蓝光的危害有哪些-百科内容

2019/11/27 10:35:23 / 常见问题 / 共人阅读 

蓝光对人眼的危害,主要表现在导致近视、白内障以及黄斑病变的眼睛病理危害和人体节律危害。 1、蓝光危害第一 损结构:有害蓝光具有极高能量,能够穿透晶状体直达视网膜,引起视网膜色素上皮细胞的萎缩甚至死亡。 2、蓝光危害第二 视疲劳:由于蓝光的波长短,聚焦点并不是落在视网膜中心位置,而是离视网膜更靠前一点的位置。要想看清楚,眼球会长时间处于紧张状态,引起视疲劳。工作效率。 3、蓝光危害第三 睡不好:蓝光会抑制褪黑色素的分泌,而褪黑色素是影响睡眠的一种重要激素,目前已知的作用是促进睡眠、调节时差。平板电脑,会造成睡眠质量不高甚至难以入睡的原因。 人类生活已经离不开显示屏幕,也离不开电视。

要正确区分蓝光危害和“富蓝化”的照明影响人的司辰节律这两种不同的情况,一般是运用UIV OLED照明面板技术来抑制蓝光问题。蓝光危害是指当蓝光辐亮度达到标准规定的2类或者3类时,会在较短的时间或瞬间对人眼造成的伤害,它所依据的标准是GB/T 20145-2006/CIE S009/E:2002,判定的依据是CTL-0744_2009-laser决议。而“富蓝化”的照明对人的生理影响则是日积月累地且要经过数个月甚至几年的时间才会明显影响到人的司辰节律的,这方面是目前世界科研的前沿课题,有较多的研究报告,但是还没有对应的考核标准。


蓝光对人眼的危害,主要表现在导致近视、白内障以及黄斑病变的眼睛病理危害和人体节律危害。
1、蓝光危害第一 损结构:有害蓝光具有极高能量,能够穿透晶状体直达视网膜,引起视网膜色素上皮细胞的萎缩甚至死亡。  光敏感细胞的死亡将会导致视力下降甚至完全丧失,这种损坏是不可逆的。蓝光还会导致黄斑病变。 [2]  人眼中的晶状体会吸收部分蓝光渐渐混浊形成白内障,而大部份的蓝光会穿透晶状体,尤其是儿童晶状体较清澈,无法有效抵挡蓝光,从而更容易导致黄斑病变以及白内障。
2、蓝光危害第二 视疲劳:由于蓝光的波长短,聚焦点并不是落在视网膜中心位置,而是离视网膜更靠前一点的位置。  要想看清楚,眼球会长时间处于紧张状态,引起视疲劳。长时间的视觉疲劳,可能导致人们近视加深、出现复视、阅读时易串行、注意力无法集中等症状,影响人们的学习与工作效率。
3、蓝光危害第三 睡不好:蓝光会抑制褪黑色素的分泌,而褪黑色素是影响睡眠的一种重要激素,目前已知的作用是促进睡眠、调节时差。  这也能解释为什么在睡前玩手机或者平板电脑,会造成睡眠质量不高甚至难以入睡的原因。


早在1966年Nell等研究发现蓝光的照射可以引起视网膜细胞的损伤,导致视力下降甚至丧失。其中,波长400-460纳米之间的短波蓝光对视网膜的危害程度最大。  在2010年国际光协会年会中,世界顶尖光学专家一致指出:短波蓝光具有极高能量,能够穿透晶状体直达视网膜。  蓝光照射视网膜会产生自由基,而这些自由基会导致视网膜色素上皮细胞衰亡,上皮细胞的衰亡会导致光敏感细胞缺少养分从而引起视力损伤,而且这些损伤是不可逆的。
近日,医学专家担忧LED蓝光会对视网膜造成损害,甚至是失明。这一消息在网上引起了网友们的广泛关注和大量转发评论,同时也引起了光源专家高度关注。日前,上海市质监局专门组织检测机构对部分LED照明产品进行了风险监测,从不同渠道采集27个样品进行了蓝光危险性检测。与此同时,该局还首次“跨界”邀请了医学界、高校和产业界的专家一齐“会诊”,听取各方意见。
国家电光源质量监督检验中心(上海)副主任教授级高工、上海时代之光照明电器检测有限公司副总经理、上海市照明学会理事长俞安琪就此次LED蓝光危险性检测进行了详细的分析,并率先将《LED照明产品蓝光危害的检测分析和富蓝化的分析及建议》一文发布于阿拉丁照明新闻网嘉宾点评《俞安琪》专栏。该文中,俞安琪提到,蓝光危害和“富蓝化”的照明影响并不是LED照明产品才有的,之前的某些金卤灯和某些荧光灯早就存在。
另外,俞安琪在文中强调,蓝光是组成白色光的重要组成部分,所以在正常情况下滤掉蓝光的说法是片面的,按人的生理时辰节律选择光照成份和质量,才是正确的。为了避免因使用高色温富蓝光的LED照明产品对人体健康可能存在的不利影响,室内LED照明产品的色温不宜超过4000K,一般显色指数应达到80以上。室内照明应避免使用色温5000K及以上的LED照明产品。目前推广低色温LED产品技术和成本上已经完全可行。


