电磁辐射和电离辐射：深入了解及应对方法

1.电磁辐射和电离辐射概述

(1)辐射是指一切能引起物质电离的辐射总称。包括α射线、β射线、γ射线、X射线、中子射线等,这些射线能够直接或间接地使物质电离(即原子或分子得到或失去电子而成为离子)。人体在电离辐射的照射下,剂量超过一定限度,能引起机体的全身性反应。几乎所有的器官系统均发生病理改变,尤其是神经系统、造血器官、消化系统更为明显,严重的会引起癌变发生,婴幼儿、胎儿可能引起短时间内死亡或发生畸形。

电磁辐射是指电场和磁场的交互变化产生的电磁波向空中发射或汇聚的现象。电磁辐射分为自然和人为的。其中,自然电磁辐射源包括有雷电、太阳黑子活动、宇宙射线。人为电磁辐射源包括①电脑、电视、音响、微波炉、电冰箱等家用电器。②手机、传真机、通讯站等通讯设备。③高压电线以及电动机、电机设备等。④飞机、电气铁路等。⑤广播、电视发射台、手机发射基站、雷达系统等。⑥电力产业的机房、卫星地面工作站、调度指挥中心等。电磁辐射超过一定的剂量也会对人体产生危害。

(2)辐射如何对人体造成危害。辐射对人体的作用是一个极其复杂的过程。人体从吸收辐射能量开始,到产生生物效应,乃至机体的损伤和死亡为止,涉及许多不同性质的变化。在辐射的作用下,人体内的生物大分子,如核酸、蛋白质等会被电离或激发。这些生物大分子的性质会因此而改变,细胞的功能代谢亦遭到破坏。实验证明辐射可令DNA断裂或阻碍分子复制。此外,人体内的生物大分子存在于大量水分子中,当辐射作于水分子时,水分子亦会被电离或激发,产生有害的自由基和强氧化剂,继而使在水分子环境中的生物大分子受到损伤。虽然辐射可能对人体造成损伤,但如剂量不高,机体可以通过自身的代谢过程对受损伤的细胞或局部组织进行修复,这种修复作用程度的大小,既与原初损伤的程度有关,又可能因个体间的差异而有所不同。

不管是电磁辐射还是电离辐射,只要达到对人体可能产生伤害的剂量情况下都应采取必要的防护措施。

2.电离辐射的危害

电离辐射在人体组织内释放能量,导致细胞死亡或损伤。在少量剂量下,它并不能造成伤害。在某些情况下,细胞并不死亡,但是变成非正常细胞,有些为暂时,有些为永久的,那些非正常细胞甚至发展为癌变细胞。大剂量的照射将引起大范围的细胞死亡。在小剂量的照射下,人体或部分被照器官能存活下来,但是最终导致癌症发病率大大增加。受照损伤范围依赖于照射源的大小、受照时间以及受照组织。受低剂量或中等剂量的照射的伤害并不能在几个月甚至是一年中显示出来。例如,因照射引起的白血病,受照与发病的潜伏期为两年。肿瘤潜伏期为五年。照射后产生的病变与发病的几率依赖于受照类型(慢性照射,急性照射)。但是并不是所有受照后产生的病因都由照射引起。同时,因照射诱发的癌症及人体基因的损伤与其他因素无显著差别。其中,慢性照射在长时间内断断续续地暴露在低水平剂量的辐射环境下。慢性照射产生的作用,只有在照射后的一段时间后才可能被察觉。这种作用包括:DNA变异;诱癌;良性肿瘤;白内障;皮肤癌;先天性缺陷等。急性照射是在很短的时间内受到大剂量的照射。大剂量的照射一般由放射事故或是特殊的医疗过程产生的。在大多数情况下,大剂量的急性受照能引起立即损伤,并产生慢性损伤。对于人体,大剂量能引起急性放射病,如大面积出血,细菌感染,贫血,内分泌失调等,后期效应可能引起白内障,癌症,DNA变异等,极端剂量能在很短的时间内导致死亡。

3.电磁辐射的危害

电磁辐射对人体健康危害的表现主要反映在:①对心血管系统的影响。表现为头痛,心悸,部分女性经期紊乱,心动过缓,心搏血量减少,窦性心律不齐,白细胞和血小板减少,乏力,免疫功能下降等。②对神经系统的影响。表现为记忆力减退,容易激动,失眠。③视觉系统的影响。使眼球晶体混浊,严重时造成白内障,是不可逆的器质性损害,影响视力。④对生殖系统的影响:表现为性功能降低,男子精子质量降低,使孕妇发生自然流产和胎儿畸形等。⑤长期处于高电磁辐射的环境中,会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变,影响人体的循环系统、免疫、激素分泌、生殖和代谢功能,严重的还会加速人体的癌细胞增殖,诱发癌症以及糖尿病、遗传性疾病等病症,对儿童甚至还可能诱发白血病。

