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LED燈的藍光會傷害眼睛嗎?

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近年來,為了節約能源和減少污染,白熾燈逐漸被淘汰,代之以節能的螢光燈和發光二極管等新型光源。但是這些新型光源的普及也帶來了新的問題。和同樣功率的白熾燈相比,這些新型光源發射的光譜中,藍色光成分的比例高得多。還有,現在人們看電視、使用電腦和手機的時間越來越多,彩色螢光屏發射的光譜中藍色光的成分的比例也比太陽光和白熾燈高得多。很多人擔憂,這種情況對人眼是不利的。

LED燈光不「自然」

人眼是生物長期進化過程的產物,它適應地球表面的太陽光。我們都知道,太陽看上去略帶橙黃色。我們可以把太陽近似地看作溫度大約為5000多攝氏度 的熾熱發光物體,它發射從紅外線到紫外線不同波長的電磁波,其中包括人眼可以看見的可見光。當這些不同波長的光波同時進入我們的眼睛時,我們感覺到的是白光。

太陽光譜(包括紫外線和紅外線)中各種不同波長(顏色)的光強度的比例是不同的。在地球表面附近,波長在550納米附近的黃綠色光強度最大,人眼也 對這種顏色的光最敏感。在太陽光譜中,從波長為550納米的黃綠色光開始,波長向更長的紅光方向強度逐漸減弱;從550納米的黃綠色光向短波長的藍色和紫 色光方向,強度也逐漸減弱。太陽光通過地球大氣時,大氣中的水蒸氣、二氧化碳、氧和高空的臭氧都會選擇性地吸收某些波長的光波。太陽光譜中還有一定量的紫 外線和紅外線,但人眼對紫外線和紅外線都不敏感。紅外線照射到我們的皮膚上,會引起熱的感覺,所以也稱為熱輻射。紫外線太強或照射時間太長會灼傷皮膚,也會損傷眼睛。

白熾燈的鎢絲有電流通過時,因溫度升高而成熾熱的發光體。它的光譜分佈近似於太陽光,40瓦左右的白熾燈的燈絲溫度大約為3000至4000攝氏 度,發出的光也略帶橙黃色。如果通過鎢絲的電流增大,光譜的短波成分也隨之增加,發出的光變白,但藍色和紫色成分還是相對比較少的。

日光燈和發光二極管(LED)的發光原理與白熾燈完全不同,它們所發射的光譜中有較多的藍色光。特別是LED在波長450奈米附近有很強的藍色光, 雖然人們認為它是較理想的節能燈。此外電視、電腦和手機的屏幕也都有較豐富的藍色光。這些光源發出的光在短波長的藍色光譜區域相對比較強,與我們習慣的太陽光譜有很大的差別,所以有人擔心這類藍色光較強的光源對人的眼睛不利。

藍色光對眼睛的危害

研究表明,藍色光能提高人在白天的注意力,改善人的心情。但是,晚上長時間曝露在藍色光中就會給大腦減少分泌褪黑素(melatonin)的信號。 褪黑素是大腦中的松果體產生的一種生物化學物質,這種物質的功能是調節人的生物節律:白天活動,晚上睡覺。缺少褪黑素就要打亂人的晝夜節律,會造成失眠等症狀。長時間曝露在藍色光成分較強的LED燈下,或長時間注視電視屏或各種螢光屏就容易造成失眠。還有人認為,如果長時間在藍色光成分強的光照環境中,有可能會影響人的心理健康。不過這方面還沒有肯定的結論。

所謂藍色光,通常指波長為500~400奈米的電磁波,這個波段的電磁波進入人眼,就給人藍色的感覺。實際上,不同波長的藍色光,其效果也不完全相 同。研究光對人眼視覺細胞的損害,不可能進行直接的實驗測試,但是可以用動物為實驗對象。也有研究人員用體外培養的視細胞來做實驗。

曾有人將老鼠曝露於404奈米的藍光下15分鐘,控制光的強度,以不引起熱損傷為度,以此來研究老鼠視網膜中視覺分子的化學變化。結果發現藍光會引起視網膜的長期光化學損害,抑制細胞的新陳代謝,並且阻礙身體給光感受器提供營養,導致視網膜惡變。另外有一組研究人員對老鼠的實驗也發現,403奈米的藍色光會損害老鼠眼睛的感光細胞,而550納米的黃色光則不會引起損害。

有人曾將恆河猴曝露在高強度的藍光(波長441奈米)下1000秒(16.7分鐘),兩天後發現猴子的視網膜受到損害。

光進入眼睛,被視覺細胞內的分子吸收,引起光化學反應,從而產生視覺。同時光也是引起視細胞損害的原因,尤其是波長短的藍色光。實驗發現,可見光譜中短波光的光子能量比長波光子的能量大,容易被某些生物大分子吸收。分子吸收光子後,處於能量較高的激發態;激發態的生物大分子和其他分子相互作用,會在視網膜中產生活性氧和自由基,引起視網膜中的光化學損傷,導致細胞功能退化並凋亡。這些損害大多是不可恢復的。

眼睛的角膜、晶狀體和玻璃體都會吸收一定數量的藍色光,可以保護視網膜少受藍光的侵害。但是,晶狀體吸收了藍光,會加速變渾濁的過程,這又會加速老年白內障的生成。

其實,當眼睛曝露在很強的光中,無論其波長如何,都會造成眼睛的一些部分尤其是視網膜的損害。短暫曝露在強光中,會造成直接的熱損傷。即使光並不很強,只要曝光的時間過長,也會在視網膜細胞中產生有害的光化學反應,最終造成視網膜不可恢復的損傷。這就是視網膜的光化學損害。所以為了保護眼睛,我們應當儘量避免長時間在強光下工作,減少面對各種螢光屏的時間。適當使用防護眼鏡也是保護眼睛的一種方法。例如在很強的太陽光下使用墨鏡,長時間觀看螢光屏時,可以戴用略帶黃色、吸收藍光較多的護目眼鏡。

藍光對人眼的損害究竟怎樣?要回答這個問題,現在的實驗證據還不十分充分,還有不同的見解,恐怕要有相當長時間的臨床和理論研究才能最終解決。由於現在藍色成分較豐富的新型光源和螢光屏的使用越來越普遍,藍光對人眼的作用也引起人們更多的關注。