城市路燈是不是屬於光汙染（城市景觀照明光汙染五大現象及危害分析）

2023-06-15 16:46:01

隨著我國城市照明迅速發展，高強度氣體放電燈在城市照明中得以大量應用，照明功率越來越大，光效越來越高，尤其是迅速發展的城市景觀照明工程建設，使夜景照明的對象範圍擴大，照明手段、照明方法更加豐富多樣，照明時間延長，使得城市照明在原來功能照明的基礎上又有大幅度的提高。

調研和調查測試結果表明，在功能照明和景觀照明中，近年完成的城市照明項目，不同程度的出現超標與攀比現象。城市照明的迅速發展與不斷提高，在產生許多積極意義的同時，也給城市光環境帶來不利的影響。如眩光、光幹擾、色汙染、光噪聲、光逸散、天空發亮而使天文觀測能力下降等。「城市光汙染」已在不同領域，從不同角度提出，並越來越成為城市光環境中不容乎視的一個重要問題。

城市夜景光汙染概念

光汙染問題最早於二十世紀三十年代由國際天文界提出，他們認為光汙染是城市室外照明使天空發亮造成對天文觀測的負面的影響。後來英、美等國稱之為「幹擾光」，在日本則稱為「光害」。

目前，國內外對於光汙染並沒有一個明確的定義。一般認為，光汙染泛指影響自然環境，對人類正常生活、工作、休息和娛樂帶來不利影響，損害人們觀察物體的能力，引起人體不舒適感和損害人體健康的各種光。從波長十納米至一毫米的光輻射，即紫外輻射，可見光和紅外輻射，在不同的條件下都可能成為光汙染源。

廣義的光汙染包括一些可能對人的視覺環境和身體健康產生不良影響的事物，包括生活中常見的書本紙張、牆面塗料的反光及路邊彩色廣告的「光芒」。在日常生活中，人們常見的光汙染類型多為由鏡面建築反光導致的行人與司機的眩暈感，以及夜晚不合理燈光給人體造成的不適。

與「水、氣、聲、渣」等其它環境汙染相比，人們對光汙染的認識比較晚。20世紀70年代，國際上就對光汙染問題引起了重視，開展了學術研究，提出了一些控制指標，如澳大利亞學者提了對控制光幹擾（光汙染）的光度參數最大值，包括垂直面照度（Ev）、燈具發射強度（I）、限增量（TI）等；又如英國在限制區域光汙染中控制不同區域向天空照射光線的比值（UWLR），及進入窗戶的照度（Ev）、燈射向無用方向的光強（I）、以及建築表明亮度（L）等指標。

我國在此方面的研究較晚並且系統性不夠，我們認為，對城市夜景環境的光汙染問題應進行入系統地研究。

城市「光汙染」現象及異因分析

在我們常規的思維當中，每談到環境汙染自然會想到水汙染、大氣汙染、噪聲汙染、固體廢物汙染這四大類汙染。實際上，「光汙染」的危害不可忽視。有關專家指出，這一長期被人們忽視的汙染源有可能成為21世紀直接影響人類身體健康的又一環境殺手。

現象一：天空變亮

「天空變亮」、「大地變亮」成為全球普遍性的光環境問題。

現象二：垂直面照度（亮度）提高

夜景照明使城市垂直面亮度大幅度提高，路邊未做泛光照明的建築表面照度：10－1～101lx，已做泛光照明的建築表面照度：101～103lx。國際照明委員會（CIE）有泛光照度標準，但超標者甚多。「亮度攀比」至使城市垂直面照度進一步提高。

現象三：光逸散

過多的室外光通照射到室內，影響人的正常工作與休息。

現象四：視野中的眩光

車燈、路燈、燈箱廣告、建築照明光源等是城市夜晚的眩光源；無路燈情況下的車燈眩光；有路燈情況下的車燈眩光；商業街中街燈太亮，並且匯聚在視覺中心，產生眩光；景觀燈具太亮（反差太大），角度太低產生的眩光。

