Световое загрязнение

Содержание

Световое загрязнение, также называемое засветкой — это воздействие антропогенного (искусственного) света на ночное небо. Загрязнение светом — это широкий термин, который относится ко всем проблемам, вызванным непривлекательным, ненужным или неэффективным использованием искусственного света. Засвечивание ночного звездного неба, препятствует астрономическим наблюдениям и нарушает экосистему. Чрезмерное и неправильное использование света усиливает световое загрязнение. Этот вид загрязнения является побочным эффектом индустриальной цивилизации, и наиболее распространен в густонаселенных и высокоиндустриальных регионах.

Шумовое загрязнение

Карта светового загрязнения мира

Типы светового загрязнения:

1. Нарушение освещения

Нарушение освещения является общей проблемой, которая возникает, когда нежелательный сильный свет проникает в вашу собственность и вызывает проблемы со сном. Во многих странах мира разработаны стандарты наружного освещения для защиты своих граждан от светового загрязнения. Международная ассоциация темного неба (IDA) разработала серию типовых правил освещения, которые защищают людей и экологию от загрязнения светом.

2. Чрезмерное освещение

Избыточное использование света вызывает чрезмерное освещение, и несет ответственность за трату более двух миллионов баррелей нефти каждый день только в Соединенных Штатах. Чрезмерное использование света связано с многочисленными причинами, такими как неправильный выбор лампочек, включение освещения днем и методы косвенного освещения.

3. Яркий свет

Яркий свет является общественной угрозой, особенно для пожилых людей. Когда блики света попадают в глаза, это может вызвать нарушение контрастности и даже привести к небезопасным условиям во время вождения. Ослепляющий свет при прямом взгляде на солнце способен привести к постоянному или временному дефициту зрения. Яркий свет, вызванный огнями встречного автомобиля также приводит к временным нарушением зрения. Дискомфортный свет может быть очень надоедливым и раздражительным. Перенапряжение зрения от яркого света приводит усталости.

4. Световой беспорядок

Чрезмерная кластеризация света вызывает световой беспорядок. Скопление огней создает состояние замешательства, может отвлекать вас от препятствий и даже приводить к несчастным случаям. Световой беспорядок влияет на людей, движущихся по дорогам с плохо спроектированными уличным освещением.

5. Свечение неба

Свечение неба от рассеянного искусственного света распространено в густонаселенных регионах. Свет, отраженный от освещенных поверхностей и свет направленный прямо в небо, рассеивается атмосферой Земли, вызывая свечение неба.

Воздействие светового загрязнения

Световое загрязнение может разрушить экосистему, особенно ночную дикую природу. Чрезмерное освещение способно путать мигрирующих животных, изменять отношения хищников-жертв или конкурентное взаимодействие между видами и даже наносить физиологический вред. Естественные суточные закономерности темноты и света диктуют жизнь в дикой природе, поэтому их нарушение может влиять на экологическую динамику.

На освещение приходится около 25% мирового потребления электроэнергии, и многочисленные исследования подтверждают, что чрезмерное освещение представляет собой потерю энергии, главным образом, когда ночью она направлена ​​вверх в небо.

Многие виды, включая людей, зависят от циркадного ритма и производства мелатонина, которые регулируются дневным и ночным циклами. Таким образом, чрезмерное освещение во время сна может подавлять производство мелатонина у людей, что приводит к нарушению сна и многим другим проблемам со здоровьем, включая усталость, головные боли, нервно-психическое напряжение и повышенную тревожность.

Понравилась статья? Поделись с друзьями:

