电磁辐射对人体的危害与防护.pdf

环境论坛 电磁辐射对人体的危害与防护 查振林1,许顺红2,卓海华3 (1.2 武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北 武汉 430070;3.长江水资源保护局,湖北 武汉 430051)摘要 电磁辐射对人体健康的影响已经引起人们的普遍关注。介绍了电磁辐射对人体的危害及其作用原理,并讨论了其防护措施。最后就电脑和移动电话的相关问题做了讨论。关键词 电磁辐射 电磁污染 微波辐射 防护1 前言随着科学技术的进步,无线电技术已经被广泛应用于国防、工农业生产、交通运输、通讯、信息产业等各个领域并深入到千家万户,它给人类创造了巨大的物质文明,但同时也把人们带进了一个充满人造电磁辐射的环境里。电磁辐射已经成为继大气污染,水污染和噪音污染后威胁人类健康的第四大污染。本文就电磁辐射的产生,对人体危害及防护方面做了全面的综述。2 电磁辐射的产生及分类2.1 电磁辐射的产生在电子电路中,任何交变电路都会向其周围空间放射电磁能,形成交变电磁场。交变电磁场中,变化的电磁场与磁场交替地产生,由近及远以一定的速度在空间传播,形成电磁波。在电磁波向外传播的过程中会有电磁能输送出去,这种现象称为电磁辐射 1。因此,现实生活中主要的电磁辐射源有:高频加热设备,(如高频焙炼,高频焊接);无线发射设备,(如电视台,移动电话);微波加热设备,(如民用微波炉,微波治疗等)。当然,这些电磁辐射源必须在工作且密封条件差或无相关保障措施时对人体健康构成损害。2.2 电磁辐射的分类电磁波的波谱很宽,按其对生物作用的不同,分为电离辐射和非电离辐射两类。它对生物的损伤程度随量子能量的增大而增强。当量子能量水平大于12 电子伏特时,可因电离作用使机体产生严重的伤害,即发生了/电离辐射02。若量子能量低于 1012 电子伏特,则不会导致组织的电离,但可引起生物组织分子的颤动和旋转,对人体也会导致某些生理障碍。另外,电磁辐射按其辐射源可分为天然电磁辐射和人工电磁辐射两大类。天然电磁辐射是由某些自然现象引起的,最常见的是雷电。除了可能对电器设备,飞机等造成直接危害外,还会在极宽的频率范围内产生明显的电磁干扰。天然电磁辐射严重时,能引起动物的神经系统紊乱,如某种鸟类的群体撞墙等。人为的电磁辐射主要由脉冲放电,工频交变磁场,射频电磁的辐射 3,能产生这类辐射的辐射源已经被广泛应用于人们的生产和生活过程中。3 电磁辐射对人体的危害3.1 电磁辐射对人体的危害人体所处环境的电磁辐射强度超过一定限度时,或产生累积效应时,会对人体健康产生不良影响,甚至造成伤害。国内外的流行病学调查和大量的试验研究已经证明,电磁辐射可造成广泛的生物损伤效应。3.1.1 对心理和行为健康的危害电磁辐射可以对健康和患病人群的心理和行为产生影响。大量资料证明,电磁能使人出现头昏脑胀,失眠多梦,记忆力减退等症状。Sher 等 4认为,电磁场对睡眠的影响是对患者心理,行为和识别能力影响的反映,进而推断暴露于人工电磁辐射中的人员,其睡眠异常也许是其后精神紊乱的开始。3.1.2 对心血管系统的危害收稿日期 2004-02-23作者简介 查振林(1980),男,安徽安庆人,硕士研究生在读。#25#第 29卷第 3期 北方环境NORTH ENVIRONMENT 2004 年 6 月超短波,微波除了引起比较严重的神经衰弱症外,最突出的是造成植物神经机能紊乱,主要在心血管系统有反应,其中以副交感紧张反应为多,如心动过缓,血压下降或心动过速等。但至今,关于电磁辐射对心血管系统的影响的研究仍未取得较为一致的结论,还有待进一步的探索。3.1.3 对眼的危害高强度电磁辐射可使人眼晶状体蛋白质凝固,轻者混浊,严重者可造成白内障,还能伤害角膜,虹膜和前房,导致视力减退乃至完全丧失。