环境对眼睛的潜在损害

一、环境对眼睛的潜在损害

环境中存在许多对眼睛有害的因素，这些因素可以是直接的，如机械伤、化学伤等外伤；也可以是间接的或潜移默化的，如紫外线或其他辐射线对眼睛的照射等。一些特殊职业或活动也会使人们处于这些潜在的危险中。因此，眼镜在起到视觉功能矫正、美容或时尚的同时，还承担保护眼睛的功能。本节将分析环境中可能存在的潜在操作因素，阐述镜片材料、设计等方面与安全防范的关系，以及介绍特殊职业与眼睛安全防护的关系及其防护措施。

（一）潜在损伤的辐射

1．与眼睛有关的电磁辐射　波长在380～760nm的可见光（VIS）只是太阳发射的电磁波谱的一小部分，并受到地球大气吸收和散射的影响。

对眼睛产生影响的电磁波谱主要集中在可见光（380～760nm）及其附近波段。对于可见光，眼睛屈光介质的通透率大约为90%。习惯上将波长在100～380nm的部分称为紫外线（UV），760nm～1mm的部分称为红外线（IR）。

（1）紫外线（波长100～380nm）

1）UVA　波长315～380nm。

2）UVB　波长280～315nm。

3）UVC　波长100～280nm。

（2）红外线（波长760nm～1mm）

1）IRA　波长760～1400nm。

2）IRB　波长1400～3000nm。

3）IRC　波长3000nm～1mm。

2．常见的眼辐射损害　对人眼造成伤害的辐射主要是近紫外线、过强的可见光和近红外线。这些辐射除了来源于自然界外，还有很多是来自人造光源。

（1）紫外线对人眼的损害　在结膜、角膜引起强光性眼炎、翼状胬肉、结膜黄斑和带状角膜病；对晶状体损害可引起白内障；在视网膜能导致视网膜黄斑变性。

紫外线对人眼组织的常见损害如下：

1）角膜和结膜　紫外线性角膜炎、雪盲、翼状胬肉等。

2）晶状体　晶状体吸收峰值在280～300nm波段，属于UVB。因为该波段吸收率很高，所以在辐射不是很强的情况下仍有可能对人眼晶状体造成损害。

由紫外线辐射引起的白内障多是皮质性白内障，而且解剖位置有所不同：鼻下方57%，颞下方22%，颞上方13%，鼻上方8%。紫外线皮质性白内障最多发生在鼻下方，可能与紫外线多来自颞上方，经眼屈光系统聚焦于鼻下方有关。

3）视网膜　日光性黄斑病、暗视觉改变、年龄相关性黄斑变性、黑色素瘤。

（2）可见光对人眼的损害　角膜、房水、晶状体和玻璃体对大部分可见光辐射是通透的，由视网膜感光细胞吸收产生光化学反应和神经信号传导，最终产生视觉。由于进化过程中的适应结果，正常水平的可见光一般并不损害人眼。

强度过高的可见光（来源于日光或人造光源）辐射聚焦在视网膜上，使视网膜单位面积辐射能量远高于角膜单位面积辐射能量。可见光的损害包括热效应和光化学损害。热效应的产生多集中在波长较长的红外线附近区域，能量被感光细胞、视网膜色素上皮细胞和脉络膜吸收。长波和短波辐射都能引起光化学反应，其中短波能量较高，如蓝光损害。

日光性视网膜病变，也叫日食盲，是因直接注视太阳而缺乏必要的眼睛保护所致。眼屈光系统角膜和晶状体的折射作用使视网膜单位面积能量远远高于角膜单位面积能量，高能量的短波可见光（400～500nm）通过光化学作用破坏感光细胞的外节。因该波段属于蓝光区域，所以这种光损害也叫蓝光损害。出现日光性视网膜病变后，患眼出现致密的中心小盲区、视力下降、色觉障碍、视物变形。很多病例发生在直接用肉眼观看日食。长时间注视太阳，除光化学变化外还会由于长波可见光和红外线辐射的吸收导致视网膜色素上皮热损伤。

