電磁場生物效應

1、姓名：王文娟 學號：2015202140002 專業(yè)：理論生物物理 指導老師：李鳳敏電磁場生物效應LoremLoremLorem一、生物體的電特性 物質(zhì)是由分子和原子組成，生物體也是有分子和原子組成的，分子和原子中包含帶正電的質(zhì)子和帶負電的電子，生物體本身含有大量的水分子，水分子具有極強的電偶極作用，而且生物體內(nèi)還存在Na+、K+、Ca+、Fe+、Mg+、Cl-等大量的無機離子，組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸，DNA大分子中的堿基和磷酸酯也存在離子團和偶極性，由此可知，生物體本身具有電的特性。1、生物水的電特性 (1)、電偶極子：在物理學中我們已經(jīng)知道，兩個大小相等的電荷+q和-q，當兩者之間的距離

2、和討論中的場點到他們的距離相比小的多時，這樣一對等值異號電荷所組成的系統(tǒng)就成為電偶極子。 電偶極子具有電偶極距P:P=ql，電偶極距是表征電偶極子性質(zhì)的重要物理量。 在靜止的電偶極子周圍存在著靜電場。電偶極子示意圖LOREMIPSUM(2)、水分子及氫鍵 氫鍵：一個分子中的氫原子和另一個分子中的氧原子以一種特定的方式作用，這種相互作用就成為氫鍵。 結(jié)構水：水分子能與其他水分子、離子或生物大分子的極性基團之間形成氫鍵；水分子也可以與其他離子或生物大分子之間以氫鍵相聯(lián)系形成某種結(jié)構，這種狀態(tài)的水稱為結(jié)構水，在生物體中有相當比例的水以結(jié)構水的形式存在。2、生物電阻抗 生物體的生命活動中所呈現(xiàn)的電生理

3、現(xiàn)象也體現(xiàn)在它具有電阻、電容、及電位的特性。不同生物體這些電學參數(shù)均不相同，同一生物體在靜息狀態(tài)與活動狀態(tài)也不相同。 細胞膜是以脂質(zhì)雙分子層為基本框架，根據(jù)對細胞膜結(jié)構的研究發(fā)現(xiàn)，細胞膜具有電阻和電容的雙重特性！(1)、膜阻抗 如果細胞膜表面積用S(cm2)來表示，則其內(nèi)外實際輸入電阻為 Rinp=Rm/S Rm（膜電阻）的大小與細胞環(huán)境、生理狀態(tài)、代謝水平及功能特性等有關。 膜電阻大小可以體現(xiàn)離子穿透生物膜的難易程度。其電阻值很高，可達105cm2。各種組織的電阻率和電導率 人體組織和器官的電阻抗差異很大。對于同一組織在不同的條件下，它的電阻率也是不同的。(2)(2)、膜電容、膜電容 膜外液

4、（導體）、細胞膜（絕緣體）、膜內(nèi)液（導體）三者可以形成一個電容器。由于膜非常薄(810nm)，與細胞的直徑相比導體間的距離很小，所以細胞膜可近似的看作是一種平行板電容器（Cm）。 膜電容的大小可由下式確定：Cm= m/4x（F-2）式中，m 為膜的介電常數(shù)，x為膜的雙分子層厚度。 LOREM IPSUM 不同組織的電容值不同。 膜電容值能夠反映膜積聚電荷能力的大小，膜電容不僅具有儲存能量的靜態(tài)電容的作用，還具有極化電容的性質(zhì)。細胞膜電容在充放電過程中，能夠消耗能量變?yōu)闊崮堋Ｗⅲ篊m為單位面積膜電容(F-2)，Bm為單位面積膜的相角(度)；rm為單位面積膜電阻(2)，ri為單位面積細胞質(zhì)電阻(2

5、)，為特征頻率(Khz)，它是阻抗最大時的頻率。某些細胞的電學性質(zhì)二、生物的磁效應 處在磁場中的磁介質(zhì)，由于磁場的作用處于一種特殊的狀態(tài)，稱為磁化狀態(tài)。所有的物質(zhì)都能被磁化，但是不同的物質(zhì)磁化的程度不同。 由于電子的運動，每個磁介質(zhì)分子（或原子）相當于一個環(huán)形電流，叫做分子電流（或束縛電流）。分子電流的磁矩叫做分子磁矩。（1）、自由基的磁矩 自由基是具有非偶電子的基團或分子，它具有磁矩和高化學反應活性兩個主要特征。（2）、生物分子的順磁性 與生物大分子含有過渡族金屬元素有關。人體含有的13種微量金屬元素中，就有8種為3d或4d過渡族元素。（3）、生物分子的抗磁性 生物分子顯示的抗磁性表明他們的

6、固有分子磁矩為零，可利用光學方法檢測生物分子的取向反應，驗證它是否具有抗磁性！生物體的磁性生物體的磁性 生物體磁場產(chǎn)生的原因主要有兩方面： 一是與生物組織成分結(jié)構有關。 二是在生物體的新陳代謝過程中物質(zhì)的運輸（如離子的跨膜運輸）、能量轉(zhuǎn)換（呼吸鏈中的電子轉(zhuǎn)移傳遞）和信息傳遞（動作電位、鈣流）等，都有電子轉(zhuǎn)移和離子電流的參與。三、磁場生物效應的相關問題 極低頻磁場的生物效應由于極低頻磁場普遍存主在于人們的日常生活的環(huán)境中，因此這節(jié)主要介紹極低頻磁場。 極低頻磁場主要有：極低頻磁場主要有： 電力設施 電力傳輸線（ （配電所、電燈、電線等） 家用電器電視機、洗衣機、微波爐、電吹風、計算機等）等頻率低

