第4章物理性污染毒理学(请单击右键)-PowerPo.pdf

厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 1Department of Environmental Science and Engineering 黄明强黄明强mqhuang 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 2Department of Environmental Science and Engineering 第 五 章第 五 章 物 理 性 污 染 的 毒 性 效 应物 理 性 污 染 的 毒 性 效 应 一 紫外辐射的生物效应一 紫外辐射的生物效应 五 超声波的生物效应五 超声波的生物效应 四 电磁辐射的生物效应四 电磁辐射的生物效应 三 电离辐射的生物效应三 电离辐射的生物效应 二 红外辐射的生物效应二 红外辐射的生物效应 六 噪声的生物效应六 噪声的生物效应 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 3Department of Environmental Science and Engineering 一一 紫 外 辐 射 的 生 物 效 应紫 外 辐 射 的 生 物 效 应 波长范围在波长范围在200 400nm的电磁波称为紫外辐射的电磁波称为紫外辐射 ultraviolet radiation UV 自然界中紫外线见于太自然界中紫外线见于太 阳辐射 另外在生产环阳辐射 另外在生产环 境中 凡物体温度达境中 凡物体温度达 1200度以上时辐射光中度以上时辐射光中 均可产生紫外线 如生均可产生紫外线 如生 产环境中的电弧焊 气产环境中的电弧焊 气 焊 电炉炼钢等均可产焊 电炉炼钢等均可产 生紫外辐射 生紫外辐射 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 4Department of Environmental Science and Engineering 一一 紫 外 辐 射 的 生 物 效 应紫 外 辐 射 的 生 物 效 应 按波长范围可分为 按波长范围可分为 UV A波段波段320nm 400nm 没有生物学效应但能增强没有生物学效应但能增强UV B的效应 的效应 UV B波段波段280nm 320nm 对生物体极端有害 对生物体极端有害 UV C波段波段200nm 280nm 部分被臭氧吸收 没有辐射作用 部分被臭氧吸收 没有辐射作用 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 5Department of Environmental Science and Engineering 一一 紫 外 辐 射 的 生 物 效 应紫 外 辐 射 的 生 物 效 应 对皮肤的损伤对皮肤的损伤 红斑效应红斑效应 紫外线照射皮紫外线照射皮 肤后肤后3 6小时小时 皮肤先出皮肤先出 现短暂的通透性增高现短暂的通透性增高 然然 后再出现持久的血管通透后再出现持久的血管通透 性增高和血管扩张而使皮性增高和血管扩张而使皮 肤出现红斑 肤出现红斑 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 6Department of Environmental Science and Engineering 一一 紫 外 辐 射 的 生 物 效 应紫 外 辐 射 的 生 物 效 应 对皮肤的损伤对皮肤的损伤 黑斑效应黑斑效应 紫外辐射透入紫外辐射透入 皮肤深部 那里存在的准皮肤深部 那里存在的准 黑色素物质被氧化形成黑黑色素物质被氧化形成黑 色素 使皮肤变黑 黑化色素 使皮肤变黑 黑化 通常限于光照部位 边界通常限于光照部位 边界 清晰 清晰 造成色素沉着的有效波段造成色素沉着的有效波段 在在UV A波段 其峰值在波段 其峰值在 365纳米附近 纳米附近 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 7Department of Environmental Science and Engineering 一一 紫 外 辐 射 的 生 物 效 应紫 外 辐 射 的 生 物 效 应 1 角膜角膜 眼球的最外层角膜 对眼球的最外层角膜 对 UV吸收的最敏感波长为吸收的最敏感波长为 285nm 波长小于 波长小于290nm 的的UV 对角膜和其周围的对角膜和其周围的 结膜损伤最为严重 生产结膜损伤最为严重 生产 环境中发生的急性角膜 环境中发生的急性角膜 结膜炎 电光性眼炎 结膜炎 电光性眼炎 多为辐射多为辐射UV B 和和UV C 引起 引起 对眼睛的损伤对眼睛的损伤 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 8Department of Environmental Science and Engineering 一一 紫 外 辐 射 的 生 物 效 应紫 外 辐 射 的 生 物 效 应 对眼睛的危害对眼睛的危害2 晶状体晶状体 UV 对晶状体的损伤是长期对晶状体的损伤是长期 