Световое загрязнение: гибель ночи

Грязный свет. От природы мы – существа дневные, и глаза наши не приспособлены к темноте. Но от всех других жителей планеты Земля человек отличается тем, что, не имея возможности изменить себя, он меняет окружающий мир. В частности, с первых дней своего существования род людской воюет с темнотой, не жалея ни сил, ни ресурсов. Кострами гнали мы тьму из пещер, факелами – из лесов, фонарями – с улиц. До недавних пор война эта носила позиционный и оборонительный характер: люди лишь создавали для себя очаги света, не угрожая ночи как таковой. Однако в последние годы человечество перешло в активное наступление на темноту, а у защитников природы появился новый термин – «световое загрязнение». Это явление возникает тогда, когда искусственный свет не падает вниз, где он нужен, а уходит вверх, бесцельно рассеиваясь в небе. При таком освещении не только впустую тратится энергия, но и «высветляется» ночное небо, меняются уровень и ритмы освещенности, к которым приспособлены все формы жизни. Изучение светового загрязнения лишь начинается – ведь оно и возникло совсем недавно. Представьте себе, что лунной ночью году этак в 1800-м вы подходите к Лондону, тогда самому населенному городу Земли. Уже за несколько километров вы бы почувствовали неприятный запах мегаполиса – но вряд ли вам удалось бы заметить тусклое мерцание его огней. Почти миллион человек, живших здесь, обходились свечами, факелами и масляными лампами. Лишь в нескольких домах было газовое освещение. А первые газовые фонари на улицах и площадях появятся только через семь лет. В наши же дни большая часть человечества живет под пересекающимися куполами отраженного и преломленного света, в сиянии чрезмерно освещенных городов и пригородов, залитых огнями шоссе и фабрик. Почти вся Европа ночью представляет собой сплошное пятно света. Так же, как и большая часть Соединенных Штатов, и вся Япония. Океаны сиянием тоже не обделены. На снимках, сделанных из космоса, видно: гораздо сильнее Буэнос-Айреса или Рио-де-Жанейро светится рыболовецкая флотилия, приманивающая кальмаров галогенными прожекторами на просторах южной Атлантики. На первый взгляд искусственный свет может показаться благом для каких-нибудь видов – но тогда он будет вреден для других, и в конечном итоге нарушит экологическое равновесие. Такая беззвездная ночь. В большинстве современных городов небо выглядит так, будто с него стерли все звезды. Осталась лишь безжизненная оранжевая дымка, созданная отсветом городских огней, – отражение нашего страха перед тьмой. Горожане настолько привыкают к этой вездесущей дымке, что совершенно забывают завораживающую красоту настоящего звездного неба. Мы живем так, словно над бледным потолком города и нет всей остальной Вселенной – яркой россыпи бесчисленного множества звезд, планет и галактик. Мы залили ночь светом, мы стараемся уничтожить ее, словно ночь – необитаемая страна. Но ведь одних только ночных млекопитающих существует огромное количество. И своим искусственным освещением мы губим их, что неопровержимо доказывают исследования ученых, в частности, Трэвиса Лонгкора и Кэтрин Рич, основавших в Лос-Анджелесе организацию Urban Wildlands Group. Давно известно, что свет притягивает многие живые организмы не хуже магнита. И речь тут идет не только о мотыльках и бабочках, летящих на огонь. Прожекторы на суше и газовые факелы нефтяных платформ в море привлекают птиц, которые тысячами кружат над ними, пока не падают замертво. Ночью перелетные птицы, особенно молодые и неопытные, нередко врезаются в ярко освещенные высотные здания. На первый взгляд искусственный свет может показаться благом для каких-нибудь видов – но тогда он будет вреден для других, и в конечном итоге нарушит экологическое равновесие. А последствия таких нарушений всегда непредсказуемы. Как известно, насекомые собираются вокруг уличных фонарей, и многие виды летучих мышей, естественно, привыкли устраивать там же сытные ужины. Но в швейцарских долинах после введения уличного освещения вдруг стала сокращаться популяция малых подковоносов – одного из видов летучих мышей. Разгадка проста: подковоносов из долин, вероятно, вытеснили расплодившиеся нетопыри, кормящиеся у фонарей. Другие ночные млекопитающие, в том числе пустынные грызуны, опоссумы и барсуки, с большей опаской выходят на поиски пищи в постоянное «полнолуние», вызванное искусственным освещением – ведь при свете они гораздо уязвимее для хищников. Выжить в сиянии огней. Некоторые «пересвеченные» пернатые, например дрозды и соловьи, начинают петь в неположенное время. Долгий искусственный день и сокращенная ночь побуждают многие виды птиц раньше начинать брачный период. Длиннее световой день – больше пищи успеешь съесть. Казалось бы, что плохого? Но это сдвигает сроки миграции перелетных птиц. Так, одна популяция малых тундровых лебедей, зимующих в Англии, нагуляла жир быстрее, чем обычно, и поэтому раньше же, чем обычно, отправилась в Сибирь. И откуда же было бедным птицам знать, что в Сибири для гнездовий еще слишком холодно? Морские черепахи предпочитают откладывать яйца на погрузившихся в темноту пляжах – но таковых они находят все меньше. Вылупившись, новорожденные черепашата должны ползти к морю, которым они инстинктивно считают более яркий горизонт. Но искусственное освещение дорог и отелей за пляжем сбивает их с толку, и в одной только Флориде ежегодно гибнут сотни тысяч черепашат! Лягушкам и жабам, живущим вблизи ярко освещенных магистралей, достается в миллион раз больше ночного света, чем выделила им предусмотрительная природа. Это нарушает чуть ли не все аспекты поведения земноводных – они даже перестают хором квакать по ночам во время брачного периода. Город под темным небом. Из всех видов загрязнений окружающей среды, со световым, вероятно, справиться легче всего. Введение несложных правил организации освещения приводит к немедленному сокращению количества изливаемого в атмосферу света. А зачастую – и к экономии энергии. Когда-то считалось, что световое загрязнение мешает только астрономам, которым нужно ясное ночное небо. И потому одна из первых попыток контроля светового загрязнения была предпринята полвека назад во Флагстаффе, штат Аризона, в интересах Лоуэлловской обсерватории, находящейся высоко в горах как раз над этим городом. С тех пор нормативы освещения во Флагстаффе стали еще строже, а в 2001 году ему, первому в мире, было присвоено международное звание Города под темным небом. Сегодня со световым загрязнением сражаются в самых разных местах земного шара. Многие города и даже целые страны, например Чехия, решили ограничить ненужное сияние. Большинству из нас, в отличие от астрономов, не требуется идеально темное ночное небо для работы – однако темнота так же важна для нашего здоровья, как и свет. Регулярная их смена определяет ритм нашей жизни. Однако последнее столетие мы ставим на самих себе затяжной эксперимент: удлиняем день, сокращаем ночь и заставляем организм отказываться от привычных реакций на свет. Эта взаимосвязь лишь начинает изучаться – но недавнее исследование уже дает основание предположить, что между повышением ночной освещенности и распространением рака груди существует прямая связь. Пусть пока световое загрязнение не выглядит особо опасным – но ведь, возможно, оно воздействует на людей не меньше, чем на лягушек, живущих в пруду рядом с шоссе. Этот вид загрязнения, в отличие от всех других, еще слишком мало изучен, чтобы осознавать масштабы последствий. Но можно сказать наверняка – он, как и любое загрязнение, нарушает экологическое равновесие на нашей планете.

Жизни и здоровью планеты, ее жителей угрожают и причиняют вред множество факторов. Световое загрязнение – результат воздействия (засвечивания) искусственными источниками освещения на ночное небо. Получаемый свет рассеивается в нижних атмосферных слоях. Вследствие этого происходит изменение биоритмов живых организмов.

Восемьдесят процентов жителей США и половина жителей Европы практически не видят Млечный Путь из-за засветки.

Явление светового загрязнения есть и на маленьком участке территории России.

Причины светового загрязнения

Световое загрязнение возникает в крупных и развитых городах. Причины светового загрязнения:

  • освещение улиц;
  • прожекторы;
  • рекламные биллборды с подсветкой.

Излучаемый свет устремляется или получает отражение вверх, из-за чего над городами образуются световые купола. Многие осветительные системы оснащены малоэффективными конструкциями. Это приводит к безрассудной трате энергии.

