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光污染及其防治

来源:光污染及其防治 发表者:环保清洗网 发表时间:2008-09-27

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 光污染是现代社会产生的过量的或不适当的光辐射对人类生活和生产环境所造成的不良影响的现象。一般包括白亮污染、人工白昼污染和彩光污染。有时人们按光的波长分为红外光污染、紫外光污染、激光污染及可见光污染等。

    现代不少建筑物采用大块镜面或铝合金装饰门面,有的甚至整个建筑物会用这种镜面装潢。也有一些建筑物采用钢化玻璃、釉面砖墙、铝合金板、磨光花岗岩、大理石和高级涂料装饰,明亮亮、白花花眩眼逼人。据测定,白色的粉刷面光反射系数为69-80%,而镜面玻璃的反射系数达82-90%;比绿色草地、森林、深色或毛面砖石装修的建筑物的反射系数大10倍左右、大大超过了人体所能承受的范围。

    专家们研究发现,长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人,眼角膜和虹膜都会受到程度不同的损害,引起视力的急剧下降,白内障的发病率高达40%--48%。同时还使人头昏心烦,甚至发生失眠、食欲下降、情绪低落、乏力等类似神经衰弱的症状。

   人工白昼污染  当夜幕降临后,酒店、商场的广告牌、霓虹灯使人眼花缭乱。一些建筑工地灯火通明,光直冲云霄、亮如白昼,

    人工白昼对人体的危害不可忽视。由于强光反射,可把附近的居室照得如同白昼,在这样的“不夜城”里,使人夜晚难以入睡,打乱了正常的生物节律,致使精神不振,白天上班工作效率低下,还时常会出现安全方面的事故。据国外的一项调查显示,有三分之二的人认为人工白昼影响健康,84%的人认为影响睡眠,同时也使昆虫、鸟类的生殖遭受干扰。甚至昆虫和鸟类也可能被强光周围的高温烧死。

    彩光活动灯、荧光灯以及各种闪烁的彩色光源则构成了彩光污染,危害人体健康。据测定,黑光灯可产生波长为250-320纳米的紫外线,其强度远远高于阳光中的紫外线,长期沐浴在这种黑光灯下,会加速皮肤老化,还会引起一系列神经系统症状,诸如头晕、头痛、恶心、食欲不振、乏力、失眠等。彩光污染不仅有损人体的生理机能,还会影响到人的心理。长期处在彩光灯的照射下,其心理积累效应,也会不同程度引起倦怠无力、头晕、性欲减退、阳痿、月经不调、神经衰弱等身心方面的疾病。此外,红外线、紫外线也正日益严重地污染环境。

    眩光污染 汽车夜间行驶时照明用的头灯,厂房中不合理的照明布置等都会造成眩光。某些工作场所,例如火车站和机场以及自动化企业的中央控制室,过多和过分复杂的信号灯系统也会造成工作人员视觉锐度的下降,从而影响工作效率。焊枪所产生的强光,若无适当的防护措施,也会伤害人的眼睛。长期在强光条件下工作的工人(如冶炼工、熔烧工、吹玻璃工等)也会由于强光而使眼睛受害。

    视觉污染 指的是城市环境中杂乱的视觉环境。例如城市街道两侧杂乱的电线、电话线、杂乱不堪的垃圾废物、乱七八糟的货摊和五颜六色的广告招贴等。

    激光污染也是光污染的一种特殊形式。由于激光具有方向性好、能量集中、颜色纯等特点,而且激光通过人眼晶状体的聚焦作用后,到达眼底时的光强度可增大几百至几万倍,所以激光对人眼有较大的伤害作用。激光光谱的一部分属于紫外和红外范围,会伤害眼结膜、虹膜和晶状体。功率很大的激光能危害人体深层组织和神经系统。近年来,激光在医学、生物学、环境监测、物理学、化学、天文学以及工业等多方面的应用日益广泛,激光污染愈来愈受到人们的重视。

