1 前言
電磁場已成為當(dāng)今的重要環(huán)境因素之一。高頻輻射源包括無線電及電視廣播的天線、空中交通管制系統(tǒng)的雷達(dá)天線以及其它多種民用及軍用電子設(shè)備,還包括移動(dòng)通信用的手持收發(fā)信機(jī)等的眾多通信系統(tǒng)。隨著環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng),人們對暴露在電磁場中可能危害健康的問題極為關(guān)心。世界各國有關(guān)科技人員對此進(jìn)行了必要的研究。
2 射頻場對人體的危害影響
2.1中短波電磁場輻射的危害
在中短波高頻電磁場作用下,經(jīng)受一定強(qiáng)度和一定時(shí)間的暴露,作業(yè)人員以及高強(qiáng)度作用范圍內(nèi)的其他人員會(huì)產(chǎn)生某些不良影響。高頻輻射對機(jī)體疲乏緊張為主的植物神經(jīng)緊張失調(diào)。臨床癥狀主要表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱癥候群,以頭昏、頭脹,失眠多夢,疲勞無力,記憶力減退,心悸等最為嚴(yán)重;其次較突出的是頭痛、四肢酸疼、食欲不振、脫發(fā)、體重下降、多汗等癥狀;部分女工發(fā)生月經(jīng)周期紊亂現(xiàn)象,少數(shù)人員指顫、易激動(dòng)。此外,通過體檢還會(huì)發(fā)現(xiàn)心血管系統(tǒng)有某些改變現(xiàn)象,例如,心電圖方面出現(xiàn)心動(dòng)過緩及心律不齊等現(xiàn)象。
當(dāng)然,這些影響不是絕對的,因工作人員身體狀況的不同而有所差異,工作人員身體條件,以及性別年齡不同,高頻電磁場對機(jī)體的影響也不相同。
2.2微波輻射對人體的危害性
微波輻射作用于生物體后,一部分被反射,一部分被吸收。被吸收的微波輻射能量使組織內(nèi)的分子和電介質(zhì)的偶極子產(chǎn)生振動(dòng),媒質(zhì)的磨擦把動(dòng)能變?yōu)闊崮?,從而引起溫升。微波輻射的功率、頻率、波形,環(huán)境溫度以及被照射的部位等對傷害的濃度和程度產(chǎn)生一定的影響。
微波對人體的影響,除引起比較嚴(yán)重的神經(jīng)衰弱癥狀外,最突出的是造成植物神經(jīng)功能紊亂。主要反映在心血管系統(tǒng)為多,如心動(dòng)過緩、血壓下降或心動(dòng)過速、高血壓等。心電圖檢查可見竇性心律不齊、竇性心動(dòng)過緩、T波下降等變化。長期大的微波強(qiáng)度作用后,部分工作人員會(huì)生腦生物電流有某些改變等現(xiàn)象。在血象方面,呈現(xiàn)白細(xì)胞下降或增高的趨勢,變化極不穩(wěn)定。
微波可引起眼睛損傷,眼睛是人體對微波輻射比較第三和易受傷害的器官。一方面眼睛的晶狀體含有較多的水分,吸收較多的微波能量;另一方面血管又較少,不易帶走過量的熱。在微波照射下,可能眼的表層組織角膜還沒有出現(xiàn)傷害,而晶狀體已出現(xiàn)水腫。在大強(qiáng)度、長時(shí)間作用下會(huì)造成晶狀體混濁,嚴(yán)重的導(dǎo)致白內(nèi)障。更強(qiáng)的照射會(huì)使角膜、虹膜、前房和晶狀體同時(shí)受到傷害,以致造成視力完全喪失。
微波對睪丸的損害也比較大。睪丸是人體對微波輻射熱效應(yīng)的又一敏感器官。在微波輻射作用下,即使睪丸的溫升達(dá)到10~20℃,皮膚雖還沒有感到很痛,但男性生殖機(jī)能可能在不知不覺中已受到微波輻射的損害。微波輻射只抑制精子的生長過程,并不損害睪丸的間質(zhì)細(xì)胞,也不影響血液中的睪酮含量。受微波輻射的損害后,通常僅產(chǎn)生暫時(shí)性不育現(xiàn)象。輻射過大,則會(huì)引起永久性不育。
除了上述熱效應(yīng)外,微波輻射對人體還有非熱效應(yīng)。人體暴露在強(qiáng)度不大的微波輻射環(huán)境中,體溫沒有明顯升高,但往往出現(xiàn)一些生理反應(yīng),主要表現(xiàn)在:
2.2.1對神經(jīng)系統(tǒng)的作用:長時(shí)間微波輻射可破壞腦組織細(xì)胞,使大腦皮質(zhì)細(xì)胞活動(dòng)能力減弱,已形成的條件反射受到抑制。反復(fù)經(jīng)微波輻射可能引起神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能紊亂。某些長時(shí)間在微波輻射強(qiáng)度較高的環(huán)境下工作的人員,曾出現(xiàn)過度疲勞、頭痛、手發(fā)抖、心電圖和腦電圖變化、甲狀腺活動(dòng)性增強(qiáng)、血清蛋白增加、脫發(fā)、嗅覺遲鈍、性功能衰退等癥狀。
2.2.2微波輻射對血液的作用:長期的微波輻射可引起血液內(nèi)白細(xì)胞和紅細(xì)胞的減少,并使血凝的時(shí)間縮短。長時(shí)間的微波輻射又可引起白細(xì)胞的增加。但是,國外對從事微波工作多年的人員相對接受微波治療的病員進(jìn)行檢查的結(jié)果表明,白細(xì)胞一般均減少。
微波輻射對生物危害的另一特點(diǎn)是它的累積效應(yīng)。一般一次低功率照射之后會(huì)受到某些不明顯的傷害,經(jīng)過幾天之后可以恢復(fù)。如果在恢復(fù)之前受到第二次照射,傷害就將累積,這樣多累積之后就會(huì)形成明顯的傷害。而長期從事微波工作,長期受到低功率照射,在停止微波工作后1個(gè)多月才能恢復(fù)。但必須指出,只有低功率照射,受損人體機(jī)能才能恢復(fù);功率很大,從事此項(xiàng)工作的時(shí)間又長,損害將會(huì)是永久的。
國內(nèi)某些單位,如航天醫(yī)學(xué)研究所、中山醫(yī)學(xué)院、北京勞保研究所、浙江醫(yī)科大學(xué)、電子部十一院、上海華山醫(yī)院、山西醫(yī)學(xué)院等教育及科研單位已對射頻場電磁污染進(jìn)行調(diào)查研究工作,但限于人力及設(shè)備條件,與國外水平相比仍存在的差距,有待迎頭趕上。
3 輻射容許值標(biāo)準(zhǔn)
高頻輻射和生物組織的相互作用,是多種參數(shù)的復(fù)雜函數(shù)。在人體組織中的電磁和這些組織的電參數(shù)有關(guān)。生物組織的磁導(dǎo)率和自由空間的相同??梢院雎云溆绊?。組織的介電參數(shù)和組織類型(肌肉、骨骼)、溫度、頻率等有關(guān)。介電常數(shù)分為實(shí)部和虛部。組織的導(dǎo)電率是介電常數(shù)虛部和頻率的函數(shù)。介電常數(shù)和頻率還確定電磁波深入生物體組織的深度。隨著頻率的不同,深入的距離變化很大,在100GHz以上,深入的深度不到毫米量級。對于含水率高的組織,在幾吉赫時(shí)可達(dá)到幾厘米。對于含水率低的組織,在10MHz時(shí)可以超過1m。對于復(fù)雜的生物體,如人體、動(dòng)物等內(nèi)部的電場的估算是非常復(fù)雜的。主要是由于這些物體的形狀非常不規(guī)則。
內(nèi)部的電常數(shù)也是非均勻的。盡管這樣我們還是要通過理論計(jì)算和試驗(yàn)方法來確定在外部電磁場的照射下人體與其它動(dòng)物組織中所感受的電磁場。正是這些電磁場與人體和其它動(dòng)物組織相互作用,才產(chǎn)生出種種效應(yīng)。
組織中內(nèi)場的大小與照射場的參數(shù)、頻率、強(qiáng)度、極化等有關(guān),也與被照射物體的形狀、大小、電參數(shù)有關(guān),還與照射源與被照射物體的相對位置、附近的物體存在等有關(guān)。由于內(nèi)部電磁場與這么多的參數(shù)有關(guān),所以在同樣的外電磁場照射下,一個(gè)人和一只老鼠所感應(yīng)的內(nèi)電磁場引起的生物效應(yīng)是完全不同的。
在劑量學(xué)中,廣泛采用所謂比吸收率(SAR-Specific Absorption Rate)來度量電磁輻射在生物單位組織中所感應(yīng)的電場。它等于在生物組織單位質(zhì)量中所沉淀的能量率。它的單位為W/kg,通過比吸收率可以比較在不同的動(dòng)物中所測得的結(jié)果,以及將動(dòng)物測得的結(jié)果外推到人體中來。比吸收率能夠考慮熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。體溫升高率也和比吸收率成正比。