Содержащиеся в воздухе мельчайшие части пыли дополнительно преломляют свет, отражая и рассеивая его. Из-за этого видимая над землей газообразная оболочка, окружающая Землю, освещается сильнее.

Световое загрязнение – это неотъемлемая часть процесса индустриального развития.

Типы светового загрязнения

Световое загрязнение атмосферы бывает нескольких видов.

Нарушение освещения

Нарушение света – это распространенный сложный теоретический и практический вопрос комфортного состояния человека. Проникновение нежелательного света в жилища нарушает режим сна, и вносит дискомфорт в жизненный цикл. Разработаны показатели нормы для наружного освещения. Они отвечают за безопасность людей. Страны мира активно применяют их.

Основанная в Соединенных Штатах Америки некоммерческая организация (Международная ассоциация темного неба) составила свод правил для защиты ночной окружающей среды времени, и наследия темных небес от засветки.

Чрезмерное освещение

Необоснованное освещение влечет за собой неоправданный расход топлива (нефти). Причина этому – некорректный выбор лампочек, использование электричества при дневном свете, и применение косвенного (непрямого) освещения.

Яркий свет

Высокий уровень яркости света заставляет глаза постоянно напрягаться, и этим вызывает усталость. Человек становится рассеянным и теряет бдительность. Сильнее других от излишней яркости страдают люди преклонного возраста.

Попадание прямых солнечных лучей в глаза опасно временной или постоянной потерей зрения.

Водитель, ослепленный дальним светом автомобиля, движущего по встречной полосе, может потерять управление и стать участником и виновником аварии.

Световой беспорядок

Бесконтрольное использование световых объектов дезориентируют людей и провоцируют аварийные ситуации. Неграмотно разработанные схемы освещения автомобильных дорог угрожают безопасности участников дорожного движения.

Свечение неба

Такое явление наблюдается в многолюдных областях. Происходит рассеивание света из-за отражения от наружных сторон движимых и недвижимых объектов или направленности непосредственно в небо. Это вызывает световое загрязнение атмосферы.

Карта светового загрязнения

Специальные чертежи (карты светового загрязнения) звездного неба указывают места, наиболее подверженные световому загрязнению.

Карты засветки позволяют представить, что и где может увидеть астроном-любитель с учётом засветки от населённых пунктов и выбрать место для наблюдений, если есть машина.

Наблюдение за ночным небом может испортить облачная погода. Еще одно важное препятствие – это световое загрязнение. Эксперты нанесли на карту места, в которых городские огни не позволят насладиться звездами.

Последствия

Последствия светового загрязнения необратимы.

Влияние на здоровье человека и психологию

Исследования в области медицины обнаружили факт неблагоприятного воздействия загрязнения на физическое и психическое здоровье человека. Оно может проявляться переутомлением в профессиональной сфере, появлением головных болей и тревожных состояний, снижением стрессоустойчивости.

Кроме того, в исследование были включены результаты наблюдений за животными. Они показали, что от неизбежного света может зависеть настроение. Животные, которых будили в ночное время, теряли бдительность и находились в подавленном состоянии.

Проникновение света, даже не очень яркого, подавляет мелатонин – основной гормон, регулирующий циркадный ритм (биологические часы) живущих организмов. Это влечет за собой нарушение сна и гормональный сбой. Наименьшее влияние имеет только свет красного цвета.

Нарушения в экосистемах

Для активного образа жизни в ночное время человеку необходимо искусственное освещение. Но оно нарушает функционирование экосистем. В качестве примера можно рассмотреть пауков. Некоторые из них не испытывают дискомфорт от света ночью и даже используют его для плетения своих ловушек. Другие прячутся от такого освещения, как от явной угрозы.

Наградой за «смелость» членистоногим животным служит многочисленная мошкара, слетающаяся на свет фонарных столбов, и попадающая в хитрые ловушки. Происходит вмешательство в ночную жизнь природы. Оно приводит к изменениям в совокупности жизненных процессов, происходящих в организмах животных и растений.

Угроза нависает и над водными ресурсами планеты. Так световое загрязнение вблизи озер лишает зоопланктон возможности поедать водоросли. Как следствие – зацветание воды. На грани гибели оказываются прочие растения, живущие в озере. Значительно понижаются качественные характеристики воды.

Исследования в области раздела зоологии, изучающего насекомых, выявили сложность для ночных насекомых определять свое местоположение. Это затрудняет опыление растений и цветов, которые распускаются по ночам, и меняет экологию в целом.

Последствия в астрономии

Темное небо, не искаженное световым загрязнением, выглядит совершенно иначе, чем то, что мы можем наблюдать из места, где мы живем. Из-за небесного свечения искажается видимость тусклых объектов, так как между звездами снижается контраст. По этой причине строительство новых телескопов решено переносить в места, удаленные от городов.

А для визуального восстановления контраста специалистам по астрономии приходится применять широкополосные фильтры. Но у этих методов есть недостатки. Становится невозможным большое увеличение, так как уменьшается яркость объекта изучения. Устройство фильтров блокирует свет определенной длины волны.

Из-за этого изменяется цвет объекта. Как правило, он становится зеленым. Такие фильтры в основном работают на туманностях и редко на звездах. Поэтому при сильном загрязнении неба светом некоторые объекты теряются из видимости.

Загрязнение атмосферы

Световое загрязнение – это преграда для снижения в ночное время атмосферного смога, так как разрушительно воздействует на нитратные радикалы. К такому выводу пришли ученые Американского Геофизического Объединения, проводившие исследования по этой теме.

Уменьшение природной поляризации неба

Поляризованный лунный свет отвечает за навигацию представителей животного мира. При этом человек не может его видеть. Освещение городов снижает поляризацию света. Это может привести к дезориентации зверей. Таким образом происходят изменения в природных циклах.

