实验探讨无线WiFi网络对绿豆种子发芽的影响

实验探讨无线WiFi网络对绿豆种子发芽的影响
摘要随着信息技术的大规模应用，无线电磁辐射无时不刻的存在于周围环境中。

本研究设计了对照实验考察无线WiFi网络对植物种子萌发的影响，实验结果表明WiFi电磁辐射并不会对绿豆种子发芽造成明显影响。

关键词无线WiFi；电磁辐射；植物种子；绿豆发芽
随着信息技术的大规模应用，互联网逐步延伸至人们生活的每个角落，然而无处不在的网络信号也引起了新的顾虑：周围环境中的无线网络引起的电磁辐射对我们是否有害，有时使用连网设备时产生的不适感是否由无线网络发射的电磁辐射引起。

最近5名丹麦女中学生进行了一项关于WiFi辐射对植物种子影响的实验，他们发现，放在普通房间里的种子正常生长，而放在有WiFi房间里的种子却没能生长变成褐色，有的甚至已经死亡[1]。

然而，已有的研究和相关国际标准表明，WiFi并不会对人体产生有害影响或者健康威胁[2]。

由于丹麦学生该实验的细节未公布，无法获知实验的具体环境、流程、方法和操作规范。

因此，本研究将重复丹麦学生的实验，以绿豆种子为对象，考察WiFi对植物种子发芽的影响。

1实验部分
1.1 实验材料
新鲜绿豆300余粒，经阳光照晒除氯自来水，脱脂棉，培养皿6只，25ml 注射器，铝箔箱，WiFi路由器（TP-Link 150Mbps TL-WR720N），电场强度测定仪。

1.2实验条件
28oC恒定室温，无直射阳光地下室，极弱手机信号。

1.3 实验流程
本研究利用测定的电场强度值表征WiFi路由器附近30cm半径内5组绿豆种子培养皿所接受到的辐射强度。

实验测定数据表明WiFi辐射强度在距路由器2cm处衰减超过50%，在距路由器14cm处衰减超过95%，辐射随距离衰减极快。

相比于第1组绿豆培养皿，其他4组培养皿中的绿豆接受到的电磁辐射极其微小。

3结果分析与讨论
3.1实验结果显著差异
本研究的实验结果表明，有WiFi辐射照射的绿豆种子发芽率略高于被屏蔽
WiFi信号绿豆种子的发芽率，与丹麦学生的实验结果不一致。

由于实验细节未知，难以考查实验过程。

假定实验中的温湿度适宜，种子情况良好，该实验仍然忽略了房间中的本底辐射，为了消除该因素的影响，可在其他条件不变的情况下将WiFi信号源放置于另一房间，重复实验。

据报道[4]，丹麦学生设计该实验的灵感来源于平时夜晚将手机放置于枕边，第二天会造成头晕疲惫等现象。

而根据各研究机构的测试，一个WiFi发射设备附近产生的辐射约为2?W/cm2，目前常用的CDMA手机其工作时发射功率约为1.55W～1.07W，GSM手机的发射功率为0.22W～1.49W，可见手机信号辐射远高于WiFi信号辐射。

如果该实验中没有排除该辐射的影响，可以认为实验结果无效。

3.2电磁辐射的类型及特点
电磁辐射一般分为电离辐射（IR）与非电离辐射（NIR）。

电离辐射是频率极高的电磁波，包括X射线与γ射线，电离辐射具有足够的光子能量可把原子或分子内的电子撞出，产生带正电荷的离子及带负电荷的电子，即产生电离；非电离辐射是针对电磁频谱中频率和能量较低的频段部分（波长大于100nm）的通称。

