非电离辐射PPT课件.ppt

1 非电离辐射 2019 12 20 2 大纲 第一部分 光辐射第二部分 射频和微波辐射第三部分 静态场和极低频电磁场第四部分 激光辐射 2019 12 20 3 非电离辐射 非电离辐射是指能量比较低 并不能使物质原子或分子产生电离的辐射 一般来说 非电离辐射与电离辐射的区别是12 4电子伏特 eV 光子能量小于12 4eV的辐射就是非电离辐射 2019 12 20 4 第一部分 光辐射 2019 12 20 5 眼睛结构图 图 2019 12 20 6 对眼睛的健康影响 2019 12 20 7 对皮肤的影响 2019 12 20 8 危害识别 光辐射源 2019 12 20 9 辐射测量仪器 2019 12 20 10 辐射测量仪器 2019 12 20 11 光辐射 皮肤保护 防晒霜 不能阻挡所有的紫外线 防晒系数 SPF SPF30 的防晒霜能阻挡96 的紫外线 SPF15 的防晒霜能阻挡93 的紫外线 出门前20分钟需涂防晒霜才有用 如果游泳或出汗很多 至少2小时涂一次戴帽子 穿长裤和长袖衣服 棉 麻 亚麻制品为佳 大多数棉或聚酯纤维能阻挡95 的紫外线 如果潮湿 退色则效果会降低 深颜色衣服能更好地吸收紫外线 2019 12 20 12 光辐射 眼睛保护 眼镜 太阳镜能提供足够的保护 确保镜片能阻挡95 以上的紫外线 2019 12 20 13 需要配备的PPE 需要的PPE 2019 12 20 14 第二部分 射频和微波辐射 2019 12 20 15 射频和微波辐射 射频 300GHz 30KHz微波 300GHz 300MHz 2019 12 20 16 射频和微波辐射 识别 2019 12 20 17 近场VS远场 近场 靠近辐射源 相对于其大小和波长 需分别测量电场和磁场 不适用平方反比定律 明显的空间变化性 近场附近区域可细分为辐射和非辐射区域 2019 12 20 18 近场VS远场 远场 远离天线 相对于其大小和波长 假定天线是个点源 电场 磁场 能量密度能互相换算 符合平方反比定律 PD2 PD1 d12 d22 d是距离 2019 12 20 19 射频和微波辐射的生物学效应 射频和微波辐射对人体的危害 表现为热效应和非热效应 热效应 人体中的水分子受到电磁辐射后相互摩擦 引起机体升温 从而影响到体内器官的正常工作 在非常条件下或生产操作事故中 接触高强度微波辐射可导致体温升高 性器官及眼睛晶状体受热损伤 产生热效就应的电磁波功率密度在10MW CM2 微观致热效应1MW MW CM2 浅致热效应在10MW CM2以下 当功率为1000W的微波直接照射人时 可在几秒内致人死亡 2019 12 20 20 射频和微波辐射的生物学效应 非热效应 人体的器官和组织都存在微弱的电磁场 它们是稳定和有序的 一旦受到外界电磁场的干扰 处于平很状态的微弱电磁场将遭到破坏 人体也会遭受损害 其中 短波的穿透能力弱 通常在皮肤吸收 长波的穿透能力强 能影响人体器官 对于非热效应 人体研究数据非常有限 没有明显的趋势 现在基本是从动物研究外推到人类 2019 12 20 21 射频和微波辐射 热点话题 射频和微波暴露 手机引发成人良性或恶性的大脑和中枢神经系统肿瘤 很少证据能证明风险的增加 手机引发其它癌症 有一项研究显示 手机辐射与霍奇金淋巴瘤有关系 手机基站和无线网络 只有非常少的数据发现会增加儿童患白血病的风险 职业接触研究 很少有证据证明癌症风险的增加 实验研究 致癌性证据不足 2019 12 20 22 射频和微波辐射的职业接触限值 ACGIH推荐有阈限值 TLV 电气和电子工程师协会 IEEE 出版了最大允许暴露限值 两者要求比吸收率 SAR 低于0 4W kgGB8702 88电磁辐射防护规定 适用频率范围100KHz 300GHz 在每天8小时工作期间内 任意连续6分钟按全身平均的比吸收率 SAR 应小于0 1W Kg 2019 12 20 23 比吸收率 全身 2019 12 20 24 环保局制定的职业接触限值 从SAR限值导出 基于靶器官 