電磁波等致癌,網路謠言滿天飛,好友曹教授
是台灣光電專家,基於專業知識,為了闢謠,
蒙撰論文如下,並及時駁斥不實傳言,導正視
聽,貢獻極大,𧫴此
致謝。
許業武
電磁波與日常生活 曹培熙 教授撰
台大物理系 台大醫學院光電生物醫學研究中心
電磁波就是電磁輻射,但電磁輻射只是輻射的一部份,輻射還包括阿爾發射線、貝他射線、中子等等粒子射線。那些粒子射線以及加瑪射線,是從放射性物質釋出的。加瑪射線和在醫院作體檢用的愛克斯光(X光)都屬於電磁輻射,但是它們和粒子射線一樣,會使受到照射的物體產生一些變化,所以可能導致癌症。我們要擔心的是這一類的輻射,而非全部的電磁輻射。
在此先把這些輻射的類別與例子歸納於表一,下文會解釋擔心某些輻射的原因,也會說明不必擔心其他許多種電磁輻射的科學根據。
表二列舉日常生活可能遇到的電磁輻射,請注意看第7項和第11項:我們每個人隨時隨地都在發射電磁波,每天曬太陽時也在接收電磁波。這兩個來源的電磁波,都比第1項的家電電磁波頻率高得多、強度也強得多!
表一 輻射的分類和例子
輻
射 |
電磁波( 電磁輻射) |
日光中的可見光與紅外線,以及變電所、吹風機、電磁爐、微波爐、行動電話、廣播電視、遙控器、有晶片的識別卡(門禁卡、高速公路過路費的eTag等)產生或用到的電磁波。 |
非游離輻射(不會致癌的輻射) |
愛克斯光(X光),加瑪射線,日光或殺菌燈的短波長紫外線(UVB)。 |
游離輻射(需要注意安全措施的輻射) | ||
粒子 射線 |
阿爾發射線、貝他射線、中子等肉眼看不到的微小粒子。 (它們與加瑪射線是由放射性物質釋出的。大家比較熟悉的放射性物質有:原子彈與核能電廠燃料中的鈾235,日本福島核電廠事故洩漏的銫137、碘131,治療癌症所用的鈷60。放射性物質是由不穩定原子核構成的物質,它會發出放射線而轉變成穩定物質。) |
表二 日常生活中會遇到、用到的電磁波
遇到、用到電磁波的場合 |
遇到、用到的主要電磁波 |
說明 |
(1)有交流電通過的電器(電線、電燈、電熱水瓶、電磁爐、吹風機、電扇、變壓器、電腦等) |
頻率為60赫的電磁波,也就是波長很長(5,000,000公尺)的電磁波。 |
關於「頻率」與「波長」這兩個名詞,請看後文。 |
(2)廣播、電視 |
無線電波 |
電台發射無線電波,收音機或電視機接收無線電波。 |
(3)核磁共振造影室 |
無線電波 |
以無線電波掃描受檢查部位 |
(4)健保卡、門禁卡、悠遊卡、高速公路過路費eTag |
無線電波或微波 |
卡上的晶片接收從感應器來的資訊,然後發出載有相關資料電磁波,再儲存感應器發出的資訊 |
(5)微波爐、行動電話、衛星導航 |
微波 |
微波爐中的微波使食物溫度升高。基地台、手機、衛星導航機都能接收與發射微波。 |
(6)冷氣機、電視機、鐵捲門的遙控器 |
紅外線或微波 |
遙控器發射電磁波,被遙控的器具上裝有電磁波接收器。 |
(7)日常溫度的物品(包括每個人的身體) |
紅外線 |
各物品發射的電磁波其中,最強的是紅外線。耳溫槍或額溫計根據這紅外線測量體溫。 |
(8)自動開關的門、自動沖水的廁所 |
紅外線 |
