微波生物效應與人體健康

自從18世紀以來，科學家就對電磁場（EMFs）和各種生命過程的相互作用產(chǎn)生濃厚的興趣。他們的注意力主要集中在不同頻率范圍內(nèi)的電磁場，其中微波是電磁波譜重要的組成部分。微波本質(zhì)是一種頻率在300MHz至300GHz之間電磁波，相應的波長區(qū)域為1m至1mm。它具有波動性、高頻性、熱效應和非熱效應四大基本特性。微波不僅能夠穿透到生物組織內(nèi)部，使偶極分子和蛋白質(zhì)的極性側(cè)鏈以極高的頻率振蕩，增加分子的運動，并可導致熱量的產(chǎn)生，而且能夠?qū)滏I、疏水鍵和范德瓦爾斯鍵產(chǎn)生作用，使其重新分配，從而改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象與活性。微波與生物組織的相互作用主要表現(xiàn)為熱效應和非熱效應。由于極其缺少有關(guān)微波和生物體系相互作用機理的信息，確定和評價微波的生物效應又很復雜，因此，在物理和工程學界一直對微波的生物效應存有爭議。

1．微波的生物效應

微波生物效應是其照射生物體時，生物體與微波相互作用而產(chǎn)生的各種各樣的生理影響，是一種全身性的綜合反應。它涉及到人體各個系統(tǒng)及各個組織，既有組織器官的病理和生理功能性的變化，也有通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)射和神經(jīng)體液途徑所引起的癥狀和變化，而微波的物理化學作用是其生物效應的基礎(chǔ)。Rai等人的研究顯示微波引發(fā)的不同的生物效應依賴于磁場強度、頻率、波形、調(diào)制方式和曝露時間。由于組成人體的細胞和體液的分子大都是極性分子，外加微波場可使這些極性分子因趨向作用而發(fā)生頻率極高的振蕩運動，消耗能量而發(fā)熱，導致組織溫度有一定程度的升高，造成組織器官變化。

一種觀點認為細胞的一死亡是由微波加熱造成的；另一觀點認為死亡不僅由微波加熱的作用，而且還有微波的電場作用。研究人員發(fā)現(xiàn)在35℃時，沒有細胞死亡，而在45、47和50℃埃希氏菌屬大腸桿菌暴露在微波輻射中死亡率遠比相同溫度下通常的加熱消毒法高。該研究雖然沒有詳細說明微波非熱效應的確切機理，只認為微波既可以引發(fā)離子加速和其它分子相撞，又可以引起極化旋轉(zhuǎn)，并導致微生物蛋白質(zhì)第二和第三級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。Singh等人用連續(xù)波和調(diào)制微波照射藻青菌研究微波的非熱生理效應，結(jié)果顯示不同的微波頻率對藻類產(chǎn)生明顯的生理效應。

2．微波輻射對人類和動物的影響

當電磁輻射的頻率超過15MHz，動物和人類身體對輻射有明顯的吸收，并隨身體的不同部位吸收量不同。在70-100MHz范圍內(nèi)，這些頻率覆蓋了電視和調(diào)頻廣播播出頻率，而動物和人體就象一個有效的羊角天線強烈吸收這些波長的電磁波。

Rober的研究發(fā)現(xiàn)，當暴露于一定頻率的微波時，輻照人員出現(xiàn)明顯的心臟傳導系統(tǒng)異常和心臟功能性改變，包括心電圖波形改變、房室傳導阻滯和束支傳導阻滯、心律徐緩以及低血壓等。

黨連凱等也對微波輻射對小白鼠睪丸發(fā)育和精子損傷進行了研究，發(fā)現(xiàn)用功率密度為30-40Mw/cm2的微波照射對睪丸生精細胞有明顯的破壞作用，睪丸發(fā)育遲緩，曲細精管的細胞層次減少，精子發(fā)生過程障礙，精母細胞和精子細胞的膜結(jié)構(gòu)，特別是核膜則更為敏感。膜結(jié)構(gòu)的破壞是細胞功能障礙和死亡的重要原因。他們認為細胞結(jié)構(gòu)破壞是微波的生物效應引起的。

微波照射不僅對細胞有直接的急性效應，而且還可能有續(xù)發(fā)作用。用2450MHz頻率的微波照射大鼠腹腔肥大細胞，溫度達42℃，肥大細胞直徑從12.7μm增加到37μm，最大直徑高達47μm（約占30%）。

劉國偉等人用雄性SD大鼠研究手機微波輻射對去顱骨大鼠神經(jīng)細胞凋亡狀態(tài)的影響。發(fā)現(xiàn)完整的顱骨為保護神經(jīng)細胞免受微波輻射損傷的重要因素。

鄧中榮等人用體外培養(yǎng)的骨髓基質(zhì)細胞受微波輻射后，研究發(fā)現(xiàn)微波可引起體外培養(yǎng)的骨髓基質(zhì)細胞的脂質(zhì)過氧化損傷。

長期的低強度微波輻射也可引起神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂，腦電改變，出現(xiàn)神經(jīng)衰弱癥候群等。

