极低频(ELF)电磁场的生物效应
极低频脉冲磁场生物效应的实验研究
极低频脉冲磁场生物效应的实验研究
席晓莉;文峻;王斯刚
【期刊名称】《第四军医大学学报》
【年(卷),期】1999(20)3
【摘要】目的：研究极低频（ＥＬＦ）脉冲磁场的生物效应，方法：选择不同频率，不同功率的ＥＬＦ脉冲磁场，对小鼠、人离体血、细菌等实验对象进行不同时间长度的照射，照射后地小鼠的血液流变学指标，自由基血细胞的变化，对小鼠的学习记忆能力，人离体血血液流变学指标和细力的生化指标及质粒ＤＮＡ进行测量，研究脉冲磁场作用对这些指标的影响。
结果：脉冲电磁场可使血液的表观粘度降低；可抑制小鼠骨髓生成白细胞的功能；可影响大肠杆
【总页数】1页(P264)
【作者】席晓莉;文峻;王斯刚
【作者单位】西安理工大学自动化与信息工程学院;西安理工大学自动化与信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】R312
【相关文献】
1.极低频磁场生物效应的生物物理机制研究 [J], 曹学成;宁镭
2.极低频脉冲磁场对小鼠血液流变学指标的影响 [J], 席晓莉;张建保
3.用于糖尿病并发症研究的极低频脉冲磁场设计与实现 [J], 潘伟;潘卫东;许静静;
孔祥阳
4.极低频电磁场生物学效应的细胞和分子生物学研究进展 [J], 刘赟;翁恩琪
5.极低频脉冲磁场对小鼠学习记忆能力的影响 [J], 席晓莉;文峻
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关于低频电磁场对人体健康的影响国际上曾有过起落。
1、电磁场有哪些危害？电磁技术广泛应用给人类带来可以说数不尽的好处，同时，不可避免地增加了环境中的电磁辐射水平，形成了环境电磁辐射污染，并且越发达的地区越明显或严重，那么它有什么危害呢？一般认为电磁辐射污染有三种危害，即干扰危害，对人体健康危害以及引爆引燃危害。
2、电磁场是如何致机体健康危害的？这涉及发病机制问题。
也就是说电磁场是怎样使机体产生危害的。
为此，必须首先了解电磁场的生物学作用，这种生物学作用一般分为致热效应（thermal effect）和非致热效应（athermal effect）致热效应，即当机体暴露于较强电磁辐射，除一部分被反射回空间外，其余会被组织器官所吸收，被吸收的电磁能量就转成热能，如电磁场强度较大，转化的热能就愈多，就会产生致热效应，由此致机体一系列临床表现。
非致热效应，即当机体暴露于低电磁场强时，这种低场强的电磁场作用于机体，并不使用机体产热，但同样可对机体健康产生危害，这是为什么？到目前还不清楚，但却对机体健康有影响，临床表现很明显。
它就是非致热效应的表现，也是目前国际上，一大难题而急需解决的。
3、极低频电磁场（extremely low frequency,ELF）对人体健康有无危害？关于低频电磁场对人体健康的影响国际上曾有过起落。
1980年12月“电子技术”上发表了国际大电网（CIGRE）会议公报，文中提出，由于对电磁影响问题进行了广泛深入的国际合作研究认为：“现有高压线下的电场对人体无害”；“过去对电场的危险影响作了过高的估计”；“对电场临界值的规定（即不得超越得界限）应远高于现有的电场，因而有很大的安全阈值。
这种认为ELF对健康无影响的观点一公布，引起国际上极大反响，国内更是一片哗然。
这并没有使得ELF对健康影响问题的研究就此止步，反而更引起人们更广泛而深入的研究，20世纪90年代后在大量研究的基础上，许多科学家提出ELF对中神经系统，心血管系统，生育，以及与肿瘤关系等有诸多报道。
低频电磁场作用下人体生物效应研究
低频电磁场作用下人体生物效应研究随着现代社会的不断发展和进步，人类的生活方式和工作条件也在不断改善与变化。
然而，伴随着科技进步和社会发展，人类也面临着一些新的问题，其中最为重要的一个就是低频电磁场对人体健康的影响问题。
低频电磁场是大自然中广泛存在的一种电磁波，它是由直流电或低频交流电引起的。
随着电子产品的普及和使用范围的扩大，人们经常面临着与低频电磁场的接触。
这些电磁场对人体的生物效应已经成为学界和社会普遍关注的问题之一。
一、低频电磁场的来源与分类低频电磁场是指频率在1Hz以下的电磁波。
该类电磁波最为普遍的来源是人类日常生活中所使用的各种电子产品。
例如手机、电视、电脑、微波炉、蓝牙耳机等等，这些电子产品都会产生低频电磁辐射。
除此之外，一些大型电力设备，如变压器、输电线路、电车等，也会产生较为丰富的低频电磁场。
根据频率的不同，低频电磁场可以分为极低频电磁场（ELF）和中频电磁场（MF）两种。
其中，ELF电磁场的频率小于100Hz，MF电磁场的频率范围为100Hz到10kHz。
二、低频电磁场的生物效应低频电磁场对人体健康的影响已经引起了广泛的关注。
大量的实验研究表明，低频电磁场对人体的生物效应是复杂而且不可逆的。
低频电磁场是一种非离子辐射，其特点是能量低、频率低，不足以产生化学反应。
但是，低频电磁场会在人体内部产生电荷和电流效应，这些效应会对生理系统产生影响。
1. 对中枢神经系统的影响低频电磁场能够干扰中枢神经系统的正常功能，导致一系列的生理和行为异常。
研究表明，长期暴露在低频电磁场下的人群，其神经系统功能异常，易患神经衰弱、失眠、抑郁等疾病。
2. 对生殖系统的影响低频电磁场对生殖系统的影响主要是由于其对生殖细胞的影响。
实验证明，长期接触低频电磁场的人群，男性的精子数量和活力会明显降低，女性的生殖能力下降。
3. 对心血管系统的影响长期接触低频电磁场对心血管系统的影响也是值得关注的问题。
研究表明，长期接触低频电磁场的人群，其心脏的心率变异性和心电图表现存在异常。
极低频(ELF)电磁场的生物效应
按此標準，估計台灣居住於345KV和161KV兩側70公 尺內，每年可能增加小兒白血病的人數是8.42人和 6.78人。 台灣實測值介於 0.4 – 61.6 mG，最高值遠大於 16 mG。因此增加小兒白血病的人數可能是低估。
ELF bioeffects 12
高壓輸配電線的電頻磁場
