隨著我國(guó)城市照明迅速發(fā)展，高強(qiáng)度氣體放電燈在城市照明中得以大量應(yīng)用，照明功率越來(lái)越大，光效越來(lái)越高，尤其是迅速發(fā)展的城市景觀照明工程建設(shè)，使夜景照明的對(duì)象范圍擴(kuò)大，照明手段、照明方法更加豐富多樣，照明時(shí)間延長(zhǎng)，使得城市照明在原來(lái)功能照明的基礎(chǔ)上又有大幅度的提高。
調(diào)研和調(diào)查測(cè)試結(jié)果表明，在功能照明和景觀照明中，近年完成的城市照明項(xiàng)目，不同程度的出現(xiàn)超標(biāo)與攀比現(xiàn)象。城市照明的迅速發(fā)展與不斷提高，在產(chǎn)生許多積極意義的同時(shí)，也給城市光環(huán)境帶來(lái)不利的影響。如眩光、光干擾、色污染、光噪聲、光逸散、天空發(fā)亮而使天文觀測(cè)能力下降等。“城市光污染”已在不同領(lǐng)域，從不同角度提出，并越來(lái)越成為城市光環(huán)境中不容乎視的一個(gè)重要問(wèn)題。
城市夜景光污染概念
光污染問(wèn)題最早于二十世紀(jì)三十年代由國(guó)際天文界提出，他們認(rèn)為光污染是城市室外照明使天空發(fā)亮造成對(duì)天文觀測(cè)的負(fù)面的影響。后來(lái)英、美等國(guó)稱之為“干擾光”，在日本則稱為“光害”。
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于光污染并沒(méi)有一個(gè)明確的定義。一般認(rèn)為，光污染泛指影響自然環(huán)境，對(duì)人類正常生活、工作、休息和娛樂(lè)帶來(lái)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(zhǎng)十納米至一毫米的光輻射，即紫外輻射，可見(jiàn)光和紅外輻射，在不同的條件下都可能成為光污染源。
廣義的光污染包括一些可能對(duì)人的視覺(jué)環(huán)境和身體健康產(chǎn)生不良影響的事物，包括生活中常見(jiàn)的書(shū)本紙張、墻面涂料的反光及路邊彩色廣告的“光芒”。在日常生活中，人們常見(jiàn)的光污染類型多為由鏡面建筑反光導(dǎo)致的行人與司機(jī)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(huán)境污染相比，人們對(duì)光污染的認(rèn)識(shí)比較晚。20世紀(jì)70年代，國(guó)際上就對(duì)光污染問(wèn)題引起了重視，開(kāi)展了學(xué)術(shù)研究，提出了一些控制指標(biāo)，如澳大利亞學(xué)者提了對(duì)控制光干擾（光污染）的光度參數(shù)最大值，包括垂直面照度（Ev）、燈具發(fā)射強(qiáng)度（I）、限增量（TI）等；又如英國(guó)在限制區(qū)域光污染中控制不同區(qū)域向天空照射光線的比值（UWLR），及進(jìn)入窗戶的照度（Ev）、燈射向無(wú)用方向的光強(qiáng)（I）、以及建筑表明亮度（L）等指標(biāo)。
我國(guó)在此方面的研究較晚并且系統(tǒng)性不夠，我們認(rèn)為，對(duì)城市夜景環(huán)境的光污染問(wèn)題應(yīng)進(jìn)行入系統(tǒng)地研究。
城市“光污染”現(xiàn)象及異因分析
在我們常規(guī)的思維當(dāng)中，每談到環(huán)境污染自然會(huì)想到水污染、大氣污染、噪聲污染、固體廢物污染這四大類污染。實(shí)際上，“光污染”的危害不可忽視。有關(guān)專家指出，這一長(zhǎng)期被人們忽視的污染源有可能成為21世紀(jì)直接影響人類身體健康的又一環(huán)境殺手。
現(xiàn)象一：天空變亮
“天空變亮”、“大地變亮”成為全球普遍性的光環(huán)境問(wèn)題。
