受60赫兹电磁场辐射能否引起生理问题？答案可以通过对其辐射的危害估价过程而获得。

人们受功频电磁场辐射对健康能否产生严重的不良后果？

首先在美国海军协助下，后来又在美国纽约州的电能研究学会能量研究部和其他单位协助下，一项高质S的、有意义的研究项目已经完成。科研人员仍然不能断定功频（60赫兹）电磁场能否对人的健康有严重的影响。短暂地受到甚至较强的电磁场辐射显然对人是无害的。倘若长期受辐射真会有损于健康，其诊断亦将证明是困难的。然而，人们必须作出抉择：公共事业委员会必须决定传输线、配电线安装在何处；人们必须决定能否盖电热毯睡觉。

本世纪六十年代，苏联的研究人员公布了若干原因不明的主诉（头痛，疲劳，男子性欲减退）。例如，发电厂工人当输电线电压上升到400 ~ 500千瓦时所发出的主诉。这些报道却促进了西方开始研究这个领域。

在某种情形下，功频电磁场能产生生物作用是有令人信服的证据的。但是，对健康有严重不良后果的肯定性证据还没有。

人体由与多种控制过程有关的适应性很强的系统组成。因此，从受特定环境中的辐射中所观察到的生物作用不一定意味着有损于健康。人体能很好地适应新环境。

测定辐射剂量的问题

在判定受60赫兹场辐射对健康的危害时，首先碰到的问题是测定什么物理量。辐射能剂量就经典的毒理学意义而言，和生物作用直接相关。例如，电离辐射能剂量按被吸收的能量来计量。

然而，如果受极低频电磁场辐射而有损于健康，那么，什么作用过程严重地损害着健康。因此，人们不能先验地选择一种合宜的手段来测定辐射能剂量。测定辐射能剂量能否简化为对整个作用时间内的这些物理量中的一种抽样测定？单凭辐射强度就行了吗？或许只有电磁场强度特变才是重要因素。在所有这些不明因素中，有一点是清楚的：电磁场源对健康的相对意义的结论主要取决于如何给辐射能剂量下明确的定义。

总辐射量就可以通过直接测定或者通过辐射方式来测定。电磁场的直接测定已经用在具体的总辐射量的研究之中了。为了研究杂务工受高电压电磁场的辐射情形，英国中央电力局和美国邦尼维尔电力局已经研制了供工人装在衬衣口袋中的或系在臂章上的电磁场辐射监视器。美国麻省匹兹费尔德市通用电器公司的超高压研究设施中的一位工程师多恩 · 德诺与宾州匹兹堡能源技术公司的迈克 · 西尔万合作，设计并试验了一种监测分布在整个人体表面的电荷平均密度的背心。这种背心已用在测定在高压线下劳动的农场工人所受到的辐射强度。所有这些仪器所指示的辐射能剂量是人体表面某个部位上的感生电荷密度的时间积分。

如果直接测定既不可能又不切合实际，则可凭受辐射的模式来测定。此模式由两个要素组成：以位置函数表示的瞬间辐射的种种估算和人们在所处位置中度过的时间长度的估算。通常，辐射模式用恒稳电磁场作为受瞬间辐射的量度。其理由有二：（1）恒稳电磁场的剖面通常是易于计算或测定的；（2）对于一般性电磁场辐射，恒稳电磁场和其他可能的瞬间辐射有密切关系。当然，外界恒稳电磁场和其他物理量之间的精确关系取决于人体和其他导体的阻抗，人的体型、位置以及电磁场延续时间等因素。

如果辐射能剂量被定义为恒稳电磁场场强的时间积分，那么，家用电器的平均辐射能剂量要大大超过输电线和配电线的辐射能剂量。按平均数计算，电热毯为最强的一种辐射源、由于住宅建筑物高度地防护了户外电磁场，因而，电热毯对于即使住在高压线附近的人来说仍然是主要辐射源。

相互作用的机制

通过什么机制60赫兹电磁场能影响生物系统？电离辐射使原子键、分子键裂解从而影响生物组织。空气中的极低频电磁场也一样。一定总量的极低频（10^-13电伏）能量须以大10万亿倍的能量才能破坏原子键和分子键。在60赫兹时，为了感应可与人体的1瓦/克代谢率相比较的焦耳发热，就需要大气中的10⁷~ 10⁸伏/米间的电磁场或10⁴~ 10⁵高斯的磁场。人们遇到典型的最强电磁场有数千伏/米或几十高斯。实际上，强于约10⁶伏/米的电磁场如果没有电击穿现象发生是不可能存在于大气之中的。

