发布时间:2023-10-11 17:26:19
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇电磁辐射测定,期待它们能激发您的灵感。
关键词:电磁辐射 手机 办公室 防护
中图分类号:TL7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(a)-0105-02
电磁辐射是电磁能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。各种家用电器、输电电线,办公设备等等都会产生强度不等的电磁辐射。据研究,电磁辐射对人类具有六大危害:即可能是造成儿童患白血病的原因之一,能够诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖,影响人类的生殖系统,可导致儿童智力残缺,影响人们的心血管系统,对人们的视觉系统有不良影响等。
本研究采用中国辐射防护研究院研制的QX-3型电磁波辐射测试仪测试了常用手机的电磁辐射,以及办公室、实验室常见设备的电磁辐射,并据此提出相关的防护措施。
2 测量结果与讨论
2.1 各种办公设备和通讯设备在不同运行状态中的电磁辐射强度
研究中以办公室使用频率较高的非液晶电脑显示器、液晶显示器、主机、键盘、笔记本电脑、打印机为研究对象,分别检测开机、关机、工作、待机等各种状态下的电磁辐射。检测结果表明,非液晶显示器和打印机显示出较大的电磁辐射强度,尤其在开机和工作状态,辐射范围为和,在关机和待机过程中辐射范围为和,;打印机开机的辐射范围为,工作中辐射范围为,在关机和待机状态未检出辐射量。其他设备在各种状态均未检测到电磁辐射量。
表1为不同手机型号在不同状态下的电磁辐射检测数据。从实验数据可以看出,不同手机辐射量差别较大,除了通话中和待机状态未检出辐射之外,在开机、关机、拨号、接通电话瞬间、发短信、充电开关机、浏览网页等状态均检测出不同的电磁辐射量,尤其在拨号和接通瞬间辐射量为最大。
2.2 实验室各种仪器设备在不同运行状态中的电子辐射强度
实验室仪器设备的电磁辐射基本集中在超声波清洗器、微波消解仪、电磁炉等,检测部位包括正面、左侧、右侧、后侧、正上方。结果发现,不同方位,实验室仪器设备电磁辐射的检测量不同。烘箱和离心机等设备未检出辐射,对于常用的超声波清洗器和电磁炉电磁辐射较大。
3 防护建议
(1)提高自我保护意识,了解有关电磁辐射常识,加强安全防范。如:严格按电器指示规范操作,保持安全操作距离等。
(2)不要把实验室仪器设备摆放得过于集中,或经常一起使用,以免使自己暴露在超剂量辐射的危害之中。当仪器设备暂停使用时,避免处于待机状态,以免长时间产生辐射积累。
(3)各种办公设备、移动电话等都应尽量避免长时间操作。如电脑长时间使用时,应注意至少每1 h离开一次,采用眺望远方或闭上眼睛的方式,以减少眼睛的疲劳程度和所受辐射影响。
(4)手机接通瞬间释放的电磁辐射最大,为此最好把手机拿远一点,等手机接通之后再拿近接听,或者使用分离耳机和话筒接听电话。
(5)电脑屏幕产生的辐射会导致人体皮肤干燥缺水,加速皮肤老化,严重的会导致皮肤癌,所以,在使用后及时洗脸。
(6)多食用一些胡萝卜、豆芽、西红柿、油菜、海带、卷心菜、瘦肉、动物肝脏等富含维生素A、C和蛋白质的食物,以利于调节人体电磁场紊乱状态,加强肌体抵抗电磁辐射的能力。
参考文献
[1] 王贺.浅谈电磁辐射与防护技术措施[J].科技创新导报,2011(35):100.
关键词 电磁辐射;男性生殖系统;防治
[Abstract]Male infertility induced by Electromagnetic radiation has been attached importance to by people, Testis is one of the sensitive targent orgon of electromagnetic radiation ,in this paper , the impact of morphology, cell apoptosis, gene expression, secretion in the male reproductive system and the treatment and prevention in male infertility induced by Electromagnetic radiation are summarized.
[Key words ] Electromagnetic radiation;Male reproductive system; The treatment and prevention
电磁辐射是能量以电磁波的形式在一定空间内传播的物理现象。随着科学技术的快速发展及应用,广播、电视、通讯、交通运输及各种家用电器的普及,给人类带来便利和益处的同时,其所产生的电磁辐射也成为威胁人类健康的重要的的污染源之一。是电磁辐射敏感的靶器官,电磁辐射引起的男性生殖不育已经成为目前研究的热点,本文就电磁辐射所致男性生殖不育的防治新进展综述如下。
1. 流行病学资料
Gracia CR等[1]针对美国医院来访登记的男性不育患者及正常生育的男性运用回顾性病例对照研究方法,发现职业性暴露于射线与男性不育患者之间存在密切关联。其实,早在二十世纪四十年代初,人们已经开始关注电磁辐射对的损伤作用,随后国内外学者做了大量的研究调查,发现电磁辐射可以损伤男性生殖系统。Chia SE等[2]在对一个不育不孕治疗中心的218名不育男性患者研究中,发现长期接触微波辐射是导致男性生殖不育的重要因素。阎素文等[3]对来访的424名雷达作业人员(实验组)、204名对照组进行调查,发现实验组在婚后的半年、1年自然受孕率分别为13.8%、39.8%,而对照组结果分别为31.3%、49.6%
婚后2年、3年后自然受孕率,实验组为30.4%、12.5%,对照组为10.9%、6.1%,组间差异有统计学意义(P
2.实验研究资料
