【轉貼】電磁場、電磁波是否有害人體健康?

一 、 前言

　　 過去幾十年來世人一直都為「電磁場、電磁波是否有害人體健康?」這個 問題所困擾著。從早期的微波爐、雷達、廣播電台與電視台、高壓線、變電所、 家電產品、傳統電腦與電視機螢幕等等，和近年來快速興起的大哥大手機與基地 台，所產生的電磁場的安全性都受到科學界與一般民眾的關切。由此所引發的諸 多對電力與電信設施興建的抗爭活動與媒體報導，對國家經濟建設與社會安祥所 產生的衝擊也應是每個國民都能感受到的。

　　 本人很高興有機會應邀參加環保署於今年二月十三日舉辦的「中美環境合 作計畫 — (非原子能)游離輻射對環境之影響」研討會，在此特就此次會議的與 會心得，並參酌本人多年來的研究經驗，對這個眾所關心的重要議題作一探討， 希望能讓國人有較深入的認織。

　　 此次研討會發表演講的四位美方代表皆有二、三十年的相關研究經驗，其 中Cleveland博士為美國聯邦通訊委員會(FCC)現行安全標準與相關文宣資料的 主要負責人，美國環保署的Elder博士過去二十年來經常參與美國國內與國際組 織安全標準發展工作，Blackman與McGaughy博士則分別為美國環保署在電磁 生物作用的機轉與流行病學研究方面的頂尖科學家。美方的報告涵蓋：流行病學 (McGaughy)、細胞層次的活體外 (Blackman) 與動物和人體層次的活體內 (Elder) 電磁生物效應與可能之作用機轉、曝露環境評估 (Cleveland)、國際間現行安全 曝露標準的制定依據 (Elder) 及比較 (Cleveland)、及相關的防護措施 (Cleveland)。

　　 此外，陽明大學李俊信教授與本人亦於會中介紹國內在曝露環境評估與安 全曝露標準方面的研究現況。整體而言，此次美方代表所帶來的演講資料相當豐 富，對國內相關主管機關與研究人員的幫助非常大，環保署的用心值得讚賞。

二、 電磁輻射頻譜與應用

　　 主要人為電磁場源的頻率分佈為：交流電在60 Hz，傳統電腦顯示器約在 400 kHz以下，AM廣播電台在530 - 1600 MHz之間的中波頻段，FM廣播電台 在88-108 MHz之間的VHF頻段，國內現行大哥大分佈在800、900、1800Hz等 三個頻段，無線電視則約略使用FM廣播與大哥大之間的VHF與UHF頻段，微 波爐、無線區域網路、與新興的「籃芽」技術則在2.45GHz頻段，大部份的雷 達、地面微波通訊、以及衛星通訊使用l GHZ以上的頻段；30 GHz以上頻段的 應用則比較少。(註：Hz為頻率的單位，其中文為「赫」；kHz為「千赫」，MHz 為「百萬赫」，GHZ為「十億赫」。 )

　　 這些電磁場(或電磁波、無線電波、微波)與頻率較高的紅外線、可見光、 和近紫外線(UV-A)皆屬「非游離性」電磁輻射，簡單的說就是：這些輻射的(單 光子)能量低到無法打斷構成人體細胞的各種分子的鍵結，因此無法產生游離作 用(或生成自由基)。相對於此，頻率更高的紫外線(如常聞的UV-B)、X-光、迦瑪 射線、宇宙射線等則屬「游離性」電磁輻射。這也就是為什麼有些紫外線可以被 用來殺菌消毒、或使人得到皮膚癌，以及除非必要，否則應限制每人每年的X- 光曝露劑量的原因了。

　　 「非游離性」電磁輻射對生物組織的作用機制與效應會於下文中說明，在此 要提醒大家注意的是，這類輻射因無法打斷分子鍵，因此無法直接造成細胞的「癌 變」，至於是否可直接或與其它因子共同促進(promotion或co-promotion)癌細胞 的增殖速率雖為許多研究的探討對象，但至今並無證據可證明其可能性(尤其是 考慮一般人於日常生活或工作時所實際遭遇的「低準位」電磁場曝露條件，而非 生物實驗所使用的特殊曝露條件時)。

　　 上述這些大家都耳熟能詳的輻射皆屬「電磁輻射」，在真空中，其能量的 傳播速度都一樣，也就是每秒鐘約30萬公里的光速；相對於此，放射性物質則 可產生能量傳播速度較低的「游離性粒子輻射」如α與β射線。除人為的產生方 法不同之外，不同頻率的電磁輻射的主要基本差別為前述之單光子能量與波長， 兩者分別與頻率成正比與反比。

　　 在與本文相關的「非游離電磁輻射」部份，頻率與波長是主要考慮因素， 兩者分別描述特定頻率的電磁場源所產生的電場和磁場成份隨時間與空間距離 改變時的變化週期；電場和磁場成份的強度則決定空間任一點電磁能量的大小。 如果我們與拿一塊小石頭丟到原本風平浪靜的水面後所激盪出的水波相比的 話，石頭就好比電磁場源（在此用正以某一頻道和特定使用者的手機進行通訊的 大哥大基地台的發射天線為例)，石頭的重量、丟擲力道、形狀、與尺寸就好比 場源的強度(發射機送到天線的信號強度)與(天線的)形狀和尺寸。石頭撞擊水面 的那一瞬間就好像能量從天線表面正要輻射出去一樣，之後在天線外圍「電場和 磁場準位的高低」的時空變化則與石頭所造成的撞擊點周遭「水面高度」所呈現 的規則性時空變化(即水波)類似；此一時空變化可用簡單的週期性弦波函數描 述。

