极低频电磁场的健康效应

来自于输电线路、变压器、家用电器的极低频电磁场已经在现代生活中无所不在,但它们对人体健康的潜在危险还不清楚。为了综合评述近几年的研究成果以指引未来极低频电磁场健康效应的研究方向,在介绍极低频电磁场物理特性的基础上,着重介绍了近年来极低频电磁场在流行病学调查、人体志愿者、动物实验、细胞和分子、生物物理学等领域的研究进展。大多数流行病学调查表明极低频电磁场的健康风险比值比在1~2之间。人体志愿者实验研究主要包括心肺生理、脑电与神经、血常规、褪黑素等方面。动物实验研究主要包括认知、血管渗透性、褪黑激素、免疫系统、转基因白血病动物模型、协同致癌作用等方面。细胞和分子研究主要包括细胞周期、细胞凋亡、细胞分裂、DNA复制转录和翻译等方面。生物物理学研究主要包括ROS机制、胞内Ca2+、离子通道、鲁棒行为、信噪比、体内磁性颗粒等方面。极低频电磁场限值方面的国际标准主要包括ICNIRP指南和IEEE标准,国内标准主要包括职业卫生标准和环境控制标准。未来的研究方向应包括极低频电磁场的生物系统特性如鲁棒性和涌现性等、电磁场作用下的生物实时响应和电磁能量的生物效应。     

生物电磁专题征文

正《高电压技术》2014年拟出版生物电磁专题,论文主要包括:1)高电压电磁环境的健康效应、标准;2)流调、人体、器官、细胞、分子、生物物理等各层次的电磁生物效应和机理;3)磁共振成像;4)电阻抗成像;5)射频消融;6)电穿孔;7)脑起搏和心脏起搏;     

生物电磁专题征文

正《高电压技术》2014年拟出版生物电磁专题,论文主要包括:1)高电压电磁环境的健康效应、标准;2)流调、人体、器官、细胞、分子、生物物理等各层次的电磁生物效应和机理;3)磁共振成像;4)电阻抗成像;5)射频消融;6)电穿孔;7)脑起搏和心脏起搏;     

生物电磁专题征文

正《高电压技术》2014年拟出版生物电磁专题,论文主要包括:1)高电压电磁环境的健康效应、标准;2)流调、人体、器官、细胞、分子、生物物理等各层次的电磁生物效应和机理;3)磁共振成像;4)电阻抗成像;5)射频消融;6)电穿孔;7)脑起搏和心脏起搏;     

生物电磁专题征文

正《高电压技术》2014年拟出版生物电磁专题,论文主要包括:1)高电压电磁环境的健康效应、标准;2)流调、人体、器官、细胞、分子、生物物理等各层次的电磁生物效应和机理;3)磁共振成像;4)电阻抗成像;5)射频消融;6)电穿孔;7)脑起搏和心脏起搏;8)驻极体;9)除颤;10)射频热疗;11)电磁理疗;12)体外碎石;13)高频电刀;14)生物电磁计量,     

生物电磁专题征文

正《高电压技术》2014年拟出版生物电磁专题,论文主要包括:1)高电压电磁环境的健康效应、标准;2)流调、人体、器官、细胞、分子、生物物理等各层次的电磁生物效应和机理;3)磁共振成像;4)电阻抗成像;5)射频消融;6)电穿孔;7)脑起搏和心脏起搏;8)驻极体;9)除颤;10)射频热疗;11)电磁理疗;12)体外碎石;13)高频电刀;14)生物电磁计量,如SAR计量;15)医疗仪器电气安全;16)其他。本期专题诚邀浙江大学医学部包家立教授担任专题特约副主编。专题论文投稿截止日期为:2014年7     

强电磁场环境中电磁防护的探讨

将生物细胞在强脉冲电流形成的电磁场环境中进行实验,观察了脉冲电磁场对细胞的影响,探讨了细胞生物效应和实验条件的相关关系。实验证明:强脉冲电流磁场对细胞有一定的抑制和杀伤作用。采用适当的电磁屏蔽措施,可以减少脉冲电磁场对细胞的影响,此研究工作的开展将为高电压电磁防护机理研究提供实验和理论依据。     