的慢性蓄积作用结果 致盲的慢性蓄积作用结果 致盲 的重要原因 是由太阳光辐的重要原因 是由太阳光辐 射尤其是射尤其是UV辐射所致晶状体辐射所致晶状体 混浊的结果 混浊的结果 293 297nm是是 导致白内障多发的危险波导致白内障多发的危险波 段 段 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 9Department of Environmental Science and Engineering 一一 紫 外 辐 射 的 生 物 效 应紫 外 辐 射 的 生 物 效 应 对生物大分子的损伤对生物大分子的损伤 1 DNA 紫外线照射可使同一条链上相邻的两个嘧啶碱紫外线照射可使同一条链上相邻的两个嘧啶碱 基以共价键形成 基以共价键形成 环丁烷嘧啶二聚体环丁烷嘧啶二聚体 cyclobutane pyrimidine dimers CPD 如 如 TT二聚体 二聚体 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 10Department of Environmental Science and Engineering 一一 紫 外 辐 射 的 生 物 效 应紫 外 辐 射 的 生 物 效 应 对生物大分子的损伤对生物大分子的损伤 DNA分子一旦形成二聚体 双链间的氢键和双螺旋结分子一旦形成二聚体 双链间的氢键和双螺旋结 构就会受到破坏 从而阻碍了构就会受到破坏 从而阻碍了DNA复制 转录进而影复制 转录进而影 响蛋白质的生物功能 响蛋白质的生物功能 人皮肤因受紫外线照射而形成二聚体的频率可达每小人皮肤因受紫外线照射而形成二聚体的频率可达每小 时时5 104 细胞 但只局限在皮肤中 因为紫外线不细胞 但只局限在皮肤中 因为紫外线不 能穿透皮肤 但微生物受紫外线照射后 就会影响其能穿透皮肤 但微生物受紫外线照射后 就会影响其 生存 紫外线照射还能引起生存 紫外线照射还能引起DNA链断裂等损伤 链断裂等损伤 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 11Department of Environmental Science and Engineering 一一 紫 外 辐 射 的 生 物 效 应紫 外 辐 射 的 生 物 效 应 对生物大分子的损伤对生物大分子的损伤 2 蛋白质蛋白质 蛋白质空间结构的破坏和氨基酸蛋白质空间结构的破坏和氨基酸 残基的氧化 从而使蛋白质 特残基的氧化 从而使蛋白质 特 别是酶 钝化 它还可以引起脂别是酶 钝化 它还可以引起脂 质的过氧化 从而导致生物膜系质的过氧化 从而导致生物膜系 统的损伤 统的损伤 芳香族氨基酸对芳香族氨基酸对240nm的光辐射的光辐射 有强烈的吸收作用 例如 色氨有强烈的吸收作用 例如 色氨 酸被紫外辐射降解会诱导产生酸被紫外辐射降解会诱导产生02一 一 和和H202 活性氧自由基可直接修 活性氧自由基可直接修 饰蛋白质 引起蛋白质分子内或饰蛋白质 引起蛋白质分子内或 分子间发生交联和断裂 分子间发生交联和断裂 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 12Department of Environmental Science and Engineering 波长介于波长介于0 75 m 1000 m之间的电磁辐之间的电磁辐 射射 通常按波长划分为四个区通常按波长划分为四个区 名称名称英文缩写英文缩写波长范围波长范围 m 近红外近红外NIR0 75 3 中红外中红外MIR3 6 远红外远红外FIR6 5 极远红外极远红外XIR15 1000 二二 红 外 辐 射 的 生 物 效 应红 外 辐 射 的 生 物 效 应 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 13Department of Environmental Science and Engineering 二二 红 外 辐 射 的 生 物 效 应红 外 辐 射 的 生 物 效 应 对眼睛的损伤对眼睛的损伤 波长波长伤害伤害 7500 13000埃埃 对眼角膜的透过率较高 可造成眼底视网膜的对眼角膜的透过率较高 可造成眼底视网膜的 伤害 尤其是伤害 尤其是11000埃附近的红外线埃附近的红外线 可使眼的前可使眼的前 部介质 角膜晶体等 不受损害而直接造成眼部介质 角膜晶体等 不受损害而直接造成眼 底视网膜烧伤 底视网膜烧伤 14000埃埃能量绝大部分被角膜和眼内液所吸收 透不到能量绝大部分被角膜和眼内液所吸收 透不到 虹膜 只是虹膜 只是13000埃以下的红外线才能透到虹埃以下的红外线才能透到虹 膜 造成虹膜伤害 膜 造成虹膜伤害 19000埃埃 几乎全部被角膜吸收 会造成角膜烧伤 混几乎全部被角膜吸收 会造成角膜烧伤 混 浊 白斑 浊 白斑 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 14Department of Environmental Science and Engineering 二二 红 外 辐 射 的 生 物 效 应红 外 辐 射 