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【關鍵詞】電磁輻射 自動化主站
大氣環境中,電磁輻射普遍存在,但如果長時間生活在超標高強度的電磁輻射環境中,容易患白血病、癌癥。自動化機房是自動化專業核心設備所在地,自動化人員的主站工作主要在這里進行。隨著濱海電網的快速發展,自動化主站工作機房的機器設備由原來的5臺變為21臺,并且在不斷增加中,機房環境復雜,噪音和輻射也越來越大。
1 現狀分析
對機房的不同位置進行輻射強度測試,結果如表1所示。從表1中可以看出,距離服務器機柜越近,輻射就越大。
通過對國網天津濱海公司的實際情況進行調查,發現存在以下情況:
(1)自動化主站負責維護3套系統。
(2)自動化主站機房安裝了服務器10臺,其他系統工作站20余臺。
(3)機房內設備區與工作人員維護工作臺間沒有任何隔離措施。
(4)自動化主站人員平均每天有5個小時在機房工作。
在這種情況下,自動化工作人員每天要面對極大的輻射量,對工作人員的身體健康將造成很大影響。因此,降低自動化主站工作環境中的電磁輻射強度成為一個必須解決的課題。
2 原因分析
針對輻射強度大的問題,對現有機房情況進行調查,研究發現:機房建設之初是為調度系統設計,服務器只有6臺,隨著濱海電網快速發展,系統升級,調度系統服務器增至10臺,加之為了方便維護,其他幾套系統的維護工作站也通過網絡接入主站機房,目前機房內有各種服務器工作站30余臺。機房結構已經不能滿足運行要求,噪音大、輻射強度大,空間狹小,輻射強度嚴重超標,平均輻射強度高達97毫瓦/平方厘米。
3 對策制定與實施
3.1 對策比較與確定
通過以上分析,并結合現場的實際情況,提出了兩種可選方案:
(1)將機房內的機柜更換成屏蔽機柜。
(2)將機房隔離成監控區和設備區兩個部分。
如果將現有的機柜更換成屏蔽機柜,需要將現有的服務器逐屏停機,搬離,更換體后,逐個上電,這樣一來自動化人員的工作量十分巨大,屏蔽機柜造價昂貴,且系統停機及啟動的過程中風險巨大。
如果使用屏蔽隔斷將機房隔離成監控區和設備區,安裝時,系統不需停機,沒有系統風險,自動化人員工作量很小,安裝工作均在下班后進行,所需費用也不高。
通過優缺點比較,確定使用屏蔽隔斷隔離機房的設備區和監控區的辦法,使得輻射集中在設備區,監控區的輻射大大降低。
3.2 實施方案
將機房隔離為設備區和監控區,需按照以下幾步實施:
(1)第一步:針對現有機房內地板下線路布置,進行設計隔斷位置。
(2)第二步:委托設計,出設計圖。
(3)第三步:安裝、施工、測試。
4 實施效果分析與總結
項目實施之前,機房設備區與工作區之間無任何阻隔,甚至一些服務器擺放在工作區。改造后,設備區與工作區之間有一道可以屏蔽電磁輻射的玻璃墻,大大削弱了輻射強度。經過測試,工作區內平均輻射強度由原來的97毫瓦/平方厘米降到了34毫瓦/平方厘米,收到了滿意的效果。
5 結語
濱海新區作為國家級新區和國家綜合改革配套試驗區,其迅速的發展離不開電力員工的辛勤勞動。自動化機房是自動化人員的主要工作場地,由于機房設備電磁輻射較大,對自動化工作人員的健康造成了極大影響。本文采用隔離設備區與工作區的方法,減少了工作環境中的電磁輻射量,對保證自動化工作人員身心健康起到了重要作用,為濱海新區的滕飛起到了巨大的保障作用。
作者簡介
趙晶(1983-),女,碩士研究生學歷。現為國網天津市電力公司濱海供電分公司工程師,主要從事電網調度自動化工作。
劉夢璇(1985-),女,博士研究生學歷。現為國網天津市電力公司濱海供電分公司工程師,主要從事電網調度自動化工作。
任博強(1984-),男,碩士研究生學歷。現為國網天津市電力公司濱海供電分公司工程師,主要從事電網調度工作。
梁蕊宏(1986-),女,碩士研究生學歷。現為天津電力設計院工程師,主要從事電力系統設計工作。
王旭東(1985-),男,博士研究生學歷。現為國網天津市電力公司電力科學研究院工程師,主要從事電力系統穩定性分析及控制、智能電網等工作。
作者單位
1.國網天津市電力公司濱海供電分公司 天津市 300450
目前,我國功能性紡織品的開發領域主要集中在內衣、家用紡織品和防護用紡織品等三個方面,涉及的功能包括抗菌防臭、遠紅外、抗紫外線、抗靜電、防電磁輻射、拒油防水、負離子、放火阻燃、抗玷污、易去污、防水透濕、免燙 、高吸濕等。然而,目前行業面臨著一大突出問題――檢測難。
市場雖大 無奈檢測困難
一項調查顯示:在功能性紡織產品的消費人群中,買過防皺(免燙)整理產品占54%,買過拒水整理產品占31%,買過防污整理產品占25%,買過抗菌整理產品占4%。表示會再次購買的,防皺(免燙)整理占96%,拒水整理94%,防污整理占93%。這表明,功能性紡織品有良好的市場發展前景。
雖然需求巨大,然而,大多數功能性紡織品的性能消費者不能憑自己的視覺和觸覺等進行判斷,即看不見、摸不出和嗅不到,其功能的優劣程度,要靠一定測試方法和儀器才能進行評定。功能性紡織產品既沒有色彩和圖案那樣直觀的吸引力,又缺乏柔軟飄逸等令人賞心悅目的質,只能在使用過程中慢慢品味其功效了。因此,其與其他紡織新產品一樣,由于市場的不成熟,也呈現出了一哄而上、魚龍混雜的局面,導致消費者的信任度下降。
近年來,雖然有一些科研機構、高校、標準化組織和企業開展了這方面的研究工作,并不斷有一些成果面世,部分功能性評價方法也實現了標準化。但從總體上看,大部分功能性紡織品仍然缺少權威的、能被廣泛接受的、經過充分科學論證的、簡便易行的、重現性和準確性較高的功能性評價方法和標準。市場上王婆賣瓜式的吆喝成了消費者的主要信息來源,一些不法商家為了追求短期利益對這些高科技面料進行仿冒,真正的功能性紡織品面臨珠混于魚目的窘境,這對功能性紡織品市場的健康發展顯然是不利的。
另一個不容忽視的問題就是功能性紡織品的生態安全性。眾所周知,功能性紡織品的某些特殊功能,主要是通過在纖維材料中添加或在產品的后整理中使用某些具有特殊功能的化學物質來實現的。但目前在功能性紡織品上使用的這些化學物質有相當一部分并未經過嚴格的生態安全性能的評估,特別是未經過長期跟蹤分析的安全風險評估。
典型功能的檢測
抗紫外線
隨著現代工業的發展,大氣層中的臭氧層不斷地遭到破壞,導致地表紫外線輻射量大增。紫外線是指太陽所發射的波長200~400nm的電磁波,它對人類皮膚能造成巨大的傷害。其中的UVA、UVB波段會助長黑色素生成,導致皮質老化,甚至造成白日稀⑵し舭┑炔”洹H緗,抗紫外線已成為人們習以為常的一種自我保護行為。日常生活中防曬產品層出不窮,防曬霜、晴雨傘、太陽鏡等等,無不打上“UPFXX”的標識。然而,在戶外特別是進行登山之類的活動,由于高山的海拔相對較高,紫外線的輻射相比平地上要強很多,這時候著裝是人們抵抗紫外線輻射最直接的屏蔽物,因此,面料的防紫外線性能顯得至關重要。
織物防紫外線的能力,主要取決于織物本身屏蔽紫外線的能力。屏蔽主要通過吸收光線和散射、反射來完成。影響織物防紫外線輻射性能的因素分別是織物結構、織物顏色以及漂白、染色等工藝處理。在一般情況下,吸收率和反射率增高,透過率就降低,防護性能就優越。