人的身體遮住和離開紅外線通路時,啟動相關裝置。 |
(9)醫院復健科 |
紅外線 |
照射紅外線,達到熱敷的效果 |
(10)新生兒黃疸治療室 |
可見光 |
照射可見光,使黃疸逐漸消除 |
(11)曬太陽 |
紫外線、可見光、紅外線 |
太陽發出的電磁波種類很廣,其中最強的是可見光。 |
(12)看見周圍的物品 |
光(可見光) |
有光的環境中,眼睛才能看到各物體。 |
(13)放置醫療器材處、某些濾水器 |
紫外線 |
紫外線可以殺菌、消毒 |
(14)屏東縣養電、種電的地方 |
陽光裡的紫外線和可見光 |
地層嚴重下陷的漁塭和果園佈設太陽能板等裝置,利用太陽能板吸收電磁波來發電。 |
(15)愛克斯光(X光)檢驗室,包括電腦斷層掃描室 |
X光 |
檢查骨骼、牙齒、內臟等部位的狀況 |
(16)放射線治療室 |
X光和加瑪射線等放射線 |
消滅癌細胞 |
1.微波爐將食物加熱的原理
微波爐已經是日常生活中相當普及的一種工具,但是關於它的錯誤傳言太多,以致許多人不敢使用它,所以我們從微波爐談起。根據科學原理,我們可以確信:微波爐的微波不會致癌、用它加熱過的食物不會變成有害的東西。
微波爐裡的微波,是適合水分子吸收的一種電磁波。日常生活中的物體,包括人體和食物,都有數不清的分子,而每一種分子都有適合它吸收的電磁波,例如藍色物質顯著地吸收紅色的光,橘紅色物質喜歡吸收藍色光,就像一家人喜歡的食物口味不一致:「阿公愛煮鹹、阿ㄇㄚˋ愛煮淡」。食物裡的水分子旁邊有澱粉、脂肪、蛋白質等等分子,它們「不喜歡吃」這種微波。
人食用容易吸收而且有營養的食物時,比較能利用食物裡的養分,維持身體健康強壯及成長。一群物質分子遇到它們善於吸收的電磁波時,電磁波的能量轉變成物質分子的能量,它們的溫度就顯著地上升;若是遇到它們不善於吸收的電磁波,物質溫度不會明顯上升。電磁波的能量被吸收掉時,電磁波就消失了;若沒有被物質吸收,電磁波就通過物體繼續行進。
因此,食物裡的水分子吸收微波帶來的能量之後,溫度就上升了;其他分子因為幾乎不吸收微波,所以溫度頂多會微幅上升,因而食物中的水的溫度高於旁邊物質的溫度。於是,就會有熱量從水傳給旁邊的物質。只要食物繼續放在有微波的爐中,這樣的過程就持續進行,經過一段時間後,食物中的各種分子都達到我們預設的溫度,食物整體就完成加熱。
上面這一段,告訴我們:食物用微波爐加熱時,不會變成別種物質。同樣的道理,即使這種微波照射到人體,也只會使照到的部位略微升高,不會將正常細胞變成癌細胞;何況微波爐的安全設計不會讓微波漏到爐外(請看下文第3節)。
2.用微波爐煮東西的原理
但是,如果用微波爐將生的食材煮熟,這時候可能是用夠大的「火力」或是加熱時間夠久,因而食物溫度上升到可以將它煮熟的程度,造成蛋白質凝固等等效果,並非由於微波變魔術把生的食材變熟了,更不會產生癌細胞。
不論用微波爐、炭火、瓦斯爐加熱或煮東西,所產生的作用都一樣:提高食物各部分的溫度。一份誤導的傳言說:「護士用微波爐將血袋加熱,結果導致接受輸血的人血管阻塞。」其實,用任何劇烈方式將血袋裡的血加熱,達到相同溫度時,都會形成凝固的小血塊、血栓,不是微波獨有的效果。
3.微波爐的微波會外洩嗎?
