電磁輻射熱效應(yīng)簡介

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電磁波在介質(zhì)中傳播時,介質(zhì)吸收電磁能而致熱的效應(yīng)。固體和液體介質(zhì),吸收電磁波的損耗比空氣大,損耗的能量大部分以熱的形式使介質(zhì)溫度升高。生物有機體的細胞和體液中排列混亂的極性分子,在電磁波照射下有趨向作用,發(fā)生頻率極高的振蕩運動,為克服所在介質(zhì)的黏滯性,高頻振蕩運動消耗能量而發(fā)熱,使器官溫度升高,并引起一系列高溫生理反應(yīng),包括酸中毒、過度換氣、流淚、發(fā)汗、心血管反應(yīng)、抽搐等癥狀,甚至危及生命。

電磁輻射污染生物學(xué)效應(yīng)

電磁輻射使生物系統(tǒng)產(chǎn)生的與生命現(xiàn)象有關(guān)的響應(yīng)稱為電磁輻射的生物學(xué)效應(yīng)。影響電磁輻射生物學(xué)效應(yīng)的主要參數(shù)是頻率和強度，不同頻率和強度的電磁輻射產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)的方式不同，效應(yīng)也不同。電磁輻射生物學(xué)效應(yīng)從熱作用方式上分為熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。

1、熱效應(yīng)：人體70%以上是水，水分子受到電磁波輻射后相互摩擦，引起機體升溫，從而影響到體內(nèi)器官的正常工作。產(chǎn)生熱效就應(yīng)的電磁波功率密度在10 mW/cm²；微觀致熱效應(yīng)1 mW - 10 mW/cm²；淺致熱效應(yīng)在10 mW/cm²以下。熱效應(yīng)可造成人體組織或器官不可恢復(fù)的傷害，如：眼睛產(chǎn)生白內(nèi)障、男性不育；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。

2、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，處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場即將對人體的非熱效應(yīng)體現(xiàn)在以下幾個方面：

神經(jīng)系統(tǒng)：人體反復(fù)受到電磁輻射后，中樞神經(jīng)系統(tǒng)及其它方面的功能發(fā)生變化。如條件反射性活動受到抑制，出現(xiàn)心動過緩等。

感覺系統(tǒng)：低強度的電磁輻射，可使人的嗅覺機能下降，當(dāng)人頭部受到低頻小功率的聲頻脈沖照射時，就會使人聽到好像機器響，昆蟲或鳥兒鳴的聲音。

免疫系統(tǒng)：我國有有初步觀察到，長期接觸低強度微波的人和同齡正常人相比，其體液與細胞免疫指標(biāo)中的免疫球蛋白1gG降低，T細胞花環(huán)與淋巴細胞轉(zhuǎn)換率的乘積減小，使人體的體液與細胞免疫能力下降。

內(nèi)分泌系統(tǒng)：低強度微波輻射，可使人的丘腦——垂體——腎上腺功能紊亂；CRT、ACTH活性增加，內(nèi)分泌功能受到顯著影響。

遺傳效應(yīng)：微波能損傷染色體。動物試驗已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：用195MHz、2.45GHz和96Hz的微波照射老鼠，會使其4-12%的精原細胞產(chǎn)生染色體缺陷，老鼠能繼承這種缺陷，染色體缺陷可引起受傷者智力遲鈍、平均壽命縮短。

3、累積效應(yīng)：熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)作用于人體后，對人體的傷害尚未來得及自我修復(fù)之前，再次受到電磁波輻射的話，其傷害程度就會發(fā)生累積，久之會成為永久性病態(tài)，危及生命。對于長期接觸電磁波輻射的群體，即使功率很小，頻率很低，也可能會誘發(fā)想不到的病變，就引起警惕。

