利用物理知识浅谈光污染及其防护

陆建国

说到环境污染，人们往往会想到水污染、噪音污染、大气污染……可是您知道吗，每当夜幕降临，霓虹灯璀璨夺目、景观灯流光溢彩，这些光彩明亮的美景，美化环境的同时，又刺激了市民的双眼，成为很少有人关注的光污染。

一、定义和分类

（一）光污染的定义

1.狭义光污染

狭义光污染指干扰光的影响，其定义为：“已形成的良好的照明环境，由于逸散光而产生的被损害的状况，又由于这种危害的状况而产生的有害影响”。逸散光是指从照明器具发出的，使本不应该是照射目的的物体被照射到的光。干扰光是指在逸散光中，由于光量和光方向，使人的活动、生物等受到有害影响，即产生有害影响的逸散光。

2.广义光污染

广义光污染指由人工光源导致的违背人的生理和心理需求或有损于生理与心理健康的现象。包括眩光污染、射线污染、光泛滥、视单调、视屏蔽、频闪等等。广义的光污染包括了狭义的光污染。

广义光污染与狭义光污染的主要区别在于狭义光污染的定义仅从视觉的生理反应来考虑照明的负面效应，而广义光污染则向更高和更低两个层次做了拓展。在高层次方面，包括了美学评价内容，反映了人的心理需求；在低层次方面，包括了不可见光部分（红外线、紫外线、射线等），反应了除人眼视觉之外，还有环境对照明的物理部分。

光污染属于物理性的污染， 它有两个特点：（1）光污染是局部的，会随距离的增加而迅速减弱。（2）在环境中不存在残余物，光源消失，污染即消失。

（二）光污染的分类

（1）白亮污染

白亮污染是指阳光照射强烈时，城市里建筑物的玻璃幕墙、磨光大理石、釉面砖墙和各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮、眩眼夺目。人体在光污染中首当其冲的是眼睛。瞬间的强光照射会使人们出现短暂的失明现象，长时间在白光污染环境下工作和生活的人，会使人的视网膜和虹膜受到程度不同的损害，白内障的发病率升高，视力急剧下降，还使人头昏心烦，甚至发生失眠、情绪低落、食欲下降、身体乏力等类似神经衰弱的症状。

（2）人工白昼污染

夜幕降临后，商场、酒店上的广告灯、霓虹灯闪烁夺目，令人眼花缭乱。有些强光束甚至直冲云宵，使得夜晚如同白天一样，即所谓人工白昼。在都市”不夜城”里，人们夜晚难以入睡，扰乱人体正常的生物钟，导致白天工作效率低下。

（3）彩光污染

现代的舞厅、夜总会所安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源，构成了彩光污染。长期处在彩光灯的照射下，会不同程度引起头晕、倦怠无力、神经衰弱等身心方面的疾病。

二、光污染防治措施

1.加强城市玻璃幕墙的规划控制管理

从环境、气候、功能和规划要求出发，对目标建筑物是否采用玻璃幕墙做充分认证，实施总量控制和管理。建筑物玻璃幕墙光污染影响与阳光照射时间、角度有直接关系。处于东南边的房子日照强，要减少或避免使用玻璃幕墙来装饰，而北边的房子日照较弱、时间较短，相对适合安装玻璃幕墙。

针对防止玻璃幕墙反光的问题，有专家建议：第一，要注意玻璃幕墙安装的角度，尽量不要斜面和在凹形等建筑物使用玻璃幕墙；第二，选材要不应使用全反光玻璃，而选用材质粗糙的毛玻璃等；第三，可以在玻璃幕墙内安装双层玻璃，在内侧的玻璃贴上黑色的吸光材料，这样能大量地吸收光线，避免反射光影响市民。另外加快新型玻璃材料的研究、开发和使用，优化玻璃幕墙的构造设计。其中，通过对现有玻璃幕墙的加工处理减少定向反射光，是一种较为有效简捷的解决玻璃幕墙光污染的方法。

2.加强夜景照明的生态设计，减少人工白昼污染

夜间灯光的主要功能是照明，其次是美化，对照明亮度、色彩进行限制，防止灯光过分炫眼，照明有一定的光线强度即可。需要对城市霓虹灯、景观灯、广告灯等照明进行严格的限制。美化夜景需要柔和、温馨的灯光，否则效果会适得其反，让人感觉不适。夜景照明应限制开灯时间，减少通宵达旦灯火通明，譬如规定午夜12点后一律关闭广告霓虹灯， 只开启路灯。既省电省钱，又照顾市民休息。规划首先应在综合考虑城市的功能属性、环境特征和景观资源的基础上，对城市区域进行照明区划。例如区域亮度等级划分，这有利于城市照明的亮度控制和节能。

3.改善固定光源的照射，使其准确地照射到需要的地方，减少反射

散射的街灯，这样光线便会向四周散射，结果浪费能量很多社会运动家主张

比如在道路照明中，尽量采用直接照射的街灯，这是密閉式照明系统的范例，可以确保光线照射到真正需要的地方，从而节省电能。尽量使用密闭式的固定光源，密闭式的固定光源在正确安装后，可以减少光线泄漏至发射平面以上空间的可能。而照射至下面的光线往往正是射得其所，可减少光线泄漏至发射平面以上空间的可能性。此外，改善光源的发射方法及方向使得使用低能量消耗的光源变得可能，降低漫辐射、提高效率并减少照明系统的开启。

4.通过科学合理的规划，减缓光污染

不同的受光体对光的吸收和反射能力不同，绿色植物可以将反射光转变为漫反射，从而达到防治光污染的目的。因此，加强城市绿地景观规划设计，扩大绿地面积，实施绿化工程，改平面绿化为立体绿化，可以减少城市区域光污染。另外，合理的城市色彩规划也可以起到减轻光污染的作用。例如，在装饰高楼大厦的外墙面、室内环境时，用浅蓝、米黄等颜色代替白色会给人们带来视觉上的舒适感，从而减轻光污染对人眼的伤害。

建筑物照明可灵活采用不同的方法，如内透光等，减少照明需求及相应的光污染。对于建筑物的泛光照明，尽量采用从上向下投射光的方法，从而更好地控制光线不直接进入天空；如果要采用从下向上的投光做法。应精心计算灯具的投射角度，施工时也应尽量对准目标，避免光线进入天空。在照明设计时，大功率的灯具尽量采用下照型。另外反射面的反射比也不宜过大。此外，重新评估或设计现有的照明计划，只在真正需要照明的地方设置光线照射，其他地方则尽可能去除光源，既可节能又能减少光污染。增强个人防护意识，按需及时采取个人防护措施，如戴防护眼镜和防护面罩等。