電磁波輻射的生物學效應與人體健康

電磁波輻射的生物學效應與人體健康電磁波輻射的生物學效應與人體健康電磁波輻射的生物學效應與人體健康V:1.0精細整理，僅供參考電磁波輻射的生物學效應與人體健康日期：20xx年X月電磁波輻射的生物學效應與人體健康生物工程學院生物工程2班冉啟春20087211【摘要】本文從電磁波的概念入手，介紹了電磁波的生物效應——電離輻射效應和非電離輻射效應，著重分析了電磁波的產(chǎn)生來源，兩類生物效應的原理以及對人體健康所帶來的影響，列舉了有效避免電磁波輻射的方法，并從不同方面分析研究了電磁波的生物效應與人體健康之間的關系。【關鍵詞】電磁波生物效應電離輻射非電離輻射人體健康BioeffectofElectromagneticWaveandPerson'sHealthRanQichunAbstractThispaperintroducestheconceptoftheelectromagneticwaveandthebiologicaleffectoftheelectromagneticwaveincludingtheionizationradiationandnon-ionizationradiation,emphaticallyanalyzestheoriginoftheelectromagneticwave.Theprinciplesoftwotypesofradiationsandtheiraffectsforperson'shealthareexplained.Thepaperalsolistssomeeffectivemethodsofavoidingelectromagneticwave,analyzesandstudiesthebiologicaleffect,andtherelationshipbetweentheelectromagneticwaveandhumanhealth.Keywordselectromagneticwave；bioeffect；ionizationradiation；non-ionizationradiation；person'shealth生活在這個快速運轉的社會之中，我們自身已存在著許多危機感。然而，社會的發(fā)展．科技的進步，讓我們開始思考是否現(xiàn)今所有的一切，都足有利于我們?nèi)祟惖模€是人類終將成為先進科技的附屬品，或者說是受害者。現(xiàn)實生活中，我們周圍充滿了各種類型的電磁波，它與人們的生活緊密相關。例如，我們用收音機可以聽到電臺的廣播節(jié)目，用電視機可以收看到電視臺的電視節(jié)目，人們天天都在使用手機打電話、發(fā)短信，這些事實都表明在我們周圍存在著各種臺站所發(fā)射的電磁波。與此同時，在醫(yī)學健康領域基于電磁波的疾病診斷儀器和治療儀器也得到廣泛應用。也就是說當今人們的生產(chǎn)和生活活動中一刻也離不開電磁波，它在人們的生產(chǎn)和生活活動中起著不可估量的作用。當它為人們謀福利的同時，也為人們的生活和健康帶來一定的負面影響。生物體受到電離輻射的作用后，即有可能通過某一機制產(chǎn)生一定的生物學效應。輻射的生物學效應可以是多種多樣的，常涉及生物體的各種組織或器官，伴有不同程度的傷害或生理、病理反應。1什么是電磁波電磁波，即有地殼的負極電離層的正極相互左右產(chǎn)生的電磁場，以及地磁場和大氣中各種電磁波現(xiàn)象(如閃電)。此外，紫外線、紅外線和可見光也屬于電磁波。上述電磁波均來自于自然，而如今一些人為活動造成的現(xiàn)象也屬于電磁波。