電磁輻射污染危害類型

電磁輻射污染的危害主要包括對電器設(shè)備的干擾和對人體健康的負面影響兩個方面。

1、對電器設(shè)備的干擾有以下三種：

（1）是無線通信發(fā)展迅速，但發(fā)射臺、站的建設(shè)缺乏合理規(guī)劃和布局，使航空通信收到干擾，如1997年8月13日，深圳機場由于附近山頭上的數(shù)十家無線尋呼臺發(fā)射的電磁輻射對機場指揮塔的無線電通信系統(tǒng)造成嚴重干擾，使地對空指揮失靈，機場被迫關(guān)閉兩小時。

（2）是一些企業(yè)使用的高頻工業(yè)設(shè)備對廣播電視信號造成干擾，使周圍居民無法正常收看電視而導(dǎo)致嚴重的群眾糾紛，如北京市東城區(qū)文具廠就曾因該廠的高頻熱合機干擾了電視臺的體育比賽轉(zhuǎn)播，被憤怒的群眾砸壞了工廠的玻璃。

（3）是一些原來位于城市郊區(qū)的廣播電臺發(fā)射站，后來隨著城市的發(fā)展被市區(qū)所包圍，周圍環(huán)境也從人煙稀少變?yōu)槿丝诿芗?，電臺發(fā)射出的電磁輻射干擾了當(dāng)?shù)匕傩允湛措娨暋?

2、對人體健康有以下影響：

（1）過量的電磁輻射直接影響兒童組織發(fā)育、骨骼發(fā)育、視力下降；肝臟造血功能下降，嚴重都可導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫落。

眼睛屬于人體對電磁輻射的敏感器官，過高的電磁輻射污染還會對視覺系統(tǒng)造成影響。主要表現(xiàn)為視力下降，引起白內(nèi)障等。傷害眼睛功率密度與形成白內(nèi)障的時間的閾值曲線不是直線，在每一個頻率上照射兔眼似乎都需要一個微波功率密度閾值，低于這個曲線，即使連續(xù)照射也不會產(chǎn)生眼損傷。在500MHz以上，白內(nèi)障形成的最小功率密度約150 mW/cm²，低于500 MHz的頻率引起眼損害的可能性不能完全排除。

可以導(dǎo)致兒童智力殘缺。據(jù)最新調(diào)查顯示，我國每年出生的2000萬兒童中，有35萬為缺陷兒，有專家認為電磁輻射也是影響因素之一。世界衛(wèi)生組織認為，計算機、電視機、移動電話的電磁輻射對胎兒有不良影響。

（2）電磁輻射是造成孕婦流產(chǎn)、不育、畸胎等病變的誘發(fā)因素。

電磁輻射對人體的危害是多方面的，女性和胎兒尤其容易受到傷害，調(diào)查表明：1至3個月為胚胎期，受到強電磁輻射可能造成肢體缺陷或畸形；4至5個月為胎兒成長期，受電磁輻射可導(dǎo)致免疫力功能低下，出生后身體弱，抵抗力差。某省對16名女性電腦操作員的追蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，接觸電磁輻射污染的操作員月經(jīng)紊亂明顯高于別組。世界衛(wèi)生組織報告指出，孕婦每周使用20小時以上計算機，其流產(chǎn)率增加80%，同時畸形兒出生率也有所上升。

（3）高劑量的電磁輻射還會影響及破壞人體原有的生物電流和生物磁場，使人體內(nèi)原有的電磁場發(fā)生異常。

值得注意的是，不同的人或同一個人在不同年齡階段對電磁輻射的承受能力是不一樣的，老人、兒童、孕婦屬于對電磁輻射敏感的人群。

（4）電磁輻射是心血管疾病、糖尿病、癌突變的主要誘因。

能夠誘發(fā)癌癥并加速人體的癌細胞增殖電磁輻射污染會影響人體的循環(huán)系統(tǒng)、免疫、生殖和代謝功能，嚴重的還會誘發(fā)癌癥，并會加速人體的癌細胞增殖。瑞士的研究資料指出，周圍有高壓線經(jīng)過的住戶居民，患乳腺癌的概率比常人高7.4倍。美國一癌癥療基金會對一些遭電磁輻射損傷的病人抽樣化驗，結(jié)果表明在高壓線附近工作的人，其癌細胞生長速度比一般人快24倍。