的 生 物 效 应 对眼睛的损伤对眼睛的损伤 长期暴露于红外线可能引起长期暴露于红外线可能引起 白内障 其原因可能是红外白内障 其原因可能是红外 线直接作用于晶状体 或者线直接作用于晶状体 或者 红外线作用于房水和虹膜并红外线作用于房水和虹膜并 使其发热 然后使晶状体受使其发热 然后使晶状体受 到影响 它还可能诱发结膜到影响 它还可能诱发结膜 炎和干眼病 炎和干眼病 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 15Department of Environmental Science and Engineering 二二 红 外 辐 射 的 生 物 效 应红 外 辐 射 的 生 物 效 应 对皮肤的损伤对皮肤的损伤 红外辐射效应包括灼伤 小动脉系统的血管红外辐射效应包括灼伤 小动脉系统的血管 舒张增加以及色素沉积逐渐加深 舒张增加以及色素沉积逐渐加深 足够强度的红外线照射皮肤时 可出现红外足够强度的红外线照射皮肤时 可出现红外 线红斑 停止照射不久红斑即消失 大剂量红外线红斑 停止照射不久红斑即消失 大剂量红外 线多次照射皮肤时 可产生褐色大理石样的色素线多次照射皮肤时 可产生褐色大理石样的色素 沉着 这与热作用加强了血管壁基底细胞层中黑沉着 这与热作用加强了血管壁基底细胞层中黑 色素细胞的色素形成有关 色素细胞的色素形成有关 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 16Department of Environmental Science and Engineering 二二 红 外 辐 射 的 生 物 效 应红 外 辐 射 的 生 物 效 应 其他伤害其他伤害 1 呼吸道损伤呼吸道损伤 2 神经损伤神经损伤 3 雄性生殖损伤雄性生殖损伤 4 免疫损伤免疫损伤 5 遗传损伤遗传损伤 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 17Department of Environmental Science and Engineering 三三 电 离 辐 射 的 生 物 效 应电 离 辐 射 的 生 物 效 应 电 离 辐 射电 离 辐 射 凡作用于物质能使其发生电离现象的辐射 称凡作用于物质能使其发生电离现象的辐射 称电电 离辐射离辐射 它是由不带电荷的光子组成 具有波的特 它是由不带电荷的光子组成 具有波的特 性和穿透能力 性和穿透能力 其种类很多 高速带电粒子有 粒其种类很多 高速带电粒子有 粒 子 粒子 质子 不带电粒子有中子以及子 粒子 质子 不带电粒子有中子以及X射线 射线 射线 射线 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 18Department of Environmental Science and Engineering 三三 电 离 辐 射 的 生 物 效 应电 离 辐 射 的 生 物 效 应 电 离 辐 射电 离 辐 射 电离辐射来自自然界的宇宙线及地壳岩石层的铀电离辐射来自自然界的宇宙线及地壳岩石层的铀 等放射性元素 也可来自各种人工辐射源 如医疗等放射性元素 也可来自各种人工辐射源 如医疗 照射 核动力生产等 照射 核动力生产等 CT机机 诊断诊断X线机线机 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 19Department of Environmental Science and Engineering 外照射 外照射 内照射 内照射 external exposure 位于人体之外位于人体之外 的辐射源的辐射源 radiation source 对人体对人体 造成的辐射照射 造成的辐射照射 特点 脱离或远离辐射源 辐射特点 脱离或远离辐射源 辐射 作用即停止 当辐射源距离人体有作用即停止 当辐射源距离人体有 足够远的距离时 可造成对人体较足够远的距离时 可造成对人体较 均匀的全身照射均匀的全身照射 辐射源靠近人体 辐射源靠近人体 则主要造成局部照射则主要造成局部照射 internal exposure 放射性核素进入人体放射性核素进入人体 造成的辐射照射 造成的辐射照射 源器官源器官 source organ 辐射源沉积的 辐射源沉积的 器官 靶器官 受到从源器官发出的辐射器官 靶器官 受到从源器官发出的辐射 照射的器官 照射的器官 特点 内照射对机体的辐射作用 一直特点 内照射对机体的辐射作用 一直 要持续到放射性核素排出体外 或经要持续到放射性核素排出体外 或经10个个 半衰期以上的蜕变 才可忽略不计 半衰期以上的蜕变 才可忽略不计 电离辐射作用方式电离辐射作用方式 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 20Department of Environmental Science and Engineering 体表沾染 内 外照射 体表沾染 内 外照射 复合照射 放射复合烧伤 放射复合创伤 复合照射 放射复合烧伤 放射复合创伤 指放射性核素沾染于人体表指放射性核素沾染于人体表 面面 皮肤或粘膜皮肤或粘膜 