世界衛生組織國際癌症研究署(International Agency for Research on Cancer, IARC)的標準， 0-14歲兒童暴露於電頻磁場強度 3 – 4 mG以上， 將顯著增加產生小兒白血病的風險，是暴露於1 mG以下的2倍。 實測距離輸配電線 20公尺、21-40公尺、4170公尺的住家，其72小時平均值分別是18.3 mG (2.4 - 61.6mG)、3.8 mG (1.2 – 10.6mG)、1.5 mG (0.4 –4.4mG)。
族群層次：切割棲地、影響遷移路線、 繁殖或覓食活動受到影響。
群落層次：族群組成的改變。
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高壓輸配電線的電頻磁場
對兩側居民的健康風險評估
案例
調查地區：台北縣汐止市，345 KV 和 161 KV 高壓輸配電線兩側的居民(距離70公尺範圍內)。 測量方法：連續72小時定點測量，頻率是每5分 鐘測量一次。
鄰近 161 KV和 345 KV，室內72小時電頻磁場 平均值分別為9.7 mG (範圍： 0.4 –61.6 mG) 和 6.0 mG (範圍：0.6 – 30.3 mG)
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結果：
高壓輸配電線的電頻磁場
Ahlbom, et. Al (2000)的研究報告，住家的電頻 磁場介於0.5 – 16 mG之間，分成四的等級， 1 mG 、1 - 2 mG、2 – 4 mG、 4mG，統計 增加小兒白血病的相對風險值。
极低频电磁场对酵母菌生长代谢的影响
极低频电磁场对酵母菌生长代谢的影响摘要：极低频电磁场是人类日常生活中最常接触的一类电磁场，因此研究其对人体健康的影响一直是该领域的重点。
为了探究极低频电磁场对酵母菌生长代谢的影响，本篇文章从不同方面探讨了极低频电磁场对酵母菌的影响作用。
相关研究表明，LF-EMF辐射对酿酒酵母的影响呈现出先促进后抑制的趋势。
短时间的LF-EMF辐射有利于酿酒酵母的生长和新陈代谢。
但是，长时间的辐射会逐渐对酿酒酵母产生危害作用，导致细胞形变并抑制部分酶活性，同时还会加速细胞凋亡过程。
从中可以知道极低频电磁场对酵母菌的表达水平及其相关产物的代谢水平是有影响的。
关键词:极低频电磁场；酵母菌；生长代谢1.1极低频电磁场的概述极低频电磁场(Extremely low frequency electromagnetic field，ELF-EMF)是指频率<300 Hz的交变电磁场，该频段波的波长很长，本质上是一种感应场，广泛存在于日常生活中。
工频磁场 (欧洲、亚洲频率一般为50 Hz，北美频率一般为60 Hz) 也在此范围内，一般由高压输电线路、电力设备等产生，并且可以穿透物体。
生物体作为生态系统的重要组成部分，易受到环境因子的影响，极低频磁场即为一种常见的环境因子。
环境中存在许多来源于不同方面的极低频磁场，包括家用电器、高速列车、水力发电和电力设备等，以及高低压输配电线路等。
随着电子信息科技的不断进步和用电设备的普及，现代社会中极低频磁场越来越普遍。
Wertheimer的研究表明，低频磁场辐射会明显增加白血病、淋巴瘤以及神经系统肿瘤等疾病的发病率。
因此，人们开始广泛关注因低频磁场而产生的健康影响，并在2002年被国际癌症研究机构归类为可疑的致癌物质之一。
“在过去的几十年里，极低频电磁场所引起可能破坏生物系统、影响细胞功能等的健康风险吸引了越来越多的关注。
许多不同类型的动物和人类研究结果千差万别，既有正面影响的结果，也有负面作用的效应。
elf电磁波的典型谱 舒曼共振
《深度探究：elf电磁波的典型谱和舒曼共振》在自然界中，电磁波是一种由电场和磁场相互作用传播的波动现象。
而极低频（ELF）电磁波是指频率范围在3 Hz至30 Hz之间的电磁波。
在这个频率范围内，ELF电磁波与地球的舒曼共振频率相近，产生了许多奇妙的现象和影响。
本文将全面评估ELF电磁波的典型谱和舒曼共振，并以深度和广度兼具的方式探讨这一主题。
1. ELF电磁波的典型谱我们来了解ELF电磁波的典型谱。
ELF电磁波的频率很低，传播范围很广，具有很强的穿透能力，能够在地球表面以下数千公里深的地下传播。
ELF电磁波被广泛应用于海底通信、地下探测、地下资源勘探等领域，并且被认为具有潜在的生物效应和健康影响。
尽管目前对ELF电磁波的了解并不全面，但其典型谱的特点和应用价值仍然是当前研究的焦点之一。
2. 舒曼共振接下来，我们将探讨地球的舒曼共振频率。
舒曼共振是指地球大气层和电离层之间的电磁振荡现象，其频率范围大约在7.83 Hz至14.3Hz之间。
舒曼共振是由闪电活动在地球表面和电离层之间的共振引起的，具有稳定的频率和强大的电磁场。
舒曼共振频率对地球生物体和人类生物体的生理活动产生了一定的影响，例如对大脑活动、免疫功能和睡眠模式等方面的影响。
这些影响可能和ELF电磁波的频率范围相近有关，而舒曼共振也成为了许多研究者关注的焦点。
3. 个人观点和理解在我看来，ELF电磁波的典型谱和舒曼共振之间存在着一定的关联性，这种关联性可能在人类的生理活动和地球生物体的生态环境中产生一定的影响。
我们还需要更多的深入研究来了解这种影响的机理和效应，并探索可能的应用价值和生物效应。
只有深入理解ELF电磁波的典型谱和舒曼共振，我们才能更好地利用这种天然的电磁波资源，并减少潜在的健康影响。
总结回顾通过对ELF电磁波的典型谱和舒曼共振的深度探究，我们了解了这两个主题的重要性和相关性。
ELF电磁波在地下传播和通信方面具有重要的应用价值，而舒曼共振对地球生物体和人类生物体的生理活动可能产生一定的影响。
135Hz极低频电磁场对Hep G
