非電離輻射教學(xué)課件

1、非電離輻射1-大綱 第一部分: 光輻射第二部分: 射頻和微波輻射第三部分: 靜態(tài)場和極低頻電磁場第四部分: 激光輻射2-非電離輻射非電離輻射是指能量比較低，并不能使物質(zhì)原子或分子產(chǎn)生電離的輻射。一般來說，非電離輻射與電離輻射的區(qū)別是12.4電子伏特（eV）。光子能量小于12.4eV的輻射就是非電離輻射3-第一部分光輻射4-眼睛結(jié)構(gòu)圖圖5-對眼睛的健康影響CIE 波段波長主要視覺危害其它視覺危害IR-C1mm-3.0m角膜灼傷IR-B3m-1.4m角膜灼傷IR-A760-1400 nm視網(wǎng)膜灼傷晶狀體白內(nèi)障(玻璃工白內(nèi)障)可見光400-760 nm視網(wǎng)膜灼傷夜間和色覺障礙（長期接觸強(qiáng)烈的太陽光）

2、104-106視網(wǎng)膜光學(xué)增益UV-A315-400 nm晶狀體白內(nèi)障UV-B280-315 nm角膜受傷（電焊機(jī)的眩光）晶狀體白內(nèi)障(UV-B 波段的長波)UV-C100-280 nm角膜受傷（電焊機(jī)的眩光）6-對皮膚的影響CIE波段對皮膚的影響紅外線急性皮膚灼傷、增加毛細(xì)血管床的血管擴(kuò)張、色素沉著可見光皮膚熱灼傷、類似熱灼傷紫外線紅斑光敏性：光毒性和光過敏（影響因素有治療痤瘡、抗生素、口服避孕藥等）老化癌癥：鱗狀細(xì)胞癌(SCC)，基底細(xì)胞癌（BCC）， 皮膚惡性黑素瘤(CMM)7-危害識別光輻射源來源關(guān)注的光譜范圍潛在暴露太陽光UV，可見光，近紅外 農(nóng)業(yè)，建筑，綠化，環(huán)衛(wèi)，及其他戶外作業(yè)者弧

3、光燈UV，可見光，近紅外復(fù)印，光學(xué)實(shí)驗(yàn)室，娛樂場所殺菌燈光化紫外線醫(yī)院 ，實(shí)驗(yàn)室，診所，維修間汞-氙氣燈UV-A，藍(lán)光維修間，工廠，倉庫，健身房碳弧光UV，藍(lán)光實(shí)驗(yàn)室工業(yè) 紅外源IR鋼廠，鑄造廠，玻璃廠，干燥設(shè)備金屬鹵化物燈近紫外 ，可見光印刷廠，維修，集成電路，制造業(yè)太陽燈 UV，藍(lán)光制革，美容沙龍，減肥中心電焊弧光UV，藍(lán)光建筑，維修8-輻射測量儀器9-輻射測量儀器10-光輻射皮膚保護(hù)防曬霜：不能阻擋所有的紫外線。防曬系數(shù)（SPF）：SPF30的防曬霜能阻擋96的紫外線；SPF15的防曬霜能阻擋93的紫外線。出門前20分鐘需涂防曬霜才有用。如果游泳或出汗很多，至少2小時涂一次戴帽子，穿長褲

4、和長袖衣服；棉、麻、亞麻制品為佳。大多數(shù)棉或聚酯纖維能阻擋95的紫外線，如果潮濕、退色則效果會降低。深顏色衣服能更好地吸收紫外線11-光輻射眼睛保護(hù)眼鏡：太陽鏡能提供足夠的保護(hù)，確保鏡片能阻擋95以上的紫外線。12-需要配備的PPE需要的PPE：身體部位防護(hù)用品示意圖眼睛和臉部電焊頭盔，手持式電焊面罩，眼罩肺（呼吸）防塵口罩暴露的皮膚（除腳、手、頭外）阻燃防護(hù)服和圍裙耳朵耳塞，耳罩腳和手靴子，電焊手套13-第二部分射頻和微波輻射14-射頻和微波輻射 射頻：300 GHz-30 KHz 微波：300 GHz-300 MHz300 GHz300 MHz1 m微波15-射頻和微波輻射:識別300 M

