ZNEČISTENIE SVETLA: VLASTNOSTI, PRÍČINY, ÚČINKY, RIEŠENIA - PROSTREDIE - 2025

Svetelné znečistenie je zásah do prírody umelých svetelných zdrojov spôsobujúcich negatívne dopady na živé bytosti alebo ovplyvňujúce ľudskej záujmy. Svetelnému znečisteniu sa venovala malá pozornosť, má to však vplyv na zmenu prirodzených cyklov svetlo-tma.

Ľudia už dlhú dobu využívajú noc na svoju činnosť, umelo osvetľujú, a preto ovplyvňujú prírodné prostredie. Povedomie o svetelnom znečistení sa objavilo až v 60. až 70. rokoch 20. storočia, keď o tom astronómovia varovali. Je to preto, že osvetlenie miest narúša pozorovania a merania z astronomických observatórií.

Svetelné znečistenie planéty Zem. Zdroj: Dominic Alves

Umelé svetlo sa šíri do okolia a vďaka svojim odrazovým a lomovým vlastnostiam končí okolitým priestorom. Odraz určuje, že fotóny (elementárne jednotky svetla) sa odrazia od povrchov a častíc, ktoré dopadajú.

Príčinou znečistenia svetla je vytváranie umelého svetla ľuďmi nad a bez kontroly. Rast ľudskej populácie a jej koncentrácia v mestských centrách vytvára tento rastúci dopyt po svetle.

Okrem toho, vedomie v bezvedomí, pokiaľ ide o kapacitu svetla ako znečisťujúcej látky, nevyžaduje primeranú kontrolu. Zle nasmerované pouličné osvetlenie, svetlé billboardy a nočná premávka motorových vozidiel vytvárajú prebytočné svetlo.

Znečistenie svetla sa líši v závislosti od typu lampy, ktorá ho generuje, pričom najviac znečisťujúce sú tie, ktoré poskytujú modrasto-biele svetlo. Ľahké znečistenie pri projektovaní do životného prostredia, napadnutie súkromných oblastí a oslňujúcich alebo neusporiadaných oblastí.

Podľa zdroja, ktorý ho emituje, dochádza k svetelnému znečisteniu z verejného alebo súkromného osvetlenia, reklám, svetlometov vozidiel a zábavných reflektorov.

Znečistenie svetla má nepriaznivé účinky na človeka zmenou ich biologických hodín. Toto ovplyvňuje zdravie tým, že spôsobuje nervové problémy, nespavosť a dokonca aj hormonálnu nerovnováhu.

Rovnako brzdí činnosť astronomických observatórií, pretože oslnenie miest bráni vnímaniu nočnej oblohy. To občanom zbavuje aj túto estetickú skúsenosť.

Na druhej strane ľahké znečistenie znamená plytvanie elektrinou, čo predstavuje ekonomické straty a plytvanie zdrojmi. Okrem toho sa v procese výroby tohto zbytočného svetla vytvorili ďalšie znečisťujúce látky, napríklad CO2.

Svetelné znečistenie má nepriaznivé účinky na prírodné ekosystémy a môže ovplyvniť sťahovavé vtáky, ako aj hmyz a žaby. Svetlo mení cestu k moru malých korytnačiek po vyliahnutí vajíčok na plážach.

Zmena denného cyklu vo všeobecnosti vedie k zmenám v správaní živých bytostí. Tieto zmeny majú vplyv na ich kŕmenie, rozmnožovanie a na vzťah predátora a koristi. Rastliny trpia zmenami vo fotoperióde (odozva na dennú noc) s dôsledkami na kvitnutie.

K najväčšiemu svetelnému znečisteniu na svete dochádza v rozvinutých krajinách a vo veľkých mestách. Hlavné zdroje svetelného znečistenia sú na východnom pobreží Spojených štátov amerických, Európy, severnej Indie, Taiwanu, Japonska a Číny.

Riešenia ľahkého znečistenia sú sociálne, právne a technické. Sociálne je potrebné vytvoriť povedomie o existencii tohto typu znečistenia a jeho účinkoch.

