ŠVIESOS UŽTERŠTUMAS: SAVYBĖS, PRIEŽASTYS, PADARINIAI, SPRENDIMAI - APLINKA - 2025

Šviesos tarša yra iš dirbtinių šviesos šaltinių, sukelia neigiamą poveikį, kad gyvos būtybės arba kurie turi įtakos žmogaus interesus pobūdžio trukdžių. Šviesos taršai buvo skiriama nedaug dėmesio, tačiau tai daro įtaką keičiant natūralius šviesos ir tamsos ciklus.

Žmonės ilgą laiką naudojo naktį savo veiklai, dirbtinai apšviesdami ir todėl darydami įtaką natūraliai aplinkai. Suvokimas apie šviesos užterštumą atsirado tik 60–70-aisiais (XX a.), Kai astronomai apie tai perspėjo. Taip yra todėl, kad miestų akinimas trikdo astronominių observatorijų stebėjimus ir matavimus.

Žemės planetos šviesos užterštumas. Šaltinis: Dominicas Alvesas

Dirbtinė šviesa išsisklaido į aplinką ir dėl savo atspindžio bei refrakcijos savybių ji gaubia aplinkinę erdvę. Atspindys lemia, kad fotonai (elementarūs šviesos vienetai) atšoka nuo paviršiaus ir dalelių, į kuriuos jie susiduria.

Šviesos taršos priežastis yra dirbtinės šviesos generavimas žmonių pertekliniu būdu ir be kontrolės. Žmogaus populiacijos augimas ir jo susitelkimas miesto centruose sukuria šią augančią šviesos paklausą.

Be to, nesąmoningumas dėl šviesos, kaip teršalo, galios, nereikalauja tinkamos jo kontrolės. Prastai nukreiptas gatvių apšvietimas, ryškios skelbimų lentos ir naktinis motorinių transporto priemonių eismas sukuria perteklinį apšvietimą.

Šviesos užterštumas skiriasi priklausomai nuo to, kokio tipo lempą jis sukuria, o labiausiai tarša yra tie, kurie skleidžia melsvai baltą šviesą. Šviesa teršiama, kai ji patenka į aplinką, įsiverždama į privačias zonas ir akinančias ar netvarkingas zonas.

Remiantis šaltiniu, kuris jį skleidžia, šviesos tarša atsiranda dėl viešojo ar privataus apšvietimo, reklamų, transporto priemonių priekinių žibintų ir pramoginių atšvaitų.

Šviesos tarša daro neigiamą poveikį žmonėms, pakeisdama jų biologinį laikrodį. Tai kenkia sveikatai, nes atsiranda nervų problemų, nemigos ir net hormonų pusiausvyros sutrikimų.

Taip pat tai trukdo astronominių observatorijų veiklai, nes miestų akinimas trukdo suvokti naktinį dangų. Tai taip pat atima iš piliečių estetinę patirtį.

Kita vertus, šviesos tarša reiškia elektros energijos švaistymą, kuris reiškia ekonominius nuostolius ir eikvoja resursus. Be to, gaminant švaistomą šviesą susidarė kiti teršalai, tokie kaip CO2.

Šviesos tarša daro neigiamą poveikį natūralioms ekosistemoms ir gali paveikti migruojančius paukščius, taip pat vabzdžius ir varles. Šviesa keičia mažų vėžlių kelią į jūrą, kai kiaušiniai perinami paplūdimiuose.

Apskritai, dienos ir nakties ciklo pasikeitimas sukelia pokyčius gyvų būtybių elgesyje. Šie pokyčiai turi įtakos jų šėrimui, dauginimuisi ir plėšrūnų bei grobio santykiams. Augalai patiria fotoperiodo pokyčius (atsakas į dienos ir nakties trukmę), o tai daro žydėjimą.

Didžiausia šviesos tarša pasaulyje yra labiausiai išsivysčiusiose šalyse ir dideliuose miestuose. Pagrindiniai šviesos taršos šaltiniai yra rytinėje Jungtinių Amerikos Valstijų pakrantėje, Europoje, šiaurės Indijoje, Taivane, Japonijoje ir Kinijoje.

Šviesos taršos sprendimai yra socialiniai, teisiniai ir techniniai. Socialiniu požiūriu būtina informuoti apie tokio tipo taršą ir jos padarinius.