是兒童患白血病的原因之一。醫(yī)學(xué)研究證明，長期處于高電磁輻射的環(huán)境中，會使血液、淋巴液和細胞原生質(zhì)發(fā)生改變。意大利專家研究后認為，該國每年有400多名兒童患白血病，其主要原因是距離高壓電線太近，因而受到了嚴重的電磁污染。

（5）電磁輻射對人體生殖系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)造成直接傷害。

損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，頭部長期受電磁輻射影響后，輕則引起失眠多夢、頭痛頭昏、疲勞無力、記憶力減退、易怒、抑郁等神經(jīng)衰弱癥，重則使大腦皮細胞活動能力減弱，并造成腦損傷。

影響人們的心血管系統(tǒng)表現(xiàn)為心悸、失眠，部分女性經(jīng)期紊亂、心動過緩、心搏血量減少、竇性心率不齊、白細胞減少、免疫功能下降等。如果裝有心臟起搏器的病人處于高電磁輻射的環(huán)境中，會影響心臟起搏器的正常使用。

電磁輻射污染八大高危行業(yè)

金融：由于普遍使用計算機網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代化辦公設(shè)施，操作人員直接受到電磁輻射。

廣電：廣播、電視發(fā)射系統(tǒng)、無線電發(fā)射系統(tǒng)、編輯機房、演播室均向外發(fā)射大量電磁波。

IT：計算機系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)隨時向外發(fā)射大量電磁波。

電力：高壓輸電、變電、發(fā)電設(shè)施產(chǎn)生高強度電磁波。

電信：移動通訊基站等無線通訊系統(tǒng)電磁波強度很大，尤其是手機對人體的危害已引起人們的廣泛關(guān)注。

民航：民航指揮塔及飛機本身都向外發(fā)送大量電磁波，此行業(yè)人員尤其應(yīng)注意防護。

鐵路：電氣化鐵路的電力線及變配系統(tǒng)向外發(fā)射大量電磁波。

醫(yī)療：高頻理療、超短波理療及各類頻譜儀，都向外發(fā)射大量電磁波。

在等溫度過程中，體系吸的熱因過程不同，有反應(yīng)熱（如生成熱、燃燒熱、分解熱與中和熱）、相變熱（如蒸發(fā)熱、升華熱、熔化熱）、溶解熱（積分溶解熱、微分溶解熱）、稀釋熱等。根據(jù)等容、等壓等過程，熱效應(yīng)可分為等容熱效應(yīng)與等壓熱效應(yīng)。等容過程的熱效應(yīng)，稱等容熱效應(yīng)；等壓過程的稱等壓熱效應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)、相變過程等一般是在等壓條件下進行的，故手冊中列出的有關(guān)數(shù)據(jù)，一般是等壓熱效應(yīng)。由于這些過程一般不伴隨其他功（只有體積功），等壓熱效應(yīng)就等于體系焓的增量，用符號△H表示。若為負值，表明過程放熱。這類數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、工業(yè)設(shè)計與生產(chǎn)等領(lǐng)域。

電流熱效應(yīng)：簡單的說，電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成熱，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。

生成熱

由穩(wěn)定單質(zhì)化合生成1mol化合物的恒壓反應(yīng)熱效應(yīng)，稱為該化合物的生成熱，又稱生成焓。規(guī)定所有溫度下最穩(wěn)定的單質(zhì)的焓值為零，所以由穩(wěn)定單質(zhì)生成化合物的反應(yīng)焓變即為該化合物的相對焓值-生成熱。為了進行統(tǒng)一的計算和比較，往往用標(biāo)準生成熱，即在指定溫度時，101325Pa下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol化合物時的反應(yīng)熱，就是該溫度時化合物的標(biāo)準生成熱。

