNIRP 对每一个步骤都采取保守的方法，以确保即使大幅超标情况下，其限值也能具有保护作用。例如，有害健康效应的选择、假定的曝露场景、降低因子的应用和参考水平的推导都是保守的。因此，曝露水平的防护程度可能比仅考虑降低因子（仅代表导则中的一个保守因素）所建议的防护程度要大。目前为止，尚无证据表明，采取其它预防措施将有利于人民的健康。3四、限制射频曝露的科学依据四、限制射频曝露的科学依据(一)100kHz 至至 10MHz 电磁场频段范围：现行和其它电磁场频段范围：现行和其它 ICNIRP 导则之间的关系导则之间的关系尽管在 100 kHz 至 10 MHz 的频段范围，现行导则替代了 ICNIRP（2010）导则中的内容，但 ICNIRP（2010）导则中有关电磁场对神经刺激的直接效应和相关限值的研究在此文中不再作分析。取而代之的是，当前导则评估过程包括了除 100 kHz 至 10 MHz 的神经刺激的直接效应并包括了 10 MHz 至 300 GHz 的所有不利健康效应。2010 年导则中与神经刺激直接效应相关的限值内容已被直接加入到本导则中，形成最终的限值准则。因此，本文未提供与直接刺激神经有关的健康和剂量学方面的分析。【更多信息见 ICNIRP（2010）】。(二二)数量量值、单位和相互作用机制数量量值、单位和相互作用机制本节简要概述电磁量值和单位，以及它们与人体相互作用的机理。与导则相关的剂量学方面的详细描述见附录 A“数量和单位”一节。射频电磁场包含振荡电场和磁场；每秒的振荡次数被称为“频率”，用单位赫兹（Hz）表示。场从源传输能量，且随着远离源的方向传播，用单位瓦特（W），相当于单位时间（t）的焦耳量（J，能量的度量）。当场作用于材料时，它与材料中的原子和分子相互作用。当生物体曝露于射频电磁场时，一些能量会被身体反射回去，而一些能量则会被吸收。这导致了体内电磁场的复杂模式，这在很大程度上取决于电磁场的特性以及生物体的物理性质和外形。射频电磁场影响人体的主要因素是电场。人体内的电场被称为感应电场（Eind，以伏特/米为单位；V m-1），它们以不同的方式对人体健康产生潜在的影响。首先，体内的感应电场对极性分子（主要是水分子）和自由移动的带电粒子（如电子和离子）都施加力。在这两种情况下，一部分电磁场能量转化为动能，迫使极性分子旋转，同时带电粒子以电流的形式运动。由于极性分子的旋转和带电粒子的运动，它们通常会与其它极性分子和带电粒子发生相互作用，导致动能转化为热能。这种热能在许多方面会对健康产生不利影响。其次，如果感应电场低于约 10MHz 频率且足够强，则它可以施加足以刺激神经的电场力；如果感应电场足够强且持续时间足够短（如脉冲低频电磁场），可以产生足以引起生物膜的介电击穿的电场力，类似于直流电（DC）电穿孔过程（Mir 2008）。从健康风险的角度来看，我们通常对生物组织吸收多少电磁场功率感兴趣，因为这在很大程度上是造成上述热效应的原因。这通常被描述为相关剂量的函数。例如，6 GHz 以下的电磁场可以渗透到组织内部的（因此需要考虑深度），这通常用“比吸收率”（SAR）来描述，它是单位质量的吸收功率（W kg-1）。相反，在 6GHz 以上的电磁场更多的被表浅地吸收（与深度相关性不大），这通常用“吸收功率密度”（Sab）来描述，它是单位面积上的吸收功率（W m-2）。在导则中，SAR 被指定为基于不同质量，更好匹配特定的对健康不利影响的量；SAR10g表示在每 10g 立方体组织质量上吸收的功率（按每千克组织计算），而全身平均 SAR 表示在整个身体上吸收的功率（按每千克组织计算）。类似地，在不同区域的吸收功率密度被约定为电磁场频率的函数。