　　 如同水面高度的「最大變動幅度」會隨距離增加而變小，場強「最大準位」 (稱為「振幅」；而AM廣播電台名稱中的「調幅」即指此一振幅的調變現象)也 會隨距離增加而變小。燈泡所發出的光與人所發出的聲音也都有類似的「強度隨 距離遞增而遞減」的特性。其基本原因為能量向外擴散時，其分佈範圍愈來愈大， 因此在相同面積內所包含的能量自然愈來愈小；此外，傳播媒介亦可能造成額外 的能量損失（如雲層與玻璃會減弱陽光，大雨會衰減衛星電視信號）。

　　 除了可見光可由人的視覺系統看見之外 ，其餘的電磁輻射則是看不到 的；雖然說紅外線的熱效應也可直接由人體表皮的熱覺系統感受到。此外，一般 人或許也會由指南針、廣播電視、雷達、衛星通訊或電視、大哥大和呼叫器、微 波爐或電磁波之類的使用經驗中，產生電磁場「威力強大」的認知。這種無法直 接看見其存在，但卻又可間接體驗到其無所不在的親身經驗，在碰到媒體常見之 各種電磁場可能有害人體健康的報導以及相關業者與政府主管單位對這類問題 所抱持的躲躲藏藏態度與作為之後，便形成許多人對其安全性有所疑慮的現況 了。本文的目的即在於將本人在這方面的一些研究心得提出來給大家參考，期能 藉此破解一些不正確的迷思，並建立一些安全曝露的觀念與作法。

　　在安全曝露標準方面，國際間現行的標準主要參照「世界衛生組織 (WHO)」所認可的「國際非游離輻射防護委員會 (ICNIRP) 」於1998年公佈的 「(300 GHz以下的)時變電場、磁場、與它磁場曝露限制準則」或美國FCC於 1997年公佈的OET Bulletin 65準則。前者涵蓋300 GHz以下的電磁頻譜，但不 包括已有其它準則規範的靜電場、靜磁場、與直流電磁場問題。後者則僅涵蓋與 其管轄業務有關之300 kHz - 100 GHz頻譜範圍 (在美國，其ACGIH則訂有另一 套0 Hz - 30 kHz之間的職業性曝露標準)。兩者的制定依據皆以「能引發已知最 輕微的生理反應的電磁場準位」為極限，並加入適當的安全係數考量之後，再訂 出「職業性」與「一般民眾」兩類曝露環境安全曝露的建議值 (兩者的安全係數 大都分別為10倍和50倍，但有時也採用其它不同的倍數)。由於添加了額外的 安全係數，人體所曝露的場強即使稍高於安全曝露的建議值，也不見得就會有危 險，但應避免曝露過久。

　　下表為民眾較為關切的60 Hz交流電、900和1800 MHz大哥大、2.45 GHz微波爐等頻率的「一般民眾」安全曝露建議值；「職業性」安全曝露建議值 則皆高5倍。在兩者皆有涵蓋的 300 kHz- l00 GHz 區間，其所設定的建議值在 300 kHz - 30 MHz與300 MHz - 2 GHz之間稍有不同。但由於這些值皆遠大於一 般民眾所可能受曝露的場強準位(見後文)，因此Cleveland博士認為其間之小幅 差異應不會造成實務上的困擾。而他也提到，美方正加快腳步，預期在未來2-3 年內完成對現行安全標準與相關的量測技術標準的更新，其結果應較能與其它國 家或地區的標準一致。



在國內，環保署引用ICNIRP的部份規範作為我國「一般民眾」曝露 環境的建議值；職業性曝露環境的主管單位為勞委會，但迄今仍未見勞委 會在這方面有採取任何動作。交通部電信總局則因業務性質近似於美國的 FCC，而採行其所制定的安全標準。值得注意的是，這些管制辦法的制定 都是最近的事，其執行細節仍有部份有待完成。此外，我國亦應持續注意 進些標準的後續發展，尤其是有所更動時。

　　上述已知之生理反應皆與「高準位」的電磁場曝露有關。在較低頻段時(約 l0 MHz以下)主要與電磁場於人體內感應生成電流的密度有關，其管制目標係以 避免感應之電流密度強到足以引發不當之肌肉與神經系統反應為最低要求；電流 密度更弱時不會引發有害的生理反應，但更強時則可能造成電灼傷、心臟麻痺、 熱休克等急性危害。在較高頻率時(約100 MHz以上)則與人體組織吸收電磁波能 量的速率(以能量的「比吸收率(SAR)」表示，其公制單位為每公斤組織每秒鐘所 吸收的焦耳數(J/kg-s)或每公斤的瓦數(W/kg) ；目前SAR值的高低被視為大哥大 手機輻射安全性的指標)、範圍 (如全身或局部)或部位(如頭部或四肢)、與時間 長短(如連續或間斷有關，其管制目標係以防止所吸收之能量不致使體溫上升超 過l0 C，以免因過熱而引發行為失常，為最低要求；能量吸收較少時不會造成短 暫性的不良生理反應，但更高的能量吸收則可能造成更嚴重的有害健康的「熱效 應」如白內障、男性精子生成能力的下降、微波聽覺效應、熱休克等。100 kHz 到l0 MHz之間，感電效應與熱效應可同時發生。