蓝光大量存在于电脑显示器、荧光灯、手机、数码产品、显示屏、LED等光线中,该波长内的蓝光会使眼睛内的黄斑区毒素量增高,严重威胁我们的眼睛健康。
日常生活蓝光随处可见,但接触到的有害蓝光主要来源为LED液晶屏幕。如今液晶显示屏采用的都是LED背光。由于背光需要白光的效果,所以业界使用蓝色LED混合黄色荧光粉来形成白光。 由于蓝色LED是一个主体硬件,因此这种白光中的蓝色光谱就拥有一个波峰,从而形成了我们所说的有害蓝光伤眼的问题。
LED液晶电视作为客厅娱乐的主要载体,大部分家庭选择晚上睡前看电视,甚至不少民众会在看电视时关上灯光,加之闪屏等因素,导致有害蓝光对眼睛造成伤害。  而且由于看电视时间较长,那么受到的伤害也就更深了。由于有害蓝光对眼睛的伤害是日积月累的,因此电视蓝光对眼睛的伤害要引起足够的重视,特别是青少年儿童。

人类生活已经离不开显示屏幕,也离不开电视。   有害蓝光主要来源为LED液晶屏幕,它惯用的蓝色LED背光技术形成了我们所说的有害蓝光伤眼的问题。 而随着无有害蓝光辐射的OLED有机电视成为新选择。  OLED(Organic Light-Emitting Diode),全称“有机发光二极管”,是一种显示屏幕技术。OLED有机电视的屏幕面板每一个像素点都能独立自发光,不需要背光源。  OLED有机发光体有3317万个固体微粒,能自动发光,只要向电极中输入电压,激发层就能产生所需要的彩色光,产生的蓝色光波段主要集中在460nm处,而非波长在400nm-450nm之间的有害蓝光,能量较小,对人眼危害微乎其微。

本文介绍了按照现行的国内外标准GB/T 20145-2006/CIE S009/E:2002和CTL-0744_2009-laser决议,对各类LED照明产品进行的光生物安全的检测及评判结果,并且较客观地分析了目前我国LED照明产品的蓝光危害的实际情况。另外,还根据国际上研究的蓝光对人的司辰节律的影响,分析并且提出了正确的LED照明产品的生产及使用应注意的问题。

科技的进步使各种照明光源不断涌现,这些光源在丰富照明产品和满足人们使用需求的同时也会因为使用不当而产生对人的危害。例如目前传播得较广的LED蓝光危害,其实际情况到底是如何?按国际标准测量判定为不会产生蓝光危害的LED照明产品,其“富蓝化”的照明光,对人们的生理将又会产生怎样的影响? 在LED照明发展到现阶段,我们应该对此有比较深入的研究,以使该行业发展的更健康。