Teisine prasme, norint reguliuoti apšvietimo naudojimą, būtini griežti įstatymai. Taip pat būtina uždrausti per didelę šviesą virš horizonto ir garantuoti tinkamų techninių priemonių įgyvendinimą.

Techniškai yra apšvietimo sistemų, kuriose yra tinkamos lempos (vienspalvės), taip pat tinkama kryptimi. Taip pat yra laikmačių, leidžiančių reguliuoti apšvietimo laiką.

charakteristikos

Šviesos užterštumas reiškia dirbtinę šviesą, kai ji skleidžiama didesniame nei už jos ribų veikimo diapazone. Šviesos sklaidos savybės, tokios kaip atspindys, sukuria vadinamąjį švytintį miestų švytėjimą.

Kitaip tariant, skleidžiama šviesa atsispindi nuo paviršių, o eidama į atmosferą ji atsimuša nuo atmosferos dalelių, kurios ją grąžina.

Bortle'o tamsos danguje skalė

Johnas E. Bortle'as 2001 m. Sukūrė skalę (nuo 1 iki 9), kad išmatuotų, koks ryškus naktinis dangus. 1 lygis yra tamsiausias dangus, kurį galima pastebėti iš žemės, kuriame yra daugiausiai žvaigždžių. Nors 9 lygis atitinka naktinį dangų, matomą iš didelio miesto centro, kuriame matyti nedaug žvaigždžių.

Priežastys

Pagrindinė šviesos taršos priežastis yra šviesos išmetimas per dirbtinį apšvietimą. Tai savo ruožtu lemia daugybė žmogaus poreikių, įskaitant:

- Leiskite naktinę veiklą.

- Sukurti piliečių saugumo sąlygas.

- Palengvinti transporto priemonių eismą.

- išplėsti ekonominę veiklą.

- reklaminis apšvietimas.

- Dekoratyvinis apšvietimas.

Šis šviesos skleidimas gali sukelti taršą dėl trijų pagrindinių veiksnių:

Tiesioginis leidimas

Tai yra pagrindinis šviesos taršos faktorius, nes dirbtinė šviesa sklinda į tamsią aplinką, kad ją apšviestų. Dėl savo intensyvumo tai yra galingas taršos šaltinis ir paprastai yra daugialypis.

Daugybė šaltinių, apimančių viešąjį ir privatųjį apšvietimą, yra modernus miestas. Tai apima gatvių ir prospektų gatvių lempas ar lempas, ekonominės veiklos namų ir pastatų žibintus, apšviestus ženklus, skelbimų lentas ir transporto priemonių priekinius žibintus.

Ši skleidžiama šviesa gali tiesiogiai paveikti taršą, kai ji nukreipta į gyvų būtybių buveinę. Panašiai jis gali tai padaryti antrą kartą, reflektuodamas ar refrakcionuodamas.

Apšviestų paviršių atspindys

Skleidžiama šviesa atsispindi urbanizuotos teritorijos paviršiuose, tokiuose kaip gatvės, pastatai, ženklai ir bet koks jo veikimo spinduliu esantis objektas. Kai fotonai susiduria su šiais paviršiais, jie atsispindi skirtingomis kryptimis ir sukuria šviečiantį miesto spindesį.

Tačiau akivaizdu, kad šis antrinis užterštumo faktorius yra silpnesnis nei pirmasis. Tiesą sakant, miestuose, kur tinkamai nukreiptos lemputės, taršos atspindžio poveikis yra labai menkas.

Atspindys atmosferos dalelėse

Galiausiai skleidžiama ir atspindėta šviesa nukreipiama į atmosferą ir ten ji susiduria su suspenduotomis dalelėmis.

Tipai

Šviesos užterštumas gali būti klasifikuojamas įvairiais būdais, atsižvelgiant į jį gaminančios lempos tipą, jo savybes ar šaltinį, kuris ją sukuria.

- Pagal lempos tipą

Šviesos užterštumas skirsis priklausomai nuo lempos, kuri teikia šviesą. Monochrominės lempos, tokios kaip natrio lempos, bus mažiau teršiančios nei baltos šviesos lempos, tokios kaip liuminescencinės lempos ar kai kurie šviesos diodai.