在某些情况下，能量沉积率（功率）与总能量沉积的相关度不高。在热扩散时间不充足的情况下，可能会出现短暂曝露。在这种情况下，比系数能（SA，单位为 J kg-1）和吸收能量密度（Uab，单位为 J m-2）分别适用于 6 GHz 以下和 6GHz 以上的电磁场。在导则中，SAR、Sab、SA、Uab和 Eind是用于基本限值的特定物理量。由于用于基本限值的量值可能难以测量，因此还指定了更易于评估的量值作为参考水平。与本导则相关的参考水平量值为入射电场强度（Einc）和入射磁场强度（Hinc）、入射功率密度（Sinc）、平面波等效入射功率密度（Seq）、入射能量密度（Uinc）和平面波等效4入射能量密度（Ueq）。上述所有量值测量均在可体外进行，同时体内电流 I 以安培（A）为单位。基本限值和参考水平的单位如表 1 所示，所有相关术语的定义在附录 A“数量值和单位”章节有具体描述。表表 1.本导则中使用的物理量和相应的国际单位制单位本导则中使用的物理量和相应的国际单位制单位物理量符号单位吸收能量密度Uab焦耳/平方米（J m-2）入射能量密度Uinc焦耳/平方米（J m-2）平面波等效入射能量密度Ueq焦耳/平方米（J m-2）吸收功率密度Sab瓦特/平方米（W m-2）入射功率密度Sinc瓦特/平方米（W m-2）平面波等效入射功率密度Seq瓦特/平方米（W m-2）感应电场强度Eind每米电压（V m-1）入射电场强度Einc每米电压（V m-1）入射电场强度Eind每米电压（V m-1）入射磁场强度Hinc每米安培数（Am-1）比吸收能SA焦耳/千克（J kg-1）比吸收率SAR瓦特/千克（W kg-1）电流I安培（A）频率f赫兹(Hz)时间t秒(s)斜体符号表示变量；量值以标量形式描述，因为方向不参与基本限值或参考水平的导出运算。(三三)射频电磁场的健康研究射频电磁场的健康研究为了设定安全的曝露水平，ICNIRP 首先要确定射频电磁场是否有损害健康的证据。同时，对于每种已明确的对健康的不利影响，都应确定相互作用机理和引起伤害所需的最低曝露量（如有）。这些信息主要来源于涉及射频电磁场和健康相关的主流国际文献综述。这包括世界卫生组织（WHO）发布的关于射频辐射曝露的深入综述，该综述已以健康技术草案文件（WHO 2014）的形式发布。欧盟新兴消费及健康风险评估科学委员会（SCENIHR2015）以及瑞典辐射安全局（SSM 2015、2016、2018）的报告。这些报告涵盖了大量文献的回顾和研究，从实验研究到流行病学，包括对儿童健康和对射频电磁场敏感人群的关注。作为这些报告的补充，ICNIRP 还关注了自这些综述发表以来的研究。附录 B 提供了这些文献的简单摘要，并提供了主要结论。如附录 B 所述，除了神经刺激（详见 ICNIRP 2010），射频电磁场可通过两种主要生物效应影响人体：膜通透性变化和温度升高（温升）。热效应与健康之间关系的知识也很重要，即使是独立于射频电磁场的文献，也是十分重要的，因此也将他们记录在附录 B 中。ICNIRP 认为这很有必要，因为绝大多数的射频电磁场健康研究都是使用明显低于对不利健康影响的曝露进行的，而通过已知的相互作用机制本身对健康产生不利影响的阈值研究相对较少。因此，射频健康文献可能不够全面，因而无法精准判明阈值。相反，如果有更丰富的文献阐明健康与主要生物效应之间的关系，这对导则的制定是大有帮助的。比如，如果有热生理学文献能证明，局部某强度的温度升高会造成伤害，但尚未发现已知会产生类似温度升高的射频曝露造成的危害，那么也有必要考虑此类热生理学文献。ICNIRP 指的是从其它文献中获取的阈值，如干预不利健康影响阈值。