孟通,田竞,李秀岩
电磁辐射的危害及其防护
孟通,田竞,李秀岩
电磁辐射;医学防护
R 594.8
电磁辐射,是以电磁波的形式并以光速在空中(或其他介质中)传播能量的物理现象。在我国的中学物理教科书以及相关的教学参考资料中,几十年来一直都在介绍电磁辐射的产生、传播、发射、接收以及如何应用电磁辐射造福人类的美好前景。一般并未提及电磁辐射的危害问题。然而,近年来国内外媒体对电磁辐射有害却屡有报道。与此同时,高强度电磁辐射所造成的健康方面的负面影响日益被医学界所重视。本文就电磁辐射的危害及其预防方面作一综述,旨在为电磁辐射暴露人员安全防护的研究提供科学依据。
在电磁辐射长期影响下,相关从业人员会出现认知、心理相关的中枢神经系统机能障碍,发展性脑功能异常和副交感神经紧张为主的自主神经系统功能失调的相关症状。实验室可检测到染色体畸变率增高、B淋巴细胞呈现不同程度的变化,导致免疫功能降低[1-4]。
1.1 对心理健康的影响Lipper t等[5]通过对从事电子作业的美国退伍军人进行调查,研究发现其抑郁症发病率较高。Hug等[6]研究解释了这一现象,认为极低频电磁场可通过调节松果体褪黑激素水平影响抑郁症发生。国外针对电磁辐射所造成的心理健康方面的研究普遍围绕切尔诺贝尔核事故展开,排除重大事故及核泄漏对研究对象造成的精神恐慌,仅针对电磁辐射而言,电磁辐射可通过抑制中枢神经系统使接触者出现焦虑、抑郁等症状[7-8]。
芮杰夫[9]研究显示,从事相关作业人员的心理健康状况在躯体化、焦虑、敌对等项目中高于常模,差异显著(P<0.05)。这些项目得分,随累积辐照剂量激增,容易导致心理疾病进一步恶化,存在显著的剂量效应关系。从事相关作业人员及其环境本身具有以下特质:一是高学历人员居多,工作需要高度精细,所面临的风险和心理压力更大;二是远离喧嚣城镇,物质、文化生活与其存在一定差异;三是作业人员往往需要独立工作,人员分散配置,工作人员之间或外界之间交流甚少,导致信息比较闭塞。各种因素,加之工作环境高温干燥,具有高强度的电磁辐射,所以极易产生焦虑、烦躁等问题,造成其症状自评量表(SCL-90)多项因子分值高于常模。
1.2 对神经系统的影响Pokorny等[10]研究显示,电磁辐射对中枢神经系统的作用较其他系统更为敏感。其利用吸收特性曲线对人体头部及身体其他各部位进行电磁辐射模型评估,结果发现脑部比吸收率较高0.525W/kg。电磁辐射对神经行为及脑组织形态的影响(包括神经电活性、神经递质平衡),其机制可能与大脑皮层中负责接受刺激、传播神经冲动和信息处理的神经元细胞膜有关,大脑皮层对电磁辐射作用高度敏感,膜分子产生被动空间振动,电磁辐射可导致膜分子的蛋白质构象变化和脂质过氧化。膜通透性的变化引起流动性增加,Ca2+流出量变化进而导致以皮层弱化为主的中枢神经系统病变。极低频电磁场能够产生以神经衰弱症候群为主要临床表现,出现不同程度头痛、头昏、失眠、多梦、全身乏力、记忆力减退、疲劳等自觉神经衰弱症状[6]。当微波站辐射强度在0.01~0.03mW/cm2范围内时,作业人群表现为脱发、眼晶状体混浊的神经衰弱症状,且不同波型电磁辐射对暴露人群存在个体差异,其发生率与工龄呈显著正相关。
1.3 对生殖系统的影响闰素文等[11]针对雷达作业人员长期生活在低强度微波辐射环境中的现状,对其精子相关指标进行了实验室分析,结果显示,精子存活率、顶体完整率、精子形态均正常,但精子密度和精子活动力均下降,精子运动活力和运动方式等精子运动参数有明显改变。按世界卫生组织精液质量评价标准,雷达作业人员组少精症占9%,弱精症占65%,而非雷达作业人员组分别为2%,46%,表明低强度微波辐射的非热效应主要影响精子活动能力。
Makker等[12]研究也得到相似结果,认为电磁辐射最简单的叠加作用就是导致温度的增加,从而对男性生殖器官造成热损伤,形成精子的可逆性破坏;同时排精后的精子失去了细胞质的保护,无法抵抗电磁辐射对其DNA的破坏,出现少精症、弱精症比例增高。
