1、第五节 非电离辐射 及其对机体的影响 Nonionizing radiation & induced occupational diseases,概述-危害现状,随着现代科技的高速发展，一种看不见、摸不着的污染源日益受到各界的关注，这就是被人们称为“隐形杀手”的电磁辐射。电磁辐射已成为继水污染、大气污染、噪声污染之后当今人们生活中的第四大污染。,概述-性质,电磁辐射以电磁波的形式在空间向四周辐射传播，具有波的一切特性，波长()、频率(f)和传播速度(c)之间的关系为：=c/f频率常用单位为：Hz、kHz、MHz、GHz1 kHz=1000Hz1MHz=1000KHz1GHz=1000MHz,概
2、述-性质,电磁辐射的生物学效应与辐射能量有关，频率和波长之间的关系符合玻郎克公式：E=hf=hc/ 当量子能量达到12eV以上时，对物体有电离作用。,概述-基本概念,非电离辐射：指电磁辐射波谱的量子能量水平12eV，不能引起机体生物大分子电离作用的辐射。包括紫外线、可见光、红外线、激光、射频辐射、激光等。,(一）射频辐射,射频辐射（radiofrequency radiation）指频率在100KHz300GHz的电磁辐射，又称无线电波，包括高频电磁场和微波。是电磁辐射波谱中量子能量较小，波长（1mm3km）最长的频段。,电磁波谱,1.基本概念,高频电磁场(high-frequency ele
3、ctromagnetic field)：频率100Hz300MHz的频段范围的总称。微波（microwave）：波长1m1mm的电磁波。单位：功率密度，mW/m2。,2.电磁辐射场区的划分,电磁辐射场区一般分为远区场(far-field)和近区场(near-field)。 以离开辐射源2D2/( D辐射源口径， 波长）的距离作为两区场的分界。近区场以/2为界分为感应场和辐射场。,2.电磁辐射场区的划分, 近区场及特点 以场源为中心，在一个波长范围内的区域，通常称为近区场，也可称为感应场。近区场通常具有如下特点：A.近区场内，电场强度与磁场强度的大小没有确定的比例关系。即：E377H。,电压高电
4、流小 电场磁场 电压低电流大 磁场电场,2.电磁辐射场区的划分,B.近区场的电磁场强度比远区场大得多。电磁防护的重点应该在近区场。 C.近区场内电场强度与辐射源距离的立方成反比（E1/3)。磁场强度与距离的平方成反比（H 1/2)。 D.近区场的电磁场强度随距离的变化比较快，在此空间内的不均匀度较大。,2.电磁辐射场区的划分,远区场及特点 在以场源为中心，半径为一个波长之外的空间范围称为远区场，也可称为辐射场。远区场的主要特点如下： A.在远区场中，所有的电磁能量基本上均以电磁波形式辐射传播，这种场辐射强度的衰减要比感应场慢得多。,2.电磁辐射场区的划分,B.在远区场，电场强度与磁场强度有如下
5、关系：在国际单位制中，E=377H，电场与磁场的运行方向互相垂直，并都垂直于电磁波的传播方向。 C. 远区场为弱场，其电磁场强度均较小。,2.电磁辐射场区的划分,D.在远区场，人们受到辐射波能的影响，微波的波长短、频率高、量子能量大，生物学效应大于高频电磁场，故应加强对微波辐射的防护。 E.在高频作业场所，金属物体在电磁场中生成高频电流后，在其周围形成二次辐射的高频电磁场，现场卫生学调查时应注意。,3接触机会,雷达系统、电视和广播发射系统 射频感应及介质加热 射频及微波医疗设备 各种电加工设备 通信发射台站、卫星地球通信站 大型电力发电站、输变电设备、高压及超高压输电线 地铁列车及电气火车,3
6、00KHz-3MHz,1MHz-100MHz,左上：雷达系统 左下：广播电视发射系统 右下：天文台观测雷达,左上：微波理疗仪 左下：高频介质加热 中：高频感应加热,上：电加工设备 下：卫星通讯站,上：水力发电枢纽 左中：风力发电站 右中：高压输电线网 左下：汽车尾气地下发电站 右下：地热发电站,上：电气火车 下：地铁列车,4.射频辐射危害人体的机理,（1） 热效应：人体70%以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起机体升温，从而影响到体内器官的正常工作。,4.射频辐射危害人体的机理,（2）非热效应：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，一旦受到外界电磁场的干扰，处于平衡
7、状态的微弱电磁场即将遭到破坏，人体也会遭受损伤。,4.射频辐射危害人体的机理,（3）累积效应：热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未来得及自我修复之前，若再次受到电磁波辐射，其伤害程度就会发生累积，久之会成为永久性病态，危及生命。,5.射频辐射的生物效应,多种频率电磁波特别是高频波和较强的电磁场作用人体的直接后果是在不知不觉中：人的精力和体力减退白内障白血病、脑肿瘤心血管疾病大脑机能障碍妇女流产和不孕免疫机能的低下,权威统计表明：经常在显示器前工作的人群中，上述疾病的发病率明显高于普通人群。电磁辐射是主要原因之一。,5.射频辐射的生物效应,生物效应的一般规律生物学效应随频率的增加和波长
8、的变短而递增，符合玻朗克公式：E=h=hc/微波超短波短波中长波微波段厘米波危害最大功率密度相同时，脉冲波的作用大于连续波。,6.临床表现,(1)神经系统:主要表现为类神经症和植物神经功能紊乱，如头痛、乏力、嗜睡、失眠、多梦、记忆力减退。情绪不稳，手足多汗，脱发等。(2)心血管系统:主要表现心动过缓、血压下降。主诉有心悸、心区疼痛或压迫感。心电图检查可有窦性心律不齐，心动过缓，右束支传导阻滞等。,6.临床表现,(3)眼睛:高频电磁场不影响视力。长期接触大强度微波的工人，可发现眼晶状体点状或小片状混浊，个别可发生白内障。(4)造血系统：接触微波可使外周血白细胞总数暂时性下降，少数人同时伴有血小板
9、减少，脱离后一段时间可恢复。,6.临床表现,（5）生殖系统：女工常有月经异常，少数男工主诉性功能减退。如睾丸受到微波照射可是精子数量明显减少。一般脱离照射后多数人都可以恢复。 （6）其它：作用于皮肤可产生热作用，照射后体温升高，血浆内皮质酮升高。,7.微波生物学效应机理,（1）致热效应：生物体可以看作电阻和电容的复杂组合体，在电场的作用下，体内的非极性分子极化形成偶极子（极性分子），极性分子发生重排。偶极子在电场作用下趋向运动，震荡摩擦产热。,7.微波生物学效应机理,在人体组织内有电解质溶液，其中的电子和离子受电场作用发生移动，当频率很高时电场方向变动过速，不可能发生位移，只能在平衡位置振动，
10、使电解质发热.水分子一般不带有效电荷，但水分子存在电偶极矩，当阴阳电荷各自向电场方向的反方向移动时，即随交变电场而排列时，水分子就发生移动而产热，眼睛和睾丸组织含水量较多，且很少或没有脂肪层保护，使较易受损的原因之一。,7.微波生物学效应机理,（2）非致热效应：微波能影响神经系统的膜电位，改变细胞膜对K+、Na+的通透性，产生异常的神经冲动，引起神经系统功能紊乱。,8.卫生防护,（1）高频电磁场 对症处理，尤其是脱离接触；严重者，建议脱离接触 预防措施：场源屏蔽、距离防护、合理布局。超高频辐射卫生标准：8h/d，连续波0.05 mW/cm2，脉冲波0.025 mW/cm2。,8.卫生防护,（2
11、）微波 中西医结合对症治疗，晶状体混浊转眼科，白内障患者脱离接触。 微波对人体的影响，主要取决于微波机的发射功率、设备漏能的大小、辐射源屏蔽状态、在安装校验、维修是合理防护。,8.卫生防护,预防原则：屏蔽辐射源、加大辐射源与作业点的距离、合理的个人防护。射频辐射卫生标准（Wh/cm2）,防护眼镜,微波防护医用大衣,微波防护内裤,微波防护隔离服,微波防护帽,（二）红外辐射（infrared radiation）,红外辐射即红外线，亦称热射线。自然界中的红外线辐射源以太阳为最强，生 产环境红外线辐射源包括熔炉、熔融状态的金属 、强红外线光源、烘烤和加热设备。,红外辐射工作炉,红外辐射加热元件,左上
12、：开放的熔炉 左下：熔融流动的金属 右下：太阳辐射,1.分段及生理作用,长波（远）红外线：波长3m-1mm，只能被皮肤吸收，产生热的感觉； 中波红外线：波长1400nm-3m，能被角膜和皮肤吸收； 短波（近）红外线：波长760-1400nm，可被组织吸收引起灼伤。,2.对健康的影响,（1）对皮肤的影响较大强度-局部温度升高-血管扩张-红斑效应；反复照射-局部色素沉着；过量照射-急性灼伤-使深部组织及血液加热。,火激红斑,（2）眼睛 慢性充血性睑缘炎 角膜和虹膜热损伤 红外线白内障（0.8-1.2m/1.4-1.6m）： 两眼同时发生，进展缓慢。 视网膜黄斑区损伤,2.对健康的影响,3.防护,（
13、1）防护服：反射性铝制遮盖物、铝箔制衣服 （2）防护眼镜：滤过红外线。 （3）防护帽：,红外线防护眼镜,（三）紫外辐射,紫外辐射（ultraviolet radiation，UV）：波长范围在100-400nm的电磁波，又称紫外线。凡物体温度达1200以上时，即可出现紫外线。冶炼炉、电焊、气焊、电炉炼钢、碳弧灯水银灯制作、紫外线消毒均可接触紫外线。,1.分段及生理作用,（1）远紫外区（短波紫外线，UV-C）：波长290nm-100nm，具有杀菌和微弱致红斑作用，为灭菌段； （2）中紫外区（中波紫外线，UV-B）：波长290-320nm，具有明显的致红斑和角膜、结膜炎症效应，为红斑区； （3）近
14、紫外区（长波紫外线，UV-A）：波长320-400nm，可产生光毒性和光敏性效应，为黑线区。,2.对健康的影响,（1）皮肤：波长200nm全被角化层吸收；220-330nm深部组织吸收，强烈紫外 线皮炎，表现为红斑、水泡、水肿，消退 后可有色素沉着；300nm皮肤灼伤；297nm对皮肤的作用最强，长期暴露皮肤皱缩、老化、诱发皮肤癌。,2.对健康的影响,（2）对眼睛的影响 250320nm可被角膜和结膜上皮大量吸收急性角膜结膜炎-称为电光性眼炎。多见于电焊辅助工。在阳光照射的冰雪环境下作业时，会受到大量反射的紫外线急性角膜、结膜损伤，称为雪盲症。,2.对健康的影响,电光性眼炎（急性角膜结膜炎）：
15、潜伏期一般68，轻度仅有异物感或不适；重度有眼部烧灼感或剧痛，伴畏光、六类、视物模糊。PE：球结膜充血、水肿，瞳孔缩小，对光反应迟钝，眼睑皮肤潮红。严重者，角膜有点状甚至片状剥脱，荧光素着色。,2.对健康的影响,处理：症状轻者无需特殊处理，症状重者，可用0.5%地卡因（镇静、止痛）滴眼，也可用红霉素眼膏或氯霉素眼药水（预防感染）。新鲜人乳、牛奶滴眼效果明显。,3.防护,（1）原则：屏蔽辐射源，增大防护距离 （2）个体防护：佩带专用面罩、防护眼镜、防护服、防护手套 （3）使用移动屏障围住电焊工操作区，以免他人受照射；非电焊工禁止进入操作区裸眼观看； （4）用局部排风装置排除电焊时产生的有害气体和
16、烟尘； （5）接触低强度UV源，可使用玻璃或塑料护目镜、风镜。,（四）激光辐射,激光辐射（light amplification by stimulated emission of radiation，LASER）：是物质受激辐射所 发出的光发大。根据发射的光谱，分为红外线、可见光、 紫外线、X线、射线。工业、农业、国防、医疗、科研方面广泛 应用。,1.生物学效应,热效应光化学效应机械压力效应电磁场效应。,2.对健康的损害,（1）可见光和近红外视网膜 （2）紫外光和远红外角膜 （3）过度区光视网膜、角膜、晶状体损伤 （4）皮肤的红斑效应和色素沉着、光敏作用,3.防护,（1）激光器：防光封闭罩 （2）工作环境防护 （3）个体防护,复习思考题,1.非电离辐射、高频电磁场、微波的概念。 2.射频辐射的生物学效应机理。 3.射频辐射的临床表现。高频电磁场与微波临床表现的异同点。 4.电光性眼炎的临床表现和处理原则。 5.非电离辐射的防护原则。,