現(xiàn)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筑表面照度：10－1～101lx，已做泛光照明的建筑表面照度：101～103lx。國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）有泛光照度標(biāo)準(zhǔn)，但超標(biāo)者甚多。“亮度攀比”至使城市垂直面照度進(jìn)一步提高。
現(xiàn)象三：光逸散
過(guò)多的室外光通照射到室內(nèi)，影響人的正常工作與休息。
現(xiàn)象四：視野中的眩光
車燈、路燈、燈箱廣告、建筑照明光源等是城市夜晚的眩光源；無(wú)路燈情況下的車燈眩光；有路燈情況下的車燈眩光；商業(yè)街中街燈太亮，并且匯聚在視覺(jué)中心，產(chǎn)生眩光；景觀燈具太亮（反差太大），角度太低產(chǎn)生的眩光。
現(xiàn)象五：色光干擾
色彩斑駁的背景下的色辨識(shí)：
在閃動(dòng)的色光背景下識(shí)別交通信號(hào)燈，造成識(shí)別困難；
在亮背景下識(shí)別交通信號(hào)燈，造成識(shí)別困難；
閃動(dòng)的黃色信號(hào)燈與路燈交混不宜分辨；路口導(dǎo)向不明顯；
色彩與變幻的光環(huán)境下，人會(huì)有視覺(jué)不舒適。
據(jù)悉，意大利和美國(guó)的科學(xué)家研究小組通過(guò)研究衛(wèi)星提供的有關(guān)全球居民區(qū)和工業(yè)區(qū)光污染降低夜空能見(jiàn)度的資料后發(fā)現(xiàn)，全球有2/3地區(qū)的居民看不到星光燦爛的夜空，尤其在西歐和美國(guó)，高達(dá)99%的居民看不到星空。“星光照亮大地”的意義已不復(fù)存在，現(xiàn)在到處是耀眼的路燈、建筑照明、燈箱廣告等造成的光污染使得人們?cè)谝雇硪央y以看到美麗的星空。
在我國(guó)，這種情況也不同程度地存在著，越來(lái)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(shí)也給都市人的生活帶來(lái)一些不利影響。在繽紛多彩的燈光環(huán)境呆的時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)，會(huì)對(duì)心理和情緒上產(chǎn)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。
人體在光污染中首當(dāng)其沖受害的則是直接接觸光源的眼睛，光污染會(huì)導(dǎo)致視疲勞和視力急劇下降。同時(shí)，不適當(dāng)?shù)臒艄庠O(shè)置對(duì)交通的危害更大，事故發(fā)生率會(huì)隨之而增加。人工白晝還會(huì)傷害鳥(niǎo)類和昆蟲(chóng)，強(qiáng)光可能破壞昆蟲(chóng)在夜間的正常繁殖過(guò)程，許多依靠昆蟲(chóng)授粉的植物也將受到不同程度的影響。
光污染的分類
依據(jù)不同的分類原則，光污染可以分為不同的類型。國(guó)際上一般將光污染分成三類，即白亮污染、人工白晝和彩光污染。
不少高檔商店和建筑物用大塊鏡面式鋁合金裝飾的外墻、玻璃幕墻等形成的光污染屬于白亮污染；大城市中設(shè)計(jì)不合理的夜景照明及夜間一些大酒店、大商場(chǎng)和娛樂(lè)場(chǎng)所的廣告牌、霓虹燈等，強(qiáng)光直刺天空，使夜間如同白日，這屬于人工白晝；舞廳、夜總會(huì)安裝的旋轉(zhuǎn)燈、黑光燈、熒光燈以及閃爍的彩色光源則構(gòu)成了彩光污染。
我國(guó)已故天津大學(xué)馬劍教授則根據(jù)光污染的發(fā)生和造成影響的時(shí)間為分類標(biāo)準(zhǔn)，將光污染分為“晝光光污染”和“夜光光污染”。白亮污染即屬于晝光光污染，人工白晝和彩光污染則屬于夜光光污染。