1.4 肿瘤发生的主要诱因长期以来,电磁场与脑瘤相关性的研究得到了足够关注。但有关文献报道[2-4,13],电磁辐射职业暴露人群,出现乳腺癌、恶性皮肤黑色素瘤、神经系统肿瘤、非霍奇金氏淋巴瘤、白血病等恶性肿瘤与接触极低频电磁场显著相关。
目前就电磁辐射致癌机制,尚未有关系统、深入的研究报道。一般认为,肿瘤的发生机制并不一定由于细胞核DNA直接损伤,更多在于化学性致癌因素和环境电磁场协同作用而导致的生物学效应,即电磁辐射是癌症促进因子,而非启动因子。Si lva等[14]研究表明,由于微波穿透力强,使深部组织与表层皮肤同时受热,加之深部散热困难,升温速度比表皮快,充足的热量有利于癌组织生长。因此,长期接受微波辐射,增加癌症发病率。众所周知,褪黑素是至今发现最有效的羟基清除剂。在电磁场诱导肿瘤形成机制中,抑制松果体褪黑素分泌引起研究者足够的重视,已经明确了电磁场可以抑制松果体褪黑素的分泌。电磁场抑制褪黑素的分泌是发生任何组织肿瘤的主要诱因。
电磁辐射达到一定的剂量阈值、累积时间,采用一定的刺激方式才可对包括中枢神经系统在内的特定靶位造成损伤,损伤效应与辐射时间、频率和功率密度及个体体质状况密切相关[15-16]。危险因素涉及高电磁辐射强度、日辐照时间等多方面。我们从这几方面着手,制定辐射防护计划,建立适当的教育管理体系,组织相关从业人员实施辐射防护规范。
2.1 改善辐射源,保护电磁环境改善辐射源特性,避免使用效率差、辐射强的设备,对辐射源进行定期监测并对相关设备采用定期维修,最大限度地减少因设备器械原因造成的过度辐射。
2.2 加强认识,采取防护措施长期从事电子作业人员习惯在设备附近进行操作,但相关文献报道[15],电磁辐射的衰减与距离的平方成正比,所以相关工作人员在作业时应远离辐射源,减少在电磁辐射覆盖区域的停留时间,从而保证最低限度的接触电磁辐射。Brix等[16]研究表明,铅等重金属材料对电磁辐射有极好遮挡作用,而且一般物质对电磁辐射均有吸收作用,在操作过程中远离放射源,并增加之间的遮挡作用可减少电磁辐射对机体的影响。闰素文等[11]研究表明,增加放射源与从业者间的隔离物,在实施4个月后,监测精液质量、精子密度、精子活动力以及精子染色质结构等多项参数均得到明显改善,弱精症发生率下降50%;但其研发的防护服在使用4个月后进行抽检,屏蔽衰减值仍大于20 dB,表明这种防护措施对睾丸起到很好的保护作用。
2.3 树立防护意识,提高心理素质我们应重视对具有较高文化程度从事相关作业人员的思想教育、心理疏导和训练工作,同时让他们了解到正确的防护可显著降低电磁辐射的危害,普及防护电磁辐射的常识。此外,针对从事相关作业较长的人员,应制定相应的政策,以便缩短他们暴露在电磁辐射范围内的时间。在提高心理素质方面,注意以下3点:其一重视人格教育,注意人格特征对从事相关作业人员的群体健康水平的影响;其二加强工作人员之间及与外界之间交流,可有效降低心理问题的出现,从而帮助其快速适应特殊的工作性质,适应新的人际关系和艰苦紧张的生活;其三对新入职的相关作业人员应当引入心理测试项目,对有明显心理障碍趋向的人员进行筛除,保证其成员较好适应工作环境。
综上所述,高频率电磁辐射的危害已经逐渐引起人们的关注,与此密切相关的电磁防护技术发挥着越来越多的作用,在信息化复杂的电磁环境下从事相关作业人员,应及时有效地采取防护措施。
[1]Wiesel A,Spix C,Mergenthaler A,et al.Maternal occupational exposure to ionizing radiation and bir th defects[J].Radiat Environ Biophys,2011,50(2):325-328.
