【学习目标】

     掌握    非电离辐射的概念、种类、特点；

            非电离辐射（高频电磁场、微波、紫外辐射）的

            主要防护措施；

               熟悉    非电离辐射（高频电磁场、微波、紫外辐射）的接触机会

                           及对机体的主要影响；

         了解     红外辐射、激光的接触作业、对机体的影响及防护措施；

第五章 第五节 非电离辐射 电子教材

第五章 第五节 非电离辐射 授课视频

1. 射频电磁场

2. 红外辐射和紫外辐射

以下为参考资料：

第五章 第五节 非电离辐射 课件

第五节 非电离辐射

非电离辐射和电离辐射均属于电磁辐射。电磁辐射已成为继水污染、大气污染、噪声污染之后当今人们生活中的第四大污染。电磁辐射以电磁波的形式在空间向四周辐射传播，具有波的一切特性，波长(λ)、频率(f)和传播速度(c)之间的关系为：λ=c/f。

频率常用单位为：赫(Hz)、千赫(kHz)、兆赫(MHz)、吉赫 (GHz)，其相互间关系为：

1kHz=1000Hz，1MHz=1000KHz，1GHz=1000MHz。

波长短，频率高，辐射的量子能量大，生物学作用也强；反之，生物学作用弱。

当量子能量达到12eV以上时，对物体有电离作用，导致机体的严重损伤，这类电磁辐射称为电离辐射，如X射线、γ射线、宇宙射线等。α、β、中子、质子等属于电离辐射中的粒子辐射。量子能量<12eV的电磁辐射不足以引起生物体电离的称为非电离辐射，如射频辐射、紫外线、红外线、激光等；紫外线的量子能量介于非电离辐射与电离辐射之间。

一、静磁场

二、极低频电磁场

三、射频电磁场

射频电磁场又称射频辐射(radiofrequency radiation)  是指频率在100kHz~300GHz的电磁辐射，也称无线电波，包括高频电磁场(high-frequency electromagneticfield)和微波(microwave)。射频辐射的量子能量较小且波长较长，其波长范围为1mm~3km(表3-18)。

射频辐射的辐射区域以离开辐射源2D²/λ（ D-辐射源口径，λ-波长）的距离为界一般分为：

远区场（far-field）：＞2D²/λ，近区场（near-field）：≤2D²/λ，近区场以λ/2π为界分为：

感应场：距离＜λ/2π的区域，辐射场：距离＞λ/2π的区域。在感应场近区场，电场和磁场强度的大小没有确定的比例关系。所以需分别测量电场强度（V/m）与磁场强度（A/m）。

（一）高频电磁场：频率从100kHz~300MHz的频段范围称为高频电磁场。

1.接触机会：

①高频感应加热：如高频热处理、焊接、冶炼、热轧、表面淬火；半导体材料加工，使用频率在300kHz~3MHz。

②高频介质加热：加热对象为不良导体，如塑料热合、高频胶合、粮食干燥与种子处理，纸张、布匹、皮革、棉纱、及木材烘干、橡胶硫化等，使用频率在1～100MHz。

                        高频感应加热（高频焊接）                               高频介质加热（塑料热合）

2.对人体的影响

高频电磁场对人体健康的影响，主要表现为轻重不一的类神经症状。脱离作业症状可明显减轻。通常在强声源附近的工作的人员，主诉有全身无力、易疲劳、头晕、头痛、胸闷、心悸、、失眠、多梦、记忆力减退、手足多汗、脱发、肢体酸痛等。女工常有月经周期紊乱，以年轻者为主；少数男工性功能减退。体格检查除部分工人有自主神经功能紊乱的征象外，很难有明确、特殊的客观体征。个别接触场强较大的工作人员，心电图检查显示窦性心动过缓或窦性心律不齐。

3.处理原则

对于这些症状的治疗，一般对症处理就可以收到良好效果。脱离接触收效更明显。

4.防护措施

高频电磁场的主要防护措施：场源屏蔽、距离防护、合理布局。

①场源屏蔽：可以金属薄板(或金属网、罩)将高频电磁波的场源包围，以反射或吸收高频电磁波的场能，减低作业场所电磁场的强度。常用的有局部屏蔽和整体屏蔽，两者都必须有良好的接地装置，以便将场能转变为感应电流引入地下。

②距离防护：采用自动或半自动的远距离操作，尽可能远离辐射源，这是利用了电磁场强度与距离的平方成反比这一原理。如使用长柄作业工具、遥控操作等。对场源周围要有明确的标志。

