非电离辐射要辨明
电离辐射的危害已经了解得比较清楚了,而对于非电离辐射,我们所知甚少—能量或声波可以穿透组织,但不会分解生物分子。非电离辐射有许多种,包括机械波—分子碰撞产生的声波和超声波,以及电磁光谱中低频的能量波。按照频率降序排列,这些电磁源包含所有的光(紫外线、可见光、红外线),微波(现在被广泛用于远程通信、烹饪、雷达),无线电波(FM、AM、短波无线电频率和VHF、UHF电视信号频率),以及来自能源物质和电力设备的极低频辐射(静态)和磁场(见图3.1)。
图3.1 电磁能量光谱。只有在电离辐射范围内(频率为1016赫兹)的波才会影响胎儿发育。
与电离辐射—位于电磁光谱高频部分的X射线、伽马射线和宇宙射线不同,这些低频低能量的波不能直接破坏分子。然而,如果辐射强度足够大,它们可以间接地破坏组织。非电离辐射不安全的主要原因是它会在某种程度上使胚胎或胎儿升温。持续的高温会增加意外流产或胎儿大脑和眼睛畸形的几率(这就是为什么建议孕妇远离桑拿房、热水浴缸和电热毯,从而避免高温,防止过量运动使她们体温升高)。如果长时间、高强度地使用微波、无线电波和超声波,就会导致体温升高。对于各种非电离辐射,普遍认为只要不使胎儿体温超过39℃就是安全的。事实上,即使接受经工业部门和政府机构允许使用的最大非电离辐射照射,也不太可能发生这种情况。
非电离辐射以更让人费解的方式作用于生物组织。目前我们对这些作用的机制了解得不多,而且社会的现代化使环境中非电离辐射源越来越多。一些学者甚至怀疑这些不可见、普遍存在、看起来无害的波,可能是导致大量不明原因的新生儿发育缺陷的罪魁祸首。
非电离电磁辐射 近年来电磁辐射可能导致的健康问题已经引起了公众的恐慌。许多人都在关注计算机主机和高压电线,它们都是低频的非电离辐射源。与此同时,更高频率电磁波的应用已很普及,如无线电波、微波、红外线宽带—它们常被用于卫星和其他远程通信设备、收音机、电视机、移动电话、监视器、车库门遥控开关、微波炉,以及无处不在、方便我们日常生活的各种“遥控器”。人类的现代化进程带来了高度的电子化和远程通讯的普及,我们因此而受到的非电离辐射水平也就越来越高。这就带来了一个问题:此类辐射会不会危害胎儿的发育?
电磁光谱的范围很广,从频率高达1022赫兹的宇宙波到振荡频率低于30赫兹的低频波。随着电磁波频率的降低,能量也随之降低。在X射线频率(约1017赫兹)以下电磁波没有足够的能量直接电离生物物质,但可以通过加热或其他机制破坏生物组织。
在非电离辐射的范围内,紫外线的能量最高。我们都知道紫外线的辐射可以对眼睛和皮肤产生伤害,但值得庆幸的是,紫外线和红外线都不能到达足够伤害胎儿的深度。甚至那些紧挨着可见光频率的高频微波(用于卫星、电视和电话通讯),也不会穿透组织。但是,低频微波却具备很好的穿透性,且被广泛地应用于家庭生活,因为这种穿透性可用于加热食物。
微波和无线电波 许多利用大鼠、小鼠和鸡完成的动物实验表明,怀孕期间过度暴露于微波和无线电波中,会对胚胎产生危害。高强度的辐射可导致死胎或先天发育畸形,尤其是大脑和颅骨的畸变。这些影响并不出人意料,因为高强度的辐射可以明显地升高动物的体温。而低强度的辐射不具有热效应,所以目前尚未发现它的负面影响。在这些动物实验中,每一例动物接受的无线电波或微波的辐射剂量,都远远高于大多数女性在生活中能接触到的剂量。
然而,有些职业需要暴露于高强度的微波或无线电波的辐射中。电磁辐射的强度随距离的增加而呈指数性递减,也就是说电磁波的发射源(比如发射塔的顶端)产生的辐射要比稍远处的辐射剂量要高得多。那些负责维修广播塔、工作在雷达站或者操作射频热力装置(例如塑料熔接的装置)的工作人员比普通人暴露在更高剂量的辐射中。由于从事这类职业的大多是男性,所以很少有孕妇会因职业问题而暴露于高强度的辐射中。但是该类工作给工作人员带来了另一个健康威胁,即:常年接受大剂量微波辐射的男性,不育率会显著地增加。
