非相干光的光辐射安全与标准化进展

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本文作者：乔波

单位名称：全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会非相干光辐射安全分技术委员会

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消费安全是关乎国计民生的重要方面，也是体现消费者价值观需求的重要途径。随着我国全面深化改革步伐的加快，关注民生、重视安全无疑是当前改革发展的热点。特别是随着公众对于光辐射、光健康认识的不断深入，光辐射安全已成为医学专家、产业界人士、广大消费者等关注的焦点。光辐射安全，既涉及现代照明光源表现出的与人体生物特征不一致、不和谐对人类健康所构成的新威胁，也包括电子显示、激光投影显示设备对人眼的蓝光危害效应以及对视觉舒适性的影响，还包括强脉冲设备、紫外线设备等对人眼和皮肤的紫外光化学和红外热损伤效应等。

由于蓝光对人体的生物学效应既包括视觉的损伤效应（如视网膜蓝光危害），也包括非视觉效应（如对内分泌和免疫功能的影响），因此，蓝光危害无疑是关注度最高、涉及面最广的一种光辐射危害。蓝光的视觉损伤是由波长介于300—700 nm（对正常成年人主要是380—500 nm）的光辐射照射人眼后，在人眼视网膜上引起的光化学作用。这是否导致实质性的视网膜损伤，则与视网膜上的光照强度和持续照射时间有关。部分针对正常成年人的相关标准已经制订，但对于婴儿、有眼疾等人群的损伤效应还有待进一步的研究；而蓝光照射对人体内分泌和免疫功能的影响，特别是夜间光照对褪黑激素分泌的抑制。目前该方面已有大量的科学研究成果，相关的国际标准（ISO标准）也已开始讨论与规划，我国正积极参与其中。

人眼通常是无意接触或接收照明产品的反射光辐射（人眼通常不会有意直视照明灯具），而对于显示设备来说，人眼的典型观察状态通常是有意注视，而且随着人类的日常生活对于电子信息产品的依赖，使得人体对于显示设备光辐射的有意接触时间非常长。特别是当高亮度的LED 显示屏、激光投影机和近眼显示设备（AR/VR设备）得到广泛应用后，人眼可能遭受的潜在光辐射损伤的途径和可能性大大增加。目前市场上出现了“低蓝光显示器”“消蓝光防护膜”“防蓝光眼镜”等产品，但是不少产品仅是为了博取消费者的注意力，并无真正的蓝光防护效果；而一些经过自愿性认证的产品，是否真正具有蓝光防护作用还有待商榷。

除了常见的照明和显示设备外，强脉冲光源设备和紫外线设备的光辐射危害也不容小觑。特别是用于理疗和美容的强脉冲光源设备。由于在产品归属性上的空缺，导致此类产品在安全使用方面出现了监管上的空白。此外，由于紫外线灯使用不当，而导致用于教室杀菌消毒和灭蝇的紫外线灯，成为了造成学生眼睛受损的一大隐患。因此，相比于处于人眼可见光范围内的蓝光危害来说，处于非可见光区域的紫外和红外辐射损伤更是“伤眼于无形”。

光辐射损伤事件的接连报道、青少年近视率的居高不下，使得消费者对光辐射的安全性产生了一定的恐慌。面对市场上大肆宣传的“健康照明”产品、“健康显示”产品，公众又该如何正确选购“安全的”“健康的”照明产品和显示产品呢？笔者认为，这迫切需要通过标准、认证和市场监管等方式，筑牢相关产品的光辐射安全性的防护墙，为消费者放心使用安全的、健康的产品提供保障。

1光辐射安全标准与认证的现状

对于非相干光的光生物安全要求与评测，国际电工委员会光辐射安全与激光设备技术委员会第9工作组（IEC TC76 WG9）已经制定了IEC 62471系列，目前已发布的包括IEC 62471: 2006《灯和灯系统的光生物安全》、IEC 62471-2: 2009《灯和灯系统的光生物安全 第2部分：非激光光辐射安全相关制造要求指南》、IEC 62471-3: 2015《灯和灯系统的光生物安全 第3部分：对人体的强脉冲光源设备的安全使用准则》、IEC 62471-5: 2015《灯和灯系统的光生物安全 第5部分：投影仪》。由我国专家负责起草的IEC 62471-4《灯和灯系统的光生物安全 第4部分：测量方法》、由美国专家负责起草的IEC 62471-6《灯和灯系统的光生物安全 第6部分：紫外线灯》，以及由英国专家负责的IEC 62471: 2006的修订版IEC 62471-1等标准的制修订工作目前正在进行中。