体表可以是完整的 也可以体表可以是完整的 也可以 是有创伤的 沾染的放射性核是有创伤的 沾染的放射性核 素对受沾染的局部构成外照射素对受沾染的局部构成外照射 源 还可以经过体表吸收进入源 还可以经过体表吸收进入 血液而构成内照射 血液而构成内照射 指上述一种以上作用方式指上述一种以上作用方式 作用于人体 也可以是一种作用于人体 也可以是一种 或一种以上上述作用方式与或一种以上上述作用方式与 其他类型非放射性损伤复合其他类型非放射性损伤复合 作用于人体 如放射复合烧作用于人体 如放射复合烧 伤伤 放射复合创伤放射复合创伤 等 等 电离辐射作用方式电离辐射作用方式 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 21Department of Environmental Science and Engineering 三三 电 离 辐 射 的 生 物 效 应电 离 辐 射 的 生 物 效 应 损伤效应损伤效应 慢性照射慢性照射 慢性照射在长时间内断慢性照射在长时间内断 断续续的暴露在低水平断续续的暴露在低水平 剂量的辐射环境下 慢剂量的辐射环境下 慢 性照射产生的作用 只性照射产生的作用 只 有在照射后的一段时间有在照射后的一段时间 后 才可能被察觉 这后 才可能被察觉 这 种作用包括种作用包括 DNA变变 异 诱癌 良性肿瘤 异 诱癌 良性肿瘤 白内障 皮肤癌 先天白内障 皮肤癌 先天 性缺陷性缺陷 急性照射急性照射 急性照射是在很短的时间内受急性照射是在很短的时间内受 到大剂量的照射 大剂量的照到大剂量的照射 大剂量的照 射一般由事故或是特别的医疗射一般由事故或是特别的医疗 过程 在大多数情况下 大剂过程 在大多数情况下 大剂 量的急性受照能引起立即损量的急性受照能引起立即损 伤 并产生慢性损伤 对于人伤 并产生慢性损伤 对于人 体 大剂量能引起急性放射病体 大剂量能引起急性放射病 如大面积出血 细菌感染 贫如大面积出血 细菌感染 贫 血 内分泌失调血 内分泌失调 后期效应可后期效应可 能引起白内障 癌症 能引起白内障 癌症 DNA 变异变异 极端剂量能在很短的时极端剂量能在很短的时 间内导致死亡 间内导致死亡 急性放射病分型急性放射病分型 类型 剂量 类型 剂量 Gy 主要临 床表现 主要病理变化治疗预后 骨髓 型 主要临 床表现 主要病理变化治疗预后 骨髓 型 1 出血 感染 骨髓抑制 空虚 对症治疗 骨髓移植 可治愈 有 死亡 肠型 出血 感染 骨髓抑制 空虚 对症治疗 骨髓移植 可治愈 有 死亡 肠型10 高烧 腹泻 电解质失衡 肠上皮细胞分裂 停止 上皮细胞 脱落 对症治疗 姑息治疗 部分可治 愈 死亡率 高 心血 管型 高烧 腹泻 电解质失衡 肠上皮细胞分裂 停止 上皮细胞 脱落 对症治疗 姑息治疗 部分可治 愈 死亡率 高 心血 管型25 循环衰竭症 状 死于心 源性休克 心脏和全身血管 广泛性损伤 姑息治疗死亡率高 脑型 循环衰竭症 状 死于心 源性休克 心脏和全身血管 广泛性损伤 姑息治疗死亡率高 脑型 50 震颤 惊厥 运动失调 脑炎 脑水肿 血管炎 小脑颗 粒细胞变性等 姑息治疗死亡 震颤 惊厥 运动失调 脑炎 脑水肿 血管炎 小脑颗 粒细胞变性等 姑息治疗死亡 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 23Department of Environmental Science and Engineering 三三 电 离 辐 射 的 生 物 效 应电 离 辐 射 的 生 物 效 应 生物效应机理生物效应机理 a 电离辐射的能量电离辐射的能量 转移转移 b DNA损伤 分子损伤 分子 水平 水平 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 24Department of Environmental Science and Engineering 间期死亡间期死亡间期死亡间期死亡 增殖死亡增殖死亡增殖死亡增殖死亡 增殖死亡增殖死亡增殖死亡增殖死亡 间期死亡间期死亡间期死亡间期死亡 增殖死亡增殖死亡增殖死亡增殖死亡 间期死亡间期死亡间期死亡间期死亡 间期死亡间期死亡间期死亡间期死亡 功能障碍功能障碍功能障碍功能障碍 结构改变结构改变结构改变结构改变 增殖死亡增殖死亡增殖死亡增殖死亡 c 细胞水平损伤细胞水平损伤 三三 电 离 辐 射 的 生 物 效 应电 离 辐 射 的 生 物 效 应 生物效应机理生物效应机理 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 25Department of Environmental Science and Engineering d 细胞变异 细胞变异 modification 异常细胞克隆异常细胞克隆异常细胞克隆异常细胞克隆 细胞转化细胞转化细胞转化细胞转化 癌症癌症癌症癌症 transformationtransformationcancercancer 变异变异变异变异 三三 电 离 辐 射 的 生 物 效 应电 离 辐 射 的 生 物 效 应 生物效应机理生物效应机理 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 