現象五：色光幹擾

色彩斑駁的背景下的色辨識：

在閃動的色光背景下識別交通信號燈，造成識別困難；

在亮背景下識別交通信號燈，造成識別困難；

閃動的黃色信號燈與路燈交混不宜分辨；路口導向不明顯；

色彩與變幻的光環境下，人會有視覺不舒適。

據悉，義大利和美國的科學家研究小組通過研究衛星提供的有關全球居民區和工業區光汙染降低夜空能見度的資料後發現，全球有2/3地區的居民看不到星光燦爛的夜空，尤其在西歐和美國，高達99%的居民看不到星空。「星光照亮大地」的意義已不復存在，現在到處是耀眼的路燈、建築照明、燈箱廣告等造成的光汙染使得人們在夜晚已難以看到美麗的星空。

在我國，這種情況也不同程度地存在著，越來越多的城市夜景絢麗多姿，然而夜景燈光在使城市變美的同時也給都市人的生活帶來一些不利影響。在繽紛多彩的燈光環境呆的時間長一點，會對心理和情緒上產生一定的影響。刺目的燈光讓人緊張，人工白晝使人難以入睡，擾亂人體正常的生物鐘。

人體在光汙染中首當其衝受害的則是直接接觸光源的眼睛，光汙染會導致視疲勞和視力急劇下降。同時，不適當的燈光設置對交通的危害更大，事故發生率會隨之而增加。人工白晝還會傷害鳥類和昆蟲，強光可能破壞昆蟲在夜間的正常繁殖過程，許多依靠昆蟲授粉的植物也將受到不同程度的影響。

光汙染的分類

依據不同的分類原則，光汙染可以分為不同的類型。國際上一般將光汙染分成三類，即白亮汙染、人工白晝和彩光汙染。

不少高檔商店和建築物用大塊鏡面式鋁合金裝飾的外牆、玻璃幕牆等形成的光汙染屬於白亮汙染；大城市中設計不合理的夜景照明及夜間一些大酒店、大商場和娛樂場所的廣告牌、霓虹燈等，強光直刺天空，使夜間如同白日，這屬於人工白晝；舞廳、夜總會安裝的旋轉燈、黑光燈、螢光燈以及閃爍的彩色光源則構成了彩光汙染。

我國已故天津大學馬劍教授則根據光汙染的發生和造成影響的時間為分類標準，將光汙染分為「晝光光汙染」和「夜光光汙染」。白亮汙染即屬於晝光光汙染，人工白晝和彩光汙染則屬於夜光光汙染。

有些學者還根據光汙染所影響的範圍的大小將光汙染分為「室外視環境汙染」、「室內視環境汙染」和「局部視環境汙染」。其中，室外視環境汙染包括建築物外牆、室外照明等；室內視環境汙染包括室內裝修、室內不良的光色環境等；局部視環境汙染包括書簿紙張和某些工業產品等。

另外，雷射汙染也是光汙染的一種特殊形式。雷射具有方向性好、能量集中、顏色純等特點，雷射通過人眼晶狀體的聚焦作用後，到達眼底時的光強度可增大幾百至幾萬倍，所以雷射對人眼有較大的傷害作用。雷射光譜的一部分屬於紫外和紅外範圍，會傷害眼結膜、虹膜和晶狀體。功率很大的雷射能危害人體深層組織和神經系統。近年來，雷射在環境監測、醫學、生物學、物理學、化學、天文學以及工業等多方面的應用日益廣泛，雷射汙染愈來愈受到人們的重視。

紅外線近年來在軍事、人造衛星以及工業、衛生、科研等方面的應用日益廣泛，因此紅外線汙染問題也隨之產生。紅外線是一種熱輻射，對人體可造成高溫傷害。較強的紅外線可造成皮膚傷害，其情況與燙傷相似，最初是灼痛，然後是造成燒傷。