另外,短纖維優于長絲纖維,加工絲產品好于原絲產品,細纖維織物比粗纖維織物好,扁平異形織物優于圓形截面織物,機織物好于針織物。過測試我們發現,機織或針織結構越緊密UPF值越大。而在質地結構相同的情況下取一塊淺色和一塊深色面料,同時進行紫外線照射的測試,可以發現染色織物比未染色織物有更高的UPF值,并且織物顏色越深,其紫外線透過率越小,也就是說防紫外線能力越高。而織物的UVR吸收性能取決于織造過程中所采用的加工方法,如漂白、染色、施加消光劑等,這些加工過程都會對織物的UVR吸收性能產生作用。
為了使織物獲得較好的防紫外性能,織物的后整理很重要。采用各種方法將無機和有機的紫外線整理劑分別或共同對纖維、紗線或織物進行處理,并使之牢固結合,這是較為傳統的方法。除此之外,也可以采用納米紡絲技術的方式。在切片聚合過程中,添加紫外線隔離因子(納米氧化鈦Ti02),使纖維及其制成的產品能有效地吸收紫外線,防止紫外線透過衣服,保護人體因紫外線過多照射而引起各種皮膚疾病。同時可以反射可視光線和紅外線,降低太陽熱輻射所造成的溫升,保持衣服內部的涼爽感覺,讓穿著更舒適與安全。這種方法具有抗紫外作用持久、永不消褪的特點。
防水透濕
人體由于運動以及新陳代謝,會通過皮膚表面蒸發水汽散熱,如果這些水汽不能通過織物及時排出,就會在織物和皮膚之間產生高濕熱區域,使人體感覺悶熱不適。
織物的透水汽性是指氣態水透過織物的能力。透水汽性與織物的原料,紗線的結構,織物組織結構及其緊密度等因素有密切的關系。當織物的一面所受水蒸氣壓力大于另一面時,水蒸氣會透過織物。織物的透水汽按單位時間內透過水蒸氣的量來表示的,它對人體的舒適和衛生影響甚大。目前,國際標準中對織物透水汽性的檢測方法有很多,常用的有ASTME 96,BS 7209等,具體操作方法是:先將面料置于裝有定量蒸餾水的透濕杯上,密封后稱重,再放在標準規定的測試環境中(固定的溫度,濕度以及氣流速度),經過24小時后取出再稱重,通過試樣前后質量的損失來推算透過水蒸氣的量。
防水透氣織物是指水在一定壓力下無法浸入織物,而人體散發的汗氣能以水蒸氣的形式通過織物傳導到外界,從而避免汗氣積聚冷凝在體表與織物之間,以保持穿著的舒適性。它是一種高技術、獨具特色且極具實用性的功能性織物。防水對于面料行業來說并不是什么難題,關鍵是如何實現透氣與其兼得并且實現超強防風。像雨衣、擊劍服、登山服等要求不透水又不發悶,須采用微孔型織物或用傳遞水汽性能好的纖維制的織物。
防電磁輻射
電磁輻射已經成為繼水、大氣、噪聲之后的第四大環境污染源。大量研究表明,電磁輻射對地球生物和人類的危害和影響已經遠遠超過了人們以往對它的認識。早期的防電磁輻射或抗電磁干擾研究和產品開發主要集中在軍事、國防或工業領域。隨著個人電腦、計算機網絡通訊、移動電話、視聽設備、微波爐等電子技術和產品的日益普及,電磁輻射對人們健康和生命安全的影響日益顯現,開發和使用具有抗電磁輻射功能的紡織產品則是最簡便和有效的手段之一。
電磁輻射是由不同波長和頻率的多種類型的電磁波形成的,其頻段范圍可從3Hz到3×1012Hz不等。由于抗電磁輻射材料對不同頻段的電磁輻射的反射和吸附能力各有不同,因此目前被采用的抗電磁輻射性能的測試方法也各不相同,必須根據抗電磁輻射材料的性質和實際用途加以選擇。
防電磁輻射服裝的防護方式有兩種:一是用屏蔽面料直接制作的服裝,另一是將屏蔽面料作為內襯或內膽制作在服裝中。到目前為止,國內外尚無統一的針對抗電磁輻射紡織產品的功能評價測試方法和標準,市場上大量的抗電磁輻射紡織產品基本上都在沿用一些常規電磁屏蔽材料的性能測試方法。通常,抗電磁輻射產品可以用反射率R、透過率T、吸收率A和屏蔽效能SE來評價其抗電磁輻射的效果,其中采用最普遍的是屏蔽效能SE。研究表明,在低頻時,材料的屏蔽效能主要取決于反射。由于電磁波的反射與材料表面的阻抗有關,因此,材料的導電性能越好,反射就越強,屏蔽效能就越高。而在高頻時,屏蔽效能主要取決于電磁波在材料內部傳播時的吸收損耗。這種吸收損耗與材料的厚度、電導率和磁導率有關。
完善測定制度 引導行業發展
將高科技運用于紡織品生產中已成為當今紡織品開發的主流, 新型纖維的應用和紡織技術的革新,使紡織品不僅美觀、保暖,而且柔軟富有彈性,并且發展了吸濕、透氣、防雨、防風、防污、防霉、防蛀、抗紫外線、防輻射、抗靜電、 保健、無霉和環保等多種功能。功能性紡織品已跳出傳統形態,完全深入家用、裝飾、醫療、環保、農業、建筑、地質、交通、工具、包裝、休閑、防護等眾多應用領域,且受到化工、汽車、機械、紡織裝飾、服裝等行業的高度重視。“未來的衣服能夠按環境影響而向我們發出預警,例如內置全球衛星定位系統的衣服,能以光速交換數據的外套,或瞬間改變外貌的外套,Hans-Jurgen Hubner更預言紡織品能啟動藥物治療。”著名功能性紡織品供應商Schoeller公司的CEO Hans-Jurgen Hubner說。
一項調查結果表明,全球消費者都喜愛不需要過多打理的服裝,但不同國家的人對服裝的某些具體功能偏好不同。抗皺和易于打理始終是全球消費者較為了解和期望獲得的兩項特性。此外,對于天然纖維,例如棉,消費者也表示出始終如一的喜愛。至于全球消費者認知度較低的,例如吸濕快干,防紫外線,除臭,抗菌也有一定市場。消費者不僅了解這些功能性并進一步轉為購買行為。
我國功能性紡織品已經形成具有一定規模、品種相對齊全、功能日趨完善、發展相對穩定的產業格局,其研發和應用正向著多領域、多行業、多學科、產業化和產學研協同的方向發展,已涉及環保、醫療、衛生、礦業、熱帶農業、產業用紡織品、納米、化工等領域。如電磁輻射、防護服裝及其標準的研究、戶外運動功能紡織品的開發、印染廢水處理、天然染料及植物功能染料、鍍銀纖維、防蚊紡織品、功能性微膠囊、桑皮纖維、醫用循環減壓襪的研制等。相信隨著產品開發的不斷深入,功能性紡織品將是未來市場上的一支生力軍。然而,令人尷尬的是,目前國內基本還沒有專業專注于開發多功能紡織品的企業,功能性在很大程度上還處于被炒作概念的境地。
指導老師:
組 長:
小組成員:徐bangwei
班 級:
【摘 要】如今我們學習、生活在E時代,在你每天盡情享受科技帶來的便捷和舒適時,有沒有想過,在不知不覺中頻率不同的電磁波,在我們周圍悄無聲息地構成了一種被稱作“電子霧”的濃重污染源,它看不到、聽不到、嗅不到、摸不到,神不知鬼不覺地任意穿透、“切割”人的身體,如同“幽靈”一樣,令人防不勝防。生活中的電子產品種類十分眾多,與我們的生活、工作關系非常密切,我們與它們接觸的時間又比較長,因此,這些電子產品所產生的電磁輻射對人體健康的影響問題已經越來越受到人們的重視。
【關鍵詞】電磁輻射 降低 植物
一.課題的提出
1.課題研究背景:
進入21世紀,隨著電子技術的發展,架設的電源線越來越多,電視,電腦,移動電話,微波爐走入我們的生活,為我們的生活帶來了極大的便利,同時也時波長更長,頻率在30000MHz內的電磁輻射充斥著我們的空間,破壞了良好的電磁生態環境,構成了現代社會新的“隱型殺手”。電磁輻射無處不在,電磁輻射對人們日常生活的影響也無處不在.但大部分人們都還沒意識到它所存在的危害性。那么,什么是電磁輻射污染?它對人體作用的機理有哪些?不同的植物又對它有何作用?
2.課題研究目的與意義
我選擇該課題進行研究,我主要研究了使用電腦過程中產生的電磁輻射及其危害,我希望通過尋求一種簡單有效的方法來幫助人們,但我們更希望通過我們的研究,可以尋找出更好的降低輻射的植物,給人們以幫助。
【電磁輻射案例介紹】
在斯德哥爾摩市,生活在高壓輸電線區域內的市民,因磁通密度B>3mG(毫高斯),癌癥發病率為其他地區的3.8倍!