26Department of Environmental Science and Engineering e 细胞凋亡细胞凋亡 apoptosis 变异细胞的程序性死亡 变异细胞的程序性死亡 programmed death 镜下表现 胞核浓缩 断裂镜下表现 胞核浓缩 断裂凋亡小体凋亡小体 机理 机理 P53基因基因激活自我致死程序激活自我致死程序 是变异细胞免于患癌的重要机制是变异细胞免于患癌的重要机制 三三 电 离 辐 射 的 生 物 效 应电 离 辐 射 的 生 物 效 应 生物效应机理生物效应机理 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 27Department of Environmental Science and Engineering 分子水平分子水平 细胞死亡细胞死亡 细胞变异细胞变异 体细胞体细胞 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞 生殖细胞生殖细胞 功能障碍功能障碍 不孕不孕 肿瘤肿瘤 遗传效应遗传效应 确定性效应确定性效应 多细胞死亡导致多细胞死亡导致 随机性效应随机性效应 单一细胞变异导致单一细胞变异导致 DNA损伤损伤 细胞水平细胞水平临床症状临床症状效应效应 三三 电 离 辐 射 的 生 物 效 应电 离 辐 射 的 生 物 效 应 生物效应机理生物效应机理 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 28Department of Environmental Science and Engineering 四四 电 磁 辐 射 的 生 物 效 应电 磁 辐 射 的 生 物 效 应 电磁辐射电磁辐射 electromagnetic radiation 能量以电磁波的形式通过空间传播的现象 能量以电磁波的形式通过空间传播的现象 它的传播速度即为人们通常所说的光速 电它的传播速度即为人们通常所说的光速 电 磁辐射可按其波长 频率排列成若干频率磁辐射可按其波长 频率排列成若干频率 段 形成电磁波谱 频率越高该辐射的量子段 形成电磁波谱 频率越高该辐射的量子 能量越大 其生物学作用也越强 能量越大 其生物学作用也越强 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 29Department of Environmental Science and Engineering 名称名称长波长波中波中波短波短波超短波超短波分米波分米波厘厘米波米波毫米波毫米波 波长波长3 1km1km 100m 100 10m 10 1m1m 10cm 10 1cm1cm 1mm 频率频率100 300KHz 300KHz 3MHz 3 30MHz 30 300MHz 300MHz 3GHz 3 30GHz 30 300GHz 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 30Department of Environmental Science and Engineering 四四 电 磁 辐 射 的 生 物 效 应电 磁 辐 射 的 生 物 效 应 来 源来 源 1 天然电磁辐射天然电磁辐射 自然界的雷电 火花放电 太阳黑子活动和宇宙自然界的雷电 火花放电 太阳黑子活动和宇宙 间的恒星爆发等都会引起电磁辐射 这些辐射对通间的恒星爆发等都会引起电磁辐射 这些辐射对通 讯和仪器设备的干扰十分明显 讯和仪器设备的干扰十分明显 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 31Department of Environmental Science and Engineering 四四 电 磁 辐 射 的 生 物 效 应电 磁 辐 射 的 生 物 效 应 来 源来 源 2 人为电磁辐射人为电磁辐射 主要包括 各种电主要包括 各种电 磁辐射系统 电视发磁辐射系统 电视发 射源 广播电台发射射源 广播电台发射 台 无线电台站 导台 无线电台站 导 航系统 差转台 干航系统 差转台 干 扰 台 和 微 波 接 收 站扰 台 和 微 波 接 收 站 等 等 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 32Department of Environmental Science and Engineering 四四 电 磁 辐 射 的 生 物 效 应电 磁 辐 射 的 生 物 效 应 电磁辐射污染电磁辐射污染 电磁辐射污染主要来自人工电磁辐射 电磁辐射污染主要来自人工电磁辐射 电磁污染的生物效应通常是指微波频段 电磁污染的生物效应通常是指微波频段 300 300 000兆赫 射频段 兆赫 射频段 0 1 300兆赫 的电兆赫 的电 磁波辐射和电力频段 磁波辐射和电力频段 50或或60赫 高压输电线赫 高压输电线 路周围环境电磁场对生物体所产生的各种生理路周围环境电磁场对生物体所产生的各种生理 影响 影响 