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中国射频微波电磁辐射生物学效应研究（综述）曹兆进张洪桥李双黎中国预防医学科学院环境卫生监测所（北京，100021）前言电子科学技术的迅速发展，射频微波等电子产品应用日趋广泛，职业和公众受环境电磁辐射污染危害越来越严重。射频微波辐射，特别是高强度的辐射，引起机体致热效应，造成健康危害，是显而易见的。但也有资料表明，人体在反复接触低强度微波照射后，体温虽无上升，但也能造成机体的健康危害，关于这一点目前国际上争论较多。我国的电磁辐射健康影响研究工作开始于六、七十年代，在七十年代即开展射频微波电磁辐射的健康影响调查工作，探讨了相关的安全卫生标准及防护技术，并取得了很大进展。流行病学调查认为，电磁辐射对人体的健康影响比较广泛，能引起神经、生殖、心血管、免疫功能及眼睛等方面的改变。有实验室研究发现，长期低强度射频电磁辐射非致热效应，对动物神经内分泌，膜通透性、离子水平等都有影响，也有报告认为射频微波能引起DNA损伤、染色体畸变等。中枢神经系统影响中枢神经系统对射频微波电磁辐射比较敏感，因此受到研究者的重视，尤其是职业人群接触射频微波电磁辐射对神经系统影响的流行病学调查，在我国有很多报道。射频微波电磁辐射的健康危害主要表现为神经衰弱症候群，其症状主要有头痛、头晕、记忆力减退、注意力不集中、抑郁、烦躁等[1-4]。王少光等[2]报道对293名脉冲微波职业接触人群进行调查，其接触微波频率为400-9400MHz，功率密度为0.07-0.18mW/cm2，神经衰弱症候群的发生率达40.3%；348名连续微波职业接触者，工作环境微波暴露频率为3400-8600MHz，功率密度为0.06-0.15mW/cm2，其神经衰弱症候群的发生率为37.1%，而对照组仅为5.1%，说明微波电磁辐射能使接触人群神经衰弱症候群症状患者明显增加，进一步的分析结果表明，神经衰弱症候群的发生率与工龄呈正相关。丁朝阳等[1，4]也有类似报道，并认为接触微波使睡眠质量降低。赵清波等[3]报道职业接触微波频率为3500-4200MHz，其场强小于0.050mW/cm2（通常为0.010-0.030mW/cm2）时，神经衰弱症候群的发生率为71.8%，即明显高于对照组的13.6%，且与工龄呈正相关。冯养正等[5]报道的一组暴露于0.30mW/cm2的职业人群，其头痛、脱发的发生率显著高于对照组人群。而头晕、乏力、失眠、记忆力减退等其他症状却无显著性差异。郭保科[6]等认为在脉冲微波场强1.75mW/cm2和连续波场强为0.05mW/cm2的职业接触者，主诉症状全身无力、头痛、头晕、失眠、多梦等神经衰弱综合症发生率与对照组比较差异无显著性，而对视力、眼晶状体损伤、眼部症状（如：干燥、易疲劳）有显著性影响。射频微波对人体神经行为的影响近年也有不少报道[4，5，7，8]。冯养正等[5]对74名职业微波接触人群（平均场强：0.053mW/cm2）进行核心行为测试，结果表明每日接触微波剂量在0.3mW.h/cm2的职业人群神经行为功能各指标与对照组比较无显著性影响。而朱启星等[7]对38名接触低场强微波者进行行为测试后认为，即使在微波电磁场暴露功率密度小于0.01mW/cm2的环境中的作业人员也能出现情绪不稳定，注意力、反应速度、听记忆、视感知运动速度和心理运动稳定性降低等神经行为影响，且与工龄呈负相关。龙云芳等[8]对50名接触微波作业人员进行核心行为测试，发现在低强度微波（0.035mW/cm2）环境下，作业人员出现明显的情感状态特征改变，其中除有力好动指标外，其余指标观察组与对照组比较均有显著性差异；数字跨度、简单反应时班后降低差值与对照组有显著性差异，其余各项无明显变化。许多实验室研究认为，环境电磁辐射是属于低强度长期作用的非致热效应，这种效应已从动物实验得到了证实。刘尊永等[82]报导微波辐射能使大鼠脑组织耗氧率减慢一倍，反应大鼠脑组织氧代谢能力减弱，耗氧能力下降。