近年来,随着照明技术迅猛发展,LED技术日渐成熟。LED产品由于具备经久耐用、节能且价格低等优势,已成为照明行业的绝对力量,被广泛应用于生活及工作的方方面面,与人们如影随形,密不可分。
有关LED蓝光危害的讨论由来已久,特别是随着LED照明被越来越广泛地应用,产品的光生物安全性问题也越来越为人们所关注,“LED灯会对眼睛造成不可逆伤害,严重或导致失明”可谓是一石激起千层浪,引起无数人关注。
那么,在照明行业中拥有绝对力量的LED灯,真的会随时危及我们的安全吗?
为此,我们咨询了复旦大学电光源研究所副所长张善端教授。
他表示,研究表明,只有非常强烈的LED灯光,即蓝光加权辐亮度要非常高才会导致蓝光危害。“我们2013年就给出过明确结论:只要光源和灯具的表面亮度<100kcd m–2,就是绝对‘蓝光安全’。”
一、“蓝光危害”取决于亮度
在日常生活中人们接触最多、用量最大的是白光 LED。而白光 LED是基于蓝光 LED 芯片激发黄色荧光粉转化后形成白光,这其中的蓝光就是大众所以为的“蓝光危害”。事实上,并不是有蓝光的存在,就有蓝光危害。
蓝光危害是指:光源的400–500nm蓝光波段如果亮度过高,眼睛长时间直视光源后可能引起视网膜的光化学损伤。蓝光问题实质是辐亮度、蓝光加权函数和时间的共同作用,只有光源的辐亮度高、蓝光成分丰富、作用时间长才会引起。
可见光的颜色和波长
据2013年发表的《普通照明 LED 与蓝光》白皮书表明,LED蓝光还与相对色温有密切关系。日常生活使用的相对色温不大于4000K的LED灯是相对安全的,其蓝光含量更与传统光源相差无几。只要使用符合安全指标要求、合理设计的普通照明白光 LED 产品,对人眼是安全的。
图中表明,色温相同时,LED 的蓝光安全亮度上限跟荧光灯差不多。
此外,蓝光危害与光源无关。即使是太阳光里的蓝光和紫外线,如果长期高强度地照射,对人的皮肤和视网膜都是有害的。任何光源的辐亮度高达2×107 W m–2 Sr–1 (亮度为1.6 Gcd m–2),蓝光加权辐亮度为2.1×106 W m–2 Sr–1,只要注视时间超过0.5s也可能引起蓝光危害。
从光生物安全的角度来衡量,LED 与白炽灯和荧光灯等传统照明光源并没有本质上的差别。在同样的色温下,由典型 LED 所产生的蓝光成分并不比其他技术下的光源所产生的蓝光成分高,并且远远低于日光中的蓝光辐射剂量。
因此可见,一般常用于普通照明的 LED 光源是无危害的。
二、蓝光不可或缺
虽然人们对 LED 光谱中的蓝光的负面作用有特别的顾虑,尤其是蓝光危害,但我们也不能忽视蓝光在调整人体生理节律、警觉度和代谢过程中的重要作用。
在普通照明应用的光谱范围内,高色温或冷白的 LED 光源可用于营造与自然的昼夜节律相协调的光环境,保持人们生理状态的健康。
据2013年发表的《普通照明 LED 与蓝光》白皮书指出,可见光除了刺激视觉形成外,还能调节人体的生理节律、警觉度和代谢过程,保持人体健康。
其中,可见光的蓝光成分在这一方面的作用尤其明显。其作用机制是通过抑制松果体分泌褪黑激素、刺激肾上腺分泌皮质激素(可的松)等,起到改变生理节律、调节人体生物钟的作用,这称为非视觉生物效应。
根据美国《科学》杂志报道,哺乳动物视网膜上除了锥状细胞和杆状细胞外,还有第三类感光细胞:视网膜特化感光神经节细胞(ipRGC)。非视觉生物效应函数 C(λ)的峰值波长为 464 nm, 位于蓝光区域。因此,为了调节人体的生理节律,蓝光是必不可少的。
现今,LED作为主流光源,已广泛应用于显示屏、室内外照明、舞台灯光等各领域。由于其不仅具备高效、节能、容易回收、无毒、使用寿命长等环保优势,还具有全数字化、易控制、可调光等智能特性,随着国家政策的出台及节能环保需求的提升,将不断替换传统照明产品,全面进驻我们的生活。
因此,为了让我们的生活更便捷愉悦,我们要正确认识LED灯,不必谈蓝光色变。