- Pagal savo savybes

Prognozuojama šviesos sklaida

Tai yra šviesos išsklaidymas, kuris yra išsklaidytas ir iš esmės prisideda prie miesto centrų skleidžiamo akinimo.

Invazinė šviesa

Išorinis šviesos šaltinis prasiskverbia į namus ar teritorijas, kur jo apšvietimo funkcija neatitinka, ir tampa teršalu.

Akinimas ar akinimas

Tai yra per didelis arba staigus apšvietimas, sukeliantis pėsčiųjų ir transporto priemonių vairuotojų akinius ir sukeliantis avarijas. Pavyzdžiui, tolimos transporto priemonės sijos.

Nevienalytis apšvietimas ar perpildymas

Tai yra zonos, kuriose apšvietimas netaisyklingas, su skirtingais šviesos šaltiniais, sukeliantys dezorientaciją, sumišimą, blaškymąsi ir stresą. Pavyzdžiui, daugybė šviečiančių ženklų ir gatvių apšvietimas.

Panašiai teritorijos, kuriose yra per daug dirbtinio apšvietimo, gali būti pateiktos ten vykdomoms užduotims.

- Anot šaltinio

Gatvių apšvietimas

Tai yra didžiausias šviesos taršos šaltinis, ypač kai apšvietimo sistema nėra tinkamai suprojektuota. Šis šaltinis sukelia 40–60% šviesos užterštumo, tiek skleidžiant numatytą, tiek invazinę šviesą.

Lengvi įspėjimai

Kai kuriuose dideliuose miestuose, tokiuose kaip Niujorkas ar Tokijas, šis šviesos šaltinis pasiekia aukštą dažnį. Tai yra tiesioginė taršos priežastis išsisklaidžiusios ir invazinės šviesos sklaida, nes ji sklinda virš horizonto.

Transporto priemonių priekiniai žibintai

Tai mobilus ir kintamas šaltinis, o miestuose, kuriuose intensyvus naktinis eismas, jis tampa svarbiu šviesos taršos veiksniu. Priklausomai nuo priekinio žibinto tipo ir nesilaikant jo naudojimo taisyklių, tai yra akinimo taršos priežastis.

Privatus apšvietimas

Namų, ypač didelių miestų pastatų, lempos sukelia didelę šviesos taršą.

Atšvaitai

Paprastai tai yra taškinės šviesos tarša, nes tai atšvaitai, naudojami viešose parodose. Tarša vyksta išsklaidytos ir invazinės šviesos sklaidai.

Efektų redagavimas

Šviesos taršos padarinius galima suskirstyti į tris dideles kategorijas:

- Poveikis naktiniam dangui

Miestų akinimo metu sukuriama šviesos tarša naktinį dangų daro nematomą. Žvaigždutes galime pamatyti dėl jų ryškumo (savo ar atspindėto) kontrasto dangaus tamsoje.

Dangaus aspektas naktį su šviesos užterštumu ir be jo. Šaltinis: Jeremy Stanley

Miestų šviesos spindėjimas padidina dangaus fono aiškumą virš žvaigždžių ryškumo, todėl jos tampa nematomos.

- Poveikis žmonėms ir jų buveinėms

Išorinės šviesos įsibrovimas

Miestų lauko apšvietimas dažnai užteršia namus, pažeisdamas namų privatumą. Kartais tai gali būti naudinga, pavyzdžiui, leisdami mums judėti naktį neįjungdami vidinių žibintų.

Tačiau tai riboja kitas aplinkybes, kai norite išlaikyti tamsą, nesikreipdami į uždarymo langus.

Poveikis sveikatai

Gyvos būtybės reaguoja į cirkadinius ritmus, tai yra, fiziologinius atsakus pagal apibrėžtus laikotarpius nuo 20 iki 28 valandų. Todėl keičiant šviesos ir tamsos ciklus atsiranda fizinių, psichinių ir elgesio pokyčių. Šviesos užterštumas sukelia rimtus miego sutrikimus, taigi ir žmonių elgesį.

Melatoninas yra kankorėžinės liaukos gaminamas naktinis sekrecijos hormonas, padedantis reguliuoti biologinį laikrodį ir mažinantis estrogeno gamybą naktį.

