Jak różne rodzaje światła wpływają na nasze zdrowie? Czym jest zanieczyszczenie światłem i czy możemy się przed nim uchronić? Dlaczego światło ledowe wpływa na nasz sen? - Stworzono źródło światła, którego nikt nie przebadał, a najgorsze jest to, że wycofano stare źródła światła. Zgodzę się, nie były one energooszczędne, bo w 90 proc. generowały ciepło, a tylko w 10 proc. światło. Jednak jak się obudziło w nocy, żeby skorzystać z toalety, to można było szybko powrócić do snu - mówi dr inż. arch. Karolina Zielińska-Dąbkowska z Wydziału Architektury Politechniki Gdańskiej. Rozmawialiśmy o obecnym stanie wiedzy dotyczącej zanieczyszczenia światłem i jak doniesienia naukowe mogą zmienić trendy w projektowaniu oświetlenia i wprowadzić ograniczenie. Naukowczyni jest autorką przeglądowego artykułu o zanieczyszczeniu światłem, jaki ukazał się w czasopiśmie naukowym "Science".
tak, to zwiększa atrakcyjność miejsc
35%
tak, ale tylko te najważniejsze
30%
nie, to zbędny wydatek, który prowadzi do zanieczyszczenia światłem
35%
Jak bardzo świat jest zanieczyszczony światłem?(
Dr inż. arch. Karolina Zielińska-Dąbkowska): W 2016 r. powstał nowy Nocny Atlas Świata (The New World Atlas of Artificial Sky Brightness) pokazujący zanieczyszczenie światłem sztucznym, który został przygotowany przez badaczy z Włoch za pomocą obrazów z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Okazało się, że 83 proc. ludzi na świecie żyje pod zanieczyszczonym niebem. Jeśli chodzi o Europę i Amerykę Północną, to mówimy o nawet 99 proc. Stwierdzono również, że przyrost roczny wynosi około 2 proc. Najnowsze analizy mówią jednak, że wcale tak nie jest, bo w poprzednim badaniu aparatura była skalibrowana na stare oprawy, a więc światło sodowe, które jest monochromatyczne i nie zawiera światła niebieskiego.
Tymczasem w tej chwili mamy źródła światła LED, mamy również lampy metalohalogenkowe, dlatego poprzedni obraz był po prostu nieprawdziwy. Wykonano korektę i okazało się, że jest dużo gorzej - szacuje się, że przyrost nie wynosi 2 proc - w niektórych miejscach to jest średnio na świecie 10 proc., a w innych aż 270 proc. To są niewyobrażalne dane - myśleliśmy, że
dynamika nie jest taka duża, a mamy ogromny problem.
Zanieczyszczenie światłem to termin, który dla wielu pozostaje cały czas egzotyczny.Definicja to w ogóle kłopotliwy temat. Międzynarodowa Komisja ds. Oświetlenia (CIE) wskazuje, że są to wszystkie niekorzystne skutki światła sztucznego. W tym zawarte jest wszystko i nic. W Polsce mamy wiele zwrotów - mówi się o smogu świetlnym, zanieczyszczeniu światłem czy o skażeniu światłem. Dwa lata temu wraz z prawniczką z
Uniwersytetu Gdańskiego opisałyśmy termin zanieczyszczenia światłem sztucznym w Przeglądzie Prawa Publicznego i mamy nadzieję, że zostanie to wykorzystane w polskim prawie. To w kwestii terminologii, natomiast w przypadku dokumentów, takich jak miejscowe plany zagospodarowania przestrzennego, temat w ogóle nie istnieje. Nie posiadamy w Polsce norm dotyczących zanieczyszczenia światłem sztucznym. Mamy tylko rozporządzenie z 2002 r., gdzie określono, że urządzenia oświetleniowe, takie jak reklamy, nie powinny być uciążliwe i że natężenie światła na elewacji, na której znajdują się okna, nie może przekraczać 5 lux w przypadku światła białego i 3 lux w przypadku światła kolorowego, źródło nie może też pulsować. Nic więcej.
To jest problem, bo na świecie są już kraje, takie jak Francja czy Słowenia, które mają konkretne regulacje prawne określające, co wolno i czego nie wolno, jaka powinna być temperatura barwowa światła i jakie jego natężenie. Czasami reguluje się to na poziomie krajowym, a czasami na poziomie lokalnym - jak w Wielkiej Brytanii i Niemczech. Pojawiły się również rekomendacje wspomnianej Komisji mówiące o porach, kiedy należy wyłączyć światło lub zredukować jego emisję.
Obecnie faktycznie jest taki trend, że wszystkie fasady "grają i śpiewają" i światło wertykalne, po prostu "ucieka" do góry i warto sobie zadać pytanie, czy każda mniejsza miejscowość musi wyglądać jak Times Square?