Z právneho hľadiska sa vyžadujú prísne zákony na reguláciu používania osvetlenia. Podobne je potrebné zakázať nadmerné svetlo nad horizontom a zabezpečiť vykonávanie primeraných technických opatrení.

Z technického hľadiska existujú osvetľovacie systémy, ktoré obsahujú vhodné žiarovky (monochromatické) a sú v správnej orientácii. Existujú tiež časovače, ktoré vám umožňujú regulovať čas osvetlenia.

vlastnosti

Svetelné znečistenie znamená umelé svetlo, ak je emitované nad alebo mimo rozsahu, v ktorom je funkčné. Charakteristiky rozptylu svetla, napríklad odraz, vytvárajú tzv. Svetelnú žiaru miest.

To znamená, že vyžarované svetlo sa odráža od povrchov a keď smeruje do atmosféry, odráža sa od atmosférických častíc, ktoré ho vracajú.

Bortleho stupnica temnoty na oblohe

John E. Bortle vytvoril v roku 2001 mierku (od 1 do 9) na meranie jasnosti nočnej oblohy. Úroveň 1 je najtmavšia obloha, ktorá sa dá pozorovať zo zeme, s najväčším počtom hviezd. Kým úroveň 9 zodpovedá nočnej oblohe pri pohľade z centra veľkého mesta, kde je vidieť málo hviezd.

príčiny

Základnou príčinou znečistenia svetla je emisia svetla umelým osvetlením. To je zase determinované radom ľudských potrieb, ktoré zahŕňajú:

- Povoliť nočné aktivity.

- Vytvoriť podmienky bezpečnosti občanov.

- Uľahčiť bezpečnosť cestnej premávky.

- Rozšíriť hospodársku činnosť.

- reklamné osvetlenie.

- Okrasné osvetlenie.

Táto emisia svetla môže spôsobiť znečistenie pôsobením troch hlavných faktorov:

Priame vydanie

Toto je primárny faktor znečistenia svetlom, pretože umelé svetlo sa vyžaruje do tmavého prostredia, aby ho osvetlilo. Vďaka svojej intenzite je silným zdrojom znečistenia a je zvyčajne viacsmerný.

Moderné mesto je zdrojom svetla vďaka kombinácii nespočetných zdrojov, ktoré zahŕňajú verejné a súkromné ​​osvetlenie. Patria sem pouličné a avenue pouličné lampy alebo žiarovky, svetlá v domácnostiach a budovách pre hospodársku činnosť, svetelné reklamy, billboardy a svetlomety vozidiel.

Toto vyžarované svetlo môže priamo pôsobiť na svoje znečisťujúce prostredie, keď je nasmerované na lokalitu živých bytostí. Podobne to môže urobiť sekundárne odrazom alebo lomom.

Odraz na osvetlených povrchoch

Vyžarované svetlo sa odráža na povrchoch urbanizovanej oblasti, ako sú ulice, budovy, značky a akýkoľvek objekt v jeho polomere. Keď sa fotóny zrážajú s týmito povrchmi, odrážajú sa v rôznych smeroch a vytvárajú svetelnú žiaru mesta.

Tento sekundárny faktor kontaminácie je však evidentne slabší ako prvý. V mestách, kde sú žiarovky správne nasmerované, je znečistenie spôsobené odrazom výrazne nízke.

Odraz atmosférických častíc

Nakoniec je vyžarované a odrážané svetlo nasmerované do atmosféry a tam sa zráža so suspendovanými časticami.

druhy

Znečistenie svetla sa dá klasifikovať rôznymi spôsobmi v závislosti od typu žiarovky, ktorá ho vyrába, jeho vlastností alebo zdroja, ktorý ho vytvára.

- Podľa typu žiarovky

Znečistenie svetla sa bude líšiť v závislosti od typu lampy, ktorá poskytuje svetlo. Monochromatické žiarovky, ako napríklad sodíkové žiarovky, budú menej znečisťujúce ako žiarovky bieleho svetla, ako sú žiarivky alebo niektoré LED.