为了与IEC TC76 WG9进行标准化对口，2015年由国家标准化管理委员会批准成立了SAC/TC284/SC4全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会非相干光辐射安全分技术委员会，主要针对从紫外、可见到红外波段非医用光学产品的非相干光辐射安全的标准化开展工作，制订非相干光辐射安全的术语、安全等级分类、测试方法、防护与标识等基础标准，制订照明、显示、普通电器、儿童玩具等产品的非相干光辐射安全标准，制订公共场所、工作环境、家居环境、特殊场所等各种场所的非相干光辐射安全标准。目前SAC/TC284/SC4已完成了对IEC 62471: 2006、IEC 62471-2: 2009、IEC 62471-3: 2015、IEC 62471-5: 2015的等同转化工作，并自主制订了相关国家标准。在照明产品方面，我们制订了专用于普通照明用LED产品的两项标准：GB/T 34034《普通照明用LED产品光辐射安全要求》、GB/T 34075《普通照明用LED产品光辐射安全测量方法》。这两项标准根据LED照明产品的特点确定了安全要求，明确了LED照明产品测量步骤，提出了符合实际应用需求的“安全距离”评判方法，更有利于用户对于LED照明产品的选购与安全使用的需求，同时可以有效帮助检测与认证走出LED产品光辐射安全评估误区，让评估结果切实指导用户安全使用LED照明产品。在照明光环境方面，我们制订了专用于照明设备和系统的标准：GB/T 36005《半导体照明设备和系统的光辐射安全测试方法》。该标准以照明设备和系统构建的光环境为对象，针对照明环境现场的实际使用情况，提出了现场照明环境的光辐射安全分类、测量与评价方法，为照明环境的设计提供了设计依据，为照明环境的光辐射安全的现场测量与评价提供了测试依据，为照明工程的验收与整改提出了数据依据，为用户安全地使用照明光环境提供了安全保障。在显示设备方面，我们制订了专用于家用激光显示系统的两项标准：《家用激光显示系统光辐射安全特性评价要求》、《家用激光显示系统光辐射安全特性评价方法》，提出了家用激光显示系统光辐射安全特性的评价要求与测试方法，对规范家用激光显示产品光安全提供了评测依据，为制造厂商采用有效的安全防护措施以及消费者安全地使用产品提供了保障，有助于引导我国家用激光显示产业的健康发展。此外，对于公众所关心的道路视频监控补光设备的光辐射安全，我们制订了视频监控系统主动照明部件光辐射安全要求，针对主动照明部件提出了具体的安全要求，为该类产品检测和使用提供了指导，有利于规范监控系统主动照明设备光辐射安全，防止无序竞争给公众带来人眼光辐射安全危害，从而有助于促进视频监控产业健康有序发展。

在光辐射安全认证方面，欧盟于2006年颁布Diective2006/25/EC指令，并推行光生物安全的认证，规范照明产品的光生物安全等级。此后，LED光生物安全被纳入欧盟强制性CE认证。国际电工委员会电工产品合格测试与认证组织（IECEE）专门成立了IECEE CTL/WG6“光生物安全”认证检测工作组，以推动光生物安全的全球认证工作。我国浙江大学牟同升教授代表中国国家团体（China NB）作为第一批发起国成员，参与国际认证小组。我国一直在讨论和考虑将光生物安全的测试纳入到强制性认证中，2017年实施的GB 7000.1—2015《灯具第1部分：一般要求与试验》首次将蓝光危害纳入照明产品的强制性检测，其他相关工作还在论证阶段。

2光生物辐射安全的发展方向

光生物辐射不是一个新出现的危害人类健康的问题，而是伴随着照明和显示产业的发展，逐渐被人类所认识和关注的课题。光生物辐射危害也不是LED照明所引入的特有问题，而是人造光源在不正确的使用状态下可能会带来的一个普遍问题。随着生活水平的提高，人们对于健康的重视日益增强。但是，对于光生物辐射安全的关注，我们不应该停留在简单的通过限值划分一个产品的“好”与“坏”，而应该全面、正确、科学认识光生物辐射安全。为此，笔者认为，我们应从以下几点光对生物辐射安全进行研究。

1）加强光生物安全理论研究。由于光辐射安全是一个涉及多学科相互交叉的研究领域，对于所使用的曝辐限值需要与医学、光学及测量有着更多的交流与融合，因此，光辐射安全标准的国际性研究离不开学科之间的互相支持与交叉。从现行的光辐射安全标准来看，标准体系还未完全建立，标准间的协调一致性还有待改进，标准内容的完整性和可操作性还需进一步完善。我国在光生物安全领域的研究已经走在了世界的前列，IEC TR62471-4标准由我国专家负责起草和制定，我国专家担任相关国际组织的核心成员并参与国际学术活动，这也促使着我国光辐射安全的研究与国际的接轨。

