电磁辐射对生物的危害和防治.docx

电磁辐射对生物的危害与防治 中国科学技术大学 邹金佑 pb09207241目录：1 电磁辐射的产生2 电磁辐射与生物的电磁场3 电磁辐射对生命物质结构的影响4 尝试的解决办法摘要： 在日常生产生活中，我们人类引以为傲的电子设备却无时无刻不侵害着我们的身体健康，很大程度上便是由于这些高科技设备所产生的电磁辐射。本文通过学习电磁辐射的产生以及来源，研究了电磁辐射对生命系统的影响，并且探讨了若干防治电磁辐射的办法。认为电磁辐射主要通过影响生物的电磁场和生命物质结构来构成对生命系统的伤害，并认为防治应主要从保持与各种电子设备的距离，以及限制暴露在辐射下的时间两方面下手。关键词：电磁辐射，生物磁场，化学键，人体健康正文：1 电磁辐射的产生电磁辐射又称称电子烟雾，是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成，而该能量是由电荷移动所产生。电磁“频谱”包括形形色色的电磁辐射，从极低频的电磁辐射至极高频的电磁辐射。两者之间有无线电波、微波、红外线、可见光和紫外光等。电磁频谱中射频部分的一般定义，是指频率约由3千赫至300吉赫的辐射。要产生电磁辐射，必须有产生交变电磁场的幅源。例如L-C回路，但由于其辐射效率不高，故将其简化成一根直导线，电场和磁场就向空间散开，而电路中的L和C都很小，故频率v很高，得到可观的辐射频率。各种常见辐射源：1 广播电视发射设备，主要部门为各地广播电视的发射台和中转台。2 通信雷达及导航发射设备通信，包括短波发射台，微波通信站、地面卫星通信站、移动通信站。3 工业、科研、医疗高频设备：该类设备把电能转换为热能或其它能量加以利用，但伴有电磁辐射产生并泄漏出去，引起工作场所环境污染。工业用电磁辐射设备：主要为高频炉、塑料热合机、高频介质加热机等。医疗用电磁辐射设备：主要为高频理疗机、超短波理疗机、紫外线理疗机等。科学研究电磁辐射设备：主要为电子加速器及各种超声波装置、电磁灶等。4 交通系统电磁辐射干扰，包括：电气化铁路、轻轨及电气化铁道、有轨道电车、无轨道电车等。 5 电力系统电磁辐射，高压输电线包括架空输电线和地下电缆，变电站包括发电厂和变压器电站。6 家用电器电磁辐射，包括计算机、显示器、电视机、微波炉、无线电话等。 2 电磁辐射与生物的电磁场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，处于平衡状态的微弱电磁场即将对人体的非热效应体现在以下几个方面：神经系统：人体反复受到电磁辐射后，中枢神经系统及其它方面的功能发生变化。如条件反射性活动受到抑制，出现心动过缓等。 感觉系统：低强度的电磁辐射，可使人的嗅觉机能下降，当人头部受到低频小功率的声频脉冲照射时，就会使人听到好像机器响，昆虫或鸟儿鸣的声音。 免疫系统：我国有有初步观察到，长期接触低强度微波的人和同龄正常人相比，其体液与细胞免疫指标中的免疫球蛋白1gG降低，T细胞花环与淋巴细胞转换率的乘积减小，使人体的体液与细胞免疫能力下降。 内分泌系统：低强度微波辐射，可使人的丘脑垂体肾上腺功能紊乱；CRT、ACTH活性增加，内分泌功能受到显著影响。 遗传效应：微波能损伤染色体。动物试验已经发现；用195MHz、2.45GHz和96Hz的微波照射老鼠,会在4-12%的精原细胞骨形成染色体缺陷,老鼠能继承这种缺陷,染色体缺陷可引起受伤者智力迟钝、平均寿命缩短。3 电磁辐射对生命物质结构的影响1 热效应：人体70%以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起机体升温，从而影响到体内器官的正常工作。产生热效就应的电磁波功率密度在10mW/cm2；微观致热效应1 mW - mW/cm2；浅致热效应在10mW/cm2以下。热效应可造成人体组织或器官不可恢复的伤害，如：眼睛产生白内障、男性不育：当功率为1000W的微波直接照射人时，可在几秒内致人死亡。2 破坏生物分子的化学键：由于光波也是一种电磁波，故由其能量公式=h可知，电磁辐射所衍生的能量，取决于频率的高低频率愈高，能量愈大。