Įrodyta, kad kai žmogaus kūnas yra veikiamas dirbtinio apšvietimo, melatonino gamyba drastiškai sumažėja. Remiantis tyrimais (dar nepatvirtintais), tai gali padidinti tam tikrų vėžio rūšių riziką.

Savo ruožtu Prancūzijos nacionalinė sveiko maisto saugos, aplinkos ir darbo agentūra (ANSES) atkreipė dėmesį į kitus šviesos taršos pavojus. Pavyzdžiui, tinklainėje susidaro oksidacinis stresas, atsirandantis dėl tam tikro tipo apšvietimo (pvz .: LED).

Ekonominis poveikis

Šviesos užterštumas yra išsklaidyto šviesos pertekliaus padarinys, todėl jis yra švaistomas. Apskaičiuotas ne mažesnis kaip 20% padidėjimas, dėl kurio patiriama tiesioginių ekonominių nuostolių.

Prie atliekų, kurios sukelia nedidelę taršą, pridedamos visos su jų gamyba susijusios ekonominės išlaidos (ištekliai ir tarša iš kitų šaltinių).

Be to, šviesos tarša privertė įkurti astronomijos observatorijas vietose, esančiose toli nuo apgyvendintų centrų. Dėl to padidėjo statybos ir eksploatavimo išlaidos, daugiausia susijusios su medžiagų, atsargų ir personalo pervežimu.

Techninis poveikis

Astronomiją paveikė šviesos tarša dėl minėtų padarinių naktiniame danguje. Tiesą sakant, astronomai pirmieji apie tai perspėjo ir sukūrė mastą, kad galėtų tai išmatuoti.

Šis indeksas vadinamas dangaus fono skaistumu ir matuoja jo aiškumo padidėjimą.

Estetinis poveikis

Tas, kuris niekada nebuvo toli nuo miesto centrų, nesugebėjo iki galo įvertinti žvaigždėto dangaus. Tai reiškia, kad prarandama reikšminga estetinė ir emocinė patirtis, kurią galima patirti tik iš esmės nutolus nuo miestų.

Atsižvelkite į tai, kad didžiųjų miestų skleidžiama šviesos tarša tęsiasi keliasdešimt kilometrų ir jungiasi su kaimyniniais miestais. Todėl ta pati grėsmė mūsų naktiniam kraštovaizdžiui ir kai kurie autoriai kalba apie „nakties patirties“ kultūrinį praradimą.

- Poveikis natūralioms ekosistemoms ir biologinei įvairovei

Dienos ir nakties ciklas su jiems būdingu apšvietimu reguliavo rūšių evoliuciją. Todėl jie pritaikė savo elgesį tam ciklui kiekvienoje konkrečioje planetos aplinkoje.

Gyvūnai

Laukiniai gyvūnai yra dar jautresni šviesos taršos poveikiui jų biologiniam laikrodžiui ir etologijai (elgesiui). Naktinius įpročius turinčios rūšys, tokios kaip šikšnosparniai ir kai kurie varliagyviai, mato, kad jų buveinė yra rimtai paveikta naktinio apšvietimo.

Susidūrę su neįprastu apšvietimu, gyvūnai gerai prisitaiko arba atstumdami, arba traukdami. Bet kokiu atveju tai reiškia jų maitinimo, migracijos, dauginimosi ar plėšrūnų ir grobio santykių pokyčius.

Pvz., Kai jūrų vėžlių perukai po perėjimo eina į jūrą, jie praranda kelią į šviesos šaltinius. Naktiniams prievartautojams, tokiems kaip pelėdos, reikalinga tamsa, kad jie galėtų aptikti grobį ir sulaikyti jį.

Vabzdžių ir varlių rūšis traukia šviesos šaltiniai ir dėl to mažėja jų populiacija. Štai kodėl labai apšviesti pastatai šalia natūralių teritorijų daro neigiamą poveikį šiems organizmams.

Turėkime omenyje, kad rūšys, kurių aktyvus naktinis ciklas yra svarbi gyvūnų karalystės dalis. Manoma, kad apie 30% visų stuburinių ir daugiau nei 60% bestuburių yra naktiniai.

Augalai

Augalų žydėjimas yra procesas, kurį lemia genetinių ir aplinkos veiksnių, įskaitant fotoperiodą, sąveika. Tai yra, jie reaguoja į dienos ir nakties trukmę, o šių ritmų pasikeitimas turi įtakos tam tikrų rūšių žydėjimui.