有些學(xué)者還根據(jù)光污染所影響的范圍的大小將光污染分為“室外視環(huán)境污染”、“室內(nèi)視環(huán)境污染”和“局部視環(huán)境污染”。其中，室外視環(huán)境污染包括建筑物外墻、室外照明等；室內(nèi)視環(huán)境污染包括室內(nèi)裝修、室內(nèi)不良的光色環(huán)境等；局部視環(huán)境污染包括書(shū)簿紙張和某些工業(yè)產(chǎn)品等。
另外，激光污染也是光污染的一種特殊形式。激光具有方向性好、能量集中、顏色純等特點(diǎn)，激光通過(guò)人眼晶狀體的聚焦作用后，到達(dá)眼底時(shí)的光強(qiáng)度可增大幾百至幾萬(wàn)倍，所以激光對(duì)人眼有較大的傷害作用。激光光譜的一部分屬于紫外和紅外范圍，會(huì)傷害眼結(jié)膜、虹膜和晶狀體。功率很大的激光能危害人體深層組織和神經(jīng)系統(tǒng)。近年來(lái)，激光在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)以及工業(yè)等多方面的應(yīng)用日益廣泛，激光污染愈來(lái)愈受到人們的重視。
紅外線近年來(lái)在軍事、人造衛(wèi)星以及工業(yè)、衛(wèi)生、科研等方面的應(yīng)用日益廣泛，因此紅外線污染問(wèn)題也隨之產(chǎn)生。紅外線是一種熱輻射，對(duì)人體可造成高溫傷害。較強(qiáng)的紅外線可造成皮膚傷害，其情況與燙傷相似，最初是灼痛，然后是造成燒傷。
紅外線對(duì)眼的傷害有幾種不同情況，波長(zhǎng)為7500～13000埃的紅外線對(duì)眼角膜的透過(guò)率較高，可造成眼底視網(wǎng)膜的傷害。尤其是11000埃附近的紅外線，可使眼的前部介質(zhì)(角膜、晶體等)不受損害而直接造成眼底視網(wǎng)膜燒傷。波長(zhǎng)19000埃以上的紅外線，幾乎全部被角膜吸收，會(huì)造成角膜燒傷（混濁、白斑）。波長(zhǎng)大于14000埃的紅外線的能量絕大部分被角膜和眼內(nèi)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(zhǎng)期暴露于紅外線可能引起白內(nèi)障。
紫外線最早是應(yīng)用于消毒以及某些工藝流程。近年來(lái)它的使用范圍不斷擴(kuò)大，如用于人造衛(wèi)星對(duì)地面的探測(cè)。紫外線對(duì)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(zhǎng)為2880埃的作用最強(qiáng)。角膜多次暴露于紫外線，并不增加對(duì)紫外線的耐受能力。紫外線對(duì)角膜的傷害作用表現(xiàn)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(dǎo)致流淚、眼瞼痙攣、眼結(jié)膜充血和睫狀肌抽搐。
紫外線對(duì)皮膚的傷害作用主要是引起紅斑和小水皰，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使表皮壞死和脫皮。人體胸、腹、背部皮膚對(duì)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(zhǎng)紫外線對(duì)皮膚的效應(yīng)是不同的，波長(zhǎng)2800～3200埃和2500～2600埃的紫外線對(duì)皮膚的效應(yīng)最強(qiáng)。
眩光污染也是一個(gè)不可忽視的類型。汽車夜間行駛時(shí)照明用的頭燈，廠房中不合理的照明布置等都會(huì)造成眩光。某些工作場(chǎng)所，例如火車站和機(jī)場(chǎng)以及自動(dòng)化企業(yè)的中央控制室，過(guò)多和過(guò)分復(fù)雜的信號(hào)燈系統(tǒng)也會(huì)造成工作人員視覺(jué)銳度的下降，從而影響工作效率。焊槍所產(chǎn)生的強(qiáng)光，若無(wú)適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，也會(huì)傷害人的眼睛。長(zhǎng)期在強(qiáng)光條件下工作的工人（如冶煉工、熔燒工、吹玻璃工等）也會(huì)由于強(qiáng)光而使眼睛受害。
