照明与健康探讨

探讨美食与健康的关系 #生活乐趣# #生活分享# #美食生活分享# #美食文化探讨#

作者 / 梁人杰 南京理工大学

内容简介

一百三十年前爱迪生发明了电灯泡，人类从此进入了电气照明新纪元。可是爱迪生万万没想到，在高科技蓬勃发展的今天，照明这玩意儿越来越不能马虎侍候了，隐藏在照明的四大杀手会让少儿近视，使人白内障，甚至罹患癌症；而侍 候得好灯光会让你感到环境优美，心情欢愉，而且很少得病。有时灯光照射还可像药物一样治疗疾病，美容肌肤，此时的灯光又变得如此神奇，而且没有化学药物那种讨厌的副作用。因此，健康照明问题已经引起了大家的关心。

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不良光环境对健康的危害——问题的提出

在高新科技蓬勃发展的今天，科学家发现照明和光环境与人类健康有着密切的关系。忽视照明对健康影响，将会对您的身体带来危害。下面我们仅仅列举三组医学统计数据和科学家研究的观点：

1.1近视眼患者剧增

1)中国《国民视觉健康》调研报告数据

5岁以上人群近视比例为35.16%-39.21%，即：每3人就有1人是近视，近视总数为4.37亿-4.87亿。这是中国首份全面研究视觉健康白皮书提供的数据。

2)国家体育总局公布的第二次国民体质监测报告

学生视力不良率：小学生为31.67%，初中生为58.07%，高中生为76.02%，到了大学，每百名学生中就有83人视力不良，呈现逐“级”递增趋势。这是一组令人沮丧的数据！

照明不达标，眩光干扰，有害射线损伤，照明光源频闪，还有，用眼疲劳，视距太近都是造成近视的原因。显然，如何实现健康照明，保护儿童和青少年的眼睛健康，已经迫在眉睫丨

1.2辐射性白内障病人剧增

白内障是世界范围内致盲类疾病的头号杀手。中国残联发布的数据显示，白内障仍是我国最主要的致盲原因，每年新生白内障患者约40万人。截至2010年末，我国视力残疾人总数为1263万人。近年来，除了近视眼剧增之外，白内障等眼疾病患也在增加，并且有年轻化趋势。中国每座城市的眼科医院很多，有大医院的眼科，还有眼科专科医院，但是做白内障手术还要排队预约，可见病人之多。据中华医学会眼科学分会统计，我国60-89岁人群白内障发病率是80%，而90岁以上人群白内障发病率达到90%以上。按照此发病率估算，中国白内障患者人数可能高达1.4亿。据统计，2015年我国百万人口白内障手术率（CSR) 已超过1500，较“十一五”末期提高了56%，但仍然不能满足需求。

辐射性白内障人数剧增，皆因眼睛用光不科学或照明参数不达标，有害射线伤害，以及灯具不良造成。这些在下面内容还将涉及。

1.3乳腺癌症病患人数剧增

在全世界范围，乳腺癌是女性发病率最高的癌症，每年罹患乳腺癌的女士达167.1万人，52.2万人因乳腺癌离世。据GL0BCAN早年显示，中国乳腺癌发病率为21.6/10万，也是女性发病率最高的癌症。而且，中国的乳腺癌发病率持续走 高，90年代以来，乳腺癌发病率是全球的2倍，而且发病年龄比西方社会更年轻。2011年，城市为46.74/10万，农村为28.43/10万。城市地区乳腺癌发病率占全部癌症发病率的19%，接近1/5。

据2007年国际癌症研究所（IARC)曾指出，夜间光照会打乱人体的生理周期，抑制褪黑素分泌，从而可能会导致癌症患病率的增加。这个结论在2009年被美 国医学联盟(AMA)以及国际暗天空协会(IDA)进一步证实。

今年，哈佛大学Peter James教授等在《环境与健康》(Environmental Health Perspectives)指出，夜间光照暴露能够增加女性罹患乳腺癌的风险，呼吁社会采取措施、降低夜间光照水平、保护女性患者。