眼睛和睾丸 的热平衡得到 GB8702 88电磁辐射防护规定 在每天8h工作期间内 电磁辐射的场量参数在任意连续6min内的平均值应满足表1要求 2019 12 20 25 GBZ关于射频和微波辐射标准 100kHz 30MHz 高频电磁场 2019 12 20 26 GBZ关于射频和微波辐射标准 30MHz 300MHz 超高频 2019 12 20 27 日常生活中的射频辐射数值 手机辐射 未接听 响铃时 50 70 W cm2 接听时1 3 W cm2微波炉 正面观察窗350 W cm2 2019 12 20 28 暴露评估 仪器 2019 12 20 29 电磁场现场测量 2019 12 20 30 感应和接触电流测量 2019 12 20 31 暴露评估 注意事项 要注意可能会引起误差的源 确定源区特征 确定要求测量的参数 选择一个频率正确的仪器 确定最坏的情况和源排放 逐步接近电磁场 评估操作者的干扰 测量举例 根据ACGIH标准 离辐射源5厘米 2019 12 20 32 暴露评估 空间平均 电场 磁场测量SAR或功率密度空间平均 PD n 2019 12 20 33 射频辐射 控制措施 工程控制 接地波导截止 波导管通常是指一根中空的金属管 圆形或矩形 用来限制和引导电磁波 以达到最小的传输损失 而波导截止管是用来削弱电磁波 通常用来降低屏蔽罩开口处泄漏的电磁场设备和人员布局 研究发现 如果人站在平整的射频辐射表面附近 会提高比吸收率 如果是在角落 则比吸收率会更高 2019 12 20 34 射频辐射 控制措施 行政和程序控制 鞋 防护服 手套 距离 暴露时间 警告标识 操作规程 好的设备维护能有效降低辐射 2019 12 20 35 射频辐射防护服 2019 12 20 36 第三部分 静态场和极低频电磁场 2019 12 20 37 内容 1 简介2 暴露源3 剂量测定4 互动机制5 实验室研究6 流行病学研究7 人类学研究8 总结 2019 12 20 38 简介 另外 公众也非常关心接触极低频电磁场带来的后果 例如在高压电线周边或者工厂里面 在这里 我们首先解释了一些重要的关于静态场和ELF研究的理论性概念通过总结发表于科学文献中的结果 我们会给出一个关于它们可能对人体健康造成影响的看法 2019 12 20 39 人与交流电磁场的相互作用 2019 12 20 40 2 暴露源 下表是我们所处环境中常见的静态场和ELF电磁场 2019 12 20 41 静态场暴露源 典型的电场大气层 自然发生 12 150V m电视或其它视频显示终端20kV m500kV的输电线路下方30kv m典型的磁场地磁场 自然发生 0 03 0 07mT工业上的直流设备50mT磁悬浮列车50mT小的条形磁铁1 10mT磁共振成像 MRI 2 5T 2019 12 20 42 ELF暴露源 典型的电场自然发生 50 60Hz 0 1mV m交流输电线路下方12kV m发电站周围16kV m家电周围0 5kV m典型的磁场自然发生 50 60Hz 0 01nT交流输电线路下方10 30uT发电站周围40 120uT家电周围50 150uT工业过程 如焊接 130mT住宅区域 50 60Hz 0 1 0 3uT 2019 12 20 43 常见的职业暴露 职业暴露绝大部分指的是工频场 也可能包括一些其它频率的作用 电气职业 工作场所的平均磁场暴露高于其它职业 如办公室工作 电工和电气工程师的磁场暴露约为0 4 0 6 T 电力线路工人约为1 0 T 焊接工 铁路机车驾驶员和缝纫机操作工的暴露值最高 超过3 T 工作场所最大磁场暴露可达约10mT 与存在大电流导线有关 在供电行业 工人的电场暴露可达30kV m 2019 12 20 44 剂量测定 尽管如此 在低强度环境水平 那些报道的生物学效应跟剂量之间的关系还不是很清楚 剂量也很难精确计算 动物研究结果大都是阴性的 例如 什么情况下应该包含瞬变这些问题对于以下研究非常重要 为流行病学研究设计评估方案 把人类的暴露转换为等效的实验室动物或细胞的暴露 以方便实验室研究 