高压输电线环境电磁场暴露健康效应的原初作用

高压输电线环境电磁场暴露健康效应的原初作用机制是阐述电磁健康的环节,是制修订我国环境电磁标准的重要基础。为此,对220kV的高压输电线环境电磁场进行了现场监测,将SD大鼠海马神经元暴露在瑞士IT’IS系统中,观察胞内活性氧自由基(ROS)、钙离子(Ca2+)和线粒体膜电位(MMP)对磁感应强度为0.1mT、0.5mT和1.0mT的极低频电磁场的生物响应。研究结果表明:环境电场强度≤1kV/m,磁场磁感应强度≤1.5μT;神经元胞内活性氧自由基、钙离子、线粒体膜电位对磁感应强度≥0.1mT的磁场有生物反应。因此,电场能量密度和磁场能量密度可作为电磁健康效应的评价参数;ROS是电磁因果链原初作用中连接物理和生物解释的一个重要标志物;足够强度的电磁场才能对健康产生影响,笼统说"电磁场对健康有影响"会误导公众。     

评估磁共振成像系统电磁安全的数值计算方法

近年来,随着磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)技术的快速发展,其电磁安全性得到了越来越广泛的重视。为此,综合评述了近几年的研究成果,首先介绍了MRI系统产生的静磁场、梯度场和射频场这3种不同性质的电磁场的生物效应及其安全标准,并在此基础上着重介绍了评估MRI系统电磁安全的数值计算方法,分别就人体数值模型和数值计算方法针对准确度和计算效率详细展开了分析和评价。研究结果表明:当MRI产生的3种电磁场超过一定限值时,会引发生物效应,导致受检者的身体出现不适反应;现有人体模型分辨率高,可较准确地反映真实人体组织,但通用模型限制了高场MRI设备优势的发挥,开发个体体素模型是必然发展趋势;现有的用来评估MRI电磁安全的数值计算方法包括有限元法、矩量法和时域有限差分方法,以及准静态近似方法和混合数值计算方法等衍生计算方法,这些方法能较准确地预测人体组织内的电磁场值,但无法兼顾准确度和高计算效率,仍需进一步改善;现有的安全标准尚不完善,未来应补充开放式MRI系统、PET/MRI多模成像技术以及LINAC/MRI介入治疗系统等新型系统的安全标准。该研究结果可以为MRI设计人员提供参考,帮助补充完善现有的MRI安全标准,在保证安全性的条件下提高系统性能。     

模拟输电环境电磁场对动物血清和细胞超微结构的影响

为研究交流高压输电线路产生的低频环境电磁场对人体的生物效应,采用哺乳动物在体实验研究了具有椭圆极化场源特征的模拟电磁环境对动物血清和细胞超微结构的影响。血清生化分析显示,当实验动物经过Ⅰ区域电磁场(3.5～4.5kV/m、40～48μT)曝露后,谷草转氨酶(ALT)、谷丙转氨酶(AST)和尿素氮(BUN)含量明显升高,肝细胞凋亡率明显增加。当实验动物经过Ⅱ区域电磁场(2.3～3.5kV/m、48～50μT)曝露后,上述指标未产生具有统计学意义的变化。由细胞超微结构的电镜观察结果可知,2种实验参数均使得细胞线粒体的大部分嵴和膜出现轻中度融合。研究结果表明,低强度低频电磁场(2～5kV/m,20～60μT,50Hz)曝露可能会影响动物的肝、肾功能,并能通过某种途径诱导细胞线粒体超微结构发生异常。     

生物电磁技术应用及其相关健康风险评估对策

为了促进生物电磁研究领域和安全性评价研究领域的更深入持久的交流与合作,首先通过查阅相关文献,综合流行病学资料及实验室结果,概述了生物电磁技术应用及其相关健康危害性评价方面的研究进展。关于生物电磁技术的医学应用方面,μs、ps及ns脉冲电场在肿瘤无创治疗中前景广阔;低频电磁场可促进骨细胞生长从而加速骨重建;钬激光体内结石碎石技术具有手术时间短、损伤小等优势;驻极体暴露为临床用药提供新方法。关于电磁暴露的健康危害性评价方面,微波辐射是否产生健康危害,目前尚无定论;尽管国际上仍有大量争议,但2007年国际卫生组织宣布工频电磁场与儿童白血病相关致癌性的人体证据有限;工频电磁场暴露影响动物认知的行为,其受影响程度与电磁场的磁感应强度、暴露持续时间密切相关;THz波在一定条件下可破坏脱氧核糖核酸(DNA)双螺旋结构,低水平THz波辐射可干扰蛋白质的识别过程;当人处于磁感应强度4.0 T的核磁共振成像超高磁场中时,大多数人会出现头痛、胸闷等心脑血管不适症状。然后借鉴了公共卫生学、生理学、流行病学与管理毒理学等学科的基本理论,提出了建立生物电磁效应相关健康风险评估体系的构想和对策。即从生物电磁技术的危害识别、危害特征描述、暴露评估和风险特征描述这4个方面,对生物电磁技术应用的基本原理及有关电磁暴露的健康风险问题进行系统评估,为人们科学应用生物电磁技术并规避健康风险提供预防措施。未来的研究方向是应建立科学的、规范的、多学科融合的生物电磁效应相关健康风险评估体系。     