光污染的危害
據(jù)美國(guó)一份最新的調(diào)查研究顯示，夜晚的華燈造成的光污染已使世界上五分之一的人對(duì)銀河系視而不見(jiàn)。這份調(diào)查報(bào)告的作者之一埃爾維奇說(shuō)，“許多人已經(jīng)失去了夜空，而正是我們的燈火使夜空失色”。他認(rèn)為，現(xiàn)在世界上約有三分之二的人生活在光污染里。
在遠(yuǎn)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。光污染的問(wèn)題早已引起人們的關(guān)注。美國(guó)還成立了國(guó)際黑暗夜空協(xié)會(huì)，專門與光污染作斗爭(zhēng)。
當(dāng)太陽(yáng)光照射強(qiáng)烈時(shí)，城市里建筑物的玻璃幕墻、釉面磚墻、磨光大理石和各種涂料等裝飾反射光線，明晃白亮、眩眼奪目。專家研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)時(shí)間在白色光亮污染環(huán)境下工作和生活的人，視網(wǎng)膜和虹膜都會(huì)受到程度不同的損害，視力急劇下降，白內(nèi)障的發(fā)病率高達(dá)45％。還使人頭昏心煩，甚至發(fā)生失眠、食欲下降、情緒低落、身體乏力等類似神經(jīng)衰弱的癥狀。
夜幕降臨后，商場(chǎng)、酒店上的廣告燈、霓虹燈閃爍奪目，令人眼花繚亂。有些強(qiáng)光束甚至直沖云霄，使得夜晚如同白天一樣，即所謂人工白晝。在這樣的“不夜城”里，夜晚難以入睡，擾亂人體正常的生物鐘，導(dǎo)致白天工作效率低下。人工白晝還會(huì)傷害鳥(niǎo)類和昆蟲(chóng)，強(qiáng)光可能破壞昆蟲(chóng)在夜間的正常繁殖過(guò)程。
舞廳、夜總會(huì)安裝的黑光燈、旋轉(zhuǎn)燈、熒光燈以及閃爍的彩色光源構(gòu)成了彩光污染。據(jù)測(cè)定，黑光燈所產(chǎn)生的紫外線強(qiáng)度大大高于太陽(yáng)光中的紫外線，且對(duì)人體有害影響持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。人如果長(zhǎng)期接受這種照射，可誘發(fā)流鼻血、脫牙、白內(nèi)障，甚至導(dǎo)致白血病和其他癌變。彩色光源讓人眼花繚亂，不僅對(duì)眼睛不利，而且干擾大腦中樞神經(jīng)，使人感到頭暈?zāi)垦�，出現(xiàn)惡心嘔吐、失眠等癥狀。科學(xué)家最新研究表明，彩光污染不僅有損人的生理功能，還會(huì)影響心理健康。
噪光污染正在損害嚴(yán)重?fù)p害著人們的眼睛。各種眼疾，特別是近視比率迅速攀升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)高中生近視率達(dá)60％以上，居世界第二位。為此，我國(guó)每年都要投入大量資金和人力用于對(duì)付近視，見(jiàn)效卻不大，原因就是沒(méi)有從改善視覺(jué)環(huán)境這個(gè)根本入手。有關(guān)衛(wèi)生專家認(rèn)為，視覺(jué)環(huán)境是形成近視的主要原因。
隨著城市建設(shè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，日常生活中的建筑和室內(nèi)裝修采用鏡面、瓷磚和白粉墻日益增多，近距離讀寫(xiě)使用的書(shū)簿紙張?jiān)絹?lái)越光滑，人們幾乎把自己置身于一個(gè)“強(qiáng)光弱色”的“人造視環(huán)境”中。據(jù)科學(xué)測(cè)定：一般白粉墻的光反射系數(shù)為69－80％，鏡面玻璃的光反射系數(shù)為82－88％，特別光滑的粉墻和潔白的書(shū)簿紙張的光反射系數(shù)高達(dá)90％，比草地、森林或毛面裝飾物面高10倍左右，這個(gè)數(shù)值大大超過(guò)了人體所能承受的生理適應(yīng)范圍，構(gòu)成了現(xiàn)代新的污染源。經(jīng)研究表明，噪光污染可對(duì)人眼的角膜和虹膜造成傷害，抑制視網(wǎng)膜感光細(xì)胞功能的發(fā)揮，引起視疲勞和視力下降。
