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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电磁波辐射的生物学效应与人体健康.精品文档.电磁波辐射的生物学效应与人体健康生物工程学院生物工程2班 冉啟春 20087211 【摘要】 本文从电磁波的概念入手，介绍了电磁波的生物效应电离辐射效应和非电离辐射效应，着重 分析了电磁波的产生来源，两类生物效应的原理以及对人体健康所带来的影响，列举了有效避免电磁波辐 射的方法，并从不同方面分析研究了电磁波的生物效应与人体健康之间的关系。 【关键词】 电磁波 生物效应 电离辐射 非电离辐射 人体健康Bioeffect of Electromagnetic Wave and Persons Healt
2、hRan Qichun Abstract This paper introduces the concept of the electromagnetic wave and the biological effect of the electromagnetic wave including the ionization radiation and non-ionization radiation, emphatically analyzes the origin of the electromagnetic wave. The principles of two types of radia
3、tions and their affects for persons health are explained.The paper also lists some effective methods of avoiding electromagnetic wave, analyzes and studies the biological effect, and the relationship between the electromagnetic wave and human health. Keywords electromagnetic wave；bioeffect；ionizatio
4、n radiation；non-ionization radiation； persons health 生活在这个快速运转的社会之中，我们自身已存在着许多危机感。然而，社会的发展科技的进步，让我们开始思考是否现今所有的一切，都足有利于我们人类的，还是人类终将成为先进科技的附属品，或者说是受害者。现实生活中，我们周围充满了各种类型的电磁波，它与人们的生活紧密相关。例如，我们用收音机可以听到电台的广播节目，用电视机可以收看到电视台的电视节目，人们天天都在使用手机打电话、发短信，这些事实都表明在我们周围存在着各种台站所发射的电磁波。与此同时，在医学健康领域基于电磁波的疾病诊断仪器和治疗仪器也得到广
5、泛应用。也就是说当今人们的生产和生活活动中一刻也离不开电磁波，它在人们的生产和生活活动中起着不可估量的作用。当它为人们谋福利的同时，也为人们的生活和健康带来一定的负面影响。生物体受到电离辐射的作用后，即有可能通过某一机制产生一定的生物学效应。辐射的生物学效应可以是多种多样的，常涉及生物体的各种组织或器官，伴有不同程度的伤害或生理、病理反应。1 什么是电磁波 电磁波，即有地壳的负极电离层的正极相互左右产生的电磁场，以及地磁场和大气中各种电磁波现象(如闪电)。此外，紫外线、红外线和可见光也属于电磁波。 上述电磁波均来自于自然，而如今一些人为活动造成的现象也属于电磁波。近年来，迅速扩张的工业和家电行
6、业不断增加了电场和磁场的来源和数量。其中包括移动电话、电脑、电视、收音机、微波炉，甚至电热毯等家用电器，以及高压电线，电磁感应器、雷达等工业、医学和商业设备。这些时常被我们忽视的设备，所带来的电磁污染危害程度绝对不比环境污染来的弱。 虽说电磁波足一种客观存在的物质形式，但是通过专门的设备我们就可以感觉到它的存在。事实上，我们生活人类在自然界的电磁波海洋中，它与我们人类的生活密切相关，但是要想在这片电磁波海洋中求生也并非易事。当它在为人类谋福利的同时，也对人们的健康带来一定的负面影响。当起作用到人体的时候，不同的波段会产生不同的生物效应。简单的来说，根据与物质作用的方式，辐射分为电离辐射(Ion
7、izing radiation)和非电离辐射(Non-Ionizing radiation)两类。从生物学的角度，两种辐射在作用机理、反应过程和导致的最终结果方面都明显不同。非电离辐射与生物物质作用主要通过发生在分子、细胞或组织器官水平的震动、震荡和摩擦的方式产生热或非热效应，效应的发生与辐射的频率、单位面积和单位长度吸收的辐射能量、个体和组织器官的敏感性等因素有关，有一定的频率或效应窗。由于非电离辐射多不能产生电离(少数高频紫外线可诱导产生电离)效应，其与生物作用致生物学效应的发生过程明显缺乏像电离辐射那样有辐射化学的重要参与。由此，我们可以将电磁波的生物效应分为两种：电离辐射效应和非电离辐
8、射效应。由于电磁波有着不同的波长、频率和能量，其对生物的影响也不尽相同。高能量波段的电磁波产生电离辐射效应，低能量波段的电磁波产生非电离辐射效应。电离辐射效应对人体的伤害较强，在日常生活巾需要特别防护；非电离辐射效应虽然对人体没有较明显伤害，但是如果长时间受其影响所产生的累积效应也会对人体产生潜移默化的影响。也就是说，电磁波对人体的影响不容忽视，在日常生活中，无论是电离辐射效应还是非电离辐射效应都需要特别注意。尤其在广泛接触电磁波的环境之中，我们有必要了解电磁波的特性，以便趋利避害。充分利用其对人类有利的一方面，减轻和避免不利的方面，使其更好地为人类的生产生活提供服务。2 电离辐射效应2.1
9、电离辐射的定义 由生物学可知，人体的软组织是由细胞构成，而细胞的结构又主要由蛋白质构成，蛋白质又由大量的分子所构成。当具有极高能量的电磁波或粒子流对生物体进行辐射作用时，分子内的原子在高能量的激发下就会失去电子，一旦原子失去电荷，分子的化学结构就会发生变化，形成离子，这种现象称为电离辐射效应。2.2 电离辐射对人体健康的影响人体软组织的细胞核中有DNA和RNA等基因物质，它们是由四种不同的碱基的各种排列控制着细胞的生存和分裂方式，这些排列就是遗传密码。在电离辐射的作用下，由于分子结构的变化，细胞的遗传密码往往就要被打乱，遗传密码一旦被打乱，细胞就有可能向着无法预计的方向发展，对生物体造成损害，
10、使其产生不同程度的病变。3 非电离辐射效应如前所述，X射线和射线对生物体产生电离辐射作用，紫外线是非电离辐射作用向电离辐射作用过度波段，具有微弱的电离辐射作用。属于电磁波范围的其它几个波段射频、微波、红外线、可见光对生物体的作用则为非电离辐射作用。非电离辐射作用又分为热效应和非热效应和累积效应。3.1 热效应3.1.1 热效应产生的机制人体内70是水，所含各种组织、细胞、体液等无不由大量的分子、离子所组成。分子中可分为极性分子和非极性分子，前者指其内部正、负电荷中心分离，后者的正、负电荷中心暂且重合。离子则是分子或分子团、原子或原子团失去或得到电子而成为带电的正离子或负离子。当电磁波作用到生物
11、组织时，分子、离子受到外加电磁场的作用后相互摩擦，发生热效应引起人体升温，进而影响到体内各器官的正常运行。受到了外加电磁场的作用，将发生以下两种机制的热效应：欧姆加热效应和波动能量加热效应。3.2 非热效应 电磁波的非热效应主要包括对神经肌肉的刺激作用和其他生物物理效应。人的器官组织都存在微弱的电磁场，当人体本身的磁场受到来自外界磁场的干扰之后，稳定平衡的人体磁场将会遭到破坏，人体也将受到不同程度的损伤。3.3 累积效应如果来自在人体的自我恢复之前，外界的热效应和非热效应没有及时阻止，电磁波不断作用于人体的话，其伤害程度就会发生累积，劲儿就只就会诱发永久性病变，甚至危及生命。3.4 非电离辐射
12、对人体健康的影响3.4.1 热效应对疾病的治疗作用 人体的疾病多种多样，但一般来说分为两大类，即恶性肿瘤和一般良性疾病。电磁波的热效应对两类疾病均有治疗作用。 (1)对肿瘤的治疗作用。随着对电磁波及其应用技术的研究和发展，人们认识了电磁波对生物组织的热效应以及对肿瘤有效治疗作用，对加热治疗肿瘤有了更加理性的认识。首先是肿瘤组织细胞与正常组织细胞相比对加热敏感，4143即死亡，而正常组织在这个温度范围内不受损伤；第二，癌组织中含水量明显高于正常组织，且肿瘤组织内血管紊乱，血流量低，仅为正常组织的215，电磁波辐射后使瘤体发热容易、散热慢，很快形成高温。以上两点就形成了瘤体组织高温致死时间远少于正
13、常组织的原因。 (2)对良疾性病的治疗作用。电磁波的热效应使皮下组织温度上升，致使毛细血管扩张，加速血液流动，使微循环血流量能增加1倍，致使病变组织微循环得到充分的改善，吸收能量养分、排除废物，以促进病变组织的新陈代谢，增强机体的生物免疫功能，提高细胞活力，改善局部组织的营养状态，达到治疗疾病的目的。3.4.2 累积效应对人体健康的影响人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦受到外界电磁波的干扰，所产生的热效应或非热效应作用于人体后，处于平衡状态的微弱电磁场即遭到破坏，人体正常循环机能就会遭受一定程度的破坏。如果外界电磁波的干扰经短时间的作用后及时消除，人体组织内所存在的微
14、弱电磁场就会恢复到稳定和有序的状态，对人体健康不会有什么影响。如果外界电磁波连续或者较频繁地重复作用于人体，所产生的热效应和非热效应对人体的伤害尚未来得及自我修复之前，再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会随之发生累积，久而久之其累积效应就会诱发永久性病变。对于长期接触电磁波辐射的群体，应当警惕积累效应对身体健康的影响。各国科学家经过长期研究证明：长期接受电磁辐射会造成人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退、提前衰老、心率失常、视力下降、听力下降、血压异常、皮肤产生斑痘、粗糙，甚至导致各类癌症等；男女生殖能力下降、妇女易患月经紊乱、流产、畸胎等症。4 电磁波辐射引发的病变4.1 对中枢神经系
15、统的危害 神经系统对电磁辐射的作用很敏感，中枢神经如果反复受到其影响就可能出现神经衰弱症候群，主要表现有头痛，头晕，无力，记忆力减退，睡眠障碍，白天打瞌睡，易激动，多汗，心悸，胸闷，脱发等。4.2 对机体免疫功能的危害 实验表明，人体在受到电磁波辐射的情况下，白血球吞噬细菌的百分率和吞噬的细菌数均下降，进而导致人体抵抗力下降。此外受电磁辐射长期作用的人，其抗体形成也受到明显抑制。4.3 对心血管系统的影响 受电磁辐射作用的人，常发生血液动力学失调，血管通透性和张力降低。由于神经调节功能受到影响，人们多以心动过缓症状出现，少数呈现心动过速。此外，长期受电磁辐射作用的人，会更早更容易发生心脑血管疾
16、病。4.4 对血液系统的影响白血球在电磁辐射的作用下，会出现数量下降倾向。白血球一旦减少，红血球的生成也将受到抑制，继而出现网状红血球减少，血液系统受到明显的伤害。4.5 对生殖系统和遗传的影响 长期受电磁波辐射影响的人，可能出现男性性功能下降，而女性则出现月经周期紊乱。进而影响生育,甚争失去生育能力。高强度的电磁辐射可以产生遗传效应，使睾丸染色体出现畸变和有丝分裂异常，其子代可能出现先天性出生缺陷。4.6 对视觉系统的影响 眼组织含有大量的水份，因此在电磁辐射作用下，眼球的温度易升高，进而诱发白内障。4.7 电磁辐射的致癌和致癌作用实验表明人体内的遗传基因在电磁波辐射的作用下，发生突变和有丝
17、分裂异常，而使某些组织出现病理性增生过程，从而引发癌变。5 如何防护电磁波的生物效应 1、提高自我保护意识，了解有关电磁辐射的常识，学会自我防范。 2、尽量不要把家用电器摆放得过于集中，电视、电脑、冰箱等电器更不宜集中摆放在卧宅里。 3、避免长时间操作各种家用电器、办公设备，或长时间使用移动电话。 4、使用各种电器时，应保持一定的安全距离。例如看电视时，视线与荧光屏的距离，一般为荧光屏宽度 的5倍左右；使用微波炉时要离开至少l米远；手机在使用时，最好在手机响过一两秒后或电话两次铃 声间歇中再接听电话。 5、电视、电脑等电器的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
18、， 因此，在使用完上述电器后应该及时洗脸。 6、多食用蔬菜水果。例如，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，经常食用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。 7、多饮茶，尤其是绿茶。因为绿茶中含有效的抗氧化剂茶多酚和丰富的维牛素C，具有抗辐射污染的作用。参考文献1吴增石.电磁波的生物效应与人体健康J.中南民族大学学报：自然科学版，2010，3:29-1.2杨东湘.电磁波的生物效应与人体健康A.衡阳技师学院物流系：科学论坛，2010,21.3闵锐.辐射化学在辐射生物学发展和研究中的作用R.辐射研究与辐射工艺学报,2009,1
19、2:27-6.4庞小峰.生物电磁学M.北京：国防工业出版社，20085Feng Yuliu Guo gangxing，Xiao Xiuqu，et a1Roles of 5-HT receptor subtypes in the inhibitory effects of 5-HT on C-fiber responses of spinal wide dynamic range neurons in ratsJPharmacol， 2007，321(3)：l 0461 0536袁观宇.生物物理学Q.北京:科学出版社,2006.7宋涛.霍小林.吴石增.生物电磁特性及其应用M.北京工业大学出版社.2008