紅外線對眼的傷害有幾種不同情況，波長為7500～13000埃的紅外線對眼角膜的透過率較高，可造成眼底視網膜的傷害。尤其是11000埃附近的紅外線，可使眼的前部介質(角膜、晶體等)不受損害而直接造成眼底視網膜燒傷。波長19000埃以上的紅外線，幾乎全部被角膜吸收，會造成角膜燒傷（混濁、白斑）。波長大於14000埃的紅外線的能量絕大部分被角膜和眼內液所吸收，透不到虹膜。只是13000埃以下的紅外線才能透到虹膜，造成虹膜傷害。人眼如果長期暴露於紅外線可能引起白內障。

紫外線最早是應用於消毒以及某些工藝流程。近年來它的使用範圍不斷擴大，如用於人造衛星對地面的探測。紫外線對人體主要是傷害眼角膜和皮膚。

造成角膜損傷的紫外線主要為2500～3050埃部分，而其中波長為2880埃的作用最強。角膜多次暴露於紫外線，並不增加對紫外線的耐受能力。紫外線對角膜的傷害作用表現為一種叫做畏光眼炎的極痛的角膜白斑傷害。除了劇痛外，還導致流淚、眼瞼痙攣、眼結膜充血和睫狀肌抽搐。

紫外線對皮膚的傷害作用主要是引起紅斑和小水皰，嚴重時會使表皮壞死和脫皮。人體胸、腹、背部皮膚對紫外線最敏感，其次是前額、肩和臀部，再次為腳掌和手背。不同波長紫外線對皮膚的效應是不同的，波長2800～3200埃和2500～2600埃的紫外線對皮膚的效應最強。

眩光汙染也是一個不可忽視的類型。汽車夜間行駛時照明用的頭燈，廠房中不合理的照明布置等都會造成眩光。某些工作場所，例如火車站和機場以及自動化企業的中央控制室，過多和過分複雜的信號燈系統也會造成工作人員視覺銳度的下降，從而影響工作效率。焊槍所產生的強光，若無適當的防護措施，也會傷害人的眼睛。長期在強光條件下工作的工人（如冶煉工、熔燒工、吹玻璃工等）也會由於強光而使眼睛受害。

光汙染的危害

據美國一份最新的調查研究顯示，夜晚的華燈造成的光汙染已使世界上五分之一的人對銀河系視而不見。這份調查報告的作者之一埃爾維奇說，「許多人已經失去了夜空，而正是我們的燈火使夜空失色」。他認為，現在世界上約有三分之二的人生活在光汙染裡。

在遠離城市的郊外夜空，可以看到兩千多顆星星，而在大城市卻只能看到幾十顆。光汙染的問題早已引起人們的關注。美國還成立了國際黑暗夜空協會，專門與光汙染作鬥爭。

當太陽光照射強烈時，城市裡建築物的玻璃幕牆、釉面磚牆、磨光大理石和各種塗料等裝飾反射光線，明晃白亮、眩眼奪目。專家研究發現，長時間在白色光亮汙染環境下工作和生活的人，視網膜和虹膜都會受到程度不同的損害，視力急劇下降，白內障的發病率高達45％。還使人頭昏心煩，甚至發生失眠、食慾下降、情緒低落、身體乏力等類似神經衰弱的症狀。

夜幕降臨後，商場、酒店上的廣告燈、霓虹燈閃爍奪目，令人眼花繚亂。有些強光束甚至直衝雲霄，使得夜晚如同白天一樣，即所謂人工白晝。在這樣的「不夜城」裡，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。人工白晝還會傷害鳥類和昆蟲，強光可能破壞昆蟲在夜間的正常繁殖過程。