過(guò)度照明主要是對(duì)能源的無(wú)意義使用造成的浪費(fèi)。美國(guó)每天由于“過(guò)度照明”所浪費(fèi)掉的能源相當(dāng)于200萬(wàn)桶石油！過(guò)強(qiáng)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(yán)重影響被動(dòng)接受者。并且可能導(dǎo)致車禍。更可怕的是，對(duì)于夜間飛行的飛行員，需要花精力在這些各式各樣的光芒中尋找、辨認(rèn)航空信號(hào)燈。黑暗中的強(qiáng)光也會(huì)使行人或者駕駛員短暫性“視覺(jué)喪失”，從而引發(fā)交通事故。并且，在防護(hù)不當(dāng)?shù)那闆r下，這種眩光還會(huì)傷害人的視力。
人為白晝也會(huì)嚴(yán)重影響天文學(xué)家的工作，并且對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞。
總之，光污染會(huì)導(dǎo)致能源浪費(fèi)，并且對(duì)人的生理、心理健康產(chǎn)生破壞。此外，過(guò)度的光污染，會(huì)嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，且對(duì)交通安全、航空航天科學(xué)研究也會(huì)造成消極影響。
城市夜景光污染的控制
各國(guó)對(duì)于光污染關(guān)注程度不同，法律約束差別也非常大。在歐美許多國(guó)家，曾經(jīng)有過(guò)城市亮化的興盛期，亮化之后察覺(jué)到了危害，接受了深刻的教訓(xùn)。在歐美和日本，光污染的問(wèn)題早已引起人們的關(guān)注，美國(guó)還成立了國(guó)際黑暗夜空協(xié)會(huì)，專門與光污染做斗爭(zhēng)。國(guó)內(nèi)由于缺乏專業(yè)的設(shè)計(jì)人員，很多夜景照明工程不僅不節(jié)能，還十分刺眼，容易讓人疲倦，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有一定差距。
夜景照明美化城市、豐富夜生活的同時(shí)，城市管理者在城市規(guī)劃中要立足生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，對(duì)廣告牌和霓虹燈應(yīng)加以控制和科學(xué)管理，在建筑物和娛樂(lè)場(chǎng)所周圍，要多植樹(shù)、栽花、種草和增加水面，以便改善光環(huán)境，注意減少大功率強(qiáng)光源，力求使我們的城市風(fēng)貌和諧自然，讓人們能夠生活在一個(gè)寧?kù)o、舒適、安全、無(wú)污染、無(wú)公害的優(yōu)美環(huán)境中。
利用燈具抑制不舒適眩光是創(chuàng)造愜意的高品質(zhì)環(huán)境的重要舉措之一。應(yīng)選用具有防眩光功能的燈具。采用先進(jìn)的光學(xué)和照明原理優(yōu)化設(shè)計(jì)，使光線柔和，照度均勻，無(wú)重影，無(wú)刺眼，能有效地避免產(chǎn)生不適和疲勞感。
要教育人們科學(xué)地合理使用燈光，在設(shè)計(jì)方案上，應(yīng)合理選擇光源；合理的確定照度、亮度指標(biāo)。
防治光污染，是一項(xiàng)社會(huì)系統(tǒng)工程，需耍有關(guān)部門制訂必要的法律和規(guī)定，采取相應(yīng)的防護(hù)措施。政府約束行為與檢測(cè)。