2019 12 20 45 4 互动机制 在这里 我们会解释生物体暴露于以下不同的 场 时的物理现象 静电场效应 静磁场效应 极低频电场效应 极低频磁场效应电磁场引起健康效应的理论原理 2019 12 20 46 静磁场 与电场相反 静磁场可以自由穿透生物组织 它们能直接与移动的电荷 离子 蛋白质等 互相作用 还可以与组织中的磁性材料通过多个物理机制发生作用 然而 在环境背景水平 唯一重要的机制是在组织中诱导产生静电场和电流 因此 尽管外部电场无法穿透 但外部磁场能在人体内引起电场 2019 12 20 47 ELF电场 就像静电场在人体表面引起电荷一样 ELF电场也能在人体表面引起电荷 不过是会随时间有规律的变化 同时 表面电荷的不断流动会振荡产生内部的电场和电流 但是 这些影响取决于频率 而且在ELF范围内影响非常小 通常情况下 诱导产生的电场要比外部电场小100万倍以上 2019 12 20 48 ELF磁场 振荡磁场也能通过感应产生电场和电流 但大多是在表面组织 这些影响也取决于频率 而且在ELF范围内影响较小 相反 开关过程产生的瞬变磁场可以通过感应产生强电场和电流 但它只能持续很短的时间 2019 12 20 49 物理模型 许多科学模型被用来解释ELF电磁场与细胞和组织相互作用的机理 直接的能量转换 对带电分子施加能量 如蛋白质 自由基的寿命增加 等等 2019 12 20 50 信号与噪音 活细胞的环境由于有离子和带电分子的随机运动产生电信号的噪音 如果ELF产生的信号能被细胞感知到 那它必须强于平均的噪音水平 在环境背景水平 大部分模型都不适用 2019 12 20 51 5 实验室研究 讨论理论问题之后 我们现在转向实验结果已经过实验室研究的电磁场有 静电场 静磁场 ELF电磁场 2019 12 20 52 静磁场 一些研究表明 有职业接触的工人的死亡率和癌症的风险有所增加 然而 在工厂还存在其它可能的致癌物和环境污染物 对于它们的影响并没有进行过正确的调查因此 在没有对其它因素的影响作出正确评估时 不能就把死亡率和癌症风险增加的原因归于磁场暴露 2019 12 20 53 ELF电磁场 当感应电场和电流强度超过了身体的自然电信号时 可观察到ELF电磁场的许多效应 尽管数据存在不一致或不能重现 其它一些研究报告还发现了大量在低水平时体外实验的效应 细胞增生的变化 新陈代谢 基因表达 蛋白质合成 酶的活动等等 这些观察不一定是对人类健康造成不利影响的预示 需要更好地去了解其机理 2019 12 20 54 6 流行病学研究 大多数流行病学研究都集中在工频磁场 虽然有些也研究电场 研究最多的疾病有 癌症 生殖状况 神经和精神疾病 2019 12 20 55 癌症 目前的研究尚无一致性的结论 没有说服力的证据证明有致癌性 2019 12 20 56 神经和精神疾病 某些研究报告发现 在一些暴露于高强度电磁场的特定工人群体中 像阿尔茨海默氏症 又叫老年性痴呆 等疾病的发病率明显增加 这些研究结果需要进一步的检查和后续跟进 虽然有些报告建议 自杀和抑郁症没有相关的联系 但更多的研究是必要的 2019 12 20 57 心血管 据报道 在精确的情况下 ELF电磁场可以影响心血管系统 例如心率的稍微降低或增加 约3 5次 分钟 然而 在低于目前暴露标准限值的情况下 没发现有明显的急性或长期的与心血管相关的危害 2019 12 20 58 大脑和行为 因为神经组织对电信号很敏感 所以大脑可能会是人体与ELF电磁场相互作用的一个场所 试验表明这种影响可能会发生 但仅当感应电流达到一定限值时才会发生 脑电波改变 对于复杂推理任务的反应时间的改变 时间观念的变化 2019 12 20 59 8 结论 尽管已有大量的研究报告 但还是需要做进一步的研究来对静态场和ELF电磁场的健康效应做出一个完整的评价 研究中许多不一致的地方必须得到解决 报告的健康效应必须能够再现 主要的关注点例如癌症必须正确表述 提高我们的认识有助于更好地评估可能的风险 确保给社区和工作场所的所有人提供充足的保护 2019 12 20 60 