Меры по снижению светового загрязнения

Международная ассоциация по борьбе со световым загрязнением предложила список рекомендаций для сведения к минимуму последствий и проблем светового загрязнения, и для сохранения ресурсов электроэнергетики:

Освещение улиц Установка датчиков движения, присутствия; отключение части осветительных приборов в определенное время по установленным таймерам
Контроль яркости Необходимо следить за тем, чтобы яркость приборов в соответствующих местах была не превышала нормы
Рациональность Освещение лишь необходимых объектов
На объекты, не нуждающиеся в освещении, не направляется световой луч
Контроль за нормативными показателями Минимизация синего цвета в спектре – цветовая температура не превышает 3000 К
Контроль за качеством приборов Специальная конструкция отражателя у светильников направляет поток света исключительно вниз
Правильное направление Свет не должен быть направлен в стороны или вверх

Гипотеза циркадианной деструкции

Научное утверждение о циркадианной деструкции предполагает нарушение эндогенного циркадианного ритма от воздействия освещения в темное время суток. Согласно этому, эпифиз (эндокринная железа, передающая информацию о световом режиме окружающей среды во внутреннюю среду организма) подавляет ночную секрецию мелатонина, в результате чего его концентрация в крови понижается. Это нарушает адаптацию к условиям внешней среды. У живого существа больше нет ощущения смены дня.

Эпифиз отвечает за:

  • регуляцию репродуктивной системы, сезонных и циркадианных ритмов организма;
  • защиту от антиоксидантов;
  • работу биологических часов;
  • профилактику опухолей.

Эпифиз вырабатывает гормон – мелатонин, который:

  • контролирует и нормализует обмен веществ;
  • снижает риск онкологических заболеваний;
  • продлевает жизнь.

Световое загрязнение грозит экологической системе постепенным полным разрушением. Оно воздействует на дикую природу, активизирующуюся в ночное время. Чересчур яркое освещение нарушает баланс и установленные правила сосуществования животных и растений. Нецелесообразно расходуются природные ресурсы неуклонно ведет к гибели планеты. Чтобы получить шанс на выживание и дать жизнь последующим поколениям, человек должен рационализировать потребление электроэнергии в ночное время.

Человечество может избавиться от этих проблем. Нужно донести общественности информацию о существовании доступных технологий.

Световое загрязнение как гигиеническая проблема Текст научной статьи по специальности «Математика»

©КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2015 УДК 614.78:535.21

Капцов В.А.1, Герасев В. Ф.2, Дейнего В.Н.2

СВЕТОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ КАК ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

‘ВНИИ железнодорожной гигиены Роспотребнадзора, 125438, Москва; 2ООО «Новые энергетические технологии», 117036, Москва

Массовое внедрение световых приборов по концепции «максимального освещения площади» и многоэтажная застройка городов привели к световому загрязнению, которое стало проблемой для астрономов, экологов и гигиенистов. Анализ современных световых приборов и установок показал, что около 30-45% светового потока становится световым загрязнением. Ночное освещение городов наносит как прямой, так и косвенный вред окружающей среде, приводит к излишним тратам энергии. Так, в США по причине избыточного освещения растрачивается около 2 млн баррелей нефти в день. Световое загрязнение влияет на гормональную систему человека, вызывая различные расстройства его здоровья, например, бессонницу и как следствие депрессию. Световое загрязнение через ганглиозные клетки сетчатки глаз влияет на синтез мелатонина шишковидной железой (эпифизом) и способствует ее кальцификации, что в значительной степени влияет на психику человека. В настоящее время во многих странах мира этой проблеме уделяется большое внимание на уровне государства путем отработки национальных документов и изменения концепции проектирования осветительных приборов и установок. Суть этой концепции — светить с заданным качеством света только в нужное место и в заданный промежуток времени. Это уменьшает световое загрязнение, экономит электроэнергию и повышает экологичность освещения. Приведен пример технического решения по уменьшению светового загрязнения при применении световой панели в виде градиентного световодного формирователя.

Ключевые слова: световое загрязнение; гормональный спектр; бессонница; оптимальные светильники. Для цитирования: Гигиена и санитария. 2015; 94(7): 11-15.

Kaptsov V. A.1 Gerasev V. F. 2, Deynego V. N.2 LIGHT POLLUTION AS THE HYGIENIC PROBLEM

Эволюция человеческой цивилизации сопровождается увеличением количества применяемых искусственных источников света от костра-лучины-свечи-ламп накаливания, люминесцентных ламп и светодиодных источников света. При этом увеличиваются площадь и объем пространства, засвеченного от этих источников света, что наглядно видно из космоса .

Первыми о световом загрязнении заговорили астрономы и предложили оценивать степень светового загрязнения по яркости звездного неба.

Световое загрязнение в значительной степени зависит от светотехнических характеристик светильника, спектра его света и от загрязнения атмосферы микро- и наночастицами пыли. Свет рассеивается от частиц в атмосфере, что и вызывает ее дополнительное свечение.

Для корреспонденции: Капцов Валерий Александрович, kapcovva39@mail.ru

Мы можем оценить вклад в искусственную яркость неба (световое загрязнение) по следующей формуле:

Vmag = 29 + 0,02г + 2,5 ^(г2/п),

где г — расстояние до города в км, п — число жителей (см. Климик В.У и соавт. В кн.: Атмосферная нестабильность и адаптивный телескоп. Ленинград: Наука; 1988: 122).

Площадь светового загрязнения больше, чем площадь города, оно накрывает город полусферой, засвечивая звездное небо и уменьшая поляризацию света небосвода, которая является навигационной координатной сеткой для многих насекомых.

Искусственное освещение наиболее интенсивно и чрезмерно в городских районах, в которых и отмечается наибольшее световое загрязнение. Лидером по уровню светового загрязнения в мире являются США, 2/3 насе-

Кроме искажения картины звездного неба, которое оказывает на человека огромное положительное эмоционально-психологическое воздействие, световое загрязнение приводит к нарушению биологических процессов в природе, цикла сна, а также к ненужным дополнительным расходам энергии и денег.

