Какое освещение полезно для здоровья. Вредны ли светодиодные лампы для здоровья? Отзывы специалистов

В настоящее время доказано повреждающее воздействие синего света на фоторецепторы и пигментный эпителий сетчатки

Солнечный свет — источник жизни на Земле, свет от Солнца доходит до нас за 8,3 мин. Хотя лишь 40% энергии солнечных лучей, попадающих на верхнюю границу атмосферы, преодолевают ее толщу, но и эта энергия не менее чем в 10 раз превышает ту, которая содержится во всех разведанных запасах подземного топлива. Солнце решающим образом повлияло на образование всех тел Солнечной системы и создало условия, которые привели к возникновению и развитию жизни на Земле. Однако длительное воздействие некоторых наиболее высокоэнергетичных диапазонов солнечного излучения представляет реальную опасность для многих живых организмов, в том числе и человека. На страницах журнала мы неоднократно рассказывали о том, с каким риском для глаз связано длительное воздействие ультрафиолетового света, однако, как показывают данные научных исследований, синий свет видимого диапазона также представляет определенную опасность.

Ультрафиолетовый и синий диапазоны солнечного излучения

Ультрафиолетовое излучение - это невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее часть спектральной области между видимым и рентгеновским излучениями в пределах длин волн 100-380 нм. Вся область ультрафиолетового излучения условно делится на ближнюю (200-380 нм) и далекую, или вакуумную (100-200 нм). Ближний УФ-диапазон, в свою очередь, подразделяется на три составляющих - UVA, UVB и UVC, отличающихся по своему воздействию на организм человека. UVC является наиболее коротковолновым и высокоэнергетичным ультрафиолетовым излучением с диапазоном длин волн 200-280 нм. UVB-излучение включает длины волн от 280 до 315 нм и является излучением средней энергии, представляющим опасность для органов зрения человека. Именно UVB способствует возникновению загара, фотокератита, в экстремальных случаях и заболеваний кожи. UVB практически полностью поглощается роговицей, но часть UVB-диапазона (300-315 нм) может проникать в глаза. UVA - это наиболее длинноволновая и наименее энергетичная составляющая ультрафиолета с диапазоном длин волн 315-380 нм. Роговица поглощает некоторое количество UVА, однако большая часть поглощается хрусталиком.

В отличие от ультрафиолета синий свет является видимым. Именно синие световые волны придают окраску небу (или любому другому предмету). Синий свет начинает видимый диапазон солнечного излучения - к нему относятся световые волны с длиной от 380 до 500 нм, которые имеют наиболее высокую энергию. Название «синий свет» в сущности является упрощенным, поскольку оно охватывает световые волны начиная от фиолетового диапазона (от 380 до 420 нм) и собственно синего (от 420 до 500 нм). Так как синие волны имеют наименьшую длину, они, согласно законам релеевского светорассеяния, наиболее интенсивно рассеиваются, поэтому значительная часть раздражающего блеска солнечного излучения обусловлена синим светом. Пока человек не достигает весьма почтенного возраста, синий свет не поглощается такими естественными физиологическими фильтрами, как слезная пленка, роговица, хрусталик и стекловидное тело глаза.

Прохождение света через различные структуры глаза

Наивысшая проницаемость коротковолнового видимого синего света обнаруживается в молодом возрасте и медленно сдвигается в более длинноволновый видимый диапазон по мере увеличения срока жизни человека.

Светопроницаемость структур глаза в зависимости от возраста

Вредное воздействие синего света на сетчатку

Вредное воздействие синего света на сетчатку было впервые доказано в разнообразных исследованиях на животных. Воздействуя на обезьян большими дозами синего света, исследователи Харверт и Перлинг (Harwerth & Pereling) установили в 1971 году, что это приводит к продолжительной утрате спектральной чувствительности в синем диапазоне, возникающей из-за повреждений сетчатки. В 1980-е годы эти результаты были подтверждены другими учеными, которые обнаружили, что воздействие синим светом приводит к образованию фотохимических повреждений сетчатки, в особенности ее пигментного эпителия и фоторецепторов. В 1988 году в опытах на приматах Янг (Young) установил взаимосвязь между спектральным составом излучения и риском возникновения повреждений сетчатки. Он продемонстрировал, что достигающие сетчатки различные компоненты спектра излучения опасны в разной степени, а риск поражения экспоненциально возрастает с увеличением энергии фотонов. При воздействии на глаза светом диапазона от ближней инфракрасной области и до середины видимого спектра повреждающие эффекты незначительны и слабо зависят от продолжительности облучения. В то же время было обнаружено резкое увеличение повреждающего воздействия при достижении длины светового излучения 510 нм.