磁场随距离增加迅速降低 2019 12 20 61 ACGIH静磁场标准 2019 12 20 62 ACGIH静电场和ELF电场标准 ACGIH规定 对于0Hz 直流 到220Hz的电场 其最高容许限值为25kV m 2019 12 20 63 ACGIHELF磁场标准 2019 12 20 64 GBZ工频电场标准 2019 12 20 65 第四部分 激光 2019 12 20 66 激光的基本原理 激光是电磁辐射的一种形式特定材料的原子能级状态变化的过程中产生激光当原子中的电子从高能级跃迁到低能级时 它将以光的形式释放出能量 称为受激辐射波长决定激光的颜色波长一般用纳米来表示 十亿纳米为一米 2019 12 20 67 激光的构成 2019 12 20 68 激光的构成 激光工作介质 是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系 有时也称为激光增益媒质 它们可以是固体 气体 液体和半导体 固体 铷 YAG 红外激光1 064微米 气体 氦 氦氖混合气 发射可见红光 CO2激光发射远红外激光 10 6微米 燃料 在液体中 复杂的有机燃料 如若丹明6G 溶解在液体溶剂中 波长范围宽 半导体 又称二极管激光 这些电子设备非常小 功率低 激光打印机有应用 激发态原子或分子 使用活性气体如氯气和氟与惰性气体氩 氪和氙的混合气体 当受电击时 形成二聚物 发出紫外光 2019 12 20 69 名义危害区域 2019 12 20 70 激光的生物效应 眼睛伤害 具有足够能量的激光光束理论上能损坏视网膜 导致永久性失明 热灼伤 激光引起的组织破坏主要为热效应引起 组织蛋白由于吸收激光能量而温度上升 引起变性 接触时间超过10微秒 波长范围在近紫外到远红外 0 315 m 103 m 光化学效应 接触光化紫外辐射 0 200 m 0 315 m 任何时间 或接触可见蓝光 0 400 m 0 550 m 超过10s 会引起组织破坏色素沉着和红斑 UV A 0 315 m 0 400 m 致癌 UV B除了了热灼烧外 还可能引起皮肤癌整体而言 对皮肤的危害没有对眼睛的大 2019 12 20 71 激光生物效应概要 2019 12 20 72 对眼睛的影响 2019 12 20 73 非光束激光危害 非光束危害 不是由于人体直接接触激光束引起的危害电气危害 最常见的非光束危害 电器安装时需小心来自电源和电容的高压 采取电气安全技术防止伤害 火 易燃物质接触激光束容易点燃 引起火灾噪音 脉冲激光可能会引起较高的噪音间接辐射 非激光辐射 但与激光的操作有关 例如等离子管引起射频辐射 激发态分子激光的高压电源引起X射线 光辐射 来自激光放电管 泵浦灯的紫外辐射 激光焊接产生的紫外辐射工业卫生因素 压缩气体 低温材料 有机染料 毒性或致癌物质 如激光与塑料作用 2019 12 20 74 激光分类 2级 低功率 可视激光 或称为 低危害激光 波长在400 700nm之若直视或盯视会产生伤害 一般人眼有避害反应 一般不会产生伤害 防护措施 贴标签警示不要直视 如 激光笔 激光针 2019 12 20 75 激光分类 3级 中等功率 或 中等危害激光器 能在避害反应时间内 通常眨眼时间为0 25秒 对眼产生伤害 不会对皮肤产生伤害 无漫反射危害防护措施 采取控制保证不要直视光束或镜面反射光束 如 理疗激光 眼科激光3a级 注视激光极短时间不会产生伤害 1mW 5mW可见He Ne激光器3b级 直视一般均产生危害 镜面反射和光束内观察都会产生危害 但不会有漫反射危害5mW 500mW可见He Ne激光器 2019 12 20 76 控制措施 采取一些措施可免于激光伤害 包括 工程控制 管理控制 个人防护用品 2019 12 20 77 工程控制 工程控制指与激光系统结合在一起用来防止伤害工作人员的措施相比个人防护用品或管理控制 工程控制应为首选 2019 12 20 78 管理控制 管理控制指防止员工受伤的程序性措施 常见的有 设立激光控制区域 开放光束的3b和4级激光