值得注意的是，当干预阈值低于（更保守）在射频文献中被证明对健康有不利影响的阈值时，或者当射频文献没有提供足够的证据来推断有害健康影响阈值时，必须使用干预5阈值。为了确定阈值，所有射频电磁场曝露对健康的不利影响都需要考虑到，包括“低水平”和“非热效应”的影响，以及包括尚未阐明的机制。同样，由于没有证据表明连续的（如正弦）和不连续的（如脉冲）电磁场会导致不同的生物效应（Kowalczuketal.2010；Juutilainental.2011），这些曝露类型之间没有理论上的区别（所有对健康产生不利影响的曝露主要基于以往经验）。(四四)射频电磁场对健康影响的阈值神经刺激。射频电磁场对健康影响的阈值神经刺激。曝露在电磁场中，人体内会产生电场，在高于 10 MHz 频率，电磁场会刺激神经（Saunders 和 Jeffreys，2007）。这种刺激效应随着频率的变化而变化，通常在 100kHz 左右频率下会有“刺痛”的感觉。随着频率的增加，热效应起到主导作用，神经刺激的可能性降低；在 10 MHz 时，电场的效应通常被描述为“温暖”效应。ICNIRP 低频导则（2010）一文详述了感应电场的神经刺激。细胞膜通透性变化。细胞膜通透性变化。当（低频）电磁场发射脉冲时，其能量分布于包括射频电磁场（Joshiand Schoenbach 2010）在内的一系列频率范围内。如果脉冲足够强烈且短暂，曝露于由此产生的电磁场可导致细胞膜通透性改变，进而导致其它细胞变化。然而，尚无证据表明，电磁场脉冲的射频频谱分量（不含低频成分）足以引起细胞膜的通透性变化。ICNIRP（2010）导则（此处使用）中有描述，神经刺激的限值足以确保不发生细胞膜通透性的变化，因此对于此类射频电磁场的曝露无需进行额外的防护。在 18 GHz 连续波曝露的情况下，膜通透性也显示出变化（例如 Nguyen 等，2015）。这一点仅在体外得到证实，而且其影响需要非常高的曝露水平（约 5 kW kg1，历经多分钟），远超造成热致伤害所需的水平（见“温升”一节）。因此，此处不特别针对这种效应的限值防护进行详细描述，因为“温升”一节中旨在防止较小的温度上升的限值进行详细的描述。温升。温升。射频电磁场可以在体内产生热量，同时要将这种热量保持在安全水平是很重要的。但是，从附录 B 中可以看出，目前还缺乏使用充足能量致热效应的射频曝露的相关研究。特别值得注意的是，尽管偶尔显示出曝露（以及由此引起的温度升高）会造成严重伤害，但文献中缺乏造成伤害所需最低曝露的伴随证据。有大量证据表明，对于非常低的曝露水平（如在 ICNIRP（1998）基本限值内），产生的热量不足以造成伤害。但对于高于ICNIRP（1998）基本限值水平的曝露水平，目前研究有限。有充分的理由表明，低于引起上述温升限值的射频电磁场曝露不会引起健康损伤。因此，ICNIRP 将这些较低的温度作为其限值导则的依据（见“射频电磁场健康研究”一节）。值得注意的是，这些导则通过限制射频电磁场曝露来控制温度升高的限值而不是设立绝对温度的限值，而健康影响主要与绝对温度有关。使用此策略是因为限制绝对温度是不可行的，这取决于许多超出这些导则范围的因素，如环境温度、衣服和工作效率。这意味着，如果曝露导致特定的温度升高，这可能会增加，而不是影响，或者说是损害健康取决于一个人的初始温度。例如，如果一个人很冷，温和的暖气可以使人感到愉快，但如果他们已经很热，则会令人不快。因此，设置这些限值是为了避免温度“显著”升高。“显著”是考虑到潜在危害和正常生理温度变化。