　　在ICNIRP的「一般民眾」安全曝露建議值方面(「職業性」安全曝露建議 值則皆高5倍)，60 Hz的感應電流密度不得超過每平方公分10毫安，900和1800 MHz大哥大與2.45 GHz微波爐等頻率全身性曝露時的平均SAR值不得超過每 公斤0.08瓦、局部性曝露時頭部和身軀部份的平均SAR值不得超過每公斤2瓦、 四肢則不得超過每公斤4瓦；其計算基準係每10公克組織之平均SAR值。FCC 在全身性和四肢局部性曝露的標準與ICNIRP相同，但對頭部和身軀部份局部性 曝露的建議值則為每1公克組織之平均SAR值不得超過每公斤1.6瓦；由於局 部性曝露狀況(如手機貼緊頭部時）SAR的大小隨位置的變動很快，FCC以較小 體積的平均值為評估基準的要求比ICNIRP更能抓住最大SAR值及其出現的位 置，因此也比較嚴格。


　　有關上述之低頻感電機制及效應的理論與活體(指動物或人體全身性)實 驗證據可見於ICNIRP-1998的準則中。該準則及Elder博士的演講資料對高頻熱 效應亦皆有詳細的說明。為增進國人對這些生硬的科學研究的認識，我們作了以 下的補充說明。

　　人體因過於接近，但未直接碰觸，高場強的低頻場源(如高壓線或各種大電 力設備)時，由法拉第與歐姆定律所界定的「感電機制」於人體組織所產生的感 應電流對人體生理機能的影響方式和一般人或多或少都應曾經驗過的因直接觸 電或靜電放電而被電到相同;其輕重程度依續為：沒有感覺、稍微麻麻的觸覺、 有點痛覺、很痛引起的驚嚇、電到無法脫手或脫身、嚴重電灼傷(嚴重時可致死)、 呼吸困難、心室纖維性顫動(嚴重時可致死）。而吸收過多的電磁波能量與因感冒 而發高燒或泡熱水澡或洗蒸汽浴過久、持續作體能消耗大的工作或運動過久、晒 太陽過久等等常見的狀況所可能引發的體溫過度上升及其對人體健康的影響也 是相同的(各位不彷想想高燒與正常時體溫差多少度呢?行為或知覺上有何不同 呢?頭腦是否真的有被燒壞嗎?）。由於這些電與熱的效應在生理學上早就被確 定，因此，其作用機制與生理效應的可信度也為相關科學界所接受，並構成前述 各種標準的制定依據。

三、曝露環境與安全標準的比較

　　基本上，可能引發這些不良健康效應所需的場強準立皆遠高於絕大部份的 人所「較容易」接觸到的環境中的場強。以眾人所較熟悉和擔心的由以高壓線為 主的各種大電力設施，以及各種家電產品，所產生的60 Hz磁場為例，國內外眾 多量測資料顯示一般人於日常活動中所遭遇到的「磁通量密度」(低頻磁場所用 的物理量；其大小主要隨人體與場源的距離及場源的用電量而變)大都遠低於100 毫高斯，而平均值則更低。

　　以美國為例，利用隨身型磁場監測儀表所測得1000個人的24小時磁通量 密度資料顯示平均值超過2毫高斯者總共僅佔14%、超過3毫高斯者為6.3%、 超過4毫高斯者為3.3%、超過5毫高斯者為2.4%。WHO引述德國聯邦輻射安 全局對2000個人所作的類似受測結果顯示其整體平均值為1毫高斯；而住家附 近有高壓線經過的人與一般人口的平均場強並無太大差異。 (註：1毫高斯等於公制單位1特斯拉的1千萬分之一；地球固有的靜磁場在台灣 的強度約在400 - 450毫高斯之間，醫學診斷用的MRI磁振造影儀所使用的靜磁 場則在1特斯拉以上)。

　　相對於此，ICNIRP依據前述防止不當60 Hz磁場感電效應發生為考量 而對「一般民眾」與「職業性」曝露所設定的建議值分別為833與4167毫高斯(見 前表)，ACGIH的職業性標準則為1萬毫高斯。由此可見，一般民眾所受到的曝 碌露場強遠低於這些建議值，因此發生過量感電效應的可能性即使不能完全被排 除，但至少其機會是極低的。同樣的，WHO以及FCC的資料亦皆顯示一般民眾 所遭遇的高頻電磁波環境要造成不良熱效應的機會也極低。也就是說，絕大部份 的「一般民眾」因受到各種人為電磁場的曝露而產生前述各種與過度感電或生熱 有關的有害症狀的可能性極低（即使不能完全被排除的話）。

　　可能產生危險性高場強的場源主要為「大電力」的電力設施和工業設備以 及「高功率」的無線電波或微波發射設備 (如廣播電台、電視台、呼叫器與大哥 大基地台、微波通訊、與雷達等)。國內外眾多的量測經驗顯示，這些可能的高 場強區域僅可能出現在這些設施周遭不到1-2公尺的範圍內，因此，至少理論上 (見後文)，只有與這些設施或設備維修有關的人員，才得以接觸這些區域(即少數 從事特定職業的人，如因執行維修工作而需要攀爬高壓電塔或天線塔、觸摸或跨 坐在未斷電的電線上等之電力公司或廣播電台維修人員)。