Спектр светового повреждения сетчатки

Согласно результатам этого исследования при равных условиях эксперимента синий свет в 15 раз более опасен для сетчатки, чем весь оставшийся диапазон видимого спектра.
Эти данные были подтверждены другими экспериментальными исследованиями, в том числе исследованием профессора Реме, который показал, что при облучении глаз крыс зеленым светом не обнаружено апоптоза или других вызванных светом повреждений, в то время как наблюдается массовая апоптическая гибель клеток после облучения синим светом. В исследованиях было показано, что изменение тканей после длительного воздействия ярким светом было таким же, какое связывают с симптомами возрастной дегенерации макулы.

Кумулятивное воздействие синего света

Уже давно было установлено, что старение сетчатки непосредственно зависит от продолжительности воздействия солнечного излучения. В настоящее время, хотя и нет абсолютно четких клинических доказательств, все большее число специалистов и экспертов убеждены, что кумулятивное воздействие синего света является фактором риска развития возрастной дегенерации макулы (ВДМ). Для установления четкой корреляции были проведены широкомасштабные эпидемиологические исследования. В 2004 году в США были опубликованы результаты исследования «The Beaver Dam Study», в котором участвовали 6 тыс. человек, а наблюдения проводились на протяжении 5-10 лет. Результаты исследования показали, что у людей, которые летом подвергаются воздействию солнечного света более 2 ч в день, риск развития ВДМ в 2 раза выше, чем у тех, кто проводит летом на солнце менее 2 ч. Однако не было выявлено однозначной взаимосвязи между длительностью солнечного облучения и частотой обнаружения ВДМ, что может свидетельствовать о кумулятивном характере повреждающего воздействия света, ответственного за риск ВДМ. Было указано, что кумулятивное воздействие солнечного света связано с риском возникновения ВДМ, что является скорее результатом воздействия видимого, а не ультрафиолетового света. Предыдущие исследования не обнаружили взаимосвязи между кумулятивным воздействием UBA- или UVB-диапазонов, но была установлена взаимосвязь между ВДМ и воздействием на глаза синего света. В настоящее время доказано повреждающее воздействие синего света на фоторецепторы и пигментный эпителий сетчатки. Синий свет вызывает фотохимическую реакцию, продуцирующую свободные радикалы, которые оказывают повреждающее воздействие на фоторецепторы - колбочки и палочки. Образующиеся вследствие фотохимической реакции продукты метаболизма не могут быть нормально утилизированы эпителием сетчатки, они накапливаются и вызывают ее дегенерацию.

Меланин - пигмент, обуславливающий цвет глаз, поглощает лучи света, защищая сетчатку и препятствуя ее повреждению. Люди со светлой кожей и голубыми или светлоокрашенными глазами потенциально более подвержены развитию ВДМ, так как у них меньшая концентрация меланина. Голубые глаза пропускают во внутренние структуры в 100 раз больше света, чем глаза темной окраски.

Для профилактики развития ВДМ следует применять очки с линзами, отрезающими синюю область видимого спектра. При одинаковых условиях воздействия синий свет в 15 раз более опасен для сетчатки, чем остальной свет видимого диапазона.

Как защитить глаза от синего света

Ультрафиолетовое излучение невидимо для наших глаз, поэтому мы пользуемся специальными приборами - УФ-тестерами или спектрофотометрами для оценки защитных свойств очковых линз в ультрафиолетовой области. В отличие от ультрафиолетового синий свет мы видим хорошо, поэтому во многих случаях можем оценить, насколько наши линзы отфильтровывают синий свет.
Очки, получившие название блю-блокеры (blue-blockers), появились в 1980-е годы, когда результаты вредного воздействия излучения синего диапазона видимого спектра еще не были так очевидны. Желтый цвет прошедшего через линзу света свидетельствует о поглощении линзой сине-фиолетовой группы, поэтому блю-блокеры, как правило, имеют желтый оттенок в своей окраске. Они могут быть желтыми, темно-желтыми, оранжевыми, зелеными, янтарными, коричневыми. Помимо защиты глаз блю-блокеры значительно улучшают контрастность изображения. Очки отфильтровывают синий свет, в результате чего исчезает хроматическая аберрация света на сетчатке, что увеличивает и разрешающую способность глаза. Блю-блокеры могут быть окрашенными в темные тона и поглощать до 90-92% света, а могут быть светлыми, если поглощают только фиолетово-синий диапазон видимого спектра. В том случае, когда линзы блю-блокеров поглощают более 80-85% лучей всех фиолетово-синих фрагментов видимого спектра, они могут изменить цвет наблюдаемых синих и зеленых предметов. Поэтому для обеспечения цветоразличения предметов всегда необходимо оставлять пропускание хотя бы малой части синих фрагментов света.