波长440nm附近的蓝光是引起视网膜损害的最危险的可见光波段。在日常生活中，日光中的蓝光并不会引起上述损害。但在用双目望远镜观察日食等情况下蓝光损害的危险性就大大增加。主要的蓝光损害来自人造光源，因慢性积累而导致视网膜损害，因此在这些工作环境中眼睛对于蓝光损害的防护显得格外重要。很多情况下蓝光和紫外线来自于相同的光源。

1）弧光灯（探照灯）　很高UV，很高蓝光，相对危险。

2）太阳灯（275W）　高UV，高蓝光。

3）投影灯（350W）　低UV，高蓝光。

4）白炽灯（60W）　低UV，低蓝光，相对安全。

（3）红外线对人眼的损害　日光中波长大于3000nm的红外线被大气层中的水蒸气和二氧化碳吸收，由于波长越长光子能量越小，所以对眼睛造成损害的红外线波段在780～2000nm。泪液和角膜能够吸收大部分波长在1400nm以上的辐射，所以一般来说，日光中的红外线辐射不会造成视网膜损害。

但是人造红外线光源，如碳、钨、氙弧光灯、泛光灯，以及一些激光光源会产生远高于日光中的红外线辐射。

在高强度的红外线辐射下，分子会产生旋转、振荡变化而引起热损伤。人体组织温度的升高会导致构象的破坏，即出现生物分子空间结构细微的变化，这个过程叫做变性。酶等球形蛋白质因变性而丧失功能，最终导致细胞死亡。紫外线产生的热效应有较长的潜伏期，而红外线的热损害很快，引起角膜蛋白凝固，虹膜充血、脱色素、萎缩，晶状体囊脱落、蛋白凝固、白内障、视网膜灼伤性坏死。

红外线引起组织损伤的阈值与光源强度、暴露时间有关。角膜、虹膜和晶状体对红外线损害同样敏感，但是引起视网膜损害所需要的暴露量则更大一些。角膜对视网膜可能起一定保护作用，但是阈值下辐射的效应可以积累。而且，当光源发光强度很高，传递时间很短时，视网膜和晶状体都可能受到严重的损害，而角膜的损伤反而比较轻微。这种情况可见于激光引起的眼组织损害。受红外线辐射损害较多的职业如玻璃工人和钢铁工人等。

（4）其他形式的辐射对眼睛的损害　除紫外线、可见光、红外线之外的其他波段的电磁波可能对人眼也有损害，如微波、X射线、γ射线都已经被证实对人眼和其他组织器官具有损伤作用。这些辐射通常来源于特殊装置，需要进行适当的安全防护。

（二）机械运动对眼睛的伤害

除了辐射损害之外，环境对眼睛造成的另一类损害来源于机械性损害造成的眼外伤。表3－9中，我们可以发现大部分的眼外伤实际上发生在日常活动中，工业上的眼外伤是由慢速大粒子和高速小粒子引起的，而配戴树脂镜片、热处理镜片或其他方式加工的抗冲击镜片制成的眼镜或者太阳镜，可以有效减少或避免这种伤害。

表3－9　发生眼外伤的环境

早在1972年，美国FDA以法令的形式规定：验配不符合抗冲击指标的镜片是非法的，除非医生或者验配师有足够的理由认为非这些镜片不适合特定患者的特殊视觉需求。此后，许多国家也陆续就镜片抗冲击性能的指标制定相应的要求。

在防护各种大小、各种速度运动的粒子造成的眼外伤，皇冠玻璃镜片和CR－39树脂镜片已经不能够提供可靠的保护，只有聚碳酸酯镜片（PC）可以为日常生活或特殊职业提供比较理想的眼睛安全防护，对于儿童、老人、独眼者、弱视者、工业眼镜、运动员尤其如此。