    红外线污染 红外线近年来在军事、人造卫星以及工业、卫生、科研等方面的应用日益广泛,因此红外线污染问题也随之产生。红外线是一种热辐射,对人体可造成高温伤害。较强的红外线可造成皮肤伤害,其情况与烫伤相似,最初是灼痛,然后是造成烧伤。红外线对眼的伤害有几种不同情况,波长为7500~13000埃的红外线对眼角膜的透过率较高,可造成眼底视网膜的伤害。尤其是11000埃附近的红外线,可使眼的前部介质(角膜、晶体等)不受损害而直接造成眼底视网膜烧伤。波长19000埃以上的红外线,几乎全部被角膜吸收,会造成角膜烧伤(混浊、白斑)。波长大于 14000埃的红外线的能量绝大部分被角膜和眼内液所吸收,透不到虹膜。只是13000埃以下的红外线才能透到虹膜,造成虹膜伤害。人眼如果长期暴露于红外线可能引起白内障。

    紫外线污染 紫外线最早是应用于消毒以及某些工艺流程。近年来它的使用范围不断扩大,如用于人造卫星对地面的探测。紫外线的效应按其波长而有不同,波长为1000~1900埃的真空紫外部分,可被空气和水吸收;波长为1900~3000埃的远紫外部分,大部分可被生物分子强烈吸收;波长为3000~3300埃的近紫外部分,可被某些生物分子吸收。

    紫外线对人体主要是伤害眼角膜和皮肤。造成角膜损伤的紫外线主要为2500~3050埃部分,而其中波长为2880埃的作用最强。角膜多次暴露于紫外线,并不增加对紫外线的耐受能力。紫外线对角膜的伤害作用表现为一种叫做畏光眼炎的极痛的角膜白斑伤害。除了剧痛外,还导致流泪、眼睑痉挛、眼结膜充血和睫状肌抽搐。紫外线对皮肤的伤害作用主要是引起红斑和小水疱,严重时会使表皮坏死和脱皮。人体胸、腹、背部皮肤对紫外线最敏感,其次是前额、肩和臀部,再次为脚掌和手背。不同波长紫外线对皮肤的效应是不同的,波长2800~3200埃和2500~2600埃的紫外线对皮肤的效应最强。

    光污染虽未被列入环境防治范畴,但它的危害显而易见,并在日益加重和蔓延。因此,人们在生活中应注意,防止各种光污染对健康的危害,避免过长时间接触污染。

    在我们常规的思维中,每谈到环境污染自然会想到灰蒙蒙的天空,流着黑水的河流,工地上机器的轰鸣等—这些容易引起人们重视的大气污染、水污染和噪声污染。而实际上还有另外一种污染也在围绕在我们身边,它曾一度被人们忽略,但绝大多数人们都曾受过它的危害,而且危害正日趋严重。这就是危害人类的光污染。光污染的种类有多种,但主要可分为两大类,即自然光辐射造成的光污染和人为造成的光污染。有关专家指出,这一长期被人们忽视的污染源有可能成为 21世纪直接影响人类身体健康有又一大环境“杀手”。

    1.自然光辐射造成的光污染

    自然光辐射的强弱是由阳光中的紫外线强弱决

定的。紫外线辐射指数又称 UV 指数,反映紫外线辐强度,紫外线辐射指数预报的标度分为低度、中度、高度、最高度等 4 个层次。

    3-4级,低度危险。皮肤正常的人在正午前后的阳光下停留不到 20Min就有可能被灼伤,若使用遮阳伞、墨镜等可以停留稍长时间;

    5-6级,中度危险。皮肤正常的人在正午前后的阳光下停留不到 15Min就有被灼伤的可能,这时要使用蔽光指数至少不15Min的遮阳伞,并戴上墨镜;

    7-9级,高度危险。正常皮肤的人在此时的阳光下停留不到10Min就有可能被灼伤,因此,除采取中度危险时保护措施外,必须缩短在室外停留的时间;

    10级上,极度危险。正常皮肤失此时在阳光下停留不到 5Min就有可能被灼伤,此时应使用蔽光指数为20-30的遮阳伞并戴墨镜,还应尽可能避免晒太阳。

    经常参加户外活动,适当地晒太阳,使皮肤色素加深,可增强皮肤对日晒的耐受能力,但时间不可太长,更不能曝晒,夏天外出时,可撑遮阳伞,戴宽边太阳帽,穿长袖衬衫,特别应指出,穿红色衣服可使皮肤少受紫外线的损害。因为紫外线是太阳光谱中最远离红色光谱线的射线,其波长最短,最易被波长最长的红色可见光吸收,因此,红色衣服有滤掉太阳光中过多的紫外线的功用。另外,可在露出部位皮肤涂抹防晒霜。应避免在日照最强的时间(11:00-15:00)在户外劳作、游玩、游泳等。如果已经发生日光晒伤,局部外用 2%的硼酸溶液湿敷,也可参照烫伤治疗的方法,即可治愈。(3)