В настоящее время в ассортименте многих компаний представлены линзы, отрезающие синий диапазон видимого спектра. Так, концерн « » производит линзы «SunContrast», которые обеспечивают увеличение контрастности и четкости, то есть разрешающей способности изображения за счет поглощения синей составляющей света. Линзы «SunContrast» с различными коэффициентами поглощения выпускаются шести цветов, среди которых оранжевый (40%), светло-коричневый (65%), коричневый (75 и 85%), зеленый (85%) и специально созданный для водителей вариант «SunContrast Drive» с коэффициентом светопоглощения 75%.

На международной оптической выставке «MIDO-2007» концерн « » представил линзы специального назначения «Airwear Melanin», которые избирательно отфильтровывают синий свет. Эти линзы выполнены из окрашенного в массе поликарбоната и содержат синтетический аналог природного пигмента меланина. Они отфильтровывают 100% ультрафиолетового и 98% коротковолнового синего диапазона солнечного излучения. Линзы «Airwear Melanin» защищают глаза и тонкую, чувствительную кожу вокруг них, при этом они обеспечивают естественную цветопередачу (на российском рынке новинка доступна с 2008 года).

Все полимерные материалы для очковых линз корпорации «HOYA», а именно PNX 1.53, EYAS 1.60, EYNOA 1.67, EYRY 1.70, отсекают не только ультрафиолетовое излучение, но и часть видимого спектра до 390-395 нм, являясь коротковолновыми фильтрами. Кроме того, корпорация «HOYA» производит по заказу широкий ассортимент линз «Special Sphere», повышающих контрастность изображения. К этой категории продукции относятся линзы «Office Brown» и «Office Green» - соответственно светло-коричневого и светло-зеленого цветов, рекомендуемые для работы с компьютером и в офисе в условиях искусственного освещения. Также в эту группу продукции входят линзы оранжевого и желтого цветов «Drive» и «Save Life», рекомендуемые для водителей, линзы коричневого цвета «Speed» для занятий спортом на открытом воздухе, серо-зеленые солнцезащитные линзы «Pilot» для занятий экстремальными видами спорта и темно-коричневые солнцезащитные линзы «Snow» для занятий зимними видами спорта.

В нашей стране в 1980-е годы были внедрены очки для оленеводов, представлявшие собой окрашенные линзы-фильтры. Из отечественных разработок можно отметить релаксационные комбинированные очки, разработанные компанией ООО «Алис-96» (патент РФ № 35068, приоритет от 27.08.2003) под руководством академика С. Н. Федорова. Очки обеспечивают защиту структур глаза от светового повреждения, провоцирования глазной патологии и преждевременного старения под действием ультрафиолетовых и фиолетово-синих лучей. Фильтрация лучей фиолетово-синей группы позволяет улучшить различительную способность при различных нарушениях зрения. Достоверно установлено, что у людей с компьютерным зрительным синдромом (КЗС) легкой и средней степени улучшается острота зрения вдаль, повышаются резервы аккомодации и конвергенции, устойчивость бинокулярного зрения, улучшается контрастная и цветовая чувствительность. По данным компании ООО «Алис-96», проведенные исследования релаксационных очков позволяют рекомендовать их не только для лечения КЗС, но и для профилактики зрительного утомления пользователям видеотерминалов, водителям транспорта и всем, кто подвергается воздействию высоких световых нагрузок.

Мы надеемся, уважаемые читатели, что вам было интересно ознакомиться с результатами научных исследований, связывающих длительное воздействие коротковолнового синего излучения с риском возникновения возрастной дегенерации макулы. Теперь вы сможете подобрать эффективные солнцезащитные и контрастные очковые линзы не только для улучшения контрастности зрения, но и для профилактики болезней глаз.

* Что такое возрастная дегенерация макулы
Это заболевание глаз, встречающееся у 8% людей в возрасте старше 50 лет и 35% людей старше 75 лет. Оно развивается, когда повреждаются очень хрупкие клетки макулы - зрительного центра сетчатки. Люди, страдающие этим заболеванием, не могут нормально фокусировать глаза на предметах, находящихся в самом центре поля зрения. Это нарушает процесс зрения в центральной области, жизненно важной для чтения, вождения автомобиля, просмотра телепередач, распознавания предметов и лиц. При высокой стадии развития ВДМ пациенты видят только благодаря своему периферийному зрению. Причины развития ВДМ обусловлены генетическими факторами и образом жизни - курением, пищевыми привычками, а также воздействием солнечного света. ВДМ стала основной причиной слепоты у людей старше 50 лет в индустриально развитых странах. В настоящее время от ВДМ страдают от 13 до 15 млн жителей США. Риск развития ВДМ в два раза выше у людей, подвергающихся среднему или продолжительному воздействию солнечного света по сравнению с теми, кто мало времени проводит на солнце.