1991年英國勞達公司一架民航機不幸墜毀,電磁輻射釀成了這場大禍。《環境保護報》
1993年,瑞典等北歐三國的研究調查公布,長期受到2mG以上的電磁輻射影響,罹患白血病的機會是正常人的2.1倍,罹患腦腫瘤的機會是正常人的1.5倍
二.課題研究方法
1.文獻研究法:通過網絡、圖書館、書店等查閱手段,了解不同植物對降低電磁輻射的
不同作用。
1.實驗研究法:通過實踐研究來了解各種電器的電磁輻射量,以及哪種植物降低電磁輻
射的效果最好。
三.課題研究與分析
(1)實驗探索:
引言:有的觀賞植物具有吸收電磁輻射的作用,在家庭中或辦公室中擺放這些植物,可有效減少各種電器電子產品產生的電磁輻射污染。
但是,并沒有任何科學依據證明植物可以直接防輻射,電腦的輻射主要是電磁波,而電磁波沿直線傳播,所以植物不能直接幫助人阻擋輻射,那么植物的分泌物揮發在在空氣中,如果植物的分泌物能吸收輻射的話,防輻射門就不用厚重的水泥和重金屬鉛制作了,用含有植物分泌物的物質填充不就可以了嗎,因此把植物放在電腦旁邊防御輻射是沒有科學依據的,當然植物讓人喜愛產生愉悅的心情也是好的. 那植物到底有沒有防輻射作用呢,讓我們接下來繼續探究吧!實驗準備:電視機、筆記本電腦、路由器、開關、臺式電腦主機、顯示器。
實驗準備:電視機、筆記本電腦、路由器、開關、臺式電腦主機、顯示器。
實驗過程用檢測儀檢測各個電器,并測出不同植物的影響
(二) 實驗過程 :1.不同用電器的電磁輻射量的對比試驗
開關 筆記本電腦
顯示器 路由器
主機 電視機
根據本實驗試驗可知,不同的電器的電磁輻射量不同,本實驗中液晶電腦的電磁輻射量最高,開關的電磁輻射量最低.,我想通過本實驗告訴大家,不要長時間上網,這樣對我們的生活、學習都會帶來影響,眼睛離電腦顯示器的距離適當增遠,防止視力下降。
(二)理論過程 2.不同植物對電磁輻射減少的量的研究
為了研究不同植物對電磁輻射減少的量的實驗,本實驗所采取的六種植物分別是 :富貴樹、綠玉樹、榕樹、清香木、仙人球、玉露。本實驗選用液晶電腦作為測試對象
測試植物:富貴樹
(富貴樹)測試結果:將富貴樹擺放在距離顯示器36厘米處一刻鐘后,輻射監測儀顯示的數值并沒有出現明顯變化。數值始終在1000V/m以上波動。數值說明,富貴樹混在抗輻射植物里,只是濫竽充數罷了。
(綠玉樹)測試結果:在15分鐘的測試時間里,擺放綠玉樹后的測試儀顯示的數值比較穩定,但效果并不理想。數值證明,綠玉樹也不能算作抗輻射植物。
最終數值:1062V/m
(清香木)測試結果:擺放清香木15分鐘后,測試儀顯示數值終于降至1000V/m以下,但并不穩定。
最終數值:1074V/m
(榕樹)測試結果:在15分鐘的測試時間里,測試儀的顯示數值不斷下降,最終降至1000V/m以下。
最終數值:990V/m
(玉露)測試結果:與前四種植物相比,玉露的體積要小巧很多。但通過測試儀的數據顯示,吸收電磁輻射的能力并不是由體積決定的。
最終數值:978V/m
測試結果:跟玉露一樣,擺放仙人球15分鐘后,測試儀的數據很快也降至1000V/m以下,最終結果在6種測試植物中名列第一。
最終數值:811V/m
結論:不同植物對減少電磁輻射的量不同,本次試驗中,仙人球在所有植物吸收電磁輻射的作用是最強的,它也是天然的空氣清新劑,還具有吸附塵土,凈化空氣的作用。這種極易養活的植物,非常適合現代生活上接觸到很多電磁輻射源的人們。
【關鍵詞】 電磁輻射 海馬神經元 RKIP ERK 原代培養
Raf激酶抑制蛋白(raf kinase inhibitor protein, RKIP)作為調控多種信號轉導通路的中心信號蛋白, 在細胞的生長、 分化、 增殖和凋亡中扮演重要角色, 其中RKIP介導的Raf/MEK/ERK信號通路對于腫瘤細胞的存亡至關重要。我們前期的研究發現, 電磁輻射后大鼠海馬RKIP表達明顯下調[1], 但是對于RKIP在電磁輻射致海馬損傷中的作用機制及其介導的ERK通路在輻射損傷中的作用尚未見報道。為此, 本研究中選用近年來應用較為廣泛的X波段高功率微波(Xband high power microwave, XHPM)、 S波段高功率微波(Sband high power microwave, SHPM)及電磁脈沖(electromagnetic pulse, EMP)作為輻射源, 通過細胞培養、 免疫細胞化學染色、 激光掃描共聚焦顯微鏡(LSCM)、 Annexin VPI雙標記、 流式細胞術(FCM)及圖像分析等手段, 研究電磁輻射對原代海馬神經元RKIP和磷酸化ERK表達的影響, 并應用MEK的特異性抑制劑U0126探討RKIP介導的ERK通路在輻射損傷中的作用, 為闡明電磁輻射損傷機制和揭示3種電磁輻射損傷效應的異同提供依據, 并為輻射損傷的防診治開辟新途徑。
1 材料和方法
1.1 材料 Wistar大鼠, 由軍事醫學科學院實驗動物中心提供; DMEM培養基、 N2 supplement、 B27 supplement均為Invitrogen公司產品; 馬血清購自Hyclone公司; 胰蛋白酶、 谷氨酰胺、 阿糖胞苷均為Amersco公司產品; 兔抗神經元特異性烯醇化酶(neuronspecific enolase, NSE)、 兔抗RKIP、 FITC或Cy3標記的羊抗兔IgG抗體均為Santa Cruz公司產品; U0126購自Promega公司; Hoechest33342購自Sigma公司; Annexin V細胞凋亡檢測試劑盒購自北京寶賽生物技術有限公司; FCM為美國BD公司產品; LSCM為BioRad公司產品。
1.2 方法
1.2.1 原代海馬神經元培養與鑒定 出生12 h內Wistar大鼠, 無菌分離雙側海馬, 經2.5 g/L胰蛋白酶消化, 制備細胞懸液, 以5×108/L密度接種于包被多聚L賴氨酸的塑料培養皿, 培養液含850 mL/L DMEM、 100 mL/L馬血清、 10 g/L谷氨酰胺、 青霉素105 U/L、 鏈霉素105 U/L、 10 g/L N2和20 g/L B27。于37℃、 50 mL/L CO2及飽和濕度的培養箱內培養, 至第3天加入阿糖胞苷(3 mg/L)抑制膠質細胞過度增殖, 24 h后全量換液, 以后每周半量換液2次, 培養至7~10 d用于實驗。采用NSE抗體, 以免疫細胞化學ABC法染色進行神經元鑒定。
1.2.2 細胞分組與輻射條件 將原代海馬神經元隨機分為假輻射組(Control)、 EMP組、 SHPM組、 U0126+SHPM組、 XHPM 組及U0126+XHPM組, 分別采用HPM和EMP模擬源輻射細胞, SHPM和XHPM平均功率密度均為100 mW/cm2, EMP場強為6×104 V/m, 輻射時間均為4 min。假輻射組進行同等條件偽輻射。
1.2.3 U0126給予方法 參照試劑說明書, 于輻射前30 min, 向細胞培養皿中加入MEK的特異性抑制劑U0126, 其終濃度為10 μmol/L。
1.2.4 免疫熒光染色檢測RKIP和磷酸化ERK 輻射后6 h, 以1∶1甲醇丙酮液固定細胞(4℃, 10 min); 1 g/L胰蛋白酶作用3 min; 經100 mL/L羊血清封閉15 min后, 滴加1∶100稀釋的兔抗RKIP或磷酸化ERK, 4℃過夜; 滴加1∶100稀釋的FITC或Cy3標記的羊抗兔IgG,室溫孵育1 h; 滴加1∶1000稀釋的Hoechest染液, 避光反應10 min; 上述各步驟之間均以PBS漂洗5 min×3次。以1∶1甘油PBS封片后, 應用LSCM上機觀察, 并采集圖像。以PBS分別代替一抗和二抗作為陰性對照, 并以PBS同時代替一抗和二抗設立自發熒光對照, 其余步驟同上。利用ImagePro 5.0軟件對熒光圖像進行定量分析, 每組選取20個細胞。陽性結果FITC標記呈綠色, Cy3標記呈紅色, 胞核呈藍色。
1.2.5 FCM檢測細胞凋亡與壞死 參照Annexin V細胞凋亡檢測試劑盒操作說明。輻射后6 h, 以2.5 g/L胰蛋白酶消化細胞, PBS離心洗滌, 調整細胞濃度為1×109個/L; 取1 mL細胞懸液離心收集細胞, 并將其懸浮于200 μL結合緩沖液, 加入10 μL Annexin VFITC和5 μL PI, 室溫避光靜置15 min; 加入300 μL結合緩沖液后應用流式細胞儀檢測細胞凋亡與壞死率。以每個35 mm塑料培養皿的細胞作為一個樣品, 每組測定6個樣品。Annexin V與PI均陰性為正常存活細胞, Annexin V陽性(胞膜綠染)而PI陰性為凋亡細胞, PI陽性(胞核紅染)為壞死細胞。
1.2.6 統計學分析 實驗數據以x±s表示, 采用SPSS11.0統計學軟件進行OneWay ANOVA方差分析和LSD、 Dunnett t檢驗。
2 結果
2.1 海馬神經元形態學改變 倒置相差顯微鏡下觀察, 剛分離的海馬神經元小而圓, 胞體透亮;接種24 h后細胞貼壁良好, 生長旺盛, 并形成1~2個細小突起; 培養3 d后, 細胞突起明顯增多、 延長, 并開始相互連接, 胞體漸豐滿; 培養至7~10 d, 胞體豐滿, 以錐體形居多, 間或圓形, 有折光性, 胞突細長豐富, 交織成網(圖1A)。神經元鑒定結果均為陽性(圖1B)。
輻射后6 h, 各輻射組海馬神經元均見胞體變圓, 折光性明顯增強, 胞質空泡堆積, 或胞核結構模糊甚至消失, 胞突回縮, 可見較多死亡細胞漂浮, 輻射組間未見明顯差別; U0126預處理組海馬神經元生長狀況明顯好于單純輻射組, 但較假輻射組略差, 可見少量死亡細胞漂浮。
2.2 海馬神經元RKIP表達的變化 RKIP于假輻射組海馬神經元胞核周圍的胞質中, 呈點狀聚集性分布, 但于各輻射組中其表達分布明顯減少(圖2)。定量分析結果顯示, 各輻射組RKIP的熒光強度值分別為EMP組36.91±5.71、 SHPM組34.57±1.75、 XHPM組41.82±4.00, 均較假輻射組(67.85±9.64)明顯減少(P
2.3 海馬神經元磷酸化ERK表達的變化 假輻射組海馬神經元磷酸化ERK均勻分布于胞質中, 呈弱陽性表達, 而各輻射組均呈強陽性表達, 且細胞核移位發生, 可見磷酸化ERK同時表達于胞質與胞核(圖3)。定量分析結果表明, 各輻射組RKIP的熒光強度均較假輻射組明顯增強(P
2.4 神經元凋亡與壞死率的變化 輻射后6 h, SHPM組(凋亡25.76±3.48%, 壞死56.17±4.08%)和XHPM組(凋亡26.32±3.75%, 壞死58.72±4.38%)神經元的凋亡與壞死率均較假輻射組(凋亡14.31±2.43%, 壞死29.65±3.19%)明顯升高(P
圖1 海馬神經元形態學改變(略)
Fig 1 Morphological changes of hippocampus neurons (×400)
A: Primary hippocampus neurons cultured for 10 days; B: Expression of NSE in primary hippocampus neurons cultured for 10 days.