人眼在短时间内经微波辐射后,出现视疲劳,眼不适眼干等现象,实力明显下降,夜晚更为突出。3.1.4 对生殖系统的危害电磁辐射对生殖系统的危害及其引起的生殖障碍也日益被各国学者所关注。在微波辐射作用下,即睾丸的温升达到 10 e 20e,皮肤虽然没有浊痛感,但男性生殖机能可能已经受到微波辐射的损害5。受微波辐射后,可能引起暂时性或永久性不育。同样,电磁辐射还会造成女性月经不调等妇科疾病。王水明6等报道女性暴露于视频显示终端可引起子代先天畸形,产期死亡,胎儿宫内发育迟缓,流产早产等,还大大增加了不孕的危险性。3.1.5 对癌症发生率的影响大量试验研究表明:电磁辐射以多种方式影响生命细胞 Hardell L 等 7认为,极低频电磁场(ELF-EMF)与白血病(尤其是儿童白血病)、乳腺癌、皮肤恶性黑色素癌、神经系统肿癌、急性淋巴性白血病等有关。这些结果通过细胞学研究得到了理论验证。电磁场可能通过干扰钙离子穿越细胞膜的流动而促发癌症,因为钙离子的流动具有控制肌肉收缩,卵子受精,细胞分裂以及生长发育等主要功能。电磁辐射还可能扰乱细胞处理激素,酶及其它化学物质的能力,会导致各类癌症的发生。此外,电磁辐射对人体内分泌系统,免于系统,骨髓造血系统均有不同程度的影响。目前,许多国内外学者正在进行广泛和深入的研究 8。3.2 电磁辐射对人体危害的机理电磁辐射对人体健康产生危害,其机理目前尚未完全清楚,但现在/热效应0和/非热效应0两种观点普遍为大家所接受。水是构成人体的重要组成部分,生物水具有很强的偶极性。当人体处于电磁场中时,人体的极性分子(如水)在电场作用下(形成偶极子)有一定的取向性,即在自然状况下排列较为紊乱的极性分子按阴阳极调整排列;即产生取向运动。在交变电流电磁波不断变化的情况下,极性分子将随着频率变化而来回排队。这样,在分子运动时会互相碰撞摩擦而产生热,在电变频率高时,产生的热来不及失散,从而使机体温度上升,表现出热效应。由于电磁辐射热效应的存在,所以它对血液流通较差的组织伤害较大,因为这些组织受热后不易通过血液把热带走。人眼睛的晶状体就是这种组织,这也反过来证实了该理论的正确性。非致热效应是指人体受到长时间强度不大的电磁辐射时,虽然人体温度没有明显升高,但会引起人体细胞膜共振,出现膜电位改变,使细胞的活动能力受限。因此,非致热效应也被称为/谐振0效应。郭鹞 9报道:生物大分子蛋白质的固有振荡频率在高频段,蛋白质的束缚电荷可受极高频波的影响,在分子内及分子间发生电子转移。极高频波还可通过对氢键的激励,改变蛋白酶的活性,增加酶反应速度从而使机体表现出其他症状。另外,还有一种看法是电磁波可以干扰人体的生物电,尤其会对脑电和心电产生干扰,从而影响脑的正常功能和心脏活动。3.3 电磁辐射对人体危害的影响因素电磁波与生物体相互作用,可以为生物体物质所吸收,但并不是所有情况下,人们都会被电磁辐射所伤,发生/电磁中毒0。电磁辐射对人体伤害的程度与以下因素有关:3.3.1 电磁场强度人体周围电磁场强度越高,人体吸收能量越多,伤害就越重。3.3.2 电磁辐射频率电磁辐射频率越高,其机体的热效应就越明显,对人体的伤害越重,在相互作用下,脉冲波对人体的伤害比连续波严重。3.3.3 电磁波进入机体的深度电磁波进入机体越多,对人的伤害就越大,电磁波进入机体的深度与很多因素有关,如电磁波的波段,电流形式,电磁波进入机体角度(入射角),组织#26#第 29 卷第 3 期 查振林等#电磁辐射对人体的危害与防护 2004年 6月含水量与组织类别,组织的介电常数与电导率等。3.3.4 照射时间电磁场对人体的伤害具有累计效应,因此,人体接受辐射的时间越长,间隔时间越短,伤害就越重。3.3.5 周围环境周围环境温度过高或温度过大时,不利于人体散发由电磁能转化的热能,使机体内温度升高,电磁场伤害加重。