2.1 电磁辐射对男性生殖系统形态学方面的影响
尉春华等[7]研究了高功率微波(HPM)辐射对大鼠病理形态变化特征:以功率密度分别为20mW/cm2、40mW/cm2的HPM辐照实验组大鼠,辐照时间分别为1 min、5 min、10 min和20min。6h后发现,光镜下与对照组相比,20mW/cm25min组开始出现轻度炎细胞浸润及组织充血、水肿;10min组出现生精上皮细胞排列紊乱,畸形增多;20min组和40mW/cm21min组可见大鼠部分曲细精管管腔断裂,生精细胞明显坏死脱落。随着辐射时间及功率密度的增加,上述病理改变加重。40mW/cm25min组部分曲细精管内几乎无细胞,电镜下从20mW/cm25min组开始出现超微结构的改变,10min组可见精原细胞水肿变性,20min组毛细血管内皮细胞肿胀,基底膜分层,断裂。精原细胞凋亡增多,线粒体呈空泡化。 Lokhmatova SA [8]将大鼠暴露于3 GHz脉冲电磁辐射环境中,暴露时间为120d,功率密度0.25 W/cm2 2,2h/d,也发现曲细精管出现一系列病理性改变,120d后这些病理损害仍未恢复。任东青等[9]用频率为2450MHz、功率密度为10MW/cm2的微波辐照小鼠,连续辐照时间分别为6d、12d、18d、30 min/d、60 min/d和90min/d,观察小鼠体重、睾体比、数量和畸变率等指标的改变。结果显示辐照组(30 min/d和90 min/d、连续12d组)小鼠体重较平行对照组(0min组)明显下降(P
2.2电磁辐射对男性生殖系统细胞凋亡的影响
细胞凋亡是一种区别与细胞坏死的细胞死亡方式,电磁辐射亦可引起生殖细胞的凋亡。尉春华等[11]在研究高功率微波(HPM)辐照对大鼠生精细胞凋亡的影响中发现:以辐射功率密度为10 mW/cm2、20mW/cm2的HPM分别辐照大鼠5min、10min,辐照后6h、24h、48h、72h和5天取组织,应用原位末端标记技术(TUNEL)检测各组凋亡细胞的情况。结果显示10 mW/cm2-5min组、20mW/cm2-5min组的6h、24h、48h大鼠生殖细胞凋亡数量显著高于对照组(P<0.01),其中以10mW/cm2-5min组的6h凋亡细胞数量最多,达(161.27±5.90)个/5个曲细精管,而10 mW/cm2-10min组、20mW/cm2-10min组的72h和5天凋亡细胞数量与对照组间无差别(P>0.05)。现已认识到细胞凋亡是由特殊的死亡信号激活Caspases(即白细胞介素1-β转换酶家族蛋白酶)化蛋白溶解系统而产生的。其中Caspase-3是细胞凋亡蛋白酶级联反应的必经之路,Caspase-3在诱因下被激活,最终导致胞质、胞核及细胞骨架的重要蛋白质降解失活。季惠翔等[12]在一项免疫组化研究中发现,经90mW/cm2、65mW/cm2微波辐照后,随着时间增加,小鼠组织中Caspase-3蛋白阳性细胞数与对照组相比有升高的趋势,均于24h达到高峰,而且90mW/cm2组升高的程度高于65mW/cm2组。
2.3电磁辐射对男性生殖系统基因表达的影响
电磁辐射对男性生殖系统的影响中,基因方面的研究较少,甚至颇有争议。钟敏等[13]运用RT-PCR方法和放射免疫方法研究了微波暴露后大鼠组织类固醇激素合成急性调节蛋白(StAR)、细胞色素P450胆固醇侧链裂解酶(P450scc)mRNA表达的变化和对睾酮分泌的影响,结果发现:微波暴露后3h,观测到雄性大鼠CLP明显延长(p<0.01),CP明显减少(p<0.01),在观测的72h内,大鼠的都较对照组明显下降。血清睾酮含量和组织StAR、P450scc mRNA变化有一致性,即在微波暴露后3h,分别较对照组降低83.1%、57.3%、53.6%(p<0.01),6h略有回升,但仍明显低于对照组,24h恢复到正常水平,72h再次出现降低,分别较对照组降低57.6%、39.5%、53.5%(p<0.01)。另有报道提出不同的看法。Heredia-Rojas等[14]将小鼠暴露于相同辐射密度、辐射强度的电磁场中,对其进行不同时间的照射,第一组:照射72h;第二组:照射8h/d,10d;第三组:照射72h,加5mg/kg丝裂霉素-C(Mitomycin-C)。研究发现辐射对精母细胞减数分裂染色体畸变和形态均无明显影响。目前对于电磁辐射在基因方面影响的研究对象主要是非生殖细胞,对电磁辐射可能产生的点突变或DNA改变(包括DNA断裂、染色体畸变、微核形成等)进行研究发现,其阴性和阳性结果并存[15]。国外有人提出,在DNA修复中,双链断裂要比单链断裂复杂,电磁辐射引起的DNA断裂可能主要是双链断裂,更易引起细胞死亡[16]。
2.4电磁辐射对男性生殖系统激素方面的影响
目前对于电磁辐射在男性生殖系统激素方面影响的研究也很多。周文等[17]采用放射免疫法(RIA)分别测定电磁辐射后3h、6h、24h、72h及对照组大鼠血清T含量,并通过反转录聚合酶链反应(RT-PCR)测定大鼠各组组织中细胞色素P450胆固醇侧链裂解酶(P450scc)mRNA水平。结果发现无屏蔽辐射组照射后3h血清T含量和P450scc mRNA水平分别较对照组降低83.9%、56.9%;均P<0.01,6h后分别较对照组降低60.1%,56.1%,均P<0.01;采用铜丝网全身屏蔽后,血清T和组织P450scc mRNA表达均未见明显变化。钟敏等[18]亦做过似的研究,对Wistar大鼠进行辐射并观测大鼠,以扑捉潜伏期(capture latent period, CLP)和扑捉次数(capture times, CT)作为判别指标;采用RT-PCR方法和放射免疫方法分别测定微波辐射后3h,6h,24h,72h组织中StAR,P450sccmRNA水平及血清肇酮含量。结果发现,辐射后3h,观测到雄性大鼠CLP明显延长(P
3.电磁辐射所致男性生殖不育的防治