              

③合理布局：安装高频机尽可能远离非专业工人的作业点和休息场所，高频机之间应有一定距离，并有良好的接地装置。

执行卫生标准：我国《工作场所有害因素职业接触限值第2部分 物理因素》（GBZ2.2-2007）规定一个工作日内超高频辐射职业接触限值：日接触时间8小时，功率密度和电场强度连续波为0.05mW/cm²和（14V/m)，脉冲波为0.025mW/cm²和(10V/m)。

（二）微波：高频振荡电流的频率达300MHz以上，波长<1m时，作业人员处于辐射场区内，此区的特征是电磁能量以波的形式向四周空间辐射，人们受到的是辐射波能的作用。波长在1m-1mm的电磁波称微波，频率为300MHz~300GHz。微波的强度常用功率密度表示，其单位为mw/cm²或μw/cm²。微波功率密度与距离的平方成反比。

1.接触机会：微波广泛应用于：雷达导航、测距、探测、卫星通信等方面。微波加热常用于食品加工、材料、纸张和药材干燥、杀虫、理疗、烹饪等，临床上的理疗也属于微波加热。微波加热设备国际上多采用2450MHz和915MHz的固定频率，目的是防止干扰其他微波设备。

                                  雷达系统                                                                微波通信

2.对人体的危害

微波的波长短、频率高、量子能量大，其生物学效应大于高频电磁场。微波随频率、波长不同又分为分米波、厘米波和毫米波。因厘米波使用量应用最多，故目前所知的微波生物学效应，多数是根据厘米波的研究所得。近年来毫米波的应用日趋增多，关于它的生物学效应特点逐渐引起人们的重视。功率密度相同时脉冲波的作用大于连续波。

微波对人体的危害，主要决定于微波源的发射功率、设备泄漏情况、辐射源的屏蔽状态及在操作和维修时是否有合理的防护措施等。微波对人体的健康的影响，要比高频电磁场大。除表现为类神经症等功能性变化外，严重时还可有局部器官的不可逆性损伤，如引起眼晶状体浑浊，少数接触大功率微波辐射者，甚至可发展为白内障。

①神经系统 主诉与接触高频电磁场的工作者类同。主诉较多，症状较为明显，持续时间也较长，脱离后恢复较慢。

②心血管系统：主诉有心悸、心区疼痛或压迫感。心电图检查可有窦性心律不齐，心动过缓，偶见有右束支传导阻滞。

③造血系统：接触微波可使外周血WBC总数暂时性下降，少数人同时伴有血小板减少，脱离后一段时间可恢复。

④生殖内分泌系统：女性月经异常表现多样化。部分男工主诉性功能减退。如睾丸受到微波照射可是精子数量明显减少。一般脱离照射后3个月，多数人都可以恢复。

⑤免疫系统、致畸和致突变作用：文献报道不一，至今尚无明确定论。

3.处理原则

治疗以中西医结合对症治疗为主，类神经症可获良好疗效。疑似眼晶状体混浊者，转眼科处理。明确微波引起的白内障患者，应脱离微波接触。

4.防护措施

微波的基本防护原则是：吸收微波辐射能，加大辐射源与作业点的距离、合理的个人防护。

①吸收微波辐射能：调试微波机时，须安装等效天线，以吸收微波能量。

②加大辐射源与作业点的距离：微波作业点应设置与辐射强度最小的部位，尽量避免在辐射流的正前方工作。

③合理的个人防护：如微波防护服、防护帽、防护眼镜等。

④执行卫生标准：《工作场所有害因素职业接触限值 第2部分 物理因素》（GBZ2.2-2007）规定：

全身辐照连续波：日剂量400µW/cm²；8h平均功率密度50mW/cm2；非8h平均功率密度400/t mW/cm²；短时间接触功率密度5mW/cm²；

全身辐照脉冲波：日剂量200µW/cm²；8h平均功率密度25mW/cm2；非8h平均功率密度200/t mW/cm²；短时间接触功率密度5mW/cm²；

肢体局部辐照连续或脉冲波：日剂量4000µW/cm²；8h平均功率密度500mW/cm2；非8h平均功率密度4000/t mW/cm²；短时间接触功率密度5mW/cm²。