- Podľa jeho charakteristík

Premietané svetlo

Je to rozptyl svetla, ktorý je rozptýlený a významne prispieva k oslneniu vyžarovanému mestskými centrami.

Invazívne svetlo

Je to vtedy, keď externý svetelný zdroj preniká do domov alebo oblastí, kde jeho funkcia osvetlenia nezodpovedá a stáva sa znečisťujúcou látkou.

Oslnenie alebo oslnenie

Nadmerné alebo náhle osvetlenie spôsobuje oslnenie chodcov a vodičov vozidiel a môže spôsobiť nehodu. Napríklad diaľkové svetlá vozidla.

Heterogénne osvetlenie alebo preplnenie

Sú to oblasti s nepravidelným osvetlením, s rôznymi zdrojmi svetla, ktoré spôsobujú dezorientáciu, zmätenosť, rozptyľovanie a stres. Napríklad veľký počet svetelných značiek a pouličného osvetlenia.

Podobne môžu byť pre úlohy, ktoré sa tam vykonávajú, prezentované oblasti s nadmerným umelým osvetlením.

- Podľa zdroja

Pouličné osvetlenie

Je to najväčší zdroj svetelného znečistenia, najmä ak nie je osvetľovací systém správne navrhnutý. Tento zdroj je zodpovedný za 40 až 60% svetelného znečistenia, a to difúziou premietaného aj invazívneho svetla.

Ľahké varovania

V niektorých veľkých mestách, ako je New York alebo Tokio, dosahuje tento svetelný zdroj vysokú mieru dopadu. Je to priama príčina kontaminácie difúziou premietaného a invazívneho svetla, pretože vyžaruje nad horizont.

Svetlomety vozidiel

Je to mobilný a variabilný zdroj av mestách s vysokým stupňom nočnej premávky sa stáva dôležitým faktorom znečistenia svetlom. V závislosti od typu svetlometu a ak nie sú splnené pravidlá pre jeho použitie, je príčinou znečistenia oslnením.

Súkromné ​​osvetlenie

Svetlá v domácnostiach, najmä v budovách vo veľkých mestách, vytvárajú značné svetelné znečistenie.

reflektory

Všeobecne je to zdroj bodového znečistenia svetlom, pretože sa jedná o reflektory používané pri verejných prehliadkach. Znečistenie nastáva difúziou premietaného a invazívneho svetla.

Efekty úpravy

Účinky svetelného znečistenia možno rozdeliť do troch širokých kategórií:

- Účinky na nočnú oblohu

Svetelné znečistenie spôsobené oslnením miest spôsobuje nočnú oblohu neviditeľnú. Hviezdy môžeme vidieť vďaka kontrastu ich jasu (vlastného alebo odrazeného) v kontexte nebeskej tmy.

Aspekt oblohy v noci so svetelným znečistením a bez neho. Zdroj: Jeremy Stanley

Odlesky miest zvyšujú jasnosť nebeského pozadia nad jasom hviezd, čo ich robí neviditeľnými.

- Účinky na ľudí a ich prostredie

Vniknutie vonkajšieho svetla

Vonkajšie osvetlenie v mestách často spôsobuje znečistenie svetlom napadnutím súkromia domov. Niekedy to môže byť prospešné, napríklad tým, že nám umožníme pohybovať sa v noci bez zapínania vnútorných svetiel.

Obmedzuje však ostatné okolnosti, v ktorých chcete zachovať temnotu bez toho, aby ste apelovali na zatvorenie okien.

Vplyvy na zdravie

Živé bytosti reagujú na cirkadiánne rytmy, to znamená fyziologické reakcie podľa definovaných období medzi 20 a 28 hodinami. Preto zmena cyklov svetla a tmy spôsobuje fyzické, mentálne a behaviorálne zmeny. Svetelné znečistenie spôsobuje vážne poruchy spánku, a teda aj správanie ľudí.

Melatonín je nočný sekrečný hormón produkovaný epifýzou, ktorý pomáha regulovať biologické hodiny a znižuje nočnú produkciu estrogénu.