　　為避免不當曝露的發生，各國所訂定的管制辦法亦皆要求其工作單位提供 正確的工業安全教育並確實施行合適的防護措施(如建構籬芭或圍牆等障礙物並 張貼警告標示等以防止不相關人員進入這些區域、提供因工作需要進入這些區域 者具過度曝露警告功能的隨身監視儀器甚或確具電磁能量隔絕功能之特殊衣 物、或於維修期間限制其連續逗留時間、降載、或完全斷電等)。這點對剛制定 管制辦法的我國而言，如何落實必要的防護措施是很重要的，而截至目前為止仍 置身事外的勞委會則應儘速投入此一工作。

四、流行病學研究

　　上述機構指出前述的感電與熱效應機制與媒體所常報導的有關高壓線、家 電、傳統的電腦和電視機螢幕(CRT顯示器)、廣播電台和電視台、微波爐、雷達、 大哥大手機和基地台等所產生的電磁場或電磁波可能會提高受曝露者罹患白血 病、腦瘤等癌症或孕婦流產或產下畸胎的機率並無關聯。在這些被引述的研究結 果中，ICNIRP認為最多只有「住家附近有高壓線經過的兒童罹患白血病的風險 可能有小幅增加」方面的流行病學研究結果的「證據份量 (weight-of-evidence)」 稍微可被接受，其餘的各種指控的可信度則非常低；除此之外，美國的國家環境 衛生科學研究所（NIEHS) 在1998年的一份報告中也認為「職業性的低頻電磁 場曝露可能造成成年人罹患白血病的風險小幅增加」亦或有可能。以下我們將進 一步探討這方面的研究結束。

　　在住家附近的高壓線與兒童罹患白血病的風險部份，McGaughy博士引用 2000年所發表的兩篇彙集已往研究結果的詮釋分析(meta-analysis)論文結果指 出，如以住家環境的60 Hz磁通量密度時間和空間分佈的「平均值」來看，則平 均場強在3 - 4毫高斯以上的住家即屬高曝露的場所，其可能的平均風險約在一 般小孩的2倍之內；平均場強更低時，風險即使存在，也遠小於流行病學研究方 法所能偵測的範圍。在就業的成年人罹患白血病的風險部份，1997年所發表的 另一篇類似報告則指出所有種類的白血病的平均風險約為一般人的1.2倍，而 AML和CLL型白血病則分別為1.4與1.6倍；這也是美國的NIEHS認為「職業 性的低頻電磁場曝露可能造成成年人罹患白血病的風險小幅增加」亦稍有可能的 原因了。

　　即使「假設」如此低準位的低頻電磁場確能使兒童罹患白血病，以美國為 例，McGaughy博士綜合兩項研究結果所作的最嚴重狀況的估算為：依前述風險 評估結果假設約3%的兒童白血病病例其可歸因於磁場，而平均每年每10萬個兒 童中約有4人會罹患白血病，因此，住家附近的高壓線所可能造成兒童白血病發 生率升高的風險約為每1百萬兒童中會多出1個病例 (0.03 * (4/100000 *1000000 = 1.2)。此一估算顯示白血病雖為兒童最主要的癌症，但實際罹患率並不高 (十 萬分之四)，而即使住家附近的高壓線真能提高其罹患率，其絕對值的貢獻則更 小(一百萬分之一)。如果將上述數據直接套用到台灣的話，國內每年因磁場所增 加的兒童白血病病例，即使可能的話，最多不會超過5個 (假設兒童人數佔全國 人口的四到五分之一)！其可能的嚴重性應遠小於其它各種主要的死因（如各種 意外事件）。

　　在此值得一提的是，國內有些人士由「零風險」的角度出發 (如消基會， 見85年4月 30 日民生報第l和18版的報導)，以任一時間和空間點的「瞬間 場強」皆不得超過前述之毫高斯範圍為準，建議民眾於使用各種家電產品時應保 持多遠的距離才安全；而某些地方政府對申設如變電所之類的電力設施進行環境 評估時，也常會以此一場強範圍為標準。從現行國際標準以及上述可能有較高罹 病風險的「平均場強」觀念來看，這些作法都是錯的！以電力設施為例，業者只 要在一般民眾所可活動的高場強區域作適當的防護措施以降低民眾進入該區域 的機率或逗留時間，即可大幅降低其所受到曝露的場強值。以家電中的吹風機為 例，使用者也無需將吹風機拿到像消基會所建議的離頭部五、六十公分遠的地方 吹了(試問這樣吹得乾嗎?)我們只要不要將吹風機頂在頭髮上連續吹幾個小時就 可以了(我們也都知道沒人會這麼做的，因為不需太久時間人就被熱得受不了、 或頭髮早就燒起來了！)。

　　上述結果雖皆具統計意義，然而其平均風險倍數皆小於3倍，因此其結果 最多只能顯示電磁場與白血病有統計上微弱的相關性存在(weak association)，而 基於這類統計研究上的一些固有的限制，人們對其結果意義的判讀或許應該稍為 謹慎一點，尤其是在「低準位」電磁場能否致病所需之生物機轉未明之前(見後 文)。有鑑於此，各標準制定組織依據證據份量審核標準皆將此類研究結果判定 為「雖具暗示性但說服力卻不足(suggestive, but unconvincing)」的「有限的證據 (limited evidence)」而非「已確定的證據(established evidence)」，因此將之排除在 標準制定所採行的依據之外。