3.3.6 个体差异电磁场对人体的伤害程度,随个体的不同而不同。一般来讲,在相同的情况下,女性较男性严重,儿童较成人严重,瘦者较胖者严重,这可能与人体的含水量有关。4 电磁辐射对人体危害的预防措施预防或减少电磁辐射的伤害,其根本出发点是消除或减弱人体所在位置的磁场强度,其主要措施包括屏蔽和吸收。4.1 屏蔽屏蔽就是采用一定的技术手段,将电磁辐射的作用和影响限定在一定的空间内,防止其传播与扩散。按照辐射场源与工作性质不同,可采用主动场屏蔽和被动场屏蔽两种形式,通常两种均采用板状、片状或网状的金属组成的外科来进行屏蔽。其中,主动场屏蔽是将场源置于屏蔽体内,这种方式适合于辐射源比较集中,辐射功率大,工作人员作业位置不固定等场合;而被动屏蔽是指采用屏蔽室,个人防护等屏蔽方式。这种屏蔽是将场源置于屏蔽体外,实现屏蔽体中的人由于屏蔽作用而免受伤害。这种方式适用于辐射体比较分散、工作人员作业位置固定的场合。同时,为了保证高效率的频率作用,防止屏蔽体成为二次辐射源,屏蔽体应该有良好的接地10。此外,还可利用反射,吸收等减少辐射源的泄漏等来加强防护。4.2 吸收吸收是指利用特定的吸收材料将电磁辐射能量吸收掉以降低其强度。这种材料主要是电的良导体和较强的铁电性,大致可分为谐振性吸收材料和匹配性吸收材料两大类。前者是利用某些材料的谐特性制成的,能吸收的微波频率范围较窄。后者利用材料和自由空间的阻抗匹配达到吸收辐射能量的目的,吸收的微波频率范围较宽。吸收材料的防护措施,一般多用在微波设备的调试上,它要求在场源附近就能把辐射能量大幅度衰减下来,以防止对较大范围的空间产生污染。为此,可在场周围铺高吸收材料,如金属纤维,金属镀层纤维,涂覆金属盐的纤维等 11。同时,可在主要辐射方向上使用功率吸收器,等效天线等波能吸收装置。另外,将屏蔽材料与吸收材料叠加制成防护板或防护罩,既可以防止电磁辐射的定向传播,又可以进行吸收以免反射产生二次污染,大大的降低了电磁辐射的能量,起到了良好的防护作用。4.3 电脑及移动电话电磁辐射防护措施随着经济的发展,电脑和移动电话已经进入寻常百姓家,并正以惊人的速度递增,涉及人群十分广泛。做好电脑及移动电话的电磁辐射防护措施具有十分重大的意义。因此,这里给出相关的防护措施:(1)电脑显示屏的正面与人的距离,应保持在75cm 以上,侧背面与人的距离则不小于 90cm;(2)尽量使用液晶显示器,否则应在显示器前加上防护罩;(3)不宜长时间使用电脑,应做适当的休息;(4)在移动电话拨叫以及接通时的最初几秒中内,电磁辐射最强,使用移动电话尽量远离头脑;(5)使用移动电话时,天线应偏离头脑,最好带一顶帽子,护住太阳穴三叉神经部位,建议使用专用耳机和麦克风接听电话;(6)尽量减少通话时间,尽量使用程控电话;(7)不要将移动电话挂于腰间或胸前,以免引起腰酸或对心脏造成影响,最好将移动电话放入提包并使用电磁波防护套;(8)儿童、孕妇、哺乳期妇女、建议暂不使用电脑和移动电话;(9)建议经常使用电脑及移动电话的人,多吃含蛋白质,磷脂和 Ve 食品,加强营养,以利于人体调节因电磁辐射引起的紊乱。5 结语随着电器设备的发展及人们经济状况的改善,电脑、移动电话、微波炉、电视等设备的普及,电磁设备危害人体健康的问题日益突出。为此,相关的单位应对此给予重视,加强宣传教育,管理工作,让广大人民群众了解电磁辐射的基本原理,掌握其防护要点,并采取必要的防护措施,尽可能地使人们免受电磁辐射带来的危害。#27#第 29 卷第 3 期 查振林等#电磁辐射对人体的危害与防护 2004年 6月参考文献 1 李雅轩.袁秀英.刘南平.电磁辐射对人体的危害及预防.1J2工业安全与环保,2003.29(9).22 24 2 陈毅然.家用电器的电磁辐射与人体健康.1J2丹东师专学报,2002.24(4).50 513 王剑.陈强.杨起俊.