135Hz极低频电磁场对Hep G【摘要】目的：观察135Hz极低频电磁场照射对Hep G2细胞生长及凋亡的影响. 方法：用MTT比色法、流式细胞仪，检测经135Hz ELF照射6, 12, 24 h后相应时间点细胞的活性、细胞周期、凋亡细胞的比例，并用扫描电镜以及透射电镜观察细胞超微结构变化. 结果： ELF磁场暴露后，与相应对照组相比其A值均下降，细胞活性随照射时间延长而下降；使Hep G2细胞G1期阻滞，凋亡率随照射时间延长逐渐增高. 扫描电镜以及透射电镜观察到实验组细胞几种特殊的形态学特征：凋亡细胞收缩，出泡，质膜及细胞器保持完整. 染色质浓缩于核膜，最后，细胞解离成凋亡小体. 结论：135Hz的ELF照射抑制Hep G2细胞生长并促进其凋亡.【关键词】极低频电磁场；细胞凋亡；Hep G2细胞0引言手提电话、计算机等家用电器方便人们生活的同时所产生的极低频电磁场(ELF)越来越引起人们的广泛关注. 如何诱导肿瘤细胞发生凋亡，成为治疗肿瘤的主要研究思路之一［2］.Simko等［3］报道ELF持续照射可诱导肿瘤细胞凋亡. 研究表明细胞内游离Ca2+的浓度与细胞凋亡密切相关［4］，胞内高浓度的Ca2+可以激活内源性核酸内切酶从而导致细胞发生凋亡［5］. 我们采用流式细胞仪技术、MTT法、扫描电镜以及透射电子显微镜对细胞周期、细胞活性、凋亡率及细胞超微结构进行观测.1材料和方法材料人肝癌Hep G2细胞，由病理教研室隋延仿教授惠赠. 主要试剂： 10 mL/L四氧化锇，丙酮，EPON812，乙腈，醋酸双氧铀. 主要仪器：流式细胞仪， JEE4X真空蒸发仪，JFC1100离子溅射仪， S520扫描电子显微镜， LKBNova超薄切片机， JEM2000EX透射电子显微镜.方法G2细胞培养将Hep G2细胞按照×108/L 密度接种于带孔的培养皿以及培养瓶中，以完全培养基(10 mL/L胎牛血清，青、链霉素1×105 U/L) 送入50 mL/L CO2的培养箱，37℃常规培养.实验分组将细胞随机分为6组，实验组为3组，分别是6, 12, 24 h照射组；对照组为3组，分别是6, 12, 24 h对照组，对照组置于37℃孵箱中.照射将Hep G2细胞放入XFDS超低频信号发生器中的TEM小室℃，并保持恒温. 将频率调至135Hz，电场强度为80 V/m，分6, 12, 24 h, 37℃进行辐照.法检测细胞活性将Hep G2细胞均匀接种于96孔板，每组10个样本，细胞密度为1×107/mL，分别照射6, 12, 24 h后实验组以及对应时间点对照组弃去培养液，96孔板每孔加入MTT20 μL, 37℃继续培养4 h，吸弃上清液，每孔加入150 μL二甲亚砜，振荡10 min，使结晶充分溶解，选取A490 nm波长，在酶联免疫检测仪上测各孔A值.流式细胞仪检测细胞周期、凋亡率①分别将6, 12, 24 h照射组及对应时间点对照组的Hep G2细胞消化，吹打成单细胞悬液；② 将单细胞悬液在室温条件下离心，1400 r/min离心5 min后弃上清；③ 用冷PBS液洗涤一次；④ 将细胞以1×109/L的浓度重新悬浮于700 mL/L的乙醇中室温下固定30 min， PI染色；待测细胞凋亡率的活细胞用膜联素V试剂盒进行标记， Couter ELITE ESP型流式细胞仪检测细胞周期分布及凋亡率.扫描电镜观察① 制备细胞爬片：将细胞制成细胞悬液，接种于含12 mm×12 mm盖玻片的培养板中，密度为4×108/L，常规培养；待细胞长成单层后，135 Hz ELF照射24 h; mol/L PBS洗，5 min×2次，30 mL/L 戊二醛固定30 min, mol/L PBS洗，5min×2次；4℃保存待用. ② 样品制备：将爬片依次经乙腈梯度脱水；真空干燥仪干燥，喷金，扫描电镜下观察.透射电镜观察① 样品制备：将对数生长期各组的细胞制成悬液，离心成1 mm3细胞团，加入30 mg/L戊二醛，4℃固定2 h以上，mol/L PBS漂洗，5 min×2次；10 g/L锇酸后固定2 h, mol/L PBS漂洗，5 min×2次；丙酮梯度脱水，浸透；Epon812包埋，65℃聚合24 h. 制备50 nm超薄切片，电子染色；② 透射电镜下观察.统计学处理：数据均以x±s表示，采用统计软件进行析因设计方差分析，组间两两比较用LSDt检验，认为差异有统计学意义.2结果G2细胞正常对照组之间A值差别不大，照射6, 12, 24 h组与相应对照组有明显差异. 135 Hz的ELF作用细胞后，Hep G2细胞周期发生了改变，凋亡率升高(Tab 2). 表1135Hz ELF对Hep G2细胞活性的影响表2细胞周期及凋亡率比较电镜观察正常对照组细胞呈扁平状，细胞生长旺盛，核分裂相常见，细胞表面有丰富的微绒毛，符合肿瘤细胞形态特点. 照射。
极低频电磁场及与铅联合作用对发光细菌Vibrioqinghaiensis发光的影
应用与环境生物学报 2004,10(5):667～670 Chin J Appl Environ Biol=ISSN10062687X 2004210225极低频电磁场及与铅联合作用对发光细菌V ibrio qi nghaiensis发光的影响3刘 33 喻云梅 翁恩琪(华东师范大学环境科学系 上海 200062)摘 要 观察了50Hz,0.1～9.6mT,10～30min的电磁场暴露及其与铅的联合作用对淡水发光细菌青海弧菌(V ib2 rio qinghaiensis sp.nov)发光的影响.结果表明,电磁场暴露能增强发光细菌的发光,在6.4mT附近,增强作用最为强烈,在0.2～0.4mT附近,增强作用显得最为微弱,提示EL F EMFs对发光细菌的效应具有剂量“窗口”特性;Pb(0.2～1.6mg L-1)能抑制发光细菌发光,并随着Pb剂量的增大,抑制效应愈明显,呈明显的线性负相关;电磁场与Pb合并作用,Pb并没有改变电磁场对发光细菌效应的包括剂量窗口在内的特性,但3.2～9.6mT的电磁场暴露提高了发光细菌对Pb剂量变化的敏感性.