国内外报道关于电磁辐射所致男性不育的防护和治疗较少。中医证候辨证论治在男性生殖不育中有独特的优势,赵尚华[20]主编的21世纪课程教材《中医外科学》将男性不育症分为七个证型,即肾阳亏虚证,用补肾壮阳、生精种子之法,应用右归丸治之;肾阴亏虚证,用滋阴补肾、生精种子之法,应用左归丸治之;气血两虚证,用补气养血、生精育麟,应用毓麟珠治之;肝瘀血虚证,用疏肝解郁、化瘀通络之法,应用开郁种玉汤治之;痰湿内蕴证,用燥湿化痰通络之法,应用苍附导痰汤治之;肝经湿热证,用疏肝利胆、清热利湿之法,应用龙胆泻肝丸治之;冲任虚损证,用调理冲任、补血养精之法,应用补天育麟丹治之。临床中应用中医药治疗微波辐射引起的男性生殖功能障碍,亦取得了很好的疗效。毕焕洲[21]等选择微波辐射引起的男性生殖功能障碍患者70例,随机分成对照组30例,口服五子衍宗丸;治疗组40例,口服四海护精方,疗程3个月。两组都能改善患者的质量,总有效率分别为66.67和92.25,两组比较差异显著(p
4.展望
随着电磁辐射的广泛应用,人类已经认识到电磁辐射对男性生殖健康所带来的危害,本文从电磁辐射所致的男性生殖系统形态学、细胞凋亡、基因表达、激素分泌等方面的影响及防治进行综述,研究人员已经在电磁辐射所致男性生殖不育的预防和治疗方面取得了一定成果,尤其以中医、中药结合治疗效果显著,这对过去运用睾酮激素治疗男性不育开辟了新的治疗和预防方向,但由于研究中暴露条件、物理参数、实验对象、监测指标等方面的差异,获得的结果不同,这需要科研人员更进一步的在损伤机制、诊断指标、防护标准等方面进行研究,同时结合中西医治疗所取得的的成果,在电磁辐射引起男性生殖不育的治疗和预防中开辟新的领域,造福人类。
参考文献
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【关键词】 高压输电线;电磁辐射;大鼠
Influence of electromagnetic irradiation for high-voltage transmission lines on rats
【Abstract】 Objective To study the effect of exposure to electromagnetic irradiation(EMF) for high-voltage transmission lines(HVTL) on rats.Methods Rats were exposed to EMF imitated for HVTL. Electrocardiogram and electroencephalogram were measured. The organic structure of lung and spermary were observed and phosphorylations of STAT3 were detected in spleen cells. Meanwhile the biochemical indexes of blood were determined. Results The expression of phosphor-stat3 was significantly increased. The content of alanine aminotransferase and number of white cells were remarkably improved. And the intension of peak in FTIR of haematoglobin was changed. The organic structure of lung and spermary were abnormal. Conclusion The EMF of HVTL could bring the intensifying effect on cell signal transduction, blood system and productive system of rats, respectively.
【Key words】 high-voltage transmission lines; electromagnetic irradiation; rats
随着国家工业化程度的发展,高压输电线和各种电视台、电台等辐射的大量低频电磁波,使人们不同程度的受这种电磁辐射的影响。这些电磁辐射携带有极高的电磁能量和具有强大的电磁力,它会对周围的人和动物产生强烈的相互作用,改变生物的电磁特性,影响生物的生理健康和生物功能。高压输电线电磁辐射对人体影响的程度和产生 的生物效应是一个长期争论的话题[1~3]。我们通过测试对活体动物的宏观生物特性及微观生物结构在高压输电线照射后的变化来研究高压输电线电磁辐射对大鼠的影响,以探索高压输电线电磁辐射的生物效应及其作用机制。
1 材料与方法
1.1 高压输电线辐射系统
我们测试了高压输电线电磁场在距离地面1.6~2.3m的场强分布大约是3500~4000v/m和0.1~0.01高斯左右,据此在实验室建立了高压输电线路电磁辐射的模拟系统,电场为3700~4000v/m,磁场为0.1~0.08高斯。
1.2 动物分组与饲养
取32只Wistar大鼠(购自四川大学医学院实验动物中心,12~14周龄,雌雄各半,分开饲养),随机分为两组,实验组(雌雄大鼠各8只)经电磁辐射模拟系统照射,对照组未被照射,同条件饲养400天。
1.3 STAT3的磷酸化
大鼠经颈椎脱臼处死后,速取脾脏,匀浆制成细胞悬液,取4×106个细胞悬浮于PBS溶液中,分为两组,一组加入适当剂量IL-2进行刺激, 另一组未加入IL-2。每管中加入含有蛋白酶抑制剂的细胞裂解液,离心收集上清,上清加入上样孔,进行8%SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE),用槽式转膜仪将蛋白质转移到硝酸纤维素膜上, 该膜用含5%BSA的TBST封闭液,然后加入抗酪氨酸磷酸化的单克隆抗体与膜蛋白结合,TBST洗膜,先后加入生物素化羊抗鼠IgG和辣根酶标记链亲合素结合,洗膜后用DAB显色。图像经Smartview 2002生物电泳图像分析软件进行处理分析。