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不良照明对健康危害的机理——埋藏在照明内的四大杀手

综上所述，青少年近视眼发生率居然大于80%，白内障患者达1.4亿人，癌症病患人数急剧增加。这绝非耸人听闻！当然某一种疾病的患病原因可能是多方面的，但在高新科技发展的今天，科学家研究发现不良照明与光环境居然是上述 有关疾病的重要原因之一。我们在下面进行讨论。

2.1非视觉光生物效应的发现与不良照明致病原因之一

2002年，美国Brown大学的柏森（Berson，D.M)通过生物工程学研究，首次揭示了人类眼睛的非视觉光生物效应。研究显示，光通过人类自身的第三种光感受器所产生的非视觉光生物效应，将影响人类身体的状态与健康，有时使身体表 现为精神振作，注意力集中，工作效率提高；有时身体变得疲劳，想打瞌睡，工作效率低下。我们看图1.

特别要注意的是，研究还表明人类眼睛的非视觉光生物效应，敏感的光谱波长位于约500nm以下的蓝光谱范围（图2)。这将为光学医疗提供条件。

为了验证非视觉光生物效应的存在，科学家摘除白鼠眼睛中的柱状细胞和锥状细胞，在调节灯光照射时发现白鼠眼睛的瞳孔仍然发生变化，说明哺乳动物的眼睛内确实存在一种不同于眼球内柱状细胞和锥状细胞的第三种光感受器。

科学家对大白鼠通过各种光谱照射研究证明，白天用含有465 nm波长的蓝光照射时，大白鼠脑部褪黑素分泌量最高，此时，非视觉生物效应的作用使得野外老鼠大多数是在白天睡觉，昼伏夜出。

研究表明，人类是在黑暗环境下褪黑素分泌最强，有利深度睡眠。对人类而言，则是昼出夜伏为主。而白天在450 nm至495 nm的蓝色可见光谱下，人类的非视觉光生物效应表现为活力增强，精力集中，此时的褪黑素分泌最弱。

重要的是，第三种光感受器这种光敏蛋白质并非发挥视觉功能，而是接受外部环境的光信息发挥控制与协调人类的活动规律及其强度，主导着生物钟的管理功能，管理着人体主要参数，诸如：人体活力，体温，荷尔蒙，褪黑素分泌， 以及生物节奏系统。研究得到的科学规律是这样的，如图3，图4，图5所示。

世界卫生组织专家认为，因为灯光会抑制褪黑激素分泌，癌病与人体褪黑激素分泌有关，值夜班女性患癌几率更高。夜班打乱人体正常的生物钟，本来应该睡觉的时候却在工作，而人体内可以抑制肿瘤的褪黑激素一般会在夜间分泌。褪黑激素在预防癌症方面似乎扮有重要作用，已有研究使科学家相信，褪黑激素 水平过低会增加癌症发病风险。今年，哈佛大学Peter James教授等在《环境与健康》（Environmental Health Perspectives)指出，夜间光照暴露能够增加女性罹患乳腺癌的风险，呼吁社会采取措施、降低夜间光照水平、保护女性患者。

在高新科技发展的今天科学家揭开了这个残忍的秘密。因为深夜灯光破坏人体褪黑素形成，除了对乳腺癌，还成为前列腺癌和白血病的诱因。以前谁也不会知道，现在终于明白褪黑素是双刃剑，有些时段的光照造成腿黑素的衰减，竟然 是乳腺癌和前列腺癌的帮凶！而在有的时候腿黑素的分泌却又是强抗氧化剂。乳腺癌和前列腺癌似乎都和“性”相关。但很不幸，这却都还与不良照明环境有关。

自有了人工照明后，人类开始滥用照明，通宵达旦，灯火辉煌。但是亿万年以来，人类实际上已经进化形成了一种24小时生物钟，昼夜各12小时；其中，白昼需要光照暴露，夜晚则需身处黑暗。新发现的非视觉光生物效应告诉我们， 如果您的生活规律符合“天人合一”的古训和哲理，那么您将能确保身体健康。