Gyvų būtybių santykis su šviesos ir tamsos ciklais yra toks aktualus, kad paskatino vystyti dvi biologijos disciplinas. Vienas iš jų yra escotobiologija, tirianti gyvenimo ir tamsos santykį. Kita yra chronobiologija, tirianti biologinius ritmus.

- Poveikis kitiems teršalams

Rūgštūs lietūs

Fotocheminis poveikis yra būtinas tam tikriems atmosferoje vykstantiems procesams. Pavyzdžiui, NOx radikalai esant šviesai sukuria rūgštis, o nesant šviesai jie suyra.

Todėl nuolatinis dirbtinis apšvietimas padidina rūgščių gamybą ir dėl to rūgštį. Manoma, kad šis padidėjimas siekia nuo 5 iki 7%.

Šiltnamio efektą sukeliančios dujos

Kaip minėjome, kai kalbame apie ekonominį poveikį, apie 20% šviesos švaistoma ir virsta šviesos tarša. Tačiau tai taip pat turi įtakos kitų teršalų susidarymui, ypač gaminant CO2.

Didžioji elektros energijos dalis pagaminama termoelektrinėse ir išmeta CO2, kuris yra pagrindinės šiltnamio efektą sukeliančios dujos ir sukelia visuotinį atšilimą.

Šviesos užteršimo vietų pavyzdžiai

Ryškiausi šviesos taršos atvejai yra dideli išsivysčiusių šalių miestai. Dėl didelės gyventojų koncentracijos ir aukšto ekonominio lygio pastebimas naktinio apšvietimo perteklius.

Kalbant apie pasaulio regionus, didžiausia šviesos tarša yra Šiaurės Amerikoje, Europoje ir Azijoje.

Naktį Las Vegase (JAV). Šaltinis: „EconomicOldenburger“ - „Alles über den Las Vegas Strip“

Šiaurės Amerikoje išsiskiria JAV (ypač rytinė pakrantė), o Europoje išsiskiria Graikija, Malta ir Ispanija, o Azijoje - Japonija, Taivanas ir Kinija. Miestų lygiu JAV išsiskiria Las Vegasas ir Niujorkas. Kiti žymūs miestai yra Maskva, Valensija, Londonas, Roterdamas, Paryžius, Honkongas ir Tokijas.

Šiuose miestuose dėl savo dydžio ir socialinio bei ekonominio dinamiškumo naktinis gyvenimas yra intensyvus, todėl reikia apšvietimo poreikio viešosiose ir privačiose vietose. Lygiai taip pat padidėja motorinių transporto priemonių eismas naktį ir reklamuojama komercinė reklama.

Honkongas

Dėl didelio gyventojų tankio ir klestinčios ekonomikos Honkongas yra miestas, kuriame yra didelis šviesos užterštumas. Jame yra daugiau nei tūkstantis dangoraižių, todėl kai kurie žmonės jį laiko miestu, kuriame didžiausia šviesos tarša pasaulyje.

Tokijas (Japonija) apšviestas naktį. Šaltinis: Moyan Brenn iš Italijos

Tokijo universiteto tyrimo duomenimis, naktis Honkonge yra tūkstantį kartų šviesesnė už nustatytą ribą.

Las Vegasas (JAV)

Didžiausias pajamų šaltinis šiame mieste yra turizmas, susijęs su azartiniais lošimais, reklamuojantis didžiausią šviečiančių ženklų koncentraciją pasaulyje. Kita vertus, įprasta naudoti didelės galios atšvaitus, kad tiesiogiai apšviestų dangų.

Niujorkas (JAV)

Tai yra vienas iš miestų, kuriame yra didžiausia šviesos tarša pasaulyje, ypač komercinis Manhatano rajonas. Kaip keista, kasmet, susidūrę su intensyvaus apšvietimo sutrikdytais dangoraižiais, žūsta apie 90 tūkstančių paukščių.

Valensija, Ispanija)

Valensija yra Ispanijos miestas, kuriame daugiausiai užteršta šviesa, ir kai kurie jį laiko didžiausiu Europoje. 2007 m. Šis miestas išleido 1,5 milijono eurų daugiau nei Barselona, ​​nepaisant to, kad jame gyvena pusė gyventojų.