四、红外辐射（infrared radiation）

红外辐射，即红外线，亦称热射线。红外线可分为：

长波（远）红外线：波长3 mm-1mm，只能被皮肤吸收，产生热的感觉。

中波红外线：波长1400nm-3mm，能被角膜和皮肤吸收；

短波（近）红外线：波长760-1400nm，可被组织吸收引起灼伤。

1.接触机会  凡温度高于绝对零度（-273℃）以上的物体，都能发射红外线。温度越高，辐射强度越大，辐射波长越短。

自然界的红外线辐射源以太阳为最强。在生产环境中，主要红外线辐射源包括：烘烤和加热设备等；熔炉、熔融态的金属、碳化硅和玻璃等；轧钢车间的钢胚等。

                                          太阳辐射                                               红外辐射工作炉

                                     锻造车间                                             行车吊运钢水包，正在进行浇注作业

2.对机体的影响：红外辐射对机体的影响主要是皮肤和眼睛。

①对皮肤的影响 

较大强度短时间照射，皮肤局部温度升高，血管扩张，出现红斑效应。

反复照射，局部可出现色素沉着。

                                                             火激红斑

过量照射后，特别是近红外线（短波红外线），除发生急性灼伤外，还可透入皮下组织，加热血液及深部组织。

②对眼睛的影响

长期暴露于低能量红外线下，可致眼的慢性损伤，常见为慢性充血性睑缘炎。

短波红外线能被角膜吸收产生角膜热损伤，通过角膜伤及虹膜，而白内障多见于工龄长的工人。诱发红外线白内障主要波段是0.8-1.2mm和1.4-1.6mm。早期，患者除自觉视力逐渐减退外，无其他主诉。特点：两眼同时发生，进展缓慢。

波长<1mm的红外线和可见光可到达视网膜，主要损伤黄斑区。

                                 红外线白内障

3.防护措施

反射性铝制遮盖物、铝箔制衣服可减少红外线暴露量及降低熔炼工、热金属操作工的热负荷。严禁裸眼观看强光源。热操作工应戴能有效过滤红外线的防护眼镜。

                                                      铝箔耐高温防护服                                            铝箔耐高温防护服

五、紫外辐射

波长范围在100-400nm的电磁波称为紫外辐射(ultraviolet radiation，UV)，又称紫外线。太阳辐射是紫外线的最大天然源。根据生物学效应又可分为三个区带：

①远紫外区（短波紫外线，UV-C）：波长100nm-290nm，具有杀菌和微弱致红斑作用，为灭菌段。

②中紫外区（中波紫外线，UV-B）：波长290-320nm，具有明显的致红斑和角膜、结膜炎症效应，为红斑区；

③近紫外区（长波紫外线，UV-A）：波长320-400nm，可产生光毒性和光敏性效应，为黑线区。波长短于160nm的紫外线可被空气(O₃)完全吸收，而长于此波段则可透过真皮、眼角膜，以至晶状体。

1.来源及接触机会

①太阳辐射：是紫外线的最大天然源，对人体健康起着重要作用。

②高温物体：凡物体温度达1200℃以上时，辐射光谱中即可出现紫外线。随着温度升高，紫外线的波长变短，强度增大。

冶炼炉（高炉、平炉）炉温1200-2000℃，产生320nm左右的紫外线。

电焊、气焊、电炉炼钢，温度达3000℃，产生的紫外线波长＜290nm。

乙炔气焊及电弧焊等温度达3200℃，产生的紫外线波长＜230nm。

探照灯、水银石英灯发射的紫外线波长为220-240nm。因此，从事上述工种以及紫外线消毒工作可能受到的紫外线的过度照射。

2.对机体的影响  紫外辐射对机体的影响主要也是皮肤和眼睛。

①对皮肤的影响 皮肤对紫外线的吸收，随波长而异。波长在200nm以下，几乎全被角化层吸收；波长在220-330nm，可被深部组织吸收。

强烈的紫外线辐照可引起皮炎，表现为红斑、水泡、水肿。停止照射后，一般经24h可消退，伴有色素沉着。

接触300nm波段，可引起皮肤灼伤，其中297nmUV对皮肤的作用最强，可引起皮肤红斑并残留有色素沉着。这些反应常出现在暴露紫外线较多的部位，如躯干和腿部。长期暴露由于结缔组织损害和弹性丧失，可致皮肤皱缩、老化，更严重的是诱发皮肤癌。