图3表3参9关键词 极低频电磁场;铅;发光细菌C LC X837.02EFFECTS OF EXTREME LY LOW FREQUENCY E L ECTROMAGNETIC FIE LDS AN D ITS COMBINED EFFECT WITH L EAD ON THEL UMINESCENCE OF VIB RIO QIN GHAI ENSIS3L IU Yun33,YU Yunmei&WEN G Enqi(Depart ment of Envi ronmental Science,East Chi na Normal U niversity,Shanghai 200062,China) Abstract The effects of extremely low frequency electromagnetic fields(EL F EMFs)and its combined effect with lead on the luminescence of luminescent bacteria V ibrio qinghaiensis sp.nov(Strain Q67)were studied in this paper.Results indi2 cated that an exposure to50Hz,0.1～9.6mT EMFs for10～30min significantly enhanced the luminescence.The en2 hancement was most evident when EMFs density was around6.4mT and weakest at about0.2～0.4mT,which suggests the existence of dose”windows”during the interaction between EMFs and the bacterial organisms.Exposure to lead(0.2～1.6mg L-1)inhibited the luminescence,and the inhibition became stron ger with the increment of lead dose.When EL FEMFs and lead were applied simultaneously,the results suggested that lead could not change the characteristics of EL F EMFs′effects on the luminescence including dose”windows”.However,under the exposure to EMFs of3.2～9.6mT the luminescent bacteria became more sensitive to the increment of lead dose.Fi g3,Tab3,Ref9K eyw ords extremely low frequency electromagnetic fields;lead;luminescent bacteriaC LC X837.02 极低频电磁场(extremely low frequency electromagnetic fields,EL F EMFs)是指频率为0～3000Hz的电磁场,我们日常生活中接触最多的EL F EMFs是50Hz(欧美国家多为60 Hz)的工频电磁场.随着电力事业的迅猛发展和家用电器的广泛普及,EL F EMFs已逐渐成为威胁人体以及其他生物体健康和安全的环境污染因子[1].发光细菌在代谢过程中伴随着发光,通过监测发光细菌发光的变化,可推断其代谢过程是否受到影响[2].发光细菌急性毒性试验已被用来检测环境化学污染物的毒性[3].极低频电磁场是否会影响发光细菌的发光效应呢?我们选择了淡水发收稿日期:2003209205 接受日期:20032102283上海市重点学科生态学资助 Supported by the Shanghai Priority A2 cademic Discipline(Ecology)33通讯作者 Corresponding author 光细菌青海弧菌,观察了EL F EMFs对其发光的影响;此外,考虑到环境电磁场污染往往和化学污染物同时存在,又观察了它和铅暴露的联合作用.1 材料与方法1.1 材料淡水发光细菌青海弧菌(V ibrio qinghaiensis sp.nov,strain Q67)冻干粉,由华东师范大学生物系朱文杰教授提供.测定前将发光细菌冻干粉置于4℃下复苏10min,然后取1mL4℃预冷的0.85%NaCl溶液注入粉剂瓶内,震荡混匀,再加入3 mL NaCl溶液,配制成n=109～1010mL-1的细菌悬液备用.电磁场发生器,由华东师范大学教学仪器厂研制,参数为:正弦波、50Hz、0～15mT连续可调,用CT3-A型特斯拉计和SR-12A型示波器监测. RS 9901生物发光光度计,上海容圣电子仪器公司生产.1.2 暴露与测定每支样品管内包含2mL 0.85%NaCl 溶液和100μL 细菌悬液.样品管分为2组:空白对照管和测试管.测试管再分为4小组:电磁场假暴露管、单独电磁场暴露管、单独铅暴露管和电磁场合并铅暴露管.对于电磁场假暴露管和单独铅暴露管,试管放置于电磁场发生仪的暴露区,但电磁场发生仪关机;对于所有电磁场暴露管,电磁场强度分别设定为0.1mT ,0.2mT ,0.4mT ,0.8mT ,1.6mT ,3.2mT ,6.4mT 和9.6mT ,分别于暴露5min 、10min 、15min 、20min 后,迅速在生物发光光度计上测定其发光强度.对于所有铅暴露管,在管内添加醋酸铅(国产分析纯)溶液,使Pb 终浓度分别为0、0.2mg L -1、0.4mg L -1、0.8mg L -1和1.6mg L -1,暴露10min 后测定发光强度.空白对照管与测试管平行测定.实验重复3次.实验过程中环境温度保持在(25±1)℃.1.3 数据分析以LC t ,L T t 分别表示t 时刻空白对照管和测试管的发光强度,设t 时刻空白对照管的发光强度为100%,则t 时刻测试管的发光强度表示为相对发光强度,计算公式为:相对发光强度(relative luminescence ,RL )=L T t /LC t ×100%取3次重复实验数据的平均值,采用t 检验法进行差异显著性检验.2 结果2.1 EL F EMFs 暴露对发光细菌发光效应的影响结果见表1.