Проведенные в США исследования показали, что по причине избыточного освещения растрачивается 2 млн баррелей нефти в день, а от бессонницы страдает не только здоровье человека, но и его кошелек. При этом данное явление сулит убытки как отдельным гражда-

нам, так и государству в целом. Американские специалисты подсчитали, что из-за недостатка сна человек не может в полной мере справляться с возложенным на него объемом работ, а также пропускает около 2 нед в год по причине возникающих проблем со здоровьем, вызванных бессонницей .

Исследователи выяснили, что хроническое недосыпание способно привести к снижению годового уровня зарплаты простого американца на 2280 долларов. Сопоставив эту цифру с количеством людей, которые страдают бессонницей, ученые получили совершенно неожиданные данные — ежегодно бессонница «уводит» из экономики США 63 млрд долларов .

Власти Франции приняли решение ради экономии электроэнергии и сокращения светового загрязнения с 1 июля отключить ночную подсветку магазинов и офисных зданий. Об этом сообщают европейские издания со ссылкой на решение национального правительства. Со второго полугодия 2013 г. владельцы всех нежилых зданий должны выключать освещение через час после того, как помещение покинет последний сотрудник. Вся внешняя подсветка, а также витрины должны быть выключены к часу ночи по местному времени. При этом для основных достопримечательностей страны, включая Эйфелеву башню, сделано исключение. Местным властям также разрешено осуществлять освещение рождественских и других праздников. По словам министра охраны окружающей среды Дельфина Бато, которого цитирует Reuters, новые правила сделают Францию первой в Европе страной, работающей над предотвращением светового загрязнения, которое разрушает экосистемы и ведет к нарушению сна у людей. Министерство считает, что новый закон спасет около 2 тераватт-часов электроэнергии в год. Эта цифра эквивалентна годовому потреблению электроэнергии 750 000 семей. Кроме локальных примеров борьбы за темное ночное небо, в мире нарастает глобальное движение. К примеру, в Канаде правительство обязало владельцев небоскребов выключать служебное освещение зданий во время миграции перелетных птиц. В США вдоль побережья Флориды владельцы недвижимости обязаны выключать садовое освещение и завешивать окна специальными шторами, чтобы не сбивать с толку новорожденных морских черепашек. Ведь морские черепашки инстинктивно ощущают, что ночью океан более светлый, чем суша, и ползут на свет — на ярко освещенные городские улицы, где гибнут под колесами автомобилей, от голода, холода и нехватки влаги. Такие простые методы, как светонепроницаемые шторы и системы садового освещения с таймерами каждый год спасают тысячи морских черепашек.

Небольшой рекламный щит приводит к гибели около 350 тыс. насекомых в год. Сбитые с толку ярким светом, они бессмысленно кружат вокруг лампочек, разбиваются о стекло светильников или сгорают в жаре ламп. Искусственный свет вредит и другим ночным животным. К примеру, летучим мышам, рептилиям и ночным птицам. Он не позволяет им охотиться, сбивает с пути и даже негативно влияет на брачный инстинкт. Чрезмерно яркий свет мегаполисов сбивает с пути и перелетных птиц, которые погибают от нехватки пищи и холода, так и не найдя своего миграционного маршрута.

Коллективу биофизиков Массачусетского университета под руководством Стивена Репперта удалось идентифицировать белок, который делает плодовых мушек-дрозофил чувствительными к магнитному полю Земли.

Этот белок, названный криптохромом, обладает высокой светочувствительностью, реагирует на голубой участок спектра, а также на ультрафиолетовый свет. Криптохром был обнаружен в растениях, у насекомых и птиц. Световое загрязнение воздействует на криптохром, управляющий биологическими часами растений, животных, птиц и поведением насекомых.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

У человека основным регулятором биологических циклов является мелатонин, который синтезируется в эпифизе человека в ночное время. При световом загрязнении в ночное время процесс синтеза мелатони-на нарушается . Пока мы спим, мелатонин обеспечивает выполнение многих функций организма: он управляет эндокринной системой, оказывает влияние на иммунитет, его участие необходимо для правильного регулирования артериального давления, пищеварения и работы нейронов — клеток головного мозга. Но яркий свет перед отходом ко сну и во время сна нарушает выработку мелатонина, что чревато возможным развитием заболеваний.

Исследователи из Гарвардской медицинской школы в Бостоне (Harvard Medical School in Boston) доказали это, проведя специальное исследование. Они пригласили для участия в эксперименте 116 добровольцев в возрасте от 18 до 30 лет, которые на протяжении пяти вечеров по 8 ч в день подвергались воздействию света разной яркости в период, предшествовавший ночному сну, и во время сна. С помощью введенного внутривенного катетера у испытуемых каждые 30-60 мин проводился забор крови для определения уровня мелатонина. Установлено, что чем ярче свет, тем ниже уровень гормона, хотя наивысшее содержание мелатонина в крови должно быть в период от полуночи до 4 ч утра. Кроме того, наличие света во время сна снижало его содержание в крови. «Невинная привычка спать при включенном свете легко может обернуться стойкой гипертонией и появлением диабета 2-го типа», — предупреждает проф. Джошуа Гули (Joshua Gooley), руководитель эксперимента. Световое загрязнение через ганглиозные клетки сетчатки глаз влияет на синтез мелатонина шишковидной железой (эпифиза) и способствует их кальцификации, что в значительной степени может влиять на психику человека. Эпидемиолог Ричард Стивенс из министерства энергетики США обнаружил связь между раком молочной железы и световым загрязнением, темпы развития которого были значительно выше в промышленно развитых странах, где ночное освещение (загрязнение) интенсивнее, чем в развивающихся регионах. Отсутствие нормативных требований по световому загрязнению привело к тому, что при проектировании световых приборов и установок преобладает концепция «освещения максимальной площади «.