Zistilo sa, že keď je ľudské telo vystavené umelému osvetleniu, drasticky sa znižuje produkcia melatonínu. Podľa štúdií (zatiaľ nepresvedčivých) by to mohlo zvýšiť riziko určitých typov rakoviny.

Francúzska národná agentúra pre bezpečnosť potravín, životné prostredie a prácu (ANSES) poukázala na ďalšie riziká svetelného znečistenia. Napríklad oxidačné napätie vyvolané v sietnici vysokým výskytom určitých typov osvetlenia (napr. LED).

Hospodárske vplyvy

Svetelné znečistenie je dôsledkom rozptylu rozptýleného svetla, z čoho vyplýva plytvanie. Vypočítal sa nárast najmenej o 20%, čo vedie k priamym ekonomickým stratám.

K odpadu, ktorý má za následok ľahké znečistenie, sa pripočítajú všetky ekonomické náklady spojené s jeho výrobou (zdroje a znečistenie z iných zdrojov).

Okrem toho ľahké znečistenie prinútilo vytvorenie astronomických observatórií na miestach vzdialených od obývaných centier. Tým sa zvýšili náklady na výstavbu a prevádzku, najmä v súvislosti s prepravou materiálu, materiálu a personálu.

Technické vplyvy

Astronómia bola ovplyvnená svetelným znečistením kvôli vyššie uvedeným účinkom na nočnú oblohu. V skutočnosti boli astronómovia prví, ktorí na to varovali, a vyvinuli takú mieru, aby ju mohli zmerať.

Tento index sa nazýva jasnosť nebeského pozadia a meria zvýšenie jeho jasnosti.

Estetické účinky

Každý, kto nikdy nebol ďaleko od mestských centier, nebol schopný úplne oceniť hviezdnu oblohu. Znamená to stratu významného estetického a emocionálneho zážitku, ktorý sa dá zažiť iba vtedy, ak sa podstatne vzdialime od miest.

Zohľadnite, že svetelné znečistenie vytvárané veľkými mestami sa tiahne desiatky kilometrov a spája sa so susednými mestami. Preto rovnaká hrozba pre našu nočnú krajinu a niektorí autori hovoria o kultúrnej strate „zážitku noci“.

- Účinky na prírodné ekosystémy a biodiverzitu

Cyklus dňa a noci s charakteristickými úrovňami osvetlenia riadil vývoj druhov. Preto prispôsobili svoje správanie tomuto cyklu v každom konkrétnom prostredí planéty.

zver

Divoké zvieratá sú ešte citlivejšie na vplyv svetelného znečistenia na ich biologické hodiny a etológiu (správanie). Druhy s nočnými návykmi, ako sú netopiere a niektorí obojživelníci, vidia svoje prostredie vážne ovplyvnené nočným osvetlením.

Keď zvieratá čelia neobvyklému osvetleniu, dobre sa prispôsobia buď odmietnutím alebo príťažlivosťou. V každom prípade to znamená zmeny v ich stravovacích, migračných, reprodukčných alebo predátorských vzťahoch.

Napríklad, keď liahne morských korytnačiek idú po vyliahnutí na more, stratia cestu k zdrojom svetla. Nočné dravce, ako sú sovy, vyžadujú, aby temnota detegovala a sledovala svoju korisť.

Druhy hmyzu a žiab sú priťahované svetelnými zdrojmi a v dôsledku toho klesá ich populácia. Preto veľmi osvetlené budovy v blízkosti prírodných oblastí majú negatívny vplyv na tieto organizmy.

Nezabúdajme, že druhy s aktívnym nočným cyklom sú dôležitou súčasťou živočíšnej ríše. Odhaduje sa, že približne 30% všetkých stavovcov a viac ako 60% bezstavovcov je nočných.

rastliny

Kvitnutie rastlín je proces určený interakciou genetických a environmentálnych faktorov, vrátane fotoperiódy. To znamená, že reagujú na denné a nočné trvanie a zmena týchto rytmov ovplyvňuje rozkvet určitých druhov.