五、生物醫學研究

　　在發掘環境中是否存在某些可能使人罹患某些疾病的因子的研究中，流行 病學扮演相當重要的角色。然而即使其結果呈現具統計意義的陽性反應，其結果 本身最多亦僅能被解釋為某種環境因子與某種疾病可能存有某一程度的統計上 的關聯性。兩者之間是否確實存在必然的「因果關係(causality)」則需由足可確 信的生物作用機轉理論與實驗來加以檢驗。在電磁場與白血病(及其它被懷疑的 各種癌症或不良生殖與發育問題)方面，過去雖已持續進行了幾十年的研究，迄 今仍無可被科學界所接受的生物作用機特證據出現。

　　在動物或人體全身性的活體實驗中所觀測到的許多生理反應皆出現在「高 準位」的場強曝露條件下，且皆與前述電氣生理學方面的感電或生熱機制有關。 電流過強或高溫持續過久確有可能致死，但其所需場強皆遠高於現行標準的建議 值，而一般人所較有可能遭遇的環境場強絕大多數又皆遠低於這些建議值，因此 發生機率極低。以Elder博士引的早年以狗所作的實驗為例：研究人員談實驗用 狗持續接受功率密度高達每平方公分165毫瓦(為前表所示ICNIRP「一 般民眾」 建議值的165倍)的2790 MHz微波信號的曝露，並記錄其肛溫的變化。加熱後 的前25分鐘，溫度由稍低於攝氏39度以近乎線性方式上升到稍低於41度，期 間狗開始氣喘(以幫助散熱)。之後此一肛溫持續維持到約65分鐘時，過量的熱 負載終於擊敗狗的體溫調節功能，肛溫在接下來的15分鐘內迅速上升至約42.7 度，並造成狗的死亡。這類實驗為標準組織設定功率密度(和相關之電場與磁場 準位)建議值的依據。

　　其它可能發生的不良感電或熱效應亦皆屬「短暫性」之健康效應亦即， 高場強的曝露若僅屬短暫性，那麼這些不良效應即使發生，其作用亦僅屬暫時性 而非永久性。以前述可能發生的男性精子生成能力的降低問題為例，動物實驗顯 示，在中斷高場強曝露後很快即可回復正常，並不會造成永久不孕或其它之不良 生殖問題。

　　以高準位的225 MHz(UHF電視頻段)電磁波對恆河猴所作的實驗則顯 示，猴子體內SAR值高達每公斤5瓦和10瓦時(比ICNIRP「一般民眾」建議值 高約60和120倍)，加熱時間持續幾十分鐘時，其體溫確可上升達3-4度(但仍未 達體溫平衡狀態)，但停止加熱後，體溫馬上下降，期間雖可先降到低於正常體 溫加熱，但幾小時後還是會回復到正常體溫。此類實驗(含以志願者為對象的人 體實驗)顯示全身性曝露而平均SAR值在「每公斤四瓦」以下時，持續曝露達30 分鐘以上時，即有可能引發使體溫上升達1度，進而出現行為失常或記憶消退等 與過熱有關的症狀；此一結果是即被作為全身性曝露時的臨界值，在加上10倍 和50倍的安全係數後即成為前述ICNIRP對「職業性」與「一般民眾」曝露的 建議值了。所以說，即使SAR值稍為超過建議值，也未必會引發不良的熱效應。

　　這也就是現行標準附有一些「時間平均條款」的原困了。如與大哥大手機 有關的SAR值，安全標準的建議值對「一般民眾」與「職業性」而言分別為任 一連續的30分鐘與6分鐘平均值的允許上限，而非任一瞬間的允許上限(ICNIRP 有關60 Hz磁場的建議值則為24小時的平均值上限)。

　　以「一般民眾」為例，其正確解讀為，任一連續的30分鐘時段內，即使有一或 數段時間區間受曝露的SAR值超過標準的建議值，但其所造成的30分鐘平均值 只要不超過建議值即被視為符合標準的要求。為確保其安全性，測試時，主管單 位規定手機皆需以「全功率」發射時所造成的最強SAR值不超過建議值為要求， 雖然在日常通話時，手機很少是需要使用到全功率的，尤其是在基地台密度較高 的地區。以前在報上看到有幾位專家學者將上述的6分鐘與30分鐘平均時間解 讀成標準制定單位建議民眾每次與每日通話時間長度的限制，這點在這裡特別加 以說明。民眾對大哥大所抱持的一些迷思在本文稍後也會有進一步的說明。

　　相對於動物實驗，在細胞與組織層次的實驗係於體外進行的，其主要目的 在於印證特定生物作用機轉的可能性。由於在體外進行，其所觀測到的效應是否 能完本的發生在活體內則需動物或人體全身性實驗加以檢驗才行(這也是新的藥 物或醫療技術開發所必經的過程)。此外，與藥物開發或使用類似的是，如果我 們把實驗時對培養皿內的細胞所施加的電磁場想像成特定成份、劑量、與用法的 藥物，那麼我們就應不難瞭解下面的說明了。