该频段的电磁波由于能量太微弱，不足以使原子或分子产生电离，非电离辐射包括紫外线辐射、可见光、红外线、微波与射频电磁波，以及极低频的电场和磁场。

WiFi辐射2.4GHz属于射频电磁波的频率范围内，300KHz～30GHz，因此WiFi属于非电离辐射。

虽然非电离辐射不会引起生物体的电离，但会产生其他生物效应，如发热效应和体内感应电流效应。

世界卫生组织（WHO）的报告显示超过10GHz频率的射频场，因频率高，故大部分能量在皮肤表面上被吸收，只有非常小的能量渗透到皮下组织之中。

对10GHz以上的频率，用场的强度即功率密度来度量，以每平方米的功率（W/m2、mW/m2或?W/m2）计量。

在射频场的功率密度为1000W/m2以上时，才会通过生物细胞杀伤产生有害健康影响，而该数量级功率密度的电磁辐射在日常生活环境中难以遇到。

3.3电磁辐射对生物体的影响原理
电离辐射可能断开生物细胞遗传物质分子（DNA和RNA）中的化学键，由于分子结构的变化，细胞的遗传密码往往就要被打乱，遗传密码一旦被打乱，细胞就有可能向着无法预计的方向发展[5]。

小剂量电磁辐射并不会对生物体产生明显影响或造成伤害；而在某些情况下，一定剂量的电磁辐射细胞并不死亡，但可能暂时或永久地变成非正常细胞，对生物体造成损害，其产生不同程度的病变，部分非正常细胞甚至发展为癌变细胞；大剂量的辐射将引起大范围的细胞死亡。

此外，电离辐射在作用到生物组织时会在生物体组织内产生热量，其主要产热方式包括：1）生物组织在高频电磁场中，由于极性分子反复快速取向转动而摩擦生热；2）传导电流生热；3）介质损耗生热[6]。

电离辐射产生的热量将引起生物体体升温，从而影响到生物体内器官的正常工作。

使生物体产生明显影响
的热效应一般需要施加较高强度的电磁辐射。

研究表明，电磁辐射比吸收率（生物体每千克组织所吸收的电磁辐射能量）为2W/kg时，将对人体中枢神经系统产生损害，对内分泌系统、血液循环系统和内分泌系统产生影响，当比吸收率为1W/kg时，会降低大脑活力[7]。

参考电磁辐射热效应对植物影响的相关研究，可以推测WiFi信号产生的?W/cm2数量级的电磁辐射应该对植物种子的萌发过程影响甚微。

4结论
在以WiFi信号为主的房间中，给予健康绿豆适宜的生长条件，实验结果显示有WiFi辐射的绿豆种子发芽率（99.3%）略高于屏蔽了WiFi辐射组的绿豆种子发芽率（96%），有WiFi辐射的绿豆种子发芽速率略快于屏蔽了WiFi辐射组的绿豆种子发芽速率。

WiFi辐射强度随距离迅速衰减，未发现各组绿豆种子发芽率及发芽时间与辐射强度有相关关系。

由于WiFi信号属于非电离辐射，其对生物体的影响主要表现在热效应，而由于辐射强度低，对绿豆种子难以造成显著宏观影响。

因此，可以认为WiFi信号没有明显影响绿豆种子发芽过程。

该实验结果与丹麦中学生的实验结果相反，作者推测可能有其他因素影响了实验结果，由于丹麦学生实验设计的漏洞，无法证明是否是房间原有的辐射对水芹种子发芽造成了影响。

参考文献
[1]http：///news/item/what-s-happening-around-the-world/danish-students-attract -international-attention-with-cress-and-wifi-experiment.html
[2]Cynthia G. Jones， A review of the history of U.S radiation protection regulations，recommendations，and standards，Health Physics Society，2005.
[3]夏长念，吴超，李明. 电脑和手机电磁辐射强度测试及防护对策.安全与环境工程，2006，12，13（4）.
[4]史鹏飞，吕毅品. WiFi正常使用，不必担心辐射. 人民日报，2013-6-21.2010，3，29（1）.
[5]吴石增. 电磁波的生物效应与人体健康. 中南民族大学学报：自然科学版，2010，3，29，1.
[6]曹毅，童健. 电磁辐射生物效应研究综述. 环境与职业医学，2007，4，24（2）.
[7]胡景森. 电磁辐射的生物效应及其防护标准. 安全与电磁兼容，1995（3）.。