Vzťah živých bytostí s cyklami svetla a tmy je natoľko relevantný, že motivoval rozvoj dvoch biologických disciplín. Jednou z nich je eskobobiológia, ktorá skúma vzťah medzi životom a temnotou. Druhou je chronobiológia, ktorá študuje biologické rytmy.

- Účinky na iné znečisťujúce látky

Kyslý dážď

Fotochemické účinky sú nevyhnutné pre určité procesy, ktoré sa vytvárajú v atmosfére. Napríklad radikály NOx v prítomnosti svetla vytvárajú kyseliny a v neprítomnosti svetla sa rozkladajú.

Preto nepretržité umelé osvetlenie zvyšuje produkciu kyselín, a tým aj kyslého dažďa. Odhaduje sa, že tento nárast dosahuje 5 až 7%.

Plyny so skleníkovým efektom

Ako sme už spomínali, keď hovoríme o ekonomickom účinku, asi 20% svetla sa premrhá na svetelné znečistenie. Má to však aj dôsledky na tvorbu ďalších znečisťujúcich látok, konkrétne na produkciu CO2.

Väčšina elektriny sa vyrába v termoelektrických zariadeniach a tieto emitujú CO2, ktorý je hlavným skleníkovým plynom a spôsobuje globálne otepľovanie.

Príklady miest so svetelným znečistením

Najvýraznejšími prípadmi ľahkého znečistenia sú veľké mestá rozvinutých krajín. Kvôli vysokej koncentrácii obyvateľstva a vysokej ekonomickej úrovni je zjavné prekročenie nočného osvetlenia.

Pokiaľ ide o svetové regióny, najväčšie znečistenie svetlom je v Severnej Amerike, Európe a Ázii.

Las Vegas (USA) v noci. Zdroj: EconomicOldenburger - Alles über den Las Vegas Strip

V Severnej Amerike vynikajú USA (najmä východné pobrežie), zatiaľ čo v Európe vynikajú Grécko, Malta a Španielsko av Ázii Japonsko, Taiwan a Čína. Na úrovni mesta v Spojených štátoch vynikajú Las Vegas a New York. Ďalšími významnými mestami sú Moskva, Valencia, Londýn, Rotterdam, Paríž, Hongkong a Tokio.

V týchto mestách je nočný život kvôli svojej veľkosti a sociálno-ekonomickej dynamike intenzívny a zvyšuje dopyt po osvetlení vo verejných a súkromných oblastiach. Rovnakým spôsobom dochádza k zvýšeniu premávky motorových vozidiel v noci a komerčnej propagácii prostredníctvom svetelných reklám.

Hong Kong

Vysoká hustota obyvateľstva a prosperujúce hospodárstvo robia z Hongkongu mesto s vysokou úrovňou svetelného znečistenia. Má viac ako tisíc mrakodrapov, čo spôsobuje, že niektorí ho považujú za mesto s najvyšším svetelným znečistením.

Tokio (Japonsko) v noci osvetlené. Zdroj: Moyan Brenn z Talianska

Podľa štúdie Tokijskej univerzity je noc v Hongkongu tisíckrát jasnejšia ako stanovený limit.

Las Vegas (USA)

Najväčším zdrojom príjmu v tomto meste je cestovný ruch spojený s hazardnými hrami, ktorý podporuje najväčšiu koncentráciu svetelných znakov na svete. Na druhej strane je bežné používať vysoko výkonné reflektory na priame osvetlenie oblohy.

New York (USA)

Toto je jedno z miest s najvyšším znečistením svetla na svete, najmä obchodná oblasť na Manhattane. Je zvláštne, že každoročne zomrie okolo 90 000 vtákov, keď sa zrazia s mrakodrapmi dezorientovanými intenzívnym osvetlením.

Valencia Španielsko)

Valencia je španielske mesto s najvyšším znečistením svetla a niektoré ho označujú za najväčšie v Európe. V roku 2007 toto mesto utratilo o 1,5 milióna eur viac ako Barcelona, ​​napriek tomu, že malo polovicu obyvateľov.