4.电离辐射的防护

辐射虽然可能对身体细胞和组织造成损害,不过除非所吸收的剂量很高,否则对健康的影响可谓微不足道。然而,在现今的社会,辐射的应用日趋普遍。我们在享受辐射应用所带来的好处的同时,亦需要注意这些人为造成的辐射照射可能会对人体健康造成一定的危害,并需设法减低辐射的照射量。

(1)辐射防护的目的。根据辐射效应的特点,辐射防护的主要目的是防止有害的确定性效应;将随机性效应的发生率降至可接受的水平。

(2)辐射防护的原则(www.xing528.com)

1)辐射防护的原则。对于因进行任何活动,而增加了个人或群体的辐射照射,国际放射防护委员会(ICRP第60号刊物)和我国国家标准(GB 18871-2002),提出辐射防护三项基本原则:实践的正当化——任何涉及辐射照射的行动都必须具备充分理由,即该行动对受照射的个人或社会利多于弊;防护的最优化——个人剂量及受辐射照射的人数,应在合理可行和顾及经济和社会因素的情况下减至最少;个人剂量限值——个人所受的照射须符合剂量限值,确保没有人需要承受不能接受的辐射危害。

2)剂量限值。辐射防护标准自X射线发现第二年至今,经过四个阶段的演变,其趋势是标准愈来愈严,剂量限值愈来愈小。

(3)辐射防护的基本措施

1)外照射的防护。缩短时间、增加距离及设置屏蔽是减少外来辐射照射的基本辐射防护措施。时间:受到辐射照射的时间越短,身体所受的剂量越少。距离:距离辐射源越远,所受剂量越少。屏蔽:铅板、混凝土墙或水等都可以阻挡辐射或降低辐射强度。

2)摄入放射性物质的防护。要减低因摄入放射性物质而引致的剂量,可采取以下的基本辐射防护措施:A.缩短接触污染物的时间;B.防止表面受污染;C.防止吸入带有放射性物质的空气;D.防止进食受放射性物质污染的食物及饮用受污染的食用水。

5.电磁辐射的预防和控制

(1)加强作业场所电磁辐射的管理。指定专人负责工作环境电磁辐射管理,并及时学习电磁辐射的相关知识,了解国家在电磁辐射方面的标准。根据企业实际运行情况、设备电磁辐射状况以及工作场所的电磁辐射水平,制订本企业的电磁辐射防护措施。

(2)增加辐射防护距离。增加辐射源与操作人员的距离,能够有效地降低工作人员接受到的电磁辐射。

(3)电磁辐射的屏蔽措施。电磁屏蔽分为两大类:电场分量屏蔽、磁场分量屏蔽。电场分量屏蔽是利用金属板或金属网等良导体,或导电性能好的非金属组成屏蔽体,进行良好接地,使辐射的电磁能量引起屏蔽体电磁感应,将其传导至地线,流入大地。截止到目前为止,屏蔽电场的良导体有紫铜、铝等金属材料。磁场分量屏蔽主要是利用一些磁导率很高的金属材料,封闭磁力线。当磁场变化时,屏蔽材料感应处涡流,此涡流产生与原来磁通方向相反的磁通,达到阻止原来的磁通穿出屏蔽体,防止辐射出去的目的。一般磁导率高的材料均可用来屏蔽磁场。

(4)新材料和新技术的应用。俄罗斯混凝土和钢筋混凝土科学研究所发明了一种理想的防电磁辐射的导电水泥,这种导电水泥既能很好地吸收电磁辐射,又具有很低的反射系数,用这种水泥建造楼房,楼房本身就成为一个屏障,并且比金属屏障更加安全可靠。日本一家玻璃公司研制成功一种挡电磁波的玻璃,这种玻璃内侧有导电性很强的特殊金属,可遮挡从建筑物外侵入的电磁波,使之减少到千分之一甚至十万分之一。我国研制成功的吸收电磁波涂料是以聚氨酯为胶粘剂,以羰基铁为吸收剂,通过添加缓蚀剂、有机膨润土、润湿分散剂、偶联剂等助剂改进涂层的工艺性能,增强其吸收电磁波的能力,该涂料适用于舰船、航空航天吸收雷达波及陆地设备的电磁兼容处理等。

(5)个体防护。选用个体防护产品时,应首先根据工作生活场所的电磁辐射场强数值与国家标准之间的差值,确定电磁辐射的衰减度。然后,参照产品说明中对电磁波的衰减参数,确定使用相应形式的电磁防护用品。降低电磁辐射的个体防护用品主要包括防护服、防护眼镜及辐射防护屏。

(6)其他。大力宣传电磁辐射防护知识,远离电磁辐射较强的电磁波发射设施,尽量缩短手机、微波炉等电磁波设施的使用时间,与电视机、计算机保持一定距离,以减轻电磁辐射对人体的伤害,提高自我保护意识和健康水平。