Ольга Щербакова, Веко 10, 2007. Статья подготовлена с использованием материалов компании "Essilor"

В течение последних лет в средствах массовой информации периодически всплывает тематика воздействия синего света на человека и природу. По запросу «синий свет» поисковые системы на первых же нескольких страницах выдают заголовки вроде: «Синий свет мешает спать», «Защита глаз от синего света», «Синие светодиоды вредны для глаз», «Синий свет - опасность современного мира», и даже - «Убийственная способность синего света». Вызывает тревогу, не так ли? Но помимо этого в результатах поиска присутствуют и альтернативные, позитивно-настроенные заголовки: «Лечебные свойства синего света», «Терапия синим светом», «Синий свет бодрит лучше, чем кофе», «Синий свет улучшает мышление и внимание», и, даже, безапелляционно-решительный: «От синего света умнеют». Так есть ли повод для беспокойства или, как часто бывает в СМИ, проблема сильно преувеличена? В этой статье мы попробуем в этом разобраться.

Что же такое «синий свет»?

Видимый свет, который человек воспринимает глазом, это электромагнитное излучение в диапазоне от 380 до 760 нм. Излучение с длиной волны короче, чем 380 нм – ультрафиолетовое (УФ), с длиной волны больше, чем 760 нм – инфракрасное (ИК). Такое излучение человек увидеть не может, но может ощутить его воздействие иначе: инфракрасные лучи мы ощущаем как тепло, а ультрафиолетовые делают нашу кожу загорелой.

Рисунок 1. Виды электромагнитного излучения.

Синим светом принято называть коротковолновый участок видимого диапазона электромагнитного излучения с длинами волн от 380 до 500 нм. (Хотя, строго говоря, сюда входят не только синий, но и фиолетовый, и голубой свет). Чем меньше длина волны, тем более высокой энергией обладает такое излучение и тем больше оно рассеивается. Именно из-за рассеивания коротковолновых лучей, входящих в солнечный спектр, небо имеет сине-голубой цвет - он больше всего рассеивается в атмосфере.

Как человек воспринимает свет?

После того, как свет прошёл через зрачок и попал на сетчатку, он воспринимается особыми клетками – фоторецепторами, которые реагируют на него и через зрительный нерв посылают импульс в мозг. Чуть выше зрительного нерва находится жёлтое пятно (макула) - это место наибольшей концентрации светочувствительных клеток.

Рисунок 2. Устройство человеческого глаза.

Есть два типа фоторецепторов: палочки и колбочки. Палочки отвечают за ночное зрение и работают в условиях низкой освещённости, обладая очень высокой чувствительностью. При этом цветовое восприятие практически отсутствует -«ночью все кошки серы». Колбочки же обеспечивают «дневное зрение» и бывают трёх типов – восприимчивые к синему, красному или зелёному свету.

Рисунок 3. Спектральная чувствительность фоторецепторов дневного и ночного зрения.

Распределение типов колбочек по сетчатке неравномерно: «синие» колбочки находятся ближе к периферии, в то время как «красные» и «зеленые» распределены случайным образом. В результате суммы импульсов от трех видов колбочек человек «видит» определённый цвет. При этом ощущение одного и того же цвета может быть вызвано светом с различным спектральным составом (такое явление называется метамерией). Скажем, и солнечный дневной свет, и свет от люминесцентной или светодиодной лампы мы посчитаем одинаковым - белым. Хотя на самом деле спектр излучения здесь совершенно разный, у солнца - сплошной, а у газоразрядной лампы - линейчатый.

В чём же особенность восприятия именно синего света?

1.В первую очередь, из всего видимого спектра именно синий свет несёт наибольшую долю ответственности за фотохимические повреждения сетчатки глаза. Исследования, проводимые на животных и на клеточных культурах, показали, что облучение синим светом приводит к разрушению пигментного слоя и фоторецепторов сетчатки. Синий свет вызывает фотохимическую реакцию, продуцирующую свободные радикалы, которые оказывают повреждающее воздействие на фоторецепторы - колбочки и палочки. Образующиеся вследствие фотохимической реакции продукты метаболизма не могут быть нормально утилизированы эпителием сетчатки, они накапливаются и вызывают ее дегенерацию. С уменьшением длины волны излучения степень повреждений возрастает. Было доказано, что изменение тканей после длительного воздействия яркого синего света аналогично такому, какое связывают с симптомами возрастной дегенерации макулы. Стоит отметить, что с возрастом хрусталик человеческого глаза желтеет и меньше пропускает синий свет.
Таким образом, в группе риска, подверженной наиболее сильному повреждающему действию, оказываются:
дети и подростки (глаза десятилетнего ребёнка поглощают в 10 раз больше синего света, чем глаза 95-летнего старика);
люди с интраокулярными линзами (искусственным хрусталиком);
люди с высокой светочувствительностью, проводящие много времени в условиях яркого освещения с большим количеством синей составляющей в спектре (синий свет также излучают и мониторы компьютеров, экраны смартфонов и электронные дисплеи различных приборов).

