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辐射与人眼健康

一、 概述

人类的学习、生活、工作都处于各种光环境中，各种光辐射随处可见。人们需要光，依赖光辐射产生视觉，同时光辐射也会给人眼带来伤害。

光环境分为自然光环境和人工光环境。

自然光环境主要是日光，人类的生存依赖日光，但是随着地球臭氧层的破坏，日光中更大量的紫外线辐射到达地球，威胁着人类的健康，人们开始意识到赖以生存的日光也会带来危害。

人工光环境主要是各种人造光源，包括白炽灯、卤钨灯、荧光灯、低压钠灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯、氙灯、霓虹灯等等。人造光源的发展给人们的工作、生活带来很大的方便，但是，伴随而来的是人类将面临更大的潜在危险，尽快地使人们认识到这一危险性已经刻不容缓。

二、 辐射伤害机理

辐射是指由一点沿直线向四周按直线延伸。该词在日常应用中通常指能量辐射，能量辐射有电子流、质子流、光子流。电子流、质子流在日常环境中几乎没有，我们日常环境中辐射的主体为光子流，光子流亦称电磁波。T射线、X射线、紫外线、可见光、红外线，微波和无线电波都属于电磁波。

光就是电磁波，是电磁波辐射的另一名称。人眼只对其中波长从400nm?780nm的范围的电磁波辐射产生视觉，因此，将该范围内的电磁波称之为可见光。在我们日常环境中存在着比可见光范围更广的电磁波辐射，一般从100nm?几万米之间。图一是电磁破的波谱图。

-H-\1 10 -4-i-4 -2 2 4 4

1C10 10 10 10 10 10 1IDIQ10ID

400 500 600 700

波技（nm）

图一电磁辐射光谱

原子物理学、辐射学、光化学、视光学的研究成果已经表明：电磁波的波长越短、频率越高，对细胞的破坏作用就越大。下面，我们分析一下各种波段的辐射对人体的伤害机理。

1） 伽马射线（Y射线）

波长短于0.02纳米的电磁波。Y射线是因核能级间的跃迁而产生，原子核衰变和核反应均可产生Y射线。Y射线具有比X射线还要强的穿透能力。当Y射线通过物质并与原子相互作用时会产生光电效应、康普顿效应和正负电子对三种效应。Y射线破坏的是原子核，造成原子核的改变，因此，对细胞具有很强的杀伤力。高剂量的Y射线可以瞬间杀死细胞。

2） X射线

波长介于紫外线和Y射线之间的短波电磁辐射。在X射线照射下，人体组织中一些分子或原子会电离，导致一些成分（如蛋白质、酶等）产生一系列变化，也可导致细胞水平的损伤和组织病变。当X射线通过原子间时，会使原子核外层的电子能级增加，直至发生电子跃迁，原子以带电的状态（离子状态）呈现，继而原子之间的连结就会断裂。

从分子生物学的角度看，X射线射入人体后，会打碎DNA之间的连接，而DNA是构造和生命的蓝图，一般情况下，细胞会自动修复损伤，但如果受伤过重，无法修复，生物体细胞就会启动自灭程序，称细胞程序性死亡，如果受伤太重。甚至无法自灭，生物体其他细胞会帮助灭之，不成功的话，基本上很可能就癌变了，也即变异。

紫外线

紫外线是电磁波谱中波长从100—400纳米辐射的总称。紫外线的波长愈短，对人眼的危害越大。

按波长分包括3类：UV-A波长为315nm?400nm，UV-B波长为280nm?315nm，UV-C波长200nm?280nm。到达地球表面的太阳光线(290nm—2000nm)中紫外线约占13%，其中UV-A占97%，UV-B占3%，UV-C接近于0。

过量的紫外线引起光化学反应，可使人体机能发生一系列变化，尤其是对人体的皮肤、眼睛以及免疫系统等造成危害。眼睛是对紫外线最为敏感的部位，紫外线能对晶状体造成损伤，是老年性白内障的致病因素之一。波长250-320纳米紫外线的照射，可引起角膜炎、结膜炎。刚患病时仅感到双眼有异物感和轻度不适，重的会感到烧灼、剧痛、畏光、流泪、眼睑痉挛等。如反复发病，可引起慢性睑缘炎和结膜炎。过强的紫外线还可造成眼底损伤。紫外线照射哺乳动物可引起基因突变，导致皮肤癌。波长小于320纳米的紫外线诱发皮肤癌的可能性较大。

紫外线中，当某一波长的能量与人体细胞的分子键能发生匹配时，会造成分子键断裂，也就是DNA键断裂，细胞就发生了变异。

可见光与蓝光伤害

可见光是人眼可以感知的辐射，对人眼仍然存在着伤害。可见光波段能对视网膜造成光化学危害，甚至能够引发视网膜炎。因为这是一种光化学伤害，危害效应与辐射的波长紧密相关。

波长380-450nm的短波通常称为蓝光。越来越多的证据表明，可见光，也就是我们人眼可以看到的光辐射，尤其是蓝光，同样具有伤害性。蓝光可以损伤视网膜细胞的线粒体，特别是对线粒体DNA的损伤。蓝光主要是对色素起损害作用，而这种色素仅蓄积在视网膜细胞中。蓝光的波长易与视细胞的分子键发生匹配，