На рис. 1 представлена диаграмма относительного влияния светильника на световое загрязнение (свечение неба).

Световое загрязнение включает в себя такие эффекты, как блики света в окнах спальных помещений. соотношения полезного света и компонентов светового загрязнения показаны на рис. 2.

Свет в окна порождает световое загрязнение в жилых комнатах, что приводит к нарушению сна и как следствие к подавлению синтеза мелатонина. В июле 2010 г. Научно-исследовательский центр освещения политехнического института Rensselaer (Lighting Research Center Rensselaer Polytechnic Institute) провел исследование синтеза мелатонина в течение суток и во время сна в

Рис. 1. Диаграмма распределения светового потока современного светильника.

А — 180-100°- критическая область для свечения неба внутри городских районов; В — 100-95″ — значительный вклад в свечение неба, особенно в сельских районах; С — 99-90°- критическая зона для свечения неба в сельской местности, где она сильно зависит от аэрозольного рассеяния; D — 90-70°- значительный вклад в свечение неба, но отраженный свет, более вероятно, будет затруднен из-за зданий, деревьев и топографии; Е — 70-0° — идеальное распределение света.

условиях светового загрязнения спального помещения. Есть несколько видов бликов, худший из которых может привести к потере видимости от постороннего света, другие блики могут вызвать ощущение раздражения или даже боли, индуцированной чрезмерно яркими источниками света. Блики могут быть от уличных фонарей, прожекторов паркингов, освещения спортивных площадок, декоративных и ландшафтных светильников.

В СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» говорится, что уровни суммарной вертикальной освещенности (п.7.82) на окнах жилых зданий, создаваемые всеми видами установок наружного освещения, включая уличное, архитектурное, рекламное и витринное, не должны превышать значений, приведенных в таблице.

В целях ограничения засветки окон (п.7.84) следует применять светильники с ограниченными значениями силы света в направлении окон или светильники с экранирующими решетками.

Очевидны следующие методы уменьшения светового загрязнения:

— управление диаграммой силы света светильников для обеспечения четких границ между освещенным и неосвещенным пространством;

— управление световым потоком (силой света) светильника и продолжительностью освещения;

— управление спектром света светильников по законам его биологической адекватности времени суток и биоритмам окружающей флоры и фауны.

Одним из направлений уменьшения влияния светового загрязнения на окружающую среду является управление световым потоком .

С учетом сказанного выше коллектив авторов разработал новую концепцию проектирования светодиодных светильников с минимальным световым загрязнением. Суть этой концепции — светить нужно с заданным качеством света только в нужное место и в заданный промежуток времени. Для реализации этой концепции нами было разработано техническое решение, суть которого изложена в патенте .

1гиена и санитария 7/2015

Рис. 2. Пример полезного освещения и светового загрязнения от типичного наружного светильника.

Поскольку светодиоды являются идеальными точечными высоко- интенсивными источниками света, для них разработали вторичную оптику — световую панель в виде градиентного световодного формирователя (ГСФ). Светодиодный светильник с ГСФ-оптикой характеризуется низким фактором ослепления, повышенной освещенностью дорожного покрытия и низким «световым загрязнением».

Панель ГСФ в упрощенном варианте — плоский тонкий клин, с торца которого вводится свет от линейки светодиодов (рис. 3, а см. на 2-й стр. обложки).

Распространяясь вдоль ГСФ, луч света испытывает вблизи входного торца полное внутреннее отражение от плоских поверхностей ГСФ, при этом возбуждается большое число волноводных мод и свет равномерно распределяется по поперечному сечению панели. По мере распространения угол падения луча изнутри на поверхность ГСФ уменьшается и становится меньше угла полного внутреннего отражения, после чего луч за 2-3 отражения выходит из ГСФ. Различные области пучка конечной угловой апертуры от СИД-линейки выйдут в различных участках клина ГСФ, формируя несколько изображений линейки. Из-за аберраций каждое из изображений расплывается — увеличивается в размерах по сравнению с источниками — светящимися поверхностями самих СИД. На практике изображения СИД- линей-

Нормируемые значения вертикальной освещенности на окнах жилых зданий

Нормируемый показатель освещения проезжей части Вертикальная освещенность на окнах жилых зданий, лк, не более

средняя яркость, КД/м2 средняя освещенность, лк

0,4 6 7

0,6-1,0 15-20 10

1,2-2,0 20-30 20

ки на выходе ГСФ сливаются, и вся поверхность ГСФ, за исключением ее малой части вблизи торца с линейкой СИД, воспринимается как равномерно светящаяся (рис. 3, б см. на 2-й стр. обложки). Таким образом, яркость изображений источников, формируемых ГСФ, оказывается существенно ниже яркости исходных СИД, что, как показывают приведенные результаты, достаточно для выполнения количественных критериев фотобиологического воздействия : снижения фактора ослепления до приемлемой величины. Отсутствие диффузных рас-сеивателей в осветительных системах с ГСФ позволяет уменьшить «собственные» (т.е. без учета потерь на ввод излучения) потери в ГСФ до 2%.

Разработанные нами ГСФ сложнее, чем обычный плоский клин, так как они, помимо снижения фактора ослепления, должны формировать требуемую кривую силы света (КСС). Оказалось, что помимо высокой эффективности и низкого ослепления, эти светильники весьма экологичны: их КСС такова, что существенно снижает «световое загрязнение»: если такие светильники установить на улицах вблизи окон домов, они практически не засвечивают окна и не беспокоят находящихся в зданиях людей, освещают только нужную часть улицы и парка (рис. 4 см. на 2-й стр. обложки).

Конструкция в целом и отдельные элементы конструкции СИД светильников с ГСФ запатентованы в РФ и зарубежных странах, имеют сертификаты и призы международных выставок, в том числе золотую медаль выставки 1ЕКА 2011, Нюрнберг, 2011.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Выводы

1. В нормативных документах по светотехнике отсутствуют требования к светильникам по исключению светового загрязнения.

