LED灯光谱对人体的影响[宝典].docVIP

LED灯光谱对人体的影响 新型LED（light emitting diodes，发光二极管）照明光源以其节能、环保、耐用的特点，正逐渐取代常规照明光源大有成为主流世界照明的发展趋势。随着LED产业的扩大，应用的广泛，LED对人体的影响开始受到关注。然而，全球对LED照明的光生物安全评估至今未有定论。仅仅以节能环保为宗旨大力推行LED照明可能为未来产业发展中埋下隐患，如LED照明存在人体生物安全方面的风险将使未来这一新兴战略型产业的发展受到质疑和重创。有必要集合政府、学术界、商界力量开展LED光生物安全战略研究。科学理性地进行产业发展的时空布局，从技术角度寻找减除LED生物危害的解决方案，不仅关乎LED光照明产业的健康持续发展，而且可以通过LED光照明国家标准之谋划以及相关专利之布局，争取标准制定之话语权，对于整个新型半导体照明产业突破专利壁垒，培育自主知识产权的新一代照明核心技术都具有至关重要的战略意义。　　LED（Light Emitting Diode，发光二极管），是一种固态的半导体部件，它可以直接把电能转化为照明光。LED是一种绿色光源：工作电压低，耗电量少，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，消耗能量较同光效的白炽灯减少80%；性能稳定，寿命长(一般为10 万小时)；抗冲击，耐振动性强。LED照明产品能提升照明系统的光效，显色性高并且具有很强的发光方向性；调光性能好，色温变化时不会产生视觉误差；冷光源发热量低，可以安全触摸；改善眩光，减少和消除光污染。尽管LED照明技术在节能及高效照明方面具有明显优势，但同时，LED光源对视网膜的危害以及对生物日常生活节律的影响也在提示我们要清醒地看到LED照明对人体生物安全方面的风险。　　在光辐射波段中，紫外线及蓝光波段对人体的危害尤为明显。LED的光谱中有不同比例的紫外及蓝光谱段，其中可见光蓝光部分会对视网膜色素层产生损伤。目前已经发现的几种主要光辐射危害有：光致角膜炎和光致结膜炎、白内障、视网膜灼伤、视网膜蓝光损害、皮肤晒黑、紫外红斑、皮肤老化、皮肤癌等。多芯片集成及二次光学设计技术发展，令LED芯片功率及外量子效率日益提高，紫外和蓝光波段的短波LED芯片被广泛应用，技术与市场占有率的提高均使得LED的危害性更加显著。有别于日光，LED是利用特定波长组分单色光通过配光方案模拟自然光，光源光谱具有不连续，特定组分单色光高亮度的特点。短波段蓝光除了对人眼尤其是视网膜有潜在损伤威胁外，对松果体产生的褪黑素比其他类型人造光源有更明显的降低作用。有研究指出LED照明光源连续输出光谱中的蓝光成分对正常的恒河猴的视网膜具有损伤作用；过强的短波蓝光容易引起视网膜上感光细胞的光化学损伤和色素上皮功能的退化，过强的辐射还会引起视网膜的热损伤。　　随着光生物学研究的快速发展，近几年LED的光生物安全日益引起国际社会的关注。从2002年开始，有关人类第三种非视觉光接收器（细胞）、光辐射对生理节律及内分泌系统的影响等基础研究的进展，为人们发现和研究人工光源在应用过程中出现的潜在危害提供了有效分析工具和证据。Melanopsin是一种视网膜神经节细胞表达的感光视蛋白，是哺乳动物继视锥和视杆细胞之外的第三种光感受性细胞，其功能是参与非视觉成像系统, 参与调控生物节律、瞳孔对光反射的活动。现有研究表明，Melanopsin是感受周围环境光辐射照度的，这种感光蛋白比较与于三种感光色素来说对440-480 纳米谱段更敏感，这种光刺激对机体的生物节律调节机制是非常重要的。非哺乳脊椎动物存在多种能感受光节律性变化的组织，如松果体及其周围组织、皮肤黑色素细胞等。哺乳动物仅有melanopsin/pRGC系统能够感受光节律变化。有实验结果发现melanopsin对瞳孔对光反射的调节作用较视锥细胞的调节作用大3倍。上述研究表明人类生物节律的调节有可能受到LED光辐射极大的影响，不规范的LED照明可能在人群中广泛产生失眠，眩晕，头痛，情感障碍等广泛的神经系统功能异常。　　目前市场上大多是高色温、高亮度的LED产品。随着芯片功率的提升，光子晶体等新技术的应用，芯片射出光的辐射亮度大幅度提高，通过增大驱动电流、多芯片集成，增大二次光学设计，如采用透镜汇聚等，使得LED光束越来越窄，视网膜受到的损伤越来越大。与此同时，紫外及短波蓝光LED被广泛应用，波长在440nm左右的蓝光辐射对人眼视网膜产生的光化学危害明显提高，尤其是婴儿和儿童，眼睛对短波长光的过滤能力不如成年人。近50年来我国青少年近视发生率的显著上升也与光源的不合理光谱组合和亮度配置有重要的相关性。老年人的视网膜黄斑区功能性退化与蓝光辐射的伤害也有直接关系。　　值得注意的是，政府近年来逐年加大对LED照明产业的投入，各地LED企业正在建造一系