LED燈會傷害眼睛嗎

近年來，為了節(jié)約能源和減少污染，白熾燈逐漸被淘汰，代之以節(jié)能的螢光燈和發(fā)光二極管等新型光源。但是這些新型光源的普及也帶來了新的問題。和同樣功率的白熾燈相比，這些新型光源發(fā)射的光譜中，藍(lán)色光成分的比例高得多。還有，現(xiàn)在人們看電視、使用電腦和手機的時間越來越多，彩色熒光屏發(fā)射的光譜中藍(lán)色光的成分的比例也比太陽光和白熾燈高得多。很多人擔(dān)憂，這種情況對人眼是不利的。

LED燈光不“自然”

人眼是生物長期進(jìn)化過程的產(chǎn)物，它適應(yīng)地球表面的太陽光。我們都知道，太陽看上去略帶橙黃色。我們可以把太陽近似地看作溫度大約為5000多攝氏度的熾熱發(fā)光物體，它發(fā)射從紅外線到紫外線不同波長的電磁波，其中包括人眼可以看見的可見光。不同波長的可見光引起我們不同的色覺，按光的波長從長到短依次排列，我們感覺到的顏色分別是：紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。藍(lán)色和紫色是波長短的可見光。當(dāng)這些不同波長的光波同時進(jìn)入我們的眼睛時，我們感覺到的是白光。牛頓的一個著名實驗就是使一束太陽光通過三棱鏡，白光被分解為七色光譜。

太陽光譜（包括紫外線和紅外線）中各種不同波長（顏色）的光強度的比例是不同的。在地球表面附近，波長在550納米附近的黃綠色光強度最大，人眼也對這種顏色的光最敏感。在太陽光譜中，從波長為550納米的黃綠色光開始，波長向更長的紅光方向強度逐漸減弱；從550納米的黃綠色光向短波長的藍(lán)色和紫色光方向，強度也逐漸減弱。太陽光通過地球大氣時，大氣中的水蒸氣、二氧化碳、氧和高空的臭氧都會選擇性地吸收某些波長的光波。太陽光譜中還有一定量的紫外線和紅外線，但人眼對紫外線和紅外線都不敏感。紅外線照射到我們的皮膚上，會引起熱的感覺，所以也稱為熱輻射。紫外線太強或照射時間太長會灼傷皮膚，也會損傷眼睛。

白熾燈的鎢絲有電流通過時，因溫度升高而成熾熱的發(fā)光體。它的光譜分布近似于太陽光，40瓦左右的白熾燈的燈絲溫度大約為3000至4000攝氏度，發(fā)出的光也略帶橙黃色。如果通過鎢絲的電流增大，光譜的短波成分也隨之增加，發(fā)出的光變白，但藍(lán)色和紫色成分還是相對比較少的。

日光燈和發(fā)光二極管（LED）的發(fā)光原理與白熾燈完全不同，它們所發(fā)射的光譜中有較多的藍(lán)色光。特別是LED在波長450納米附近有很強的藍(lán)色光，雖然人們認(rèn)為它是較理想的節(jié)能燈。此外電視、電腦和手機的屏幕也都有較豐富的藍(lán)色光。這些光源發(fā)出的光在短波長的藍(lán)色光譜區(qū)域相對比較強，與我們習(xí)慣的太陽光譜有很大的差別，所以有人擔(dān)心這類藍(lán)色光較強的光源對人的眼睛不利。

藍(lán)色光對眼睛的危害

研究表明，藍(lán)色光能提高人在白天的注意力，改善人的心情。但是，晚上長時間曝露在藍(lán)色光中就會給大腦減少分泌褪黑素（melatonin）的信號。褪黑素是大腦中的松果體產(chǎn)生的一種生物化學(xué)物質(zhì)，這種物質(zhì)的功能是調(diào)節(jié)人的生物節(jié)律：白天活動，晚上睡覺。缺少褪黑素就要打亂人的晝夜節(jié)律，會造成失眠等癥狀。長時間曝露在藍(lán)色光成分較強的LED燈下，或長時間注視電視屏或各種熒光屏就容易造成失眠。還有人認(rèn)為，如果長時間在藍(lán)色光成分強的光照環(huán)境中，有可能會影響人的心理健康。不過這方面還沒有肯定的結(jié)論。