高铁离线电弧射频和车内低频电磁暴露的特性研究

为了有效评估高速铁路列车电磁环境对人体健康的影响,以武汉—广州高速铁路列车(简称武广高铁)离线电弧射频和车内低频电磁暴露为对象,采用现场测试与实验室半实物仿真试验相结合的方式对弓网离线电弧射频开展了研究,即针对高铁线路诸如电分相、锚段关节等一些易发生较大离线电弧的典型位置在武广线开展了现场实测来获得高铁内弓网离线电弧高频电场骚扰强度的频谱特性,在车内对窗口、中轴线、车厢连接端、关键设备等位置进行了现场实测来获得车内低频磁场特性,采用西南交大自主研发的弓网电弧检测系统进行了半实物仿真试验来获得牵引电流、接触压力等参数对弓网离线电弧等效电场骚扰强度的影响,通过对高铁电磁环境实测值与国家标准GB 8702—2014及国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)指南等标准的比较,以及铁路从业人员一些疾病的危险比评估,来分析长期效应对人体健康的影响。研究结果表明:弓网离线电弧频谱主要分布在0.009~500MHz范围内,尤以30~300 MHz之间频谱最为丰富;通过扫频数据计算得到电分相处弓网离线电弧辐射功率密度的时频分布图;基于点频数据采用最小二乘拟合法对高铁离线电弧电磁发射进行统计分析后得到线性回归计算式;由半实物仿真试验得出弓网离线等效电场骚扰强度与列车速度、牵引电流、弓网接触压力有关;车内低频磁场磁感应强度在0.102~34μT范围内;弓网离线电弧高频电磁骚扰对人体健康影响不大,低频磁场符合国内健康标准。该研究结果可以为高铁电气化轨道交通的设计和电磁干扰的抑制以及对人体生物电磁学影响的研究提供必要的数据支持。     

智能电能表电磁兼容试验故障及解决措施分析

针对智能电能表在型式评价电磁兼容性方面实际测试情况,对高频脉冲、静电放电、雷电、电压暂态故障、射频辐射电磁场、印制电路板6个方面的干扰源进行了分析。在现有研究的基础上,依据电能表型式评价国家标准、电力行业标准及内蒙古电力(集团)有限责任公司企业标准,分别对静电放电抗扰度、快速瞬变脉冲群抗扰度、浪涌抗扰度、射频电磁场抗扰度、射频场感应的传导骚扰抗扰度及电压暂降和短时中断6项电磁兼容试验的试验要点和试验中遇到的故障进行分析总结,并针对故障提出相应解决措施。     

近30年的工频磁场生物效应研究──没有定论

近３０年来，国际上关于工频电磁场的生物效应研究非常热烈，研究方法主要是基于流行病学、动物实验和暴露量统计分析，所得出的结论存在很大的非一致性。由于缺乏对工频电磁场如何影响人体健康的根本机理的明确认识，因此至今仍未得出关于该论题的确定性结论。本文在广泛阅读国内外有关文献的基础上，对该课题的研究状况作一综述，旨在加强人们对该课题的认识，指导有待深入的研究方向。关键词##4工频电磁场;流行病学;健康影响     

极低频磁场的生物学效应

极低频磁场(ELF-MF)是一种普遍存在的环境物理因子,随着科技的发展和人类活动范围的不断扩大,人类、哺乳类、鱼类等生物时刻暴露于ELF-MF环境中,其潜在的生物学效应备受关注。为此,通过广泛调研极低频磁场生物学效应的相关文献,着重从动物行为、免疫功能、细胞发育、胚胎发育等角度对近年来极低频磁场生物学效应的研究成果进行了综述,使读者更直观地了解极低频磁场生物效应研究的发展历程及研究结论。动物行为研究主要包括极低频磁场对鱼类的迁徙行为以及哺乳动物运动行为的影响等方面;免疫功能研究主要包括极低频磁场对哺乳动物机体免疫的影响等方面;细胞发育研究主要包括极低频磁场对细胞生长、细胞凋亡和基因表达的影响等方面;胚胎发育研究主要包括极低频磁场对鸟类、鱼类、无脊椎动物和哺乳动物胚胎发育过程的影响等方面。现有的研究尚未得出一致的结论,结合相应的暴露参考限值,对研究可能存在的问题进行了分析,提出未来的研究方向应包括评价体系的完善、低强度极低频磁场生物效应的研究以及极低频磁场与其他环境因子联合效应的研究。     

实时电磁场细胞暴露系统的研制

为进行极低频电磁场生物效应及其机制的动态研究,研制了一种实时电磁场细胞暴露系统。该系统由细胞暴露工作台、电磁场细胞暴露仪、荧光显微镜、CCD摄像头、摄像头操作系统、荧光图像处理系统和电脑等组成。细胞暴露工作台上放置一个C形电磁铁芯,细胞皿放置在C形电磁铁芯的细胞槽中。采用CCD摄像头及其操作系统连续采集细胞荧光图像并生成图像集。通过荧光图像处理系统将图像集中目标细胞的荧光亮度转换为时间序列荧光数据值,以实现像线转换。最后电磁场暴露并同步检测活性氧自由基(ROS)、Ca2+、线粒体膜电位(MMP)荧光的飞升特性。结果表明:该系统产生的磁感应强度在0.01~25.37 m T内可调,其绝对误差5%;磁场频率在0~340 Hz内可调,其绝对误差2%;传感器电压在1~200 m V内可调;灵敏度在0.011~0.127内可调;其线性度1.566%,精度2.694%。因此,所研制的仪器具有较高的线性度和精度。此外,在像线转换中研发的细胞定位、细胞识别、荧光测算、曲线校正等一系列技术可以满足电磁生物效应的实时检测需求。     

脉冲电磁场对雄性小白鼠生物效应的研究

本文分析了生物体所处电磁环境的类型以及外电磁场对生物体的作用方式，并以雄性小白鼠为研究对象.采用血细胞计数及细胞电泳实验的方法研究了脉冲电场及脉冲磁场对其影响。在生物电介质介电模型的基础上，探讨了脉冲电磁场对生物体及其细胞作用的机理。     

磁共振式无线电能传输系统应用的电磁环境安全性研究及综述

随着磁共振式无线电能传输技术的研究与推广应用,基于该技术系统工作时电磁环境安全性的研究极为重要。首先阐述了磁共振式无线电能传输技术的发展历史和应用情况,在此基础上介绍了电磁环境对生物体影响的研究概况。通过比较国际上的电磁辐射暴露限值导则和国内相关的主要标准,综述了磁共振式无线电能传输系统电磁环境的研究现状,具体包括:目前主要的磁共振式无线电能传输技术的系统结构;电磁场研究中参考的人体解剖模型;电磁场分布的数值计算和仿真方法。最后进一步具体分析了磁共振式无线电能传输系统电磁环境研究中亟待解决的问题和未来的发展趋势。     

特高压工频电磁场对人体生物效应的仿真分析

以1 000 kV交流输电线路为对象,研究特高压输电线路电磁场对人体的生物效应。首先采用SEMCAD软件建立线路模型,分析输电线周围电场强度分布和磁场强度分布;然后建立人体模型,分析人体位于输电线不同距离的电磁场比吸收率(specific absorption rate,SAR)。仿真结果表明人体在距离特高压输电线L2相20 m处的电磁场中获得SAR最大值,且该值远低于国际标准。     

河北省南部电网重点实验室

<正>电磁环境实验室电磁环境实验室始建于2006年,主要承担河北省南部电网电力设施电磁环境监测、分析,以及电磁环境防治措施的研究工作。实验室拥有工频电磁场测试仪、射频电场测试仪、射频磁场测试仪、无线电干扰测试装置、噪声分析仪等先进仪器,可开展电力设施工频电场、工频磁场监测,输变电工程建设电磁环境监测与评价,电磁兼容、无