这些导则区分了稳态温升（温度缓慢上升，从而使热量散发到较大质量的组织上，并允许热调节过程抵消温度上升）和短暂的温度上升（这种情况可能没有充足的时间进行热量消散，这可能导致在吸收相同的射频能量的情况下小区域内温度升高更大）。这种区别表明需要分别评估稳态和短暂曝露时间。(五五)稳态温升稳态温升身体核心温度。身体核心温度。身体核心温度是指身体内部深层的温度，如腹部和脑部，以及由性别、年龄、当日时间、工作效率、环境条件和体温调节等多种因素作用引起的的温度显著变化范围。例如，虽然平均身体核心温度约为 37（在“常温”范围），但超过 24 小时生理周6期的变化幅度通常高达 1（Reilly 等，2007）。随着热负荷的增加，诸如血管舒张和出汗的体温调节功能可以限制身体核心温度的升高。这一点很重要，因为一旦身体核心温度升高超过大约 1（称为“体温过高”），就会产生各类的健康影响。例如，高温会增加事故风险（Ramsey 等，1983），在身体核心温度 40的情况下可能导致致命性的中暑症状（Cheshire 2016）。详细的导则内容适用于最大程度地减少职业环境中与高温相关的不利健康风险（ACGIH 2017）。这些措施旨在改善工作环境，以使身体核心温度保持在正常体温+1范围内，并且由于一系列可能影响核心温度的变量，需要对每种特定情况有充分的了解。如附录 B 所述，仅当温度上升超过 1时，才会出现由于射频电磁场导致人体核心温度升高引起的伤害，但没有对健康不利影响的特定阈值的明确证据。由于现有文献的局限性，ICNIRP 采用保守的温升值作为干预不利健康影响阈值（ACGIH 2017 的 1升高）。特别需要引起注意的是，身体核心温度升高 1，会引起生理学上的显著变化。这种变化是身体正常的热调节反应的一部分（如 Van den Heuveletal 等，2017），但这并不代表会对健康产生不利影响。最近一系列用于不同对象的理论建模和实验研究显示，在热中性条件下（28，裸露，静息态），曝露于 100 kHz 至 6 GHz 范围内的全身平均 SAR 约为 6 Wkg-1的强度 1 小时以上，会引起成年人人体核心温度升高 1。由于儿童的散热效率更高，因此要达到这样的温度上升，需要更高的 SAR 值（Hirata 等，2013 年）。然而，鉴于有限的可用测量数据，ICNIRP 采用了相对保守的立场，使用每 30 分钟，4 W kg-1作为对应于 1的身体核心温度上升的射频电磁场曝露水平。30 分钟的平均时间用于计量达到稳态温度所需的时间（有关更多详细信息，请参见附录 A，“时间平均考虑”部分）。举一个例子作为比较，一个成年人在静息时消耗约为 1Wkg-1（Weyandetal.2009），站立时约为 2 Wkg-1，跑步时约为 12 Wkg-1（Teunissental，2007 年）。随着电磁场的频率增加，身体的曝露和由此产生的热量会变得更为表浅化，超过 6GHz，这种发热主要在皮肤内。例如，在频率 6 和 300 GHz 时，86%的能量分别在距表面8 和 0.2 毫米处被吸收（Sasaki 等.2017）。与深层组织中的热量相比，表层组织中的热量更容易从体内排出，因为热能更容易传递到环境中。这就是为什么传统上防止身体核心温度上升的基本限值仅限于 10 GHz 以下（例如，ICNIRP 1998）。然而，研究表明，高于 300GHz 频率范围（例如红外辐射）的曝露会使人体核心温度升高到超过上述 1不良健康影响阈值（Brockow 等人。2007 年）。低频的红外辐射仍在本导则覆盖的范围之内，它会导对致真皮的加热，真皮内广泛分布的的血管网可以将这种热量输送到身体深处。因此，在6 GHz 以上，有必要防止身体核心温度升高。