2.2照明光源有害射线对眼睛的损伤——“蓝光损伤”和“紫外线损伤”

2.2.1照明光源高能短波蓝光对眼睛的伤害——“蓝光损伤”

光是一种能量，可见光谱中的高能短波蓝光是最有能量的部分，波长在400-480纳米。高能短波蓝光主要指波长为400-500纳米的高能量光。短波蓝光可以穿透眼睛的晶状体到达视网膜，对视网膜造成光化学损害。当代的荧光灯，各种显示器、薄膜显示屏、LED等均含有或泄漏高能短波蓝光。

如图6所示，高能短波蓝光最靠近紫外线，可以穿透晶状体到达视网膜，导致视网膜色素的上皮细胞衰亡。而上皮细胞的衰亡，会导致光敏感细胞缺少养分，从而引起视力损伤，使视网膜造成了不可逆的损害。各大医院的眼科经常收治不 少所谓的“眼睛疲劳”患者，可见高能短波蓝光已经成为人们的头号视力杀手。

高能短波蓝光对于人眼造成的光生物辐射损害，主要是视网膜蓝光危害、眼镜近紫外危害和视网膜热危害。有的表现为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，甚至皮肤癌等。 如果不合格照明光源的400—500纳米蓝光波段亮度过高，眼睛长时间直视光源将可能引起视网膜的光化学损伤。蓝光危害程度的大小取决于人眼在灯光下接收和累积的蓝光剂量。

2.2.2照明光源紫外线辐射对人体和眼睛的损伤——“紫外线损伤”

1)光源泄漏紫外线会损伤人体皮肤甚至致癌

紫外线按波长分为：长波紫外线（UVA，320～400nm)、中波紫外线（UVB， 280～320nm)和短波紫外线（UVC，200～280nm)。研究发现，有的光源容易泄漏紫外线，例如：通过节能灯泡内壁涂层上的毛细裂纹渗漏出来，会对皮肤细胞 造成一定程度的损伤。

纽约州立大学研究人员通过试验证明荧光节能灯泡比普通灯泡的紫外线辐射更强。受荧光节能灯辐射的皮肤细胞遭到严重的损害，甚至可能诱发癌症。研究者先选择了多个品牌荧光节能灯来检测其泄漏的紫外线，发现大部分节能灯都有UVA和UVC的辐射；然后选择了辐射最强的荧光节能灯，放到2.5厘米的距离来持续照射体外培养的成纤维细胞和角质形成细胞，并用白炽灯来照射同样的细胞作为对照。结果显示，荧光节能灯下的细胞，照射时间越长，受损越严重；而照射白炽灯的细胞则未受影响。此外，节能灯的紫外线辐射不仅在不同品牌之间，就连同一制造商生产的不同灯泡间都相差甚大。在得出“节能灯致癌”的初步研究结论后，纽约州立大学的研究人员建议，应尽量减少使用荧光节能灯的时间。

2)光源泄漏紫外线损伤眼睛易患白内障

纽约州立大学研究人员通过试验，证明节能灯泡比普通灯泡的紫外线辐射更强。试验结果显示，所测试的每一只节能灯的磷光层都被破坏，并散发出紫外线。事实上，过度接受紫外线照射是老年性白内障的病因之一。在紫外线影响下，磷 离子可能与衰老的晶状体中的钙离子结合，形成不可溶解的磷酸钙，从而导致晶体的硬化与钙化。这与生活在热带地区的居民、海边渔民以及西藏、青海等高原地带的白内障患者一样，白内障病因大多都跟紫外线有关。”

严重的是，白内障是发病率很高的眼科疾病，目前已不仅限于老年人，那些 手机癖，加班族，电脑族，电视迷以及司机等都是白内障的主要发病人群。白内障有多种，其中辐射性白内障必定是与照明或显示屏的有害辐射和不良光辐射环 境相关的。而不合格的照明灯具，特别是不良的台灯是造成辐射性白内障的罪魁祸首。眼睛受强光辐射，眩光照射，微波、紫外射线和蓝光的入侵，都会使眼睛健康受到伤害。