Czym jednak dokładnie jest zanieczyszczenie światłem i jak na nas wpływa?Są cztery elementy składające się na zanieczyszczenie światłem sztucznym. Pierwsze to miejska łuna świetlna - sytuacja, kiedy w mieście mamy oprawy skierowane w górę np. w przypadku oświetlenia fasad czy starych lamp ulicznych z kloszem, które uniemożliwiają między innymi obserwacje astronomiczne, ale też reklamy uliczne mogą być tutaj winowajcami. Mamy wtedy światło uciekające do atmosfery, które generuje łunę. Kiedyś ta łuna była pomarańczowa, bo używaliśmy na zewnątrz do oświetlenia ulicznego lamp sodowych, teraz są wprowadzane zimne LED'y i łuna zaczyna być biała. Kolejny element to emisja światła poza wyznaczone granice - mamy oprawę uliczną, która świeci prosto w okno, na nasz balkon czy do ogrodu. Trzeci element to zjawisko olśnienia, gdy mamy duży kontrast - idziemy np. ciemną uliczką i w oczy świeci nam lampa bez klosza powodująca duży dyskomfort. To kłopot zwłaszcza dla osób starszych, które mają problem ze wzrokiem i np. potem nie widzą chodnika i mają wypadek. Czwarte zjawisko to nagminne prześwietlenie - kiedy mamy więcej światła, niż byśmy potrzebowali.
W Gdyni biało, w Gdańsku cegły. Czemu te budynki tak się różnią?
W ostatnich latach odeszliśmy jednak od tradycyjnych żarówek. Jak to zmieniło sytuację?Na zewnątrz do iluminacji wykorzystywaliśmy wcześniej światło sodowe, monochromatyczne - o jednej barwie bez zawartości niebieskiej fali świetlnej. Potem zaczęto wprowadzać inne źródła światła np. lampy metalohalogenkowe, tam była już spora zawartość fali światła niebieskiego. W tej chwili stawiamy na LED'y i energooszczędność. W 2014 r. prof. Shuji Nakamura otrzymał wraz z zespołem nagrodę Nobla za stworzenie LEDów produkujących światło białe z niebieskich diod. Taki LED przykryty jest warstwę luminoforu np. fosforu, który świeci. Im cieńsza warstwa, tym więcej barwy niebieskiej będzie emitowane, a światło będzie wydawać się nam zimne. Im warstwa jest grubsza, tym bardziej światło jest żółte i wydawać się będzie wrażeniowo ciepłe.
W 2002 r. został wykryty nowy typ fotoreceptora w oku, tzw. trzeci fotoreceptor obok czopków i pręcików. Trzeci receptor to nic innego, jak komórki zwojowe w siatkówce wrażliwe właśnie na światło niebieskie w przedziale od 460 do 500 nm. Wiemy, że nasz zegar biologiczny nie odlicza dokładnie 24 godzin i każdy z nas ma swój indywidualny tryb - mówimy o sowach lubiących siedzieć po nocach czy o skowronkach wstających rano. Są różne typy chronobiologiczne, ale jest jeden czynnik, wspólny dla wszystkich, który resetuje nasz zegar biologiczny w odpowiedzi właśnie na niebieskie światło dziennie, gdy wystawieni jesteśmy na nie w porze rannej. Zerujemy i zaczynamy nowy dzień właśnie od fali niebieskiej.
Innymi słowy, nowe LEDy generują światło, które nas pobudza i uniemożliwia zdrowy odpoczynek?Niestety tak jest, jeśli będziemy je stosować w porze wieczornej. Jeśli śpimy w zamkniętym pomieszczeniu, gdzie dochodzi światło naturalne, to w lecie zwykle budzimy się wcześniej niż w zimie. Dotyczy to także osób niewidomych, dlatego że przez zamknięte powieki światło przechodzi właśnie do grupy trzeciego fotoreceptora, a potem przez nerw wzrokowy informacja przekazywana jest do mózgu. Wydzielany jest wtedy kortyzol, spada poziom melatoniny - nasz organizm budzi się do życia - wydzielają się soki trawienne, wzrasta temperatura ciała, tętno itd. W ciągu dnia ten
rytm nadal tak funkcjonuje, ale całkowicie zmieniliśmy kolejne 12 godzin po zachodzie słońca właśnie poprzez ekspozycję na światło sztuczne i to zarówno to zewnętrzne, jak i wewnętrzne. Nie mówimy bowiem tylko o ekspozycji na światło sztuczne na ulicy, jak wracamy do domy to świecą nam również lampy, świeci ekran komputera czy telefonu.