2. Помимо риска повреждения сетчатки существует и ещё одна особенность синего света: в 1991 году были открыты особые светочувствительные ганглионарные (или «ганглиозные») клетки типа ipRGC (intrinsically photosensitive retinal ganglion cells). Эти клетки реагируют именно на коротковолновую, синюю часть видимого спектра с длиной волны от 450 до 480 нм. Таким образом, в сетчатке глаза существует третий тип фоторецептора, но импульсы от ганглионарных клеток не участвуют в восприятии цветовой картинки. Они выполняют другие очень важные задачи: отвечают за своевременное изменение размера зрачка (сужение/расширение) и управляют циркадными ритмами человека. Циркадные ритмы – это наши «внутренние часы», колебания интенсивности различных биологических процессов в организме, связанные со сменой дня и ночи.

Рисунок 4. Клетки сетчатки.

Главную роль в регуляции суточных ритмов играет гормон мелатонин. Он вырабатывается эпифизом только в темноте, поэтому его также называют «гормоном сна». А синий свет (цвет неба ясным днём) вызывает реакцию ганглионарных клеток, заставляя их блокировать выработку мелатонина, в результате человек чувствует себя бодрым и не хочет спать. Многочисленные исследования показали, что люди, подвергаемые облучению синим светом, показывают большую способность к концентрации внимания и быстрее принимают сложные решения, давая большее число правильных ответов в единицу времени. Доказано, что бодрящий эффект синего света превосходит даже действие кофе - известного способа привести себя в рабочее состояние рано утром. Известно об эффективности светотерапии в лечении таких заболеваний, как: сезонное аффективное расстройство («зимняя депрессия»), гериартрические расстройства сна, нарушение ритма сон-пробуждение у страдающих болезнью Альцгеймера и синдромом дефицита внимания и гиперактивностью.
Контроль секреции мелатонина - ключевой фактор в регуляции здоровья и циркадных ритмов человека. В ряде работпоказано, что люди, подвергающиеся воздействию светаночью (в особенностисинего света), имеют низкий уровень мелатонина иповышенную частоту развития различных заболеваний и расстройств, включаянарушения сна, психическиеболезни, неврологические болезни (болезнь Альцгеймера), сердечнососудистые заболевания, мигрень, ожирение, диабет, а также некоторые виды онкологических заболеваний, включая рак груди и простаты.

Отметим, что светодиодное освещение подавляет выработку мелатонина в пять раз эффективнее, чем освещение светильниками с натриевыми лампами при том же выходном световом потоке.

В спектре каких современных источников света присутствует синий свет?

В первую очередь, конечно же, синий свет присутствует в солнечном излучении. Утром и днём – в наибольшем количестве, вечером – в минимальном. Созерцание заходящего солнца совсем не вредно для глаз, а вот взглянув вверх в дневное время можно получить повреждение сетчатки. Но, как было упомянуто выше, для правильной работы организма человеку необходимо получать свою «порцию» уличного света, и для этого каждый день хотя бы 30 минут проводить вне помещения. Некоторые производители ламп даже специально добавляют синюю составляющую в свои источники света, позиционируя их как оптимальный аналог дневному солнечному свету (full-spectrumlamps).

Рисунок 5. Примерные спектры излучения солнца, лампы накаливания, люминесцентной лампы.

Рисунок 6. Примерные спектры излучения натриевой лампы низкого давления, натриевой лампы высокого давления, металлогалогенной лампы.

Рисунок 7. Примерные спектры излучения галогенной лампы накаливания, холодно-белого светодиода и тёпло-белого светодиода.

Лампы накаливания и галогенные лампы содержат очень мало синего в спектре, это можно заметить и визуально - их свет тёплый, желтоватого оттенка. Люминесцентные лампы обладают линейчатым спектром, в котором присутствует узкий пик в синем диапазоне. В излучении натриевых ламп высокого давления синяя составляющая практически полностью отсутствует, есть только пик в голубой области, ближе к зелёному. Белые светодиоды, в настоящее время производимые чаще всего по технологии «синий излучающий кристалл + люминофор», разумеется, имеют один из максимумов излучения в синей зоне – это излучение собственно кристалла. Его величина относительно второго, люминофорного пика тем больше, чем холоднее цветовая температура.