1.4 心电图、血液生化及血常规指标和血液中血红蛋白结构的测定
大鼠用乌拉坦腹腔麻醉后,取大鼠仰位,将针电极分别刺入其四肢皮下, 用心电图机记录标准导联的心电图,测定大鼠心率、各波振幅和各波间期等参数。连续测量5次,求出平均值, 数据以(x±s)表示,心电图值均数采用t检验统计分析。大鼠从股动脉处取血,不加抗凝剂,静置30min,离心取血清;加肝素抗凝后取全血测试白细胞数、红细胞数及血红蛋白含量;用全自动生化仪对肝、肾功能的部分生化指标进行血清测定; 大鼠血液经肝素钠抗凝, 裂解大鼠RBC, 离心,保留血红蛋白上清液,调节血红蛋白溶液pH接近中性;往血红蛋白上清液内加中性盐硫酸胺,至出现硫酸胺结晶止,再用盐析法,提纯出浓度较高的血红蛋白, 进行红外吸收光谱的测定。
1.5 肺、肾组织和大鼠的显微结构观测
取肺组织、肾脏组织以10%冷甲醛固定,经水洗、梯度酒精脱水、石蜡包埋,切片,HE染色,光镜进行形态学观察;同时取出,一部分样品经甲醛固定,石蜡包埋, 染色后光镜观察;另一部分经戊二醛、四氧化锇再固定,丙酮逐级脱水并包埋,作半薄切片光学定位,超薄切片醋酸铀及枸椽酸铅双重染色,显微镜观察对照组和辐照组的初级次级精母细胞。
1.6 肌肉组织肌电图的检测
大鼠用乌拉坦腹腔麻醉,俯卧位固定,于股二头肌、臀大肌与股外侧肌间暴露并游离双侧坐骨神经2 cm 左右(闭孔下0.5~0.8cm至膝上0.5~0.8cm), 用自制双极电极刺激坐骨神经,电极置入腓肠肌中,用0.2s,电压为0.8mV的脉冲方波刺激,记录肌肉复合电位(Compound Muscle Action Potential, CMAP)的潜伏期、波幅大小,取其平均值。
1.7 大鼠脑电图的测量和大鼠记忆能力的测试
大鼠用乌拉坦腹腔麻醉后,在耳部、两眼连线的中点和两耳连线的中点分别插入针电极,记录脑电图形态,并计算脑电图各波频率所占的相对百分比。并剥离大鼠脑组织,取出其额叶以冷甲醛固定,石蜡切片,采用多次扫描叠加平均,测量大鼠额叶细胞的透射光谱。同时用水迷宫跟踪分析系统测试大鼠学习记忆能力,在迷宫水池中加入牛奶至乳白色,使大鼠不易凭视觉发现站台(目标)。实验之前连续训练3天,每天2次,训练方法为让大鼠在站台站立2min,然后引导寻找站台1次,最后自由寻找站台2min;实验时,将大鼠从站台所在象限之外的任一象限边缘1/2弧度处头朝池壁放入池中,记录从入池到找到站台所需时间参数。
2 结果
2.1 本实验检测了有无IL-2刺激时实验组与对照组细胞内STAT3蛋白磷酸化水平 如图1所示。结果表明,无IL-2刺激时,两者细胞磷酸化STAT3无明显差异。 经IL-2诱导后,实验组和对照组细胞p-STAT3均有增加,但实验组细胞p-STAT3增加速率高于对照组细胞,两者p-STAT3含量差异有显著性(P<0.05)。我们还检测到IL-2刺激时实验组和对照组脾脏细胞总蛋白的红外光谱图有一定差异, 实验组出现新的吸收峰,并且主要吸收峰的强度增强。
2.2 实验测得的大鼠心电图各个心电指标 如表1所示。实验组大鼠与对照组大鼠相比较心动周期延长(P<0.01),心率变短(P<0.01),T波峰峰值加大(P<0.05),T波时程延长(P<0.05),P波时程延长(P<0.05),QRS时程变化不大(P>0.05),QRS峰值变化不大(P>0.05),QT间期变化不大(P>0.05),PR周期变化不大(P>0.05),P波峰值变化不大(P>0.05)。同时,实验组的大多数生化和血常规指标较对照组都有不同程度的升高,结果如表2所示。其中ALT(谷丙转氨酶)含量升高较为明显(P<0.05);实验组的白细胞数显著多于对照组的(P<0.01)。我们还检测到血红蛋白的红外光谱图中部分吸收峰位置有所改变,8个明显的峰值中有4个峰值发生了频率的红移,1个峰值发生了频率的蓝移,其余保持不变。在3200~3500 cm-1范围内,实验组新增加5个峰值,并且实验组吸收峰强度明显减少(如图2所示)。
表1 高压输电线电磁辐射对大鼠心电参数的影响 (略) 注:P<0.05,#P<0.01 表2 高压输电线电磁辐射对大鼠生化及血常规指标的影响 (略) 注:ALT(谷丙转氨酶)、AST(谷草转氨酶)、TP(总蛋白)、ALB(白蛋白)、TB(总胆红素)、DB(直接胆红素)、IB(间接胆红素)、CLO(球蛋白)、A/C(白球比)、BUN(尿素氮),*P<0.05;#P<0.01
2.3 肺、肾组织和大鼠的显微结构观测 得知,实验组大鼠(25%)肺组织严重的异常(如图3),肺膜表面能见3~5mm灰白结晶,高出表面, 截面灰白,质地中等,均匀。切片观察发现细支气管腔内见多量的炎性渗出和一些细菌团; 大部分肺泡腔水肿、出血以及炎细胞渗出,以中性细胞居多。可见多灶性小脓肿形成,肺泡隔毛细血管扩张充血明显,伴有炎细胞侵入; 部分区域肺组织结构大部分消失,在细支气管周围可见大量异型淋巴细胞弥漫浸润,取代大量正常肺组织细胞; 这些异型淋巴细胞易见凋亡或坏死。同时发现肾组织细胞数无明显增加,肾小球、肾间质未见明显差异,肾小球结构清晰,但部分实验组大鼠肾小球体积略增大,部分肾小管上皮细胞水变性,少数肾小管内可见蛋白管型,间质小细胞充血等。另外,我们还检测到实验组大鼠间质细胞内小血管充血,生精细胞略减少;电镜下可见部分实验组大鼠间质细胞存在线粒体肿胀及染色体边集现象,有少量精母细胞及细胞内线粒体肿胀、嵴变短或消失; 但是,对照组精母细胞的细胞器和细胞核的形态结构基本正常、线粒体及其内部结构清晰可见(如图4和5所示)。红外光谱检测得出实验组肺组织谱图出现新的吸收峰且吸收强度明显减弱; 肾脏组织红外吸收峰峰位值没有移动,但是峰强度发生改变; 同时还测出大鼠卵巢和的红外吸收光谱的吸收峰位置和峰强度都有一定改变。
2.4 所测得的大鼠肌肉复合电位(CMAP)的结果 见表3。我们可以看出实验组大鼠CMAP潜伏期较对照组大鼠差异没有显著性,但是其波幅却较对照组大鼠显著性降低(P<0.05)。这表明高压电磁场可能诱发神经组织产生电活动,使神经元去极化和复极化的程度减少,从而降低神经电传导的能力,使神经兴奋性明显减低。表3 高压电磁场对大鼠肌电的影响(略) 注:P<0.05