圖2 三種電磁輻射后原代海馬神經元RKIP的表達(略)
Fig 2 Expression of RKIP in primary hippocampus neurons after three kinds of electromagnetic radiation (IF, ×1000)
A: Control; B: EMP; C: SHPM; D: XHPM.
圖3 三種電磁輻射后原代海馬神經元磷酸化ERK的表達(略)
Fig 3 Expression of phosphorylated ERK in primary hippocampus neurons after three kinds of electromagnetic radiation (×1000)
A: Control; B: EMP; C: SHPM; D: XHPM.
3 討論
RKIP進化上高度保守, 在哺乳動物的腦、 心、 肝、 肺及組織中含量豐富, 參與質膜生物合成、 神經發育、 發生、 細胞凋亡等生理病理過程。RKIP通過與Raf1結合, 破壞Raf1與MEK的相互作用, 從而抑制ERK信號通路過度活化[2]。大量研究證實, ERK信號通路對于腫瘤細胞的存亡至關重要, 但對于ERK通路在電磁輻射損傷中的作用尚不明確。本實驗我們發現, 3種電磁輻射后海馬神經元RKIP表達均減少, 而磷酸化ERK表達均增加, 表明輻射后RKIP表達減少使其對Raf/MEK/ERK通路的抑制作用減弱, 導致ERK通路過度激活, 提示RKIP參與了電磁輻射所致海馬神經元損傷, RKIP對ERK通路的調控可能在輻射致海馬損傷中發揮重要作用, 這與我們前期的整體動物實驗結果一致。
研究表明, NGF誘導分化PC12細胞依賴ERK的長程激活(1.5~3 h); EGF促進PC12細胞增殖需要ERK的瞬時激活(
通常認為, ERK屬于促細胞存活類因子, 它在生長因子的作用下活化并調節增殖、 分化、 長時程記憶和突觸可塑性[5]。然而, 新近的研究表明, ERK可能作為促凋亡因子發揮作用, 如在鉀離子外流誘導下, ERK發揮促神經元凋亡的作用[6]; ERK通路激活是阿爾茨海默者的早期特征之一, ERK可能參與神經元退行性變[7]; PD98059通過抑制ERK的活化, 減少細胞死亡, 并減輕神經損害 [8]; 在B細胞和U937細胞中ERK均參與誘導細胞凋亡[9]。上述結果提示, 特定條件下, ERK可能具有促神經元凋亡與壞死的作用, 其詳細機制尚需深入研究。
U0126通過與MEK非競爭結合, 抑制其活化酶的催化活力, 從而阻制ERK的磷酸化。本研究我們發現, U0126可減少輻射所致海馬神經元的凋亡與壞死, 表明U0126對于輻射所致海馬神經元損傷具有一定保護作用, ERK過度活化在輻射損傷中扮演重要角色。楊樹森等[10]研究發現, 采用65 mW/cm2電磁波輻射大鼠可同時激活海馬ERK1/2和JNK通路, 同等條件輻射PC12細胞則導致ERK、 JNK和p38MAPK通路均激活。結合本實驗結果, 我們認為, 電磁輻射所致海馬神經元的凋亡與壞死可能是細胞內多條信號通路差別激活共同作用的結果, 其中ERK通路起重要調節作用。
此外, 對于輻射后海馬神經元RKIP、 磷酸化ERK的表達以及細胞的凋亡與壞死率, 輻射組間均未見統計學差異, 提示XHPM、 SHPM和EMP輻射對海馬神經元的損傷機制具有相似性, 為針對不同頻段電磁輻射采取通用的防診治措施提供了實驗依據。
綜上所述, RKIP介導的ERK通路過度激活對于電磁輻射所致海馬神經元凋亡與壞死具有重要調節作用, ERK長程活化誘導的神經元凋亡與壞死是電磁輻射致海馬損傷機制之一, 有關RKIP對ERK的調控作用仍待進一步研究。
參考文獻
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找出生活中的輻射源
生活中的電磁輻射源很多,主要包括家用電器、家居環境和裝修材料三大類。
家用電器
家用電器是產生電磁輻射的主要來源,因此需要重點防范。
1.電吹風:電吹風的輻射源位于其后端的電機部位,人們使用電吹風時,其后端距離頭部很近,很容易因為電磁輻射引發頭暈、乏力,所以在使用電吹風時應采用正確的方法,如開啟和關閉電吹風時盡量離頭部遠一點;使用時,最好將電吹風與頭部保持垂直;不要連續長時間使用等。
2.微波爐&電磁爐:二者是利用微波具有熱效應這一特征來達到加熱和煮熟食物的目的。研究表明,微波爐所產生的強電磁波嚴重超標可能會誘發疾病。有的機型前方按鍵板的磁場可高達30-60mG(毫高斯,數值越高輻射量越大),使用時的磁場則超過200mG。這些泄漏的微波對男性生殖系統的傷害尤其大,因此小男孩更應盡量避開輻射源。
3.冰箱:電冰箱是廚房中一個高磁場的所在,特別是在冰箱正在運作、發出嗡嗡聲時,冰箱后側或下方的散熱管線釋放的磁場更是高出前方幾十甚至幾百倍。用吸塵器把散熱管線上的灰塵吸掉,不但會提高冰箱的效率,也會減低家中的磁場。
4.電腦:電腦顯示器會產生X光輻射,顯示器背面的電線圈輻射危害也較大,如果有準媽媽是在電腦機房上班的則要注意,應盡量避免在電腦顯示器背后工作。
5.手機充電器:手機充電器、便攜式單放機在插座上的變壓器磁場也很高,所以要保持距離,以策安全。
6.手機:手機的輻射效力雖然沒有微波爐強,但也可以對人體造成危害。日常生活中減少手機輻射較有效的方法是使用耳機接聽電話。
除此之外,像吸塵器(200mG)、無繩電話(200mG)、電須刀(100mG)、電熱毯(100mG)等也都是電磁污染的重點罪魁,需要我們在使用時格外注意,盡量減少電磁輻射對身體的傷害。
家居環境
對于電器的電磁輻射,人們普遍還會有所防范,但是對于家居環境的電磁輻射,很多人卻很容易忽視。電燈在家庭生活中必不可少,而每件燈具其實都有電磁輻射,選擇燈具的時候必須購買合格產品。一度有報道稱,有網友做了測試,節能燈打開后周邊電磁輻射驚人。后經證實,市面上的絕大多數節能燈均符合對人體輻射安全的要求。但應注意的是,使用節能燈時,人不要離得太近。總的來說,熒光燈的工作電壓高,頻率也高,所以輻射相對大一點,而LED燈工作的電壓低,輻射小一些,但它的顯色系數比較低,會累眼一點。
裝修材料
在所有裝修材料中,電磁輻射最大的就是天然裝飾石材,有部分石材具有放射性污染,而由工業廢渣制成的煤灰磚、礦渣磚等建筑材料,也存在放射性超標的現象。所以室內裝飾應盡量少用大理石、花崗巖等天然石材。無論是購房或租房,都應先徹頭徹尾地做輻射檢查,盡量避免生活在不健康的環境中。
就地板材料而言,現在人們出于環保的考慮,很少使用石材,而以瓷磚和木地板居多。這兩類材料相對輻射較小,尤其是木地板。需要提醒大家的是,瓷磚越白,往往輻射越大,拋光磚中超白磚的輻射更強。所以不管它是一線品牌還是三線品牌,買瓷磚尤其是地磚,不要買太白的,危害會小一些。
輻射過度的癥狀表現
電磁輻射危害人體主要有三方面:熱效應、非熱效應和累加效應。熱效應會引起人體升溫,從而引發心悸、頭漲、失眠、心動過緩、白細胞減少、視力下降等癥狀。
非熱效應則會對人體的神經系統、感覺系統、免疫系統和內分泌系統造成影響,引發心動過緩、竇性心率不齊、嗅覺下降、免疫功能變差、內分泌失調等癥狀。嚴重時,還會誘發癌癥。
遭受熱效應和非熱效應損傷后,如果人體沒來得及進行自我修復就再次受到電磁輻射,其傷害程度就會發生累加,導致更為嚴重的癥狀。
如何監測居室輻射
