隨著我國城市照明迅速發(fā)展，高強(qiáng)度氣體放電燈在城市照明中得以大量應(yīng)用，照明功率越來越大，光效越來越高，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，使得城市照明在原來功能照明的基礎(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，并越來越成為城市光環(huán)境中不容乎視的一個(gè)重要問題。
城市夜景光污染概念
光污染問題最早于二十世紀(jì)三十年代由國際天文界提出，他們認(rèn)為光污染是城市室外照明使天空發(fā)亮造成對天文觀測的負(fù)面的影響。后來英、美等國稱之為“干擾光”，在日本則稱為“光害”。
目前，國內(nèi)外對于光污染并沒有一個(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污染源。
廣義的光污染包括一些可能對人的視覺環(huán)境和身體健康產(chǎn)生不良影響的事物，包括生活中常見的書本紙張、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，人們對光污染的認(rèn)識比較晚。20世紀(jì)70年代，國際上就對光污染問題引起了重視，開展了學(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）、燈射向無用方向的光強(qiáng)（I）、以及建筑表明亮度（L）等指標(biāo)。
我國在此方面的研究較晚并且系統(tǒng)性不夠，我們認(rèn)為，對城市夜景環(huán)境的光污染問題應(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。國際照明委員會（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：
在閃動(dòng)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(dòng)的黃色信號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，人會有視覺不舒適。
據(jù)悉，意大利和美國的科學(xué)家研究小組通過研究衛(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，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(shí)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(huán)境呆的時(shí)間長一點(diǎn)，會對心理和情緒上產(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)置對交通的危害更大，事故發(fā)生率會隨之而增加。人工白晝還會傷害鳥類和昆蟲，強(qiáng)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、大商場和娛樂場所的廣告牌、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倍，所以激光對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，激光在環(huán)境監(jiān)測、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，激光污染愈來愈受到人們的重視。
紅外線近年來在軍事、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，因此紅外線污染問題也隨之產(chǎn)生。紅外線是一種熱輻射，對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(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。近年來它的使用范圍不斷擴(kuò)大，如用于人造衛(wèi)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(qiáng)。角膜多次暴露于紫外線，并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(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。
紫外線對皮膚的傷害作用主要是引起紅斑和小水皰，嚴(yán)重時(shí)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(yīng)是不同的，波長2800～3200埃和2500～2600埃的紫外線對皮膚的效應(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造成眩光。某些工作場所，例如火車站和機(jī)場以及自動(dòng)化企業(yè)的中央控制室，過多和過分復(fù)雜的信號燈系統(tǒng)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(chǎn)生的強(qiáng)光，若無適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，也會傷害人的眼睛。長期在強(qiáng)光條件下工作的工人（如冶煉工、熔燒工、吹玻璃工等）也會由于強(qiáng)光而使眼睛受害。
光污染的危害
據(jù)美國一份最新的調(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銀河系視而不見。這份調(diào)查報(bào)告的作者之一埃爾維奇說，“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。光污染的問題早已引起人們的關(guān)注。美國還成立了國際黑暗夜空協(xié)會，專門與光污染作斗爭。
當(dāng)太陽光照射強(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、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。人工白晝還會傷害鳥類和昆蟲，強(qiáng)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(zhuǎn)燈、熒光燈以及閃爍的彩色光源構(gòu)成了彩光污染。據(jù)測定，黑光燈所產(chǎn)生的紫外線強(qiáng)度大大高于太陽光中的紫外線，且對人體有害影響持續(xù)時(shí)間長。人如果長期接受這種照射，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�？茖W(xué)家最新研究表明，彩光污染不僅有損人的生理功能，還會影響心理健康。
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)，我國高中生近視率達(dá)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于對付近視，見效卻不大，原因就是沒有從改善視覺環(huán)境這個(gè)根本入手。有關(guān)衛(wèi)生專家認(rèn)為，視覺環(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，近距離讀寫使用的書簿紙張?jiān)絹碓焦饣藗儙缀醢炎约褐蒙碛谝粋�(gè)“強(qiáng)光弱色”的“人造視環(huán)境”中。據(jù)科學(xué)測定：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。
過度照明主要是對能源的無意義使用造成的浪費(fèi)。美國每天由于“過度照明”所浪費(fèi)掉的能源相當(dāng)于200萬桶石油！過強(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)航空信號燈。黑暗中的強(qiáng)光也會使行人或者駕駛員短暫性“視覺喪失”，從而引發(fā)交通事故。并且，在防護(hù)不當(dāng)?shù)那闆r下，這種眩光還會傷害人的視力。
人為白晝也會嚴(yán)重影響天文學(xué)家的工作，并且對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞。
總之，光污染會導(dǎo)致能源浪費(fèi)，并且對人的生理、心理健康產(chǎn)生破壞。此外，過度的光污染，會嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，且對交通安全、航空航天科學(xué)研究也會造成消極影響。
城市夜景光污染的控制
各國對于光污染關(guān)注程度不同，法律約束差別也非常大。在歐美許多國家，曾經(jīng)有過城市亮化的興盛期，亮化之后察覺到了危害，接受了深刻的教訓(xùn)。在歐美和日本，光污染的問題早已引起人們的關(guān)注，美國還成立了國際黑暗夜空協(xié)會，專門與光污染做斗爭。國內(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，在建筑物和娛樂場所周圍，要多植樹、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)寧靜、舒適、安全、無污染、無公害的優(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，無重影，無刺眼，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。
