電磁輻射對人眼的危害及防護

摘要：日益增多的電磁輻射成為危害人體健康的環境污染之一。具有抗輻射功能的鏡片能有效阻止有害電磁波進入人眼，從而減少視覺疲勞、預防視力下降，減小視力喪失的可能性，大大降低電磁輻射對人眼的傷害。

關鍵詞：電磁輻射；生物效應；抗輻射鏡片；防護

電磁輻射作為環境污染和職業危害的一種新形式，受到政府和社會各界的普遍關注。聯合國人類環境會議已將電磁輻射列為必須控制的公害之一。電磁輻射對生物體的致傷效應，目前已成為醫學領域的重大研究課題。眼睛作為人體最重要的感覺器官之一，容易受到電磁輻射的損傷。抗輻射鏡片能有效阻止有害電磁波進入人眼，從而降低電磁輻射對人眼的傷害。

1電磁輻射

在空間區域內當存在變化的電場時，會在臨近的區域引起隨時間變化的磁場，變化的磁場會產生新的電場，交替變化的電磁場在空間中按照一定速度由遠向近傳播，形成了電磁波。低頻的電磁振蕩主要借由有形的導電體傳遞，磁電之間的相互變化比較緩慢，幾乎沒有能量輻射出去，而是全部返回原電路。當電磁振蕩頻率逐漸變高時，電磁振蕩既可以束縛在有形的導電體內傳遞，也可以在自由空間內傳遞。在自由空間內傳遞的高頻率電磁振蕩，磁電互變速度加快，能量不再以電振蕩的形式全部返回原振蕩電路，電能、磁能隨著電場與磁場的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去，在不借助任何介質的情況下以波的形式向外傳遞能量，這就是電磁輻射[1]。電磁輻射是傳遞能量的一種方式，電磁輻射所衍生的能量，取決于頻率的高低，頻率愈高，能量愈大。

電磁輻射廣泛存在于職業場所和生活環境中，生物體時時刻刻都會受到不同程度的電磁場輻照。自然環境中的電場和磁場分別為10－4V/m和10－13T，而50hz高壓輸電線下的電場和磁場約為1～10KV/m和1－10μT，極端情況下可達到11KV/m和100μT；普通居民家中的本底電場約為1－10V/m，但電熱毯或加熱水床可達幾個kv/m[2]。電磁輻射的頻譜很寬，頻率范圍從0至1025 Hz，不同頻率的電磁輻射其生物學效應不同。廣義的電磁輻射是指所有能輻射出能量的電磁波，狹義的電磁輻射指頻率小于300GHz的在生活環境中存在并且可能對生物體造成某種傷害的電磁波。抗輻射鏡片所指的輻射是針對于在一定時間或者一定強度下會對人眼產生暫時性、永久性或者累積性傷害的電磁輻射。

2電磁輻射的生物效應

電磁輻射使生物系統產生的與生命現象有關的響應稱為電磁輻射的生物學效應。影響電磁輻射生物學效應的主要參數是頻率和強度，不同頻率和強度的電磁輻射產生生物學效應的方式不同，效應也不同[3]。電磁輻射效應按照效應出現時間可以分為近期效應和遠期效應。從電磁輻射的熱作用方式達到一定量值或者一定時間的生物學效應可以分為熱效應和非熱效應。熱效應和非熱效應作用于人體后，對人體傷害尚未進行自我修復之前，再次受到電磁輻射，其傷害程度就會發生累積，這種效應稱為電磁輻射的累積效應[4]。

世界衛生組織在1998年的調查報告中指出，過量的電磁輻射可導致視力下降，嚴重者可導致視網膜脫落。長期遭受低強度電磁輻射的作用，可促使視覺疲勞，眼睛不舒適和眼感干燥等現象發生。眼睛是人體中對電磁輻射比較敏感的器官之一，容易受到電磁輻射的損傷。眼部無脂肪層覆蓋，眼組織含有大量的水分，晶狀體缺少血管散熱，在受到電磁輻射熱效應后，晶狀體蛋白質凝固并產生酶代謝障礙，從而導致晶狀體混濁，嚴重的會形成白內障[5]。同時強電磁輻射會使人眼的重要器官角膜受到傷害，從而造成視覺疲勞、視力下降或喪失。

