眼睛是人体紫外线暴露的重要靶器官，紫外线诱发的皮质性白内障可造成严重的疾病负担^[1]。影响进入眼部紫外线的因素除太阳高度角（solar eleva-tion angle，SEA）、纬度、海拔^[2]、云层、气溶胶外，地面反射率也是重要因素之一^{[3 – 4]}，紫外辐射对眼睛的损伤程度随地面反射率的增加而增加^[5]。海洋、河流和湖泊等水面是人们生活中常见的反射背景。接触水面的渔民等是职业暴露的主要人群。粮农组织的2016年渔业与水产养殖报告指出，截至2014年，全球渔民总数为5 660万人，其中有3 788万人从事捕捞渔业，有1 875万人从事水产养殖业^[6]。由于生存和职业需要，渔民在海上长时间暴露于强烈日光下，这种日光的长期效应使得渔民的白内障患病率较高^{[7 – 8]}。针对水手的调查表明紫外线过度暴露会使皮质白内障的风险加倍^[9]。目前，地面水环境紫外线反射率测定已有相关文献^{[10 – 12]}，但地面水背景下眼部紫外线暴露量的研究尚未见报道。本研究采用自制旋转式眼部紫外线暴露模型，在辽宁省沈阳地区某河畔公园的水面和木板两种不同地面背景下同时进行眼部的紫外线暴露量监测，旨在为公众地面水背景下的眼防护提供参考依据。

AvaSpec-2048 × 14-2-USB2型高灵敏度双通道光纤光谱仪（荷兰 AVANTES B.V.公司）。旋转式眼部紫外线暴露模型（中国医科大学公共卫生学院自制），包括头部模型、三层架和底座，头部模型为3D立体打印的标准化亚洲人脸，高灵敏度双通道光纤光谱仪的一端有2个探头，一个放置在模型头顶，用于监测环境紫外辐射量，另一个探头放置在模型眼部，探头前端与角膜位置相切，监测进入眼部紫外辐射量，底座为可旋转圆盘，保持匀速旋转。整体模型高度约1.7 m，眼部距地面约1.65 m，模拟人体站立姿势时眼部紫外线暴露状态。

（1）水面背景：选择沈阳市（北纬41.8°，东经123.43°）五里河公园内一条伸向水面的木桥，桥头面朝南向，3面环水，距河对岸约400 m，距西南方向的湖心岛约300 m，近水水深约1 m，远水水深约3 m。（2）木板背景：选择公园内一处地面材质为木板且视野开阔的空地作水面研究的对照地面。

监测时间：为北京时间7 : 00～17 : 00，涵盖太阳高度角14°～57°。监测条件：选择晴朗天气状况进行监测。

采用旋转式眼部紫外线暴露模型在水面、木板2种不同地面背景下同时进行日间连续监测。以正对太阳为起始位置，转盘保持匀速旋转1周，每隔6°采集1个数值，每个时点采集60个数据，间隔15 min进行1次数据采集。眼紫外线暴露最大值：模型眼部探头正对太阳时的监测值。眼紫外线暴露平均值：将360°（1周）监测的数据经方位调整以正北为起始位置，以0°～360°的均值作为水面（木板）背景的平均值。

监测所得数据为不同太阳高度角下不同谱段眼部紫外线暴露强度，单位（μw/cm²/nm）。应用AvaSoft 7.6 for USB2软件将数据转换成Excel格式并进行处理，应用OriginPro 9软件作图进行分析。

结果显示，水面、木板背景下眼部UVA暴露最大值的日间变化均呈双峰分布，水面背景在9 : 15和14 : 32达到峰值，分别为2 752 μW/cm²（SEA = 43°）、2 666 μW/cm²（SEA = 41°）；木板背景在9 : 09和14 : 32达到峰值，分别为2 273 μW/cm²（SEA = 42°）、2 140 μW/cm²（SEA = 41°）；水面背景下眼部UVA暴露最大值的峰值比木板背景下分别高479 μW/cm²、526 μW/cm²（图1A）。水面、木板背景下眼部UVB最大值的日间变化未见明显双峰，水面背景下最大值在9 : 15～13 : 30（SEA = 43°～57°）范围内无明显变化，峰值为124 μW/cm²；木板背景下最大值在9 : 00～14 : 00（SEA = 41°～57°）范围内无明显波动，峰值为110 μW/cm²。水面背景眼部UVB最大值的峰值比木板背景高14 μW/cm²（图1C）。水面、木板背景下眼部UVA、UVB平均值的日间变化与其最大值日间变化相一致，眼部UVA、UVB暴露强度的平均值约为最大值的1/2（图1B、D）。

