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生长灯对人眼有害吗?

Are Grow Lights Dangerous to the Human Eye HPS Light Comparision
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LED 灯等生长灯会对眼睛造成损伤吗?配戴生长眼镜能解决这些顾虑吗?

要点

  • 为了清晰的视力,人体需要平衡的光线来刺激眼睛棒状细胞与圆锥细胞。
  • 长时间暴露在受限光谱中会影响视力健康。
  • 专家建议使用防护眼镜,不仅减少视力疲劳,而且有助于用自然的视觉观察事物。

极端暴露在任何光线下都可能导致眼睛受损。即便自然光对视力和健康有益,我们也时常告诉孩子不要盯着太阳看。研究指出,光线强度、波长和持续时间,决定了风险级别。 

人们对光的光生物学效应(包括光辐射)以及潜在风险一直感到担忧。 这种关注对于在受控环境中工作(如生长室)的个人来说更为突出;这些生长室更为频繁地使用高强度灯光,并且通常更容易受到有限光谱的影响。 因此,专家建议在特定条件下使用防护眼镜作为防护装置。

眼睛如何对光作出反应?

人眼处理光线的方式很复杂。简单地说,光受体细胞,即棒状细胞与圆锥细胞,使我们能够清楚地看到和区分颜色、运动和形状。每种目标都受不同波长的颜色刺激,这就是为什么自然光或提供同等光谱的平衡白光(BWL)成为人类清晰观察的理想条件。

只有一小部分完整的电磁频谱对人眼可见。这种窄带存在于紫外线(UV)的较短波长和红外光的较长波长之间。随着光频率的增加和波长的减小,风险就越高。一直以来人们都很关注紫外线,近年来,蓝光也加入了被关注的行列。

Figure 1.0 Complete Electromagnetic Spectrum identifying the visible spectrum.

生长光及视线

LED 灯对眼睛的影响

LED 灯的普及程度迅速上升,尤其是在成长室。它们效率高,维护要求低,加上照明质量提高,成为增长的主要原因。然而,随着应用增加,对于 LED 灯是否带来危害的疑问也一直在增加,即使是偶尔使用,人们也对可能造成的影响产生顾虑。

现代 LED 灯在紫外线、可见光和红外光谱中发射高强度光辐射。不同波长的光有各种危险;然而,LED灯可能造成的眼部损伤的类型和程度取决于其颜色和强度。LED 生长灯具有更高的蓝色和紫外发光二极管,同样发出较冷的白光,这可能是有害的。

与其他灯具一样,LED灯必须经过安全检测。LED 生长灯采用灯和灯系统的光生物学安全性标准(IEC/EN 62471)进行评估。该标准中规定的暴露极限分类解决了在 200nm 至 3000nm 光谱范围内反复暴露的潜在风险,从而定义了不会造成不良健康影响的安全工作界限。由于人们越来越担心蓝光所带来的健康风险,该标准在2009年已经开始应用于LED灯。

HPS 灯对眼睛的影响

HPS因其功耗低、流明量大而被认为是 LED灯的经济替代产品。从 HPS 灯泡中分布的光集中于 570nm 到 620nm,发出全向黄色灯光,其中包含有限数量的蓝色和紫外线。由于波长较短,光量有限,它们被认为比其他类型的生长光对人眼更为安全。

尽管如此,HPS 灯是高强度气体放电光源,长时间暴露在此光源下可能会对人眼造成伤害。HPS 灯区充满黄色光晕,但是人眼需要宽光谱才能看得清晰。人眼内的圆锥细胞用于检测黄色和橙色光,而棒状细胞则检测蓝色光。在 HPS 光下,不平衡产生;由于黄光的强度,圆锥细胞变得疲劳,棒状细胞则利用不足,同时造成对于形状和运动的判断会不足。

一项研究重新让我们如何了解工作场所的光线条件以及棒状细胞和圆锥细胞的必要性。通过分析 HPS 光线较轻条件下的作业人员,揭示了灯泡对个人健康和注意力的不利影响。研究表明,工作场所的特子位光与光照光(S/P)的理想比率为2.0。该比例模拟自然阳光(S/P 2.5),人眼可识别自然的颜色,以及辨别形状和运动。

除了视力有限外,使用 HPS 灯的个人还可以对称为频闪效应的现象作出应对。交流电压的循环会导致灯泡稍微变暗或变亮。这种现象通常肉眼不可见,但在HPS灯下则会凸显。

成长室眼镜有什么不同?

避免眼睛长时间接触特定光谱,对健康是大有益处的。生长室眼镜可调整颜色,显示更平衡的白光,减少眼睛疲劳,改善视力。生长室眼镜通过补偿特定光谱来创造更自然的视图。然而,大多数研究室和植物生长室在使用中的频率各不相同,虽然生长室眼镜能提供全面的视线,但它不可以复制日光。

生长室眼镜还有益用于研究领域;由于颜色更均匀,可以更容易检查植物是否变色或产生其他异象。

受控环境持续使用一系列辅助灯光来帮助研究和植物生长,因为他们能够满足特定的颜色波长。提高灯具的安全标准有助于教育和预防风险。由于关乎眼睛健康,预防远远好过补救。个人在操作中的小步骤,如配戴正确的生长室眼镜等措施,即可在很大程度上消除眼睛疲劳,改善在作业环境中的视力状况。


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