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第26章 关注健康,与辐射说再见(2)

医疗设备。透视、照相、CT和放疗等医疗设备对人体均会产生一定的放射性损伤。

宇宙射线主要指具有高能量的带电离子流。随着海拔的上升,人们接受的宇宙射线剂量也会增加。人类一年能够接受的正常平均剂量为2mSv,如果人们每月沿极区在12km高度飞行10小时,那么,一年接受的宇宙射线剂量就能达到1.2mSvr。因此,建议人们减少去高原和极地旅游的次数。

其他核爆炸、核事故及煤渣等,都会对一定范围内的人产生辐射性危害。所以,必须严加防范,妥善处理。

三、生活中的电磁辐射

其实,人类一直生活在电磁环境里。地球本身就是一个大磁场,其表面的热辐射和雷电都可产生电磁辐射。此外,太阳及其他星球也自外层空间源源不断地产生电磁辐射。但天然产生的电磁辐射对人体是没有损害的,对人体构成威胁、对环境造成污染的是人工产生的电磁辐射。

早在168年以前,英国人法拉第就发现了一种奇妙现象:电流通过媒体时可产生电场和磁场,这就是后来被人们称之为电磁感应的现象。

19世纪80年代,人们利用电磁感应原理,建立起世界上第一座发电站。从此,人类大步迈进了电磁辐射的应用时代。

从1901年首次开始的全球通信,到如今移动通信的大面积使用,以及家家必备的彩电、冰箱,电磁辐射的应用已经深入到人类生活的各个方面。在充分享受电磁辐射带来的方便舒适的同时,人们也日渐感受到它的负面效应。如电磁兼容中的电磁辐射曾造成导航系统、医疗信息系统、工业过程控制和信息传输系统的失控,干扰了人们对广播、电视的收听……人们听说家用电器、电子设备、移动通信设备等电器装置,只要处于操作使用状态,它的周围就会存在电磁辐射;又听说电磁辐射可以穿透包括人体在内的多种物质。因此有人将产品电磁辐射产生的污染比喻为“隐形杀手”,这其实也是非常形象生动的,因为在不知不觉中我们就已经被电磁辐射给污染了。

四、电磁辐射影响你的健廉

电磁辐射对人体的危害分为热效应、非热效应和累积效应。

热效应是高频电磁波对生物机体细胞的加热作用,引起体温升高。

由于电磁波是穿透生物表层直接对内部组织产生作用,往往机体表面看不出什么,而内部组织却已严重烧伤,对心血管系统的影响是引起心悸、头涨、失眠、白细胞减少、免疫功能下降等;对视觉系统的影响是导致视力下降,引起白内障等;对生育系统的影响是导致性功能降低、男子精子质量降低、孕妇发生自然流产、胎儿畸形等。

非热效应则是低频波产生的影响,即人体被电磁波辐射后,体温并未明显升高,但人体的固有微弱电磁场已经受到干扰,也会对人体造成严重伤害。

累积效应即人体受到辐射后来不及恢复又被辐射伤害,累积到一定量会出现生长减慢,维生素、矿物质代谢异常,免疫功能下降,疲劳,记忆力衰退,白细胞、红细胞、血小板(血红蛋白)减少,淋巴细胞染色体畸变率升高,淋巴细胞转化率降低,男子精子生成受抑制,女性内分泌失调,出现月经不调、面色晦暗、黄褐斑等症状。

电磁辐射无色、无味、无形,人们也许每天暴露在不同电磁缓慢而间接的辐射中而不自知,容易忽略其危害。

1.影响人体正常的电生理活动

由于人体是导电体,电磁辐射作用于人体时可产生电磁感应,并有部分能量沉积。电磁感应可使非极性分子的电荷再分布而产生极性,同时又使极性分子再分布,即生成偶极子。偶极子在电磁场作用下的取向将导致生物膜电位异常,从而干扰生物膜上受体表达酶的活性,进而导致细胞状态和功能的异常。人体感受器接受外界刺激后将神经冲动由周围神经系统传到中枢神经系统产生反馈,反馈信息再传给人体效应器,人就会产生有意识的行动。电磁辐射改变生物膜电位的同时,就改变了神经细胞的电传导,扰乱了人的正常电生理活动,日积月累会导致神经衰弱、植物神经功能紊乱。植物神经功能紊乱和腺体细胞功能状态的异常,将导致激素分泌异常,甚至破坏或抑制细胞活性,如精子生成量减少、活性降低,产生不育症,脸部皮肤细胞代谢发生障碍而产生色素沉着等。

2.影响遗传信息的表达

生物机体生长发育的过程就是遗传信息DNA复制、传递和表达的过程,当这一过程受到电磁波干扰时,就会诱发基因突变,产生变异细胞,例如诱发癌基因表达,就会产生癌细胞或其他变异细胞。

3.影响人体组织细胞

电磁辐射作为一种能量传递方式,会直接将能量传递给原子或分子,使其运动加速,进而在体内形成热效应。例如,当微波作用于人的眼睛时,由于眼睛晶状体水分较多,很容易吸收其中较多的能量,从而损伤眼的房水细胞。由于晶状体内无血管成分,代谢率较低,所以很难将其中损伤或死亡的细胞吸收掉,日积月累就会在晶状体内形成晶核,引起白内障、视力下降,甚至失明。

五、电磁辐射污染的简单测试

1.根据测试对象及环境选用测试仪器

在对某电子、电气设备的电磁辐射进行测试的时候,需要注意以下问题。尽可能多地了解此电子、电气设备的各种电气指标、运行参数,在此前提下,确定采用不同的测试仪器。一般来说,对近区场的电磁测试,如果测试频段在短波段或微波段,可选用国产的70l型三维场强计或其他三维场强计,其测试频率范围大致在1GHz以下。对变电站或高压、超高压输电线进行测试时,应选用工频电磁场测试设备。

对远场区测试时,根据不同的测试频段,可选用频谱仪或干扰场强测试仪。测试时,应按照《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法》的要求进行测试。

2.电磁辐射测量采用的计量单位

通常,对大于300MHz的微波频段,采用平均功率密度:mW/em2作为计量单位,小于300MHz的频段,采用电场强度V/m和磁场强度A/m作为计量单位。在进行电磁环境测量时,干扰场强国家计量标准采用单位为mV/m。

六、正确认识电磁辐射

社会的发展与进步,使得大量电视塔、广播站、雷达、卫星通信、微波等带有电磁辐射的设备和活动也越来越多。这些设备对人类生活水平的提高和社会发展的进步起到了重要作用,同时其产生的电磁波也是一个环境污染要素。社会发展愈是进步,电磁污染环境状况也愈发严重。所以,电磁波既是有益于社会发展的信息载体和能量流载体,又是有害于人类生活的污染要素,其危害已受到国际环保领域的高度重视。因此,既要把电磁能作为一种资源,充分地利用;又要加强管理,将电磁辐射的负面效应控制在最小的程度。

对于户外的环境质量来说,噪声问题、空气指数问题、电磁辐射问题是人们最关心的3个问题,特别是电磁辐射问题。由于电磁辐射既摸不着又看不见,人们对它又不太了解,住在高压线、变电站、电台、电视台、雷达站周边的许多居民都有一种莫名的恐惧感。但国家环境保护总局的有关专家指出,尽管电磁辐射有一定危害,可一方面电磁辐射并不是在任何时间、任何地点都发生危害;另一方面,电磁辐射又是可以屏蔽的,因此,只要你采取了适当的措施,那就大可不必对电磁辐射惶恐不安。

其实,辐射也并不是只有危害,辐射与我们息息相关,很多时候我们不知不觉间已经享用到辐射应用所带来的好处。无论在发电、医疗还是工业方面,辐射的应用都多不胜数。只要运用得当,趋利避害,辐射也可以造福社会。辐射主要应用到以下5个领域:发电、医学用途、工业及农业用途、消费品用途、考古用途。

(第二节)辐射影响生物体的方式

一、福射对细胞的作用

人体细胞对于电磁波的辐射反应是相当敏感的,受到辐射的细胞会出现变形的现象。

人体正常的细胞又叫做“成纤维细胞”或“纤维母细胞”。在显微镜下面,人体细胞呈现尖锐形状。可是,一旦受到微波照射以后,细胞的尖端部分就会消失,变成圆形。促使细胞如此变形的微波照射时问仅仅需要20分钟。

日本北海道工业大学的木村主幸副教授通过实验证明了这个令人担心的事实。在我们的日常生活中,这样的微波无处不在。微波炉、手机在此范围之内,电脑和许多办公电子设备也都存在微波对人体的辐射现象。木村副教授的实验结果把电磁波辐射危险所具有的广泛社会性提到了人们面前。

人和哺乳动物的胎儿外面有一层膜,叫做羊膜。为了确认电磁波造成细胞变形的危险性是否确凿无疑,木村副教授把从人体羊膜上面采取的纤维母细胞分成4个阶段进行照射,频率为9450MHz,功率为25mW/cm2。4个阶段各是5、10、15和20分钟。照射之后在光学显微镜底下观察细胞的变化。其中,以经过20分钟照射的细胞变化最为显着。

纤维母细胞的特征是形状具有尖锐的突出部分。可是经过20分钟照射的细胞在显微镜下面呈现出圆圆的团子形状,尖锐的突出部分不见了,并且细胞的面积也成倍地膨胀,甚至连细胞核都膨胀了1.6倍。

为了更加详细地进行观察,木村副教授又使用了电子扫描显微镜,继而发现原来覆盖在细胞表面上的细微的像毛一样的东西全部消失了,细胞膜到处裂开了口子,细胞肿胀起来了。

对于细胞发生的这个异变,有一些研究人员提出“是不是出现了微波炉效果,就如同微波炉给食品加热一样,细胞受到微波照射以后温度发生变化而产生了这种现象”。但是,木村副教授认为,“给细胞进行照射的微波的功率很弱,不足以使细胞发热”,因此细胞出现的变化“不可能是热的作用”。

这个实验所使用的微波强度仅仅是手机的2~3倍,时间仅仅是20分钟,细胞便出现了这样严重的畸形变化,那么,长时间使用手机的人们的脑细胞会出现什么样的可怕情况呢?对此,木村副教授采取了谨慎的态度,他说:“试管培养的细胞是在完全裸露的状态下受到微波照射的,通常很难发生这样的情况。”但是,这个实验至少警告了人们,要尽量减少长时问使用手机对话和长时间沐浴各种电磁波照射。

二、辐射作用的遗传现象

父亲在遭受电磁波辐射污染之后,生育的孩子会不会发生遗传性的影响呢?许多人担心地提出了这个疑问。

现实的情况是,电磁波污染遗传是无法回避的事实。

1985年美国史密斯的论文做出了这个令人痛心的答案:“身为电气技术人员的父亲,其孩子患神经芽细胞肿瘤的危险性比率是一般人的11.75倍。”

此外,还有调查报告指出:“电气技术人员的孩子脑肿瘤发病率是一般人的3.5倍。”科学家还指出,从事电脑工作的男性必须加以注意,因为“父亲做电脑工作的话,孩子患中枢神经肿瘤的可能性是一般人的2.68倍。电气技术人员的危险性更大,达到3.52倍以上。”

1983年,瑞典的诺德斯特劳的调查报告指出,“在高压线变电所工作的父亲,子女先天性异常的非常多”。

为了揭开电磁波污染遗传的全貌,特别是这种恶性遗传到底要影响到多少代以后才会停止,科学家进行了大量的动物实验。

1983年,美国科学家菲利浦斯报告说:“对猪和老鼠进行了电磁波辐射,一直持续到第三代,生育畸形还在2倍以上。”

另外,从苍蝇实验证明受到电磁波辐射后的苍蝇生育的后代会发生突然变异现象。所谓的突然变异是指子孙突然以与父母完全不同的形象、性质出现。遗传基因障碍是产生这种现象的内在原因,而电磁波辐射则是造成这种内在原因的直接外在条件。进行这项实验的是日本德岛大学医学部的宫本博司教授。

观察实验用的野生苍蝇红眼球突出变异现象,可以了解到遗传基因到底受到了什么样的外来障碍。宫本教授在实验中对苍蝇生殖器部分进行了“不均匀静磁场”辐射。实验结果明显证实了对未成年雄性苍蝇进行磁场辐射以后,出现了大量突然变异情况,而且随着磁场强度的增大,变异发生数量和程度也不断上升。也就是说,实验证明了“不自然的磁场辐射阻碍了正常基因遗传”的事实。

甚至,实验中,对早期蛹的背部进行电磁波辐射,在高密度磁束照射的地方出现了黑色磁性粒子细胞环(直径0.3mm)。宫本博士认为:

“在发生期的动物体内,一旦排列起与染色体有关的微小磁区时,成熟过程中的x精子的酸化过程就发生变化,受精卵的x染色体便被破坏。”

用同样的磁场对其他苍蝇进行24小时辐射后发现,结果引起了其子孙“形态变化”,甚至极其严重地“引起了恶性致死的突然变异”,也就是说,由于这种“恶性致死的突然变异”的先天性异常,在苍蝇形成期的成长过程中便导致了生命体的死亡。

这个动物实验证实了从事显像管电脑工作的孕妇大量出现流产、早产和死产的原因所在,即电磁波污染。

随着实验的深入进行,得出了愈加黑暗、愈加叵测的结果:辐射带来的畸形变异后果,居然代代遗传,到了第30代仍未消失,不仅是苍蝇,青蛙的卵和胚胎在成长发育过程中受到磁场辐射后也呈现异常变异,甚至植物的种子和幼芽在强磁场中也出现了奇形怪状和生长不良现象。

1927年美国的科学家拉马用x线对苍蝇进行辐射,得到了苍蝇突然恶性变异的结果。当时,X线已经被广泛地应用在医疗方面。拉马得到实验结果后不禁惊呼:“使用这样危险的东西,真不知到什么时候人类会因此灭亡!”

(第三节)影响辐射作用的因素

影响辐射生物学作用的因素很多,基本上可归纳为两个方面:一是与辐射有关的,称为物理因素;二是与机体有关的,称为生物因素。

一、物理因素

物理因素主要是指辐射类型、辐射能量、吸收剂量、剂量率及照射方式等。我们首先来看一看辐射类型、剂量率、照射部位和照射的几何条件等对辐射生物学作用的影响。

(1)辐射类型。不同类型的辐射对机体引起的生物效应不同,这种不同主要取决于辐射的电离密度和穿透能力。例如α射线的电离密度大,但穿透能力很弱,因此,在外照射时,α射线对机体的损伤作用很小,然而在内照射情况下,它对机体的损伤作用则很大。在其他条件相同的情况下,就α、β、γ射线引起的辐射危害程度来说,外照射时,γ>β>α;而内照射时,则α>β>γ。

(2)剂量率及分次照射。通常,在吸收剂量相同情况下,剂量率越大,生物效应越显着。同时,生物效应还与给予剂量的分次情况有关。一次大剂量急性照射与相同剂量下分次慢性照射产生的生物效应是迥然不同的。分次越多,各次照射间隔时间越长,生物效应就越小。

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