图 1

注：A UVA最大值；B UVA平均值；C UVB最大值；D UVB平均值。 图 1 水面、木板背景下眼部UVA、UVB暴露强度时间分布

图 2

注：1. 0°、90°、180°、270°分别代表正北、正东、正南、正西，以监测模型为轴心、正北方向为起始点（即0°），按顺时针方向旋转的角度为方位角；2.同一太阳高度角两时点（右边是上午对应时点，左边是下午对应时点）模型匀速旋转一周不同方位眼部紫外线暴露量；3.眼部UVA：A、B、C、D；眼部UVB：E、F、G、H。 图 2 不同背景下眼部UVA、UVB暴露强度方位别日间分布

以太阳高度角26°（7 : 35，16 : 00）、30°（8 : 00，15 : 36）、40°（8 : 56，14 : 37）、50°（10 : 00，13 : 30）4组数据作图表达水面、木板背景下不同方位的眼部紫外线暴露量。结果显示，大部分情况下水面背景下眼部UVA、UVB暴露量均高于木板背景，且随着太阳高度角升高，水面、木板背景眼部UVA、UVB暴露量最大值出现的方位角逐渐接近180°（正南）。眼部UVA暴露量在SEA = 40°时达到最大值，此时的方位角为138°；而眼部UVB暴露量在SEA = 50°时最大，此时的方位角为126°。

Payne^[10]在美国巴泽兹湾的照明站上安装辐射强度计，连续监测4个月，发现在太阳高度角为4°～72°范围内，水面环境紫外线反射率的整体范围为3 %～50 %；Katsaros等^[11]通过飞机、船、气象桅杆获得大量海面紫外线监测数据，探讨水面反射率和透射率与太阳高度角之间的关系，其结果与Payne的相近；Chadyšiene等^[12]使用便携式UVA、UVB在距地面0.5 m处监测水面的反射率，结果显示，UVA反射率为7 %，UVB反射率为5 %。研究发现环境紫外线日间变化呈单峰分布，在正午达到最大值，而眼部紫外线暴露日间变化呈双峰分布，峰值出现在上午和下午^[13]。为探索水面反射率对眼部紫外线暴露水平的影响，本研究采用自制旋转式眼部紫外线暴露模型，在某河畔公园地面水背景和木板背景下模拟人体站立姿势监测眼部紫外线暴露的日间变化，这种监测方式可有效地反映眼在地面水背景下的暴露状态。

本研究结果显示，环境紫外线暴露强度相同时，经不同反射率的地面背景进入眼部的紫外强度也不相同。与木板背景比较，地面水背景下进入眼部的紫外线强度日间分布无论是最大值还是平均值均高于木板背景。水面背景下眼部UVA、UVB最大值的峰值比木板背景下高约20 %；水面背景下眼部UVA、UVB的平均值比木板背景分别高约30 %、25 %。水面环境紫外线反射率为水面反射的紫外线量与环境紫外线量之比，可通过水面、木板背景下眼部紫外线暴露量的差异间接反映水面反射对眼部紫外线暴露量的影响。与环境紫外线反射率相比，采用眼部紫外线暴露模型的监测值是经过解剖结构作用后眼睛所接收的紫外线暴露量，更接近人体实际暴露状况，使白内障等眼部疾病的紫外线暴露学评估更趋于准确。

水面反射率研究很难找到理想的监测场地，本研究选择河畔公园内延伸向水面的木桥桥头，为减小非水面反射背景对眼部的影响，另取一处地处空旷、木板材质的地面作为对照。有研究表明木板背景的反射率UVA为8.5 %、UVB为6 %^[12]，而水面环境紫外线反射率范围在3.3 %～30 %，多高于木板背景的反射率^[14]。本研究结果表明水面背景下眼部紫外线暴露水平高于木板背景。