最簡單可行的方法是用收音機來監測,方法如下:關閉屋里的所有電器,打開收音機,最好是有多波段的,選幾個波段來回調臺,聽聽雜音,雜音大說明輻射大,反之則輻射小,對比方法是在屋子里和在屋子外面。
當然,最可靠的方法還是請專業機構進行電磁輻射檢測,他們會用專業的檢測設備測出居室內電磁輻射的準確情況。如果超過國家規定標準,就要及時采取措施進行改善。
防控輻射的食物
電磁輻射無處不在,想要徹底擺脫它是不可能的,我們能做的就是盡可能地降低它的危害,而食物就是用來對抗輻射的一大利器。
1.含膠原彈性物質的食物:海帶是放射性物質的克星,可減輕同位素、射線對機體免疫功能的損害,并抑制免疫細胞的死亡。海帶中含有的膠質、動物皮膚和脊髓中的膠原物質都有一種黏附作用,可以把體內的輻射性物質黏附出來排出體外。
代表:海帶、紫菜;動物的皮膚、骨髓。
2.含維生素E、維生素C的食物:維生素E和維生素C都具有抗氧化作用,可以減輕電腦輻射導致的過氧化反應,就像給我們的皮膚穿上了一層“防輻射衣”,從而減輕對皮膚的損害。
代表:各種豆類、橄欖油、葵花子油;芥菜、卷心菜、蘿卜等蔬菜;鮮棗、橘子、獼猴桃等新鮮水果。
3.含維生素A、β胡蘿卜素的食物:維生素 A和β胡蘿卜素能很好地保護眼睛。長期食用胡蘿卜,能使人體少受輻射和超量紫外線照射的損害。國外還將天然胡蘿卜素用于化妝品中,發揮其防輻射和抗衰老的作用。
代表:魚肝油、動物肝臟;雞肉、蛋黃;西蘭花、胡蘿卜、菠菜等蔬菜。
4.含硒的食物:微量元素硒具有抗氧化的作用,它通過阻斷身體過氧化反應而起到抗輻射、延緩衰老的作用。
代表:芝麻、麥芽和黃芪;酵母、蛋類、啤酒;龍蝦、金槍魚等海產品;大蒜、蘑菇等。
5.含脂多糖、維生素A原的食物:脂多糖、維生素A原能促進體內毒物的排泄、加速新陳代謝,可有效抵抗各種形式的污染。
代表:綠茶、綠豆等。
減少輻射有妙招
在印象中,不少植物都有降低電磁輻射的作用,比如黃金葛、吊蘭、蘆薈、綠蘿等,尤其是仙人掌、仙人球這類多肉植物,更是被稱為防輻射植物中的代表。但最新的說法卻是所謂的“防輻射植物”在凈化空氣、吸收甲醛等方面或許有一些功效,但在防電磁輻射上,還沒有任何科學依據能證明其有效性。既然植物不靠譜,那么除了飲食之外,還有什么減少輻射傷害的妙招呢?
1.用水吸電磁波。因為水是吸收電磁波的最好介質,可在電腦的周邊多放幾瓶水。不過,必須是塑料瓶和玻璃瓶的才行,絕對不能用金屬杯盛水。
2.別讓電器扎堆。不要把家用電器擺放得過于集中,特別是電視、電腦、電冰箱不宜集中擺放在臥室里,以免使自己暴露在超量輻射的危險中。
3.不要在電腦顯示器背后逗留。電腦的擺放位置很重要。盡量別讓屏幕的背面朝著有人的地方,因為電腦輻射最強的是背面,其次為左右兩側,屏幕的正面反而輻射最弱。
4.減少待機。當電器暫停使用時,最好不讓它們長時間處于待機狀態,因為此時產生的微弱電磁場時間一長,也會產生輻射積累。
5.注意衛生。室內要保持干凈良好的環境,如舒適的溫度、清潔的空氣等,同時要及時洗臉洗手。電腦顯示器表面存在著大量靜電,其聚集的灰塵可轉移到臉部和手部皮膚處,時間久了,易發生斑疹、色素沉著,嚴重者甚至會引起皮膚病變等,因此在使用電腦后應及時洗臉、洗手。
關鍵詞:電磁信息泄露;屏蔽技術;預防
中圖分類號:TP309 文獻標識碼:A 文章編號:1671—7597(2012)0510170-02
包括計算機在內的許多電子信息設備都存在不同程度的電磁泄漏現象。在使用這些電子信息設備時,如果不采取任何防護措施的話,就會很容易將處理的各種信息散射到一定的空間范圍中去,這就給信息的保密工作帶來了嚴峻的挑戰。因此,在使用計算機等其他電子信息處理設備時,務必要采取可靠的技術措施來有效防止電磁信息的泄露。而合理地使用不同種類的計算機屏蔽技術,就是一種有效防止信息隨電磁波泄漏的可靠措施。
1 電磁信息泄漏概述
電磁信息泄漏的實質就是以導線或空間的導電介質為媒介將電子設備中所承載的電磁能量向外擴散所導致的信息泄露問題。其中比較常見的電子設備的電磁信息泄漏方式主要有輻射和傳導兩種不同的電磁信息泄露方式。以下分別就以上兩種信息泄露的原理進行說明。
1)輻射電磁信息泄露。輻射電磁信息泄露就是將那些從電子設備中發出的電磁能量以電磁波的形式通過相應電子設備的外殼以及外殼上的各種孔縫將電磁信息輻射出去。
2)傳導電磁信息泄露。所謂的傳導電磁信息泄露就是將那些從電子設備中發出的電磁能量通過信號線、電源線以及地線等各種線路傳導出去。
需要明確的是,所有處于工作狀態的電子信息設備,都存在著一定程度的電磁信息泄漏問題,這是一種無法避免的電磁學現象。如果在這些泄漏的電磁波中加載了一些有用的數據信息,那么就會導致信息泄露的問題。實踐證明,絕大多數的泄漏的電磁波中都加載有相應設備所處理和傳輸的信息,只是加載信息數量的多少有所差別而己。因此,一旦泄漏的電磁波中所加載的信息是一些秘密的信息,這些泄漏的電磁波就會導致不同程度的信息安全問題。
相關數據表明,普通PC機顯示屏輻射出的加載有信息的電磁波可以在有限的距離內(1000米以內的范圍)被接收和復現,而其他常見的包括傳真機、打印機、電話機等在內的電子信息設備所泄漏的加載有信息的電磁波也可以在一定距離內通過特定的方法給予接收和還原。目前世界上很多國家情報部門都是利用這種接收和還原加載有信息的電磁波的技術用來竊取他國重要情報的。當然,接收和還原加載有信息的電磁波的實現是有條件的,只有當加載有信息的電磁波的信噪比和強度滿足一定條件時才能夠在有限的范圍內被接收和還原。也就是說只要采取一定的技術措施,使泄漏的加載有信息的電磁波的信噪比降到最低,盡可能弱化泄漏的加載有信息的電磁波的強度,就可以起到防護電磁信息泄漏的效果。
2 信息泄漏防護技術措施
筆者查閱相關文獻資料,總結一下,當前信息泄漏防護技術措施主要有以下幾種:
2.1 配置視頻信息干擾機。視頻信息干擾技術又可分為相關干擾技術和白噪聲干擾技術兩種不同的技術。以下就分別對這兩種不同的干擾技術進行分析和說明。
1)相關干擾技術。使用相關干擾器發出能自動跟蹤計算機電磁輻射信號的相關干擾信號是相關干擾技術的實現原理,相關干擾技術可以使電磁輻射信號被擾亂,從而起到信號加密的效果,這樣接收方即便能夠接收到電磁輻射信號也無法還原出信號所攜帶的真實信息。另外由于相關干擾技術的實現不需靠掩蓋電磁輻射信號來進行干擾,因此基于相關干擾技術的干擾器具有體積小、經濟劃算、效果顯著以及對環境的電磁污染小的特點。
2)白噪聲干擾技術。與相關干擾技術的實現原理不同,白噪聲干擾技術的實現原理就是利用白噪聲干擾器發出比計算機電磁輻射信號要強很多倍的白噪聲,通過白噪聲的干擾來達到削減電磁輻射信號強度的目的。與相關干擾技術不同,白噪聲干擾技術由于要靠掩蓋方式來實現其干擾效果,所以需要的發射功率必須足夠強,而功率過于強大的白噪聲就會比較容易導致空間的電磁波污染。所以,與相關干擾技術相比白噪聲干擾技術在使用上還有一定的缺陷和不足。
2.2 建造電磁屏蔽室。所謂的電磁屏蔽室就是利用導電性能較好的金屬板或金屬網所建造的能夠將產生電磁輻射的計算機等其他相關的電子信息終端設備包圍起來的電磁信號屏蔽室。與其他電磁信息泄露防護措施相比,電磁屏蔽室對電磁輻射的屏蔽效果是最好的,但是造價也是最昂貴的。因此,基于建造電磁屏蔽室的屏蔽技術較為適用于一些保密等級要求較高的大型數據中心計算機設備場合。
2.3 配置低輻射設備。在設計和生產相關電子信息設備時,要注意對容易產生電磁輻射的元器件、集成電路、等其他相關的電子信息設備采取防輻射措施,從而在源頭上把電磁輻射控制在最低限度。顯而易見,配置低輻射的電子信息設備是防止電子信息設備發生電磁輻射泄密的重要防護措施。