Каков опыт использования в уличном освещении белых светодиодов с высоким содержанием синего света в спектре?

Холодно-белые светодиоды (с Тцв от 4000 до 6500 К) более популярны в уличном освещении чем тёпло-белые, так как имеют больший световой поток при той же потребляемой мощности, а значит более эффективны и быстрее окупаются. Когда светодиодные светильники стали выпускаться в промышленных масштабах и цены на них снизились, стало экономически выгодно повсеместно их внедрять: во многих городах Европы, в США и в России были утверждены программы по замене светильников с ртутными и натриевыми лампами на современные светодиоды. В частности, в США установлено уже более 5.7 миллионов уличных светодиодных светильников и прожекторов, и их количество продолжает расти.

Однако, с открытием особенностей синего света помимо эффективного энергосбережения обнаружились и другие стороны холодно-белого светодиодного освещения. К примеру, в 2014 году в городе Дэвис, Северная Калифорния был принят план по замене 2600 шт. уличных 90 Вт натриевых светильников светодиодными. Предварительно были испытаны две модели светильника: со световым потоком 2115 лм (Тцв=4000 К) и с потоком 2326 лм (Тцв=5700 К). По результатам испытаний было решено выбрать вариант с Тцв 4000 К. Через пять месяцев после установки приборов в городской совет начали поступать отзывы местных жителей. В большинстве своём, они были негативными: люди сообщали что «свет слишком яркий», «слишком резкий» и «слишком блёский». Уже установленные светильники пришлось заменить на аналогичные, но с более тёплой цветовой температурой 2700 К.

Рисунок 8. Светодиодное освещение на улицах Бостона. (Фото: Боб О`Коннор).

Аналогичные проблемы возникли и у жителей Нью-Йорка, Сиэтла, Филадельфии, Хьюстона. Свет белых светодиодов визуально совсем не похож на свет уже ставших привычными натриевых ламп. Раздражающей «блёскости» холодно-белых светодиодовесть научное объяснение: дело в том, что глаз человека фокусирует лучи с различной длинойволны в различных фокальных плоскостях - на сетчатке, либо перед ней, либо за ней.

Рисунок 9. Различия в фокусировке света разных цветов.

Синий свет, как самый коротковолновый, фокусируется перед сетчаткой, а на самой сетчатке вместо точки (исходного объекта) получается пятно (размытое, нерезкое изображение). Большая степень размытости изображения означает снижение контрастности и четкости, снижение остроты зрения. А вот если убрать синий свет, а оставить только жёлто-зелёную и красную часть излучения, то картинка для глаза станет намного более чёткой, и разглядывать отдельные объекты будет легче. Например, снайперы и спортсмены для того, чтобы чётко видеть окружающие объекты, а значит быстрее и лучше ориентироваться в обстановке,используют очки с покрытиями, отфильтровывающими синий свет.

Рисунок 10. Работа фильтра, повышающего контрастность. Слева – через очки с фильтрующим покрытием, справа – без очков.

Ещё один аспект проблемы касается не людей, но представителей фауны: рассеянный в ночном небе синий свет создаёт избыточную яркость, что влияет на некоторые виды ночных животных и насекомых. В нескольких штатах США, в частности во Флориде пришлось законодательно утвердить перечень типов источников света, допустимых к использованию на прибрежных территориях. Морские черепахи, дезориентированные городским освещением, вместо того, чтобы ползти к морю (синий отражённый свет которого и должен их привлекать), направляются в сторону автомобильных дорог. Поэтому на побережьях рекомендовано использовать натриевые лампы либо янтарные светодиоды.

Что предпринимается в мире сейчас для решения проблемы синего света?

Обобщив накопленный опыт применения светодиодных источников света, в июне 2016 года Американская Медицинская Ассоциация (АМА) выпустила Руководство по повышению безопасности уличного освещения. Рекомендации, приведённые в нём, призваны помочь в выборе наиболее безопасных для здоровья людей (и окружающей среды) световых приборов. АМА полагает, что излучение светодиодов с большим содержанием синего света создаёт для водителей условия повышенной блёскости, что дискомфортно для глаз, снижает остроту зрения и может привести к аварийным ситуациям. А в случае использования в освещении дворов и придомовых территорий такие источники света могут быть причиной проблем со сном ночью, избыточной сонливости днём, как следствие - сниженной активности и даже ожирения.
Чтобы минимизировать негативные эффекты, АМА рекомендует:
использовать для освещения населённых пунктов светодиодные светильники с наименее возможным содержанием синего света (с Тцв не выше 3000К);
диммировать источники света в часы сниженной загрузки улиц;
использовать ограничители и защитные решётки, чтобы уменьшить количество искусственного света, попадающего в окружающую среду.
Приняв к сведению этот документ, в дополнение к просьбам горожан (150 обращений за прошедший год), Городской Совет Нью-Йорка постановил использовать светодиодные светильники более «тёплого» цвета, а также в отдельных районах уменьшить мощность световых точек.