據(jù)英國廣播公司網(wǎng)站零三年二月五日報道瑞典一些科學家研究顯示，移動電話的輻射會破壞老鼠大腦內(nèi)與學習、記憶和活動等方面有關(guān)的細胞組織。科學家據(jù)此指出，移動電話可能會在人類身上導致阿爾茨海默氏病（又稱早老性癡呆病）過早出現(xiàn)。瑞典馬爾默隆德大學的研究人員利用十二到二十六星期大的老鼠進行研究。這些老鼠腦組織的發(fā)育程度相當于人類十幾歲青少年的大腦。研究人員讓老鼠暴露與移動電話輻射相等的輻射中。五十天后，那些暴露于中量或者大量輻射的老鼠大腦內(nèi)的死亡腦細胞比較多。由于老鼠的腦組織與人類大腦組織相似，因此，在老鼠大腦出現(xiàn)的問題也會在人體大腦出現(xiàn)，但目前仍缺乏足夠資料對此結(jié)論加以證明。但是陳安宇等通過實驗對116只小鼠施加不同的微波輻射，進行了相關(guān)的生物化學和病理解剖學的檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果做出\"當前流行手機在正常使用時基本是安全\"的推論以及對手機微波防護提出建議。

此外，微波常常使生物體的血液動力學失調(diào)，血管通透性改變，外周血管張力下降，而且微波輻射還會影響消化系統(tǒng)，使胃分泌功能紊亂，出現(xiàn)消化不良，甚至形成潰瘍，還會損壞骨髓，引起肺、肝、腎等臟器的組織損壞，使人的嗅覺遲鈍和聽覺靈敏感下降，痛閾提高；微波輻射還會抑制人體的免疫能力等。當然如果微波輻射量控制適當，可對人體產(chǎn)生良好的刺激作用，因此在醫(yī)療上可作為治療疾病的一種手段，在許多疾病的治療中，動物和人體受微波局部照射可以刺激組織修復和再生，減輕緊張狀態(tài)和促進恢復。從細胞和有機體層次，可減輕X-ray的作用。微波已成功地應用于胃、十二指腸的潰瘍、心臟及心血管和呼吸疾病、肺結(jié)核、皮膚病的治療。

因此，低強底、長時間的電磁波輻射生物體時，在生物體中不能產(chǎn)生明顯的熱量，但會產(chǎn)生一系列的生物效應。微波的生物效應往往發(fā)生在遠離平衡態(tài)的情況，生物對電磁波的影響是非線性的，外界小能量的誘導可能在生物體內(nèi)部釋放出巨大的能量。

3．微波的健康防護

微波輻射對人體的生物效應，根據(jù)照射的強度、輻射的頻率、受照時間以及照射重復的間隔和次數(shù)，可分為急性整體損傷、慢性整體損傷和局部傷害三種，另外生物體各組織器官對微波輻射的反應也不同，眼晶狀體、睪丸、胃、腸等循環(huán)不良的器官，受微波輻射后易受損傷。各種的動物實驗和衛(wèi)生學調(diào)查表明，在低強度微波輻射下引起的改變，多屬功能性變化和可修復的病變，而高強度的微波輻射，所產(chǎn)生的病理改變不但是嚴重的和不可恢復的，甚至可造成死亡，這是我們需要認真對待和避免的。因此在日常生活中做好對微波健康防護也顯得尤為重要。

構(gòu)成微波輻射的主要污染源有雷達、廣播電臺和無線通訊設備，微波加熱和理療用的電子設備等，因而生活在電磁輻射環(huán)境內(nèi)的人群可分為職業(yè)輻射防護和公眾輻射防護。

對于職業(yè)輻射防護應做到，盡可能減弱輻射源的直接輻射，可針對泄露和輻射源采取防護措施，屏蔽輻射源以及輻射源附近的工作位置，加大工作位置與輻射源之間的距離，采用個人防護用具。而隨著廣播電視以及通訊事業(yè)的迅速發(fā)展，人類工作和生活環(huán)境已經(jīng)被微波輻射所污染。高強度的微波輻射不僅對人類的身體有害，還會干擾電子設備，因而要盡量避免對人體產(chǎn)生危害，因此公眾輻射防護可采用的基本措施：1）盡量遠離強度微波輻射源如電視發(fā)射臺；2）對易受電磁波干擾的電器進行遮蔽，可用銅或鋁皮封閉起來；3）平時多吃新鮮蔬菜和水果，增強對電子煙霧的抵抗力；4）對于開放性天線，雷達裝置，必須重點加以監(jiān)督防護；5）在日常生活中，人們觀看電視一般都在于2米以外，這個位置的磁場強度很低，不太會影響到人，但有些小孩常在電視屏幕前玩耍，家長應予阻止；6）微波爐啟動后應迅速離開，不要逗留；7）電熱毯預熱后，應在睡前關(guān)閉。對于微波損傷無特殊療法，以對癥治療為主，可口服谷維素，每日三次，多數(shù)病人在脫離接觸適當休息后能逐漸恢復。

因此，現(xiàn)代社會微波已廣泛地應用于通訊、日常生活和臨床治療，使人類的生活變得豐富多彩，但也應該深刻地認識到人們在享受方便與快捷時，微波輻射對人體健康也會產(chǎn)生不良影響，甚至造成損害。