2.5 大鼠Morris水迷宫成绩测试结果 我们检测到实验组和对照组大鼠脑电图的δ、θ、α和β频段相对功率值差别不是很明显; 脑组织的红外吸收谱显示实验组在2345.40cm-1附近存在一个新的强吸收峰。水迷宫测试结果显示实验组大鼠找到目标的学习记忆时间大于对照组(P<0. 05)(如表4),表明大鼠在高压输电线电磁辐射后,学习记忆能力显著降低。表4 大鼠Morris水迷宫成绩测试结果(略)
3 讨论
高压输电线电磁辐射对周围的人和动物产生的影响及其生物效应一直以来引起人们广泛的关注。近十多年来相关研究得到一些结果,但整体看来并没有进行过比较系统的研究和测试。基于上述情况,我们研究了生物系统微观结构的改变,生物组织电磁特性的变化和由它所产生的生物医学效应等问题,来探索高压输电线电磁辐射对人和动物的影响及其可能的作用机制。本研究结果发现,高压输电线电磁辐射通过活化STAT3的磷酸化过程, 从而对JAK-STAT细胞信号转导途径产生影响; 结合脾脏细胞总蛋白红外光谱的改变可推测出,高压输电线电磁辐射引起与JAK-STAT途径相关蛋白质的结构和构象的改变, 进一步影响了STAT3的磷酸化过程。同时,我们得出长时间高压电磁环境使大鼠心电图中P波时程显著延长, 这表明高压输电线电磁辐射使兴奋由窦房结沿特殊传导系统(结间束、房室结、希氏束、左右束支及浦肯野氏纤维) 传到两侧心室肌的过程中,其传导速度变慢; 同时对大鼠心房肌细胞产生了一定的影响,使T波持续时间延长和峰值显著增高, 这揭示当心房肌细胞和自律组织细胞因长时间高压电磁场辐射而产生影响,即处于心肌组织学退化期时,心室肌细胞尚处于功能代偿期,甚至许多细胞还处于功能代偿性增强期。高压输电线电磁辐射也引起了血液系统中血液成分含量变化, 以及大鼠血红蛋白分子结构的改变; 并且对肺肾和的组织结构以及学习记忆能力都有作用。由此,我们认识到高压输电线的电磁辐射高压输电线电磁辐射对大鼠细胞信号转导过程,血液系统和生殖系统以及学习记忆能力等方面都存在不同程度的影响。
参考文献
1 庞小峰.生物电磁学.成都:电子科技大学出版社,2004,45-198.
2 刘亚宁.电磁生物效应.北京:北京邮电大学出版社,2002,67-187.
【关键词】 高压输电;电磁辐射;人体健康;流行病学调查
Properties of distribution of electromagnetic irradiation of high-voltage transmission and investigation of its influence on human health
【Abstract】 Objective To study the influence of electromagnetic irradiation of high-voltage transmission on human body.Methods The distributions of electric and magnetic fields generated by high-voltage transmission lines with 110kV and 220kV were measured. Epidemiological investigations to 1400 inhabitants near high-voltage transmission line in Hubei, Hunan and Jiangxi, etc, were made. Some physiological parameters were measured among those people who have been living beside transformer substations for a long time and who live far away from high-voltage transmission systems.Results The intensity of electric filed of high-voltage transmission lines ranged from 7000V/m to 300V/m while magnetic filed from 0.1 Gauss to 0.01 Gauss. Results showed that the intensity of the electromagnetic field decreased quickly with increasing of distance from the transmission lines. The electromagnetic irradiation of the high-voltage transmission can really influence health of human body, especially for men, through investigation of epidemiology in Beijing, Sichuan and Hunan etc. Physiological parameters of those who were exposed to transformer substations for a long time were different from those of people who lived far away from transformer substations.Conclusion The electromagnetic irradiation of high-voltage transmission line might cause some influence in human body at different degree.
【Key words】 high-voltage transmission;electromagnetic irradiation;health of human body;epidemiological investigation
随着国家工业化程度的发展,高压输电线路和各种电视台、电台、微波辐射台及变电站布满了我们生活的空间,特别在城市地区更是如此。这些高压输电线路、电台和电视台向我们生活空间辐射了大量的低频电磁波,几乎使生活在城市的人们都不同程度的受这种电磁辐射的影响,在高压输电线路、电台和电视台附近的人们,受到辐照的时间特别长,强度特别大。由于这些电磁辐射都携带有极高的电磁能量和具有强大的电磁力,它必然对周围的人和动物产生强烈的相互作用,改变生物的电磁特性,影响生物的生理健康和生物功能。这种影响的程度和产生的生物效应和疾病一直以来引起人们的怀疑,但是并没有进行过系统的研究和测试。我们查阅了最近十多年来相关研究的资料,虽然有些人做过一些高压输电线路生物医学效应测试,但是由于测试的部位不同,所用方法的差别,仪器精确程度的不同,并且大多数在宏观层次上做零星的测试,所得的结果相当分散,不能说明任何问题。因此,高压输电线路对人体是否有影响引起了长期的争论,没有一个定性的结论。至此,国家关于高压输电线路电磁辐射对人体健康的影响的标准长期不能出台,虽然有些行政部门已提出了一些标准,但很快就遭到很多人的反对而不能实施。其根本原因是缺乏有充分说服力的实验证据来证明高压输电线路电磁辐射对人体健康构成了实际的影响。在这种情况下,我们在全国各地,特别是在高压电输送比较集中的三峡、四川和贵州等地区进行了流行病学调查,主要针对生活在高压输电线路附近的人群和远离输电线的同一地区的不同年龄,不同性别,不同文化程度,不同工作的人的神经系统、血液循环系统、生殖系统和听力、视觉系统、内脏器官等的状况进行调查。并对长期生活在变电站附近的居民与生活在同地区,远离高压输电线路的居民进行生理指标的检测。从这些指标我们看出高压输电线路电磁辐射确实对人体的健康造成了不同程度的影响。
1 材料与方法
1.1 高压输电线路和变电站周围电磁辐射强度分布 在北京和成都、华阳的高压变电站和空旷的高压输电区(220kV和110kV的高压输电线路),用电磁场测试仪测量了从离高压输电线路大约1.5m到地面范围内的电场和磁场的分布情况。
1.2 高压输电线路对人体健康影响的流行病学调查 为了研究高压输电线路对人体的长期效应,我们分别在湖北三峡地区、湖南、江西、四川、贵州、北京等地对居住在高压输电线路附近的1400多人进行了调查;对远离高压输电线路的800多居民也进行了对比调查。主要调查了以下几个方面:神经系统症状、皮肤及附属器官疾病症状、循环系统疾病症状、消化系统疾病症状、泌尿生殖系统疾病症状、血液系统疾病症状、内分泌系统疾病症状和眼耳鼻喉疾病症状等。
1.3 高压输电线路对脑电、心电、肌电和血常规指标等生理状态影响 对长期居住在变电站附近的人员随机选择了13名居民(作为实验组),进行心电图、血常规、肌电及脑电的测定,同时对远离高压输电线路电磁辐射的人群随机选择了10名相同年龄段人(作为对照组),进行相同指标的测定。
2 结果
2.1 高压输电线路和变电站周围电磁辐射强度分布 实验测得220V和110V高压输电线路以及变电站周围电场强度值大约从7000V/m变化到300V/m,其磁场强度值大约从0.1高斯变到0.01高斯左右,同时,我们发现高压输电线路的电磁场辐射强度随着距离的增大而迅速减少。我们测量了高压输电线路正下方、距离地面1.6m到2.3m电磁场场强分布大约是3500~4100V/m和0.1~0.09高斯左右。
2.2 高压输电线路对人体健康影响的流行病学调查 对1375份和789份有效的调查表统计后表明高压输电线路的电磁辐射主要引起神经系统疾病,其中神经系统患病率64.7%,皮肤及附属器官疾病患病率19.2%,循环系统疾病患病率17.1%,消化系统疾病患病率22.7%,泌尿生殖系统疾病患病率7.4%,血液系统疾病患病率19.9%,内分泌系统疾病患病率14.5%,眼耳鼻喉疾病患病率31.6%。在所有神经系统疾病中眩晕、头痛、头昏、困倦、乏力、失眠、入睡困难、多梦、烦躁、易发怒、健忘、记忆力衰退、注意力不集中等症状较为明显,已达到总数的10%以上,其中记忆力衰退达20.5%。另外,皮肤及附属器官疾病中经常发作的有瘙痒和毛发脱落,其中毛发脱落患病达10.1%;在循环系统疾病中心悸和高血压较突出,高血压占7.15%;在消化系统疾病中厌食和便秘较高,便秘达9.78%;在泌尿生殖系统中尿频和性功能减退发病率较高,尿频达2.86%;在血液循环系统中贫血和高脂血症较为明显,贫血达14.62%;在内分泌系统疾病中多汗较为显著,占到13.95%;在眼耳鼻喉疾病中视力减退和流泪、耳鸣较明显,视力减退达19.65%。我们也对不同血型,不同性别,不同年龄段人患病情况进行了分类统计和对照。其中不同血型间患病症状和比率并无明显差异,男女性别间患病情况和比率也很相近,但是随着年龄的不断增长,患病率逐渐增加。关于不同血型人在电磁辐射作用下患病情况(作为辐照组)的调查结果如图1所示。
图1 不同血型电磁辐射患病症状百分比对比(注:图中标注与表1相同)(略)
我们在湖北的三峡地区、湖南、江西、四川、贵州、北京等地远离高压输电线路的800多居民(即对照组)对上述问题也进行了同样的询问对比调查。通过辐照组和对照组对比分析,发现女性受高压输电线路的影响相对较小,只有视力减退有所增高;而男性受高压输电线路电磁辐射的影响相对较大,在神经系统方面的困倦,记忆力衰退,皮肤及附属器官疾病中毛发脱落,血液循环系统中的贫血,在内分泌系统疾病中的多汗,眼耳鼻喉疾病中视力减退等症状都有显著高于对照组,其对比结果见表1及图2;而从总体分析记忆力衰退,多汗及视力减退等症状要高于对照组。从上面的调查和分析可以看到高压输电线路对人体健康的影响绝对不能忽视。同时我们从电磁场对神经系统、血液循环系统、心血管系统和生殖系统在高压输电线路电磁辐射照射大鼠1年以后的变化进行了生物学、生理学、生物物理学和生物医学等检查,通过实验组和对照组的对比发现高压输电线路确实对这些系统引起了不同程度的改变[1],并对这些系统的分子结构进行观测,也发现了相应的变化,从而使我们得出结论,高压输电线路确实对人体构成了不同程度的影响,如长期居住在高压传输线附近,这种影响不可忽视。
表1 高压输电线路电磁辐射辐照组与对照组男性患病百分比对比 (略)
注:s-male表示实验组男性;d-male表示对照组男性。1~1眩晕,1~2 头痛, 1~3 头昏, 1~4 困倦,1~5 乏力,1~6 失眠, 1~7入睡困难,1~8 多梦,1~9 烦躁, 1~10 惊恐, 1~11紧张, 1~12 易发怒, 1~13 抑郁, 1~14 焦虑, 1~15 多疑, 1~16 健忘,1~17 记忆力衰退, 1~18 注意力不集中, 1~19 心神不定,1~20 喜怒无常, 1~21 坐卧不安;
2~1 红斑, 2~2 丘疹,2~3 风团,2~4 水疱,2~5 脓包, 2~6 紫癜, 2~7 瘙痒, 2~8 毛发脱落;
3~1 心悸, 3~2 心律失常, 3~3 高血压, 3~4 冠心病;
4~1 厌食, 4~2 恶心、呕吐, 4~3 便秘, 4~4 慢性腹泻, 4~5慢性腹痛, 4~6 黄疸,4~7 肝肿大,4~8 脾肿大, 4~9 胆囊炎;
5~1 尿频, 5~2 排尿困难, 5~3 尿失禁, 5~4 遗尿, 5~5 血尿, 5~6 男性不育,5~7 女性不育, 5~8 性功能减退;
6~1 贫血, 6~2 出血倾向, 6~3 血小板减少, 6~4 白细胞减少,6~5 淋巴结肿大, 6~6 高血脂, 6~7 高血粘 ;
7~1 甲状腺肿大, 7~2 乳腺肿块, 7~3 多汗;
8~1 结膜炎, 8~2 流泪, 8~3 视力减退,8~4 耳鸣,8~5 咽痛,8~6 咽部异物感,8~7 声音嘶哑
图2 高压输电线路电磁辐射辐照组与对照组男性患病百分比对比(注:图中标注与表1相同)(略)
2.3 脑电、心电、肌电和血常规指标等生理状态
2.3.1 脑电 见图3。图3表示了对照组和实验组的脑电具体结果。图中PSD是脑电功率谱。从图中可以看出生活在变电站附近的人群的脑电图中α波段(8~13Hz)和θ波段(1~3.5Hz)普遍高于正常人群。如我们所知,人在清醒、安静和闭眼时出现α波,波的振幅越大,表示上述状态脑的兴奋度越高;θ波在睡眠、深度麻醉、缺氧和大脑有器质性病变时出现,它的振幅越高,表示脑组织的上述状态更加明显。从这个结果我们看到高压输电线路的电磁辐射对脑组织的影响确实不能忽视。虽然我们不能和某种疾病挂钩,但这种影响确实存在,其影响的程度,有待今后做定量的分析和广泛的研究。但我们应该指出,在θ波中可能包括环境噪声的成分。
2.3.2 心电 结果显示实验组有23.1%的人心电图异常,7.7%的人为边缘心电图;对照组有20%的人心电图异常,10%为边缘心电图。用正常病例统计方法进行统计分析发现二者对比显示, 居住于变电站附近受电磁辐射影响的居民其心电图异常率稍高于远离高压输电线路电磁辐射的居民。
2.3.3 人体肌电测量 测定了生活在高压输电线路附近和远离人群的肌电, 随机选择13名人员作为实验组,采用求统计平均值方法分析了实验组人群肌电的区域时间、最大值、峰值及两点差值并较对照组人群(随机选择10名人员)的结果作比较(见表2),发现两者没有明显差别(P>0.05),但是对于最小值与对照组人群比较,发现实验组的值显著增大(P
2.3.4 血常规 从血常规指标来看,实验组有23.1%的人的血常规部分指标异常,对照组有20%的人部分指标异常。但实验组指标异常主要是血相倒置及红细胞数、血红蛋白数同时偏低状况显著,人体已有一些病症出现;而对照组指标异常主要是白细胞数相对偏低,但仍比实验组的相对值高。在一定程度上这表明变电站电磁辐射可能对人体血液指标有一定的影响。
图3 生活在变电站附近生活的人群和正常人群的脑电图的比较(略)
a. Center PSD: 脑顶叶 PSD; b. Occipital PSD: 脑枕叶 PSD;c. Left Temp PSD: 脑左颞叶 PSD; d. Right Temp PSD: 脑右颞叶 PSD---abn: 居住在变电站附近人群的结果; -Nor: 正常人群结果
表2 高压工频电磁场对人体肌电的影响(略)
3 讨论
从总结以上的流行病的调查和生活在高压输电线路附近人群与远离它的正常人群的部分生理指标的测试结果,我们发现高压输电线路电磁辐射对人体众多生理指标有不同程度的影响,其中记忆力衰退、心神不定、慢性腹泻、贫血、高血脂、声音嘶哑等症状的发生率明显增高;而白细胞减少和血小板减少等症状的发生率相对较低,这也与很多文献关于电磁辐射使人体白细胞数目增加的报道相符[2,3]。另外高压输电线路的电磁辐射对女性的影响相对较小,对男性的记忆力和毛发的脱落、贫血、多汗及眼鼻喉疾病的产生都有一定的作用;同时不同血型间患病的差异并不明显;实验组的调查结果显示对人的肌电、脑电和心电都有不同的增多,因此我们得出高压输电线路的电磁辐射对男性有较大的负面影响。
参考文献
1 庞小峰.生物电磁学.成都:电子科技大学出版社,2004, 45-198.