与电磁场假暴露管相比,在不同强度的EL F EMFs 暴露下,发光细菌的相对发光强度明显增高(P <0.05),表明在本实验条件下,0.1～9.6mT 的EL F EMFs 能增强发光细菌的发光效应.将表1所列数据制成图1,可见不同的EL F EMFs 暴露持续时间(5min ,10min ,15min 和20min )导致发光细菌相对发光强度的变化趋势相似.值得注意的是,在6.4mT 附近,EL F EMFs 对发光的增强作用最为强烈,而在0.2～0.4mT 附近,增强作用显得最为微弱.表1 EL F EMFs 暴露对发光细菌发光效应的影响Table 1 E ffects of EL F EMFs on the relative luminescence (RL/%)of V .qinghaiensis电磁场暴露Exposure to EL F EMFs (B /mT )暴露时间Exposure time (t /min )5101520P 3Shame exposure999510198-0.1129127139140<0.050.2116112113110<0.050.4112118123127<0.050.8125127129128<0.051.6131138133132<0.053.2130131130133<0.056.4156164159167<0.059.6129133133133<0.05 3与电磁场假暴露管相比vs Shame exposure2.2 Pb 暴露及其与EL F EMFs 的联合作用对发光细菌发光效应的影响如表2所示.单独铅暴露下,发光细菌相对发光强度低于100%(P <0.05),表明Pb 能抑制发光细菌发光,而且随着Pb 剂量的增大,抑制效应愈明显,呈明显的线性负相关,相关系数为-0.9618.EL F EMFs 合并Pb 暴露组相对发光强度明显高于单独铅暴露组(P <0.05),但明显低于相应强度的单独EL F EMFs 暴露组(P <0.05).将表2所列数据制成图2,可见在EL F EMFs 合并不同浓度Pb 暴露条件下,发光细菌的发光随电磁场强度变化而变化的趋势与单独EL F EMFs 暴露相似.图3表示不同强度EL F EMFs 暴露下,相对发光强度与Pb 的暴露剂量之间的关系.据线性回归方程y =a +bx ,对每条曲线以Pb 剂量为自变量x ,相对发光强度为因变量y ,进行线性回归;参数b 为该回归曲线的斜率,即相对发光强度随Pb 剂量的变化率,反映了发光细菌对Pb 剂量变化的敏感程度.表3为图3中各条曲线的回归系数.经回归系数差别的t 检验,EL F EMFs 强度为3.2mT ,6.4mT 和9.6mT 时,曲线的斜率明显增大,这表明该强度EMFs 提高了发光细菌对Pb 剂量变化的敏感性.866 应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol 10卷图3 不同EL F EMFs 暴露强度下Pb 暴露对发光细菌发光效应的影响Fig.3 Effects of lead on the luminescence of V.qi nghaiensisat different EL F EMFs flux density表3 EL F EMFs 对Pb 剂量与发光细菌相对发光强度关系的线性回归系数的影响T able 3 E ffect of E LF EMFs on the coefficient b of linear regression equation of lead d ose and relative luminescence of V.qinghaiensis组别Group系数bCoefficient b Exposure to Pb alone -18.030.1mT EMFs +Pb -28.430.2mT EMFs +Pb -20.130.4mT EMFs +Pb -20.960.8mT EMFs +Pb -20.961.6mT EMFs +Pb -22.263.2mT EMFs +Pb -34.4336.4mT EMFs +Pb -27.4339.6mT EMFs+Pb-30.8733表示与单独铅暴露管相比 vs tubes exposed to lead alone ,P <0.053 讨论细菌的生物发光是一个复杂的生理、生化过程,涉及到膜的功能、相关酶的活性以及电子传递链[2].外界环境因子可能通过干扰发光细菌的代谢环节而影响发光.利用发光细菌观察极低频电磁场生物学效应的研究非常少见.Mittenzwey 等观察了2～50Hz ,1～10mT 电磁场暴露下,海洋发光细菌Photo 2bacterium phosphoreum 和Photobacterium f isheri 的发光变化,结果表明50Hz 、2mT 电磁场暴露抑制了发光,但其他频率和强度的电磁场未改变细菌的发光[4].Greenbaum 等报道,未观察到60Hz 电磁场对发光菌V ibrio f isheri 发光的影响[5].本文采用淡水发光菌V ibrio qinghaiensis ,观察到50Hz ,0.1～9.6mT EMFs 暴露明显增强了发光,这与其他研究者的观察结果有所不同,究其原因,可能与细菌种属、电磁场特性以及暴露条件的差异有关.关于本文所观察到发光增强效应,我们推测可能与发光系统多酶复合体所包含的金属辅基有关,例如铁离子具有顺磁性,在外加电磁场条件下可能会发生能态的改变,从而改变了酶的活性,最终表现为发光增强.本实验室曾采用与本文相同的电磁场暴露条件,观察到电磁场暴露下,萌发期大豆包含金属辅基的酶(超氧化物歧化酶SOD 和过氧化氢酶CA T )活性表现为增强[6],这为上述推测提供了一定证据.当然,也不排除EL F EMFs 可能直接促进细菌的代谢过程,导致发光增强.同时,我们也观察到,EL F EMFs 强度与其对发光的增强效应呈现强度剂量“窗口”现象,即在某些特定强度下,效应非常显著,而偏离这些强度,效应则微弱得多.