一, Nguyên tắc kỹ thuật: đặc điểm quang phổ và nguồn rủi ro
Đèn LED tăng trưởng thực vật sử dụng vật liệu bán dẫn như InGaN/GaN để phát ra các bước sóng ánh sáng nhất định. Thiết kế quang phổ của chúng dựa trên các dải nhạy nhất đối với quá trình quang hợp của thực vật, đó là ánh sáng đỏ (660nm) và ánh sáng xanh (450nm). Quy định chính xác này làm cho cây trồng phát triển hiệu quả hơn nhiều, nhưng nó cũng đi kèm với hai rủi ro lớn:
Nguy hiểm của ánh sáng xanh: Ánh sáng xanh có bước sóng 415–455 nm có nhiều năng lượng và có thể đi thẳng qua giác mạc và thủy tinh thể đến võng mạc. Nghiên cứu do Ủy ban Chiếu sáng Quốc tế (CIE) tiến hành chỉ ra rằng việc tiếp xúc lâu dài với ánh sáng xanh cường độ-cao có thể dẫn đến tổn thương các tế bào biểu mô sắc tố võng mạc, do đó làm tăng nguy cơ thoái hóa điểm vàng. Ví dụ: một thương hiệu đèn LED trồng cây nhất định đã phát hiện ra mức phát xạ ánh sáng xanh 1200 μ W/cm 2 ở khoảng cách 30cm, cao hơn 20% so với giới hạn tiêu chuẩn IEEE là 1000 μ W/cm 2.
Dư lượng tia cực tím: Một số sản phẩm giá rẻ có thể rò rỉ một lượng nhỏ tia cực tím (UV{0}}A 380nm) do vấn đề về cách đóng gói. Cuộc điều tra chứng minh rằng việc tiếp xúc hàng ngày với 0,5 mW/cm² UV-A trong 8 giờ trong 3 năm có thể gây tổn thương DNA ở tế bào biểu mô giác mạc và làm tăng tỷ lệ mắc bệnh đục thủy tinh thể.
2, Các loại rủi ro: cường độ, thời gian và sự khác biệt giữa con người
1. Lượng ánh sáng và thời gian phơi sáng
Effects in the short term: Being directly in strong light can generate temporary glare, which can make your eyesight blurry or give you headaches. For instance, an operator at a plant manufacturer had eye tiredness symptoms after changing LED lights for two hours straight without wearing goggles. The tear film rupture time had dropped to 5 seconds (normal value>10 giây) khi nó được kiểm tra.
Tích lũy-dài hạn: Việc tiếp xúc kéo dài với các tình huống có PPFD (mật độ thông lượng photon quang hợp) cao có thể đẩy nhanh hiện tượng tổn thương do ánh sáng ở võng mạc. Các nghiên cứu mô phỏng đã chứng minh rằng việc tiếp xúc với ánh sáng xanh 800 μmol/m2·s trong 8 giờ mỗi ngày dẫn đến giảm 15% mật độ tế bào hình nón ở võng mạc sau 3 năm.
2. Tính độc đáo của sự kết hợp quang phổ
Không đủ ánh sáng đỏ và xanh: Một số thương hiệu đặt tỷ lệ ánh sáng xanh đỏ là 8:1 để giúp cây phát triển nhanh hơn, nhưng điều này có thể khiến mắt bạn mỏi nhanh hơn vì quang phổ có độ tương phản cao. Trong các thử nghiệm so sánh, những người tham gia làm việc trong môi trường có tỷ lệ ánh sáng xanh-đỏ là 6:1 trong 2 giờ cho thấy tần số chớp mắt tăng 40% và lượng nước mắt tiết ra giảm 25%.
Tác dụng của đèn nhấp nháy: Mạch điều khiển không tốt có thể khiến ánh sáng nhấp nháy (tần số<100Hz), which might give you headaches and make your eyes strain. High-frequency testing revealed that the flicker depth of a specific batch of products reached 35%, surpassing the IEEE suggested value of less than 5% by a factor of 7.
