LED燈會傷害眼睛嗎?

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納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納米的電磁波,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納米的藍光下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納米的 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納米)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。

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