科普大赛

讨论《生活大爆炸》的科学科普元素 #生活乐趣# #生活分享# #电影剧集点评#

关注

一、引言

随着信息技术与照明技术的快速发展，人类的生活环境被各种光源所覆盖：夜间街道的路灯、清晨睁眼看到的手机屏幕、室内的灯具、工作中的电脑以及休闲娱乐使用的平板等（图1）。无论是照明还是显示，这些设备的核心均依赖于白光光源。白光的实现方式主要有两种：一是蓝光与黄色荧光的组合，二是蓝光与红、绿三基色的叠加。白光的普及极大提升了生活便利性，但同时也带来了健康隐忧。在白光中，蓝光是不可或缺的重要组成部分，通常由高效、低成本的蓝光芯片提供。蓝光属于波长400～500 nm的高能短波段，其中415～455 nm的短波蓝光因穿透力强，被认为对眼部及机体健康具有潜在风险；而455～500 nm的蓝光则有助于维持昼夜节律、促进认知及情绪稳定。自然界中，阳光是蓝光的主要来源，占比约为25%～30%；然而现代社会中，LED照明与电子显示屏的大量应用显著提高了人群的蓝光暴露水平。由于蓝光波长短、能量高，能够穿透角膜和晶状体直达视网膜，长期作用可能导致组织损伤、视功能下降甚至眼部疾病[1]。因此，系统认识蓝光可能造成的健康危害，并探讨合理的防护与应对措施，具有重要的现实意义。本文将从蓝光对健康的潜在影响及科学防护策略两个方面展开论述。

图1生活中蓝光的不同存在形式

二、蓝光对健康的潜在威胁与作用机制

1、人眼结构与蓝光作用靶点

理解蓝光对眼睛的损伤，需先明确人眼关键结构及蓝光的作用位置。人眼由角膜、晶状体、玻璃体、视网膜等组成，其中黄斑区位于视网膜中心，是负责精细视力与色觉的核心区域，对蓝光尤为敏感（图2）。蓝光可穿透角膜、晶状体（婴幼儿晶状体透光率约为成人的4倍），最终聚焦于黄斑区，成为眼部损伤的主要靶点[2]。

图2眼睛结构

1、眼睛的结构性损伤及化学机制

视觉系统是最直接暴露于蓝光之下的器官，其损伤本质与氧化应激反应密切相关。短波蓝光能够激发视网膜中的光敏分子（如视紫红质和视黄醇），产生电子转移过程，从而形成活性氧（ROS）（图3）。这些活性氧分子包括超氧阴离子（O2-）、过氧化氢（H2O2）和羟基自由基（•OH），它们可以引发一系列的氧化应激反应。具体的化学机制是：首先蓝光激发视网膜细胞内的光敏色素，生成过量的电子和空穴；然后，这些电子和空穴与水分子反应生成活性氧（ROS）；最后，活性氧分子会破坏细胞膜、氧化脂质，进而破坏细胞结构并导致细胞死亡[3-4]。长期蓝光暴露会导致黄斑区感光细胞持续凋亡，提升黄斑病变发生率，严重时可造成不可逆的中心视力下降（如视物变形、黑影遮挡）。

图3蓝光引发ROS生成机制

2、视觉疲劳与昼夜节律紊乱

视觉疲劳是蓝光暴露的常见表现。长时间注视电子屏幕时，蓝光刺激使睫状肌持续处于紧张状态，导致眼睛无法充分放松，同时加速泪液蒸发，造成泪膜不稳定，从而引发干涩、酸胀、模糊等症状。据调查，连续使用电子设备2 h以上时，眼部疲劳发生率可高达70%。此外，蓝光散射性强，迫使眼球调节肌肉长期紧张，从而加快近视发展。青少年由于眼球仍处于发育阶段，角膜和晶状体透光率较高，更易受到蓝光影响。教育部数据显示，我国小学生近视率超过50%，初中生超过70%，高中生甚至超过80%，蓝光暴露被认为是重要诱因之一。蓝光还会影响人体睡眠与生物钟。褪黑素是由松果体分泌的调节睡眠的重要激素，其分泌量在光照增强时受到抑制。研究发现，蓝光对褪黑素的抑制作用显著强于其他波段光线。由于其波长特性与视网膜感光色素——视黑素的吸收峰相匹配，夜间暴露蓝光会向大脑发出“白昼”信号，从而干扰褪黑素合成，导致入睡延迟、睡眠不足，增加失眠风险[5]。长期睡眠紊乱不仅损害认知与学习效率，还可能增加代谢紊乱及恶性疾病的风险。

