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1、1 非电离辐射 2 大纲 第一部分 光辐射 第二部分 射频和微波辐射 第三部分 静态场和极低频电磁场 第四部分 激光辐射 3 非电离辐射 非电离辐射是指能量比较低 并不能使物质原 子或分子产生电离的辐射 一般来说 非电离 辐射与电离辐射的区别是12 4电子伏特 eV 光子能量小于12 4eV的辐射就是非电离辐射 4 第一部分 光辐射 5 眼睛结构图 图 6 对眼睛的健康影响 CIE 波 段 波长主要视觉危害其它视觉危害 IR C1mm 3 0 m角膜灼伤 IR B3 m 1 4 m3 m 1 4 m 角膜灼伤角膜灼伤 IR A760 1400 nm视网膜灼伤晶状体白内障 玻璃工白内障 可见光4
2、00 760 nm视网膜灼伤夜间和色觉障碍 长期接触强烈的太阳 光 104 106视网膜 光学增益 UV A315 400 nm晶状体白内障 UV B280 315 nm角膜受伤 电焊机的眩光 晶状体白内障 UV B 波段的长波 UV C100 280 nm角膜受伤 电焊机的眩光 7 对皮肤的影响 CIECIE波段波段对皮肤的影响 红外线急性皮肤灼伤 增加毛细血管床的血管扩张 色 素沉着 可见光皮肤热灼伤 类似热灼伤 紫外线红斑 光敏性 光毒性和光过敏 影响因素有治疗痤疮 抗生素 口服避孕药等 老化 癌症 鳞状细胞癌 SCC 基底细胞癌 BCC 皮肤恶性黑素瘤 CMM 8 危害识别 光辐射源
3、来源关注的光谱范围潜在暴露 太阳光UV 可见光 近红外 农业 建筑 绿化 环卫 及其他户外作业者 弧光灯UV 可见光 近红外复印 光学实验室 娱乐场所 杀菌灯光化紫外线医院 实验室 诊所 维修间 汞 氙气灯UV A 蓝光维修间 工厂 仓库 健身房 碳弧光UV 蓝光实验室 工业 红外源IR钢厂 铸造厂 玻璃厂 干燥设备 金属卤化物灯近紫外 可见光印刷厂 维修 集成电路 制造业 太阳灯 UV 蓝光制革 美容沙龙 减肥中心 电焊弧光UV 蓝光建筑 维修 9 辐射测量仪器 10 辐射测量仪器 11 光辐射 皮肤保护 防晒霜 不能阻挡所有的紫外线 防晒系数 SPF SPF30 的防晒霜能阻挡 96 的紫
4、外线 SPF15 的防晒霜能阻挡93 的紫外线 出门前20分钟需涂防晒霜才有用 如果游泳或出汗很多 至少2小时涂一次 戴帽子 穿长裤和长袖衣服 棉 麻 亚麻制 品为佳 大多数棉或聚酯纤维能阻挡95 的紫 外线 如果潮湿 退色则效果会降低 深颜色 衣服能更好地吸收紫外线 12 光辐射 眼睛保护 眼镜 太阳镜能提供足够的保护 确保镜片 能阻挡95 以上的紫外线 13 需要配备的PPE 需要的PPE 身体部位防护用品示意图 眼睛和脸部电焊头盔 手持式电焊面罩 眼罩 肺 呼吸 肺 呼吸 防尘口罩防尘口罩 暴露的皮肤 除脚 手 头外 阻燃防护服和围裙 耳朵耳塞 耳罩 脚和手靴子 电焊手套 14 第二部分
5、 射频和微波辐射 15 射频和微波辐射 射频 300 GHz 30 KHz 微波 300 GHz 300 MHz 300 GHz300 MHz 1 m微波 16 射频和微波辐射 识别 300 MHz1mVHF电视 调频广播 火 30 MHz10 mHF民用频段无线电 电疗 高频感应加热 3 MHz100 mMFAM 无线广播 业余无线电 导航设备 300 kHz1 kmLF导航设备 海洋和远距离通信 30 kHz10 kmVLF通信 远程导航 17 近场 VS 远场 近场 靠近辐射源 相对于其大小和波长 需分别测量电场和磁场 不适用平方反比定律 明显的空间变化性 近场附近区域可细分为辐射和非辐