射频装置的电磁能量属于频谱中频率较低的那一端，不能破解把分子紧扣一起的化学键，故被列为“非电离”辐射。然而，频率极高的X光和伽玛射线可产生较大的能量，能够破坏合成人体组织的分子。也就是说， X光和伽玛射线的能量之巨，足以令原子和分子电离化，故被列为“电离”辐射。这是因为分子中原子与原子之间的化学键键长与键角不是固定不变的，而是如同弹簧链接的一组球。整个分子不停地振动着，当一定频率的电磁波经过分子时，化学键作受迫振动，若电磁辐射能量很高，就会造成化学键吸收大量能量，超过其离解能，使分子离解。4 尝试的解决办法1 距离：手机无线辐射近场对人体作用的电磁剂量研究是近期生物电磁学研究领域的热点问题之一，西安电子科技大学高昕博士手机辐射近场对人体作用的电磁剂量研究一文研究了在频率为900MHz的手机的辐射近场作用下人体内的场强和比吸收率SAR的分布特性。结果表明：“SAR最大值 出现在靠近天线馈电点的横断面层中；局部SAR差异很大；手机与人体相距1.5cm 时的局部SAR超过IEEEC95.11992规定的限值；手机与人体相距5.0cm时人体内 的SAR值很小，已不足以对人体产生任何伤害。”由此可以看出，电磁辐射的强度随距离的增加而急剧降低，因此，与各种辐射源保持一定的距离，是防治电磁辐射污染的第一要素。在日常生活中，一般距离高压输电线路5O米100米远处其工频电磁场强度与环境本底值接近；距离电脑显示屏3O厘米远，其电磁辐射强度远远低于辐射暴露限值；距离彩电和微波炉1米远相对安全等。2 时间： 河北工业大学2004年郭鸿涌关于工频匀强磁场对正常细胞和肿瘤细胞凋亡与增殖影响的研究中指出：随着现代科技的迅猛发展，人类所处的生存环境被越来越复杂的电磁场所充斥。对电磁场生物效应的研究已日益受到重视，磁场对细胞凋亡与增殖的影响研究是电磁场生物效应的重要问题之一。本文研究了工频匀强磁场对正常细胞和肿瘤细胞增殖与凋亡的影响，并对正常细胞与肿瘤细胞进行了比较研究。3、研究了工频均匀磁场照射对正常组织细胞的影响经50Hz匀强磁场照射后，发现磁场照射组的小鼠肝细胞、胸腺细胞平均凋亡率均明显高于非照射组，在5min120min的时间范围内，照射时间与凋亡率呈明显正相关。提示50Hz匀强磁场照射可诱导小鼠正常细胞凋亡。与动物体内实验截然不同，工频匀强磁场暴露对体外培养的人外周血淋巴细胞凋亡及bcl-2和caspase-3表达均无明显影响。工频匀强磁场暴露对上述细胞增殖活性影响不明显。5、工频匀强磁场多次照射对荷瘤小鼠肿瘤细胞和肝脏、胸腺正常细胞凋亡与增殖影响的对比观察 研究结果发现，工频匀强磁场每天照射H22荷瘤小鼠30min、60min，连续照射6天后，各照射组小鼠肿瘤细胞的平均凋亡率均高于非照射组，表明工频匀强磁场照射可诱导肿瘤细胞的凋亡。 由类推可知，电磁辐射也应有这样的特性，在短时间内，其危害程度与所受辐射的时间成正比；而当长时间处于辐射环境时，由于累积效应，会对生命体造成更严重的伤害。因此严格限制在各种电子设备上的工作时间是一个重要措施。某些常见辐射源强度如下：X 线辐射指数： 电热毯辐射指数： 电吹风辐射指数： 微波炉辐射指数： 电脑显示器和主机辐射指数： 手机辐射指数： 电视机辐射指数： 键盘及鼠标辐射指数： 复印机、打印机辐射指数： 安检辐射指数： 3 其他：除了以上两点，还可采用屏蔽，增加身体抵抗力等方法减少电磁辐射的危害，在日常生活中应注意一下几点： 电器摆放不能过于集中。在卧室中，要尽量少放，甚至不放电器。 电器使用时间不宜过长，尽量避免同理使用多台电器。 尽量缩短使用电剃须刀和吹风机的时间。 长时间坐在计算机前工作时，最好穿防辐射大褂或马甲、围裙等防护用品。在视频显示终端，要加装荧光屏防护网。 经常饮茶或服用螺旋藻片，加强肌体抵抗电磁辐射的能力。 对辐射较大的家用电器，如电褥子、微波炉、电磁炉等，可采用不锈钢纤维布做成罩子，或进行化学镀膜来反射和吸收阻隔电磁辐射。 正确使用手机。在手机接通的瞬间，释放的电磁辐射量最大，瞬间可达2000mGs（毫高斯）。据报道，场强在10-150 mGs时，即可使体内抑制肿癌的基因R53发生病变，从而增加患癌几率。在手机接通几十秒后，电磁辐射强度可减少一半。因此，人们最好在手机接通几十秒后再接电话。在接电话时，要尽