静电对人体及动物机体的效应的研究.docx

静电对人体及动物机体的效应的研究 王冠凯摘 要：静电是一种处于静止状态的电荷，在日常生活中是一种常见的现象，干燥多风的秋天尤为明显。静电并不是静止的电，是宏观上暂时停留在某处的电，人在地毯或沙发上起立时，人体电压可达到一万多伏，而橡胶和塑料薄膜行业的静电更是可高达十多万伏。但静电产生的电流却很微小，人体只是产生些许的不适感。静电对人体到底有哪些影响呢？本文将对此进行研究。关键词：静电 人体 生物效应：O4 ：A ：1003-9082（2019）01-0-01一、课题研究的背景静电作为一种自然物理现象引起了人类的注意，脱衣服时噼里啪啦的声响，梳头时头发随梳子“立”起来，干燥的天气经常在触摸门把手等物体时感到刺痛，这些都是静电在自然生活环境中的表现，人们通过对这些现象的研究打开了电世界的大门。电对人体有什么样的影响呢？首先人体是一个活的有机整体，细胞中的信息传递也和电信号有关，人体是可通电的导体，在碰到220V50Hz的电时，人体将受到巨大的损伤，极有可能触电身亡，但人体自身却带着成千上万伏的静电却仍旧安然无事。这是因为电对人体的影响主要是在于电流的强度和电能量的多少。以带10KV静电的人来说，与大地绝缘，人体对地面的电容为50-70Pf，通过能量公式E=1/2cv2计算出能量約为10mJ。但根据研究表明，一个体重为60Kg的人，静坐时每秒钟约消耗能量为1000J，和10mJ相比要大五个数量级，所以静电只要在短时间内并不会对人体造成影响，甚至人体都感觉不到部分静电。但如果长时间微量的静电会不会对人体或动物体造成伤害呢？静电对人体或动物体到底有没有帮助呢？这是我们要研究的问题。二、课题研究的目的和意义本文将对静电进行学习和认识，将从静电的形成、静电的生物效应研究、静电的实际应用等方面进行讨论，并通过调查问卷来收集人们对静电的认识和看法，这样可以对静电进行深入地了解和运用。三、课题研究的方法本次课题的研究方法有收集文献法和调查法，运用收集文献法对静电的形成、静电的生物效应、静电的实际运用进行了解；运用调查法来收集总结人们对静电的认识。四、课题研究的成果1.静电与人体的联系地球本身就是一个巨大的带电体，静电现象十分常见，如闪电和打雷，就是空气中电荷的摩擦而形成的。同样的，人体也可看做一个带电体，每一个细胞都能被称作微型电池。静电中的“静”字并不是指绝对的“静”，而是相对的“静”，绝对静止的电荷以及其产生的电场对人体并没有什么影响，电荷移动起来就是静电放电的过程。静电放电一般为火花放电的形式，能量的释放在时间上近于微秒量级，在空间上集中在很小的放电通道内，会给人以强烈的电击感，使人产生不舒服的感觉，甚至有些人会感到害怕。这种外加电场对人体的影响是必然的。以细胞传递信息的过程为例，细胞膜内的K+离子向膜外扩散，达到动平衡状态时的稳定电位差，叫做静息电位，此时细胞膜外为正电，膜内为负电；神经纤维受到刺激时，细胞就会调整成只有Na+离子向膜外扩散，此时就会产生与之前静息电位不同的电位差，即为动作电位。当动作电位经神经纤维传导产生局部电流，机体的动作信号就会被实现成相应的动作。这一过程若受到强电场的干扰，就极有可能对电信号的产生造成影响，有可能会使神经系统紊乱，动作反应迟钝等。目前国际上有两种论点，一种认为高频电磁辐射能引起生物细胞膜共振，从而影响细胞组织功能；另一种认为高压电场主要作用为生物电干扰波，干扰生物体内生物电的正常活动1。2.静电的应用静电在医疗方面的应用是目前研究的热门，高压静电疗法就是其中的一项应用。高压静电疗法又称为高电位疗法，已知静电场可以从以下几个方面对生物的机体造成影响，一是通过改变酶的活性从而对生物体产生影响，当电场强度低于10Kvm-1时，过氧化氢酶活力不受影响，电场强度为2030 Kvm-1过氧化氢酶将会不同程度地激活，最高可提高32%；二是通过改变细胞膜的通透性来对生物体产生影响，可以提高机体抵抗自由基损伤的能力，加速疲劳机体的恢复；三是通过火花放电引起生物体的变化，可以达到消肿、止痛和改善代谢的作用2。低压静电疗法可以对人体中枢神经系统进行调整和治疗，空军总医院就曾用200600V负直流低压治疗神经衰弱。除此之外，静电还被国内外应用于牙齿整形、骨伤的治疗以及软组织损伤的恢复等方面。静电的应用在于对静电强度的控制，适量的静电刺激可以达到人们需要的结果，过量的话就会造成一定的损伤。静电的应用还十分广泛，值得我们对其进行不断研究。3.问卷调查结果本次问卷调查有效反馈为289份，其中调查对象为20岁以下的有102人，2030岁的有128人，30岁以上的有59人。所有问卷调查对象均认为生活中会有静电现象；4%的调查对象认为静电已经对自己的日常生活造成了影响；约24%的调查对象对静电的原理产生过疑问，但只有约19%的调查对象对静电的原理进行了了解；约2%的调查对象可以举出相应的静电应用。结果表明人们对静电的认识仅处于“见过但并不深知”的情况，对静电的危害和应用并没有很大的兴趣，认为静电只是生活中很小的一个自然现象。五、总结体会和反思静电是人们生活中常见的自然现象，对静电进行一定的认识后发现静电可以对人体、动物体甚至植物体有一定的影响，控制好静电的量还可以达到人类对某些目的的需求，静电是一项十分值得研究的事物。本文的分析十分浅显，参考文献有限，做出的结论还不够严谨；问卷调查设计的问题也还不够精准，调查样本略少，结论有待仔细推敲。十分感谢各位老师对我的帮助，望各位对本文进行批评和建议。参考文献1张振球.国内静电生物效应研究进展J.静电，1992（1）：8-15.2尚经轩.高压静电疗法的研究现状J黑龙江科技信息，2016（29）：151-151. -全文完-