2. Световые загрязнения оказывают негативное влияние на биологическую среду и здоровье человека.

3.Применение светильников типа «ЭММИ» позволит снизить нагрузку светового загрязнения на биологическую среду и человека.

Литература (п. п. 1-3, 8 см. Referenees)

4. Дейнего В.Н., Капцов В.А. Гигиенические проблемы влияния светодиодного освещения на функции глаз человека. В кн.: Рахманин Ю.А., ред. «Научно-методологические и законодательные основы совершенствования нормативно-правовой базы профилактического здравоохранения: проблемы и пути их решения». Материалы пленума Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды Российской Федерации, 13-14 декабря 2012. М.; 2012: 103-4.

5. Дейнего В.Н. Презентация — доклад на пятое заседание Координационного совета Президиума Генерального совета Всероссийской политической партии «Единая Россия» по вопросам энергосбережения и повышения энергетической эффективности: «Некоторые аспекты негативного влияния света энергосберегающих и светодиодных ламп на глаза и здоровье человека». М.; 2013.

6. Дейнего В.Н., Капцов В.А. Свет энергосберегающих и светодиодных ламп и здоровье человека. Гигиена и санитария. 2013; 6: 81-4.

7. Дейнего В.Н., Капцов В.А. Современная парадигма восприятия света и гигиена зрения при светодиодном освещении. В кн.: Рахманин Ю.А., ред. «Приоритеты профилактического здравоохранения в устойчивом развитии общества: состояние и пути решения проблем «. Материалы пленума научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды 12-13 декабря 2013 года. М.; 2013: 97-9.

9. Герасев В.Ф., Семененко А.В., Сигалаев С.К., Алексахин А.Н., Проценко И. Е. Осветительный прибор. Заявка на патент РФ № 2011112325/07 от 31.03.2011; 2011.

10. Герасев В.Ф., Семененко А.В., Сигалаев С.К., Алексахин А.Н., Проценко И.Е. Световая панель с торцевым вводом излучения (варианты). Заявка на патент РФ № 2010150258/12 от 08.12.2010; 2010.

11. Алексахин А.Н., Проценко И.Е., Усков А.В. Оптика для светодиодного освещения, основанная на изогнутых клинообразных структурах. Электромагнитные волны и электронные системы. 2012; 17(1): 60-7.

Referenсes

4. Deynego V.N., Kaptsov V.A. Sanitary problems of influence of the LED lighting on the function of the human eye. In : Rakhmanin

8. Magill P.A., Richardson B. Shaping and Directing Light to Improve Efficiency. 2013.

>Световое загрязнение>1.Световое загрязнение
Подготовили ученики 9 “А” класса:
Сухаревский Всеволод
Власова Оксана

2.

Световое загрязнение
• осветление ночного неба искусственными
источниками света, свет которых
рассеивается в нижних слоях атмосферы.
Иногда это явление также называют
световым смогом.
>3.Причины
светового
загрязнения

4.

Основными источниками светового
загрязнения являются
• крупные города и промышленные
комплексы
• уличное освещение
• светящиеся рекламные щиты
• прожекторы.
>6.Световые купола
• Создаются большой частью
излучаемого света, направленной или
отражаемой наверх.

7.

• Эффект осветления неба усиливается
распространёнными в воздухе частицами пыли,
так называемыми аэрозолями. Эти частицы
дополнительно преломляют, отражают и
рассеивают излучаемый свет.

8.

• Световое загрязнение — сопровождающее
явление индустриализации и встречается
прежде всего в густо заселённых регионах
развитых стран.
> 9. Последствия светового
загрязнения

10.

• Чрезмерное ночное
освещение ведет к
перерасходу
электроэнергии и
увеличению
выбросов
парниковых газов. В
среднем, одна лампа
уличного освещения
потребляет 400 ватт,
таким образом, за 8
часов работы каждой
лампой расходуется
3,2 кВт·ч
электроэнергии.
> 11. Влияние на живые
организмы
• Искусственное осветление окружающей
среды влияет на цикл роста многих растений.

12.

• Распространённые источники белого света
с большим удельным весом голубого
света в спектре мешают ориентации
многих видов насекомых, ведущих ночной
образ жизни, а также сбивают с пути
перелётных птиц, старающихся облетать
очаги цивилизации. Согласно
наблюдениям, каждый уличный
светильник ежесуточно является причиной
гибели 150 насекомых. С учётом числа
светильников в одной только Германии
каждую ночь от них погибает более
миллиарда насекомых.

13.

• Не до конца исследовано воздействие светового
загрязнения на хронобиологию человеческого
организма. Возможны отклонения в
гормональном балансе, тесно связанном с
воспринимаемым циклом дня и ночи.

14.

• Морские черепашки, вылупившиеся на пляжах из
яиц, ползут по направлению к городу,
подталкиваемые инстинктом, который говорит
им, что там вода. Ведь если бы на берегу не
было города, то вода светилась бы сильнее
черного берега, отражая свет звезд и луны.
Приводит это к тому, что черепашки,
запутанные ярким светом фонарей, погибают на
городских магистралях от жажды и голода.
Кроме того, из-за чрезмерно яркого света
городов сбиваются с курса перелетные птицы,
что также приводит к их гибели.

15.

• Световое загрязнение в крупных городах
делает практически невозможным
астрономические наблюдения. Из-за
осветления неба видны только наиболее
яркие звёзды, и если при тёмном небе
человек невооружённым глазом может
увидеть до 2—3 тысяч звёзд, то, находясь в
городе или другом месте с ярким
искусственным освещением, часто не
насчитаешь их больше полусотни.

16.

• Световое загрязнение также сильно затрудняет
использование оптических телескопов. Принцип
работы телескопа заключается в том, что он
собирает свет звёзд и других объектов при помощи
линз или зеркал. При световом же загрязнении
телескоп собирает не только и даже не столько
звёздный свет, сколько свет фонарей, отражённый
и рассеянный водяным паром и пылью, которыми
наполнен воздух.