看了上面的說明,一定有人想到:「既然微波會透過水分子將食物煮熟,人的體重有三分之二以上是水,站在微波爐旁邊不就很危險嗎? 」請不要擔心,因為正常的微波爐都將微波封鎖在爐體內部,它的門只能透過光線,不會讓微波通過。換句話說,門上的裝置只吸收微波這種電磁波,它不喜歡吸收光線這種電磁波。因為門不吃光線,所以爐內小燈的光線才能穿過門,讓我們看見爐內的狀況。
當然,如果門上的裝置故障了,它無法阻擋微波,門前的人會受到微波照射。請別害怕,有一個簡單的方法,可以分辨阻擋微波的設施有沒有壞掉。將一杯水放入微波爐裡,關上微波爐門。把一張衛生紙沾濕了,再設法用筷子等物品把濕衛生紙掛在門前1公分處,讓紙跟門保持平行,然後啟動微波爐。經過半分鐘或一分鐘,摸摸看衛生紙有沒有變熱(用溫度計測量更好)。如果衛生紙溫度沒有變化,你就可以放心使用那個微波爐了。請記住:不要把濕衛生紙直接貼在爐門上,因為爐門為了阻擋微波而吸收微波,所以它的溫度是會上升的,貼在門上的濕紙接收的是門傳來的熱。這個檢驗方法是利用水能吸收微波的特性而設計的。
根據以上的說明,大家就會明白:微波爐的微波不會改變物質,所以不會將原來不會致癌的食物變成會致癌的東西。另一方面,微波是電磁波,它被水分子吸收之後,已經轉變成水分子的能量,不會繼續產生作用。會致癌的放射性物質不是電磁波,例如被放射性物質污染的鋼筋裡,就一直含有那些物質,因而不斷地釋出放射線,於是可能有害於人體健康。微波爐沒有放射性物質,不會釋出放射線,也就不至於傷害人體。
4. 微波不是游離輻射,所以不會致癌
媒體報導大多誤將「輻射」當作跟「放射線」一樣的名詞,例如稱「被放射性物質污染的鋼筋」為「輻射鋼筋」,這樣的錯誤陳述引起一連串的錯誤解讀與不必要的憂慮。
如表一所顯示的,輻射包含游離輻射與非游離輻射,放射性物質釋出的是游離輻射;日常生活遇到的交流電(如電磁爐)造成的電磁波、無線電波(如廣播與電視的電磁波)、微波(如微波爐和行動電話所用的電磁波)、紅外線(如某些遙控器的電磁波)、可見光(一般常見的光線)都屬於非游離輻射。游離輻射會使物質裡的一些電子脫離原來的原子,才有機會改變物質的狀態與成份,因而會使DNA之類分子發生變化,才有致癌的可能性。
電磁波的能量是由一個個最小單元攜帶著,隨著波傳給被照射的物體。這種最小單元稱為光子,而頻率愈高的電磁波光子能量也愈高。由表三與表四的數據,可以明確看出會造成游離的電磁波頻率,高於非游離輻射。微波爐中的微波頻率是24.5億赫,因而它的光子能量比游離輻射光子的能量低得多,所以不至於造成游離,也就可以排除致癌的可能性。
表三 非游離輻射的頻率範圍
頻率是每秒內的振動次數,以「赫」為單位。例如警察廣播電臺治安交通網的頻率當中有 FM94.3和FM104.9,表示相關電台發射的電磁波頻率為94.3百萬赫與104.9百萬赫,也就是說:它們的電磁波每秒振動94,300,000次和104,900,000次。
波
段 |
交流電產生的電磁波 |
無線電波 |
微波 |
紅外線 |
可見光 |
波長最長的紫外線(UVA) |
頻
率 |
60赫 |
3千赫到30億赫 |
10億赫到3000億赫 |
3000億赫到428萬億赫 |
428萬億赫到750萬億赫 |
750萬億赫到950萬億赫 |
波
長 |
5000 公里 |
100公里到0.1公尺 |
1公尺到0.1公分 |
0.1公分至 0.00007公分 |
0.00007公分至 0.00004公分 |
0.00004公分至 0.000031公分 |
表四 地球上會造成游離的電磁輻射
波段 |
波長較短的紫外線(UVB) |
X光 |
加瑪射線 |
頻 率 |
950萬億赫到 1070萬億赫 |
3億億赫到 3000億億赫 |
高於1000億億赫 |
波 長 |
0.000031公分至0.000028公分 |
0.000001公分到0.000000001公分 |
短於0.00000003公分 |