Рисунок 11. Светодиодные светильники в Куинсе. (Фото:Сэм Ходжсон)

В Сан-Франциско также сделали выбор в пользу светодиодов с низкой цветовой температурой: в 2017 году 18500 уличных светильников с натриевыми лампами будет заменено на светодиодные модели с тёпло-белой цветовой температурой. На городском сайте можно увидеть подробную карту планируемой модернизации.

Рисунок 12. Онлайн-карта Сан-Франциско. Жёлтая точка – планируется к замене на светодиодный светильник, зелёная – уже заменён.

Производители световых приборов и компонентов не оставляют без отклика проблему синего света. Например, один из крупнейших производителей светодиодов компания Cree запустила в производство тёпло-белые светодиоды (Тцв=3000К) с таким же световым потоком, как и у холодно-белых светодиодов (Тцв=4000К). Технология состоит в добавлении к стандартному люминофорному холодно-белому светодиоду красного светодиода с высокой световой отдачей. Таким образом, в одном источнике света сочетаются комфортная для человека цветовая температура (как у натриевых ламп) с высокой световой отдачей и большим сроком службы. При этом количество синего света снижено с 30% (светодиоды 4000К) до 20% (3000К).
В ответ на пресс-релиз АМА, Департамент Энергетики США выпустил ответное послание , в котором напомнил, что проблема синего света касается не только светодиодов, но и других источников света. И не только их. Помимо воздействия от осветительных приборов человек испытывает влияние синего света и от многочисленной электроники. Экран монитора, телевизор, дисплей смартфона, электронная книга с подсветкой, панель управления автомагнитолой, индикаторные светодиоды бытовой техники - всё это синий свет. А что касается светодиодов, то эта технология благодаря своей гибкости и многовариантности как никакая другая позволяет добиться наилучших результатов в городском освещении, минимизировав негативные стороны. Светодиоды отлично диммируются, их световой поток регулируется от 0 до 100%. Может быть получено практически любое светораспределение, благодаря широкому разнообразию линз и отражателей. Комбинирование светоизлучающих кристаллов разных цветов с различными же люминофорами позволяет достигнуть нужного спектрального состава.
Несмотря на отдельные негативные моменты, люди в большинстве довольны светодиодным освещением и поддерживают модернизацию в этой области, ведь белые светодиоды продолжают оставаться самым энергоэффективным источником света и на сегодняшний день уже помогли сохранить немалые деньги. Проведя замену 150 тыс. городских светильников на светодиодные, Лос-Анджелес экономит в год 8 млн. долларов. Аналогичные меры в Нью-Йорке по замене 250 тыс. светильников сохранили городскому бюджету 6 млн. долларов по расходу электроэнергии и ещё 8 млн. долларов с обслуживания световых точек.

Рисунок 13. Замена натриевых ламп светодиодами. Лос-Анджелес, Хувер-стрит.

А что происходит в России?

На данный момент в Москве самая крупная система наружного освещения в мире. Это более 570 тысяч приборов, около 370 тысяч опор наружного освещения. Количество световых точек продолжает расти: только в 2012-2013 гг. в столице осветили порядка 14 тыс. дворов. Столичное правительство выделило в 2012–2016 гг. более 64 млрд руб. (в том числе более 15 млрд руб. – в 2016 г.) на подпрограмму «Развитие единой светоцветовой среды» городской коммунальной программы.
Летом 2016 года на Московском урбанистическом форуме руководитель Департамента топливно-энергетического хозяйства города Москвы Павел Ливинский рассказал о недавно принятом новом стандарте благоустройства.

Рисунок 14. Дискуссия «Функции света. Как освещение может преобразить жизнь города?» в рамках Московского урбанистического форума.