[2]Solov'ev VIu,Semenov VG,Koshurnikova NA.Ear ly leukemia ef fect during chronic exposure to radiation with high doses[J].Radiats Biol Radio-ecol,2007,47(6):701-706.
[3]Hendry JH,Simon SL,Wojcik A,et al.Human exposure to high natural background radiation:what can it teach us about radiation risks? [J].J Radiol Prot,2009,29(2A):A29-42.
[4]Anderson JA,Harper JV,Cucinotta FA,et al.Participation of DNA-PKcs in DSB repair af ter exposure to high-and-low-LET radiation[J].Radiat Res,2010,174(2):195-205.
[5]Lipper t JF,Lacey SE,Kennedy KJ,et al.Magnetic f ield Exposure in a nondest ructive testing operation[J].Arch Environ Occup Heal th,2007,62(4):187-193.
[6]Hug K,Röösl i M,Rapp R.Magnetic field exposure and neurodegenerative diseases-recent epidemiological studies[J].Soz Praventivmed,2006,51(4):210-220.
[7]Bromet EJ,Havenaar JM,Guey LT.A 25 year retrospective review of the psychological consequences of the Chernobyl accident[J].Cl in Oncol(R Col l Radiol),2011,23(4):297-305.
[8]Bromet EJ,Havenaar JM.Psychological and perceived heal th ef fects of the Chernobyl disaster:a 20-year review[J].Heal th Phys,2007,93(5),516-521.
[9]芮杰夫.电子对抗部队官兵心理健康影响因素研究[J].海军医学杂志,2008,29(2):107-111.
[10]PokornýJ,Hasek J,Vanis J,et al.Biophysical aspects of cancer-electromagnetic mechanism [J].Indian J Exp Biol,2008,46(5):310-321.
[11]闰素文,汤洁,张宁.微波辐射防护服对雷达作业人员精液质量影响[J].解放军预防医学杂志,2006,7(1):52-55.
[12]Makker K,Varghese A,Desai NR,et al.Cel l phones:modern man's nemesis?[J].Reprod Biomed Onl ine,2009,18(1):148-157.
[13]Foliar t DE,Mezei G,Iriye R,et al.Magnetic field exposure and prognostic factors in chi ldhood leukemia[J].Bioelectromagnetics,2007,28(1):69-71.
[14]Si lva MV,Motamedina P,Badalato GM,et al.Diagnostic radiation exposure risk in a contemporary cohor t of male patients with germ cel l tumor[J].J Urol,2012,187(2):482-486.
[15]Le Heron J,Padovani R,Smith I,et al.Radiation protection of medical staf f[J].Eur J Radiol,2010,76(1):20-23.
[16]Brix G,Veit R,Hausler U.Radiation hygiene in medical X-ray imaging:par t 2:Assessment of radiation exposure and radiation protection measures[J].Radiologe,2010,50(10):913-915.
116610辽宁大连,65041部队卫生队(孟通);辽宁沈阳,沈阳军区总医院骨科(田竞);辽宁沈阳,沈阳军区司令部门诊部(李秀岩)
田竞,E-mai l:bone@medmai l.com.cn
2012-03-06)