　　這類實驗皆以「定時定量」的方式施加含特定的單一或數個不同頻率以及 準位變化模式(稱為「調變」)的電磁場；這些特定組合與一般人因日常生活時會 因到處移動而受到的「非定時定量」的曝露方式大為不同。前者的頻率組合遠比 後者單純，調變方式也不同，但場強準位則大都高出許多(且經常高出安全標準 之建議值)。這點與不久前有關國人食用毒牡蠣與致癌風險的研究有些類似。報 章雜誌所引述的500倍最高風險係研究人員假設一個人平均每天吃約130或140 公克的牡蠣且連續吃30年時可能發生的結果，理論上或許真有人會有這樣的食 用習慣，但可確定的是絕大多數的人的食用量是遠低於此的，因此實際的風險也 就遠小於此。此外，重金屬會在體內累積，但到目前為止也還沒有證據顯示非游 離性電磁場能造成累積性(即永久性)的生物效應。

　　此外，我們也應瞭解大部份的研究都屬於「演進性」而非「革命性」的。 亦即所謂「最新的研究」大都僅屬先前相關研究結果的漸進延伸，而非革命性的 創新。其結果或具科技發展的階段性意義與貢獻，但並非問題的最後答案(雖然 媒體的報導方式常常會讓一般民眾有此錯覺)。

　　而為能控制計畫的進展及有系統地分析結果，研究人員亦需依其經驗設定其所認 為合理的研究條件範圍，並以此探討結果的可能有效範圍。為求慎重，在與人體 健康有關的生物醫學領域即要求任一最新的研究成果皆為能被其它獨立之研究 團隊加以複製(replication)，而除了實驗所觀測到的結果之外，也要求需有可被接 受的生物作用的機轉理論加以支撐(反之亦然)，才得以被確認。

　　依上述原則來衡量的話，Blackman博士在回顧過去幾十年來的細胞和組 織層次的研究之後所作的第一個結論即為：此類研究雖顯現在不同的特定條件下 可能出現許多不同的電磁生物效應，但考量前述之日常生活曝露狀況時，並未顯 現有任何有害的健康風險存在。反之，有些研究所發現的生物效應卻具重要的生 物醫學技術應用價值，如使用高準位電場的電泳(electropho-resis)及電穿透 (electroporation)技術、高準位磁場的磁振造影術(MRI或NMR)、和高功率的射頻 卅微波溫熱療法(hyperther-mia)等。這些所顯示的意義是：生物效應並非必然就 是健康效應，活體外所發現的生物效應並不見得會一模一樣地發生在人體上，健 康效應也非必然有害，而有些可操控的效應更被發展成重要的生物醫學技術。

六、世界衛生組織的參與

　　WHO參與電磁場安全性研究已經很久了。其現階段的工作重點為1996 年開始，為期五年，的「國際電磁場計畫(International EMF Project) 」，其目的 在於整合國際間相關的研究活動，期能儘早協助世人釐清電磁場是否會對人體造 成感電或熱效應之外的其它傷害。贊助或參與此一計畫的單位包括8個國際級組 織(EC、IARC、ICNIRP、IEC、ILO、NATO、UNEP)，而除了ICNIRP之外，負 責科學工作執行的單位包含英國、美國、德國、瑞典、和日本等國的7個國家級 研究組織或政府部門，而參與或表達對此項計畫有興趣的國家總數超過40個。 其研究重點在於更準確的坪估環境中低準位電磁場的曝露風險、長期曝露於低準 位電磁場的可能生物作用與機轉、相關的管制辦法與防護措施、安全曝露的教育 宣導等。依其專設網站(www.who.int/peh-emf )所提供的資料來看，迄今仍無足以 改變現行標準所使用的科學依據的結果被發現；有關此一計畫的發展可參考上述 網址。美國環保署於1999年4月30日致函給FCC時也表達同樣的觀點，並據 以重申其對前述FCC安全標準的支持。

七、大哥大的迷思

　　很多人將大哥大基地台或手機與微波爐聯想在一起，而以為它所發出的 電磁波會把腦袋瓜燒熟甚或燒出腫瘤！除了工作頻段不同之外，兩者最大不同點 在於發射功率與操作環境。一般的家用微波爐所使用的最高功率皆在500瓦以 上，而且幾乎全部被置放於爐內的物體給吸收掉，漏出來的百分比非常小(技術 法規已對最大漏波值有所規範)。大哥大基地台的發射功率則由幾瓦到幾百瓦皆 有，手機則在0.6瓦以下。

　　有關業者一直擴建基地台的作法受到民眾的質疑一事，我們從無線通訊工 程技術的觀點做些講解。這點可用兩個面對面講話的人的例子來比擬，在周遭雜 音相同的情況下，要讓對方聽清楚你講的話時，兩人的距離愈近，你所需要發出 的聲音就可以愈小；反之，距離愈遠所需發出的聲音就需要愈大。而發聲的高低 即代表所需使用的力氣或所需使用的能量的大小；發聲愈小就愈省能量，而能量 來自食物，愈省能量就表示你可以講愈久。將此一模式套到大哥大的例子就可得 知，手機愈靠近基地台就愈省電，電池充電的次數就可減少，因此用戶通話時間 就可以愈久，業者的收入也就愈多；此一省電設計理念也適用於近年來廣為流行 的各種攜帶型電子、資訊、與通訊裝置。

　　此一縮短距離所帶來的好處也可一部份用來降低基地台所為的發射功 率，此一作法可大幅降低業者的建台與運轉成本。也就是說，業者增建基地台除 可提升用戶的通話品質並延長其手機使用時間之外，並可降低其建台與運轉成 本。此外，降低手機與基地台的發射功率更直接降低其所產生的電磁場強度，因 此安全性理應更好，而不是一般人所以為的更糟糕！