5.游離輻射也可能有益
穿過大氣層來到地球上的太陽光,含有上列非游離輻射,還含有波長較短的紫外線,簡稱為UVB(波長更短的C波段,簡稱為UVC,大多被空氣吸收,所以很少到達地面)。UVA造成的游離比較少,所以短時間曝曬沒有害處;UVB就比較容易造成游離,因而曝曬之後可能造成皮膚癌。但是,UVB並非一無是處,吸收它之後可以經由皮膚等一系列人體組織的機能,使人體產生維他命D,幫助我們吸收鈣質,避免軟骨症。因此,適度地曬太陽有益無害。
也許有人會質疑:我們值得為了製造維他命D而曬太陽,卻同時得到皮膚癌嗎? 這就牽涉到一些要澄清的觀念了。我們先用菇和菌作比喻,大家都知道有些菇和菌是有益於人體健康的,也有些是有害甚至會致命的。但是,就算用手碰到身邊一些有毒的菇,只要吃東西之前好好洗手,不把毒菇的任何部分吃進肚子,就不會發生危害。不論菇或菌,它們的益處與害處決定於:人體接觸或攝取的途徑、濃度、總量。同樣的道理,即使是照射到游離輻射,但若輻射的劑量不高、照射時間不長,也不會致癌的。
6.離輻射源愈遠,電磁波愈弱
照射劑量的高低與發出輻射源頭(稱為「輻射源」)的強度有關,但是還跟輻射源到被照射處的距離有關:距離愈遠處,劑量愈低。請看下面四幅圖片(略)
圖一(略),圈圈的水波,是大家都熟悉的現象。圖1中央略低一點的地方,可能是被一顆小石頭打到了,所以從那裡產生水波,那裡叫做波源。這一系列照片依序記錄了水波在先後4個時刻向四周傳開的情形。
小石頭掉落時帶著能量,因而會引起水波。形成水波時,有些能量轉移給水波。水波具有的能量,使它能將水堆起來,形成突出水平面的地方;突出最多的圓圈稱為「波峰」。波峰附近的水被挪開而使水面下降,凹下最多的圓圈叫做「波谷」。相鄰波峰之間的距離是這水波的「波長」,波峰到最近的波谷間的距離為波長的一半。波峰的位置可以當作波到達的位置。
波峰的高度顯示在那裡將水堆高的本領,所以我們稱波峰越高處的波「越強」。水波的能量分布在圓周的每一小段上。從圖中可以看出:離開波源越遠的波峰高度會越低,這是因為波峰的圓周逐漸增大,每一小段具有的能量減少,可以將水堆高的本領遞減,也就是說:離波源越遠,波的強度越低。
水波只是朝四周發射能量,空氣中的聲波與一般的輻射是向四面八方傳送能量的,所以能量分散得更快,強度的遞減更迅速,所以波到達處的劑量很快就遞減。現代的電子儀器(如手機等)靈敏度比從前提高許多,因而可以偵測到相當微弱的訊號,電磁波的波源(如電台、行動電話基地台、過路費標籤eTag的感應裝置)不需要發射很強的電磁波。
國家通訊委員會、電信總局或環保署等機構,根據國際上具有公信力的機構之建議,針對各種電磁波公佈不會影響人體安全的強度限制。這些數據是指人體受照射處的強度,而且是估算長時間暴露於電磁波的人員所可能吸收的劑量,並且再加上相當寬的安全係數而定的。以人體不會顯著吸收的電磁波為例,因為它只會在受照射部位產生極微量的熱,我們要考慮正常人體經由血流與皮膚等機制散熱的效率,計算人體生理不會產生明顯變化的電磁波強度,取該數值的1/10(常常取更低值)為安全標準。只要是合格廠商的產品,就會符合這些要求,因而使用相關器具的安全性很有保障。
權責單位必須經常進行各種測量,以確保大眾的安全。就這一點而言,我們要注意兩件事情:首先,不同波段的電磁波要用不一樣的儀器測量,因為每個波段的電磁波產生的效應不相同,例如人眼看得到可見光,無法接收其他電磁波。其次,不同的輻射強度要採用不同的單位,例如無線電波與交流電產生的電磁波強度表示法不一樣,又如游離輻射與非游離輻射的強度也不可能相同。因此,當我們看到有人以單一儀器測量不同波段或種類的輻射,或者採用不恰當的單位時,就不必採信那人的說辭。
此外,因為離開輻射源愈遠處的輻射強度愈低,所以在輻射源處測得的強度,不能作為評估危險性的依據。
7.行動電話與電磁爐的電磁波不會致癌