这个现象与其他关于EL F EMFs 生物效应的研究报道[7]一致,是EL F EMFs 的作用特点之一.EL F EMFs 作用于发光细菌的机制尚待分子水平的研究证据,对这个问题的探讨有助于阐明EL F EMFs 生物学效应的机制问题.本研究中,观察到重金属Pb 对发光细菌发光的抑制,这种抑制效应与铅浓度呈明显的量效关系,这与其他文献报道结果[8]互为印证.环境中EL F EMFs 总是与多种化学污染物并存,它们之间的联合效应是不容忽视的.EL F EMFs 与Pb 联合作用时,Pb 没有明显改变发光细菌对EL F EMFs 的强度剂量反应特性;但较高强度(3.2～9.6mT )的EL F EMFs 增强了发光细菌对Pb 暴露剂量变化的敏感性,也即当EL F EMFs 与Pb 同时存在时,随着Pb 剂量的升高,发光抑制效应的增强比单独Pb 作用时更为明显.这种协同效应的实现可能通过如下途径实现:(1)Pb 与EL F EMFs 可能作用于细菌代谢过程的相同靶点或环节,因此能够相互影响;(2)EL F EMFs 可能改变金属离子Pb 2+的行为,从而改变Pb 对发光过程的抑制效应.我们在哺乳动物实验上也曾观察到EL F EMFs 与重金属Pb 的协同效应[9].这一饶有兴趣的现象,值得进一步探讨.R eferences1 Repacholi MH ,Greenebaum B.Interaction of static and extremely lowfrequency electric and magnetic fields with living system :health effects and research needs.Bioelect romagnetics ,1999,20:133～1602 胡天喜,陈杞,陈克明编著.发光分析与医学.上海:华东师范大学966 5期刘赟等:极低频电磁场及与铅联合作用对发光细菌V ibrio qi nghaiensis 发光的影响 出版社,19903 Y an P (阎鹏),Sun L (孙礼),L I BX (李百祥).Survey of study onrapid determination of acute toxicity of environmental pollutants by lu 2minescent bacteria.J Envi ron Health (环境与健康杂志),2001,18(4):250～2524 Mittenzwey R ,Submuth R ,Mei W.Effects of extremely low frequen 2cy electromagnetic fields on bacteria -the question of a co -stressing factor.Bioelect rochem Bioenerg ,1996,40:21～275 Greenbaum MP.An upper limit for the effect of 60Hz magnetic fieldson bioluminescence from the photobacterium V ibrio f isheri .BiochemBiophys Res Com m un ,1994,198:40～446 Liu Y (刘赟),Weng EQ (翁恩琪),Dai YQ (戴雅奇),Zhang X(张璇).Biological effects of extremely low frequency electromagneticfields on soybean seeds during germination.Chi n J A ppl Envi ron Biol (应用与环境生物学报),2002,8(5):482～4847 Lacy -Hulbert A ,Metcalfe J C ,Hesketh R.Biological responses toelectromagnetic fields.FA S EB J ,1998,12:395～4208 Thomulk KW ,Mc G ee DJ ,Lange J e of the bioluminescent bac 2terium Photobacteri um phosphoreum to detect potential biohazardous materials in water.B ull Envi ron Contam Toxicol ,1993,51(4):538～5449 Liu Y (刘赟),Weng EQ (翁恩琪),Zhang Y (张颖),Hong R (洪蓉).Effects of extremely low frequency electromagnetic fields and itscombination with lead on the antioxidant system in mice.Chi n J IndHyg Occup Dis (中华劳动卫生职业病杂志),2002,20(1):263～265欢迎订阅 欢迎投稿《应用与环境生物学报》(双月刊)刊号:ISSN 1006-687XCN 51-1482/Q 邮发代号:62-15本刊是中国科学院主管、中国科学院成都生物研究所主办、科学出版社出版、国内外公开发行的全国性学术科技期刊(学报级),是我国应用生物学和环境生物学的核心刊物.主要报道我国应用生物学、环境生物学及相关科学领域的基础研究、应用基础研究和应用研究的成果,包括研究论文、研究简报和本刊邀约的综述或述评.读者对象主要为本学科的科研人员、大专院校师生和科研管理干部.本刊获中国科学院科学出版基金资助.本刊是中国科技论文与引文数据库(CSTPCD )核心期刊、中国科学引文数据库(CSCD )核心期刊、《中文核心期刊要目总览》收录期刊、中国学术期刊综合评价数据库(CAJ CED )统计源期刊,也为《中国生物学文摘》和中国生物学文献数据库、中国科技期刊数据库以及美国《CA 》(化学文摘)、俄罗斯《РЖ》(文摘杂志)、英国《Europa Publications 》等中外数据库收录.