姚耿东等[9]报道在微波频率为3GHz电磁场强度为1mW/cm2和5mW/cm2的情况下，微波照射一个多月后，即能观察到小鼠下丘脑的超微结构改变，主要表现为线粒体结构受损。刘乔堡等[10]以不同剂量微波辐射大鼠100天，发现小于1mW/cm2剂量辐射的单个大脑皮质细胞和全脑组织的RNA、DNA仅呈无意义的减少；当微波强度达5mW/cm2时则较对照组显著降低，作者认为在此剂量下连续暴露，可使脑细胞和组织受到损伤，导致中枢神经系统功能障碍；同时作者采用红外辐射做对照，在红外辐射使体温升高近似剂量5mW/cm2时并未造成损伤，因此，作者认为红外热作用与微波热效应的生物学作用性质截然不同。浦京遂等[11]等在3GHz，5mW/cm2的暴露条件下，将小白鼠每天照射一小时连续7天照射后发现，部分脑区脑电总量降低，脑电峰值能量明显下降。下丘脑海马琥珀酸脱氢酶含量明显下降，与姜槐等[12]报导用新生子鼠所作结果基本一致。而也有报告认为在功率密度低于2W/cm2（9370MHz）时不会造成脑及眼球损害。陶松贞等[13]用微波治疗仪在功率密度为20mW/cm2、10mW/cm2、1mW/cm2的情况下一次性全身照射大鼠一小时，在电境下观察见到两组大鼠的大脑神经细胞均有不同程度的变化，其中线粒体变化明显。出现线粒体肿胀、融合和变形；嵴缺损、断裂及空化等，三个试验组普遍可见可核质稀疏、溶解等，作者认为低功率密度的微波对大鼠大脑皮质细胞的超微结构有一定影响。在频率为4GHz，功率密度为0.5-3mW/cm2，每天照射3小时，连续31天的情况下，小鼠全脑5-HT含量明显下降[14]。微波对眼的影响有关微波对眼部的损害，无论是职业接触人群流行病学调查还是动物试验方面，国内均已有大量的报道。许多报道认为高强度微波辐照会产生白内障[770]，动物实验也有同样报道[17，20-23]，但低强度微波的慢性作用可否引起眼部损害（特别是晶状体混浊和白内障）尚无定论[15-18，20，24]。微波的生物作用有致热效应和非致热效应，其对人体全身各系统均有损害，眼晶状体为主要靶器官[19]。一般认为，因晶状体本身无血管组织，故成为微波造成热损伤的敏感部位。但目前无公认的微波所致白内障的临床特异性形态学特征，所以确定临床上人眼的微波白内障存在很大争议[15，25]。有资料报道，长期在一定强度微波环境中工作，可使眼晶状体混浊、致密、空泡变性，且与接触时间有关。晶状体混浊形态与部位无一定规律性，形态为点状、片状、条状、网状、锅巴状等，部位有后囊、后下皮质、后极、赤道及前皮质部[15-17，19，25-29，33]。另外，微波还对眼的其它部位如结膜、角膜、虹膜、眼底等造成损害，包括易疲劳[19，30，31]，视力下降[15，16，24，32，33]，结膜充血[20，33]，角膜损害[33]，视网膜黄斑区出现灰褐色斑[21，29，34]，黄斑区陈旧性病变[27]，对光反应弱[20，33]，眼底小血管痉挛、出血[17，26]，视网膜细小出血点[19，21，33，34，]等。戴淑芳等（1994年）报道对142名雷达作业人员进行调查，其接触微波功率密度为100-300mw/cm2。结果显示微波接触组晶状体混浊发生率（76.05%）明显高于对照组（48.78%），两组混浊程度亦有显著差异，混浊形态多为后束下点状、小片状，混浊的进展率（与6年前相比）亦有较大差异。眼底改变接触组与对照组相比差异无显著性，未发现视盘、角膜、虹膜有异常改变[29]。川医职防院（1982年）报道对296名职业接触者进行调查，微波功率密度为10-100mw/cm2，结果显示微波组视力降低发生率（32.65%）明显高于对照组（15.75%），发现晶状体后皮质、赤道部、前皮质及后极部出现4个以上混浊颗粒的发生率与对照组相比有不同程度的增高，主要表现为细小尘状混浊，且双眼混浊程度相似[16]。