理疗是一种能让很多女性暴露于大剂量辐射的行业。有一种按摩疗法叫作“微波热疗法”,就是运用大剂量微波或低频无线电波、有针对性地加热患者受损的肌肉。许多研究表明,在怀孕早期操作微波热疗仪的女性理疗师发生意外流产、死产或新生儿先天发育缺陷的几率都会略有增加。还有一个很奇特的发现:她们生产的女婴比男婴多,这或许是因为男性胚胎比女性胚胎更加脆弱,因而更容易流产。通过检测这些微波热疗仪的微波泄漏量发现,有些治疗仪的辐射泄漏水平甚至超出了职业暴露允许剂量的上限。这些发现可能会促进理疗设备的改进—最简单的改进措施就是在仪器运行时至少保持在1米的距离—但结果仍然显示,强烈的微波会严重危害胎儿的发育(显而易见的是,孕妇应避免接受微波热疗。因为在治疗过程中,患者接受的辐射量,以及使胎儿发育环境温度过高的风险要比女性理疗师高出许多倍)。
那么,大多数厨房必备的微波炉会有危害吗?微波炉本身会产生大剂量辐射,但在制造的时候就带有很多防护的设置,以避免危害:屏蔽网可以避免微波从前窗泄漏;微波炉门在打开前会自动切断微波发射装置。美国放射卫生局针对微波炉的安全性制定了严格的规定:无论是新出厂的,还是已使用了5年以上的微波炉,都有辐射泄漏量的限制。随着使用时间的延长,微波炉的连接点会松动、门会弯曲变形、微波泄漏量也会增加。但由于辐射剂量会随距离而递减,所以即便微波炉泄露得很严重,只要站在几米以外,辐射量就会降得很低。对孕妇而言,微波炉是安全的,但在使用旧微波炉的时候,最好还是站在几米开外,并且要避免在微波炉运转过程中开门(开门前要先按下“取消”键)。
视频显示终端(VDTs) 电视和电脑屏幕会产生频率低于无线电和微波的电磁场(显示屏还会产生电离辐射,但从20世纪60年代开始,生产商们已不再使用铅玻璃组装显像管,这种危害就消除了)。大多数人看电视时会坐在一定距离以外,但用电脑时坐得离显示屏很近了,这就引发了人们的思考:低频电磁辐射对健康的影响到底有多大?
几年前,关于工作中接触显示屏的女性的报道表明:他们中意外流产、早产、新生儿先天发育缺陷或新生儿疾病的情况更多。这一发现对于那些每天要在电脑屏幕前工作数小时的女性而言有警示作用。但后来又有许多设计完善的研究认为,孕妇使用显示屏实际上并不会增加流产或胎儿先天发育缺陷的几率。很多电脑用户推崇这个结论。在诸多调查显示屏影响的研究中,有一项是以美国东南部的两组电话接线员为研究对象的。这些接线员在同一家公司,而且工作内容也基本一样,唯一的区别就是负责号码查询的接线员需要用显示屏,而普通接线员不用。尽管前者的确暴露于显示屏产生的更大电磁辐射场内,但她们发生意外流产的几率并未高于后者。
权威机构又重新分析了“新生儿先天发育缺陷和意外流产在使用显示屏的孕妇中高发”这一结论的原始报道,发现该结论的获得仅仅是一个随机事件。实际上,孕妇本身就存在10%~20%的意外流产率和2%~3%的新生儿先天发育缺陷率,加上有很多女性在怀孕时使用显示屏的事实,就得出了上述偏颇的结论。最初研究的一些观点存在着“回想偏倚”:相比正常怀孕的人,那些发生意外流产或者有先天缺陷婴儿的女性更容易回想起自己用电脑的经历(这种带有偏见的回想是导致流行病学调查产生偏差的一个常见原因,因为没能顺利怀孕的夫妇总会不顾一切地坚持自己认定的原因,从而避免这样的不幸再次发生,但事实并不是这样)。
怀孕期间还在使用电脑的妈妈们可以松一口气了:电脑屏幕不会伤害她们将要出生的宝宝。
超低频电磁辐射:电源线和电热毯 近几年来,人们越来越关注超低频电磁辐射。全世界的家用和商用电力都是以50~60赫兹交流电的形式供给的,交流电会产生同样频率的电磁场。这种电磁场频率很低,因此无论是显示器还是电源线都不足以像高频电磁场那样产生热效应。然而,20世纪80年代的一系列流行病学研究让人们开始关注电磁暴露的危害性。根据这些研究报告,住在高压线附近的居民或者电力岗位的工作人员(例如电线或电话线的维修工、电子工程师和技工、电气铁路工人)比普通人群更易罹患白血病和脑部肿瘤。高压电线可以产生强大的电磁场,人们通常待在家里,与这种环境隔绝。但电线、电气火车以及一些常用设施会产生强大的磁场,这些磁场是建筑物或车辆无法隔绝的,最先引起了人们的关注。