但是，对于光辐射安全理论的进一步发展，我们仍然需要考虑以下问题：光辐射安全涉及光辐射的生物学效应，生物学效应的积极影响和消极影响是生物学和医学的重要研究方向。对于光生物效应，通过多年的研究，科学界已经掌握了光合作用、视觉感知、光动力作用、光复活作用等，并将光生物效应的积极作用成功地应用于医疗等方面。但是对于光辐射的光损伤作用、光损伤的人体曝辐射剂量等问题，生物学与医学的研究时间还有限，目前使用的光损伤剂量仍是多年前的研究成果。这就需要生物学和医学进一步的深入研究，并将二者的研究成果相结合，为光辐射安全标准的制定以及引导用户安全应用提供理论依据。

2）加快光生物安全标准体系建立。当前我国的光生物辐射安全标准体系还需进一步完善。标准体系从层级上划分包括人体的光辐射曝辐限值、产品安全等级分类、统一的安全标识、试验方法、防护措施及生产制造要求等。曝辐限值来源于国际非电离无线电保护委员会（ICNIRP）提供的指导方针，但随着对光生物机理研究的深入，我们应更加科学和精确地规定光辐射的生物效应和危害剂量。产品分类标准需要通过测试，得到产品的光生物化学作用的有效光输出，然后比较标准中规定的分类依据确定产品类别，为用户提供指导。测试方法则需要提出的符合基础标准要求和产品分类要求的测试方法，规范测试流程以得到准确的测试结果。

在标准类型上，我们应区分各种场合的安全应用标准、终端产品标准及部件标准。目前，应用标准仍是空白，而它恰恰是LED等产品在各种场所安全使用的十分重要的需求。

对当前社会公众关心的LED照明、手机显示、电脑显示等蓝光辐射在夜间对人体分泌和免疫的影响，国际上目前还缺乏标准，还在热烈讨论中。我国应抓住机遇，加强新的国际标准研究，制订出符合中国百姓健康及产业需求的国际标准。

3）引导消费者正确、理性认识光生物辐射安全。为了不受限于使用条件，目前对于光生物辐射危险的等级评价通常是假设曝辐时间、瞳孔大小和观察距离等处于最严苛的条件下，对被测产品进行光生物辐射测试。但是，在最严苛条件下评判出的危险等级会给消费者传递一种错误的概念，即一个照明产品一旦不属于0类危险等级，它就是不安全的，就是不可用的。对于照明产品的危险等级来说，它的安全与有危险是相对的。被评价为安全的照明产品在超出预期使用情况下，仍然会有一定的风险。同样，被评价为一定风险等级的产品，在采取了一定的防护措施后，使用者可能不会受到实质的辐射危害。

对于消费者来说，他们通常不关心一个照明产品属于何种危险类型和危险等级。他们所关心的是使用的照明产品是否会对自己的健康造成影响。所以，需要引导消费者正确认识光生物辐射，并告知用户安全、合理使用照明产品。同时，对于光辐射安全的评价条件应该充分考虑真实的使用环境，对于高风险级别的产品，让消费者了解如何在特定的安全条件（距离）下使用灯具，从而保证产品的安全使用。

4）强化监督管理机制。首先，目前LED照明产品的标准尚未健全，已经发布的标准实际上也并未落到实处；其次，缺乏市场监管，未将光生物安全标准的行业规范性要求应用于产品的监管中，导致LED照明市场鱼龙混杂，产品质量良莠不齐；再者，缺乏对光生物标准的认识，监管部门未将LED照明产品的光生物安全标识纳入监管范围内，高品质制造商也不知道如何通过遵守光生物安全标准的相关标识来提高产品的附加值，这致使不同消费者难以区分LED照明产品的品质。

因此，进一步强化监督管理机制，制定LED照明产品光生物安全强制标准，建立健全市场准入制度，推进制造商、消费者、管理者之间的良性互动是规范LED照明市场秩序的必行之路。

3 结束语

目前，非相干光辐射安全的研究与标准化正经历从单一产品的评测（产品的实验室测量与评价）过渡到光环境现场的评测（现场光环境的测量与评价），最终逐步发展到建立个人的光辐射量的评测的过程。通过照明、医学、生物学等多学科的交叉融合，建立健全非相干光辐射安全测试与标准化体系，最终为用户安全使用产品、免受光辐射危害，提供专业的技术指导与保障。

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