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 33Department of Environmental Science and Engineering 四四 电 磁 辐 射 的 生 物 效 应电 磁 辐 射 的 生 物 效 应 作用机理作用机理 组成人体细胞和体液的分子大都是极性分子组成人体细胞和体液的分子大都是极性分子 如胶体颗粒 水 如胶体颗粒 水 在高频电场作用下 使原来无规则排列的分子在高频电场作用下 使原来无规则排列的分子 沿电场方向排列起来 取向作用 沿电场方向排列起来 取向作用 因高频电场方向变化很快 极性分子在改变取因高频电场方向变化很快 极性分子在改变取 向时与四周粒子发生碰撞而产生热效应向时与四周粒子发生碰撞而产生热效应 致热作用致热作用 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 34Department of Environmental Science and Engineering 四四 电 磁 辐 射 的 生 物 效 应电 磁 辐 射 的 生 物 效 应 作用机理作用机理 引起人体细胞膜的共振引起人体细胞膜的共振 干扰人体生物电 尤其会对脑和心电产干扰人体生物电 尤其会对脑和心电产 生干扰生干扰 机体的损伤还与电磁波的频率有很大的机体的损伤还与电磁波的频率有很大的 关系关系 非致热作用非致热作用 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 35Department of Environmental Science and Engineering 手机辐射手机辐射 20世纪世纪70年代 移动电话作为一种现代化通信工年代 移动电话作为一种现代化通信工 具走上历史舞台 当时只有少数人用得起 它代表使具走上历史舞台 当时只有少数人用得起 它代表使 用者的身份 地位甚至财势 大多数人都只能望用者的身份 地位甚至财势 大多数人都只能望 机机 兴叹 直到兴叹 直到20世纪世纪80年代末 年代末 90年代初期 移动电话年代初期 移动电话 才开始逐渐普及 现在已走进寻常百姓家 至今 全才开始逐渐普及 现在已走进寻常百姓家 至今 全 世界手机的普及率已近世界手机的普及率已近3 一些国家的移动电话普及 一些国家的移动电话普及 率更高达率更高达40 如芬兰的移动电话普及率为 如芬兰的移动电话普及率为40 几 几 乎两个芬兰人中就有一部移动电话 我国的移动电话乎两个芬兰人中就有一部移动电话 我国的移动电话 用户总数仅次于美国 日本 居世界第三 用户总数仅次于美国 日本 居世界第三 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 36Department of Environmental Science and Engineering 长期使用手机的人 之所以会有疲倦 头痛等现象 长期使用手机的人 之所以会有疲倦 头痛等现象 是因为电磁波会影响脑部神是因为电磁波会影响脑部神经系经系统 统 使脑使脑下松下松果体产生果体产生 裉黑色素的速度放慢 影响裉黑色素的速度放慢 影响正常正常的大的大脑运脑运行 行 电磁波还电磁波还 可以伤害组织膜 干扰激素可以伤害组织膜 干扰激素 影 影响人响人体的体的神经神经系统 导系统 导 致儿童发育不良 电磁波对致儿童发育不良 电磁波对眼睛眼睛也有也有明显明显损害损害 它会使 它会使 眼睛的晶体混浊 造成 电眼睛的晶体混浊 造成 电磁波磁波白内白内障 障 因 因为 当手为 当手 机在接收信号时 会产生电磁辐射 虽然绝大部分的X机在接收信号时 会产生电磁辐射 虽然绝大部分的X 射线会被屏幕上原有的玻璃射线会被屏幕上原有的玻璃罩所罩所吸收吸收 但 但手机手机周围会产周围会产 生特低频电磁场 使正暴露生特低频电磁场 使正暴露于其于其中的中的眼睛眼睛受到受到辐射 所辐射 所 以 长期使用手机者很容易造成 电磁波白内障 以 长期使用手机者很容易造成 电磁波白内障 手机辐射对人体的影响手机辐射对人体的影响 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 37Department of Environmental Science and Engineering 电脑的辐射与污染电脑的辐射与污染 显示器是对人体健康产生危害的主要场源 显示器是对人体健康产生危害的主要场源 辐射机理与辐射强度 彩色显示器需要在辐射机理与辐射强度 彩色显示器需要在30kV的高压下的高压下 工作 一方面电子在高压作用下撞击荧光屏 产生电力辐工作 一方面电子在高压作用下撞击荧光屏 产生电力辐 射 另外电磁偏转线圈 变压器和其他电子线路会产生电射 另外电磁偏转线圈 变压器和其他电子线路会产生电 磁辐射 磁辐射 对电脑而言 主要辐射部位有电脑显示屏 上部 两对电脑而言 主要辐射部位有电脑显示屏 上部 两 侧 侧 实测显示屏近区 实测显示屏近区 13 15 W cm2 上部 上部 86 126 W cm2 两侧 两侧 524 627 W cm2 电脑上部 两侧均超标 电脑上部 两侧均超标 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 