2.4 采用濾波防護技術。其實濾波防護技術是對屏蔽技術的一種重要補充。如果被屏蔽的電子信息設備及相關的元器件所泄露的電磁信號不能完全密封在屏蔽體內,仍有其他導線或介質與外界相連接的話,電磁波還是可以通過這些介質實現屏蔽體內部與外部的通信。因此,有必要在屏蔽技術的基礎上,增加濾波技術,只允許滿足條件的相關頻率信號通過,對其他頻率范圍的信號,要過濾掉,從而可以更好的實現信息泄漏的防護。
3 利用計算機屏蔽技術預防信息泄露的方法說明
當前常用的計算機屏蔽技術主要有屏蔽機箱、屏蔽窗、關鍵電路屏蔽、電纜屏蔽等屏蔽技術,以下將分別給予詳細的說明。
1)屏蔽機箱。屏蔽機箱多采用在軍用計算機上,其中,屏蔽機箱的性能多是用屏蔽性能SE(單位為dB)來表示的。與其他的計算機屏蔽設備相比,屏蔽機箱具有加工簡單、重量輕、經濟劃算等優點。需要說明的是,在使用屏蔽機箱時要特別注意孔縫輻射的問題,因為絕大多數的屏蔽機箱都有一些縫隙、穿孔和孔洞,這就會比較容易引發導電的不連續性,從而就會產生電磁泄漏問題。
2)屏蔽窗。計算機的顯示器往往是通過屏蔽窗來達到防止電磁穿透的目的的。常見的用于計算機屏蔽的屏蔽窗多是由一些具有金屬薄膜真空沉積的光學基片所制成的。需要說明的是,屏蔽窗的透光度作為影響屏蔽窗屏蔽效果的關鍵因素,為了起到良好的屏蔽效果,一般要求屏蔽窗的透光度應大于60%。其中,當前應用比較廣泛的屏蔽窗主要有柔性弧度屏蔽窗、柔性平面屏蔽窗以及剛性平面窗,這些屏蔽窗的屏蔽性能一般都會大于80dB。
3)關鍵電路屏蔽。對于輻射量比較大的關鍵電路可以采用有針對性的局部屏蔽防御措施。基于這一思想,可以在計算機的CRT設備中通過裝備一些金屬小盒子,把控制板上的幀頻與行頻等有關的關鍵電路分別包起來,進行局部屏蔽,減少加載有電磁信息的電磁波的輻射。從而起到防止電磁波泄露的目的,以達到信息泄露防護的效果。
4)電纜屏蔽。電纜是造成電磁信息泄露的重要途徑,因此做好電纜的屏蔽是預防信息泄露的重要舉措。其中常見的電纜屏蔽主要有以下幾種:
①單層編織網電纜屏蔽。是由單層導線編織成的網狀電纜屏蔽結構,單層編織網電纜屏蔽主要應用于低阻抗干擾源起的防護。②雙層編織絲網電纜屏蔽。是由雙層導線編織成的網狀電纜屏蔽結構,雙層編織網電纜屏蔽主要應用于高頻屏中。③金屬箔和編織絲網組合封裝的電纜屏蔽。在該電纜的內導體使用了多股雙絞線,不僅解決了導體內部的串擾問題,而且還能對頻率比較高的電磁波進行有效的防護。
4 結語
計算機屏蔽技術作為一項重要的電磁信息泄露防護技術,如何確保計算機屏蔽技術能夠充分發揮其應有的防護功效,還需要結合信息系統的實際特點,來合理的選擇最佳的計算機屏蔽技術措施,來有效預防信息的泄露。
參考文獻:
[1]白同云、趙姚同,電磁干擾與兼容分析研究[J].國防科技大學學報,2008(09).
關鍵詞 千米深井;掘進;防沖
中圖分類號:V355.1 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)17-0061-02
星村煤礦位于曲阜市陵城鎮境內,井田范圍:東起嶧山斷層,西至曲阜井田的31勘探線,北以F40斷層為界,南以滋陽斷層與興隆莊井田和東灘井田相鄰,面積約32.6 km2。星村煤礦自2003年建礦,2006年投產,同年10月達產,設計生產能力45萬t/a,2009年核定生產能力90萬t/a。
星村煤礦采用立井開拓,有主、副井和西風井3個井筒,副井進風兼輔助提升,主井回風兼箕斗提升,西風井為進風井,混合式通風,開拓及準備巷道均為三條,采用一進兩回通風,其中軌道巷進風,回風巷及運輸巷回風。礦井主采3煤層,煤層埋藏在-600~-1800 m,目前掘進巷道埋深均在1200 m以上。
1 礦壓顯現原因及治理
1.1 礦壓顯現的現象
千米深井掘進巷道在施工過程中受到原巖應力、構造應力及采掘活動的影響,會出現不同程度的礦壓顯現。掘進巷道的礦壓顯現包括巷道變形和煤、巖層的震動及其對支護體系的破壞。其中巷道變形包括兩幫移近量、頂板下沉量及底板鼓起量。
1.2 影響礦壓顯現的因素
1.2.1 斷層、褶曲、陷落帶及其他地質構造
通過對3303、3308、3302工作面各綜掘巷道和炮掘巷道的觀測,巷道在施工至地質構造前后40 m范圍內時,應力顯現明顯,震動能量及次數明顯增加,震動造成的斷錨桿(索)現象也隨之頻繁,較大斷層的活動會導致煤巖層應力的重新分布,說明構造應力是影響礦壓顯現的重要因素之一。
1.2.2 煤質硬度及整體性
通過對東、西翼巷道掘進過程中的比較,東翼巷道兩幫移近量一般在450 mm~500 mm后趨于穩定,頂板下沉量一般在300 mm~400 mm后趨于穩定;西翼巷道兩幫移近量一般在250 mm~300 mm后趨于穩定,頂板下沉量一般在200 mm~250 mm后趨于穩定。西翼巷道變形明顯較小,通過微震監測,西翼巷道在掘進過程中煤炮較少,震動能量較小,說明煤質硬度越小,整體性越差,礦壓顯現越明顯,頂板控制難度越大,越容易造成片幫漏頂,但同時,煤質硬度越小,在使用大直徑鉆孔進行卸壓時,塌孔現象越明顯,卸壓效果越好。
1.2.3 掘進方法
當使用炮掘方法進行掘進時,放炮能夠釋放部分彈性能,特別是在巷道拓寬及貫通期間,放炮能夠使頂板因變形積聚的彈性能釋放,不容易發生大面積頂板垮落事件;而綜掘掘進時,割煤期間震動能量較大,次數較多,但在巷道擴寬及貫通期間,頂板垮落不徹底,從而造成煤、巖層變形積聚大量彈性勢能,容易造成大面積頂板垮落事件及大面積破壞巷道整體支護現象。
1.2.4 掘進進尺及截割進度
通過對3303面運輸順槽、3302面軌道順槽的監測分析,循環進尺越大,震動能量及次數越多。綜掘掘進時,截割深度越大,震動能量及次數越多;在截割過程中,炮頭活動頻率越大,震動能量及次數越多。
1.2.5 巷道斷面
3302軌道順槽巷道高度由3.5 m變更為3.0 m,巷道寬度及支護體系保持不變,通過對3302軌道順槽礦壓觀測結果分析,巷高3.5 m比巷高3.0 m段的頂沉量明顯變小,而對其它巷道的觀測結果顯示,礦壓顯現的程度與巷道斷面并不呈比例或相關關系,說明巷道斷面對礦壓顯現有一定影響。
1.2.6 其他
支護體系也是決定礦壓顯現的一個重要因素,合理的支護要保證巷道存在一定彈性形變的前提下采用剛性支護。錨桿、錨索打設角度要合理,否則容易導致錨桿、錨索受較大剪切力而破斷。
巷道布置與主應力方向一致,有利于巷道的維護,防治過大有害變形,但同時不利于彈性能的釋放;掘進施工工藝的變化會導致在原來的巷道掘進中形成的較穩定體系遭到破壞,從而影響礦壓顯現。
掘進工作面受周圍采掘活動的影響,開采條件越來越復雜,發生沖擊地壓的可能性也會增加;瓦斯含量也會影響沖擊地壓事故的發生,瓦斯膨脹能會對圍巖的能量狀態造成極大擾動,瓦斯的參與將更容易導致能量失穩。
采場的合理布置是防止沖擊地壓事故的有效方法之一,巷道密集區是發生沖擊地壓的高發地段,且巷道的掘進會導致原巖應力的重新分布,從而影響周圍巷道掘進迎頭的應力顯現,所以應盡量避免距離較近的兩條巷道同向掘進。
沖擊地壓是以突然、急劇、猛烈的形式釋放煤巖體變性能,拋出煤巖體,造成支架損壞、片幫冒頂、巷道堵塞、傷及人員,并產生巨大的響聲和巖體震動的現象,沖擊地壓已成為巖石地下工程和巖石力學領域的世界性難題。為避免沖擊地壓事故的發生,現煤巷掘進頭采取的主要防沖措施有:落實監測手段及管理措施,采用錨網帶+錨索+鋼棚支護,采取多種卸壓方式。
1.3 掘進期間監測措施
1.3.1 鉆屑法