本刊曾获中国期刊方阵双效期刊、四川省第二届优秀期刊、四川省一级学术期刊.《应用与环境生物学报》为双月刊(1999年由季刊改为双月刊),全铜版纸印刷,双月25日出版,每期128页.定价为每期11.00元,年定价66.00元.全国各地邮局(所)均可订阅.新订户可向本刊编辑部补购1995至2003年以来各卷,以及1999年增刊(环境微生物学研究).编辑部地址:成都市人民南路4段9号,中国科学院成都生物研究所学报编辑部.邮编:610041;电话:(028)85229903,85237341(联系人:刘东渝);E 2mail :biojaeb @ ;http ://076 应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol 10卷。
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根據最大可能的強度，距離 > 70公尺 若是以平均值，距離約 > 41公尺
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知識的爆炸，永遠落後的困境！
知識的快速成長和現實社會的日趨複雜。 許多新科技往往都在不瞭解其對生態環境和人 體健康等影響之前，就已經推出使用。其所肇 致的傷害和問題，則常常等到廣泛使用多年且 造成許多自然環境受傷害之後，才恍然大悟。 譬如：ＤＤＴ案例。
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自然的研究 vs. 公害的研究
自然現象的研究，盡量下降 type I error。
盡量避免否定 null 假說。 如此可以避免研究方向的錯誤。
自然資源(災害)的研究，則要下降 type 2 error
盡量的避免接受 null 假說。 如此可盡量避免遺漏可能的災害影響。
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DDT 的興衰史
DDT： Dichloro-Dipheny-Trichloroethane
雙氯-雙苯-三氯乙醛
DDT的發現與應用：
第一次合成是在1874年 於1939年，發現其可用作殺虫劑 (Paul Muller) 美國大量生產是始於1940年代初期。
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度 強 場 電 場 強 度
105 104 103 102
影響免疫機能 影響行為
微波電場
(V/M)
影響 EEG 108 109 頻率(Hz)
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圖 2. 不同頻率的微波(與不同強度)對生物的可能影響。
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影響 EEG
度 強 場 電 場 強 度
(V/M)
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影響血液組成
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Type 2 error (Type 2 錯誤)
Null 假說：這些現象是隨機出現的結果。
Type I error (Type 1 錯誤)
否定 null 假說，但事實是「Null 假說是正確的」 the conclusion that there is an effect when in fact there is none (結論說有影響因素，但事實卻是沒有) 接受 null 假說，但事實是「null 假說是錯誤的」 when an impact exists but is not detected. (事實是 有影響因素，但卻沒有查出來)
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面對不確定性，採取的原則
預警的原則
保守的原則 健康至上的原則 最佳技術的原則 舉證對換的原則
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知識全球化，行動本土化
影響全球未來30年的重大事件！
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七個重大事件，
影響全球未來30年的關鍵 • 本資料摘譯自：World Watch 2000 March/April，13(2):12-13。 ‧‧‧‧‧‧‧
按此標準，估計台灣居住於345KV和161KV兩側70公 尺內，每年可能增加小兒白血病的人數是8.42人和 6.78人。 台灣實測值介於 0.4 – 61.6 mG，最高值遠大於 16 mG。因此增加小兒白血病的人數可能是低估。
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高壓輸配電線的電頻磁場
世界衛生組織國際癌症研究署(International Agency for Research on Cancer, IARC)的標準， 0-14歲兒童暴露於電頻磁場強度 3 – 4 mG以上， 將顯著增加產生小兒白血病的風險，是暴露於1 mG以下的2倍。 實測距離輸配電線 20公尺、21-40公尺、4170公尺的住家，其72小時平均值分別是18.3 mG (2.4 - 61.6mG)、3.8 mG (1.2 – 10.6mG)、1.5 mG (0.4 –4.4mG)。
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影響骨骼結構
ELF ：極低頻
影響行為 影響韻律
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10