最近的一组研究并未证实磁场暴露与癌症之间的相关性。即便暴露于磁场中存在风险,这种风险也比预估的小很多;更何况这几种癌症都很罕见,每年能统计到的相关癌症病例屈指可数。无论如何,输电线路与细胞癌变之间潜在的关联提示人们应该去探寻磁场对胎儿发育可能的影响。可是不同的研究竟然得出了相反的结论:有的人认为磁场暴露会诱发早期流产;有的人却认为磁场暴露不会影响胚胎发育。这些截然对立的结论引发了人们对于电热毯的重视,因为在家居用品中,电热毯是产生磁场能量最大的常用物品。最近的一项研究发现,怀孕初期使用电热毯在一定程度上会增加意外流产的风险,但目前仍不能明确带来这种风险的是电磁辐射还是其本身的热效应。
这一系列研究中最大的问题是:还没有人能阐明超低频磁场改变胚胎发育或者诱发癌变的确切生物学机制。动物实验通常用于具体机制的研究上,但在该项研究中,动物实验能提供给我们的风险证据比在人体研究中收集的还要少。目前来看,低频电磁辐射似乎并不会影响胚胎发育。但这仍是一个相对较新的领域,研究者们正在努力探寻低频电磁场干扰生物发育的可能途径,并试图确定人造电磁辐射的“安全阈值”。
磁共振成像(MRI) 磁共振成像是用高强度磁场(比地球磁场强25000倍),以约60兆赫兹的频率,将人体内部结构转换为高清晰度图像的一种辅助诊断方法。这种磁场很稳定(非震荡性磁场),人体内的氢原子在它的作用下像一个个小磁针一样沿着磁场方向规则地排列,这些氢原子在接受射频刺激时就会发出信号。该信号因氢原子所在组织理化性质的不同而不同,所以计算机扫描仪可以利用微弱的信号差异生成人体内的详细图像。
这种磁场的危险性还不得而知,所以,尚没有人敢断言磁共振成像对孕妇是绝对安全的。大多数动物实验并未发现磁共振成像影响生育。有一位研究者发现:暴露于磁共振成像中的宫内小鼠发育缓慢,而且患眼畸形的风险增加,但由于这些小鼠天生就有发生这些缺陷的倾向,所以这项发现是否同样适用于人类还是未知数。另一项证据提示,操作磁共振仪的女性意外流产率会略微上升,但这只是一些初步的发现。磁共振成像在产科被越来越多地用于评估胎位、先天畸形和其他孕期并发症。尽管没有确切的证据表明磁共振成像会对胎儿造成不良影响,但美国国家放射防护局声称,在宣布磁共振成像绝对安全之前还需要进行更多的研究,并建议女性在孕期的前3个月避免进行核磁共振成像扫描。
超声波 绝大多数女性在怀孕期间至少会接受一次超声波检查。它利用一种超出人耳听觉范围的声波、穿过子宫,并按原路反射回到特定的接收器中成像。由于不同组织吸收超声波的程度不同,因此计算机扫描仪可以利用这一点重建胎儿和宫内环境的实时图像。超声波的基本原理与船上用于定位水下物体的声呐系统的原理非常相似。超声波还应用于便携式“多普勒”监测仪和胎儿监护仪上,用来监测胎儿在孕期和分娩期间的心率。
超声波不同于电磁辐射,却和微波以及无线电波有相似之处。如果强度足够大,超声波也会干扰生物组织。理论上高强度超声波可以通过多种方式伤害胎儿,但人们最大的顾虑是超声波的热效应问题。只要胎儿体温低于39℃,它便不会带来太大的危险,并且诊断用的超声剂量应严格保持在安全范围之内。发烧的孕妇在退烧之前应尽量避免超声波检查,将造成胎儿过热的风险降至最低。
有关流行病学的研究对超声波的安全性提供了有力的依据。用于医学诊断的超声波自1970年起就已逐渐推广应用,它对新生儿严重先天畸形的几率并没有较大的影响。有研究专门对比了暴露于超声波和未暴露于超声波的孕妇的分娩状况,发现两者的流产、早产、新生儿先天畸形率,以及孩子在12岁以前的认知发育状况并无明显差异。超声波在孕检方面有着得天独厚的优势,权衡起来,利远大于弊。但从另一方面看,因为每种新技术都可能随着时间的延长而显露出其潜在的风险。所以,如果仅仅是为了给胎儿“拍照”,还是应当慎重地使用超声波检查。
随着超声波技术的不断发展,尤其是孕检中超声波强度研究的发展,一些医生建议提高扫描仪的安全性能。这些措施包括安装限时器,以限制在超声波下暴露的时长;添加监测胎儿体温的特殊探针,以免技师或放射科医生使胎儿在超声中暴露时间过久。
超声波还可以用于临床治疗。与电离辐射一样,治疗用超声剂量要远大于诊断用剂量。治疗用超声波采用高强度声波,从而有效地加热组织,达到深度理疗的作用。由于存在导致胎儿过热的风险,所以绝对不推荐在孕期进行超声波理疗。