在 6-300 GHz 频段范围，ICNIRP 没有关于电磁场对身体核心温度产生影响的评估研究，也没有证明它有害的研究。然而，作为一种保守的测量方法，在最高至 6 GHz 频段范围，ICNIRP 使用 4 Wkg-1对应不利健康影响阈值，对于6GHz-300GHz 的频率范围，阈值也是如此。作为这个保守值的支撑，已经证明，在身体一侧 1260 W m-2（入射功率密度）红外辐射曝露会导致 1的身体核心温度升高（Brockow 等，2007）。如果我们将其与一个曝露面积在 1 m-2且无皮肤反射情况的 70 公斤成人关联起来，则将导致约 18 Wkg1的全身曝露剂量；这远高于 6 GHz 以下的电磁场 4 Wkg-1的曝露水平，该水平代表 1的体核温升。另外一种保守的做法是，借鉴 Brockowetal 等研究，使用隔热毯减少散热，但该方法会低估典型场景下的曝露造成的核心温度上升。局部温度。局部温度。除了身体核心温度，过度的局部加热效应会导致疼痛感和热损伤。大量文献表明，皮肤长时间接触温度低于 42的环境不会导致皮肤细胞损伤（例如，Defrinal 等，2006）。如附录 B 所述，这与射频电磁场对皮肤热效应的限值数据一致如，Walters 等（2000）7描述了在 43，94 GHz 的曝露情况下的疼痛感阈值,对于渗透到保护性表皮之下以及达到热敏感性表皮/真皮表面的热源的研究，可获取的数据较少。但是，有大量关于组织损伤阈值的研究表明，损伤一般发生在组织温度4143时。在此温度下，损伤的可能性和严重性随着时间的推移而增加（例如,Dewhirst 等,2003;Yarmolenko 等,2011;Van Rhoon等.2013）。本导则将可引起局部温度至 41或更高温升的射频电磁场曝露视为潜在危害。因为体温随身体部位的变化而不同，ICNIRP 分别对身体不同区域的曝露进行分析研究。针对这些区域，本导则定义了两种组织类型，根据其在常温条件下的温度，给予不同的不利健康影响干预阈值；即“1 型”组织（包括上臂、前臂、手、大腿、腿、脚、耳廓和角膜、前房和眼虹膜、表皮、真皮、脂肪、肌肉和骨组织中的所有组织），以及“2 型”组织（包括头部、眼睛、腹部、背部、胸部和骨盆的所有组织，不包括被定义为 1 型组织的组织）。1型组织的正常体温通常在3336，2 型组织的正常体温在 6-300 GHz 范围内，电磁场能量主要沉积在表层组织；这使得包括较深组织的SAR10g，与此频率范围无关。相反，吸收功率密度（Sab）提供了一种测量组织吸收功率的方法，该测量值与表面温升非常接近（Funahashi 等人，2018 年）。在 6-10 GHz 频率范围，8皮下组织可能仍有明显的吸收。然而，从 6-300 GHz 的最大和最坏情况下的温升接近皮肤表面，曝露会将温升限制在 1 型组织的不利健康影响干预阈值（5）以下，将温升限制在 2 型组织的不利健康影响干预阈值（2）以下。需要注意的是，从 SAR 到吸收功率密度的准确频率区分点存在不确定性。之所以选择 6 GHz，是因为在这个频率下，大部分的吸收能量都在表层皮肤组织中，而它位于 10g SAR 立方体的上半部分（这通过 2.15cmx2.15cm 的立方体表面展现）。近期的热模型和分析解决方案表明，对于 6-30 GHz 之间的电磁场频率，在平均面积为 4cm2的正方形区域上的曝露可以很好估算出局部最大温升(Hashimotoetal，2017;Foster 等 2017)。随着频率的增加，需要减小平均面积以解决更小的波束照射问题，也就是 1 cm2平均面积用于 30 GHz-300 GHz。