所謂藍(lán)色光，通常指波長為500～400納米的電磁波，這個波段的電磁波進(jìn)入人眼，就給人藍(lán)色的感覺。實際上，不同波長的藍(lán)色光，其效果也不完全相同。研究光對人眼視覺細(xì)胞的損害，不可能進(jìn)行直接的實驗測試，但是可以用動物為實驗對象。也有研究人員用體外培養(yǎng)的視細(xì)胞來做實驗。

曾有人將老鼠曝露于404納米的藍(lán)光下15分鐘，控制光的強度，以不引起熱損傷為度，以此來研究老鼠視網(wǎng)膜中視覺分子的化學(xué)變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)藍(lán)光會引起視網(wǎng)膜的長期光化學(xué)損害，抑制細(xì)胞的新陳代謝，并且阻礙身體給光感受器提供營養(yǎng)，導(dǎo)致視網(wǎng)膜惡變。另外有一組研究人員對老鼠的實驗也發(fā)現(xiàn)，403納米的藍(lán)色光會損害老鼠眼睛的感光細(xì)胞，而550納米的黃色光則不會引起損害。

有人曾將恒河猴曝露在高強度的藍(lán)光（波長441納米）下1000秒（16.7分鐘），兩天后發(fā)現(xiàn)猴子的視網(wǎng)膜受到損害。

光進(jìn)入眼睛，被視覺細(xì)胞內(nèi)的分子吸收，引起光化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生視覺。同時光也是引起視細(xì)胞損害的原因，尤其是波長短的藍(lán)色光。實驗發(fā)現(xiàn)，可見光譜中短波光的光子能量比長波光子的能量大，容易被某些生物大分子吸收。分子吸收光子后，處于能量較高的激發(fā)態(tài)；激發(fā)態(tài)的生物大分子和其他分子相互作用，會在視網(wǎng)膜中產(chǎn)生活性氧和自由基，引起視網(wǎng)膜中的光化學(xué)損傷，導(dǎo)致細(xì)胞功能退化并凋亡。這些損害大多是不可恢復(fù)的。

眼睛的角膜、晶狀體和玻璃體都會吸收一定數(shù)量的藍(lán)色光，可以保護(hù)視網(wǎng)膜少受藍(lán)光的侵害。但是，晶狀體吸收了藍(lán)光，會加速變渾濁的過程，這又會加速老年白內(nèi)障的生成。

其實，當(dāng)眼睛曝露在很強的光中，無論其波長如何，都會造成眼睛的一些部分尤其是視網(wǎng)膜的損害。短暫曝露在強光中，會造成直接的熱損傷。即使光并不很強，只要曝光的時間過長，也會在視網(wǎng)膜細(xì)胞中產(chǎn)生有害的光化學(xué)反應(yīng)，最終造成視網(wǎng)膜不可恢復(fù)的損傷。這就是視網(wǎng)膜的光化學(xué)損害。所以為了保護(hù)眼睛，我們應(yīng)當(dāng)盡量避免長時間在強光下工作，減少面對各種熒光屏的時間。適當(dāng)使用防護(hù)眼鏡也是保護(hù)眼睛的一種方法。例如在很強的太陽光下使用墨鏡，長時間觀看熒光屏?xí)r，可以戴用略帶黃色、吸收藍(lán)光較多的護(hù)目眼鏡。

藍(lán)光對人眼的損害究竟怎樣？要回答這個問題，現(xiàn)在的實驗證據(jù)還不十分充分，還有不同的見解，恐怕要有相當(dāng)長時間的臨床和理論研究才能最終解決。由于現(xiàn)在藍(lán)色成分較豐富的新型光源和熒光屏的使用越來越普遍，藍(lán)光對人眼的作用也引起人們更多的關(guān)注。

（作者單位：復(fù)旦大學(xué)）