17.

• Кроме того, световое загрязнение

уменьшает контраст между небесными
объектами и самим небом. Это сводит на
нет многие преимущества телескопа и
вынуждает астрономов, как
профессионалов, так и любителей,
удаляться от любых поселений с их
искусственным освещением, в
незаселенные тёмные места, что часто
неудобно, или же использовать
светофильтры, уменьшающие (но не
преодолевающие) световое загрязнение.

18.

• Подсчитано, что 2/3 всего населения
Соединённых Штатов Америки вообще
не имеют возможности видеть звёзд.
• Есть также научные предположения,
что световое загрязнение является
одной из причин возникновения рака
молочной железы, который наиболее
распространён среди людей,
работающих в ночное время суток.
> 19. • Световое загрязнение может стать
причиной подавления мелатонина —
основного гормона эпифиза
человеческого мозга.

20.

Способы решения
проблемы
Справа налево: 1 — небо в дикой природе, 3 — небо в сельской
местности, 5 — небо в пригородной зоне, 7 — небо в
переходной зоне между пригородом и городом, 9 — небо в
городе.

21.

• экономия потребления
электроэнергии,
использование света
лишь по мере
необходимости и света
необходимой силы, не
допуская его
переизбытка,
использование
маломощных источников
освещения, таких как
люминесцентные
лампы.

22.

• Уровень светового загрязнения
необходимо ограничивать ещё на
стадии разработки проекта освещения,
не допуская избыточного освещения и
тщательно продумав вопросы
эффективности и необходимости
применения тех или иных световых
приборов.

23.

• не освещать места, не требующие этого, но
самое главное — освещать нужные площади
с умом, не «освещая Вселенную». Для этого
специалисты разрабатывают различные
системы уличного освещения. Например,
вместо обычного фонаря над дорогой, свет
которого отражается асфальтом обратно в
небо, использовать специальный, у
которого световой поток направляется
наоборот, вверх, затем отражается от
специального экрана и попадает только на
дорогу и никуда больше.

5. Световое загрязнение.

Световое загрязнение — осветление ночного неба искусственными источниками света, свет которых рассеивается в нижних слоях атмосферы. Иногда это явление также называют световым смогом.

Причины светового загрязнения

Основными источниками светового загрязнения являются крупные города и промышленные комплексы. Световое загрязнение создаётся уличным освещением, светящимися рекламными щитами или прожекторами. В Европе многие дискотеки направляют мощные пучки света в ночное небо.

Больша́я часть излучаемого света направляется или отражается наверх, что создаёт над городами так называемые световые купола. Это вызвано неоптимальной и неэффективной конструкцией многих систем освещения, ведущей к расточительству энергии. Эффект осветления неба усиливается распространёнными в воздухе частицами пыли, так называемыми аэрозолями. Эти частицы дополнительно преломляют, отражают и рассеивают излучаемый свет.

Световое загрязнение — сопровождающее явление индустриализации и встречается прежде всего в густо заселённых регионах развитых стран. В Европе около половины населения так или иначе регулярно сталкивается со световым загрязнением. Ежегодный рост светового загрязнения в разных странах Европы составляет от 6 до 12 %.

Последствия светового загрязнения

Световое загрязнение в Нью-Йорке

Пример светового загрязнения: слева — безоблачная ночь в национальном парке Глейшер (США), справа — облачная ночь в Берлине (Германия)

Световое загрязнение влияет на устоявшуюся экосистему и имеет многочисленные последствия.

Влияние на астрономические наблюдения

Наблюдение неба в телескоп ТАЛ-100 вдали от города

Световое загрязнение в крупных городах делает практически невозможным астрономические наблюдения. Из-за осветления неба видны только наиболее яркие звёзды, и если при тёмном небе человек невооружённым глазом может увидеть до 2—3 тысяч звёзд, то, находясь в городе или другом месте с ярким искусственным освещением, часто не насчитаешь их больше полусотни. Таким образом, из крупных городов можно наблюдать только яркие звёзды, луну и некоторые планеты (Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн), и становится очень сложно наблюдать объекты далёкого космоса: звёздные скопления, туманности, галактики и т. п. Кроме того, становится невозможным определять контуры созвездий, так как многие из них включают слабые звёзды. Вдобавок, яркий свет мешает адаптации человеческого глаза к темноте.

Световое загрязнение также сильно затрудняет использование оптических телескопов. Принцип работы телескопа заключается в том, что он собирает свет звёзд и других объектов при помощи линз или зеркал (это гораздо важнее увеличения). При световом же загрязнении телескоп собирает не только и даже не столько звёздный свет, сколько свет фонарей, отражённый и рассеянный водяным паром и пылью, которыми наполнен воздух. Кроме того, световое загрязнение уменьшает контраст между небесными объектами и самим небом. Это сводит на нет многие преимущества телескопа и вынуждает астрономов, как профессионалов, так и любителей, удаляться от любых поселений с их искусственным освещением, в ненаселенные тёмные места, что часто неудобно, или же использовать светофильтры, уменьшающие (но не преодолевающие) световое загрязнение.

Таким образом, световое загрязнение серьёзно не только мешает наблюдать астрономам-любителям, но и затрудняет работу астрономических обсерваторий (см., например, сайт Паломарской обсерватории в США, где есть также богатый материал, посвящённый световому загрязнению). Современные обсерватории строятся вдали от крупных поселений, чтобы избежать светового и атмосферного загрязнения. В некоторых регионах борьба со световым загрязнением ведётся на законодательном уровне.

Биологическое загрязнение.

● Проникновение (естественное или благодаря деятельности человека) в экосистемы видов организмов, чуждых данным сообществам и обычно там отсутствующих или присутствующих в незначительных количествах.

Виды

► Интродукция (расселение) и акклиматизация

► Микробиологическое загрязнение

Световое загрязнение

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *