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光是如何汙染環境的?

光汙染是指各種光源對周圍環境和人的損害。那麽什麽條件或物質會產生光汙染呢?比如人們日常生活中熟悉的霓虹燈,汽車的遠光燈,焊接時的焊接弧光燈,壹些建築中的鋁合金板等其他建築材料,都不是產生光汙染的光源,但有時會產生有害的光反射。

國際上把光汙染分為三類:人工日光汙染、有色光汙染和白光汙染。

壹、光汙染的類型

1.人造日光

夜幕降臨後,商場、酒店裏的廣告燈、霓虹燈、瀑布燈光彩奪目,讓人感覺夜晚如同白晝,這就是所謂的人造日光。由於強烈的光線反射,附近的房間會亮如白晝。在這樣的“不夜城”,晚上很難入睡,打亂了人體正常的“生物鐘”。人工日光也會傷害鳥類和昆蟲,因為強光會破壞昆蟲在夜間的正常繁殖,破壞生態平衡。

動物保護者、天文學家和許多城市居民反對這種人工日光,因為它浪費電力,並造成壹種光汙染。動物保護者稱,刺眼的光源是殺死鳥類和昆蟲的罪魁禍首。因為強光會,比如說,在壹個半小時內在裝飾著中國燈籠的華盛頓紀念碑下發現500多只鳥的遺骸。

另壹個例子是位於英國皇宮樂器街的巨型廣告牌。晚上燈火通明,在黑暗中發出壹束類似激光的光,附近經常有飛機出沒。強光是否會影響飛行員視線,頗令人擔憂。鄰近的居民,如建偉花園和寶石之家的居民也抱怨說,廣告牌的強光反映了他們的感激之情,使他們的家看起來像白天,輾轉反側後難以入睡,導致情緒低落,影響了他們的正常日常生活。

現代而復雜的城市的壹個重要標誌是,夜幕降臨後,喧鬧的不夜城的酒店和商場裏的廣告牌和霓虹燈耀眼奪目,白熾燈如白晝般閃亮。這種刺眼的光線對人的視覺造成的汙染,影響了人的身心健康。

當人們步入繁華的城市街道時,常常會反射出耀眼的白光,許多大型商場都用白色的鏡子或鋁合金作為裝飾。更有甚者,有些商場從頭到尾都使用大鏡面玻璃,幾乎處於壹個鏡面世界,讓人分不清前後。

據測量,白漆表面的反射系數為69 ~ 80%;鏡面玻璃的反射系數為82 ~ 88%,比綠草、森林、黑暗或粗糙的磚石大10倍左右,大大超過人的生理適應範圍,成為汙染源,危害人體健康。壹些發達國家的白光汙染已經開始制定相應的法律加以限制和制止,並引起了人們的關註。在設計和施工部門,禁止用反光大的材料裝飾高層建築和商場的外立面,也禁止用大鏡子裝飾室內。

根據巴伐利亞州環境問題和州發展規劃局的調查,在238名受訪者中,2/3的人認為人工日光影響健康,84%的人報告影響夜間睡眠。為此,人們不得不封住臥室的窗戶,或者安裝深色窗簾。這種沒日沒夜的生活環境會對人的心理造成傷害。

雖然人們發現強光已經成為除噪音、廢氣、廢水之外的另壹個汙染源,投訴也很多,但至今沒有引起有關部門和人們的重視。

2.彩色光汙染

現代歌舞廳、夜總會安裝的黑光燈、旋轉燈、熒光燈、閃光色光源構成了色光汙染。據測量,黑光可產生波長為250~300 nm的紫外線,遠高於日光中的紫外線。如果人長期接觸,會誘發鼻出血、牙齒脫落、白內障,甚至白血病等癌變。彩色光源刺眼,不僅對眼睛不好,還會幹擾大腦中樞神經系統,使人感到頭暈目眩,引起惡心嘔吐、眼力減退、註意力不集中、性欲低下等癥狀。

英國劍橋大學研究人員的實驗證明,五顏六色的霓虹燈和耀眼的強光波會導致生物體內大量細胞發生遺傳變性,使異常細胞增多,擾亂機體的自然平衡,引起頭暈、易怒、失眠等“光損傷綜合征”。

據相關衛生部門對數十家歌舞廳的激光設備的調查測量,大部分歌舞廳的激光輻射壓力已經超過限值。這種高密度的熱光束通過眼睛的晶狀體後集中在視網膜上,焦溫可高達70攝氏度,對眼睛和腦神經的傷害非常大。

3.白光汙染

在陽光強烈的季節,城市裏的很多建築,比如琉璃瓦墻、拋光大理石、鋁合金幕墻、玻璃幕墻、各種油漆,反射光,刺眼,刺眼,這就是白色汙染。據福田醫院的醫生介紹,長期在白光汙染的環境中工作和生活的人,視網膜和虹膜都會受到不同程度的損傷,視力會急劇下降。白內障的發病率高達45%,還會使人頭暈、心煩,甚至引起失眠、食欲不振、情緒低落、身體虛弱等類似神經衰退的癥狀。夏季,玻璃幕墻強烈的反射光進入附近的居民樓,使室內溫度升高,影響正常生活。有些玻璃幕墻是半圓形的,反射光的匯聚容易引起火災。司機在烈日下開車,會突然受到玻璃幕墻反射光的襲擊,眼睛受到強烈刺激,容易發生車禍。

人體首當其沖受到光汙染。瞬間的強光照射會使人暫時失明,普通的光汙染也會對人眼的角膜和虹膜造成損傷,抑制視網膜感光細胞的功能,從而引起視疲勞和視力下降。

二、我們的調查——光汙染來源及其危害的調查

光汙染是由光汙染來源引起的。通過調查,我們發現汙染源及其造成的危害主要包括:

1.電腦屏幕造成的光汙染及其危害

在人類文明之前,照亮世界的是“光”。在工業革命前期,光被稱為“存在之光”,在第二次工業革命後期,它被稱為“發展之光”,在21世紀,它成為“信息之光”。“光”是生命之源。人們壹直在不懈地探索光。隨著時間的推移,人們讓光更有效地為自己服務。20世紀70年代,計算機開始在全世界普及。20世紀90年代,電腦進入中國市場。從此,大量的辦公室文案工作從工作臺轉移到了夜光屏幕上。辦公方式從單壹的在水平面的紙上讀寫,轉變為在垂直面的電腦屏幕上。

電腦上班族每天用眼睛來回掃描文件、鍵盤和屏幕超過壹萬次。工作方式徹底改變,“電腦眼”的發病率也與日俱增。我們參觀了福田區的幾家印刷廠。正常工作環境下,屏幕上的反光點多達四個。70%的受訪員工抱怨眼睛疼痛、疲勞和腦腫脹。這些情況與傳統的照明方法和燈具直接相關。傳統的照明方式和燈具是視覺環境的幹擾和影響,對視覺器官造成損害,而視覺神經直接作用於大腦,導致頭暈、疲勞、對工作產生厭倦,甚至煩躁不安。

2.“噪聲光”引起的光汙染及其危害

所謂“噪聲光”,顧名思義,就是幹擾人們正常的生活、工作和學習活動,使人感到厭煩和憤怒,進而對人的身心健康產生不良影響甚至危害的光。噪聲汙染與噪音汙染的區別在於,噪聲通過聽覺危害人的健康,而噪聲通過視覺危害人的健康。噪聲汙染主要指白光汙染和人工日光。

20世紀70年代末至80年代初,國外開始大量采用加熱、噴塗、離子交換、真空蒸發或化學鍍膜等制造工藝,在建築玻璃的壹面鍍上銅、鉻、鎳、鐵、金等金屬,形成反射光線的彩色薄膜,稱為鏡面建築。鏡面建築,如商場、餐廳的大鏡子或鋁合金立面,比陽光反射更強烈,給相鄰建築和居民帶來很多不便,仿佛有“太陽”壹樣,讓人感到難以忍受的炎熱。司機被這種反映弄得眼花繚亂,容易發生交通事故。

減少噪聲光這壹城市新汙染的危害,當務之急是加強城市規劃管理,合理安排光源,加強廣告燈和霓虹燈的管理,禁止使用大功率強光源,控制使用大功率民用激光裝置,限制使用反射系數大的材料。作為普通人,壹方面不要長時間呆在噪音和光汙染區。如果光線太強,可以在房間內安裝百葉窗或雙層窗簾,並根據光線強度進行相應的調節;另壹方面,全民動手,在建築物周圍植樹種花,廣泛種植草皮,改善和調節采光環境。

3.玻璃幕墻引起的光汙染及其危害

現代建築技術的發展打破了傳統的墻與窗的界限。玻璃幕墻的出現就是壹個例子,它已經成為現代建築的壹個標誌。據不完全統計,我國現有玻璃幕墻面積已超過900萬平方米,並且還在不斷發展。很多酒店也喜歡用玻璃幕墻。事實上,這種片面追求建築外觀美觀而忽視光汙染等生態負面效應的做法不利於環境保護。

進入生態環境的各種可見光、不可見光、反光物質,如果超過正常生存所能承受的指標,就會造成生態環境的惡化。有關專家稱這種現象為光汙染。他們把城市光汙染的主要載體玻璃幕墻視為“城市的隱患”和“光明殺手”。玻璃幕墻的危害主要表現在以下幾個方面:

(1)影響健康

臨街建築中用於裝飾的玻璃幕墻,就像壹面幾十甚至上百平米的大鏡子。陽光強烈時,其反射系數超過75%,甚至高達90%。它反射的陽光容易使身處其中的人近視、疲勞、偏頭痛、心動過速。對於司機來說,更容易頭暈目眩,視覺混亂,從而導致交通事故。夏季,玻璃幕墻將陽光反射到居民室內,可使室溫比普通住宅提高4-6℃,容易導致家用電器老化加劇。

②火災隱患

有些玻璃幕墻本身就存在火災隱患,尤其是那些凹型建築,其玻璃幕墻客觀上形成了壹個巨型聚光器。在深圳,壹輛停在商廈附近的汽車,被商廈玻璃幕墻的聚焦效果烤壞了。德國柏林也發生了壹起玻璃幕墻聚焦引發的火災。

③放射性汙染

過量的光輻射對人類的生活和生產環境有負面影響。紅外線是壹種熱輻射。強烈的紅外線會導致皮膚損傷。不同波長的紅外線會對眼睛產生不同的有害影響。紫外線主要傷害角膜和皮膚。造成角膜損傷的紫外線主要在2500-3050埃波長,其中2880埃最強。紫外線對皮膚的有害作用主要是引起紅斑、水皰,嚴重時表皮會壞死、脫皮。

有些玻璃幕墻(比如棕色的)含有某種金屬鈷成分,這種成分本身就是放射性元素。在陽光的照射下,人更容易受到放射性汙染,會破壞人體的造血功能,引發癌癥等疾病。有關人士指出,由於光汙染無法通過分解、轉化和稀釋來消除,只能加強預防。據了解,西方發達國家對玻璃幕墻的光度有明確的定義,超過定義就視為光汙染。德國、日本等七個工業國家明確了玻璃幕墻的新技術。在中國,北京拒絕了60多個玻璃幕墻設計方案;不久前,上海也出臺了取消玻璃幕墻的地方性法規。

4.太強、太雜、太亂的光線造成的光汙染及其危害。

光汙染的第二種形式是過量的光和變化過快的光,對人造成幹擾和傷害。目前很多酒店註重建築的豪華裝修,壹般采用大塊鏡面玻璃、拋光花崗巖、大理石貼面、鋼化玻璃、不銹鋼來包裝整個建築,再加上光亮的鋁合金板材、高級塗料等。,陽光照射後特別反光。還有壹些車,也裝了類似鏡面的玻璃或者藍色鋼化玻璃。面向太陽,行人會被強光照瞎。據測量,這些裝飾性建築的反射系數在65%以上,有的甚至可以達到90%,比毛石砌築等外部裝飾性建築高出約10倍,遠遠超過人體所能承受的極限。

眩光可以來自很多方面,如玻璃或鏡子對太陽光的反射,照相機的聚光燈或手電筒,夜間行駛的汽車照明,大型建築的輪廓燈,火車站和機場的照明等。,都屬於眩光汙染,會對人體造成傷害。

有些燈,比如車燈、機場燈、閃電等。,在白天不會顯得很亮,也不會讓人感到不舒服。但如果它們出現在夜晚,在黑色背景的映襯下顯得特別明亮,容易對人眼造成傷害。因為人眼有兩種感光細胞——視錐細胞和視桿細胞,它們適應不同的明暗環境,交替工作。當妳在晚上從外面進入壹個燈火通明的房間,或者從壹個明亮的房間走到外面,妳的眼睛經常會有幾秒鐘看不到東西,只是因為兩種視覺細胞在改變它們的職責。有時候,明暗突然交替,自己來不及適應,人就會感覺不舒服,神經調節系統就會出現某種紊亂。尤其是在黑暗的環境中,人的瞳孔是睜大的,遇到強光就閉不上。大量強光進入眼睛,會使視網膜神經很快感到疲勞,容易導致視力下降。

太強的光也是壹種汙染,太雜太亂的光也是壹種汙染,比如酒店舞廳和舞臺上旋轉的各種彩燈。雖然它們的光線不強,但容易引起視覺疲勞,進而導致大腦疲勞,因燈光閃爍而頭暈頭痛。人們常說的在這種情況下感到“眼花繚亂”、“頭暈目眩”,指的就是這種效果。長期在燈光閃爍的環境下工作或經常出入歌舞廳,都會影響人的視力,甚至會導致壹定程度的視力下降。

5.激光引起的光汙染及其危害

還有壹種特殊的光汙染是近幾年才出現的,那就是激光汙染,它會直接對眼底造成傷害。近年來,激光被廣泛應用,連節日裝飾和舞臺、舞廳布置都采用了激光裝置,激光隨處可見,大有泛濫之勢。

激光是壹種高能輻射,方向性好,顏色純正,能量大,密度高。它的密度通常比太陽光線高幾百倍甚至幾億倍。它可以在金屬上鉆孔,在鉆石上鉆孔,並直接將最困難的金屬焊接在壹起。即使是最弱的激光束產生的熱量也是太陽強光的幾百倍。激光束壹旦進入人眼,晶狀體會會聚,但光強會增加幾百倍甚至幾萬倍,眼底細胞就會被灼傷。還有壹部分激光光譜在紫外線和紅外線的頻率範圍內,由於人眼看不到,更容易落入人眼造成傷害。高功率激光甚至可以直接進入人體,危害深層組織和神經系統。

三、關於城市“夜景觀”建設的思考與探討

五顏六色的霓虹燈造成的隱性汙染很少被察覺,但危害是存在的。有必要盡快制定景觀照明技術標準。中國越來越多的城市有豐富多彩的夜景。然而,夜景照明在美化城市的同時,也給都市人的生活帶來了壹些不利影響。城市上空沒有星星,刺目的燈光讓人緊張,人造日光讓人難以入眠。城建和環保專家提醒,城市亮起來的同時,伴隨著光汙染,“只追求亮度,越亮越好”的做法會帶來難以預料的危害。

北京大學城市規劃設計中心呂斌博士表示,近年來,中國城市的“夜景觀”建設發展非常迅速。總的來說,讓城市變得明亮美麗是值得肯定的,但從能源和環境方面來說,夜景觀建設也必須適度,否則效果會適得其反。夜景照明的主要作用是照明,其次是美化。照明有壹定的光強,太亮會幹擾車輛和行人;美化夜景需要柔和溫暖的燈光。如果太刺激,讓人感覺不舒服,就達不到美化的效果。

最近,“光明街道”的建設在壹些城市興起。無論是商業區還是生活區,到處都在建造明亮的街道,所以魯博士覺得有值得討論的地方。夜間照明要按需設計,不是讓什麽都亮,越亮越好。繁華的商業區可以適當點亮整條街,但生活區就沒必要了。只要照亮它應該在的地方。都很亮,太亮了,但是人卻失去了安靜的空間。魯博士參觀過世界著名的不夜城,如東京、巴黎、紐約等。很少看到整條街都被點亮。

照明造成的隱性汙染很少被註意到,但危害是存在的。長時間呆在色彩豐富的燈光環境中,人或多或少會感受到心理和情緒上的沖擊。當然,人壹旦感到不舒服,可以選擇離開,但如果燈光圍繞在自己的生活和居住區,就逃不掉。國外有調查表明,夜景照明影響人的正常生物節律,使人夜間難以入睡,甚至失眠。同時,照明設置不當對交通的危害更大,事故率也會相應增加。

中國建築科學研究院李菁菁教授從事室外照明研究多年,早就註意到城市夜景建設可能帶來的光汙染。他寫過《城市夜景照明帶來的問題及對策》的論文,也在多個場合提醒人們警惕夜景照明的不良影響。李教授說,夜景照明對美化城市、豐富夜生活的作用眾所周知,但隨之而來的光汙染和光幹擾卻沒有引起人們的註意。其實夜景照明本身就有優點和缺點,就像壹個硬幣的兩面。不可能完全消除弊端,但可以最小化。夜間照明有兩個負面影響:光汙染和光幹擾。主要表現是影響正常的天文觀測,幹擾人的正常工作、生活和休息,損害人對物體的觀測能力。

李教授說,發達國家在這方面已經有了經驗教訓。20世紀70年代,美國加州有人對城市夜景照明的危害進行了估算,認為城市上空的夜亮度每年增加30%,會使天文臺失去正常的觀測能力。德國曾經進行的壹項社會調查顯示,三分之二的人認為“人造日光”影響了他們的健康,84%的人報告說它幹擾了他們的睡眠。這些國家開展了大量的調查研究工作,發表了許多防止光汙染的技術文件,並采取措施減少光汙染的公害。

我國很少有人意識到光汙染的危害,所以這方面沒有統壹的標準。李教授認為,在我國城市夜景觀建設快速發展的情況下,有必要盡快制定景觀照明技術標準。我們不要走別人已經走過的彎路。此外,他認為加強夜景觀設計和建設的規範化管理也很重要。目前國內從事燈光設計和施工的專業技術人員很少,很多產生光汙染和光幹擾的夜景觀都是由於設計和施工不科學造成的。據了解,天津市去年頒布了《城市夜景照明技術規範》,這是我國首部夜景照明技術規範。北京的夜景建設曾經有壹個《城市夜景照明工程評價標準》,但是只采用簡單的項目來衡量光汙染。專家呼籲,城市夜景建設缺乏科學性和規範性,亟待改變。

新華網洛杉磯8月7日電援引美國“城市汙染與治理基金會”的調查報告,公布了壹個讓世界瞠目結舌的數據:夜晚彩燈造成的光汙染,已經讓全球五分之壹的人對銀河系視而不見!研究人員之壹埃爾維吉說:“許多人失去了夜空,是我們的燈光讓夜晚變得蒼白。在遠離城市的夜空,可以看到2000多顆星星,而在大城市只能看到幾十顆。”他認為,現在世界上大約有三分之壹的人生活在光汙染中。家住竹子林的深圳人羅青峰回憶說,“20年前,當我站在城市的地面上時,我可以清楚地看到頭頂的銀河和閃爍的星星,但現在它們都在我眼前消失了。我盡力去看,但只看到幾顆可憐的星星在微弱地閃爍。”世界上有十分之壹的人口受到光汙染的影響,眼睛的夜視能力大大降低。

據我們學校天文隊的學生觀察,在深圳關隘用肉眼只能觀測到幾顆或十幾顆星星,在建築稀少的二線地區可以有200-300顆星星。在河源等地,要用肉眼毫不費力地看到3000顆星星。

戰前,國民黨政府文化部和衛生部的壹項研究也表明,光汙染對人眼睛的角膜和虹膜造成汙染,引起視疲勞,視力下降。目前,我國高中生近視率超過60%。專家認為,造成近視的主要原因是視覺環境,而不是用眼習慣。

深圳市照明電器協會理事尹告訴本報記者:中國照明比發達國家落後近50年,其他國家早就淘汰的光源今天還在使用。由於缺乏專業的設計師,國內大部分夜景照明不僅不節能,而且非常刺眼,容易讓人疲勞,與國際標準有壹定差距。

其實光汙染來源的範圍遠比我們長久以來所想的要廣。除了近年來人們所熟悉的玻璃幕墻,娛樂場所的霓虹燈、廣告燈、彩色光源,甚至家用燈具、電視、電腦、傳統書籍,以及建築物上的琉璃瓦、拋光大理石等裝飾材料,都會對人體和周圍環境產生不良影響。更何況,即使生活中相同的光源沒有過剩,當它們的光頻不協調時,也可能造成光汙染。

同時,反射系數強的單壹視覺環境也會構成光汙染。在這種環境下,很難減輕人眼所受到的視覺刺激,視覺功能會受到很大的抑制。專家認為,由於光汙染的潛在危害和缺乏界定標準,尚未引起社會的充分重視。同時,光汙染也很難像其他環境汙染壹樣,通過分解、轉化、稀釋來消除或減輕。因此,預防為主。

照明系統不僅可以為人們提供照明和美化環境,還可以成為生物的明亮和“溫柔”的殺手。今年夏天莫斯科市中心的蒼蠅會更少。俄羅斯和其他國家的大城市的主要街道上的蒼蠅也會減少。生態學家對此感到不安。他們知道,如果城市環境對昆蟲有害,它也會對鳥類和其他動物有害——尤其是對人。調查結果令人吃驚:殺死蒼蠅的並不是噪音或廢氣,而是因為街道照明過度或不科學,照明燈具質量差。總之,是因為對環境的“光汙染”。

在某些情況下,現代照明與有毒氣體和噪音壹樣有害。受光傷害最嚴重的是剛出子宮的新生兒。這些胎兒壹旦出生,受到強光刺激,其稚嫩的眼睛就會受到嚴重傷害。美國對230名新生兒進行了調查,結果顯示出生後眼睛暴露在強光下的損傷率為3.6%。如果是早產兒,大部分會出現視網膜病變,嚴重時會導致失明。現代生活離不開現代照明,但人們可以采取各種措施來防止或減少光汙染。如果燈光調節得當,應盡量利用自然光,並經常打開陽光充足的房間,尤其是嬰幼兒不宜接觸強光或大功率熒光燈。還有,娛樂時不要長時間沈浸在歌舞廳、酒吧等光汙染嚴重的場所。

“越亮越好”是我們國家最大的誤區!中國建築科學研究院著名照明專家肖告訴記者。中國的城市夜景照明工程近年來發展迅速,“讓城市亮起來”已經成為壹個非常響亮的口號。的確,城市的夜晚比過去美麗多了,甚至燈光工程也能減少犯罪率和交通事故。然而光汙染卻在這些“光環”的掩蓋下被人們所忽視。在發展中的城市,建設過程中普遍存在“越來越亮”“妳比我亮,我比妳亮”等誤區。

這種日益嚴重的光汙染給天文學家的觀測工作設置了很大的障礙。加利福尼亞的威爾遜山山頂曾經是觀察者的天堂。曾經改變人類天文觀測歷史的哈勃在這裏開始了他的偉大觀測,愛因斯坦也曾在這裏的天文臺思考他偉大的相對論。威爾遜天文臺矗立在威爾遜山頂松樹的樹蔭下。在這裏天文學家利用哈勃望遠鏡發現,地球所在的銀河系並不是天空中唯壹的壹個。他們發現空間是無限膨脹的,像銀河系這樣的天體結構數不勝數。這壹發現為後來的大爆炸理論奠定了基礎。這裏的自然地理條件是它在世界天文史上占據重要地位的主要原因——它在壹片平原中從地面升起,來自海洋的氣流平穩地撞擊,使大氣對恒星造成的閃耀程度降到最低,閃耀越小,觀測結果越好。

時至今日,威爾遜山頂仍然是人類地理上觀測天象的好地方,但科學家們遇到了新的麻煩。雖然峰值已經超過了洛杉磯的重度霧霾,但是城市裏密集的燈光極大的影響了觀測效果。喧鬧而明亮的洛杉磯讓他們無法擁有寧靜的黑色夜空和寧靜閃爍的繁星。

在南加州,天文學家說,由於光汙染,他們正在失去可觀察到的星星的夜空。早在1934年,黑暗晴朗的天空下的帕拉馬山曾是占地5600英尺的天文臺和直徑200英寸的望遠鏡的所在地。如今,持續的城市化進程讓南加州和聖地亞哥的天空變成了“壹片燈光的海洋”。天文學家布魯卡·圖(Brouca Tu)說,“現在天空的亮度是它應有亮度的兩倍。如果光汙染增加三倍,我們要花兩倍的時間才能達到同樣的觀測效果。”