电离辐射与非电离辐射当心电磁辐射侦破“凶杀案”(一)1991年,在美国太平洋贝尔电话公司里发生了一件令人难以置信的怪事。该公司的办公楼地层有配电房和电脑显示屏,共有15名职员办公,其中11人先后被查出患有癌症,如此高的发病率使剩下的4个人惶惶不可终日。奇怪的是,在仅有一板之隔的二楼,办公人员却个个生龙活虎。科技进步使更多电器进入办公室和家庭,工作和生活的效率有了极大的提高。但是,电视机、电脑、电冰箱、复印机、空调、微波炉、手机等在使用过程中会发出各种不同波长的电磁波,包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、了射线等。它们看不见、摸不着、闻不到,却切切实实威胁着人们的健康。电磁辐射扮演了“杀手”角色如果人长时间处于强电磁波的环境中,就会出现头痛、疲乏、注意力不集中、记忆力减退、睡眠不安等症状,导致心血管疾病加重,消化系统发生障碍,神经系统功能失调等。美国环境保护局研究指出,低频电磁场是患白血病、淋巴肿瘤的诱因,电网上产生的电磁场也许是“未被证明的诱发人类癌症的原因”。动物试验显示,低频电磁波能使鸡和鼠的胚胎,出现相当高的畸形比例,母鼠很容易流产。电磁波的刺激下,人体癌细胞的生长速度要比未受电磁波刺激的癌细胞快23倍。侦破“凶杀案”(二)50年代中期,美国好莱坞有一部巨片《征服者》,刚投放市场,立即引起轰动,获得巨大成功。影片所表现的是成吉思汗征服中亚的历史事件。当时摄制组在外景地圣乔治沙漠紧张地活动了2个月,拍摄了许多精彩镜头。随后他们又用卡车将许多沙子运进了摄影棚,进行内景拍摄。成功后,演员们沉浸在欢乐中。3年后,该片的演员,逐个被癌症夺去生命,到80年代,《征服者》剧组的220人中竟有91人患上了癌症,其中46人离开了人世。在50年代,美国正进行原子弹试验,先后共发射了11枚原子弹。原子弹爆炸时产生巨大的蘑菇云,带着大量的放射性物质随风飘到距离原子弹发射场200多千米之外的圣乔治沙漠,使这块人迹罕至的沙漠受到了污染。约翰·韦恩领导的摄制组正是在这片被污染的地区中工作了两个多月,而且又把大量被污染的沙土运回摄影棚中,终于酿成了这场悲剧!原因圣乔治沙漠疑案被解开了。它告诫人们,在发展高科技、为人类造福的同时,千万别忘了在这些高科技背后还隐藏着无形的杀手,别忘了这些危险因素对我们生活环境污染污染,否则将酿成一幕幕可怕的悲剧。非电离辐射noionizingradiation电磁辐射(electromagneticradiation)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(λ)、频率(f)和传播速度。频率常用单位为:Hz、kHz、MHz、GHz1kHz=1000Hz1MHz=1000KHz1GHz=1000MHz电磁辐射(electromagneticradiation)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。量子能量小于12eV的电磁辐射不足以引起生物体电离,只能使组织分子旋转和颤动,这类不足以导致组织电离的辐射称为非电离辐射。主要包括:可见光线红外线射频辐射激光紫外线非电离辐射(noionizingradiation)指频率在100kHz-300GHz的电磁辐射,也称无线电波,是电磁辐射中量子能量较小、波长较长的频段(波长范围为1mm-3km)。包括高频电磁场微波一、射频辐射(radiofrenquencyradiation)射频辐射波的划分高频电磁场微波波段长波中波短波超短波分米波厘米波毫米波频谱低频LF中频MF高频HF甚高频VHF特高频UHF超高频SHF极高频EHF波长频率3km~100kHz~1km~100kHz~100m~100kHz~10m~100kHz~1cm~100kHz~10cm~100kHz~1cm~1mm100kHz~一、射频辐射(radiofrenquencyradiation)(1)高频感应加热:生产过程产生的射频辐射多为中波(1Km-3Km)。(2)高频介质加热:常用的是10-300MHz的超短波设备(10-100m)。(3)微波能的应用:使用频率一般为3-300GHz。多为2450MHz和915MHz固定频率。表面淬火、金属熔炼、热轧工艺、钢管焊接。1、接触机会加热的对象多为不良的导体,塑料热合、木材干燥、粮食、处理,纸张、布匹、皮革、棉纱烘干等。雷达导航、探测、通讯和科学研究。也可用于食品加工,干燥粮食、木材等。高频介质加热高频感应加热1、接触机会雷达系统广播电视发射系统1、接触机会(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。2、对健康的影响(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减少,脱离后一段时间可恢复。2、对健康的影响(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。2、对健康的影响生物学效应的一般规律是随频率的增加和波长变短而递增。微波超短波短波中长波此外,功率密度相同时,脉冲波的作用大于连续波。3、生物学效应但在微波波段以厘米波危害最大。(1)高频电磁场的防护a场源屏蔽:可以金属薄板(或金属网、罩)将高频电磁波的场源包围,以反射或吸收高频电磁波的场能,必须有良好的接地装置,以便将场能转变为感应电流引人地下。4、防护措施b距离防护:在不影响操作的前提下尽量远离辐射源,例如使用长柄作业工具,遥控装置等。对场源周围要有明确的标志。c合理布局:安装高频机尽可能远离非专业工人的作业点和休息场所,高频机之间应有一定距离,并有良好的接地装置。4、防护措施当心电磁辐射d卫生标准:我国超高频辐射卫生标准(GB10437-89)规定,作业场所超高频辐射8h/d接触的容许限值:连续波为0.05mW/cm2(14V/m)脉冲波为0.025mW/cm2(10V/m)4、防护措施(2)微波的防护在调试过程,微波的辐射源主要为磁控管、速调管、调制管等,偶有敞开的波导管和发射天线;使用时,发射天线为主要辐射源,其次是波导管连接处。加热设备的连接缝隙和物料出入口可有微波漏出。基本原则:屏蔽辐射源加大辐射源与作业点的距离个人防护4、防护措施a微波辐射能吸收:调试微波机时,为使波能不向空间发射,须安装功率吸收器(如等效天线),以吸收微波能量。室内调试时室壁四周应敷设微波吸收材料,如石墨粉和水泥混合物、羰基铁粉的粘合物。4、防护措施b合理的工作位置:微波作业点应设置于辐射强度最小的部位,尽量避免在辐射流的正前方工作。装置必要的活动屏蔽吸收挡板,以降低操作点的辐射强度。4、防护措施4、防护措施c个人防护:微波屏蔽服、防护帽、防护眼镜等。d健康检查:可1-2年进行一次,重点检查眼晶状体,其次是心血管系统、外周血象及生殖系统功能。e卫生标准:我国微波辐射卫生标准(GB10436-89)规定,作业场所微波辐射容许接触限值:4、防护措施平均功率密度μW/cm2日接触剂量μWh/cm2连续波50400脉冲波非固定辐射50400脉冲波固定辐射25200红外辐射(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。二、红外辐射(infraredradiation)红外辐射工作炉太阳辐射1、红外辐射的生物学效应★长波(远)红外线:波长3μm-1mm,只能被皮肤吸收,产生热的感觉。★中波红外线:波长1400nm-3μm,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、对健康的影响(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(主要波段0.8-1.2μm/1.4-1.6μm)特点:两眼同时发生,进展缓慢。★视网膜黄斑区损伤(波长1μm)左眼黄斑区大量渗血3、防护(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:(4)鞋盖、手套:波长范围在100-400nm的电磁波称为紫外辐射。其波长介于x射线和紫色可见光之间,光子能量较大(3.1-12eV)。紫外线通过介质时能引起强烈的光化学反应和光电效应,但一般容易被透明物质吸收。波长160nm的紫外线可以被空气(臭氧)完全吸收。200-300nm波段的紫外线具有卫生学意义。三、紫外辐射(ultravioletradiation,UVR)(1)太阳辐射是紫外线的最大天然源,对人体健康起着重要作用,适量的紫外线产生维生素D3。(2)高温物体:凡物体温度达1200℃以上时,辐射光谱中即可出现紫外线。随着温度升高,紫外线的波长变短,强度增大。1、来源及接触机会生产中常见的紫外辐射源及其波长生产过程及设备物体温度℃产生UVR波长(nm)冶炼炉1200-2000320电焊、气焊3000290乙炔气焊3200230探照灯、水银石英灯220-240制版强光等230石英焊接225电炉弧2211、来源及接触机会紫外线引起的生物学效应取决于入射光子的能量,能量3.9eV(波长小于320nm)的光子能产生多种生物学效应,根据其生物学效应的特征将紫外线分为3个主要区段。(1)远紫外区(短波紫外线,UVR-C)波长100-290nm,具有杀菌和微弱致皮肤红斑作用,为灭菌波段。2、生物学效应(2)中紫外线区(中波紫外线,UVR-B)波长290-320nm,具有明显的致红斑和角膜、结膜炎效应,是紫外光谱中危害最严重的组分,为红斑区。(3)近紫外区(长波紫外线,UVR-A)波长320-400nm,可产生光毒性和光敏性效应,能增强中波紫外线的生物学效应,为黑线区。2、生物学效应3、对机体影响对皮肤的作用红斑反应皮肤老化皮肤癌眼睛损害(电光性眼炎)(1)对皮肤的作用:波长在200nm以下,几乎全被角质层吸收;波长在220-330nm间,可被深部组织吸收。a红斑反应(急性光感性皮炎)以充血、灼伤为特征,主要由250-320nm致红斑光谱所致,其中297nm致红斑作用最强。3、对机体影响红斑反应作用机理:经数小时潜伏期,现出现短暂的血管通透性增高,随后发生持久的血管通透性增高和血管扩张,可能是光子作用于肥大细胞,释放组织胺、5-羟色胺、缓激肽等物质所致。3、对机体影响红斑反应临床表现:皮损好发暴露部位,潜伏期1-6小时,如辐射强度高可缩短到数十分钟。局部出现边缘鲜明的水肿性红斑,重者在红斑基础上发生水疱,自觉烧灼感或刺痛或伴有全身症状,头痛、疲劳、周身不适。皮损常在24小时发展到高峰,几天后开始消退,继以糠皮样脱屑、短暂色素沉着。3、对机体影响3、对机体影响红斑反应治疗:采用2.5%消炎痛溶液或肾上腺皮质激素软膏局部外用。以消炎止痛。3、对机体影响b皮肤老化:长期暴露,由于结缔组织损害和弹性丧失而致皮肤皱缩、老化,户外工作者易于发病,皮损好发于易受日光和紫外线照射的面、颈、手与前臂伸侧。3、对机体影响临床表现:皮肤干燥、粗糙、松驰、起皱,伴有毛细血管扩张与色素的不规则分布。3、对机体影响C皮肤癌:紫外线反复照射动物能诱发皮肤癌,对啮齿类动物致癌力以290-300nm最强,诱发人类皮肤癌作用的光谱还不清楚,大约在270-340nm。3、对机体影响(2)眼睛损害:波长为250-320nm的紫外线,可大量被角膜和结膜上皮所吸收,引起急性角膜、结膜炎,因常因电焊弧光引起,故称为“电光性眼炎”(electrooph