　　大哥大的另一個特點是每個基地台同能同時容納的用戶數有限。用戶密度 愈小的地區(如鄉下或市郊)，基地台涵蓋範圍愈大。雖然需採用較高的發射功 率，但因為避免地形地物遮蔽對信號強度的影響，天線皆需儘可能找較空曠的地 方架設且離地較高。反之，用戶密度高的地區(如市內)，基地台涵蓋範圍較小， 雖然天線常設在樓房屋頂、大樓中間樓層外牆、甚或大型建築物內，但因通訊距 離短，基地台與手機通話時僅需採用較低的發射功率。

　　不論發射天線屬何種類，發射功率高低為何，天線輻射原理顯示，除業者 的工作人員因維修可能接近天線的範圍之外，基地台於一般人所處正常環境中所 產生的輻射功率密度至少比ICNIRP的建議值小百倍、千倍以上。以天線的總共 有效輻射功率為100瓦為例，其外圍l公尺處的功率密度為每平方公分0.8毫瓦， 其大小的變化與距離的平方(或更高次方)成反比，也就是說5和10公尺處(基地 台天線幾乎不可能離鄰近住家靠的這麼近的)的強度會比l公尺處分別小至少25 倍與100倍(傳播路線經過的牆壁、窗戶、樹木皆會降低場強)；發射功率上升或 下降多少倍，結果則改變相同倍數；ICNIRP對900 MHz的GSM頻段「一般民 眾」與「職業性」曝露的建議值分別為每平方公分0.45毫瓦與2.25毫瓦。

　　由此可見，一組天線產生的場強很快就比現行標準低百倍、千倍以上，所 以即使有好幾組天線架在同一地點或在鄰近的樓房上，其所產生的場強還是遠低 於現行標準的建議值。而電信總局、環保署、與大哥大業者近年來所做過的諸多 實地量測結果也都符合此一理論估測結果。比較前述對狗所作的實驗顯示，人體 即使持續不斷的受到如此微弱的電磁場曝露其所吸收的能量根本就無法造成體 溫上的任何改變。因此，如民國89年12月6日中國時報第17版有關新竹縣新 埔鎮市區民眾抗爭大哥大基地台事件報導中引述一位抗爭民眾所說的「樓頂上栽 種的花卉、蔬菜，在基地台電波的發射下陸續枯死」之類的言論根本就不可能發 生！

　　從早期的收聽收音機、收看無線電視台和衛星直播電視節目的經驗，到近 年來使用傳呼器、大哥大、和汽車上的衛星定位導航系統的經驗，可能使一般人 對電磁波有「無遠弗屆」、「威力強大」的觀念。實際上，這些無線電裝置天線所 接收進來信號的強度，在未經後級電路放大之前，只要高於約「1瓦的十兆分之 一」，大概就可以運作了。當然，接收信號愈強，通訊品質愈好；信號太弱(如因 下大雨而斷訊時)，收音機雜音會出現，電視畫面則呈現一條一條的雪花或彩色 織布，大哥大的通話則會斷掉等等結果。反之，天線接收信號超過約1瓦的幾十 分之一時，後級的接收電路可能就會被燒壞掉(如果沒有適當的保護電路的話 語)。信號準位在兩個極端之間時，手機本身以及基地台的通訊品質監控電路會 隨時調整信號的發射準位與放大倍數，以確保能以最小功率達成所需之通訊品 質，這也就是前面提到「在日常通話時，手機很少是需要使用到全功率」的原困 了。所以，當手機螢幕顯示接收信號滿格時，進入天線的實際信號強度可能都還 不到1毫瓦；這遠比電腦和其它電氣產品在待機狀態所消耗的電還少！

　　也就是說，常見的各種無線電裝置之所以能達到幾乎「無遠弗屆」的卓越 表現，主要是拜先進通訊技術所付予的「高靈敏度」之賜，而非一昧提高發射強 度。這就像是跟一個「耳朵挖的很乾淨」的人講話一樣。小小聲音他就聽得到了， 講話的人並不為花大多力氣。但聲音太強卻反而可能一次就震破他的耳膜，以後 就再也聽不到了！人會由對方的反應來調整音量，聰明的人所設計的通訊產品也 是如此。

　　最後值得一提的是，這些安全標準並非用來防止電磁場對醫療器材所可能 產生的干擾作用。雖然嚴重的電磁干擾可能造成儀器運作失常，進而影響病患健 康，甚或致死，但技術上，電磁干擾問題屬於電氣與醫療產品「電磁相容(EMC)」 法規管轄範圍。在防護上，在醫院裡應儘可能少用大哥大、筆記型電腦、PDA、 電動遊樂器，或至少不要太靠近醫療器材；裝有如心律調節器之類的植入式醫療 裝置者，亦應避免貼近上述電氣產品。類似干擾現象亦有可能發生在飛機上，而 影響飛安，因此能避免應儘量避免。另外相關的一個問題是，由於高頻電磁場經 過細長金屬縫隙時，在縫隙間的電場可能變大。場強高到某個程度時，即能像靜 電放電一樣的產生火花。若此一問題發生在任何置放可燃性或爆炸性物質的場所 (如加油站)，即可能引發大爆炸，這也是為何在加油時禁打大哥大的原因了(加油 站也應加強油氣回收控制，以及油槽和加油器材的高頻接地處理，以降低火花產 生的機率)。