-3
10
60 102 頻率(Hz)
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640 103
圖 3. 不同頻率的電場(與不同強度)對生物的可能影響。
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ELF電磁場的生物效應
干擾性
表面的：皮毛振動與聽覺干擾。 內部的：細胞內粒子的互動，帶電荷分子擾動影響。 壓力(stress)作用：類似受到不明的心理壓力干擾所產生 的現象。 定時因素的：可能經由影響松果體的分泌功能，進而影 響生物體的韻律週期。(內分泌韻律的影響)
大的太平洋海岸地區 (21世紀初)
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2. 預警原則：美國紐約 (1962)
卡爾森(Rachel Carson)發表『寂靜的春天』 (Silent Spring)，引起對瞭解化學污染環境 的廣泛注意。 於隨後的幾十年，瞭解環境對化學污染的負 擔，更加惡化，因而有「預警原則」 (precautionary principle) 的提出。
DDT被禁用的過程
1947年前，DDT被公認為有效且安全。 1957年，美國聯邦政府對DDT的使用範圍，開 始有些限制。 1962年，Rachel Carson 的Silent Spring 1963年5月，美國的科學顧問委員會建議DDT應 在短期內禁用。 1967年，DDT被進一步的限制使用。 1972年6月14日，在聽過9,312頁(來自125位學 者專家)的證言，以及350份以上的文件後，美 國環保署宣佈於農業，全面禁用。
學術界對是否造成生態環境或是人體健康危 害的「不確定性」(uncertainty)不能當作理由， 去反對相關的改善行動。 考量最壞的情況，研擬改善對策。 於1990年代，被氣候變遷的國際委員會引用， 認為學術界對氣候變遷的「不確定性」 (uncertainty)應不能當作理由，去反對相關氣 候變遷的行動。 Precautionary principle (禁漏原則)
族群層次：切割棲地、影響遷移路線、 繁殖或覓食活動受到影響。
群落層次：族群組成的改變。
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高壓輸配電線的電頻磁場
對兩側居民的健康風險評估
案例
調查地區：台北縣汐止市，345 KV 和 161 KV 高壓輸配電線兩側的居民(距離70公尺範圍內)。 測量方法：連續72小時定點測量，頻率是每5分 鐘測量一次。
ELF bioe的 選 擇
圖1.1 EHV and lower voltage transmission 的比較。單一條的 765kV transmission line (70m寬)，可以傳送的電量，約等於30 ELF bioeffects 條(15座雙條)158kV transmission line(500m寬)所傳送的電量。
Window (視窗) 效應：特定強度，特定頻率，特 定時間，特定劑量，特定個體的影響。
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ELF bioeffects 8 白尾鹿的生殖週期
白尾鹿全年的賀爾蒙分泌情況。
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ELF 輸配電線的生態影響
個體層次：干擾、壓力、韻律改變、 生理傷害、等。
1948年 Paul Muller 因其在1939年的發現而 榮獲諾貝爾醫學獎。
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Fig. 2. DDT gets praise from an advertisement in the June 30, 1947, issue of Time.
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引進者的原則 ：
按這個原則，
相關安全的證據是由引進新化學物質者(各種新產 品，包括醫藥，基因轉殖的產品) 負責提出， 不是由懷疑其有問題者，或是受傷害者來舉證。
Precautionary principle (禁漏原則)
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烏鴉的考量 ：
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Type I vs. Type 2
Null 假說：這些現象是隨機出現的結果。
Type I error (Type 1 錯誤)
否定 null 假說，但事實是「Null 假說是正確的」 the conclusion that there is an effect when in fact there is none (結論說有影響因素，但事實卻是沒 有) 接受 null 假說，但事實是「null 假說是錯誤的」 when an impact exists but is not detected. (事實 是有影響因素，但卻沒有查出來)
鄰近 161 KV和 345 KV，室內72小時電頻磁場 平均值分別為9.7 mG (範圍： 0.4 –61.6 mG) 和 6.0 mG (範圍：0.6 – 30.3 mG)
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結果：
高壓輸配電線的電頻磁場
Ahlbom, et. Al (2000)的研究報告，住家的電頻 磁場介於0.5 – 16 mG之間，分成四的等級， 1 mG 、1 - 2 mG、2 – 4 mG、 4mG，統計 增加小兒白血病的相對風險值。
極低頻(ELF) 電磁場的 生物效應
與『禁漏原則』(precautionary principle)
鄭先祐 (Ayo)