电磁能对机体的影响

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电磁能对机体的影响(biological effects of electromagnetic field),电磁能即电磁辐射的能量,又称辐射能。电磁辐射谱包括射频辐射(俗称无线电波)、微波红外线、可见光、紫外线X射线及γ射线激光是一种波长为红外线、可见光、紫外线范围的电磁辐射,亦在本条目中同时介绍。

射频辐射、微波、红外线、可见光及紫外线的波长长于X及γ射线,频率和辐射能量低于X及γ射线,没有电离作用(紫外线只有弱的电离作用),因此将射频辐射、微波、 红外线、可见光、 紫外线统称非电离辐射。X 及γ射线波长短,频率高,具有电离作用,称电离辐射

射频辐射、微波、红外线、激光等具有热作用,可见光对视觉分析器有特殊作用,紫外线具有较强的特殊生物学作用。若电磁辐射暴露过多,时间过长,将对机体产生不良影响,采取相应的措施可以预防这些不良影响。

电磁能的生物学作用如下:

①  大强度电磁能的热作用。局部热作用可用于治疗(热疗),亦可治疗癌症(杀伤肿瘤细胞)。微波、红外线、激光均可致白内障。中国仅有一例微波白内障报告。激光、红外线可致眼底(视网膜烧伤。激光尚可致皮肤烧伤。此外,大强度射频辐射及微波可使机体体温升高,还可引起睾丸精子生成障碍,而影响生育。

②  射频辐射及微波的非热作用。表现为神经衰弱症候群,植物神经系统以心血管系统为主的功能紊乱如心率减慢(或加快)、血压偏低或偏高等,脑电图呈现节律紊乱。

③  紫外线的特殊生物学作用。适量的紫外线对人体有益,如皮肤中的7-去氢胆固醇分子在紫外线作用下,可变为维生素D3,可促进骨骼钙化,预防佝偻病发生。紫外线还能加速伤口愈合,提高机体的抗菌能力,兴奋交感-中肾上腺系统,增加线粒体微粒体酶的活性,促使体内某些激素的分泌,提高非特异性免疫功能水平。过量紫外线照射,可使皮肤产生红斑色素沉着、皮肤角质增生,引起眼急性角膜结膜炎电光性眼炎)。此外,紫外线与某些化学物质如沥青等联合作用,可引起光感性皮炎,出现红斑及水肿,并伴有全身症状

④  电离作用。辐射离子 (X及γ射线)作用于机体时,一部分打到细胞生物大分子(如DNARNA等)上,直接使其受到损伤;另一部分先引起水分子电离、生成各种自由基活化分子,再通过这些产物间接使大分子损伤。生物分子损伤可导致细胞代谢失常,功能和结构破坏乃至死亡。细胞的损伤和死亡可导致组织和器官的原发损伤,或通过神经体液的作用引起机体的继发损伤。

⑤  其他。如光线过强或照明不足,均可引起视力疲劳

这些生物学作用除与照射强度大小、照射时间长短及波长长短有关外,还与波的性质(脉冲波比连续波作用大),生物体与辐射源的距离、受照射部位及其吸收辐射能的多少有关。据此,可制定相应的预防措施如屏蔽辐射源、加大距辐射源距离、缩短暴露时间、及使用个人防护眼镜、防护衣等。

美国根据电磁波在生物体内吸收的剂量学研究,提出比吸收率 (SAR)概念。它是指一小块组织在单位时间、单位体积或重量所吸收的能量,其单位为W/kg或mW/g,这使热作用有了定量概念。又根据不同频率范围对生物体作用特点的研究,提出共振频率范围等概念,这都推动了对射频辐射及微波对生物体作用的深入研究。

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