現在,我們可以談談行動電話了。行動電話也是利用微波,但是它的頻率低於微波爐的微波頻率,所以不是水分子喜歡吃的菜,也不是人體其他物質喜歡吃的。其次,基地台與手機的靈敏度都很高,它們所使用的電磁波強度不會太高,何況國家通訊委員會(NCC)與環保單位會監測把關。基地台與手機發出的電磁波隨距離遞減又很快,所以我們不必擔心被行動通訊的電磁波煮熟了,更不用擔心致癌。
電磁爐也是曾經有人擔心的物品,其實它更不需要擔心。首先,它使用一般的交流電,它的頻率是60赫,它產生的電磁波頻率也是60赫。游離輻射中,頻率最低的是UVB,大約為一千萬億(10,000,000億)赫,比電磁爐的電磁波頻率高許多,所以電磁爐的電磁波絕對不會造成癌症。同理,採用日常交流電的家用電器與變電所,它們產生的電磁波頻率也是60赫,所以也不會致癌。
其次,使用電磁爐的時候,鍋子應採用不鏽鋼或其他含鐵材質製品(至少鍋底應如此),這個用法會將電磁波局限在鍋底,經由一些能量轉變的效應,讓鍋底有效率地產生熱。於是,電磁爐產生的電磁波轉變成鍋底的熱,我們更不用擔心有強大電磁波侵入鍋旁人體。
8.非游離輻射可能具有的危險性
了解非游離輻射不會致癌的原因之後,有必要提醒大家:這些輻射可能引起其他的危險,例如可能引起火災。
大家可能聽過或看過這樣的現象:用凸透鏡將太陽光會聚起來,照在一張黑紙上,很快就讓紙燃燒起來。照在白紙或其他顏色的紙,要照比較久才能將紙點燃;照在火柴上面,很快就會點火。這個現象讓我們想起前面曾提到的原則:不同的物質吸收電磁波的快慢有所差別。既然非游離輻射常常引起溫度上升,就要嚴防因而引起的火災或燙傷,尤其是有凸透鏡之類聚光物品時。
9.提防受到雷射光束照射
雷射是1960年發明的新光源,它將很多的能量集中在很細的光束裡,所以光束很強。雷射的用途非常廣,例如紫外線雷射可用於近視的矯正;紅外線雷射,可用於焊接、切割、鑽孔;藍綠色光雷射常見於演藝場所。
雷射光比用凸透鏡會聚的陽光還強,所以也可能引起火災。更嚴重的是它還可能傷害皮膚與眼睛。例如從眼角膜到視網膜之間的物質都是透明無色的,所以幾乎都不吸收可見光,於是光的能量可以直達視網膜,而視網膜卻是可見光的靈敏接收器,所以它能很有效率地吸收光的能量。因此,可見光與紅外線雷射光可能嚴重傷害視網膜,進而導致失明。國際間已有多起這樣的傷害。防範這種傷害的基本方法是:(1)操作雷射的人,不可以讓雷射光束照到任何人,除非那光束用於醫療。(2)觀看有雷射光的表演時,提防自己被光束照到。如果操作者任意將光束掃射觀眾,請避開那場所。
10.結論
現代科技帶給我們許多方便的工具,在產品問市前,都已經考慮過相關輻射等安全問題,並做好安全措施。國際上有許多人員與機構從事歷時數十年的實驗觀測,辨識其安全程度,並以極高的倍數制定安全係數,所以只要做到(1)使用有良好聲譽廠商的製品;(2)不要隨便改裝;(3)依照技術資料及安全手冊使用,就可以安心享受這些工具的好處。
曹教授來函:
專家集體闢謠最常見的34條「癌症謠言」!
別再相信了!
業武兄您好 :這份資料算是相當中肯可靠的, 謝謝您寄給大家一起闢謠 !關於手機的那一段, 資料所言還嫌保守了, 因為手機通訊的頻率已經確保不會致癌了. 此外, 建議少用手機或採用耳機的原因與癌症扯不上關係.資料末尾強調"劑量"是很有意義的. 即使是會致癌的東西, 如果劑量微小, 也不會造成癌症. 致癌因素充滿周遭環境,每個人都無法完全避免碰到它們, 但是罹患癌症的人只是全人類中的一小部分, 沒有罹患癌症者除了個人體質因素( 如免疫力夠強 )之外, 接收到的致癌因素未逾安全範圍是另一個重要原因.大家注意適當的營養與運動, 加上足夠的休息, 就不用自己嚇自己了.小弟 培熙 敬上专家集体辟谣,大家别再相信網路謠傳了! (CK Lee 提供)http://blog.udn.com/paulhsu333/111281387
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