2.3照明光源的频闪对眼睛的伤害——“频闪损伤”

光源频闪是由于光源光辐射的强弱发生了波动，对人眼视觉产生频繁有害的闪烁干扰，并侵犯和干扰人们大脑的活动。

人眼虽然有视觉暂留现象，在物体快速运动时，当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其视觉影像0.1-0.4秒左右的图像。但是人类大脑却响应较快，因此光源闪烁对人脑仍然有干扰。照明光源“频闪损伤”极有危害。例如:

1)偏头痛：照明灯光闪烁容易引起偏头痛。对于100Hz闪烁频率被认定可致偏头痛。通常，慢速闪烁比快速闪烁危害更大。而且许多偏头痛患者恰恰对光的频闪又非常敏感。

2)厌烦焦虑：对于120Hz频率的闪烁光源可能会影响人的情绪，出现厌烦、焦虑等。

3)光敏性癫痫疾病：对光敏感的人群，对在3-70HZ范围内的可见光闪烁即使是短时间接触也会发作癫痫。大概有四千分之一的年龄在5-24岁人群，通常是在青春期左右开始发作，并且有75%的人群会终生对光敏感。

4)眼睛疲劳视力下降：照明灯光闪烁对一些人群容易引起眼睛疲劳视力降低。学生在频闪光源照明下容易瞌睡。

5)注意力分散：在人眼视场周围更容易使人对频闪更加敏感，例如司机路途中，对信号灯频闪不断或汽车尾快速闪烁，会一直被吸引，影响交通安全。运行中的机器照射频闪的光源，会产生错误判断，造成事故发生。学生在频闪光源 照明下上课注意力不集中。

6)自闭症：有自闭症的儿童尤其对环境的改变很敏感，而照明中的频闪则增加了这种行为的反复发作。

因此，现代照明要求光源的光辐射稳定，基本无闪烁。国际上和国家标准有具体要求。例如：2015年发布的IEEE文件中，将频闪风险分为几个等级，如图9所示，绿色面积覆盖的是无风险等级，而黄色区域则是低风险类，超过黄色部 分是不能被接受的。

2.4眩光对人类眼睛造成的损伤

眩光是指眼睛的视野范围内出现远大于眼睛可适应的亮度的分布状态，或在空间或时间上存在极端的反差很大的亮度对比。眩光会引起视觉不舒适并降低视觉能见度。眩光产生人眼无法适应之光亮感觉，必引起烦恼，厌恶、难受甚至短 暂失明。眩光属于光污染，也是一种环境污染。眩光是引起视觉疲劳的重要原因之一，易对眼睛造成伤害。马路上很多汽车大灯狂亮就是直接眩光最典型的例子，也是交通事故高发的原因之一。

平常也会经常会出现所谓的间接眩光，例如：在漆黑的房子里看电视，周围没有任何照明，环境光线太暗，就会出现强烈的亮度反差，产生不舒适的间接眩光，导致眼睛疲劳与视物模糊；亮度过高造成眩光污染。中华预防医学会的专家表示，在临床中发现，很多眼疾患者的疾病是由于长期观看高亮度的电视造成的，从医学上解释是由于一些电视的亮度过高而存在眩光污染引起的。平时使用计算机引发的眼睛疲劳，其实也是类似的不适型的间接眩光造成的，因此，计算 机显示屏的亮度与周围环境的光线是否协调很关键。

有时眩光还与环境亮度有关，例如：计算机显示屏放在明亮的窗前时，眼睛会感到窗户亮光投射在显示屏上，产生眩光，如果这重新调整显示屏的位置，或者安装窗帘这种眩光就可以消除。这被称为光幕眩光。

有时台灯使用不当，任凭光源照射脸部，也会造成严重的直接眩光，这将会造成眼睛疲劳，长此以往将严重损伤视力，对眼睛造不可逆转的伤害。

照明的眩光问题就是照明质量问题。在照明设计理论上是有标准与规范的。例如：国际照明学会CIE对于眩光限制有质量等级的分级。

实际上这张表也可以看作是照明质量的分级。从A向E变化，亮度限制的要求逐渐降低，眩光逐渐增加，照明的质量逐渐下降。A类照明质量非常好，C类是中等质量，E类非常的差。