Poziom kortyzolu w naszym organizmie jest najwyższy rano, kiedy się budzimy, zaczyna powoli spadać, aby koło północy osiągnąć najniższa wartość. Podobnie jest ze światłem niebieskim - jest go najwięcej rano i osiąga maksimum koło godz. 12 i potem powoli spada. Gdybyśmy porównali stare żarówki wolframowe, to ich
spektrum byłoby dokładnie takie samo, jak spektrum zachodzącego słońca. Mamy w nich bardzo niewiele niebieskiej fali światła i dużo pomarańczowej i czerwonej. Przy LEDach zaś mamy szczyt fali niebieskiej i mało fali czerwonej i pomarańczowej, ponieważ ciepło powstające mogłoby uszkodzić elektronikę i chipy.
Jaki to ma wpływ na nasz organizm, oprócz tego, że nie możemy się wyspać?Badania wskazują, że zaburzenie tego cyklu wpływa na nasze zdrowie i rozwój chorób cywilizacyjnych. Przeprowadzono analizy dotyczące osób pracujących na zmiany również w nocy np. stewardesy czy pielęgniarki. Okazuje się, że kobiety były bardziej narażone na nowotwory piersi, a z kolei mężczyźni pracujący w fabrykach bardziej narażeni na nowotwory prostaty. Spanie w warunkach zanieczyszczenia światłem sztucznym ma wpływ na rozwój chorób układu krążenia, cukrzycy typu II, ale również otyłości czy depresji. To wszystko pokazuje, jak ważny jest sen. Co więcej, były prowadzone badania w czasie epidemii i okazuje się, że osoby pracujące na zmiany częściej chorowały na COVID-19, ponieważ ich układ odpornościowy był bardziej osłabiony.
W tym momencie od LEDów już nie uciekniemy.Trzeba powiedzieć, że stworzono źródło światłą, którego nikt nie przebadał, a najgorsze jest to, że wycofano stare źródła światła. Zgodzę się, nie były one energooszczędne, bo w 90 proc. generowały ciepło, a tylko w 10 proc. światło. Jednak jak się obudziło w nocy żeby skorzystać z toalety, to można było szybko powrócić do snu. To źródło świata nie wpływało na blokadę produkcji melatoniny, co widzimy w przypadku światła niebieskiego. Producenci również dostrzegają ten problem i zaczynają zmieniać swoją politykę dotyczącą nowych produktów. Wcześniej można było kupić tylko białe LEDy, w tej chwili mamy również coraz większy wybór ich temperatury barwowej, są bardziej ciepłe przy osiągnięciu tego samego poziomu wydajności świetlnej, która była kiedyś istotnym problemem.
Niedawno w Katalonii w Hiszpanii wprowadzono rekomendacje w przypadku zewnętrznych źródeł światła, aby były poniżej 2700 Kelvinów czy nawet 2200K. Wewnątrz również rekomenduje się światło ciepłe. Powinniśmy spać w kompletnej ciemności, a jak nie ma takiej możliwości, to np. nakładać maski na oczy. Nie unikniemy LEDów, ale możemy mówić o higienie, możemy wyłączyć telewizor czy telefon zanim udamy się na spoczynek. W niektórych ekskluzywnych hotelach, przy których pracują architekci światła, projektuje się oprawy oświetleniowe zamontowane na niskim poziomie np. pod toaletą czy pod łóżkiem z czujnikiem ruchu. Stosuje się również światło czerwone lub monochromatyczne, bursztynowe żeby nie zaburzać naszego cyklu okołodobowego.
Czy praca naukowców przekłada się na decyzje systemowe?W zeszłym roku Unia Europejska ogłosiła grant badawczy pt.: "Wpływ zanieczyszczenia światłem i hałasem na różnorodność biologiczną dotyczący zanieczyszczenia światłem sztucznym" i pierwszy raz użyto tej nazwy. Widać, że zauważono problem, a teraz są potrzebne badania, na podstawie których powstaną rekomendacje. W przypadku iluminacji zewnętrznych mamy już technologię, np. na zachodzie stosuje się sensory ruchu. Można zaprojektować taki system zwłaszcza na osiedlach mieszkaniowych, który redukuje do 20 proc. emisję światła w przypadku braku ruchu ze strony pojazdów, pieszych czy rowerzystów. Kiedy pojazd jedzie, to natężenie znowu wzrasta do 100 proc.
Wieża w krainie "Gry o tron" nagrodzona. Sukces absolwentki sopockiej uczelni
W przypadki tkanki miejskiej często widzimy podświetlone kościoły i obiekty historyczne. Obecnie faktycznie jest taki trend, że wszystkie fasady "grają i śpiewają" i światło wertykalne po prostu "ucieka" do góry i warto sobie zadać pytanie, czy każda mniejsza miejscowość musi wyglądać jak Times Square? Trzeba również się zastanowić, czy rzeczywiście o północy w miesiącach zimowych, ktoś przyjdzie oglądać podświetlony kościół. Francuzi jeszcze w latach 80. podświetlali każdy budynek w Paryżu, a teraz od tego odchodzą. W wielu miejscach Europy wyłączono oświetlenie miejskie w godzinach nocnych ze względu na pandemię, w niektórych miastach pozostawiono tę oszczędność do tej pory i pomiędzy godziną 1 a 5 w nocy nie ma nawet oświetlenie ulicznego.