3、其他健康风险

除视觉系统外，蓝光还可能对皮肤及全身健康产生影响。研究显示，蓝光能够穿透表皮，诱发自由基生成，加速胶原蛋白降解，导致皮肤干燥、松弛和早衰。相比紫外线，蓝光的穿透力虽弱，但可作用于真皮层，对深层组织造成潜在损伤，尤其对长期面对电子屏幕的人群而言更为明显。此外，昼夜节律的紊乱与心血管系统异常及心理健康问题密切相关。长期夜间蓝光暴露可导致血压升高、心率不齐，增加心血管疾病风险；同时，睡眠不足与节律紊乱也会加重焦虑、抑郁等症状。部分研究还提示，蓝光可能通过抑制免疫细胞活性，削弱机体抵抗力，使感染风险上升。

三、科学防护与习惯调整

1、硬件层面的防护

合理选择照明与显示设备是基础防护措施。居家和办公场所宜采用蓝光比例较低的照明产品，例如色温不高于4000 K的暖白光LED灯，避免冷白光直射及过亮光源。夜间卧室应保持昏暗，睡前1～2 h尽量减少电子设备使用，以利于褪黑素分泌。电子终端大多配有“夜间模式”或“护眼模式”，可降低蓝光输出；同时，调整屏幕亮度与环境光匹配，避免亮度差过大。此外，贴合防蓝光膜或佩戴防蓝光眼镜也能在一定程度上阻隔有害蓝光（阻隔率20%～30%较为适宜）。在强光或高强度使用电子设备的场景下，可选择阻隔率更高的产品[5]。防蓝光眼镜：需区分“日常防护型”与“专业防护型”——日常使用（如看电脑）可选树脂镀膜镜片（阻隔率20%～30%），而长期暴露于高强度蓝光环境（如LED生产车间）可选用特殊光学镜片（阻隔率40%～50%）。需注意：市面上宣称“100%阻隔蓝光”的产品不科学，会阻断455～500 nm的有益蓝光，反而影响昼夜节律[6]。

2、日常用眼习惯优化

控制电子产品的使用时长是关键。遵循“20-20-20原则”，即每用眼20 min，远眺20英尺（约6 m）以外物体，持续20 s以上，可有效缓解睫状肌紧张。阅读时保持50 cm以上的视距，避免长时间近距离注视。不同年龄段人群的眼部结构与蓝光暴露场景差异显著，需针对性防护：婴幼儿（0～3岁）：避免接触电子屏幕（手机、平板等），室内照明选用色温2700～3000 K的暖黄光；外出时使用防蓝光襁褓（材质需符合GB 31701-2015《婴幼儿及儿童纺织产品安全技术规范》）或婴儿车遮阳篷，减少阳光中短波蓝光的直接照射[7]。青少年（4～18 岁）：严格控制电子设备使用时长：4～6岁每日≤1 h，7～12岁每日≤1.5 h，13-18岁每日≤2 h；并定期（每半年）进行视力检查。

3、环境与生活方式调整

增加户外活动有助于缓解视觉疲劳并维持昼夜节律。适度接受自然光照射还能促进维生素D合成，对骨骼与免疫健康具有积极作用。睡前应避免使用电子设备，保持卧室光线昏暗，以保证高质量睡眠。饮食方面，多摄入含有抗氧化和猝灭ROS物质的食物，如叶黄素。由于叶黄素的分子结构中含有多个共轭双键，这些双键可以与ROS反应并抑制ROS的活性，从而防止它们进一步损伤眼部细胞。另一方面，叶黄素还可以通过增强细胞内抗氧化酶的活性，间接增强细胞的抗氧化能力，从而减轻氧化损伤饮食补充叶黄素：每日建议摄入量 10 mg[8-9]。其他如维生素A、Omega-3脂肪酸等也有类似的抗氧化作用，这些营养素广泛存在于蓝莓、胡萝卜、菠菜、坚果及深海鱼类中，保护细胞免受过量ROS的损伤。保持规律作息、合理饮食与良好生活习惯，是长期防护蓝光危害的有效途径。用眼习惯：阅读、看屏幕时保持50 cm以上视距，避免躺着或在晃动环境（如公交车）中使用电子设备；睡眠与环境调整：睡前1～2 h停用电子设备，卧室保持昏暗（可使用遮光窗帘），促进褪黑素分泌；除补充叶黄素（成人每日10～20 mg，可通过多样化食物组合获取：100 g菠菜约含10～12 mg、200 g羽衣甘蓝约含16～20 mg、300 g西兰花约含3～6 mg、2个鸡蛋黄约含0.6～1 mg）[10]、维生素 A（如50 g胡萝卜，约含800～1000 μg视黄醇当量）外，每周增加3次户外活动（每次 30 min）——自然光可调节昼夜节律，同时促进维生素D合成，间接保护眼部健康。

参考文献

[1]肖治宇,林楷荣,刘晓柯,等.蓝光光生物安全危害研究的现状分析[J]. 激光生物学报,2022, 31 (5): 385-390.