7、于300Hz的磁場。 目前認為，極低頻電磁場對生物體產(chǎn)生的效應主要表現(xiàn)為非熱效應。1、低頻生物效應靜態(tài)場的健康效應 大多數(shù)人而言，能感覺到的惱人的體表帶電對身體表面有直接作用，靜電場強度25KV/m,長期暴露大于200mT的磁通量密度對健康產(chǎn)生不良影響。交變磁場 根據(jù)頻率和機體組織的傳導率而產(chǎn)生感應渦流短期效應 刺激反應（常規(guī)情況）長期效應 癌癥危險度的升高？（尚不完全清楚其基理） 分泌系統(tǒng)失調(diào) 電磁生物效應的研究充分考慮決定生物效應的物理量場強暴露時間頻率生物體暴露物理長度（局部或整體）調(diào)制或脈沖場的類型（電場或磁場）頻率為100Khz300Ghz場的健康效應熱效應和非熱效應并存，頻率越高熱

8、效應越明顯射頻（RF）從內(nèi)部加熱 生物體內(nèi)部無調(diào)節(jié)功能 生物受熱通常從皮膚開始 生物體不能及時作出反應整體暴露于4W/Kg 30分鐘加熱升高1度電磁加熱的潛在危害電磁場： 直接加熱：從內(nèi)向外 體溫調(diào)節(jié)：機體感覺遲緩 共振效應微波加熱從內(nèi)向外同時發(fā)生皮膚可對熱產(chǎn)生反應，進行自我保護共振效應 HF/RF：機體吸收曲線與頻率f的關系在0.752m高度范圍，身體整體或局部類似耗損天線。電磁輻射對機體的穿透深度 與機體組織類型及頻率有關穿透深度隨頻率升高而減小10Ghz以上：表面吸收（無穿透）身體暴露Lorem ipsum dolorLoremLorem 1、 對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的危害 神經(jīng)系統(tǒng)對電磁輻射的

9、作用很敏感，中樞神經(jīng)如果反復受到其 影響就可能出現(xiàn)神經(jīng)衰弱癥候群，主要表現(xiàn)有頭痛，頭暈，無力 ，記憶力減退，睡眠障礙，白天打瞌睡，易激動，多汗，心悸， 胸悶，脫發(fā)等。 2 、對機體免疫功能的危害 實驗表明，人體在受到電磁波輻射的情況下，白血球吞噬細菌 的百分率和吞噬的細菌數(shù)均下降，進而導致人體抵抗力下降。此 外受電磁輻射長期作用的人，其抗體形成也受到明顯抑制。 電磁波輻射引發(fā)的病變 電磁波輻射引發(fā)的疾病 3 、對心血管系統(tǒng)的影響 受電磁輻射作用的人，常發(fā)生血液動力學失調(diào)，血管通透性和張力降低。由 于神經(jīng)調(diào)節(jié)功能受到影響，人們多以心動過緩癥狀出現(xiàn)，少數(shù)呈現(xiàn)心動過速 。此外，長期受電磁輻射作用的人

10、，會更早更容易發(fā)生心腦血管疾病。 4 、對血液系統(tǒng)的影響 白血球在電磁輻射的作用下，會出現(xiàn)數(shù)量下降傾向。白血球一旦減少，紅血 球的生成也將受到抑制，繼而出現(xiàn)網(wǎng)狀紅血球減少，血液系統(tǒng)受到明顯的傷 害。 5 、對生殖系統(tǒng)和遺傳的影響 長期受電磁波輻射影響的人，可能出現(xiàn)男性性功能下降，而女性則出現(xiàn)月經(jīng) 周期紊亂。進而影響生育,甚爭失去生育能力。高強度的電磁輻射可以產(chǎn)生遺 傳效應，使睪丸染色體出現(xiàn)畸變和有絲分裂異常，其子代可能出現(xiàn)先天性出 生缺陷。 6 、對視覺系統(tǒng)的影響 眼組織含有大量的水份，因此在電磁輻射作用下，眼球的溫度易升高，進而 誘發(fā)白內(nèi)障。 7 、電磁輻射的致癌和致癌作用 實驗表明人體內(nèi)的

11、遺傳基因在電磁波輻射的作用下，發(fā)生突變和有絲分裂異 常，而使某些組織出現(xiàn)病理性增生過程，從而引發(fā)癌變。 如何防護電磁波的生物效應 如何防護電磁波的生物效應LoremLorem1、提高自我保護意識，了解有關電磁輻射的常識，學會自我防范。2、盡量丌要把家用電器擺放得過于集中，電視、電腦、冰箱等電器更丌宜集 中擺放在臥宅里。3、避免長時間操作各種家用電器、辦公設備，戒長時間使用移動電話。 4、使用各種電器時，應保持一定的安全距離。例如看電視時，視線不熒光屏 的距離，一般為熒光屏寬度的5倍左右；使用微波爐時要離開至少l米遠； 手機在使用時，最好在手機響過一兩秒后戒電話兩次鈴聲間歇中再接聽電 話。 5、電視、電腦等電器的屏幕產(chǎn)生的輻射會導致人體皮膚干燥缺水，加速皮膚 老化，嚴重的會導致皮膚癌，因此，在使用完上