V súčasnosti sa však propaguje program, ktorý má nahradiť neefektívne pouličné lampy vo verejnom osvetlení, aby sa znížilo znečistenie svetla.

riešenie

Riešenia ľahkého znečistenia zahŕňajú sociálne, právne a technické opatrenia.

- Sociálnej

Je dôležité zvýšiť informovanosť o svetelnom znečistení, jeho dôsledkoch a riešeniach, aby občania získali podporu pri jeho kontrole. Vyžaduje sa podpora súvisiacich legislatívnych opatrení a racionálneho využívania osvetlenia v domácnosti a komunite.

- Právne

Existuje široká škála zákonných práv vrátane práv, ktoré musia byť chránené pred ľahkým znečistením. Od práva na ochranu videnia nočnej oblohy ako súčasti krajiny až po ochranu prírodných biotopov.

Preto je nevyhnutné, aby existovali zákony, ktoré upravujú používanie osvetlenia a obmedzujú znečistenie svetlom. To znamená, prostredníctvom nariadení stanoviť obdobia používania osvetlenia a zavedenie primeraného vybavenia na racionálne použitie svetla.

Obzvlášť dôležitý je zákaz emisie svetla nad obzorom, s výnimkou požiadaviek leteckej navigácie.

- Techniky

tímy

Existujú žiarovky s časovačom, ktoré umožňujú prispôsobenie osvetľovacích období na to, čo je nevyhnutne potrebné. Rovnakým spôsobom musia svietidlá presne zamerať svetlo na požadované oblasti a vyhnúť sa jeho rozptylu.

Z toho vyplýva primeraná konštrukcia osvetľovacieho systému a použitie vhodného vybavenia pre každý prípad. Osobitná pozornosť sa musí venovať sklonu, smeru, charakteristikám a typu svietidiel.

Aby svetlo nepresiahlo vodorovnú čiaru, existujú vhodné lišty, ktoré umožňujú, aby boli žiarovky sústredené smerom k zemi.

Typ svetla

Najmenej znečisťujúce svetlo je monochromatické, to je to, ktoré sa na rozdiel od bieleho svetla skladá z jednej vlnovej dĺžky (alebo z niekoľkých dĺžok). Ideálne sú sodíkové výbojky s nízkym tlakom (žlté svetlo), ktoré spôsobujú menšie znečistenie svetla spôsobujúce menšie rušenie.

územné

Územné vymedzenie územia je dôležité na základe jeho skutočných potrieb osvetlenia a jeho zraniteľnosti voči svetelnému znečisteniu. To umožňuje vytvorenie nariadení a iných technických opatrení vhodných pre každú oblasť.

Referencie

1. Buchiniz YN, Torre MG a Lepez HS (2010). Hodnota zdroja oblohy - nočná scéna a ľahké znečistenie. Ústna prezentácia. Tematická os vplyvu na životné prostredie, environmentálny kongres 2010, Národná univerzita v San Juane, San Juan, Argentína.
2. Chepesiuk R (2009). Chýba temnota. Účinky ľahkého znečistenia na zdravie. Perspektívy zdravia životného prostredia 117: 20-27.
3. Falchi F, Cinzano P, Elvidge CD, Keith DM a Haim A (2011). Obmedzenie vplyvu svetelného znečistenia na ľudské zdravie, životné prostredie a hviezdnu viditeľnosť. Journal of Environmental Management 92: 2714-2722.
4. González-Ríos I (2008). Ľahké znečistenie: dôsledky pre mestskú, verejnú a energetickú účinnosť. Reala 307: 27-65.
5. Herranz-Dorremochea C, Ollé-Martorell JM a Jáuregui-Sora F (2011). LED osvetlenie a problém znečistenia svetlom. Astronomy II Stage, No. 144: 36-42.
6. Hölker F, Wolter C, Perkin EK a Tockner K (2010). Ľahké znečistenie ako hrozba biodiverzity. Trends in Ecology & Evolution 25: 681–682.
7. Longcore T a Rich C (2004). Ekologické znečistenie svetlom. Predný Ecol. Environ. 2: 191-198.