近年來，迅速擴張的工業(yè)和家電行業(yè)不斷增加了電場和磁場的來源和數(shù)量。其中包括移動電話、電腦、電視、收音機、微波爐，甚至電熱毯等家用電器，以及高壓電線，電磁感應器、雷達等工業(yè)、醫(yī)學和商業(yè)設備。這些時常被我們忽視的設備，所帶來的電磁污染危害程度絕對不比環(huán)境污染來的弱。雖說電磁波足一種客觀存在的物質(zhì)形式，但是通過專門的設備我們就可以感覺到它的存在。事實上，我們生活人類在自然界的電磁波海洋中，它與我們?nèi)祟惖纳蠲芮邢嚓P，但是要想在這片電磁波海洋中求生也并非易事。當它在為人類謀福利的同時，也對人們的健康帶來一定的負面影響。當起作用到人體的時候，不同的波段會產(chǎn)生不同的生物效應。簡單的來說，根據(jù)與物質(zhì)作用的方式，輻射分為電離輻射(Ionizingradiation)和非電離輻射(Non-Ionizingradiation)兩類。從生物學的角度，兩種輻射在作用機理、反應過程和導致的最終結果方面都明顯不同。非電離輻射與生物物質(zhì)作用主要通過發(fā)生在分子、細胞或組織器官水平的震動、震蕩和摩擦的方式產(chǎn)生熱或非熱效應，效應的發(fā)生與輻射的頻率、單位面積和單位長度吸收的輻射能量、個體和組織器官的敏感性等因素有關，有一定的頻率或效應窗。由于非電離輻射多不能產(chǎn)生電離(少數(shù)高頻紫外線可誘導產(chǎn)生電離)效應，其與生物作用致生物學效應的發(fā)生過程明顯缺乏像電離輻射那樣有輻射化學的重要參與。由此，我們可以將電磁波的生物效應分為兩種：電離輻射效應和非電離輻射效應。由于電磁波有著不同的波長、頻率和能量，其對生物的影響也不盡相同。高能量波段的電磁波產(chǎn)生電離輻射效應，低能量波段的電磁波產(chǎn)生非電離輻射效應。電離輻射效應對人體的傷害較強，在日常生活巾需要特別防護；非電離輻射效應雖然對人體沒有較明顯傷害，但是如果長時間受其影響所產(chǎn)生的累積效應也會對人體產(chǎn)生潛移默化的影響。也就是說，電磁波對人體的影響不容忽視，在日常生活中，無論是電離輻射效應還是非電離輻射效應都需要特別注意。尤其在廣泛接觸電磁波的環(huán)境之中，我們有必要了解電磁波的特性，以便趨利避害。充分利用其對人類有利的一方面，減輕和避免不利的方面，使其更好地為人類的生產(chǎn)生活提供服務。2電離輻射效應2.1電離輻射的定義由生物學可知，人體的軟組織是由細胞構成，而細胞的結構又主要由蛋白質(zhì)構成，蛋白質(zhì)又由大量的分子所構成。當具有極高能量的電磁波或粒子流對生物體進行輻射作用時，分子內(nèi)的原子在高能量的激發(fā)下就會失去電子，一旦原子失去電荷，分子的化學結構就會發(fā)生變化，形成離子，這種現(xiàn)象稱為電離輻射效應。2.2電離輻射對人體健康的影響人體軟組織的細胞核中有DNA和RNA等基因物質(zhì)，它們是由四種不同的堿基的各種排列控制著細胞的生存和分裂方式，這些排列就是遺傳密碼。在電離輻射的作用下，由于分子結構的變化，細胞的遺傳密碼往往就要被打亂，遺傳密碼一旦被打亂，細胞就有可能向著無法預計的方向發(fā)展，對生物體造成損害，使其產(chǎn)生不同程度的病變。3非電離輻射效應如前所述，X射線和γ射線對生物體產(chǎn)生電離輻射作用，紫外線是非電離輻射作用向電離輻射作用過度波段，具有微弱的電離輻射作用。屬于電磁波范圍的其它幾個波段——射頻、微波、紅外線、可見光對生物體的作用則為非電離輻射作用。非電離輻射作用又分為熱效應和非熱效應和累積效應。3.1熱效應3.1.1熱效應產(chǎn)生的機制人體內(nèi)70％是水，所含各種組織、細胞、體液等無不由大量的分子、離子所組成。分子中可分為極性分子和非極性分子，前者指其內(nèi)部正、負電荷中心分離，后者的正、負電荷中心暫且重合。離子則是分子或分子團、原子或原子團失去或得到電子而成為帶電的正離子或負離子。當電磁波作用到生物組織時，分子、離子受到外加電磁場的作用后相互摩擦，發(fā)生熱效應引起人體升溫，進而影響到體內(nèi)各器官的正常運行。受到了外加電磁場的作用，將發(fā)生以下兩種機制的熱效應：歐姆加熱效應和波動能量加熱效應。3.2非熱效應電磁波的非熱效應主要包括對神經(jīng)肌肉的刺激作用和其他生物物理效應。人的器官組織都存在微弱的電磁場，當人體本身的磁場受到來自外界磁場的干擾之后，穩(wěn)定平衡的人體磁場將會遭到破壞，人體也將受到不同程度的損傷。3.3累積效應如果來自在人體的自我恢復之前，外界的熱效應和非熱效應沒有及時阻止，電磁波不斷作用于人體的話，其傷害程度就會發(fā)生累積，勁兒就只就會誘發(fā)永久性病變，甚至危及生命。3.4非電離輻射對人體健康的影響3.4.1熱效應對疾病的治療作用人體的疾病多種多樣，但一般來說分為兩大類，即惡性腫瘤和一般良性疾病。電磁波的熱效應對兩類疾病均有治療作用。(1)對腫瘤的治療作用。隨著對電磁波及其應用技術的研究和發(fā)展，人們認識了電磁波對生物組織的熱效應以及對腫瘤有效治療作用，對加熱治療腫瘤有了更加理性的認識。首先是腫瘤組織細胞與正常組織細胞相比對加熱敏感，41～43℃即死亡，而正常組織在這個溫度范圍內(nèi)不受損傷；第二，癌組織中含水量明顯高于正常組織，且腫瘤組織內(nèi)血管紊亂，血流量低，僅為正常組織的2％～15％，電磁波輻射后使瘤體發(fā)熱容易、散熱慢，很快形成高溫。以上兩點就形成了瘤體組織高溫致死時間遠少于正常組織的原因。(2)對良疾性病的治療作用。電磁波的熱效應使皮下組織溫度上升，致使毛細血管擴張，加速血液流動，使微循環(huán)血流量能增加1倍，致使病變組織微循環(huán)得到充分的改善，吸收能量養(yǎng)分、排除廢物，以促進病變組織的新陳代謝，增強機體的生物免疫功能，提高細胞活力，改善局部組織的營養(yǎng)狀態(tài)，達到治療疾病的目的。3.4.2累積效應對人體健康的影響人體的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩(wěn)定和有序的，一旦受到外界電磁波的干擾，所產(chǎn)生的熱效應或非熱效應作用于人體后，處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場即遭到破壞，人體正常循環(huán)機能就會遭受一定程度的破壞。如果外界電磁波的干擾經(jīng)短時間的作用后及時消除，人體組織內(nèi)所存在的微弱電磁場就會恢復到穩(wěn)定和有序的狀態(tài)，對人體健康不會有什么影響。如果外界電磁波連續(xù)或者較頻繁地重復作用于人體，所產(chǎn)生的熱效應和非熱效應對人體的傷害尚未來得及自我修復之前，再次受到電磁波輻射的話，其傷害程度就會隨之發(fā)生累積，久而久之其累積效應就會誘發(fā)永久性病變。對于長期接觸電磁波輻射的群體，應當警惕積累效應對身體健康的影響。各國科學家經(jīng)過長期研究證明：長期接受電磁輻射會造成人體免疫力下降、新陳代謝紊亂、記憶力減退、提前衰老、心率失常、視力下降、聽力下降、血壓異常、皮膚產(chǎn)生斑痘、粗糙，甚至導致各類癌癥等；男女生殖能力下降、婦女易患月經(jīng)紊亂、流產(chǎn)、畸胎等癥。4電磁波輻射引發(fā)的病變4.1對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的危害神經(jīng)系統(tǒng)對電磁輻射的作用很敏感，中樞神經(jīng)如果反復受到其影響就可能出現(xiàn)神經(jīng)衰弱癥候群，主要表現(xiàn)有頭痛，頭暈，無力，記憶力減退，睡眠障礙，白天打瞌睡，易激動，多汗，心悸，胸悶，脫發(fā)等。4.2對機體免疫功能的危害實驗表明，人體在受到電磁波輻射的情況下，白血球吞噬細菌的百分率和吞噬的細菌數(shù)均下降，進而導致人體抵抗力下降。此外受電磁輻射長期作用的人，其抗體形成也受到明顯抑制。4.3對心血管系統(tǒng)的影響受電磁輻射作用的人，常發(fā)生血液動力學失調(diào)，血管通透性和張力降低。由于神經(jīng)調(diào)節(jié)功能受到影響，人們多以心動過緩癥狀出現(xiàn)，少數(shù)呈現(xiàn)心動過速。此外，長期受電磁輻射作用的人，會更早更容易發(fā)生心腦血管疾病。4.4對血液系統(tǒng)的影響白血球在電磁輻射的作用下，會出現(xiàn)數(shù)量下降傾向。白血球一旦減少，紅血球的生成也將受到抑制，繼而出現(xiàn)網(wǎng)狀紅血球減少，血液系統(tǒng)受到明顯的傷害。4.5對生殖系統(tǒng)和遺傳的影響長期受電磁波輻射影響的人，可能出現(xiàn)男性性功能下降，而女性則出現(xiàn)月經(jīng)周期紊亂。進而影響生育,甚爭失去生育能力。高強度的電磁輻射可以產(chǎn)生遺傳效應，使睪丸染色體出現(xiàn)畸變和有絲分裂異常，其子代可能出現(xiàn)先天性出生缺陷。4.6對視覺系統(tǒng)的影響眼組織含有大量的水份，因此在電磁輻射作用下，眼球的溫度易升高，進而誘發(fā)白內(nèi)障。4.7電磁輻射的致癌和致癌作用實驗表明人體內(nèi)的遺傳基因在電磁波輻射的作用下，發(fā)生突變和有絲分裂異常，而使某些組織出現(xiàn)病理性增生過程，從而引發(fā)癌變。5如何防護電磁波的生物效應1、提高自我保護意識，了解有關電磁輻射的常識，學會自我防范。2、盡量不要把家用電器擺放得過于集中，電視、電腦、冰箱等電器更不宜集中擺放在臥宅里。3、避免長時間操作各種家用電器、辦公設備，或長時間使用移動電話。4、使用各種電器時，應保持一定的安全距離。例如看電視時，視線與熒光屏的距離，一般為熒光屏寬度的5倍左右；使用微波爐時要離開至少l米遠；手機在使用時，最好在手機響過一兩秒后或電話兩次鈴聲間歇中再接聽電話。5、電視、電腦等電器的屏幕產(chǎn)生的輻射會導致人體皮膚干燥缺水，加速皮膚老化，嚴重的會導致皮膚癌，因此，在使用完上述電器后應該及時洗臉。6、多食用蔬菜水果。例如，胡蘿卜、豆芽、西紅柿、油菜、海帶、卷心菜、瘦肉、動物肝臟等富含維生素A、C和蛋白質(zhì)的食物，經(jīng)常食用以利于調(diào)節(jié)人體電磁場紊亂狀態(tài)，加強肌體抵抗電磁輻射的能力。7、多飲茶，尤其是綠茶。因為綠茶中含有效的抗氧化劑茶多酚和豐富的維牛素C，具有抗輻射污染的作用。參考文獻[1]吳增石.電磁波的生物效應與人體健康[J].中南民族大學學報：自然科學版，2010，3:29-1.[2]楊東湘.電磁波的生物效應與人體健康[A].衡陽技師學院物流系：科學論壇，2010,21.[3]閔銳.輻射化學在輻射生物學發(fā)展和研究中的作用[R].輻射研究與輻射工藝學報,2009,12:27-6.[4]龐小峰.生物電磁學[M].北京：國防工業(yè)出版社，