根据LED产品可能存在的蓝光危害,了解市场上LED照明产品蓝光危害的情况,上海市质质量监督检验技术研究院/上海时代之光照明电器检测有限公司对LED照明产品进行了摸底检测,检测情况及相关分析如下:
1.样品来源及组成
(1)样品来源
受测样品数共为 27个,分别来自于:
-8个样品购于小的非正规商店;
-5个样品购于大型超市;
-14个样品是大中型生产企业的试验留样。
(2)样品组成
27个样品中,8个 LED台灯、7个LED射灯、9个LED筒灯、1个LED灯泡和2个LED平板灯。
2.检测目的和依据
检测和评估LED照明产品的视网膜蓝光危害。
检测和分类依据标准:GB/T 20145-2006 灯和灯系统的光生物安全性
危害判定依据文件:IECEE CTL(国际电工委员会-实验室委员会)决议:DSH 0744
3.蓝光危害等级及相应要求
(1) 蓝光危害等级
依据GB/T 20145-2006蓝光视网膜危害可分类为:
1)无危险(辐亮度≤100 W·m-2·sr-1):无危害类的科学基础是灯对于本标准在极限条件下也不造成任何光生物危害;
2)低危险(1类)(辐亮度≤1×104 W·m-2·sr-1):在曝光正常条件限定下,灯不产生危害;
3)中危险(2类)(辐亮度≤4×106W·m-2·sr-1):灯不产生对强光和温度的不适反映的危害。
4)高危险(3类)(辐亮度>4×106W·m-2·sr-1):灯在更短瞬间造成危害。
(2) 相应判定要求
依据IECEE CTL决议 DSH 0744:
1)亮度小于10000cd/m2,且只发出可见光时,不需要按GB/T 20145-2006进行危害等级分类,可以归类为无危险等级,可以直接使用。如果亮度大于10000cd/m2,应按下述2)或3)的方法处理。
2)如果制造商提供了表明灯具的辐亮度不超过GB/T 20145-2006规定的无危险类和低危险(1类)的试验报告,认证机构可以接受这样的LED灯具,并认为其在正常情况下不会产生光生物危险。
3)如果制造商未提供这样的声称,应该按GB/T 20145-2006进行试验,试验结果符合上述2)的要求。
4)依据IEC 62471-2和IEC 60598-1第8版的草案,2类及以上的LED光源和LED灯具没有警告标记不能直接使用。
4.检测数据分析
本次试验对一个产品进行了二个状态下的分析,包括:
对正常使用LED产品的检测数据进行蓝光危害分析;
对可能出现的异常使用状态下的LED产品的检测数据进行蓝光危害分析,即将灯具的前半透明扩散板拆下检测并进行蓝光危害分析;
(1)正常使用状态LED产品的蓝光危害分析
正常使用LED产品的检测数据见表1。
样品
样品编号
色温(K)
功率(W)
测量辐亮度值
(W·m·sr)
所属危害类别限值(W·m·sr)
备注
无危险
≤100
1类危险
≤1×10
2类危险
≤4×10
LED
台灯
1
5548
5
1.71×10



2
3849
6
1.45×10


3
7710
3.5
6.20×10


4
5798
6
2.36×10


5
6122
6
2.18×10


6
8563
未标
1.17×10


7
10367
未标
4.73×10


8
8679
未标
5.45×10


LED
射灯
9
2700
11.5
1.96×10



10
5000
14
2.50×10


11
5700
12.5
5.34×10


12
4000
16
3.50×10


13
3000
12
1.72×10


14
5979
未标
1.33×10


15
>100000
未标
1.53×10


LED
筒灯
16
2700
8
5.03×10



17
3000
12
8.31×10


18
3500
18
4.88×10


19
4000
14
3.12×10


20
4500
21.5
3.91×10


21
5000
20
8.50×10


22
5600
12
2.91×10


23
5700
20
3.17×10


24
6500
24
4.45×10


LED
球泡灯
25
8216
未标
4.34×10



LED
平板灯
26
6485
未标
1.56×10



27
6890
未标
1.26×10


合计
-
-
-
-
14
13
0

根据表1可见,在正常使用状态下,各类试验样品的试验结论为:在27个样品中,14个样品的蓝光危险属于无危险类,13个样品属于1类危险,无样品属于2类危险。
其中:
-LED 台灯:8个样品中没有属于2类的LED台灯,正常情况下均能安全使用。
-LED 射灯:7个样品均属于1类,正常情况下均能安全使用,其中一个样品色温>100000K,不属于可以用于照明的白光LED照明产品。
-LED 筒灯:9个 样品都属于无危害类。
-LED球泡灯:1个样品属于1类,正常情况下能安全使用。
-LED平板灯:2个 样品都属于无危害类。
(2)异常使用状态LED产品的蓝光危害分析
本次共对11个灯具的前半透明扩散板拆下后进行了检测,检测数据与同一产品正常使用状态的检测数据对比见表2。
表2 异常使用和正常使用状态LED产品的检测数据对比表
样品
样品编号
色温
(K)
功率
(W)
测量辐亮度值
(W·m·sr)
所属危害类别限值(W·m·sr)
备注
无危险
≤100
1类危险
≤1×10
2类危险
≤4×10
LED 台灯
3
7710
3.5
6.20×10


阴影部分为异常使用状态(拆除前半透明扩散板)的数据。
7710
3.5
6.73×10


4
5798
6
2.36×10


5798
6
1.87×10


LED 筒灯
16
2700
8
5.03×10


2700
8
3.72×10


17
3000
12
8.31×10


3000
12
8.15×10


18
3500
18
4.88×10


3500
18
3.07×10


19
4000
14
3.12×10


4000
14
5.46×10


20
4500
21.5
3.91×10


4500
21.5
1.32×10


21
5000
20
8.50×10


5000
20
3.14×10


22
5600
12
2.91×10


5600
12
8.82×10


23
5700
20
3.17×10


5700
20
8.84×10


24
6500
24
4.45×10


6500
24
1.17×10


检测数据比较分析如下:
- 表1中的8个台灯样品(1号~8号)中有2个台灯(3号和4号)的前半透明扩散板可以方便地拆卸,对这两个灯具进行了异常使用状态测试,结果未超过1类危险,即使拆卸前半透明扩散板也可安全使用。
-表1中的9个LED筒灯样品(16号~24号)的前半透明扩散板均可以方便地拆卸,对这9个灯具进行了该种异常使用状态的测试,结果8个未超过1类危险,即使拆卸前半透明扩散板也可安全使用,但有1个灯具达到了2类危险,按相关标准规定应有警告标记,只有加注警告才能使用,但样品上没有任何标记。
测试数据还表明,正常使用状态下(即未拆卸前半透明扩散板)的灯具辐亮度比拆卸后至少低一个数量级,所以扩散板是不能随便拆卸的。
5. 蓝光危害的检测结论
本次检测的27个样品中,在正常使用状态下未发现达到2类蓝光危险的情况,在正常使用情况下可安全使用。11个异常使用状态条件下的样品中,有1个样品达到2类危险,如无防护措施可能对人体造成危害。
对于在异常使用状态下达到2类危险的1个样品,分析发现该灯具使用的LED模组的单颗功率为1W,属于功率型LED封装,所以单位面积内的光输出高,对这类产品应特别关注光源的蓝光危害等级,并对最终产品采取必要的结构防护措施、加贴警告标记。
本次测量了27个样品的色温,其中7个样品的色温远高于6500K,这种LED产品已经超出照明产品使用的白光色温上限,其中蓝光成分已有相当比例,虽然本次检测样品的LED模组功率较小,尚未构成蓝光危害,但已不适合用作一般照明,长期使用将危害人的司辰节律,影响睡眠,造成生物钟紊乱,从而降低人的免疫力。
6.建议
光生物安全(包括蓝光危害)关系到人们的身体健康和安全,规范照明产品这方面指标的国家标准应该是强制性的,但是目前的国家标准是GB/T 20145-2006《灯和灯系统的光生物安全性》却为推荐性标准,建议将该标准的性质改为强制性,并建议增加到照明灯具CCC认证标准中。
按国际标准测量不会产生蓝光危害的LED照明产品,其“富蓝化”的照明光,对人们的生理将又会产生怎样的影响?
1. 照明与人的自然生理司辰节律
人类几百万年的进化过程已经养成了“日出而作,日落而息” 的生理习惯,见图1,经研究这种生理反映是靠人的司辰视觉细胞提供给大脑信息的。所以每天从早晨到傍晚前,用较高的照明色温来提升人的工作情绪,可以获得较高的工作效率。
图1 人的自然生理司辰节律
但是,目前人们的家庭用灯时间大都是在晚上,所以需要低色温的灯光,以给人们生理上的提示,快接近休息时间了。人的自然生理司辰节律见图1。
本次测量了27个样品的色温,其中7个样品的色温远高于6500K,甚至有>100000K的,这种LED产品已经超出照明产品使用的白光色温上限,其中蓝光成分已有相当大的比例,虽然本次检测样品的LED模组功率较小,尚未构成蓝光危害,但已不适合用作一般照明。如果长期使用这种照明光,将影响人的司辰节律,影响睡眠,造成生物钟紊乱,从而降低人的免疫力。
根据国内外最新的科学研究,对于易失眠的某些人群,即使是色温范围为5000K ~ 6500K的照明产品,也不完全适合于在晚上使用。
2. 质量良好的LED灯和CFL灯光谱测量图对比
图2是LED灯与CFL灯的光谱对比图,看图2左边列冷色调灯的光谱对比,LED灯色温低1000K,在保持光效时才勉强达到显色指数的要求,两种灯的光谱中红色和绿色光的比例差不多, LED灯的蓝色比还比CFL灯略低。