60赫兹电磁场并不能对细胞膜外层上的很强的电势有多大干扰。典型的厚10^-8米的细胞膜上的电势约为100毫伏。也就是说，它上面的电压变化率约为10⁷伏/米。一般人能忍受的最强的60赫兹电磁场对此变化率不会有多大干扰。

但是，确有这样两种机制存在，它们显然能使极低频电磁场与生物系统发生相互作用，并对其产生影响。其一，刺激皮肤表面或表面附近的神经末梢。例如，通过毛发的篾动。其二，电磁场和单个细胞间的某种直接相互作用，可能通过细胞膜处的非线性输导机制起作用。

直接的和间接的证据都证明了第一种机制的存在。人和动物都能感觉到数千瓦/米或数十千瓦/米的60赫兹电磁场的存在。在强电磁场中，人在受辐射的皮肤上有一种刺痛感。每次通过解剖活猫脊柱的各个神经原，科研工作者都测出了动物脚爪受强烈的60赫兹电磁场辐射时其触觉神经的反射。电磁场和有一定数量的细胞的生物系统会相互作用，其证据也颇有说服力，但是，这种作用显得更为复杂。细胞外膜由磷脂分子和胆固醇分子两层组成。这两层分子构成有弹性的薄层。在此类脂物夹层里悬浮着许多大蛋白分子，这些大分子在细胞活动中起着至关重要的作用，其中包括细胞膜上的信息传递和物质输送。

有人提出了一些理论模式以便提供极低频电磁场和复杂的生物系统可能相互作用的方式。在这些理论假设提出的同时，越来越多的实验发现证明某种形式的细胞级相互作用有可能发生。

加州洛曼 · 林德市J. L. 皮特斯纪念退伍军人管理局附属医院的苏册尼 · 巴温和罗斯 · 爱迪，这两位生物学科研人员已经观察到了神经组织中钙离子析离率可能受空气中有几十伏/米的力的极低频电磁场辐射的影响。钙在很多生物过程中起重要作用，包括神经脉冲传输。此作用主要取决于频率和场强，就像某种谐震机制那样。一位在美国北卡罗来纳州的实验三角公园环保实验室工作的卡尔 · 布兰克迈已经精心地进行了这些实验并获得了类似的成果。他最近的发现证明极低频电磁场和地球磁场相互的谐震作用可能十分重要。

由巴温博士和他的同事们所做的另一组实验表明，很强的极低频电场能对鼠脑的活体切片中的神经信息的波形作出明显的改变。

第三类实验由加州大学生物学和医学科研处的理查德 · A · 路本和同事们在河滨进行。实验证明极低频磁场脉冲能更改特殊的化合物和细胞膜相互作用的方式。路本博士已经证明鼠骨细胞和人工霍乱病毒的相互作用受60赫兹电场影响，并证明其作用发生在细胞膜表层的传感区。

虽然生物作用就这样被证明存在了，然而，我们还弄不清楚生物作用的机制。这些作用和公众之健康关系若何，亦不清楚。

大多数实验的结论相反

为了在激素分泌量、代谢作用、血液化学、生长和神经功能这些方面探索辐射作用，已经进行了许多实验。大多数动物隔离实验得出了相反的结论。少数有益的发现证明骨伤治愈率和某些神经兴奋程度方面的变化。一些对细胞的研究工作可以为免疫系统提供证据。然而，必须权衡这类证据与动物实验中的许多否定性发现以及无法解释的若干正面发现后才能作出结论。仍然没有证据证明极低频辐射会产生不明应力或常规适应综合症。一些研究已经证明在某些情况下，电磁辐射能对动物的生理节奏或生物钟作出改变。松果腺黑色素紧张素分泌可能就是这种作用产生的。

