电磁环境对生态的危害及防护

　　1 前言
　　电磁场已成为当今的重要环境因素之一。高频辐射源包括无线电及电视广播的天线、空中交通管制系统的雷达天线以及其它多种民用及军用电子设备，还包括移动通信用的手持收发信机等的众多通信系统。随着环境保护意识的增强，人们对暴露在电磁场中可能危害健康的问题极为关心。世界各国有关科技人员对此进行了必要的研究。
　　2 射频场对人体的危害影响
2.1中短波电磁场辐射的危害
　　 在中短波高频电磁场作用下，经受一定强度和一定时间的暴露，作业人员以及高强度作用范围内的其他人员会产生某些不良影响。高频辐射对机体疲乏紧张为主的植物神经紧张失调。临床症状主要表现为神经衰弱症候群，以头昏、头胀，失眠多梦，疲劳无力，记忆力减退，心悸等最为严重；其次较突出的是头痛、四肢酸疼、食欲不振、脱发、体重下降、多汗等症状；部分女工发生月经周期紊乱现象，少数人员指颤、易激动。此外，通过体检还会发现心血管系统有某些改变现象，例如，心电图方面出现心动过缓及心律不齐等现象。
　　当然，这些影响不是绝对的，因工作人员身体状况的不同而有所差异，工作人员身体条件，以及性别年龄不同，高频电磁场对机体的影响也不相同。
2.2微波辐射对人体的危害性
　　 微波辐射作用于生物体后，一部分被反射，一部分被吸收。被吸收的微波辐射能量使组织内的分子和电介质的偶极子产生振动，媒质的磨擦把动能变为热能，从而引起温升。微波辐射的功率、频率、波形，环境温度以及被照射的部位等对伤害的浓度和程度产生一定的影响。
　　微波对人体的影响，除引起比较严重的神经衰弱症状外，最突出的是造成植物神经功能紊乱。主要反映在心血管系统为多，如心动过缓、血压下降或心动过速、高血压等。心电图检查可见窦性心律不齐、窦性心动过缓、T波下降等变化。长期大的微波强度作用后，部分工作人员会生脑生物电流有某些改变等现象。在血象方面，呈现白细胞下降或增高的趋势，变化极不稳定。
　　微波可引起眼睛损伤，眼睛是人体对微波辐射比较第三和易受伤害的器官。一方面眼睛的晶状体含有较多的水分，吸收较多的微波能量；另一方面血管又较少，不易带走过量的热。在微波照射下，可能眼的表层组织角膜还没有出现伤害，而晶状体已出现水肿。在大强度、长时间作用下会造成晶状体混浊，严重的导致白内障。更强的照射会使角膜、虹膜、前房和晶状体同时受到伤害，以致造成视力完全丧失。
　　微波对睾丸的损害也比较大。睾丸是人体对微波辐射热效应的又一敏感器官。在微波辐射作用下，即使睾丸的温升达到10~20℃，皮肤虽还没有感到很痛，但男性生殖机能可能在不知不觉中已受到微波辐射的损害。微波辐射只抑制精子的生长过程，并不损害睾丸的间质细胞，也不影响血液中的睾酮含量。受微波辐射的损害后，通常仅产生暂时性不育现象。辐射过大，则会引起永久性不育。
　　除了上述热效应外，微波辐射对人体还有非热效应。人体暴露在强度不大的微波辐射环境中，体温没有明显升高，但往往出现一些生理反应，主要表现在：
　　2.2.1对神经系统的作用：长时间微波辐射可破坏脑组织细胞，使大脑皮质细胞活动能力减弱，已形成的条件反射受到抑制。反复经微波辐射可能引起神经系统机能紊乱。某些长时间在微波辐射强度较高的环境下工作的人员，曾出现过度疲劳、头痛、手发抖、心电图和脑电图变化、甲状腺活动性增强、血清蛋白增加、脱发、嗅觉迟钝、性功能衰退等症状。
　　2.2.2微波辐射对血液的作用：长期的微波辐射可引起血液内白细胞和红细胞的减少，并使血凝的时间缩短。长时间的微波辐射又可引起白细胞的增加。但是，国外对从事微波工作多年的人员相对接受微波治疗的病员进行检查的结果表明，白细胞一般均减少。
　　微波辐射对生物危害的另一特点是它的累积效应。一般一次低功率照射之后会受到某些不明显的伤害，经过几天之后可以恢复。如果在恢复之前受到第二次照射，伤害就将累积，这样多累积之后就会形成明显的伤害。而长期从事微波工作，长期受到低功率照射，在停止微波工作后1个多月才能恢复。但必须指出，只有低功率照射，受损人体机能才能恢复；功率很大，从事此项工作的时间又长，损害将会是永久的。
　　国内某些单位，如航天医学研究所、中山医学院、北京劳保研究所、浙江医科大学、电子部十一院、上海华山医院、山西医学院等教育及科研单位已对射频场电磁污染进行调查研究工作，但限于人力及设备条件，与国外水平相比仍存在的差距，有待迎头赶上。
　　3 辐射容许值标准
　　 高频辐射和生物组织的相互作用，是多种参数的复杂函数。在人体组织中的电磁和这些组织的电参数有关。生物组织的磁导率和自由空间的相同。可以忽略其影响。组织的介电参数和组织类型（肌肉、骨骼）、温度、频率等有关。介电常数分为实部和虚部。组织的导电率是介电常数虚部和频率的函数。介电常数和频率还确定电磁波深入生物体组织的深度。随着频率的不同，深入的距离变化很大，在100GHz以上，深入的深度不到毫米量级。对于含水率高的组织，在几吉赫时可达到几厘米。对于含水率低的组织，在10MHz时可以超过1m。对于复杂的生物体，如人体、动物等内部的电场的估算是非常复杂的。主要是由于这些物体的形状非常不规则。
　　内部的电常数也是非均匀的。尽管这样我们还是要通过理论计算和试验方法来确定在外部电磁场的照射下人体与其它动物组织中所感受的电磁场。正是这些电磁场与人体和其它动物组织相互作用，才产生出种种效应。
　　组织中内场的大小与照射场的参数、频率、强度、极化等有关，也与被照射物体的形状、大小、电参数有关，还与照射源与被照射物体的相对位置、附近的物体存在等有关。由于内部电磁场与这么多的参数有关，所以在同样的外电磁场照射下，一个人和一只老鼠所感应的内电磁场引起的生物效应是完全不同的。
　　在剂量学中，广泛采用所谓比吸收率（SAR-Specific Absorption Rate）来度量电磁辐射在生物单位组织中所感应的电场。它等于在生物组织单位质量中所沉淀的能量率。它的单位为W/kg，通过比吸收率可以比较在不同的动物中所测得的结果，以及将动物测得的结果外推到人体中来。比吸收率能够考虑热效应和非热效应。体温升高率也和比吸收率成正比。