利用物理知識(shí)淺談光污染及其防護(hù)

陸建國

說到環(huán)境污染，人們往往會(huì)想到水污染、噪音污染、大氣污染……可是您知道嗎，每當(dāng)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(shí)，又刺激了市民的雙眼，成為很少有人關(guān)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(chǎn)生的被損害的狀況，又由于這種危害的狀況而產(chǎn)生的有害影響”。逸散光是指從照明器具發(fā)出的，使本不應(yīng)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(dòng)、生物等受到有害影響，即產(chǎn)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(dǎo)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(xiàn)象。包括眩光污染、射線污染、光泛濫、視單調(diào)、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(yīng)來考慮照明的負(fù)面效應(yīng)，而廣義光污染則向更高和更低兩個(gè)層次做了拓展。在高層次方面，包括了美學(xué)評價(jià)內(nèi)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(yīng)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(gè)特點(diǎn)：（1）光污染是局部的，會(huì)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(qiáng)烈時(shí)，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(dāng)其沖的是眼睛。瞬間的強(qiáng)光照射會(huì)使人們出現(xiàn)短暫的失明現(xiàn)象，長時(shí)間在白光污染環(huán)境下工作和生活的人，會(huì)使人的視網(wǎng)膜和虹膜受到程度不同的損害，白內(nèi)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(jīng)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(qiáng)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(dǎo)致白天工作效率低下。

（3）彩光污染

現(xiàn)代的舞廳、夜總會(huì)所安裝的黑光燈、旋轉(zhuǎn)燈、熒光燈以及閃爍的彩色光源，構(gòu)成了彩光污染。長期處在彩光燈的照射下，會(huì)不同程度引起頭暈、倦怠無力、神經(jīng)衰弱等身心方面的疾病。

二、光污染防治措施

1.加強(qiáng)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(biāo)建筑物是否采用玻璃幕墻做充分認(rèn)證，實(shí)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(shí)間、角度有直接關(guān)系。處于東南邊的房子日照強(qiáng)，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(shí)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(yīng)使用全反光玻璃，而選用材質(zhì)粗糙的毛玻璃等；第三，可以在玻璃幕墻內(nèi)安裝雙層玻璃，在內(nèi)側(cè)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(gòu)造設(shè)計(jì)。其中，通過對現(xiàn)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(qiáng)夜景照明的生態(tài)設(shè)計(jì)，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(jìn)行限制，防止燈光過分炫眼，照明有一定的光線強(qiáng)度即可。需要對城市霓虹燈、景觀燈、廣告燈等照明進(jìn)行嚴(yán)格的限制。美化夜景需要柔和、溫馨的燈光，否則效果會(huì)適得其反，讓人感覺不適。夜景照明應(yīng)限制開燈時(shí)間，減少通宵達(dá)旦燈火通明，譬如規(guī)定午夜12點(diǎn)后一律關(guān)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(yīng)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(chǔ)上，對城市區(qū)域進(jìn)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(zhǔn)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(huì)向四周散射，結(jié)果浪費(fèi)能量很多社會(huì)運(yùn)動(dòng)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(tǒng)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(tǒng)的開啟。

4.通過科學(xué)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(zhuǎn)變?yōu)槁瓷?，從而達(dá)到防治光污染的目的。因此，加強(qiáng)城市綠地景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)，擴(kuò)大綠地面積，實(shí)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(nèi)環(huán)境時(shí)，用淺藍(lán)、米黃等顏色代替白色會(huì)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(nèi)透光等，減少照明需求及相應(yīng)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(jìn)入天空；如果要采用從下向上的投光做法。應(yīng)精心計(jì)算燈具的投射角度，施工時(shí)也應(yīng)盡量對準(zhǔn)目標(biāo)，避免光線進(jìn)入天空。在照明設(shè)計(jì)時(shí)，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(shè)計(jì)現(xiàn)有的照明計(jì)劃，只在真正需要照明的地方設(shè)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(qiáng)個(gè)人防護(hù)意識(shí)，按需及時(shí)采取個(gè)人防護(hù)措施，如戴防護(hù)眼鏡和防護(hù)面罩等。