38Department of Environmental Science and Engineering 其他家用电器的辐射污染其他家用电器的辐射污染 名称名称3cm30cm100cm 剃须刀剃须刀15 15000 09 90 01 0 3 吸尘器吸尘器200 8002 200 13 2 搅拌器搅拌器60 700 6 100 02 0 25 微波炉微波炉75 2004 80 25 0 6 电视机电视机2 5 500 04 20 01 0 15 洗衣机洗衣机0 8 500 15 30 01 0 15 电熨斗电熨斗8 300 12 0 30 01 0 025 咖啡壶咖啡壶1 8 250 08 0 15 0 01 电冰箱电冰箱0 5 1 70 01 0 025 0 01 电烤箱电烤箱7 180 06 0 70 01 电褥子电褥子40 850 1 0 01 其他家用电器 电子闹钟 电动剃须刀 吹风机 电咖其他家用电器 电子闹钟 电动剃须刀 吹风机 电咖啡壶啡壶 微波炉 电磁灶 彩电 录像机 电冰箱 电视机等 微波炉 电磁灶 彩电 录像机 电冰箱 电视机等 主要家用电器电磁场强度 主要家用电器电磁场强度 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 39Department of Environmental Science and Engineering 如何预防辐射如何预防辐射 1 电磁屏蔽电磁屏蔽 所谓电磁屏蔽就是采用一些方法 将电磁辐射的所谓电磁屏蔽就是采用一些方法 将电磁辐射的 作用和影响限定在指定作用和影响限定在指定的空的空间范间范围内围内 其其目目的的是是 阻碍电磁辐射在空间的传播和扩散 阻碍电磁辐射在空间的传播和扩散 2 使用吸收材料 使用吸收材料 3 尽量避免长时间操作 尽量避免长时间操作 4 多食富含维生素多食富含维生素C的食物 以利于调节人体电磁场的食物 以利于调节人体电磁场 紊乱 紊乱 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 40Department of Environmental Science and Engineering 五五 超 声 波 的 生 物 效 应超 声 波 的 生 物 效 应 声波是物体机械振动状态 或能量 的传播形声波是物体机械振动状态 或能量 的传播形 式 超声波是指振动频率大于式 超声波是指振动频率大于20000Hz以上的以上的 其其 每秒的振动次数 频率 甚高 超出了人耳听觉每秒的振动次数 频率 甚高 超出了人耳听觉 的上限 的上限 20000Hz 以纵波的方式在弹性介质 以纵波的方式在弹性介质 内会传播 是一种能量的传播形式 内会传播 是一种能量的传播形式 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 41Department of Environmental Science and Engineering 超声波具有如下特性 超声波具有如下特性 1 超超声波可在气体 液体 固体 固熔体等介声波可在气体 液体 固体 固熔体等介 质中有效传播 质中有效传播 2 超超声波可传递很强的能量 声波可传递很强的能量 3 超超声波会产生反射 干涉 叠加和共振现声波会产生反射 干涉 叠加和共振现 象 象 4 超超声波在液体介质中传播时 可在界面上产声波在液体介质中传播时 可在界面上产 生强烈的冲击和空化现象 生强烈的冲击和空化现象 五五 超 声 波 的 生 物 效 应超 声 波 的 生 物 效 应 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 42Department of Environmental Science and Engineering 超声的导航能力超声的导航能力 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 43Department of Environmental Science and Engineering 声呐声呐 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 44Department of Environmental Science and Engineering 超声的穿透能力超声的穿透能力 超声波诊断仪超声波诊断仪 B超超 检查 治疗疾病 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 45Department of Environmental Science and Engineering 超声的穿透能力超声的穿透能力 探测金属内部缺陷 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 46Department of Environmental Science and Engineering 超声的超声的 破碎破碎 能力能力 对器械和食物消毒对器械和食物消毒 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 47Department