手机射频电磁场的脑部剂量及信号接收质量的影响——基于ETAIN 5G科学家应用程序的模拟研究

《Environmental Research》：RF-EMF brain dose from mobile phones and the role of reception quality – a simulation study using the ETAIN 5G Scientist App

　　- 移动电话的射频电磁场（RF-EMF）暴露与手机信号质量有关- 与5G-NR网络相比，手机连接4G-LTE网络时的暴露水平更高- 与网络信号质量强的情况相比，次优的网络信号质量会导致同样使用手机时暴露水平更高**引言**电信技术的使用随着时间推移不断增长和演变。近年来，技术从第四代（4G）向第五代（5G）蜂窝网络技术过渡，并伴随新频段的应用（欧盟委员会，2016）。新技术的引入和现有技术使用模式的改变，导致人们接触由该技术产生的射频电磁场（RF-EMF）的模式发生了变化（Chiaraviglio等，2021）。为了调查RF-EMF暴露的潜在健康影响，准确的个人暴露评估是必要的。鉴于来自个人使用通信设备的辐射对个人的RF-EMF暴露有很大贡献，许多既往的流行病学研究专注于评估手机使用带来的暴露，以评估其对健康的潜在影响（Verbeek等，2021）。自我报告或运营商记录的平均通话时长是许多流行病学研究中应用的RF-EMF暴露的两个替代指标（Casta?o-Vinyals等，2022；Traini等，2024）。此外，一些研究估算了来自近场和远场源的联合RF-EMF剂量：Van Wel等（2021）和Liorni等（2020）创建了一个RF-EMF剂量估算工具，并使用移动设备使用调查来近似来自2G和3G技术连接的RF-EMF剂量。Foerster等（2018）利用问卷和运营商数据（包括来自2G和3G移动网络的手机使用）建立了累积RF-EMF脑部剂量的模型（Foerster等，2018；Liorni等，2020；Van Wel等，2021）。然而，这些研究中的估算均未考虑所纳入活动期间的信号强度。如果设备的输出功率未知，仅凭通话时长可能无法完整反映来自移动手机的个体暴露情况，因为网络信号质量是影响手机功率控制机制的相关因素（Gati等，2010；Mazloum等，2019）。早在2010年，Gati等（2010）就报告称，在2G和3G基站网络覆盖良好的区域，手持机的RF-EMF暴露水平更低（Gati等，2010）。手机会根据信号质量调整其输出功率，以在实现最优数据传输的同时尽量减少电池消耗（Ding等，2013）。信号质量在短距离内可能差异很大。例如，Mazloum等（2021）分析了同一栋建筑不同楼层的信号质量，观察到使用参考信号接收功率（RSRP）量化的长期演进（4G-LTE）网络接收质量从约-118到-70 dBm不等，相应的实测输出功率从-10到23 dBm不等，后者为单个频段内手机允许的最大值（Mazloum等，2021）。手机输出功率的变化源于RSRP值的变化（Sandoval-Diez等，2025）。这意味着，对于相同使用时长的手机使用，由于功率的适应性调整，个人的暴露水平会根据网络信号质量而大幅变化。目前，关于现实的个人信号质量模式及其对个人暴露水平影响的系统性评估仍然有限。此外，关于信号质量的现实变化及其相关的手机输出功率，在4G-LTE或5G-新空口（NR）技术之间的差异方面，也存在认知不足（Chiaraviglio等，2021；Aerts等，2021）。在"地平线欧洲"资助的"电磁场暴露与行星健康（ETAIN）"项目中，我们最近开发了"ETAIN 5G Scientist"应用（ETAIN，2025），该应用收集并绘制了欧洲4G-LTE和5G-NR的信号质量信息。我们的研究旨在阐明信号质量的现实变异性如何影响来自环境暴露以及通话、浏览或观看视频时手机使用带来的同时暴露所导致的每日脑部剂量。**章节片段****测量地点与程序**使用ETAIN 5G Scientist应用收集的信号质量指标测量值以及ExpoM-RF4收集的测量值，均在荷兰乌得勒支市区及周边地区进行，包括两个城市中心地点（图书馆和城市广场）、两个大学校园地点（乌得勒支科学园图书馆和停车场）、乌得勒支市一个公园地点，以及三个乡村地点（Cothen、Kockengen和Bunnik）。更多详情见……**结果**我们总共收集了152,981个SSI测量值，其中主服务小区已注册。在所有地点收集的RSRP值（n=150,789）范围为-140至-56 dBm，中位数为-94 dBm。对于ss-RSRP（n=2,192），值范围为-125至-61 dBm，中位数为-86 dBm。图1展示了观测到的RSRP和ss-RSRP测量的五分位数。RSRP和ss-RSRP值的分布见补充信息A，图A1。此外，……**讨论**本研究使用ETAIN 5G Scientist应用，在荷兰乌得勒支市区及周边的各类区域中，以真实的网络连接收集了4G-LTE RSRP和5G-NR ss-RSRP。记录的RSRP值范围为-140至-56 dBm，ss-RSRP值范围为-125至-61 dBm。使用来自4G-LTE和5G-NR网络的SSI数据，估算了在不同信号质量值下手机使用产生的每日脑部剂量。所有估算值均以mJ kg?1 day?1报告，使我们能够进行比较……**结论**手机基站暴露以及个人手机使用共同构成了个人暴露。我们的方法表明，5G-NR技术在效率方面更具优势，即在相同的使用场景下，其产生的脑部剂量远低于4G-LTE。我们的研究表明，根据手机的发射功率和使用的技术（4G-LTE与5G-NR），手机使用产生的脑部剂量可能有很大差异。由于手机的发射功率在很大程度上取决于信号……**CRediT作者贡献声明****Martin R??sli：** 撰写—审稿与编辑、方法论。**Arno Thielens：** 撰写—审稿与编辑、方法论。**Jürg Fr?hlich：** 撰写—审稿与编辑、方法论。**Marco Zahner：** 撰写—审稿与编辑、方法论。**Lloyd Roga：** 撰写—审稿与编辑。**Hanne Herssens：** 撰写—审稿与编辑、方法论。**Berend den Boer：** 撰写—审稿与编辑、方法论、数据整理。**Nekane Sandoval Diez：** 撰写—审稿与编辑、方法论。**Hamed Jalilian：** 撰写—审稿与编辑，……**未引用参考文献**Bolte，2016；ETAIN项目，2025；ETAIN项目，2025；Fennell等，2018；Fields at Work GmbH，2025；荷兰统计局，2025；Stroobandt等，2025；Veludo等，2025。**资金来源**本项目获得了欧洲联盟"地平线欧洲"研究与创新计划的支持，资助协议编号为101057216。**利益冲突声明**作者声明他们不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能影响本文所报告的工作。Lea Belá?ková | Hamed Jalilian | Nekane Sandoval Diez | Berend den Boer | Hanne Herssens | Lloyd Roga | Marco Zahner | Jürg Fr?hlich | Arno Thielens | Martin R??sli | Anke Huss