靜電對人體及動物機體的效應(yīng)的研究

王冠凱

摘 要：靜電是一種處于靜止狀態(tài)的電荷，在日常生活中是一種常見的現(xiàn)象，干燥多風(fēng)的秋天尤為明顯。靜電并不是靜止的電，是宏觀上暫時停留在某處的電，人在地毯或沙發(fā)上起立時，人體電壓可達到一萬多伏，而橡膠和塑料薄膜行業(yè)的靜電更是可高達十多萬伏。但靜電產(chǎn)生的電流卻很微小，人體只是產(chǎn)生些許的不適感。靜電對人體到底有哪些影響呢？本文將對此進行研究。

關(guān)鍵詞：靜電 人體 生物效應(yīng)

中圖分類號：O4 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2019）01-0-01

一、課題研究的背景

靜電作為一種自然物理現(xiàn)象引起了人類的注意，脫衣服時噼里啪啦的聲響，梳頭時頭發(fā)隨梳子“立”起來，干燥的天氣經(jīng)常在觸摸門把手等物體時感到刺痛，這些都是靜電在自然生活環(huán)境中的表現(xiàn)，人們通過對這些現(xiàn)象的研究打開了電世界的大門。

電對人體有什么樣的影響呢？首先人體是一個活的有機整體，細胞中的信息傳遞也和電信號有關(guān)，人體是可通電的導(dǎo)體，在碰到220V50Hz的電時，人體將受到巨大的損傷，極有可能觸電身亡，但人體自身卻帶著成千上萬伏的靜電卻仍舊安然無事。這是因為電對人體的影響主要是在于電流的強度和電能量的多少。以帶10KV靜電的人來說，與大地絕緣，人體對地面的電容為50-70Pf，通過能量公式E=1/2·cv2計算出能量約為10mJ。但根據(jù)研究表明，一個體重為60Kg的人，靜坐時每秒鐘約消耗能量為1000J，和10mJ相比要大五個數(shù)量級，所以靜電只要在短時間內(nèi)并不會對人體造成影響，甚至人體都感覺不到部分靜電。

但如果長時間微量的靜電會不會對人體或動物體造成傷害呢？靜電對人體或動物體到底有沒有幫助呢？這是我們要研究的問題。

二、課題研究的目的和意義

本文將對靜電進行學(xué)習(xí)和認識，將從靜電的形成、靜電的生物效應(yīng)研究、靜電的實際應(yīng)用等方面進行討論，并通過調(diào)查問卷來收集人們對靜電的認識和看法，這樣可以對靜電進行深入地了解和運用。

三、課題研究的方法

本次課題的研究方法有收集文獻法和調(diào)查法，運用收集文獻法對靜電的形成、靜電的生物效應(yīng)、靜電的實際運用進行了解；運用調(diào)查法來收集總結(jié)人們對靜電的認識。

四、課題研究的成果

1.靜電與人體的聯(lián)系

地球本身就是一個巨大的帶電體，靜電現(xiàn)象十分常見，如閃電和打雷，就是空氣中電荷的摩擦而形成的。同樣的，人體也可看做一個帶電體，每一個細胞都能被稱作微型電池。靜電中的“靜”字并不是指絕對的“靜”，而是相對的“靜”，絕對靜止的電荷以及其產(chǎn)生的電場對人體并沒有什么影響，電荷移動起來就是靜電放電的過程。靜電放電一般為火花放電的形式，能量的釋放在時間上近于微秒量級，在空間上集中在很小的放電通道內(nèi)，會給人以強烈的電擊感，使人產(chǎn)生不舒服的感覺，甚至有些人會感到害怕。

這種外加電場對人體的影響是必然的。以細胞傳遞信息的過程為例，細胞膜內(nèi)的K+離子向膜外擴散，達到動平衡狀態(tài)時的穩(wěn)定電位差，叫做靜息電位，此時細胞膜外為正電，膜內(nèi)為負電；神經(jīng)纖維受到刺激時，細胞就會調(diào)整成只有Na+離子向膜外擴散，此時就會產(chǎn)生與之前靜息電位不同的電位差，即為動作電位。當動作電位經(jīng)神經(jīng)纖維傳導(dǎo)產(chǎn)生局部電流，機體的動作信號就會被實現(xiàn)成相應(yīng)的動作。這一過程若受到強電場的干擾，就極有可能對電信號的產(chǎn)生造成影響，有可能會使神經(jīng)系統(tǒng)紊亂，動作反應(yīng)遲鈍等。

目前國際上有兩種論點，一種認為高頻電磁輻射能引起生物細胞膜共振，從而影響細胞組織功能；另一種認為高壓電場主要作用為生物電干擾波，干擾生物體內(nèi)生物電的正常活動[1]。

2.靜電的應(yīng)用

靜電在醫(yī)療方面的應(yīng)用是目前研究的熱門，高壓靜電療法就是其中的一項應(yīng)用。

高壓靜電療法又稱為高電位療法，已知靜電場可以從以下幾個方面對生物的機體造成影響，一是通過改變酶的活性從而對生物體產(chǎn)生影響，當電場強度低于10Kvm-1時，過氧化氫酶活力不受影響，電場強度為20～30 Kvm-1過氧化氫酶將會不同程度地激活，最高可提高32%；二是通過改變細胞膜的通透性來對生物體產(chǎn)生影響，可以提高機體抵抗自由基損傷的能力，加速疲勞機體的恢復(fù)；三是通過火花放電引起生物體的變化，可以達到消腫、止痛和改善代謝的作用[2]。

低壓靜電療法可以對人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)進行調(diào)整和治療，空軍總醫(yī)院就曾用200～600V負直流低壓治療神經(jīng)衰弱。除此之外，靜電還被國內(nèi)外應(yīng)用于牙齒整形、骨傷的治療以及軟組織損傷的恢復(fù)等方面。

靜電的應(yīng)用在于對靜電強度的控制，適量的靜電刺激可以達到人們需要的結(jié)果，過量的話就會造成一定的損傷。靜電的應(yīng)用還十分廣泛，值得我們對其進行不斷研究。

3.問卷調(diào)查結(jié)果

本次問卷調(diào)查有效反饋為289份，其中調(diào)查對象為20歲以下的有102人，20—30歲的有128人，30歲以上的有59人。所有問卷調(diào)查對象均認為生活中會有靜電現(xiàn)象；4%的調(diào)查對象認為靜電已經(jīng)對自己的日常生活造成了影響；約24%的調(diào)查對象對靜電的原理產(chǎn)生過疑問，但只有約19%的調(diào)查對象對靜電的原理進行了了解；約2%的調(diào)查對象可以舉出相應(yīng)的靜電應(yīng)用。

結(jié)果表明人們對靜電的認識僅處于“見過但并不深知”的情況，對靜電的危害和應(yīng)用并沒有很大的興趣，認為靜電只是生活中很小的一個自然現(xiàn)象。

五、總結(jié)體會和反思

靜電是人們生活中常見的自然現(xiàn)象，對靜電進行一定的認識后發(fā)現(xiàn)靜電可以對人體、動物體甚至植物體有一定的影響，控制好靜電的量還可以達到人類對某些目的的需求，靜電是一項十分值得研究的事物。

本文的分析十分淺顯，參考文獻有限，做出的結(jié)論還不夠嚴謹；問卷調(diào)查設(shè)計的問題也還不夠精準，調(diào)查樣本略少，結(jié)論有待仔細推敲。十分感謝各位老師對我的幫助，望各位對本文進行批評和建議。

參考文獻

[1]張振球.國內(nèi)靜電生物效應(yīng)研究進展[J].靜電，1992（1）：8-15.

[2]尚經(jīng)軒.高壓靜電療法的研究現(xiàn)狀[J]黑龍江科技信息，2016（29）：151-151.