图2 LED灯与CFL灯的光谱对比
再看右边列暖色调灯的光谱对比,LED灯色温高300K,CFL灯的红色比明显高,但是蓝色比还是LED灯略低。可见,目前的技术水平制造的LED灯只要保持显色指数大于80,色温保持在4500K以下,其蓝光的成分是不会高于同类的CFL灯的 。
3.目前低档市场光质量差的光谱图
图3是荧光粉配方和覆涂的质量都很差的LED照明产品的光谱图,最明显的特征是色温高达8563 K(正常照明的色温最高6500 K ),另外代表红色的R9为-17.8 ,美国能源之星要求R9的数值要大于零。目前例如虬江路市场的低档LED台灯;应急灯;车摊上安装在电瓶车前灯的光谱基本都是这一类的,这种LED灯是不能用于照明尤其是居家照明、办公照明和商场照明的。这种LED照明产品的存在败坏了LED照明的声誉,也搅乱了LED照明产品的市场。根据2012年10月召开的“中国科协第249次青年科学家论坛”会议及国际新的研究,得出的结论是“富蓝化”的照明将影响人的司辰节律。
图3目前低档市场光质量差的光谱图
4.较多的LED照明产品已经显示明显的优势
目前,政府提倡的,经过节能认证的LED照明产品的各项指标已经达到在一些领域取代传统照明产品的优势。例如
(1)LED筒灯在实现色温3000K,显色指数87.2,各项指标都满足标准要求的前提下光效能可靠达到85lm/w,几乎比采用紧凑型荧光灯的同类筒灯提高一倍。
(2)LED的PAR灯实现色温5000K~3000K,显色指数85,各项指标都满足标准要求的前提下光效能可靠达到(50 ~ 65)lm/w,几乎比采用卤素灯的同类PAR灯提高乐2 ~ 3倍。
(3) 全配光的LED球泡灯在其空间配光完全达到普通白炽灯配光的前提下,色温3000K,显色指数87.2,光效能达到85lm/w。
(4)隧道内采用LED灯具后,利用其优良的调控功能,取得了比采用三基色荧光灯或者HID灯还节能15%~20%的效果,且使用寿命大幅提高,维修工作量大幅下降,人力成本仅为采用传统照明灯具的35%左右。
1.蓝光危害和“富蓝化”的照明影响并不是LED照明产品才有的,之前的某些金卤灯和某些荧光灯早就存在。
2.要正确区分蓝光危害和“富蓝化”的照明影响人的司辰节律这两种不同的情况,蓝光危害是指当蓝光辐亮度达到标准规定的2类或者3类时,会在较短的时间或瞬间对人眼造成的伤害,它所依据的标准是GB/T 20145-2006/CIE S009/E:2002,判定的依据是CTL-0744_2009-laser决议。而“富蓝化”的照明对人的生理影响则是润物无声地且要经过数个月甚至几年的时间才会明显影响到人的司辰节律的,这方面是目前世界科研的前沿课题,有较多的研究报告,但是还没有对应的考核标准。
3.目前国内有人认为是GB/T 20145-2006/CIE S009/E:2002标准很早就颁布实施了,现在是否过时? 但是,该标准目前依然是国际包括发达国家和地区在这方面现行有效的版本。国际标准的制定都是建立在大量的试验数据的采集及分析的基础上的,而我国在这方面根本没有进行过系统的有目的的实验和研究,轻言标准过时是不恰当的,但密切关注正在修订中国际标准也是必须的。
4.在普通情况下室内只能使用蓝光危害分类在1类及以下的LED照明产品。对于特殊人群(糖尿病人和光敏药物影响的人)或者可能处于特殊体位(例如婴幼儿)能直视LED灯的情况,则应该用无危害的LED照明产品。
5. 蓝光是组成白色光的重要组成部分,所以在正常情况下滤掉蓝光的说法是片面的,按人的生理时辰节律选择光照成份和质量,才是正确的。为了避免因使用高色温富蓝光的LED照明产品对人体健康可能存在的不利影响,室内LED照明产品的色温不宜超过4000K,一般显色指数应达到80以上。室内照明应避免使用色温5000K及以上的LED照明产品。目前推广低色温LED产品技术和成本上已经完全可行。
6. 返璞归真,模拟自然条件下的光照、光色及变化,是照明产品设计、制造和照明设计和实施的最高境界。针对特殊人群和特殊使用场合,能调节出业已证明的合理的光谱和光色。在这一方面,恰恰是LED照明最有作为的。






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