3抗輻射鏡片的原理

電磁波通過不同介質時，會發生折射、反射、繞射、散射及吸收等。為了有效的阻止有害電磁波進入人眼，必須在鏡片中添加特定材料或者在鏡片表面進行鍍膜，從而能夠將特定頻段的電磁波通過折射、反射、吸收等方式屏蔽，同時要保證可見光能夠正常透過鏡片進入人眼之中。由于鏡片折射率差異較大，選擇添加抗輻射材料很難保證鏡片穩定的光學特性，因此選擇具有吸波特性的材料鍍膜至鏡片表面是實現鏡片抗輻射功能的重要形式。

應用于鏡片鍍膜的材料必須在超薄厚度的前提下具有良好的吸波作用和透明導電的特性，對于可見光區具有非常優良的透過率。能夠產生吸波作用的材料主要有羥基鐵、導電高聚物、多晶鐵纖維、金屬氧化物超細粉末等[6]。多數吸波材料的共同缺點就是不透明，無法應用于鏡片鍍膜中。經過細化的金屬氧化物吸收劑粒子的磁、電、光等物理性能發生了質的變化，同時具有吸波、透波等功能。

抗輻射鏡片按其作用原理可以分為吸收型抗輻射鏡片和干涉型抗輻射鏡片。吸收型抗輻射鏡片是利用材料吸收入射的電磁波，并將電磁能轉變成熱能。干涉型抗輻射鏡片是利用電磁波在傳播過程中到達各膜層分界面以及膜層和鏡片基體分界面上會發生反射、吸收和透射三種光學作用以此改變電磁波傳播方向或者使電磁波產生干涉作用而相互抵消。

抗輻射鏡片可以選擇采用特殊工藝將金屬氧化物超細粉末鍍膜至鏡片表面的方法來阻擋有害電磁波。由于金屬氧化物膜層對于可見光的透過率很高，同時能夠對某些頻段的有害電磁波有效阻擋，可以滿足眼用鏡片的需求。當電磁波到達鏡片外表面膜層時，產生反射、吸收和折射的作用。外表面膜層只吸收很小一部分電磁波，而反射和折射是主要的。折射過的電磁波通過鏡片基體后有少量的反射和吸收，大部分電磁波正常透射到達鏡片內表面，內表面膜層反射的電磁波和從外表面透射到達鏡片基體的電磁波在滿足一定條件下產生干涉作用，相互抵消。鍍膜方式也可以采用單面多層鍍膜，利用多層膜之間產生干涉相消來阻擋電磁波的通過。

4結論

在電磁輻射廣泛存在的今天，采用鍍有金屬氧化物超細粉末膜層抗輻射鏡片能緩解電磁輻射對人眼的近期效應、遠期效應以及累計效應，能有效減少視覺疲勞、預防視力下降，減小視力喪失的可能性。在輻射可能存在的環境中應用抗輻射鏡片是保障良好視覺狀態的重要手段之一。

參考文獻

[1] F.H. Read著． 密予宏譯． 電磁輻射．高等教育出版社，1988

[2] 黃德寅．電磁輻射對生物體的生物學效應．職業衛生與應急救援，2004．3

[3] 曹毅，童建．電磁輻射生物效應研究綜述．環境與職業醫學，2007．4

[4] 姚智兵，蔣昊等．電磁輻射的危害及防護．中國社會醫學雜志，2007．9 ．

[5]周湘艷，呂慧敏，尉可道．電磁輻射與健康的研究．中國醫學裝備，2007．6

[6] 孟建華，楊桂琴，嚴樂美等．吸波材料研究進展．磁性材料及器件，2004．4