无污染和环保的LED

现在大多数人都已经知道，LED是一种节能减排的新光源。现在大街上随吃可见的LED显示屏，还有装饰用的LED彩灯以及LED车灯，处处可见LED灯的身影，LED已经融入到生活中的每一个角落。但是还有一个很大的优点却经常被忽略，那就是无污染和环保。我们知道汞是一种极其有毒的物质，然而几乎大多数目前采用的高效电光源中都含有汞，各种电光源的含汞量如下表所示：

而汞的沸点很低，在常温下可蒸发。一支废旧丢弃光源破碎后，立即向周围散发汞蒸气，瞬间可使周围空气中的汞浓度达到10-20毫克/立方米，超过国家规定的汞在空气中最高允许浓度(为0.01毫克/立方米)的1000至2000倍。，根据美国斯坦福大学对汞的研究指出，1毫克汞足以污染5454.5公斤饮用水，使之达不到安全的饮用标准。汞所造成空气和水质污染的后果非常严重，被水中生物食用以后就会生成CH3Hg，这是一种剧毒物，只要半耳勺就能致人于死命。汞本身会破坏中枢神经系统，它所造成生殖缺陷的效应也是十分严重的，汞也可以损害肾脏和肝脏，在剂量足够的条件下甚至可以导致死亡。

汞能够以不同的方式在泥土中、水流中、甚至大气层、食物链中转移。因此，持久性、易迁移性和高度的生物富集性，使得汞成为目前全球最引人关注的环境污染物之一。历史上最严重的汞中毒事件要算是日本的水俣病事件了，当时因为水俣湾的水被汞污染而死去数百人之多。现在日本政府吸取了教训，要求把所有的废弃日光灯必需进行有毒物质的处理，从而要求购买普通日光灯的人必需多付一倍的价钱来预支这种有毒物质处理费。

最近中国政府免费发放了1亿支节能灯，虽然最近国外特制的低汞节能灯的含汞量可以降低到5mg以下(还不知道中国政府发的是不是这样的低汞节能灯)，但是丝毫也没有降低其危害性，因为一支这样的低汞节能灯的含汞量就足以污染27.27吨饮用水。而1亿支节能灯足以污染27亿吨水，相当于全国人民好几年的饮水量。

因为中国没有专门的回收机构和回收法规，所以大多数日光灯和节能灯都是和普通垃圾一样掩埋，而不论日光灯还是节能灯都是采用极其易碎的玻璃作为外壳的，所以其中的汞一定是会跑出来的，而且由于汞的比重很高，很容易下沉而渗透到地下水中，然后被人畜饮用。其后果是不堪设想的。尤其是广大人民群众对汞的危害性几乎都一无所知。下面一张照片是作者在上海徐家汇闹市区的一个公交车站所拍摄的，图中是一个被打碎了的广告牌，日光灯的玻璃碎片一大堆，而且作者每天走过那里，居然2个多星期无人处理。可见有关部门对于日光灯破碎后的危害性也是一无所知。

此外，所有利用汞蒸汽发光的电光源中，都是利用电子轰击汞蒸汽而产生紫外线。这种紫外线也是一种环境污染。其主要波長 2537 埃 =2537x10-10m =253.7nm，称为 UV-C紫外线。消耗的电能約 60% 可以转换为紫外线，其他的能量(約 40%)則转换为热能。藉由灯管內表面的螢光物質吸收紫外光后释放出可見光。不同的螢光物质会发出不同的可見光。一般「紫外光」转换为「可見光」的效率約为 40% 。因此日光燈的效率約为 60% x40% = 24% 大約为相同功率鎢絲电灯的三～五倍。也就是说还有100%-(40% + 24%)=36% 的紫外线未被转換成其他能量而直接輻射在玻璃管壁。 36% 的紫外線通過玻璃灯管壁大約衰竭 94% ，所以可能會有 36 % x6%=2.16% 的 UV-C通過玻璃灯管。 UV-C 对人体已经算是 Deep UV，伤害極大。美国GE 奇異公司建议人类曝晒于日光灯下不要超過 16 小時。紫外线对于人体的伤害是終生累积的总量。这对于那些爱美的女孩子是至关重要的。

不仅如此，节能灯和日光灯还有微波辐射。有一位台湾学者实测了他家里节能灯的微波辐射。结果如下，在不开灯时，在0.5-3GHz频宽范围内，屋里测出的微波辐射为每平方公分0.011微瓦(0.011μW/cm2)，开一盏60W的白炽灯后，微波值不变;换成一盏15W的节能灯以后，微波值高达每平方公分50微瓦(50μW/cm2)，是白炽灯的5000倍。再换成一盏26W的节能灯，其微波辐射值高达每平方公分100微瓦(100μW/cm2)，是白炽灯的10000倍，几乎比手机还要高。而国家的微波卫生标准为50微瓦/cm2，所以已经超过了国家的微波卫生标准。

而15瓦节能灯的电磁波强度约为70毫高斯，26瓦节能灯的电磁波强度为80毫高斯。60瓦白炽灯则几乎为0。因为日光灯和节能灯的机构是完全一样的，所以日光灯的微波辐射只会高于节能灯，而决不会低于节能灯。而这种微波辐射会引起头昏脑涨的感觉。至于还会引起什么疾病还不得而知。日本人的研究表明长期在电脑前工作的人，得青光眼的概率要比其他人高一倍，要知道电脑的液晶显示器也是用类似于日光灯的冷阴极荧光灯作为背光的。

而LED灯是一种完全不含汞的全环保产品，而且也没有紫外线辐射，只是其驱动电源有极低的微波辐射。采用这种新光源完全杜绝了各种污染，因此可以称为真正的“绿色光源”。虽然LED在生活中处处可见，但是LED也还有一些不足需要我们的设计人员拥有更加专业的知识储备，这样才能设计出更加符合生活所需的产品。