利用物理知識淺談光污染及其防護

上海市崇明區(qū)堡鎮(zhèn)中學 陸建國

說到環(huán)境污染，人們往往會想到水污染、噪音污染、大氣污染……可是您知道嗎，每當夜幕降臨，霓虹燈璀璨奪目、景觀燈流光溢彩，這些光彩明亮的美景，美化環(huán)境的同時，又刺激了市民的雙眼，成為很少有人關注的光污染。

一、定義和分類

（一）光污染的定義

1.狹義光污染

狹義光污染指干擾光的影響，其定義為：“已形成的良好的照明環(huán)境，由于逸散光而產生的被損害的狀況，又由于這種危害的狀況而產生的有害影響”。逸散光是指從照明器具發(fā)出的，使本不應該是照射目的的物體被照射到的光。干擾光是指在逸散光中，由于光量和光方向，使人的活動、生物等受到有害影響，即產生有害影響的逸散光。

2.廣義光污染

廣義光污染指由人工光源導致的違背人的生理和心理需求或有損于生理與心理健康的現象。包括眩光污染、射線污染、光泛濫、視單調、視屏蔽、頻閃等等。廣義的光污染包括了狹義的光污染。

廣義光污染與狹義光污染的主要區(qū)別在于狹義光污染的定義僅從視覺的生理反應來考慮照明的負面效應，而廣義光污染則向更高和更低兩個層次做了拓展。在高層次方面，包括了美學評價內容，反映了人的心理需求；在低層次方面，包括了不可見光部分（紅外線、紫外線、射線等），反應了除人眼視覺之外，還有環(huán)境對照明的物理部分。

光污染屬于物理性的污染， 它有兩個特點：（1）光污染是局部的，會隨距離的增加而迅速減弱。（2）在環(huán)境中不存在殘余物，光源消失，污染即消失。

（二）光污染的分類

（1）白亮污染

白亮污染是指陽光照射強烈時，城市里建筑物的玻璃幕墻、磨光大理石、釉面磚墻和各種涂料等裝飾反射光線，明晃白亮、眩眼奪目。人體在光污染中首當其沖的是眼睛。瞬間的強光照射會使人們出現短暫的失明現象，長時間在白光污染環(huán)境下工作和生活的人，會使人的視網膜和虹膜受到程度不同的損害，白內障的發(fā)病率升高，視力急劇下降，還使人頭昏心煩，甚至發(fā)生失眠、情緒低落、食欲下降、身體乏力等類似神經衰弱的癥狀。

（2）人工白晝污染

夜幕降臨后，商場、酒店上的廣告燈、霓虹燈閃爍奪目，令人眼花繚亂。有些強光束甚至直沖云宵，使得夜晚如同白天一樣，即所謂人工白晝。在都市”不夜城”里，人們夜晚難以入睡，擾亂人體正常的生物鐘，導致白天工作效率低下。

（3）彩光污染

現代的舞廳、夜總會所安裝的黑光燈、旋轉燈、熒光燈以及閃爍的彩色光源，構成了彩光污染。長期處在彩光燈的照射下，會不同程度引起頭暈、倦怠無力、神經衰弱等身心方面的疾病。

二、光污染防治措施

1.加強城市玻璃幕墻的規(guī)劃控制管理

從環(huán)境、氣候、功能和規(guī)劃要求出發(fā)，對目標建筑物是否采用玻璃幕墻做充分認證，實施總量控制和管理。建筑物玻璃幕墻光污染影響與陽光照射時間、角度有直接關系。處于東南邊的房子日照強，要減少或避免使用玻璃幕墻來裝飾，而北邊的房子日照較弱、時間較短，相對適合安裝玻璃幕墻。

針對防止玻璃幕墻反光的問題，有專家建議：第一，要注意玻璃幕墻安裝的角度，盡量不要斜面和在凹形等建筑物使用玻璃幕墻；第二，選材要不應使用全反光玻璃，而選用材質粗糙的毛玻璃等；第三，可以在玻璃幕墻內安裝雙層玻璃，在內側的玻璃貼上黑色的吸光材料，這樣能大量地吸收光線，避免反射光影響市民。另外加快新型玻璃材料的研究、開發(fā)和使用，優(yōu)化玻璃幕墻的構造設計。其中，通過對現有玻璃幕墻的加工處理減少定向反射光，是一種較為有效簡捷的解決玻璃幕墻光污染的方法。

2.加強夜景照明的生態(tài)設計，減少人工白晝污染

夜間燈光的主要功能是照明，其次是美化，對照明亮度、色彩進行限制，防止燈光過分炫眼，照明有一定的光線強度即可。需要對城市霓虹燈、景觀燈、廣告燈等照明進行嚴格的限制。美化夜景需要柔和、溫馨的燈光，否則效果會適得其反，讓人感覺不適。夜景照明應限制開燈時間，減少通宵達旦燈火通明，譬如規(guī)定午夜12點后一律關閉廣告霓虹燈， 只開啟路燈。既省電省錢，又照顧市民休息。規(guī)劃首先應在綜合考慮城市的功能屬性、環(huán)境特征和景觀資源的基礎上，對城市區(qū)域進行照明區(qū)劃。例如區(qū)域亮度等級劃分，這有利于城市照明的亮度控制和節(jié)能。

3.改善固定光源的照射，使其準確地照射到需要的地方，減少反射

散射的街燈，這樣光線便會向四周散射，結果浪費能量很多社會運動家主張

比如在道路照明中，盡量采用直接照射的街燈，這是密閉式照明系統的范例，可以確保光線照射到真正需要的地方，從而節(jié)省電能。盡量使用密閉式的固定光源，密閉式的固定光源在正確安裝后，可以減少光線泄漏至發(fā)射平面以上空間的可能。而照射至下面的光線往往正是射得其所，可減少光線泄漏至發(fā)射平面以上空間的可能性。此外，改善光源的發(fā)射方法及方向使得使用低能量消耗的光源變得可能，降低漫輻射、提高效率并減少照明系統的開啟。

4.通過科學合理的規(guī)劃，減緩光污染

不同的受光體對光的吸收和反射能力不同，綠色植物可以將反射光轉變?yōu)槁瓷洌瑥亩_到防治光污染的目的。因此，加強城市綠地景觀規(guī)劃設計，擴大綠地面積，實施綠化工程，改平面綠化為立體綠化，可以減少城市區(qū)域光污染。另外，合理的城市色彩規(guī)劃也可以起到減輕光污染的作用。例如，在裝飾高樓大廈的外墻面、室內環(huán)境時，用淺藍、米黃等顏色代替白色會給人們帶來視覺上的舒適感，從而減輕光污染對人眼的傷害。

建筑物照明可靈活采用不同的方法，如內透光等，減少照明需求及相應的光污染。對于建筑物的泛光照明，盡量采用從上向下投射光的方法，從而更好地控制光線不直接進入天空；如果要采用從下向上的投光做法。應精心計算燈具的投射角度，施工時也應盡量對準目標，避免光線進入天空。在照明設計時，大功率的燈具盡量采用下照型。另外反射面的反射比也不宜過大。此外，重新評估或設計現有的照明計劃，只在真正需要照明的地方設置光線照射，其他地方則盡可能去除光源，既可節(jié)能又能減少光污染。增強個人防護意識，按需及時采取個人防護措施，如戴防護眼鏡和防護面罩等。