对公众健康的后果不明

虽然无肯定的证据证明辐射会导致对健康的不良后果，然而，已经探索了一些可能的影响，如怪胎和癌症。

在一系列的动物研究中，理查德 · 菲力普，迈尔文 · 雪柯夫，莱里 · 沙塞和其他生物学家已经探索了60赫兹电场导致怪胎率增长的可能性。大量的以鼠为对象的研究是完全否定的。对三代仔猪进行的研究获得了正反两种结果。在第一代第一窝仔猪中，怪胎率的统计无明显的差别。在第一代第二窝仔猪和第二代第一窝仔猪中，比之未受辐射的仔猪，怪胎率统计数明显要大些。然而，在研究猪的过程中，实验动物为数很少，怪胎的背景率高得出奇，并且在实验期间仔猪中痢疾突然蔓延。此后，按同样方案对鼠进行了两次研究。第一次研究勉强证明了正面发现，然而，第二次研究却是完全否定的。总而言之，怪胎的种种情形在受辐射和未受辐射的总数中是相同的。神经科学家德尔加多（Jose Delgado）已经报导过受过短暂的低频磁脉冲辐射的鸡蛋中的受精卵畸形率是很高的。用60赫兹正弦脉冲做实验，不曾观察到此影响。在几次重复实验中，一次在瑞典所做的实验是肯定的，其余实验均为否定的。

在一次尚未公布的流行病学的研究中，可罗拉多医学院附属大学的预防医学和生物统计学系的南希 · 沃斯和物理学家埃特 · 里普近来报导说，使用过电热毯或热水床的妇女的妊娠期要长些，先天缺陷率和流产率要高些，然而，关于这些发现的统计学意义仍是一个有待解决的严肃问题。

上述研究使成年雌性（而不是成年雄性）动物或胚胎受电场的辐射。然而，瑞典Umea大学的Sven Nordstr?m和同事们报导说在瑞典国家电力局高压区所雇佣的男性工人的孩子们中观察到了先天性畸形率略有增长。

受低频电磁场辐射就会导致怪胎吗？基于现有的科学证据，此问题尚不能作答。公众健康这么一个问题似乎未必成立，但有可能成立。如果毒品和化工产品的已知危害得不到有效地控制，花费大笔钱财以便限制低频电磁场辐射的理由就很难为人们理会。

不像调查怪胎率那样，我们还没有进行过专门设计研究以动物为对象的旨在证实极低频辐射和癌症是否有关联的实验。在这种情形下，对细胞数量的探索，对人类追溯性流行病学的研究，能找到什么证据呢？

电场辐射时，一些为探索染色体作用的调查已经报告了否定的结果。一个例外是在瑞典进行的职业性辐射的研究。在辐射过程中，火花塞放电可能始终是调查结果中起作用的因素。

—些研究报告指出，受极低频电磁场辐射的细胞中核糖核酸和脱氧核糖核酸合成率提高了。一项未公布的由得克萨斯州大学免疫学家温德尔 · 温脱斯和其他人进行的研究报告指出：在较为短暂地受60赫兹电磁场辐射后，人体肿瘤细胞培养株的生长率有了持续的增高；还观察到了非肿瘤细胞株的生长率的增高。虽然此项科研受到了一些非难，但是，判断其效果和所报导的发现的意义必须恭候正式公布的成果。

对人们所处环境的事后研究的大多数报导是沃塞米博士和里普先生进行的两项病例控制调查。调查统计表明了某些癌症（儿童白血病）发病率增高和长期受低压和中压配电线所产生的弱磁场辐射有关。他们的论点并非辐射致癌而是辐射可起到诱发癌症的作用。

这些流行病学的追溯性研究典型地包括了对癌症患者死亡证书上所附住址的多次访问，以便判定受磁场辐射的程度。由于辐射强弱不能直接测定，所以通过直观地将附近电线杆上的电流量分类就可以简单地测定辐射。这种测定方法有些潜在的严重问题。此外，沃塞米 - 里普研究的本质是住宅比较，而不是人的比较。这些研究没有考虑影响癌症发生率的个人特征，诸如吸烟史和职业辐射。

其他调查者也在罗德岛重复了沃塞米 - 里普实验，其结果是否定的。在瑞典获得了勉强肯定的结果。几项流行病学研究现正在进行。

近来公布的一系列根据死亡率比例的研究报告说，通常，职业与电有关的人员中，癌症死亡率较高。对这种研究必须小心谨慎地加以解释。高比例可能由于其他死亡原因的发病率低。缺乏基准人口的资料也会导致错误的解释。这类研究中所指的某些工作人员，例如，主要在“冷”线路上工作的电气工程师，也许受到弱电场辐射。列为研究对象的焊工和冶铝工受到已知的致癌物的污染，但是这些研究不包括对致癌物作用的控制。姑且不考虑这些条件，从各组不同的数据中看出一个共同之点是，进一步研究很有必要。

—方面，几乎没有有说服力的证据证明输电线电磁场和癌症的内在联系。另一方面，也没有证据可以用来否定这种联系。

[IEEE Spectrum，1985年2月号]