6、射区域 18 近场 VS 远场 远场 远离天线 相对于其大小和波长 假定天线是个点源 电场 磁场 能量密度能互相换算 符合平方反比定律 PD2 PD1 d12 d22 d是距离 19 射频和微波辐射的生物学效应 射频和微波辐射对人体的危害 表现为热效应和非热效应 热效应 人体中的水分子受到电磁辐射后相互摩擦 引起 机体升温 从而影响到体内器官的正常工作 在非常条件下或生产操作事故中 接触高强度微波辐射可 导致体温升高 性器官及眼睛晶状体受热损伤 产生热效就应的电磁波功率密度在10MW CM2 微观致 热效应1 MW MW CM2 浅致热效应在10MW CM2 以下 当功率为1000W的微波直接
7、照射人时 可在几秒 内致人死亡 20 射频和微波辐射的生物学效应 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 处于平很状态的微弱电磁场将遭 到破坏 人体也会遭受损害 其中 短波的穿 透能力弱 通常在皮肤吸收 长波的穿透能力 强 能影响人体器官 对于非热效应 人体研究数据非常有限 没有 明显的趋势 现在基本是从动物研究外推到人类 21 射频和微波辐射 热点话题 射频和微波暴露 手机引发成人良性或恶性的大脑和中枢神经系统肿 瘤 很少证据能证明风险的增加 手机引发其它癌症 有一项研究显示 手机辐射与 霍奇金淋巴瘤有关系 手机基站和无线网络 只有非常
8、少的数据发现会增 加儿童患白血病的风险 职业接触研究 很少有证据证明癌症风险的增加 实验研究 致癌性证据不足 22 射频和微波辐射的职业接触限值 ACGIH推荐有阈限值 TLV 电气和电子工程师协会 IEEE 出版了最大允许 暴露限值 两者要求比吸收率 SAR 低于0 4 W kg GB 8702 88电磁辐射防护规定 适用频率范 围100KHz 300GHz 在每天8小时工作期 间内 任意连续6分钟按全身平均的比吸收率 SAR 应小于0 1W Kg 23 比吸收率 全身 24 环保局制定的职业接触限值 从SAR限值导出 基于靶器官 眼睛和睾丸 的热平衡 得到 GB 8702 88电磁辐射防护
9、规定 在每天8h工 作期间内 电磁辐射的场量参数在任意连续6min内的 平均值应满足表1要求 25 GBZ关于射频和微波辐射标准 100kHz 30MHz 高频电磁场 26 GBZ关于射频和微波辐射标准 30MHz 300MHz 超高频 27 日常生活中的射频辐射数值 手机辐射 未接听 响铃时 50 70 W cm2 接听时1 3 W cm2 微波炉 正面观察窗350 W cm2 28 暴露评估 仪器 29 电磁场现场测量 30 感应和接触电流测量 31 暴露评估 注意事项 要注意可能会引起误差的源 确定源区特征 确定要求测量的参数 选择一个频率正确的仪器 确定最坏的情况和源排放 逐步接近电磁
10、场 评估操作者的干扰 测量举例 根据ACGIH标准 离辐射源5厘 米 32 暴露评估 空间平均 l电场 磁场测量 lSAR或功率密度 空间平均 PD n 33 射频辐射 控制措施 工程控制 接地 波导截止 波导管通常是指一根中空的金属管 圆 形或矩形 用来限制和引导电磁波 以达到最小 的传输损失 而波导截止管是用来削弱电磁波 通常用来降低屏蔽罩开口处泄漏的电磁场 设备和人员布局 研究发现 如果人站在平整的 射频辐射表面附近 会提高比吸收率 如果是在 角落 则比吸收率会更高 34 射频辐射 控制措施 行政和程序控制 鞋 防护服 手套 距离 暴露时间 警告标识 操作规程 好的设备维护能有效降低辐射
11、 35 射频辐射防护服 36 第三部分 静态场和极低频电磁场 37 内容 1 简介 2 暴露源 3 剂量测定 4 互动机制 5 实验室研究 6 流行病学研究 7 人类学研究 8 总结 38 简介 l另外 公众也非常关心接触极低频电磁场带 来的后果 例如在高压电线周边或者工厂里 面 l在这里 我们首先解释了一些重要的关于静 态场和ELF研究的理论性概念 l通过总结发表于科学文献中的结果 我们会 给出一个关于它们可能对人体健康造成影响 的看法 39 人与交流电磁场的相互作用 40 2 暴露源 l下表是我们所处环境中常见的静态场和ELF 电磁场 41 静态场暴露源 典型的电场 大气层 自然发生 12