     2.人为造成的光污染

在人为造成的光污染中主要为视觉环境中的光污染,它与其他污染一样会危害人类的健康。所不同的是光污染主要通过视觉危害人类。由于人们的忽略以及技术手段和管理手段的落后,防护措施的缺乏,使其大有泛滥之势。视环境中的光污染大致可分为四种:一、是室内环境污染,如室内装修、室内不良的光色环境等,较典型的有歌舞厅等;二、是室外视环境污染,如建筑物外墙,典型的是玻璃幕墙;三、是单调光辐射造成的光污染,如光污染改变人的生理功能等四、是局部视环境污染,如书本纸张,以及电脑等工业产品。

     3.光污染危害人类健康

医学研究发现,人们长期生活或工作在逾量或不协调的光辐射下,会出现头晕目眩、失眠、心悸和情绪低落等神经衰弱症状。而作为夜生活主要场所的歌舞厅活动和工作的人正常细胞衰亡,出现血压升高、体温起伏、心急躁热等各种不良症状。

    a.“舞厅灯光”的污染

舞厅内时明时暗的灯光,对人的眼睛是十分有害的。在人的眼球内有一层由神经细胞组成的透明薄膜,即感光细胞层。外界光线通过为一层薄膜将刺激传到大脑而产生光感效应。而感光细胞层的视锥细胞与视杆细胞有一定限度的相互调节作用,在强光下,视锥细胞兴奋,瞳孔括约肌缩小,在暗光下,视杆细胞兴奋,瞳孔括约肌开大。如果人长时间在时明时暗的光线下活动,会造成感受光细胞及瞳孔括约肌频繁的缩小、开大,大脑也随之兴奋、抑制。细胞组织便会因疲劳过度而使人感到眼睛干涩,眼眶胀痛、视物昏花、头昏、头痛、失眠等,严重时可使眼结膜充血。

    b. 人体在光污染中首当其冲的是眼睛。瞬间的强光照射会使人们出现短暂的失明现象,普通的光污染也会造成人眼角膜和虹膜的伤害,抑制视网膜感光细胞功能的发挥,从而引起视疲劳和视力下降。其中最典型的是“强光损害婴幼儿视网膜”。在许多医院的婴儿室及家庭的室内,都安装有大功率的日光灯,有的甚至彻夜长明。这将给新生儿的眼球组织带来损害。据美国乔治城大学厂研究人员调查分析发现,出生后暴露在强光下的新生儿眼部损伤率达 36%,若是早产儿则 86%可发生视网膜炎。这是因为日光灯发出的光线中以波长为400-455毫微米的蓝紫光成分为多,并含有一定量的波长小于400毫微米的紫外线,过多的蓝紫光和紫外线对新生儿的视网膜有害。

    c.“玻璃幕墙”的污染

在城市繁华的街道上,最明显的一大景观是高楼大厦穿着高大明亮、富丽豪华的玻璃 “外套”,即“玻璃幕墙”。然而在这美观的背却隐藏着许多意想不到的隐患。夏天,玻璃幕墙强烈的反射光进入附近的居民楼房内,增加了室内的温度,影响了居民正常的生活。有些玻璃幕墙是半园形的,反射光有汇聚在一起,温度很高,易引起火灾。有时烈日下驾车行驶的司机会出其不意地遭到玻璃幕墙反射光突然袭

击,眼睛受到强烈刺激,汽车暂时失控,因此,很容易诱发车祸。同时镜面玻璃的反射系数比绿地、森林以及毛面砖石装修建筑物大10倍以上,大大超过了人眼所能承受的范围。因此,玻璃幕墙的反射光会伤害人眼球的角膜和虹膜,引起视力下降,增加白内障的发病率。