3

如何实现健康照明

3.1健康照明要点

科学的照明设计首要目标是保障健康照明。评价照明的质量首先是健康照明水准。本文提到的隐藏在照明里的四大杀手，绝非耸人听闻，君不见青少年80%的近视眼，1.4亿的白内障，数百万癌症患者，不计其数的视力低下人群，均与不良照明有关。

很多怪病，莫名其妙的疾病，原因不明的毛病，都可在照明中分析探讨查找原因。保证健康照明必须研究本文有关内容对症下药。主要解决问题有：

1)了解非视觉光生物效应及其运用；

2)抑制照明光源的有害射线一“蓝光损伤”和“紫外线损伤”；

3)限制照明光源的频闪；

4)防止照明眩光的危害；

任何工程设计都有标准和规程，这些标准和规程是历史和现实正确经验的概括，是科学，严格和规范的设计样本和案例，因此，健康照明设计首先必须遵守有关标准和规程。如：建筑照明设计标准，城市夜景照明设计标准等等。

健康照明的问题虽然及其严重，但不神秘，解决大有希望，只要掌握原理，对症下药，迎刃而解。

这里以一张表，几句话，总结健康照明要点。

健康照明的几句话：

健康照明，天人合一，推广眼保健操。

照明设计，遵守标准，智能控制，优化运行，创新开发。

采购灯具，符合标准，品质第一。

家居照明，推广间接照明，推荐暖白色温，慎用彩色灯光，避免裸灯照明，正确使用台灯。（有关讨论在PPT)

3.2讨论一下上述健康照明的“几句话”

1)健康照明，天人合一，室内慎用彩色灯光，推荐暖白色温，推广眼保健操 (第一句话）。

(1)健康照明，天人合一

健康照明首先应该有正确的理念。

自有了人工电气照明之后，人类开始滥用照明，通宵达旦，灯火辉煌，电子游 戏，任务加班……付出了损害健康的代价。

但是亿万年以来，人类进化实际上已经形成了一种24小时的生物钟，昼夜各12小时，其中，白昼需要光照暴露，夜晚则需身处黑暗。

非视觉光生物效应与“天人合一”的古训和哲理承先启后，如出同源，关系到人类的工作效率和身体健康；

(2)室内照明慎用彩色灯光，推荐暖白色温

因为非视觉光生物效应的研究成果之一是：非视觉光生物效应对人类眼睛第三种光感受器敏感的光谱波长位于约500nm以下的蓝光谱范围，这影响到人体褪黑素分泌问题。

而蓝光似咖啡般令人兴奋，凡家居照明彩色灯光必须慎用。

暖白色灯光非高色温光源色温在4000K左右蓝色光谱较弱。温馨而又明亮.

2)照明设计，遵守标准，智能控制，优化运行，创新开发（第二句话）

（1）照明设计，遵守标准：

任何工程设计都有标准和规程，这些标准和规程是历史和现实正确经验的概括，是科学，严格和规范的设计样本和案例。例如：

①照明设计的利用系数法，点光源直射照明法是如何克服眩光保证照明质量的。眩光问题就是照明设计质量问题。

②照明设计是如何限定照明功率密度值的。

节能降耗问题也是照明设计的质量问题。因此，健康照明设计首先必须遵守有关标准和规程。如：建筑照明设计标准，城市夜景照明设计标准等。这是健康照明的保障。

（2）智能控制，优化运行，创新开发

智能照明，融合照明的人性化，健康化，艺术化，节能化，信息化，智慧化，优化照明运行。

因此，融合照明智能控制是现代照明设计的基础。

21世纪的照明，将进一步向人工智能方向发展。未来将真正心想事成，没有做不到的。隐藏在照明里的四大杀手，必将被人工智能终结。

未来的照明，将实现意念控制，自由照明组网，自由灯光场景，自由色温控制，自由遥远管理……

未来的照明，将实现云平台灯具，无线超视距控制，无线输电，“安装后不管”……

3)采购灯具，符合标准，品质第一（第三句话）

隐藏在照明里的杀手，有2条主要与光源产品质量相关：

①抑制照明光源有害射线“蓝光损伤”和“紫外线损伤”