12、 150V m 电视或其它视频显示终端 20kV m 500kV的输电线路下方 30kv m 典型的磁场 地磁场 自然发生 0 03 0 07mT 工业上的直流设备 50mT 磁悬浮列车 50mT 小的条形磁铁 1 10mT 磁共振成像 MRI 2 5T 42 ELF暴露源 典型的电场 自然发生 50 60Hz 0 1mV m 交流输电线路下方12kV m 发电站周围16kV m 家电周围 0 5kV m 典型的磁场 自然发生 50 60Hz 0 01nT 交流输电线路下方 10 30uT 发电站周围 40 120uT 家电周围 50 150uT 工业过程 如焊接 130mT 住宅区域 50
13、60Hz 0 1 0 3uT 43 常见的职业暴露 职业暴露绝大部分指的是工频场 也可能包括 一些其它频率的作用 电气职业 工作场所 的平均磁场暴露高于其它职业 如办公室工作 电工和电气工程师的磁场暴露约为0 4 0 6 T 电力线路工人约为1 0 T 焊接工 铁路机 车驾驶员和缝纫机操作工的暴露值最高 超过 3 T 工作场所最大磁场暴露可达约10 mT 与存在 大电流导线有关 在供电行业 工人的电场暴 露可达30 kV m 44 剂量测定 l尽管如此 在低强度环境水平 那些报道的生 物学效应跟剂量之间的关系还不是很清楚 剂 量也很难精确计算 动物研究结果大都是阴性 的 l例如 什么情况下应该
14、包含瞬变 l这些问题对于以下研究非常重要 为流行病学研究设计评估方案 把人类的暴露转换为等效的实验室 动物或细胞的暴露 以方便实验室研究 45 4 互动机制 l在这里 我们会解释生物体暴露于以下不同 的 场 时的物理现象 静电场效应 静磁场效应 极低频电场效应 极低频磁场效应 l电磁场引起健康效应的理论原理 46 静磁场 l与电场相反 静磁场可以自由穿透生物组 织 l它们能直接与移动的电荷 离子 蛋白质等 互相作用 还可以与组织中的磁性材料通 过多个物理机制发生作用 l然而 在环境背景水平 唯一重要的机制是 在组织中诱导产生静电场和电流 l因此 尽管外部电场无法穿透 但外部磁场 能在人体内引起
15、电场 47 ELF电场 l就像静电场在人体表面引起电荷一样 ELF 电场也能在人体表面引起电荷 不过是会随 时间有规律的变化 l同时 表面电荷的不断流动会振荡产生内部 的电场和电流 l但是 这些影响取决于频率 而且在ELF范 围内影响非常小 l通常情况下 诱导产生的电场要比外部电 场小100万倍以上 48 ELF磁场 l振荡磁场也能通过感应产生电场和电流 但 大多是在表面组织 l这些影响也取决于频率 而且在ELF范围内 影响较小 l相反 开关过程产生的瞬变磁场可以通过 感应产生强电场和电流 但它只能持续很短 的时间 49 物理模型 l许多科学模型被用来解释ELF电磁场与细胞和 组织相互作用的机
16、理 直接的能量转换 对带电分子施加能量 如蛋白质 自由基的寿命增加 等等 50 信号与噪音 l活细胞的环境由于有离子和带电分子的随机 运动产生电信号的噪音 l如果ELF产生的信号能被细胞感知到 那它 必须强于平均的噪音水平 l在环境背景水平 大部分模型都不适用 51 5 实验室研究 l讨论理论问题之后 我们现在转向实验结果 l已经过实验室研究的电磁场有 静电场 静磁场 ELF电磁场 52 静磁场 l一些研究表明 有职业接触的工人的死 亡率和癌症的风险有所增加 l然而 在工厂还存在其它可能的致癌物 和环境污染物 对于它们的影响并没有 进行过正确的调查 l因此 在没有对其它因素的影响作出正 确评估时 不能就把死亡率和癌症风险 增加的原因归于磁场暴露 53 ELF电磁场 l当感应电场和电流强度超过了身体的自然电信 号时 可观察到ELF电磁场的许多效应 l尽管数据存在不一致或不能重现 其它一些研 究报告还发现了大量在低水平时体外实验的效 应 细胞增生的变化 新陈代谢 基因表达 蛋白 质合成 酶的活动等等 l这些观察不一定是对人类健康造成不利影响的 预示 需要更好地去了解其机理 54 6 流行病