尽管与温度相对应的平均面积在频率从 6-300 GHz 时逐渐从 4cm2变为 1cm2，但 ICNIRP 在6-300 GHz 的频段范围，使用 4cm2的平均面积作为实际的保护规范。此外，在30-300GHz 的频段范围（可能出现波束聚焦曝露），空间平均面积为 1 cm2被用于确保在较小的区域内不会引起超过不利健康影响的干预阈值。由于 6 分钟是一个适当的平均间隔（Morimoto 等人 2017），并且要在6-300 GHz 频段范围产生 5局部温升的 1 型组织的不利健康影响干预阈值，大约需要 200 W m-2的吸收功率密度（Sasaki 等，2017 年），ICNIRP 将曝露时长平均 6 分钟，曝露面积为 4 cm2的局部加热的吸收功率密度值设置为 200 W/m2；这还将 2 型组织中的温升限制在 2的不利健康影响干预阈值以下。对于频率大于 30 GHz，1 cm2空间平均正方形区域内，吸收功率密度值已在附加规范中被设定为 400 Wm-2。(六六)快速温升快速温升对于某些类型的曝露，快速升温会导致“热点”，即组织块上的不均匀温度分布（Foster等.2016；Morimoto 等.2017；Laakso 人.2017；Kodera 等.2018）。这种情况需要考虑在较小的时间区间内对某些类型的曝露量取平均值。由于没有足够的时间让热量在组织上散失（或平均散失），在短时间的曝露下可能会出现热点。由于穿透深度较小，随着频率的增加，这种影响更加明显。为了解释这种不均匀的温度分布，需要对稳态曝露水平进行调整。这可以通过指定允许的最大曝露水平（作为时间的函数）来实现，以便将温升限制在低于不利健康影响干预阈值的范围内。在 400 MHz-6 GHz 频段范围，ICNIRP 采用 10 g 立方质量的组织的比吸收能（SA）限制作为限值，其中头部和躯干的 SA 限制为 7.20.05+0.95（t/360）0.5kJ kg-1，四肢的 SA限制为 14.40.025+0.975（t/360）0.5kJ kg-1，其中 t 是以秒为单位的曝露区间（Kodera 等，2018）。注意，对于本导则，任何脉冲、脉冲组或系列中子脉冲的曝露，以及以秒为单位的时间的曝露总量（包括非脉冲电磁场）不得超过以下的公式（以确保不超过温度阈值）。在 400 MHz 以下，没有规定短暂间隔曝露水平，由于穿透深度大，由 6 分钟局部 SAR平均值得出的总 SA 不能使温度升高超过干预不利健康影响阈值（无论是脉冲还是短时曝露的特定形式）。在 6 GHz 以上，ICNIRP 规定了头部、躯干和四肢在 4 cm2任何正方形平均面积上的吸收能量密度（Uab）的曝露水平，因此 Uab被指定为 720.05+0.95（t/360）0.5kJ m2，其中 t是以秒为单位的曝露间隔（Kodera 等，2018 年）。1 cm2平均面积的曝露水平适用于频率 30-300 GHz 的电磁场，用于波束聚焦曝露,可通过 440.025+0.975（t/360）0.5kJ m2计算求得。SA 和 Uab保守性能够保障 1 型或 2 型组织升温不会超过 5或 2。9五、射频电磁场接触限值导则五、射频电磁场接触限值导则在“限制射频曝露的科学依据”部分已经说明，射频电磁场的曝露水平与健康危害效应存在关联。根据此得到基本限值，并在“基本限值”章节中进行阐述。ICNIRP（2010）中 100kHz-10 MHz 电磁场的神经刺激基本限值也被添加至当前的基本限值中，详见表 2-表 4。根据这些最终基本限值我们推导出参考水平，并在“参考水平”部分中进行阐述，包括如何处理多个频率电磁场同时曝露的情况，在“多个频率场的同时曝露”一节中阐述。