每天在掘進迎頭使用鉆屑法進行監測,鉆屑孔深13 m,采用體積法和重量法兩個指標進行比對,監測結果牌板公示。監測結果不超標方可掘進,超標時采用爆破卸壓解危方式,解危后使用電磁輻射法及鉆屑法進行監測,直至危險解除。
由于沖擊地壓事故一般發生在迎頭后方,故對全巷道使用鉆屑法進行抽檢,迎頭后300 m范圍內一周抽檢2次,迎頭后300 m以外的范圍每旬抽檢一次,有效防止迎頭后方出現沖擊危險。
1.3.2 電磁輻射法
每天安排專人對掘進迎頭及迎頭后300 m范圍進行電磁輻射法監測,監測結果牌板公示,監測結果不超標方可掘進,超標時采用爆破卸壓解危方式,解危后使用電磁輻射法及鉆屑法進行監測,直至危險解除。迎頭后300 m范圍外的巷道每周監測一次,監測異常區域使用鉆屑法進行復檢,以確定是否采取卸壓措施。
1.3.3 礦壓觀測
礦壓觀測包括錨桿(索)承載力監測、頂板離層儀及布點觀測巷道變形情況。掘進巷道每隔100 m布置一處錨桿(索)承載力監測點,每隔60 m安設一組頂板離層儀,每隔40 m布置一組巷道變形觀測點。巷道變形觀測包括頂板下沉量、底板鼓起量及兩幫移近量,定期對觀測點進行觀測,觀測結果集中分析,有異常及時采取有效措施進行處理。
1.3.4 應力在線監測
在每條煤巷掘進巷道安裝超前應力在線監測預警系統,監測范圍為巷道兩幫,深度分別為12 m、17 m,兩幫應力計交錯布置,以實時監測巷道壓力情況,壓力有明顯變化時,采用鉆屑法進行復檢,復檢異常及時采取卸壓措施。
1.3.5 微震監測
在每個掘進迎頭至少安設一臺拾震儀,采用波蘭SOS微震監測系統對井下各掘進迎頭進行微震監測,記錄各掘進迎頭震動發生情況,出現較大震動時,進行專門分析,分析內容包括震源位置、震動發生時的施工情況,震動發生原因及對支護的破壞情況等。
1.4 掘進期間預防措施
1.4.1 預防性卸壓大孔
每次掘進前,對施工迎頭打設直徑110 mm的預防性卸壓大孔,大孔深度不小于20 m,始終保持至少3.5倍巷高的卸壓保護帶;對巷道兩幫打設110 mm的預防性卸壓大孔,大孔深度不小于20 m,預防性卸壓大孔外端使用黃泥封孔;經過一定周期后對巷道兩幫采取二次卸壓,二次卸壓采用爆破方式,建立吸能區,
1.4.2 煤層短壁注水
使用鉆屑法孔或卸壓孔作為注水孔,外端使用封孔器,靜壓注水壓力為3 MPa~6 MPa,注水標準為煤體全面濕潤,封孔器使用膨脹式封孔器,封孔深度不小于0.5 m。
1.4.3 煤體爆破卸壓
當迎頭電磁輻射監測強度達到臨危值的60%以上并且鉆屑法監測接近或超過臨危值,或當對兩幫或迎頭進行解危性大孔卸壓效果不明顯,結合微震監測情況,采用電磁輻射法或鉆屑法復測仍然超標時,要采取爆破卸壓解危。采用單孔深孔爆破卸壓,每次建立超前不低于13 m的卸壓保護帶,允許掘進3排。爆破卸壓解危參數如下:1)布孔高度:距巷道底板以上0.8 m~1.2 m;2)炮眼直徑:φ42 mm;3)眼深:13 m;4)炮眼角度:與煤層坡度一致,垂直煤壁;5)每孔裝藥量:正常情況下每孔裝φ27×400mm×300g×6卷煤礦許用二級水膠炸藥(含炮頭)。爆破孔裝藥量可根據現場煤體情況適當調整;6)裝藥結構:采用正向裝藥。聯線方式:孔內并聯、孔間串聯;7)雷管:使用毫秒延期同段電雷管2發/孔,腳線長為13 m以上。8)藥卷包裹:使用內徑30 mm、壁厚為1 mm的pvc管包裹水膠炸藥;9)炮眼要用黃泥封滿,炮眼口用黃泥封好封實。
實施解危措施后,要及時進行電磁輻射法或鉆屑法檢測,檢驗卸壓效果。經檢測,電磁輻射法和鉆屑法均小于臨危值,并結合微震監測情況,卸壓效果顯著,沒有沖擊危險時,方可掘進。循環進度要求,可掘進一個循環或3排錨桿間距。迎頭可恢復正常的超前大孔卸壓。
爆破卸壓裝藥結構示意圖,如下所示。
1.4.4 底板爆破卸壓
對于危險繼續存在的區域,對巷道底板進行爆破卸壓處理,使能量得到釋放,降低底板的應力水平。在沖擊危險區域內及前后50 m范圍內,垂直巷道底板打直徑42 mm,垂直深6 m的鉆孔,全長封孔,孔間距5 m,每孔裝藥量8卷進行卸壓爆破。
1.5 掘進期間管理措施
始終堅持“安全第一,預防為主,綜合治理”的方針,堅持先卸后掘,先卸后采的原則,業務主管科室提前編制巷道防沖設計報上級主管部門組織專家論證,提出切實可行的意見,再由施工區隊技術員編制掘進巷道專項防沖措施,全員貫徹考核合格后,方準井下作業。
另一方面對井下現場采取有效的預防措施:控制現場作業人數,線纜采取蛇形布置,防止沖擊時破壞線纜而切斷迎頭人員的“生命線”;現場設置應急食品箱,保證受困人員有充足的水源及食物;巷道人行道側掛設防沖網,防止錨桿、錨索破斷傷人;現場所有物料采用一緊一松兩道固定,防止沖擊時物料彈出傷人。
通過以上措施,能夠盡可能的為現場生產創造有利條件,保障現場人員的作業環境,盡量做到有震無災。
2 結論
通過以上方面的分析,影響礦壓顯現的因素較多,為保證回采巷道的正常使用,在施工至地質構造時提前采取卸壓措施,選取合理的掘進方法、巷道斷面及支護體系,控制好掘進進尺及截割深度,執行好各項監測及預防措施,防止掘進巷道出現過大有害變形,進一步提高煤巷施工效率,保證煤礦的安全生產。
參考文獻
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科學研究證實,電磁波輻射對人體健康有消極作用,特別是對懷孕婦女危害更深,這些危害是不容忽視的。
據研究,在受精卵剛開始發育的時刻,細胞、基因、蛋白質等的復制過程都牽涉到電流的流動。醫學研究中目前已有報道顯示,微量電磁波確實會改變鈣離子通過細胞膜的速率,進而改變細胞內蛋白質的表達。細胞內遺傳物質DNA信息受到電磁波影響,可能無法準確傳達到遺傳因子。所以在胚胎發育的初期,暴露于電磁波中可能會引起不正常的細胞分裂,甚至產生基因復制錯誤的現象。1~3個月為胚胎期,孕婦受過強電磁輻射可能造成胎兒肢體缺損或畸形;4~5個月為胎兒成形期,電磁輻射可能引起智能損壞,甚至造成癡呆;6~10個月為胎兒成長期,其主要后果則是免疫功能低下,出生后體質弱,抵抗力差。另外,電磁波還有可能通過間接影響孕婦的內分泌系統從而影響胎兒正常發育。
寒冷的日子里,火鍋是很多人的最愛,很多家庭用電磁爐來烹煮火鍋。據測定,對于電磁爐在使用時,距離10厘米的距離可測得電磁波的強度是840MG(毫高斯),即使距離100厘米量測,電磁波的強度仍高達4.5MG,遠較歐美各國所訂環境中電磁波的安全標準“2MG”要高出許多。在這樣的電磁波強度之下,如果直接將機械式的手表置于電磁爐上,手表的運轉將會出現不精確的現象。所以,準媽媽在冬天如果是用電磁爐煮食火鍋的,最好先將食物煮熟之后,大家再上桌享用,或改用瓦斯為燃料為宜。
此外,冬季寒涼,經常要把食物加熱后再吃,使用到微波爐的機會也大大增多,微波爐在產生微波的同時也會產生電磁波的。如果電磁波不慎外泄,自然也有消極的影響。如果能使用可靠的品牌和按照規范的操作方法,是可以避免微波爐的電磁波外泄的。
專家指出,要防微波泄漏須掌握三個要點:
1.爐門要輕開輕關,以保證爐門與爐體之間的嚴密接觸。千萬不要猛烈碰撞爐門,以防爐門損壞。如發現爐門受損,則不可使用。
2.定期檢查爐門和門框的各個部件,如有松脫和損壞,應立即修理,以防微波泄漏。
3.經常保護爐門表面和爐門密封墊的清潔,以免油膩、臟物等積蓄,影響密封。此外,當爐門與爐體之間夾有或塞有食物時,不要啟動微波爐。
手機、電腦、微波爐、吹風機……被包圍在便利的電器環境中,我們不知不覺都成了“超輻射女”。要怎么抵御輻射入侵?本期,我們為你量身打造最In的防輻計劃。
測試:你是"超輻女"嗎?
√ 沒法離開微博、微信的“微癥候群”患者。
√ 每天使用電腦超過6小時。
√ 手機不離手,甚至上廁所都帶著。
√ 長時間處在空調房里。
√ 沒有改變護膚習慣,但出現持續性的干燥和暗沉。
√ 經常使用洗衣機、烘干機、微波爐、電磁爐、電熱毯等家電。
√ 每天必用吹風機,且吹風時間在20分鐘以上。
√ 睡前要看電視、上網或玩手機。
√ 白天處在日光燈環境中,而晚上處在霓虹燈、藍光燈環境里。
如果你有4個以上符合,就已經是輻射女了;如果你條條都符合,那就成為名副其實的“超輻女”了!
"超輻女"生存大調查
電磁波造就“超輻女”?
由中國醫師協會發起的《中國女性肌膚狀況調研》中顯示,在近20000名女性中,有90%的女性長時間接受來自電腦、電視等的輻射,近70%的女性需要長期處于密閉的辦公空調環境當中,約有63%的女性將改善肌膚干燥表現和長期保濕列為自己最迫切想要解決的肌膚問題,而電腦環境正是讓她們感到難以克服的主要問題之一。
放射線
包括γ射線和醫療用的X光射線等。
超低周波
在洗衣機、干燥機、空調等家電用品周圍,當電流通過的時候也會產生電磁波,這些電磁波雖然本身的輻射不強,但是像吹風機、電腦攝像頭等都需要貼近身體使用,此類與腦部接近的電器需要控制使用的時間和距離。
電波信號
微波爐和手機產生的微波,加熱用的電磁爐、電視的地面信號波和廣播信號波都會產生這種電波信號。雖然世界保健機構在2007年發表的調查結果顯示,一般人日常生活接觸的電磁波對于人體健康沒有太大的影響,但這個機構的國際癌癥研究所也提交過手機電磁波有導致癌癥隱患的報告。
包括紫外線、可視光線和紅外線等。紫外線是造就“超輻女”的要因,在日常生活中人們除了接受陽光中的紫外線外,多種人工光源也具有低劑量的紫外線輻射,比如日光燈、娛樂場所的藍光燈、餐廳使用的滅蚊燈等。這些人工光源的紫外線輻射雖然很低,但具有累積效應,每天在日光燈下停留8小時所接受的紫外線劑量,約等于室外日曬1分鐘的UVA和2分鐘~5分鐘的UVB。長此以往,等于肌膚一直在被紫外線輻射。
超有效!簡單改變就能抗輻射
對于外界環境而產生的輻射問題,在無法改變現狀的情況下,可以通過提高免疫力和改變生活習慣來改善。
1. 加強食補
平時應多吃富含維生素A、維生素C和蛋白質的食物。比如乳類、蛋類、胡蘿卜、瘦肉、動物肝臟、新鮮綠葉蔬菜等,以加強機體抵抗電磁輻射的能力。每天喝兩杯綠茶,也能起到防輻射的作用。
2. 拔掉插頭
如果電器集中擺放,等于將自己置身強輻射之中,特別是臥室和休息區,不宜擺放過多電器。任何一種電器在不使用時,最好將其插頭拔掉,這樣可以避免室內環境持續受到電磁波的侵害,減少室內電磁輻射量。此外,開窗通風,讓飄蕩在室內空氣中的電磁波及時排出。
3. 善用精油
電腦旁放上加濕器,建議可以往加濕器水罐中滴入幾滴精油,享受保濕的同時還可調節焦慮情緒。白天在辦公室可以用鼠尾草、迷迭香等精油,晚上在家里可用薰衣草或洋甘菊等精油安撫情緒。
4. 經常補水
電腦輻射會導致肌膚發干。身邊放一瓶水劑產品,如滋養液、柔膚水、精華素等,經常給臉補補水。此外,在日常護膚用品中添加一些水分含量高的護膚霜和抗皺霜。
5. 不要過度沐浴陽光
建議出門帶著遮陽傘,避免紫外線直接照射,同時在室內也應涂抹低倍數的防曬霜。
對號入座你的防輻射計劃
已經養成習慣了,睡前不玩電腦或手機就睡不著。
至少睡前半小時不要對著電腦或手機。同時務必把按摩當作夜間面部護理的必要功課,最好能夠配合按摩霜,促進面部的循環。此外在晚間休息時,確保遮蔽臥室小環境的光源,以保證良好的睡眠環境。
因為工作、學習等因素,沒有辦法改變長時間對著電腦的現狀。
盡量用液晶顯示器,且調整好屏幕的亮度,一般來說,屏幕亮度越大,電磁輻射越強,反之越小。此外,盡量別讓屏幕的背面朝著有人的地方,因為電腦輻射最強的是背面,其次為左右兩側。
經常在家里要對著微波爐、電磁爐、烘干機、電視等家用電器。
在電器開著時,除了盡可能地避免靠近它,還要注意提高自身的代謝力。比如喝一些酵素,多補充蔬菜水果,早睡早起,保持一定量的運動。這些方法雖然看起來微不足道,但持之以恒就會有讓人驚喜的回報。
黑芝麻——增加細胞免疫,抵抗輻射
中醫理論認為,黑色入腎,“腎主骨升髓通于腦”,各種輻射危害主要影響人體的大腦和骨髓,使人免疫系統受損。多吃補腎食品可增強肌體細胞免疫、體液免疫功能,能有效保護人體健康。
西紅柿——減少肌膚輻射損傷
番茄紅素能清除侵入人體的自由基,在肌膚表層形成一道天然屏障,有效阻止外界紫外線、輻射對肌膚的傷害,并可促進血液中膠原蛋白和彈性蛋白的結合,使肌膚充滿彈性。
紫菜——提高人體對抗輻射的能力
紫菜能抗輻射、抗突變、抗氧化,與其含硒有關。硒是種重要的微量元素,能增強肌體免疫功能,保護人體健康。常吃含硒豐富的紫莧菜,可提高人體對抗輻射的能力。
辣椒——保護細胞的DNA不受輻射破壞
辣椒之類辛辣食品是抵御輻射的天然食品。吃辣椒不但可調動全身免疫系統,還能保護細胞的DNA,使之不受輻射破壞。
海帶——具有抗輻射作用
最新研究發現,海帶的提取物海帶多糖因能抑制免疫細胞凋亡,從而具有抗輻射作用。
大蒜——減少輻射損傷
大蒜中含硒較多,并且大蒜的抗氧化作用優于人參,因此適量吃些大蒜有助于減少輻射損傷。
綠豆——有助于排泄體內毒物
民間素有“綠豆湯解百毒”之說。現代醫學研究證明,綠豆含有幫助排泄體內毒物、加速新陳代謝的物質,能有效抵抗各種污染,包括電磁污染。