燃燒熱

1mol物質(zhì)在指定條件下完全燃燒時的熱效應(yīng)稱為該物質(zhì)的燃燒熱。所謂完全燃燒是指產(chǎn)物處于穩(wěn)定的聚集狀態(tài)，如C變?yōu)镃O₂（g），H變?yōu)镠₂O（l），S變?yōu)镾O₂（g），N變?yōu)镹₂（g），Cl變?yōu)镠Cl水溶液等。物質(zhì)的燃燒熱可以由熱力學(xué)手冊查得，大多數(shù)手冊所列為25攝氏度、101325Pa下物質(zhì)的燃燒熱，稱為該物質(zhì)的標(biāo)準燃燒熱。

目前，人們對燃燒熱的利用已非常廣泛，最常見的為利用生活垃圾的燃燒熱來發(fā)電。隨著人類對已知能源的不斷開采利用，全球?qū)⒚媾R能源危機，但是發(fā)現(xiàn)的新資源海底可燃冰將為人類解決這一難題 。

離子的生成熱

對于有離子參加的反應(yīng)，如果能夠知道離子的生成熱，則離子反應(yīng)熱也可按照（3-22）、（3-23）求出。所謂離子生成熱是指在101325Pa和指定溫度下，由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1mol溶于無限大量水溶液中的相應(yīng)離子所產(chǎn)生的熱效應(yīng)。但是，在一個反應(yīng)里正負離子總是同時存在，無法直接計算一種離子的生成熱，為此，必須建立一個相對標(biāo)準，習(xí)慣上規(guī)定H （∞，aq）的標(biāo)準摩爾生成熱為零。即：

1/2H₂（g）=H （∞，aq） e（H （∞，aq））=0

將其他離子與其比較，從而得到各離子的標(biāo)準生成熱。

例如已知H₂（g） 1/2O₂（g）=H₂O（l）=-285.83kJ.mol^-1

H₂O（l）=H （∞，aq） OH^-（∞，aq）=55.84kJ.mol-1

則以上兩方程相加，得H₂（g） 1/2O₂（g）=H （∞，aq） OH^-（∞，aq）

=-285.83kJ.mol^-1 55.84kJ.mol^-1=-229.99kJ.mol^-1

由于（H （∞，aq））=0

所以1/2H₂（g） 1/2O₂（g）=OH^-（∞，aq）

=-229.99kJ.mol^-1這就是OH-離子的標(biāo)準摩爾生成熱。

溶解熱

物質(zhì)溶解過程通常也伴隨著熱效應(yīng)，如硫酸、苛性鈉等物質(zhì)溶解于水中，產(chǎn)生放熱現(xiàn)象；而硝酸銨溶于水中則發(fā)生吸熱現(xiàn)象。這是由于形成溶液時，粒子間相互作用力與純物質(zhì)不同，發(fā)生能量變化，并以熱的形式與環(huán)境交換之故。物質(zhì)溶解過程所放出或吸收熱量的多少，與溫度、壓力等條件有關(guān)，如果不加注明，常常指25oC及101325Pa的條件。

1mol溶質(zhì)溶解于一定量溶劑中，形成某一濃度的溶液時所產(chǎn)生的熱效應(yīng)稱為該濃度溶液的積分溶解熱。由于溶解過程中溶液濃度不斷變化，因而積分溶解熱稱為變濃溶解熱。符號ΔHint。而1mol溶質(zhì)溶解于一定濃度的無限大量溶液中，所產(chǎn)生的熱效應(yīng)稱為該溶質(zhì)在此濃度下的微分溶解熱，也叫定濃溶解熱，符號ΔHdiff。溶解熱單位J.mol-¹或kJ.mol^-1。

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電磁輻射引起對人體有害的生理效應(yīng),以及影響含有電氣、電子裝置等各類設(shè)備的正常工作的現(xiàn)象。對生物體的有害影響有熱效應(yīng)和非熱效應(yīng),取決于電磁輻射的頻率、強度、極化方式、暴露時間、受輻射部位等。對電氣、電子設(shè)備的影響是干擾、使之性能下降,嚴重的使之失常,如非正常啟動引燃或引爆裝置,使設(shè)備或誤操作或失效等。