电磁辐射污染及防治.1J2山东环境,2000.(1).42 4 Sher L.The effects of natural and man_made electromag-netic fields on mood and behavior:the role of sleep distur-bances.1J2.Med Hypotheses,2000.54(4).630 633 5 高攸纲.张苏慧.电磁辐射的生物效应.1J2安全与电磁兼容,2002.(6).49 52 6 王水明.王德文.电磁辐射与妊娠及子代的影响.1J2解放军预防医学杂志,2002.5(20)385 3877 Hardell L.et al.Exposure to extremely low frequency elec-tromagnetic fields and the rich of malignant diseases-aneraluation of epidemiological and experimental findings1J2.Eur J Cancer prev,1995.4.3 1078 邓桦.电磁辐射和微波的生物学效应.1J2国外医学.放射医学核医学分册,2002.26(4)191 1939 郭鹞.漫谈电磁辐射生物效应1J2疾病控制杂志.2002 年增刊,20021 810 魏征.浅谈电磁辐射的危害与防治.1J2中国个体防护装备,2001.(4).21 2311 徐鹏.张建春.电磁辐射对人体的危害与防护.1J2中国个体防护与装备,2001.(5).16 19(上接第 24 页)化铁对高铁氧化絮凝作用的协同效果,将使用高铁对氨氮的处理能力有所提高,进一步发展,少量的三价铁对高铁氧化絮凝去除氨氮具有一定的催化作用。高铁酸钾氧化絮凝为饮用水氨氮的去除提供了一种新的方法。3 应用展望由于高铁酸钾集絮凝、助凝、吸附、氧化功能为一体,可被用于特殊水质的净化。通过其优异的絮凝、助凝作用去除水中的细微悬浮物,尤其对那些纳米级悬浮颗粒物更具有高效絮凝的意义;通过氧化还原过程 新生成的 Fe(OH)3胶体,吸附去除水中有机及无机污染物,尤其对其中的重金属和难降解有机物的去除将具有特殊功效;利用其强氧化功能,选择性氧化去除水葆的某些有机污染物质,尤其在用于饮用水的深度处理方面更具有高效、无毒副作用的优越性。可取代预氯化。由于高铁酸钾可以有效去除水中的氯仿前期产物和众多有机及无机污染物,而在处理过程又不产生新的/三致物0和/优先污染物0,因而它可取代预氯化过程。这不仅将提高水的净化效率,而且也避免了使用氯预氧化时有机氯代物的生成,对保证安全饮用水具有重要意义。参考文献1 罗晓鸿等.藻类及其分泌物对混凝过程的影响研究1J2.环境科学学报,1997.13(4):13-162 宏斌.氧化法去除水中有机物的研究与应用现状1J2.中国给水排水,1996.12(5):19-223 张燕.王志奇.陈英旭.微污染水源水的控制技术1J2.环境污染与防治,2001.23(2):11-134 王占生等.微污染水源饮用水处理1M2.北京:中国建筑出版社,1999.63-645 陈翼孙.二氧化氯在饮用水处理中应用的问题1J2.给水排水,1998.24(11):61-636 梁好.韦朝海.盛选军.易路景.梁运莲.高铁酸钾预氧化.絮除藻的实验研究1J2.工业水处理,2003.23(3):26-297 曲久辉.高铁酸钾的多功能净水效果及其应用展望1J2.中国给水排水,1997.13(3):21-248 曲久辉.王立立.田宝珍.雷鹏举.高铁酸钾氧化絮凝去除饮用水中氨氮的研究.环境科学学报1J2,2000.20(3):280-283欢迎投稿 欢迎订阅 欢迎刊登广告#28#第 29 卷第 3 期 查振林等#电磁辐射对人体的危害与防护 2004年 6月