电流接触限值导则在“接触电流导则”章节，职业曝露健康注意事项见“职业曝露的风险缓解注意事项”一节。为了满足本导则的制定标准，对于每个曝露剂量（如 E 场、H 场、SAR），包括时间和空间上的平均情况，必须遵守基本限值或相应的参考水平其中之一。需要注意的是，如果限值规定了特定的平均间隔，“所有”这样的平均间隔必须符合限值规则。(一一)基本限值基本限值在表 2-表 4 中是电磁场的基本限值，其推导在下文有详细阐述。如前面所述，这里并未对 ICNIRP（2010）中 100 kHz-10 MHz 的基本限值进行重新评估，在表 4 中有相关描述。关于基本限值更详细的说明请参见附录 A 的“相关生物物理机制”部分。需要注意的是，孕妇应属于公众曝露。因为最近的建模表明，无论是全身还是局部曝露，母亲在职业基本限值条件下的曝露可引起胎儿的曝露超过一般公众曝露的基本限值。表表 2.100kHz 至至 300GHz 电磁场曝露基本限值，平均间隔电磁场曝露基本限值，平均间隔6 分钟分钟曝露场景频率范围全身平均SAR(W kg1)局部头部/躯干SAR(W kg1)局部四肢SAR(W kg1)局部Sab(W m2)职业曝露100 kHz 6 GHz6 300 GHz0.40.410NA20NANA100公众曝露100 kHz 6 GHz6 300 GHz0.080.082NA4NANA20注：1.“NA”表示“不适用”，不需要考虑是否符合。2.全身平均 SAR 值：时间大于 30 分钟的平均值。3.局部 SAR 值和 Sab的平均曝露剂量，时间大于 6 分钟的平均值。4.局部 SAR 值，10g 立方质量的平均值。5.局部 Sab是质在身体表面 4 cm2面积的平均值。对于 30 GHz 以上电磁场，需要满足附加条件，即在1 cm2的体表面积上的平均曝露限值为 4 cm2的两倍。表表 3.100 kHz 至至 300 GHz 电磁场曝露基本限值，间隔电磁场曝露基本限值，间隔0-400 MHz-6 GHz6-300 GHzNA3.60.05+0.95(t/360)0.5NANA7.20.025+0.975(t/360)0.5NANANA360.05+0.95(t/360)0.5公众曝露100 kHz-400 MHz400 MHz-6 GHz6-300 GHzNA0.720.05+0.95(t/360)0.5NANA1.440.025+0.975(t/360)0.5NANANA7.20.05+0.95(t/360)0.5注：1.“NA”表示“不适用”，不需要考虑该情况下是否符合限值要求。2.t 是时间（秒），所有 t 值在0 到30 分钟情况下，职业曝露的基本限值全身平均 SAR 为 0.4 W kg-1。短时间内 SAR 值可能会超过 0.4 W kg-1，但这不会导致身体核心温度显著升高，因为在 30分钟时间区间内，身体内的温度将“达到最终平衡”，该时均温升是适合于本场景的。此外，鉴于需要同时符合全身曝露和局部限值，高剂量的局部有害曝露将通过局部限值加以防护，具体描述如下。11由于普通公众无法意识到曝露风险，因而为了降低风险，在平均曝露时长 30 分钟以上，对普通公众采用健康危害阈值除以降低系数 50，得到公众曝露的全身平均 SAR 限值为 0.08W kg-1。值得注意的是，虽然自 ICNIRP（1998）导则发布以来，剂量因素和涉及全身射频曝露的潜在健康后果有关的科学不确定性已大大降低，也证明了降低系数的使用可以不用过于保守，但 ICNIRP 认为，维持稳定的基本限值的益处大于对其进行细微改变所带来的益处，因此 ICNIRP 保留了与之前的全身平均基本限值降低系数。同样，在 6 GHz 频段以上