八、結論與建議

　　動物與人體全身性實驗證實「高準位」的非游離性電磁場可對人體產生 與過度感電或生熱有關的不良生理反應。有鑑於此，如ICNIRP和FCC等國際 性和國家性組織亦皆制定相關之安全曝露標準。在民意代表的敦促下，環保署與 交通部電信總局最近亦分別引用這兩套標準作為國家標準。

　　可能產生其危險性的「高準位」場強的場源主要為各種大電力之電力設施 與工業用電設備以及高功率電信發射裝置。眾多國內外的量測經驗顯示，一般民 眾日常生活中所較可能遭受曝露的場強大都遠低於安全曝露標準的建議值，尤其 是考慮平均值時。而高場強區域則大都僅出現在這些設備的近距離範圍，因此屬 與「職業性」曝露有關的工安業務(但也不能排除一般民眾因某些原因進入這些 場所的可能性)，如何落實相關的防護工作值得政府主管單位注意。

　　對與這些場所運轉無關的民眾而言，最簡單的防護作法就是避免過於接近 這些高場強的場源和卅或縮短每次連續逗留的時間。如要建議所謂的安全距確， 本人認為大電力設施或高功率無線電發射天線周遭1-2公尺以外，以及家電產品 變壓器、馬達、或電熱線圈周遭30公分以外，就應該非常安全了。若仍對家電 或室內配電線路產生的60 Hz磁場以及大哥大手機的高頻電磁場的安全性有所 疑慮的話，WHO建議民眾不彷由隨手關閉不必要之電器用品或照明燈具和減少 不必要的大哥大通話時間(尤其是在信號較弱的地方)等簡單作法著手，而不必花 錢去添購市面上盛行的各種宣稱可防電磁場、電磁波傷害的產品(其廣告內容大 都誇大其辭，而降低場強的效果卻又不明確)。

　　在民眾有所疑慮的「低準位」電磁場與各種癌症或不良生殖發育問題是否 有關部份，ICNIRP及其它研究組織在審查幾十年來眾多的研究資料後認為，最 多只有住家附近的高壓線(指高壓線的「存在」而非其於住家所產生的場強)與小 孩白血病的罹患率之間可能有統計上的弱關聯存在，其它指控的證據則不可信。 然而在欠缺電磁場與白血病之間的生物機轉證據之下，ICNIRP認為此類流行病 學研究結果雖提出一些「具暗示性但說服力卻不足」的「有限證據」，其可信度 並未達標準制定所要求的「已確定的發據」的程度。

　　美國的量測結果顯示一般人生活中所遭遇到的60 Hz磁場的平均值超過2 毫高斯者僅佔14%。德國資料則顯示整個人口所受曝露之平均值為1毫高斯，而 住家附近有高壓線經過的人與一般人口的平均場強並無太大差異。這些交流電場 強比ICNIRP的建議值低了好幾百倍。即使假設如此低準位的磁場真能提高兒童 罹患白血病的機率，McGaughy博士所引用的一個最壞狀況的估算結束顯示：住 家附近的高壓線頂多造成美國每年每一百萬個兒童中多出現一個白血病的病 例。其嚴重度，即使可能的話，也遠比其它主要兒童死因還低很多。

　　在大哥大手機與基地台部份，本文特別對無線通訊的基本運作原理作了一個 簡介，希望有助於大家破解對大哥大的一些迷思。基本上，無線通訊之所以能達 到幾乎「無遠弗屆」的境界，主要是因為通訊技術所付予的「高靈敏度」使然。 雖然，提高發射功率也可達到相同目的，但其所要求的高成本非常不利於市場的 發展，因為高功率除會提高業者建台與運轉的成本之外，也使得手機的設計與製 造很難滿足使用者對產品「輕、薄、短、小」和「省電」性能的追求。

　　ＷＨＯ多年來一直參與電磁場安全性議題的研究，1996年起所推動的「國 際電磁場計畫」為其現階段的工作。ＷＨＯ也設有網站 ( www.who.int/peh-emf ) 提供世人有關此一計畫的各項研究活動的發展及摘要性報告(部份資料也有中文 版本)，有興趣者可上網閱覽(也可透過它連到ICNIRP及NIEHS等其合作夥伴的 相關網站)。此外，FCC的網站亦有高頻電磁場曝露安全資料可供參考，其網址 為: www.fcc.gov/oet/rfsafety。

　　整體而言，已可確信的科學證據所顯示的電磁場曝露風險遠低於一般民眾 認知的程度。然而基於對未知、看不見的事物的恐懼，幾十年來世人對電力與電 信建設的排斥所造成的經濟損失似乎遠超過我們所應付出的代價。幾年前發表於 「科學」雜誌上的一篇文章指出，美國每年因電磁場爭議所造成的經濟損失超過 10億美金！國內雖無類似統計，但民眾不妨想想「921」地震之後，因台電超高 壓輸電線路斷掉無法將南電北送，對北部地區民眾生活與工商業界營運所造成的 損失也應有所體認。

　　希望本文刊出之後，國人能對電磁場、電磁波的正確使用與安全性有較進 一步的認識，進而能更理性的看待與民生和經濟發展息息相關的各種電力與電信 基礎建設。政府主管單位及相關業者也應攜手合作儘快落實相關之管制辦法與施 行必要之防護措施。讓國家社會能變得更為理性和更加科學。

國立交通大學電信工程系 吳霖堃 教授

參考資料
http://www.a-tek.com.tw/information/comment/comment10.htm