Słyszałem argument, że ograniczenie oświetlenia nocą może prowadzić do wzrostu przestępczości. Były prowadzone badania w czasie pandemii i okazało się, że wcale tak nie jest. Światło paradoksalnie pomaga przestępcy, który widzi, co można ukraść. Studia przeprowadzone w Wielkiej Brytanii nie wykazały też wzrostu liczy wypadków samochodowych.
Czy zanieczyszczenie światłem wpływa tylko na człowieka?Wiemy, że flora i fauna również potrzebują ciemności. Zauważono, że kiedy mamy oprawę uliczną z ciepłym światłem obok drzewa, to to drzewo jesienią nie gubi liści - bo mówiąc wprost - myśli, że jest wiosna. Niedawno zauważono, że problem mają również świetliki, które już nie rozpoznają swoich partnerów w pomarańczowym świetle. Na Florydzie, tam, gdzie są plaże, powstają prywatne
apartamenty czy restauracje, które bardzo często są oświetlone. Problem w tym rejonie mają np. żółwie morskie - małe wykluwają się i mają genetycznie zakodowane, że muszą iść w stronę wody, od której odbija się światło księżyca czy gwiazd. To był zawsze najjaśniejszy
punkt na linii
horyzontu. W tej chwili te zwierzęta idą w drugą stronę i są łapane przez koty czy przejeżdżane przez samochody. Nie można zapomnieć o ptakach, które nawigują na podstawie frekwencji światła. W tej chwili ptaki mylą światło gwiazd czy księżyca z zimnym światłem LEDowym i uderzają w szyby przeszklonych wieżowców.
Architekci też nie są często bez winy. Hiszpański architekt Santiago Calatrava stworzył projekt mostu w Kalifornii przez rzekę Sacramento. Białe mosty to jest jego znak rozpoznawczy. Tymczasem okazało się, że po otwarciu konstrukcji w tym miejscu nie dopłynęły żadne pstrągi i ichtiolodzy wręcz się zastanawiali nad możliwą katastrofą chemiczną. Okazało się, że dopiero jak wyłączono oświetlenie, to ryby zaczęły migrować.
Coraz więcej wiemy o zanieczyszczeniu światłem, teraz przyszedł czas na działania?Istnieje świadomość zanieczyszczenia wody, powietrza i gleby oraz wpływu, jaki wywierają na całą biosferę, w tym ludzi, florę i faunę. Jednak sztuczne oświetlenie jako zanieczyszczenie było przez długi czas ignorowane i dopiero niedawno zostało uznane za potencjalne zanieczyszczenie. Wiąże się to z nową zmianą paradygmatu w oświetleniu zewnętrznym, które zapewnia odpowiedzialne oświetlenie zewnętrzne w nocy w celu ochrony Ziemi, a także przekształcenia istniejącego świata w zdrowsze środowisko. Ogromnym wyzwaniem dla realizacji powyższego celu jest umiejętne zaprojektowanie oświetlenia sztucznego, opartego na solidnych badaniach naukowych, tak aby zminimalizować negatywne aspekty oświetlenia zewnętrznego dla środowiska, zdrowia publicznego, dobrego samopoczucia i jakości życia.
Co mogliby robić włodarze miast, aby poprawić obecna sytuację?- Zastąpić nieefektywne oprawy oświetleniowe
- Wybrać oprawy oświetleniowe z odpowiednią optyką
- Wybrać źródła światła o odpowiednim spektrum
- Powszechnie wdrożyć inteligentne systemy sterowania oświetleniem sztucznym
- Zastosować w praktyce wytyczne i rekomendacje dotyczące redukcji światła natrętnego
- Zmniejszyć liczbę godzin oświetlenia dekoracyjnego w nocy (wpływ na dobry sen, migracja ptaków, ryb, nietoperzy itp.)
- Wdrożyć strategie i miejskie masterplany świetlne (z ang. urban lighting masterplans)
- Współpracować w powyższej tematyce z projektantami iluminacji zewnętrznych
W Gdyni biało, w Gdańsku cegły. Czemu te budynki tak się różnią?
Wieża w krainie "Gry o tron" nagrodzona. Sukces absolwentki sopockiej uczelni
W przypadki tkanki miejskiej często widzimy podświetlone kościoły i obiekty historyczne. 
Portal trojmiasto.pl nie ponosi odpowiedzialności za treść opinii. 
Filmy