舞廳、夜總會安裝的黑光燈、旋轉燈、螢光燈以及閃爍的彩色光源構成了彩光汙染。據測定，黑光燈所產生的紫外線強度大大高於太陽光中的紫外線，且對人體有害影響持續時間長。人如果長期接受這種照射，可誘發流鼻血、脫牙、白內障，甚至導致白血病和其他癌變。彩色光源讓人眼花繚亂，不僅對眼睛不利，而且幹擾大腦中樞神經，使人感到頭暈目眩，出現噁心嘔吐、失眠等症狀。科學家最新研究表明，彩光汙染不僅有損人的生理功能，還會影響心理健康。

噪光汙染正在損害嚴重損害著人們的眼睛。各種眼疾，特別是近視比率迅速攀升。據統計，我國高中生近視率達60％以上，居世界第二位。為此，我國每年都要投入大量資金和人力用於對付近視，見效卻不大，原因就是沒有從改善視覺環境這個根本入手。有關衛生專家認為，視覺環境是形成近視的主要原因。

隨著城市建設的發展和科學技術的進步，日常生活中的建築和室內裝修採用鏡面、瓷磚和白粉牆日益增多，近距離讀寫使用的書簿紙張越來越光滑，人們幾乎把自己置身於一個「強光弱色」的「人造視環境」中。據科學測定：一般白粉牆的光反射係數為69－80％，鏡面玻璃的光反射係數為82－88％，特別光滑的粉牆和潔白的書簿紙張的光反射係數高達90％，比草地、森林或毛面裝飾物面高10倍左右，這個數值大大超過了人體所能承受的生理適應範圍，構成了現代新的汙染源。經研究表明，噪光汙染可對人眼的角膜和虹膜造成傷害，抑制視網膜感光細胞功能的發揮，引起視疲勞和視力下降。

過度照明主要是對能源的無意義使用造成的浪費。美國每天由於「過度照明」所浪費掉的能源相當於200萬桶石油！過強的光源影響了人的日常休息，夜間的燈火讓人難以入睡。

不同種類的光源混雜在一起，嚴重影響被動接受者。並且可能導致車禍。更可怕的是，對於夜間飛行的飛行員，需要花精力在這些各式各樣的光芒中尋找、辨認航空信號燈。黑暗中的強光也會使行人或者駕駛員短暫性「視覺喪失」，從而引發交通事故。並且，在防護不當的情況下，這種眩光還會傷害人的視力。

人為白晝也會嚴重影響天文學家的工作，並且對生態環境產生破壞。

總之，光汙染會導致能源浪費，並且對人的生理、心理健康產生破壞。此外，過度的光汙染，會嚴重破壞生態環境，且對交通安全、航空航天科學研究也會造成消極影響。

城市夜景光汙染的控制

各國對於光汙染關注程度不同，法律約束差別也非常大。在歐美許多國家，曾經有過城市亮化的興盛期，亮化之後察覺到了危害，接受了深刻的教訓。在歐美和日本，光汙染的問題早已引起人們的關注，美國還成立了國際黑暗夜空協會，專門與光汙染做鬥爭。國內由於缺乏專業的設計人員，很多夜景照明工程不僅不節能，還十分刺眼，容易讓人疲倦，與國際標準有一定差距。

夜景照明美化城市、豐富夜生活的同時，城市管理者在城市規劃中要立足生態環境的協調統一，對廣告牌和霓虹燈應加以控制和科學管理，在建築物和娛樂場所周圍，要多植樹、栽花、種草和增加水面，以便改善光環境，注意減少大功率強光源，力求使我們的城市風貌和諧自然，讓人們能夠生活在一個寧靜、舒適、安全、無汙染、無公害的優美環境中。

利用燈具抑制不舒適眩光是創造愜意的高品質環境的重要舉措之一。應選用具有防眩光功能的燈具。採用先進的光學和照明原理優化設計，使光線柔和，照度均勻，無重影，無刺眼，能有效地避免產生不適和疲勞感。

要教育人們科學地合理使用燈光，在設計方案上，應合理選擇光源；合理的確定照度、亮度指標。

防治光汙染，是一項社會系統工程，需耍有關部門制訂必要的法律和規定，採取相應的防護措施。政府約束行為與檢測。

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