过度的城市夜景照明将危害正常的天文观测,专家估计,如果城市上空夜间的亮度每年以30%的速度递增,会使天文台丧失正常的观测能力,这已成为困扰世界天文观测的一个难题。建于 ,1675年的英国格林威治天文台近年来就为此所困扰。而在德国柏林,1987年曾发生一场大火,警方在建筑物内部始终未找到起火的原因,最后终于发现对面高层玻璃幕墙产生的聚光才是真正的“元凶”。

    d.单调光辐射导致疾病

我们的祖先在室外生活的时间较长,他们所接受的是全光谱自然光的照射,人类在这样的环境中,形成了人体许多生理生化功能。而现代人的工作、生活环境大都在室内,办公室、车间和居室内通常是使用荧光灯照明。这种灯缺少一些光谱辐射,时间长了,就会对人体健康带来影响,导致某些疾病产生。科学家们曾作过这样的实验,让患多动症的儿童在荧光灯照明的教室学习,他们显得十分不安,但在教室里装上全光谱灯后,仅仅过了几个月,这些儿童的行为完全改变了。另外,科学家还发现了这样一些现象:生活在北极圈内的爱斯基摩妇女,在极夜的环境下,没有月经也不会受孕。因此,适当地接受一些太阳光的照射,在室内选用全光谱灯照明,是非常必要的。

  4.防治对策

   生物的生存离不开光,人类的生活和生产及社会的发展更离不开光,但强烈的日光照射、反射及人工强光对人是有害的。防治光污染主要有下列几个方面:①加强城市规划和管理,改善工厂照明条件等,以减少光污染的来源。②对有红外线和紫外线污染的场所采取必要的安全防护措施。③采用个人防护措施,主要是戴防护眼镜和防护面罩。光污染的防护镜有反射型防护镜、吸收型防护镜、反射-吸收型防护镜、爆炸型防护镜、光化学反应型防护镜、光电型防护镜、变色微晶玻璃型防护镜等类型。

   4.1 进一步加强对光污染的研究,积极开发、研制监测技术与方法,制定环境标准。

   4.2 宣传光污染对人类的危害,提高人们对其危害性的认识,形成社会监督力量。

   4.3 制定和出台相应的环保法规,依法综合治理。明确责任,并有切实可行、可操作行强的措施。

   4.4   对于产生光污染的建筑工程及营业场所,特别是在十字路口和交通繁华地段要强化管理,及时、有效是治理光污染的产生,严禁电弧光的室外排放。

   4.5 搞好城市的园林绿化工作,绿化对减轻光污染有实效。

   4.6 在强光照及其它光污染环境下的工作人员,要提高自我保护、保健意识,做好防护。

   5.结语

现代光污染研究始于美国。20世纪90年代初,美国科学家做了一个著名的色块刺激实验,发现不同颜色 (光频率)对眼疲劳的影响有着明显的差异,并指出绿色由于频率较高,刺激较深,所以并不是最有益于人眼的颜色。现在,欧洲和美国、中国等一些国家,部分图书采用了黄底色纸张印刷,确实比白色要舒服一些。但是由于传统习惯及实际效果(会降低字体的辨识率)的影响,并没有使其得到普及。在欧洲,特别是德国,室内装修墙壁粉刷时,人们逐渐喜欢用一些浅色,主要是米色、浅蓝等,代替刺眼的白色。美国科学家还通过实验发现,在浅红色的墙壁面前,人的情绪相对比较镇定。所以在美国的一些医院,特别是精神病医院,墙壁都涂成了浅红色。

     2000年初,英国艾塞克斯大学的薄膜覆盖法获得成功:采用一些特定颜色(频率)的薄膜覆盖在书本上,阅读时会使眼睛放松,不容易串行,还能明显提高阅读效率。关于光污染,各国关注程度不同,法律约束差别也非常大。不少国家已经有了针对光污染的一些法

律条文。例如,欧美一些国家,早在20世纪80年代就开始限制在建筑物外部装修使用玻璃幕墙扮靓楼房。大部分城市玻璃幕墙却正作为一种时髦装饰被大量使用,因此城市的光污染源也大量增加。另外,不少发达国家或地区已明令限制使用釉面砖和马塞克装饰外墙,如新加坡立法规定建筑外墙面积的90%必须使用环保材料。

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