of Environmental Science and Engineering 超声与农业超声与农业 提高发芽率 缩短发芽时间提高发芽率 缩短发芽时间 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 48Department of Environmental Science and Engineering 超声对机体组织器官的作用超声对机体组织器官的作用 一 对神经系统的影响 一 对神经系统的影响 小剂量超声波能使神经兴奋性降低 传导速度减小剂量超声波能使神经兴奋性降低 传导速度减 慢 因而对周围神经疾病 如神经炎 神经痛 具有明慢 因而对周围神经疾病 如神经炎 神经痛 具有明 显的镇痛作用 大剂量超声波作用于末梢神经可引起血显的镇痛作用 大剂量超声波作用于末梢神经可引起血 管麻痹 组织细胞缺氧 继而坏死 管麻痹 组织细胞缺氧 继而坏死 中枢神经对超波显示较高的敏感性 用中枢神经对超波显示较高的敏感性 用0 1W cm2的的 强度直接作用脑组织 也可造成不可逆的损伤 因此 强度直接作用脑组织 也可造成不可逆的损伤 因此 国外有些人指出国外有些人指出 超声波禁用于脑部超声波禁用于脑部 但近年来国内不 但近年来国内不 少单位通过实验研究和临床实践证明 使用强度为少单位通过实验研究和临床实践证明 使用强度为 1 5W cm2以下 常用以下 常用0 6 1 2W cm2 的脉冲式超声波移 的脉冲式超声波移 动法作用于头部 对脑实质无损害并用于治疗脑血管意动法作用于头部 对脑实质无损害并用于治疗脑血管意 外偏瘫及其它某些神经系统疾病有一定疗效 外偏瘫及其它某些神经系统疾病有一定疗效 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 49Department of Environmental Science and Engineering 二 对循环系统的影响 二 对循环系统的影响 房室束对超声波的作用很敏感 超声波主要房室束对超声波的作用很敏感 超声波主要 影响心脏活动能力及其节律 大剂量超声波可使影响心脏活动能力及其节律 大剂量超声波可使 心律减慢 诱发心绞痛 严重时发生心律紊乱 心律减慢 诱发心绞痛 严重时发生心律紊乱 最后导致心跳停止 小剂量超声波使心脏毛细血最后导致心跳停止 小剂量超声波使心脏毛细血 管充血 对冠心病患者有扩张动脉管腔及解除血管充血 对冠心病患者有扩张动脉管腔及解除血 管痉挛的作用 故用管痉挛的作用 故用1W cm2以下脉冲式超声波作以下脉冲式超声波作 用心脏 对冠状动脉供血不足患者有一定疗效 用心脏 对冠状动脉供血不足患者有一定疗效 超声对机体组织器官的作用超声对机体组织器官的作用 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 50Department of Environmental Science and Engineering 三 对眼睛的影响 三 对眼睛的影响 由于眼的解剖结构特点是球体形态 层次多 由于眼的解剖结构特点是球体形态 层次多 液体成份和血循环特点等因素容易热积聚致损伤 液体成份和血循环特点等因素容易热积聚致损伤 大剂量超声可引起结膜充血 角膜水肿甚至眼底改大剂量超声可引起结膜充血 角膜水肿甚至眼底改 变 对晶体可致热性白内障 还可以引起交感性眼变 对晶体可致热性白内障 还可以引起交感性眼 炎 但用小剂量 脉冲式炎 但用小剂量 脉冲式0 4 0 6W cm23 6分钟分钟 以下 可以促进吸收 改善循环 对玻璃体浑以下 可以促进吸收 改善循环 对玻璃体浑 浊 眼内出血 视网膜炎 外伤性白内障等有较好浊 眼内出血 视网膜炎 外伤性白内障等有较好 疗效 疗效 超声对机体组织器官的作用超声对机体组织器官的作用 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 51Department of Environmental Science and Engineering 四 对生殖系统的影响 四 对生殖系统的影响 生殖器官对超声波较敏感 治疗剂量超声波虽生殖器官对超声波较敏感 治疗剂量超声波虽 不足以引起生殖器官形态学改变 但动物实验可致不足以引起生殖器官形态学改变 但动物实验可致 流产 故对孕妇下腹部禁用 睾丸组织对超声波很流产 故对孕妇下腹部禁用 睾丸组织对超声波很 敏感 高强度作用可有实质性损害和不育症 实验敏感 高强度作用可有实质性损害和不育症 实验 证明适量超声波可以减少人和动物的精子产生 证明适量超声波可以减少人和动物的精子产生 超声对机体组织器官的作用超声对机体组织器官的作用 厦门大学嘉庚学院厦门大学嘉庚学院 Page 52Department of Environmental Science and Engineering 五 对骨骼的影响 五 对骨骼的影响 小剂量超声波 连续式小剂量超声波 连续式0 1 0 4W cm2 脉冲 脉冲 式式0 4 1W cm2 多次投射可以促进骨骼生长 骨 多次投射可以促进骨骼生长 骨 痂形成 中等剂量 痂形成 中等剂量 3W cm2以下以下5分钟 超声波作分钟 超声波作 用时可见骨髓充血 温度上升用时可见骨髓充血