5、Hz1mVHF電視、調(diào)頻廣播、火30 MHz10 mHF民用頻段無線電、 電療、高頻感應(yīng)加熱3 MHz100 mMFAM 無線廣播、業(yè)余無線電、導(dǎo)航設(shè)備300 kHz1 kmLF導(dǎo)航設(shè)備、海洋和遠(yuǎn)距離通信30 kHz10 kmVLF通信、遠(yuǎn)程導(dǎo)航16-近場 VS 遠(yuǎn)場近場 - 靠近輻射源，相對于其大小和波長 - 需分別測量電場和磁場 - 不適用平方反比定律 - 明顯的空間變化性 - 近場附近區(qū)域可細(xì)分為輻射和非輻射區(qū)域17-近場 VS 遠(yuǎn)場遠(yuǎn)場 - 遠(yuǎn)離天線，相對于其大小和波長 - 假定天線是個點(diǎn)源 - 電場、磁場、能量密度能互相換算 - 符合平方反比定律 - PD2=PD1（d12/d22)

6、，d是距離18-射頻和微波輻射的生物學(xué)效應(yīng)射頻和微波輻射對人體的危害，表現(xiàn)為熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)：熱效應(yīng)：人體中的水分子受到電磁輻射后相互摩擦，引起機(jī)體升溫，從而影響到體內(nèi)器官的正常工作。在非常條件下或生產(chǎn)操作事故中，接觸高強(qiáng)度微波輻射可導(dǎo)致體溫升高、性器官及眼睛晶狀體受熱損傷。產(chǎn)生熱效就應(yīng)的電磁波功率密度在10MW/CM2；微觀致熱效應(yīng)1 MW - MW/CM2；淺致熱效應(yīng)在10MW/CM2以下。當(dāng)功率為1000W的微波直接照射人時，可在幾秒內(nèi)致人死亡。 19-射頻和微波輻射的生物學(xué)效應(yīng)非熱效應(yīng)：人體的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩(wěn)定和有序的，一旦受到外界電磁場的干擾，處于平很狀態(tài)的微弱

7、電磁場將遭到破壞，人體也會遭受損害。其中，短波的穿透能力弱，通常在皮膚吸收；長波的穿透能力強(qiáng)，能影響人體器官。對于非熱效應(yīng)，人體研究數(shù)據(jù)非常有限，沒有明顯的趨勢 現(xiàn)在基本是從動物研究外推到人類20-射頻和微波輻射熱點(diǎn)話題射頻和微波暴露 - 手機(jī)引發(fā)成人良性或惡性的大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫 瘤：很少證據(jù)能證明風(fēng)險的增加 - 手機(jī)引發(fā)其它癌癥：有一項研究顯示，手機(jī)輻射與 霍奇金淋巴瘤有關(guān)系。 - 手機(jī)基站和無線網(wǎng)絡(luò)：只有非常少的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)會增 加兒童患白血病的風(fēng)險 - 職業(yè)接觸研究: 很少有證據(jù)證明癌癥風(fēng)險的增加 - 實(shí)驗(yàn)研究: 致癌性證據(jù)不足 21-射頻和微波輻射的職業(yè)接觸限值 ACGIH推薦有閾限值

8、 （TLV） 電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE）出版了最大允許暴露限值 兩者要求比吸收率(SAR)低于0.4 W/kgGB 8702-88電磁輻射防護(hù)規(guī)定（適用頻率范圍100KHz-300GHz）：在每天8小時工作期間內(nèi)，任意連續(xù)6分鐘按全身平均的比吸收率（SAR）應(yīng)小于0.1W/Kg22-比吸收率全身 23-環(huán)保局制定的職業(yè)接觸限值 從SAR限值導(dǎo)出，基于靶器官（眼睛和睪丸)的熱平衡得到。GB 8702-88電磁輻射防護(hù)規(guī)定：在每天8h工作期間內(nèi)，電磁輻射的場量參數(shù)在任意連續(xù)6min內(nèi)的平均值應(yīng)滿足表1要求。24-GBZ關(guān)于射頻和微波輻射標(biāo)準(zhǔn) 100kHz-30MHz (高頻電磁場）25-GB

9、Z關(guān)于射頻和微波輻射標(biāo)準(zhǔn) 30MHz-300MHz （超高頻）26-日常生活中的射頻輻射數(shù)值手機(jī)輻射：未接聽（響鈴時）50-70 W/cm2，接聽時1-3 W/cm2微波爐：正面觀察窗350+ W/cm227-暴露評估儀器28-電磁場現(xiàn)場測量29-感應(yīng)和接觸電流測量30-暴露評估注意事項要注意可能會引起誤差的源確定源區(qū)特征確定要求測量的參數(shù)選擇一個頻率正確的儀器確定最壞的情況和源排放逐步接近電磁場評估操作者的干擾測量舉例：根據(jù)ACGIH標(biāo)準(zhǔn)，離輻射源5厘米31-暴露評估空間平均電場，磁場測量 SAR或功率密度 空間平均 = PD/n32-射頻輻射控制措施工程控制- 接地波導(dǎo)截止：波導(dǎo)管通常是指

10、一根中空的金屬管(圓形或矩形)，用來限制和引導(dǎo)電磁波，以達(dá)到最小的傳輸損失。而波導(dǎo)截止管是用來削弱電磁波，通常用來降低屏蔽罩開口處泄漏的電磁場設(shè)備和人員布局：研究發(fā)現(xiàn)，如果人站在平整的射頻輻射表面附近，會提高比吸收率。如果是在角落，則比吸收率會更高。33-射頻輻射控制措施行政和程序控制 - 鞋、防護(hù)服、手套 - 距離 - 暴露時間 - 警告標(biāo)識 - 操作規(guī)程，好的設(shè)備維護(hù)能有效降低輻射34-射頻輻射防護(hù)服35-第三部分 靜態(tài)場和極低頻電磁場36-內(nèi)容1. 簡介2. 暴露源3. 劑量測定4. 互動機(jī)制5. 實(shí)驗(yàn)室研究6. 流行病學(xué)研究7. 人類學(xué)研究8. 總結(jié)37-簡介另外，公眾也非常關(guān)心接觸極

11、低頻電磁場帶來的后果（例如在高壓電線周邊或者工廠里面）在這里，我們首先解釋了一些重要的關(guān)于靜態(tài)場和ELF研究的理論性概念通過總結(jié)發(fā)表于科學(xué)文獻(xiàn)中的結(jié)果，我們會給出一個關(guān)于它們可能對人體健康造成影響的看法。38-人與交流電磁場的相互作用39-2.暴露源下表是我們所處環(huán)境中常見的靜態(tài)場和ELF電磁場。40-靜態(tài)場暴露源典型的電場 大氣層（自然發(fā)生） 12150V/m 電視或其它視頻顯示終端 20kV/m 500kV的輸電線路下方 30kv/m典型的磁場 地磁場（自然發(fā)生） 0.030.07mT 工業(yè)上的直流設(shè)備 50mT 磁懸浮列車 50mT 小的條形磁鐵 110mT 磁共振成像 (MRI) 2.

12、5T41-ELF暴露源典型的電場 自然發(fā)生（50/60Hz） 0.1mV/m 交流輸電線路下方12kV/m 發(fā)電站周圍16kV/m 家電周圍 0.5kV/m典型的磁場 自然發(fā)生（50/60Hz） 0.01nT 交流輸電線路下方 10-30uT 發(fā)電站周圍 40120uT 家電周圍 50150uT 工業(yè)過程（如焊接） 130mT 住宅區(qū)域（50/60Hz) 0.10.3uT42-常見的職業(yè)暴露職業(yè)暴露絕大部分指的是工頻場，也可能包括一些其它頻率的作用?！半姎饴殬I(yè)”工作場所的平均磁場暴露高于其它職業(yè)（如辦公室工作）電工和電氣工程師的磁場暴露約為0.4-0.6 T，電力線路工人約為1.0 T，焊接工

13、、鐵路機(jī)車駕駛員和縫紉機(jī)操作工的暴露值最高（超過3 T）工作場所最大磁場暴露可達(dá)約10 mT，與存在大電流導(dǎo)線有關(guān)。在供電行業(yè)，工人的電場暴露可達(dá)30 kV/m43-劑量測定盡管如此，在低強(qiáng)度環(huán)境水平，那些報道的生物學(xué)效應(yīng)跟劑量之間的關(guān)系還不是很清楚，劑量也很難精確計算。動物研究結(jié)果大都是陰性的。例如，什么情況下應(yīng)該包含瞬變這些問題對于以下研究非常重要： 為流行病學(xué)研究設(shè)計評估方案 把人類的暴露轉(zhuǎn)換為等效的實(shí)驗(yàn)室 動物或細(xì)胞的暴露，以方便實(shí)驗(yàn)室研究。44-4.互動機(jī)制在這里，我們會解釋生物體暴露于以下不同的“場”時的物理現(xiàn)象。 靜電場效應(yīng) 靜磁場效應(yīng) 極低頻電場效應(yīng) 極低頻磁場效應(yīng)電磁場引起健

14、康效應(yīng)的理論原理。45-靜磁場與電場相反， 靜磁場可以自由穿透生物組織。它們能直接與移動的電荷（離子，蛋白質(zhì)等）互相作用，還可以與組織中的磁性材料通過多個物理機(jī)制發(fā)生作用。然而，在環(huán)境背景水平，唯一重要的機(jī)制是在組織中誘導(dǎo)產(chǎn)生靜電場和電流。因此，盡管外部電場無法穿透，但外部磁場能在人體內(nèi)引起電場。46-ELF電場就像靜電場在人體表面引起電荷一樣，ELF電場也能在人體表面引起電荷，不過是會隨時間有規(guī)律的變化。同時，表面電荷的不斷流動會振蕩產(chǎn)生內(nèi)部的電場和電流。但是， 這些影響取決于頻率，而且在ELF范圍內(nèi)影響非常小。通常情況下， 誘導(dǎo)產(chǎn)生的電場要比外部電場小100萬倍以上。 47-ELF磁場振蕩

15、磁場也能通過感應(yīng)產(chǎn)生電場和電流，但大多是在表面組織。這些影響也取決于頻率，而且在ELF范圍內(nèi)影響較小。相反， 開關(guān)過程產(chǎn)生的瞬變磁場可以通過感應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)電場和電流，但它只能持續(xù)很短的時間。48-物理模型許多科學(xué)模型被用來解釋ELF電磁場與細(xì)胞和組織相互作用的機(jī)理： 直接的能量轉(zhuǎn)換 對帶電分子施加能量，如蛋白質(zhì) 自由基的壽命增加 等等49-信號與噪音活細(xì)胞的環(huán)境由于有離子和帶電分子的隨機(jī)運(yùn)動產(chǎn)生電信號的噪音。如果ELF產(chǎn)生的信號能被細(xì)胞感知到，那它必須強(qiáng)于平均的噪音水平。在環(huán)境背景水平，大部分模型都不適用50-5.實(shí)驗(yàn)室研究討論理論問題之后，我們現(xiàn)在轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)結(jié)果已經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室研究的電磁場有， 靜電場

16、 靜磁場 ELF電磁場51-靜磁場一些研究表明，有職業(yè)接觸的工人的死亡率和癌癥的風(fēng)險有所增加。然而，在工廠還存在其它可能的致癌物和環(huán)境污染物，對于它們的影響并沒有進(jìn)行過正確的調(diào)查因此，在沒有對其它因素的影響作出正確評估時，不能就把死亡率和癌癥風(fēng)險增加的原因歸于磁場暴露。52-ELF電磁場當(dāng)感應(yīng)電場和電流強(qiáng)度超過了身體的自然電信號時，可觀察到ELF電磁場的許多效應(yīng)。盡管數(shù)據(jù)存在不一致或不能重現(xiàn)，其它一些研究報告還發(fā)現(xiàn)了大量在低水平時體外實(shí)驗(yàn)的效應(yīng)： 細(xì)胞增生的變化，新陳代謝，基因表達(dá)，蛋白 質(zhì)合成， 酶的活動等等。這些觀察不一定是對人類健康造成不利影響的預(yù)示；需要更好地去了解其機(jī)理。53-6.流

17、行病學(xué)研究大多數(shù)流行病學(xué)研究都集中在工頻磁場，雖然有些也研究電場。研究最多的疾病有： 癌癥 生殖狀況 神經(jīng)和精神疾病 54-癌癥目前的研究尚無一致性的結(jié)論。沒有說服力的證據(jù)證明有致癌性。55-神經(jīng)和精神疾病某些研究報告發(fā)現(xiàn)，在一些暴露于高強(qiáng)度電磁場的特定工人群體中，像阿爾茨海默氏癥(又叫老年性癡呆）等疾病的發(fā)病率明顯增加。這些研究結(jié)果需要進(jìn)一步的檢查和后續(xù)跟進(jìn)。雖然有些報告建議，自殺和 抑郁癥沒有相關(guān)的聯(lián)系，但更多的研究是必要的。56-心血管據(jù)報道， 在精確的情況下，ELF電磁場可以影響心血管系統(tǒng)，例如心率的稍微降低或增加（約35次/分鐘）然而，在低于目前暴露標(biāo)準(zhǔn)限值的情況下，沒發(fā)現(xiàn)有明顯的急

18、性或長期的與心血管相關(guān)的危害。57-大腦和行為 因?yàn)樯窠?jīng)組織對電信號很敏感，所以大腦可能會是人體與ELF電磁場相互作用的一個場所。 試驗(yàn)表明這種影響可能會發(fā)生，但僅當(dāng)感應(yīng)電流達(dá)到一定限值時才會發(fā)生。 腦電波改變 對于復(fù)雜推理任務(wù)的反應(yīng)時間的改變 時間觀念的變化 58-8.結(jié)論盡管已有大量的研究報告，但還是需要做進(jìn)一步的研究來對靜態(tài)場和ELF電磁場的健康效應(yīng)做出一個完整的評價。研究中許多不一致的地方必須得到解決，報告的健康效應(yīng)必須能夠再現(xiàn)，主要的關(guān)注點(diǎn)例如癌癥必須正確表述。提高我們的認(rèn)識有助于更好地評估可能的風(fēng)險，確保給社區(qū)和工作場所的所有人提供充足的保護(hù)。59-磁場隨距離增加迅速降低60-AC

19、GIH靜磁場標(biāo)準(zhǔn)暴露最高容許限值全身（一般性工作場所）2T全身（工人接受過特殊培訓(xùn)，在受控制的工作環(huán)境操作）8T四肢20T植入鐵磁或電子醫(yī)療設(shè)備的人0.5 mT61-ACGIH靜電場和ELF電場標(biāo)準(zhǔn)ACGIH規(guī)定，對于0Hz（直流）到220Hz的電場，其最高容許限值為25 kV/m.62-ACGIH ELF磁場標(biāo)準(zhǔn)63-GBZ工頻電場標(biāo)準(zhǔn)64-第四部分 激光65-激光的基本原理激光是電磁輻射的一種形式特定材料的原子能級狀態(tài)變化的過程中產(chǎn)生激光當(dāng)原子中的電子從高能級躍遷到低能級時，它將以光的形式釋放出能量，稱為受激輻射波長決定激光的顏色波長一般用納米來表示。十億納米為一米。66-激光的構(gòu)成67-

20、激光的構(gòu)成激光工作介質(zhì)：是指用來實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)體系，有時也稱為激光增益媒質(zhì)。它們可以是固體，氣體，液體和半導(dǎo)體。 固體：銣YAG，紅外激光1.064微米 氣體：氦，氦氖混合氣，發(fā)射可見紅光；CO2激光發(fā)射遠(yuǎn)紅 外激光，10.6微米 燃料（在液體中）：復(fù)雜的有機(jī)燃料，如若丹明6G，溶解在 液體溶劑中，波長范圍寬 半導(dǎo)體：又稱二極管激光，這些電子設(shè)備非常小，功率低， 激光打印機(jī)有應(yīng)用 激發(fā)態(tài)原子或分子：使用活性氣體如氯氣和氟與惰性氣體氬、 氪和氙的混合氣體。當(dāng)受電擊時，形成二聚物，發(fā)出紫外光68-名義危害區(qū)域69-激光的生物效應(yīng)眼睛傷害：具有足夠能量的激光光束理論上

21、能損壞視網(wǎng)膜，導(dǎo)致永久性失明。熱灼傷：激光引起的組織破壞主要為熱效應(yīng)引起，組織蛋白由于吸收激光能量而溫度上升，引起變性。接觸時間超過10微秒，波長范圍在近紫外到遠(yuǎn)紅外（0.315m-103m)。光化學(xué)效應(yīng)：接觸光化紫外輻射(0.200m-0.315m)任何時間，或接觸可見藍(lán)光(0.400m-0.550m)超過10s，會引起組織破壞色素沉著和紅斑：UV-A (0.315m-0.400m)致癌：UV-B除了了熱灼燒外，還可能引起皮膚癌整體而言，對皮膚的危害沒有對眼睛的大。70-激光生物效應(yīng)概要光譜域?qū)ρ劬Φ挠绊憣ζつw的影響紫外線 C(0.200-0.280m)光角膜炎紅斑 (炙熱)皮膚癌紫外線 B

22、(0.280-0.315m)光角膜炎加速皮膚老化加深皮膚顏色紫外線 A(0.315-0. 400m)光化學(xué)白內(nèi)障色素沉積皮膚灼傷 可見光(0.400-0.780m)光化學(xué)和熱損傷視網(wǎng)膜光感反應(yīng)皮膚灼傷 紅外線 A(0.780-1.400m)白內(nèi)障及視網(wǎng)膜燒傷 皮膚灼傷紅外線 B(1.400-3.00m)燒傷角膜, 房水閃光, 白內(nèi)障 皮膚灼傷紅外線 C 3.00-1000m)只有角膜燒傷 皮膚灼傷71-對眼睛的影響72-非光束激光危害非光束危害：不是由于人體直接接觸激光束引起的危害電氣危害：最常見的非光束危害。電器安裝時需小心來自電源和電容的高壓。采取電氣安全技術(shù)防止傷害?；穑阂兹嘉镔|(zhì)接觸激光

23、束容易點(diǎn)燃，引起火災(zāi)噪音：脈沖激光可能會引起較高的噪音間接輻射：非激光輻射，但與激光的操作有關(guān)；例如等離子管引起射頻輻射，激發(fā)態(tài)分子激光的高壓電源引起X射線。光輻射：來自激光放電管、泵浦燈的紫外輻射，激光焊接產(chǎn)生的紫外輻射工業(yè)衛(wèi)生因素：壓縮氣體，低溫材料，有機(jī)染料，毒性或致癌物質(zhì)（如激光與塑料作用）73-激光分類2級：”低功率”可視激光，或稱為“低危害激光”，波長在400-700 nm之若直視或盯視會產(chǎn)生傷害，一般人眼有避害反應(yīng)，一般不會產(chǎn)生傷害。 防護(hù)措施：貼標(biāo)簽警示不要直視。如：激光筆，激光針74-激光分類3級：“中等功率”或“中等危害激光器”。能在避害反應(yīng)時間內(nèi)（通常眨眼時間為0.25秒）對眼產(chǎn)生傷害。不會對皮膚產(chǎn)生傷害，無漫反射危害 防護(hù)措施： 采取控制保證不要直視光束或鏡面反射光束。 如：理療激光，眼科激光3a級：注視激光極短時間不會產(chǎn)生傷害。 1mW5mW可見He-Ne激光器3b級：直視一般均產(chǎn)生危害，鏡面反射和光束內(nèi)觀察都會產(chǎn)生危害，但不會有 漫反射危害 5mW500mW可見He-Ne激光器75-控制措施采取一些措施可免于激光傷害，包括： 工程控制 管理控制 個人防護(hù)用品7