[2]中华医学会眼科学分会视光学组.中国城市人群电子设备使用与眼部疲劳现状调查[J]. 中华眼科杂志，2023, 59 (2): 101-106.

[3] Godley B F, Shamsi F A, Liang F Q, et al. Blue light induces mitochondrial DNA damage and free radical production in epithelial cells[J]. J Biol Chem, 2005, 280(22):21061-6.

[4] Abdouh M., Chen, Y, Goyeneche A, et al. Blue Light-Induced Mitochondrial Oxidative Damage Underlay Retinal Pigment Epithelial Cell Apoptosis[J]. Int J Mol Sci, 2024, 25, 12619.

[5] 王晓瑜,陈东川,朱书贤,等.防蓝光显示技术进展[J]. 液晶与显示,2020, 35 (1): 1-11.

[6] 瞿佳, 吕帆, 周佳. 防蓝光眼镜的临床应用专家共识[J]. 中华眼科杂志, 2020, 56(11): 817-820.

[7] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. GB 31701-2015 婴幼儿及儿童纺织产品安全技术规范[S]. 北京: 中国标准出版社, 2015:8-12.

[8] Sies H, Stahl W. Nutritional protection against skin damage from sunlight[J]. Annu Rev Nutr, 2004, 24:173-200.

[9] 苏娟, 杨永安,沈智蓉,等. 叶黄素的护眼机制及其在近视防治中的应用进展[J]. 妇儿健康导刊,2024,3(9):17-20.

[10] 中国疾病预防控制中心营养与健康所. 中国食物成分表标准版(第6版/第一册)[M]. 北京: 北京大学医学出版社, 2018: 124-135.

审稿人意见

审稿人1意见

1.化学机制阐述不足：提及“氧化应激”“自由基生成”等化学过程，未解释具体机制（如蓝光诱发活性氧ROS的分子路径）；叶黄素防护仅提“减轻自由基损伤”，未说明其猝灭ROS的化学原理，如叶黄素、维生素A、Omega-3脂肪酸等，这些营养素广泛存在于蓝莓、胡萝卜、菠菜、坚果及深海鱼类中，可减轻自由基对组织的损伤，需补充核心化学反应或分子作用机制，请添加机制图。

2.数据溯源不完整：“连续用电子设备2小时眼部疲劳率70%”“婴幼儿蓝光透过率为成人4倍”等关键数据未标注参考文献；教育部近视率数据虽引[2]，但[2]格式不规范（无出版社、ISBN），需补充数据来源标注并规范文献格式。

3.实用参数缺失：防蓝光膜“阻隔率20%-30%适宜”未说明检测标准（如依据GB/T38120）；叶黄素食物推荐未提摄入量（如成人每日建议10mg），读者实操无依据，需补充具体技术参数与膳食参考值。

4.人群针对性不足：防护策略未区分婴幼儿、青少年、老年人等群体差异（如婴幼儿可增“使用防蓝光襁褓”，老年人可提“定期检查黄斑区”），内容普适性强但精准度低，需补充分人群专项防护建议。

5.请把文中图进行编号，请写明图题以及来源，请按照格式添加参考文献数量。

6.文中第二、1.提到蓝光会对眼睛造成结构性损伤，是否先展示眼睛结构？

审稿人2意见

文章介绍了蓝光对人体健康的危害以及科学的应对措施，文字较为流畅，内容有一定参考价值，具体修改意见如下：

1）建议增加眼球结构示意图，特别指明黄斑区；

2）图片建议增加图题，与学术论文保持一致；

3）文中提及的数据的单位符号中文英文混用，需保持一致；

4）建议补充关于市面上宣传的“防蓝光眼镜”效力的科学分析，增加文章广度，回应公众关切；

5）参考文献2没有标注文献类型。

作者：万俣佳，王英胜，韩迪

作者单位：中国科学院长春应用化学研究所

作者邮箱：wyjj@ciac.ac.cn; yshwang@ciac.ac.cn; dhan@ciac.ac.cn

审稿人：欧阳美璇，薛斌

编辑：朱真逸

审核：佘婉宁

免责声明：本内容来自腾讯平台创作者，不代表腾讯新闻或腾讯网的观点和立场。

举报

网址：科普大赛 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/1420828

相关内容

环保创意科普大赛.docx
首届环保科普动漫创意大赛开赛
2018全国环保科普创意大赛启动
科创引领科普同行！天门市2025年科普讲解大赛火热报名中
2017全国环保科普创意大赛启动
食品安全与营养健康科普大赛.pptx
第二届山东省大学生环保科普创意大赛
第四届食品安全科普创新公益大赛
第二届“互联网+健康中国”科普大赛启动
2023年第三届大学生生活安全科普竞赛（附大赛真题题库+答案）

随便看看