关键字:家用电器、电磁辐射、预防
【分类号】F426.6
众所周知,F在我们国家乃至全世界都已经进入了电气时代,因此民众对于家用电器需求也就越来越高,随着人们生活中家用电器设备数量和种类的增加,这些电器在使用的时候就存在很大的隐患,它们发出的电磁辐射在无形中危害了人体的健康。因为这些产品在使用的过程中会产生各种各样的电磁辐射,它们虽然是无形的辐射,但是长期积累以后对人体危害很大。家用电器作为人们生活中经常需要用到的,它们在使用过程中有很多问题需要被注意,特别是手机这种最普遍的电器产品,它需要被人们最合理的使用,这样才能把危害降到最低。针对家用电器辐射的分析和对人体的危害下文我们已经作出了详细的分析,并提出了相关的预防措施。
一、 电磁辐射危害人体的机理
对于电磁辐射来说,我们每个人既陌生又熟悉,对于它来讲,它是以无形传递的方式进入人体,干扰人体器官的正常运行。也就是说高频电磁波进入人体的时候,它们会对人体内非同相位的器官产生影响,而且产生的电磁波越高,它穿过人体时就会影响人体内越多的相位,对于人体危害越大。就比如对于人们经常使用的手机来说,它的频率是1.8GHz,波长达到了15厘米,因此它发射出来的电磁波经过人体内时就会使得人体内很多的相位受影响,长期如此人体就会受到侵害,从而产生各种健康问题。而对于平常人们使用的交流电来说,它们的频率仅仅50赫兹,波长只有6000千米,因此它们的电磁波进入人体时只会干扰人体内的一个相位,而且它的强度比较小,对人体一般不会产生影响。从大体上来讲,电磁波对人体的辐射包括两种:躯体热效应和神经效应。
(一)、躯体热效应:对于人体器官来说,它有70%是由水构成的,因此一个健康的机体它可以自己调节体内水分的平衡和热量,而当电磁波辐射人体的时候,就会使人体内部的水分子和电磁波产生相互的摩擦。摩擦过后体内热量就会上升,而这部分上升的热量一旦超过人体所能自动调节的温度,那么人体温度就会出现不平衡,人体器官的各种活动就会出现混乱,从而让躯体出现各种疾病,这就是所谓的热效应。
(二)、神经效应:我们学过物理都知道,地球本身就是一个巨大的磁场,我们每个人在地球上生活都必定会受到电磁场的影响,当然了这种影响是很微弱的,人体的器官在这个微弱的电磁场的作用下健康运行,但是它们一受到其他电磁波的影响,就会出现混乱,破坏人的神经系统,这就是神经效应。
二、常见电器设备的电磁辐射分析
(一)、微波炉、电视机等家用电器
微波炉是现代居民最常使用的一种电器产品,它方便了人们加热食品,受到人们喜爱,它是通过封闭式加热来进行工作的,给人体造成的主要是热效应,家用微波炉采用2.4GHz主频,它在对食物进行封闭式加热,食物内的水分子受到这种强电磁波辐射后产生大量摩擦而变热,同样的方式,如果密封不严密,微波炉泄漏的微波能量也能使人体内的水分子变热,影响到人体的健康。经测试,微波炉门中央0.05m处,其电磁波大小达到30.14μW/ c m2,到1m外便衰减到0.41μW/c m2。因此如果在加热食品的过程中不能被全面封闭就会释放出电磁波影响人体健康。
(二)、电脑、无线路由器、手机、基站等通信设备
我们大家都知道电脑是一个内部构造比较复杂的电器设备,它发射电磁波的部件有很多,那些都会造成人体危害,因此在日常生活中我们要把电脑的放置稍微远离人睡觉休息的地方。随着社会的发展,无线路由器也不断进入人们的生活,它主要是通过发射无线电波来让人们使用,因此在它发射无线电波的时候电磁波辐射也会增加,我们要注意安装的时候尽量放置在客厅等地方。手机已经成为了现代社会人们出行生活的一种必备产品,它丰富了人们的生活,也让人们的生活更加方便快捷,但是它对人体的辐射也可以说是最大的,有研究证实,使用手机时,会有40%至60%的辐射量直接渗透到脑部一寸到一寸半的深度,并在脑中形成累积。而脑细胞由神经元细胞和神经胶质细胞组成,神经元细胞受到辐射加热会死亡,这时胶质细胞就会增殖,从而形成肿瘤。严重的还会产生癌变。 四、电磁辐射的防护措施
(一)、避免同时使用多种电器产品。
对于家用电器造成的辐射,我们不能从根本上杜绝,因此我们一定要想办法预防,特别是对于家用电器使用较多的家庭,一定要注意在家中摆放电器的时候不能过于集中,要把它们分开摆放,而且不使用的时候最好不要给它们通电。另外,在使用的时候一定要注意不要多个电器同时使用,可以分开来使用,这样就可以最大程度的减少电磁波的辐射。
(二)、减少电磁辐射载体的影响。
为了减少电磁辐射,我们必须要经常对室内进行通风换气,这是减少电磁波辐射的关键,特别是在刚刚使用完家用电器后,一定要及时打开窗户或者排风扇,从而保证室内的空气流动。另外,保持室内整洁也是防辐射的关键,灰尘是电磁传递的主要载体,因此,在使用完毕电器以后,如果空气中有灰尘,那么那些电磁就会附着在灰尘里,从而危害人体健康。因此,我们一定要保持室内通风,并经常擦拭电器上的灰尘,这样就可以最大程度预防电磁辐射疾病。
(三)、注意饮食调节
预防电磁辐射还有一个就是要注意饮食的平衡,在日常生活饮食搭配中,一定要多食用新鲜的蔬菜水果,多吃一些富含维生素的产品,比如胡萝卜,西红柿等,都可以增强人体抵抗力,减少电磁辐射。
参考文献: