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极低频电磁场的健康效应研究

更新时间:2016-07-05

极低频电磁场在电力的传送、转化与使用过程中存在被释放或泄露的可能性,电力传输设施与各种家用电器的普及也可能造成极低频电磁场的环境污染。而电气设备科学和技术的进步尽管大大增加了人类的福祉,但是也使得人们暴露于极低频电磁场之下。自1979年Wertheimer和Leeper[1]的研究公示以来,许多流行病学研究开始调查那些暴露于磁场之下的居民和职业工作者与癌症之间的相关性。为了重点研究儿童和成人在白血病和大脑肿瘤方面的健康风险,在过去几十年中,已利用鼠、猪、狒狒、猴子等实验生物,从神经系统、生理、繁殖、免疫学、内分泌学、神经行为等领域进行了研究,关于各种生物暴露在极低频电磁场下潜在的健康危害变成备受关注的一个问题。

1 极低频电磁场及其特性

1.1 电磁场频谱

电场、磁场与电磁场等三种物质构成了我们一般意义上的“电磁场”。变化的电场与磁场产生交感而形成电磁场,电磁场交替变化的频率不同产生的光波名称也不同,不同频率与不同波长的光波构成了如图1所示电磁谱。而据IARC的定义,我们一般将频率为300 Hz以下的电磁场定义为极低频电磁场,在我们日常生活中接触的家用电器一般为50~60 Hz,被称为用于能源的工频,也属于极低频磁场的范畴内。

图1 电磁谱

1.2 电源场强概述

以人们日常生活中常用的50 Hz为例,日常家电都有其各自的电磁场强。例如:当人体睡在电热毯上时,电热毯的电场强度约为250 V/m以上;厨房中的烤箱的电场强度约为90~130 V/m;制冷剂与常用电熨斗的电场强度为60 V/m;烘炉、搅拌机、小型干燥器等电器的电场强度为40~50 V/m,电视机、咖啡壶、热水壶等为30 V/m。处于现代社会,我们每时每刻都置身于极低频电磁场环境当中。

1.3 极低频电磁场生物效应

根据包家立[2]的研究,电磁场生物效应由生物体尺寸、形状与电磁场的波长所决定。由于极低频电磁场的频率在300 Hz以下,根据波长公式可得,极低频电磁场的波长大于100千米,远远超过了人体长度,所以极低频电磁场的场力与波动作用是人体生物效应的主导。人体的导电性被体内游离的电子与离子所决定,在血液、肌肉、肝脏、肾脏等组织中水和电解质的比重比脂肪、肺脏大,具有较高的电导率。脑中的等磁介质具有较高的磁导率。由于电导率与磁导率会随着电磁场频率的波动而变化,所以在极低频状态下容易发生极化反应,表现出松弛现象。

1987年WHO认可的极低频电磁场下的生物效应,如表1所示。

表1 极低频电磁场下不同电流密度的生物效应

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2 健康效应

2.1 流行病学

关于极低频电磁场作用于细胞的假说不断被提出,具有代表性的两个假说分别是关于极低频电磁场与细胞代谢和免疫力系统的交互作用,一是直接作用于免疫系统细胞上的离子通道相互作用的功能,二是直接通过影响血清褪黑激素水平。这两个问题结果如何以及是否确实存在极低频磁场影响生物的可能性,在近年来受到医学界与社会大众极大的关注,特别是极低频电磁场领域牵扯到对于人类的潜在有利和不利影响[5]

曾有外国学者针对处于极低频电磁场工作环境下的工人进行了睡眠试验。试验人员在试验期间每天近10个小时处在一个地方,离开工作地就去洗手间、吃饭、祈祷等。试验人员被分为两组进行对照研究,根据最后获得的结果发现工人的磁场幅值均未超过健康标准。但是该试验结果显示,该集团的61%工人在遭受睡眠质量差的问题,而对照组中95.5%的人有良好的睡眠质量[6]。这一研究表明,极低频电磁场对于人体健康可能性不明确,但长期暴露于极低频电磁场对于人体睡眠具有明显消极影响。

2.3.1 睡眠影响

极低频电磁场与肿瘤的关联度一直是大量流行病学调查工作的重心,1979年由Wertheimer和Leeper以儿童作为观测对象得出,在极低频电磁场附近长期生活的儿童患白血病、淋巴癌或神经系统肿瘤的几率是其它生活环境的两到三倍;Somuel Milham Jr于1982年以电力事业工人作为试验对象,发现其中11个涉及电磁场辐照的职业中有10个白血病死亡率升高;1991年Lodon也发现,儿童得白血病的概率与家庭电线排布、电视机与电吹风的使用有明显的关系。

3. 每年可免费刊登青年编委本人撰写的省部级以上基金资助的优秀稿件1~2篇,青年编委推荐的优秀稿件优先审稿、优先刊登。

2.2 细胞影响

极低频电磁场不仅对机体的免疫功能有影响,其对细胞分化、细胞增殖、细胞内信号物质的传导均有一定作用。极低频电磁场能够实现在一定条件下促进细胞的分化,对组织损伤进行相应的修补,实现促进干细胞的定向分化。极低频电磁场还能够促进细胞的磷酸化作用,对暴露的细胞蛋白质进行印记,通过加速受伤细胞愈合。特定的极低频电磁场能够促进细胞的增殖及分化,刺激骨局部因子的产生,显著改善骨密度的增殖、分化指标[4]

虽然有许多的流行病学研究结果表明,长期暴露于极低频磁场环境下可能会增加患白血病与肿瘤的危险度,但是往往这些设想刚被提出就被其他的研究结果给否决。目前,还未有研究表明极低频电磁场环境会使得人体患有白血病、肿瘤等疾病强而有力的直接证据,所以就目前而言,长期暴露于极低频磁场环境下会给人体带来不可逆转的损害这一结论并不成立。

通过选取4周龄大的昆明小鼠在普通喂养的基础上进行空白对照组实验,建立了免疫力低下模型,基于了体液免疫、细胞免疫以及非特异性免疫等方面进行研究,探索极低频电磁辐射对免疫功能的影响。结果显示,极低频电磁场能够较好地恢复免疫力低下的小鼠的免疫功能,提高机体体液的免疫功能[3]

Wertheimer和Leeper在1979年对极低频电磁场是否对人体有危害进行了研究,指出儿童长期暴露于极低频电磁场可能引发白血病及其相关癌症。极低频电磁场的普遍性暴露所引起的健康问题一时间成为了让国内外物理学者及医学研究者竞相研究的课题,也成为了一个重要的公共卫生问题。然而在1986年时,就有外国学者指出Wertheimer和Leeper的研究并不严谨,并未长期监测其试验中的房屋获得强度磁场的平均水平,并提出他们1979年的报告不能作为主要流行病学研究依据。

2.3 其他影响

秦安县由于原始森林破坏殆尽,植被种类较为贫乏。各种植被中,就分布面积来说,以农作物植被为主,约949 km2,占总面积的59.30%;就植被种类来说,约260多种,占植被总种数的57.7%;就植被的形状、功能和性状来说,可分为乔木、灌木、草本、农作物、果树、药用植物和观赏植物7大类。

物理的发展有多年的历史,其中出现了包括开普勒、牛顿、杨振宁等多个物理大师,他们对物理界的贡献是不可估量的,流传下来的名人轶事也是多不胜数。为了吸引学生的注意力,调动学生积极性,在教学中,教师可以结合名人故事引入,传输知识的产生背景,激发学生学习兴趣。

对照组患者术后给予常规护理,包括:跟患者介绍周围的环境,讲解手术后可能出现的不良反应,跟患者说明用药方法,介绍一些常规检查,常规的输液以及相应检查项目的用处,日常饮食的要求[3]等。

③通过响应面试验设计统计分析得到可靠性较高的二次响应面回归模型,并预测最佳工艺参数:对于固态发酵551H,发酵时间27 h,固态培养基组成/固液比值2.125,发酵温度25℃,接种量10%;对于固态发酵552H,发酵时间48 h,固态培养基组成/固液比值1.5,发酵温度30℃,接种量3%,验证试验证明该参数可行。

2.3.2 神经行为影响

在处于极低频电磁场环境下的生物体的红细胞数、血小板、血红蛋白数量均显著高于其他生物体,由此可以发现极低频电磁场对于人体的神经性行为有一定的影响作用[7]

3 结论

就目前现有的文献及实验数据来看,并没有直接证据能够表明极低频电磁场与流行病学之间有什么密切关联,长期暴露于极低频磁场环境下与白血病或肿瘤等疾病并没有必然的关系。相反,现有实验数据能够证明特定的极低频电磁场对于离体细胞、分子有着明显积极效应。政府部门应当加强对极低频电磁场的作用机制的探索,从不同层次对极低频电磁场进一步研究,同时引导民众对极低频电磁场进行正确、客观地认识。

参考文献:

[1]Wertheimer N,Leeper E.Electrical wiring configuration and childhood cancer[J].Am JEpidemiol.1979,109:273~284.

[2]包家立.极低频电磁场的健康效应 [J].高电压技术,2015(8):2550~2561.

[3]李金芳,庞小峰.极低频电磁场对免疫低下小鼠免疫功能影响的实验研究 [J].生命科学仪器,2009(7):15~18.

[4]皮江,刘瑞瑛,叶红艳,等.极低频电磁场对细胞的影响[J].科技创新导报,2010(27):215~216.

[5]Frank Barnes,Howard Wachtel,David Savitz,et al.Use of Wiring Configuration Codes for Estimating Externally Generated Electric and Magnetic Fields.Bioelectromagnetics.1989,10:13~21.

[6]Mohammad Reza Monazzam,Monireh Hosseini,Laleh Farhang Matin,et al.Sleep quality and general health status of emplyees expodes to extremely low frequency magnetic fields in a petrochemical complex.Environmental Health Science&Engineering[J].2014,12:78.

[7]杨智民,李佑兴.环境极低频电磁场对人体健康的影响[J].中国预防医学杂志,2008(5):392~394.

贾利芳
《保山学院学报》 2018年第2期
《保山学院学报》2018年第2期文献

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