3. Sự khác biệt về mức độ nhạy cảm của mọi người
Yếu tố tuổi tác: Những người trên 40 tuổi đeo tròng kính có nhiều khả năng chuyển sang màu vàng, cho ít ánh sáng xanh xuyên qua hơn (ít hơn 30%) và nhạy cảm hơn với ánh sáng chói. Nghiên cứu lâm sàng chỉ ra rằng tỷ lệ mỏi mắt trong đoàn hệ này cao hơn 22% so với tỷ lệ quan sát được ở những người trẻ tuổi trong môi trường có đèn LED.
Tính nhạy cảm về mặt di truyền: Một số quần thể nhất định có gen viêm võng mạc sắc tố (ví dụ: đột biến ABCA4) biểu hiện khả năng sửa chữa tổn thương do ánh sáng xanh bị giảm và cần phải có quy định nghiêm ngặt về mức độ phơi nhiễm hàng ngày.
3, Kế hoạch bảo vệ: Tiêu chuẩn tối ưu hóa và sử dụng kỹ thuật
1. Thiết kế sản phẩm tốt hơn
Tối ưu hóa quang phổ: Sử dụng thiết kế "toàn phổ + ánh sáng đỏ và xanh có thể kiểm soát" để đáp ứng nhu cầu của thực vật đồng thời cắt giảm ánh sáng xanh. Chẳng hạn, một công ty đã bắt đầu chương trình "Ánh sáng sức khỏe thực vật" nhằm cắt giảm lượng ánh sáng xanh từ 30% xuống 18% và bổ sung thêm ánh sáng vàng 590nm để giúp giảm mỏi mắt.
Cấu trúc-chống chói: Tấm lăng kính có kích thước nano phân tán nguồn sáng điểm thành nguồn sáng bề mặt, hạ giá trị độ chói đồng đều (UGR) từ 28 xuống 16, đây là tiêu chuẩn cho môi trường văn phòng.
Hệ thống điều chỉnh độ sáng thông minh: Nó có-cảm biến ánh sáng tích hợp tự động thay đổi công suất đầu ra dựa trên lượng ánh sáng trong phòng để tránh phơi sáng quá mức. Các thử nghiệm đã chứng minh rằng hệ thống có thể giữ cho lượng ánh sáng trong vùng hoạt động không thay đổi quá nhiều đến ± 50 μ mol/m ² · s.
2. Thiết lập quy định về cách sử dụng
Kiểm soát khoảng cách: Đèn phải được lắp đặt cách mặt đất ít nhất 1,5 mét và cách bề mặt hoạt động 0,8 đến 1,2 mét. Các phép đo đã chứng minh rằng cường độ bức xạ ánh sáng xanh có thể được giảm xuống mức an toàn (<400 μ W/cm ²) at this distance.
Quản lý thời gian: Sử dụng quy tắc "20-20-20", tức là nhìn xa 20 feet (6 mét) trong 20 giây sau mỗi 20 phút làm việc. Các nghiên cứu theo dõi mọi thứ đã tiết lộ rằng những người vận hành tuân theo quy tắc này sẽ ít bị mỏi mắt hơn 60%.
Vì sự an toàn cá nhân, tốt nhất nên sử dụng kính bảo hộ đáp ứng tiêu chí EN166 và cho ít hơn 15% ánh sáng xanh xuyên qua. Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đã tiết lộ rằng việc đeo những chiếc kính bảo hộ này có thể nâng ngưỡng tổn thương nhiệt của võng mạc lên gấp ba lần.
3. Nâng cao tiêu chuẩn trong ngành
Chứng nhận an toàn quang sinh học: Khuyến khích xây dựng hệ thống chứng nhận an toàn quang sinh học IEC 62471 cho đèn LED nhà máy và yêu cầu chỉ ra mức nguy hiểm ánh sáng xanh (RG0-RG3). Hiện tại, Liên minh Châu Âu quy định rằng tất cả các thiết bị chiếu sáng nhà máy phải vượt qua chứng nhận này trước khi được bán.
Tiêu chuẩn giới hạn PPFD: Theo hướng dẫn của ASABE, PPFD trong không gian làm việc trong nhà không được cao hơn 1000 μ mol/m 2 · s. Nếu thời gian phơi sáng ngắn (dưới 2 giờ), nó có thể tăng lên 1500 μ mol/m 2 · s.