②限制照明光源的“频闪损伤”；

因此，关键是“采购灯具，符合标准，品质第一”。

世界和中国所指定的照明产品标准都有严格限定“蓝光损伤”，“紫外线损 伤”和“频闪损伤”的产品要求，检测方法和质量分级。

在世界和中国，一大批顶尖的照明专家，时刻主导，面对与跟踪照明产品的发展与进步，制定先进的方法，研究新型的仪器，满足时代进步的需求。

因此，“采购灯具，符合标准，品质第一”就能抵御隐藏在照明里的“蓝光损伤”、“紫外线损伤”和“频闪损伤”。

4)室内照明，推广间接照明，避免裸灯照明，正确使用台灯（第四句话）

(1)推广间接照明，避免裸灯照明

在国力增强，生活水平日益提高的今天，室内照明完全有条件，推广间接照明，避免裸灯照明。

传统照明中，眩光主要源自裸灯光源。

老的照明设计，努力如何在裸灯照明下实现眩光的最小化。

而间接照明是抑制眩光，实现人性化健康照明的保障。

间接照明可实现0眩光的均匀照明，舒适温馨。

(2)台灯健康照明要点

台灯靠近使用者，对健康照明极为重要，台灯的有害射线，频闪，眩光对使用者危害极大，必须严加防范。台灯的功能是补充照明，使用率极高，全世界除了婴儿大多数人群都在使用台灯，因此使用方法非常重要。

①台灯光源功率应确保照度达到国家标准100-300Lx过高或太低均不合适

②台灯光源的显色性Ra必须确保达到国家标准要求的0.85-1.

③台灯应用场合应另有照明，防止光环境的强烈反差，造成眩光。

④台灯的光源应采用无有害射线光源，如：白炽灯，LED灯。

⑤台灯光源的供电应尽量采用稳定的直流电源，以抑制频闪。

⑥台灯放置位置确保消除阴影和直射眩光。通常，右手握笔的话台灯就放在左侧，灯光不要直对眼睛，要比视线低一些，照在书本上，绝对不能让台灯光源面对您的眼睛，这样既消除了光线阴影，保证照明均匀度，也提高了用眼舒适度。

结语：业内常言，照明的眩光问题就是照明质量问题。随着高新科技跨界发展的今天，我们必须说健康照明问题也是照明质量问题。不良照明正在影响人们的健康与幸福，专业人士责无旁贷。隐藏在照明中的四大杀手，说明了健康照明问题之严重，但也不神秘，只要按照文中概括的“几句话”。即：“健康照明，天人合一，推广眼保健操；照明设计，遵守标准，智能控制，优化运行，创新开发；采购灯具，符合标准，品质第一；家居照明，推广间接照明，推荐暖白色温，慎用彩色灯光，避免裸灯照明，正确使用台灯。”之理念，必将可以克服。本文对健康照明开展了积极的讨论，以供大家讨论交流。

参考文献

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[2] 章海聪《照明科学新进展—眼睛的非视觉效应》，3～8，照明工程学报2006 17（3）

[3] 梁人杰《照明与控制》，南京理工大学南京工业职业技术学院教材，2009.

[4] 梁人杰《照明智能控制》南京理工大学南京工业职业技术学院教材，2013.

[5] 梁人杰智能照明控制技术现状发展与展望，[J]，照明工程学报，2014.2

[6] Mironava T，Hadjiargyrou M，Simon M，et al. The effects of UV emission from

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in vitro. Photochem Photobiol. 2012，88(6):1497～1506.

[7]梁人杰基于非视觉光生物效应的健康照明控制策略，《电气照明》2016

[8]百度网站有关资料查询,2017

作者/梁人杰 南京理工大学，本文由作者授权转载。

网址：照明与健康探讨 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/113871

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