Tačiau šiandien skatinama programa, kuria siekiama pakeisti neefektyvius gatvių šviestuvus viešajame apšvietime, siekiant sumažinti šviesos taršą.

Sprendimai

Šviesos taršos sprendimai apima socialines, teisines ir technines priemones.

- Socialinis

Svarbu didinti informuotumą apie šviesos taršą, jos padarinius ir sprendimus, kad piliečiai palaikytų jos kontrolę. Reikia palaikyti susijusias teisines priemones ir racionaliai naudoti apšvietimą namuose ir bendruomenėje.

- Teisėta

Teisinių teisių yra įvairių, įskaitant teises, kurios turi būti apsaugotos nuo šviesos taršos. Nuo dešinės iki naktinio dangaus kaip kraštovaizdžio regėjimo apsaugos iki natūralių buveinių apsaugos.

Todėl būtina turėti įstatymus, reglamentuojančius apšvietimo naudojimą, ribojančius šviesos užterštumą. T. y., Per reglamentus nustatyti apšvietimo naudojimo laikotarpius ir racionalaus šviesos naudojimo tinkamos įrangos įdiegimą.

Ypač aktualus draudimas skleisti šviesą virš horizonto, išskyrus oro navigacijos reikalavimus.

- Technikos

Komandos

Yra lempų su laikmačiais, leidžiančiais apšvietimo periodus pritaikyti prie to, kas yra absoliučiai būtina. Tuo pačiu būdu šviestuvai turi nukreipti šviesą griežtai į reikiamas vietas ir vengti jos išsklaidymo.

Tai reiškia, kad reikia tinkamai įrengti apšvietimo sistemą ir kiekvienu atveju naudoti tinkamą įrangą. Ypatingas dėmesys turi būti skiriamas šviestuvų polinkiui, krypčiai, charakteristikoms ir tipui.

Kad šviesa neviršytų horizontalios linijos, yra tinkami bagetai, kurie lempas gali nukreipti į žemę.

Šviesos tipas

Mažiausiai teršianti šviesa yra vienspalvė, tai yra ta, kuri, priešingai nei balta šviesa, yra sudaryta iš vienos bangos ilgio (arba kelių ilgių). Idealios yra žemo slėgio natrio lempos (geltona šviesa), nes jos mažiau teršia, nes sukelia mažiau trikdžių.

Zonavimas

Teritorijos zonavimas yra svarbus atsižvelgiant į realius jos apšvietimo poreikius ir jautrumą šviesos užterštumui. Tai leidžia nustatyti kiekvienai sričiai tinkamus reglamentus ir kitas technines priemones.

Nuorodos

1. „Buchiniz YN“, „Torre MG“ ir „Lepez HS“ (2010). Dangaus išteklių vertė - naktinis vaizdas ir šviesos užterštumas. Žodinis pristatymas. Teminė kryptis Poveikis aplinkai, 2010 m. Aplinkos kongresas, Nacionalinis San Chuano universitetas, San Chuanas, Argentina.
2. „Chepesiuk R“ (2009). Trūksta tamsoje. Šviesos taršos poveikis sveikatai. Aplinkos sveikatos perspektyvos 117: 20–27.
3. „Falchi F“, „Cinzano P“, „Elvidge CD“, Keith DM ir Haim A (2011). Apriboti šviesos taršos poveikį žmonių sveikatai, aplinkai ir žvaigždžių matomumui. Aplinkosaugos vadybos žurnalas 92: 2714–2722.
4. „González-Ríos I“ (2008). Šviesos tarša: poveikis miesto, visuomenės ir energijos vartojimo efektyvumui. „Reala 307“: 27–65.
5. Herranz-Dorremochea C, Ollé-Martorell JM ir Jáuregui-Sora F (2011). LED apšvietimas ir šviesos užterštumo problema. II astronomijos etapas, Nr. 144: 36-42.
6. Hölker F, Wolter C, Perkin EK ir Tockner K (2010). Šviesos tarša kaip biologinės įvairovės grėsmė. Ekologijos ir evoliucijos tendencijos 25: 681–682.
7. „Longcore T“ ir „Rich C“ (2004). Ekologinė šviesos tarša. Priekinis „Ecol“. Aplinka. 2: 191–198.