②对眼睛的影响

波长为250～320nm UV，可被角膜和结膜上皮大量吸收，引起急性角膜结膜炎，因常因电焊弧光引起，称为电光性眼炎（electro ophthalmitis）。

             电光性眼炎（电弧眼）                                             电光性眼炎（电弧眼）

在阳光照射的冰雪环境下作业时，会受到大量反射的紫外线照射，引起急性角膜、结膜损伤，称为雪盲症。

电光性眼炎临床表现：经过一定的潜伏期，一般在照射后6~8h，最短为30分钟，最长不超过24h，故常在夜间或清晨发作。早期、轻症电光性眼炎仅有双眼异物感或轻度不适；重度则有眼部烧灼感或剧痛，伴有高度畏光、流泪、眼睑痉挛和视物模糊。检查可见球结膜充血、水肿，瞳孔缩小，对光反应迟钝，眼睑皮肤潮红。严重者，角膜有点状甚至片状剥脱，荧光素着色。

电光性眼炎的治疗：症状轻者无需特殊处理，症状较重者可用0.5~1%地卡因（镇静、止痛）滴眼，也可用红霉素眼膏或氯霉素眼药水。新鲜人乳、牛奶滴眼效果明显。禁用可卡因，因其可促进角膜上皮整块脱落，并延迟角膜的愈合。

3.预防措施

①原则：屏蔽辐射源，增大防护距离。

②个体防护：电焊工及其辅助工必须佩戴专用面罩、防护眼镜、防护服、防护手套，或使用防治电弧焊弧光危害的利器——自动变光焊接面罩。

                   手持式电焊面罩（YL-057）                                           电焊服

                                       自动变光焊接面罩（不带呼吸防护系统的）

                                            自动变光焊接面罩（带呼吸防护系统的）

③使用移动屏障围住电焊工操作区，以免他人受照射；非电焊工禁止进入操作区裸眼观看。

④用局部排风装置排除电焊时产生的有害气体和烟尘。接触低强度UV源，可使用玻璃或塑料护目镜、风镜。

⑤执行卫生标准：《工作场所有害因素职业接触限值》（第2部分）（GBZ2.2-2007）规定：

工作场所紫外辐射职业接触限值

 

六、激光  是物质受激辐射所发出的光发大（lightamplification by stimulated emission of radiation，LASER），故称激光。它是人造的、特殊类型的非电离辐射。具有高亮度、单色性、能量高、方向性和相干性好等优异特性。工农业、国防、医疗、科研方面广泛应用。

1.接触机会：激光器就产生激光的工作物质、光学谐振腔及激励能源三部分组成。激光器的用途包括：

工业上：激光打孔、切割、焊接等；

军事上：雷达、通讯、测距、制导、瞄准等；

医学上：用于眼科视网膜剥离修复、虹膜切除、玻璃体乳化，以及皮肤科、肿瘤科和外科的诸多领域。

科学研究：用于微量元素分析、等离子研究、热核工程控制，以及全息术、大气污染测定、地质测量等。

2.对机体的影响

激光与生物组织的相互作用，主要表现为热效应、光化学效应、机械压力效应和电磁场效应。激光对人体的组织的伤害及损伤程度，主要决定于激光的波长、光源类型、发射方式、入射角度、辐射强度、受照时间及生物组织的特性与光斑大小。激光伤害人体的靶器官主要为眼睛和皮肤。

①眼睛 激光是高度的平行光束，发散角很小，其光束具有高能量；而眼角膜和晶状体能将平行的激光束集聚于视网膜上。所以，眼是激光损伤的易感而脆弱的器官。目前大多数激光器发射的激光，以500nm以下波长的可见光波段危害最大。损伤的典型表现为水肿、充血、出血，以及视网膜移位、穿孔，最后导致中心盲点和疤痕形成，视力急剧下降。

②皮肤：激光对皮肤的损伤仅次于眼睛，其机制仍然是热效应和光化学反应。轻度损伤为红斑效应和色素沉着。严重者出现水泡、退色、焦化、溃疡等。250-320nm紫外激光可使皮肤产生光敏作用。大功率激光能透过皮肤损伤深部器官。

激光损伤后以避光休息为主，必要时以维生素、糖皮质激素等对症治疗。

3.防护措施：

①安全教育：所有参加激光作业人员，必须先接受激光危害及其安全防护的教育。

②安全措施：制订安全操作规程，确定操作区和危险带，设置醒目的警告牌，严禁裸眼观看激光束，严防激光反射至眼睛。

③防护设备：操作室围护结构用防激光材料制成，色调宜暗。室内不得设置能反射或折射激光束的设备、用具和物件。

④个体防护用品：穿颜色略深防燃工作服以减少反光。防护眼镜在使用前必须经专业人员鉴定，并须定期测试其效率。