潘达颜等（1992年）报道了对33名微波机房工作人员接触微波功率密度为75-175mw/cm2进行的健康影响调查发现，其结膜充血、眼底黄斑区反光减弱和晶状体混浊检出率（76.4%，21.1%，27.3%）均明显高于对照组（9.8%，2.4%，9.8%），但未发现白内障[20]。另外，也有一些报道认为低强度微波辐照对眼无明显影响，周从勤等（1981年）调查了舰艇部队中雷达人员251人，其接触微波功率密度为0-35mw/cm2和77000mw/cm2，结果显示，接触组视力、视野、晶状体、眼底均无明显变化[30]。李焕英等（1993年）调查了144名微波通讯人员，其接触微波的功率密度为10-450mw/cm2，144人当中有不同程度晶状体混浊的14例（9.72%），对照组86人中有12例（6.97%），两组经c2检验未见明显差异[36]。微波对眼的影响主要表现为晶状体的损伤，但其对角膜及视网膜的损伤亦不容忽视。李昌吉等（1989年）用频率2450mHz、功率密度300mw/cm2的微波辐照大白兔头部，每天4小时，共30天。在裂隙灯显微镜下未发现角膜异常，但光镜观察则呈现病理改变，表现为角膜上皮细胞广泛空网状变性，部分细胞浆嗜酸性变，细胞固缩，胞膜增厚伴细胞间隙加宽。表明亚白内障阈值的微波长期辐照即可引起角膜损伤。该剂量对视网膜尚未产生影响。采用270mw/cm2的微波辐射2小时一次，即可明显的角膜混浊甚至穿孔和视网膜损害[22]。李昌吉等（1995年）用不同强度连续波微波（频率2450mHz，功率密度分别为10，50，100，200mw/cm2）急性辐照大白兔，各辐照组结膜和虹膜充血等显著高于对照组。光镜下观察，10，50mw/cm2组角膜、虹膜、睫状体组织有轻度损伤；100mw/cm2组出现睫状体上皮细胞环死；200mw/cm2组角膜、虹膜、睫状体严重损伤。证明眼组织损伤与辐照强度呈剂量反应关系[37]。目前认为，大强度微波对眼的损伤主要是致热效应[16，23]，低强度微波致眼损伤的机理还不清楚，也可能是微波的长期蓄积作用、非致热作用或联合作用所致[29]，也有学者认为微波使晶体渗透压改变，房水渗入晶体，抑制其核糖核酸合成而致晶体混浊[24]等，尚待进一步研究。微波对循环系统的影响低功率微波辐照对循环系统的影响国内已有大量的报道，且结果大致相同，主要表现为心悸、心前区疼痛、胸闷等症状及心电图异常率增加、窦性心动过缓加不齐、心脏束枝传导阻滞等，另外血压、血象、脑血流、微循环也会有不同程度的改变[20，24，31，32，36，38-41]。姜槐（1982年）[31]对1664名微波接触人员（功率密度为100mw/cm2~1000mw/cm2）的健康影响情况分析和王少光等（1984年）[38]对311人接触频率3400~8600mHz、功率密度12-29mw/cm2的连续波及204人接触频率400~9400mHz、功率密度20-400mw/cm2的脉冲波所引起的健康影响进行的调查结果均显示了微波接触组主诉心悸、心前后疼痛、胸闷者明显高于对照组，心电图异常率增加、窦性心动过缓（60次/分）加心律不齐、心脏右束枝不完全传导阻滞发生率也明显高于对照组，且左室高电压、肥厚的发生率也有增高的趋势。微波接触人员血压、血细胞变化不明显，血小板轻度减少。潘达颜等（1992年）[20]对微波机房接触微波功率密度为75-175mw/cm2的33名工作人员进行了调查，发现与对照组相比，微波接触组心悸症状虽有增加，但无统计学意义；心电图异常率明显增高；血压偏低的检出率明显增高；血红蛋白和红细胞均值明显升高。吴卫平等（1986年）[24]对135名接触微波功率密度为2-50mw/cm2的雷达工作人员，李焕等（1993年）[36]对157名接触微波频率为3891-4194mHz、功率密度10-450mw/cm2的微波通讯作业人员进行了健康影响调查，除发现心悸、心电图异常外，脑血流图亦出现异常。另外，刘文魁等（1985年）[39]也专门就微波对153名接触微波功率密度20-50mw/cm2的微波工作人员脑血流的影响进行了探讨。从上三篇报道均显示