Стандарт будет применяться на улицах, во дворах и общественных пространствах Москвы. Он увязывает разнообразные варианты городских осветительных установок в единую концепцию, а так же в нём прописаны технические характеристики световых приборов, обеспечивающие максимальные энергоэффективность и качество освещения. В этом документе среди основных рекомендаций по источникам света указаны:
использование светодиодных и металлогалогенных ламп;
цветовая температура освещения – 2700-2800 градусов по Кельвину (К);
индекс цветопередачи Ra 80 и более. На пешеходных улицах и в зонах уличного фронта и общественного обслуживания индекс цветопередачи R9 (насыщенный красный) должен составлять >70;
класс бликования световых приборов G4 и выше.
Ливинский подчеркнул, что тёпло-белая цветовая гамма выбрана для городского освещения именно из соображений безопасности для зрения.

Заключение.

Синий свет присутствует в излучении многих источников света: солнце, люминесцентные лампы, ртутные лампы, металлогалогенные лампы, светодиоды. Чем выше цветовая температура - тем больше синего в спектре.

Результаты многочисленных исследований о вреде синего света на данный момент можно свести к следующему:

1. Неправильное использование источников света, имеющих в спектре синюю составляющую, людьми из групп риска по зрению теоретически может привести к ухудшению состояния сетчатки: нельзя смотреть прямо на источник света в течение длительного времени, стоит позаботиться о том, чтобы свет «не бил в глаза».

2. Вред для глаз здорового человека от регулярного пребывания в местах с искусственным освещением в нормальных условиях маловероятен.

3. Независимо от вида источников света, регулярное пребывание ночью на территории с искусственным освещением в течение длительного времени (например, работа в ночную смену либо вождение автотранспорта в тёмное время суток) может быть связано с нарушениями сна, пищеварения и психологическими проблемами.

Чтобы свести к минимуму влияние особенностей синего света, при проектировании установок наружного освещения следует: выбирать источники света тёпло-белого оттенка (с цветовой температурой от 2700 до 3000 К); выбирать светильники с наименьшей блёскостью; располагать их таким образом, чтобы максимальный процент светового потока попадал на освещаемую поверхность, а не в окружающее пространство.

При соблюдении этих условий будет обеспечен необходимый уровень освещённости с максимальным комфортом для зрения человека.

Технический консультант ООО «БЛ Трейд», Елена Ошуркова

Список литературы:

1. Artificial Lighting and the Blue Light Hazard, by Dan Roberts, Founding Director Macular Degeneration Support. Originally published on MDSupport, updated October 3, 2011.
2. Восприятие света как стимула незрительных реакций человека, Г.К. Брейнард, И. Провенсио, Светотехника№1, 2008.
3. Опасность синего света. HoyaVisionCare, Нидерланды. Вестник оптометрии №4, 2016.
4. Оценка влияния синего света на сон и бодрствование пожилых людей, Д. Скен, Университет Суррея, Великобритания, Светотехника №4, 2009.
5. Светотехника завтра: что самое «жгучее»? В. Ван Боммель, Нидерланды, Светотехника №3, 2010.
6. Влияние новых светотехнических приборов на здоровье и безопасность людей, Д.Х. Слайни, Светотехника№3, 2010.
7. Потенциальная опасность освещения светодиодами для глаз детей и подростков, П.П. Зак, М.А. Островский, Светотехника №3, 2012.
8. Спектры излучения светодиодов и спектр для подавления секреции мелатонина, Бижак Г., Кобав М.Б., Светотехника№3, 2012.
9. Retinal damage induced by commercial Light Emitting Diodes (LED), ImeneJaadane, Pierre Boulenguez, et al.
10. Davis, CA LED street retrofit, volt.org
11. LED Streetlights Are Giving Neighborhoods the Blues, Jeff Hecht,22 sent. 2016, spectrum.ieee.org
12. New York’s LED Streetlights: A Crime Deterrent to Some, a Nuisance to Others, Matt A.V. Chaban, July 11, 2016, nytimes.com
13. Doctors issue warning about LED streetlights, Richard G. Stevens, June 21, 2016 edition.cnn.com
23. Архитектурная подсветка помогает продавать недвижимость в Москве, Марина Дыкина, 19 сентября 2016,

В 80-х годах ХХ века, когда персональные компьютеры только начинали широко использоваться, главной проблемой было мощное излучение. Первые мониторы выплескивали целый шквал рентгеновских лучей, электромагнитных полей низких и высоких частот. На фоне всеобщей паники родители не переставали нас ограничивать в работе за ПК, мотивируя все тем же излучением, которое производителям давно удалось решить. Даже было доказано, что современные компьютер не опасней телевизора. Измерения показали, что обычный электрический кабель, около рабочего стола, дает большее излучение, чем монитор.
Все дружно выдохнули с приходом LCD/TFT мониторов, — ни какого облучения, все счастливы, и могли спокойно объяснить родителям что не стоит больше волноваться.
Однако современные мониторы, телефоны, и прочие бытовые и осветительные приборы не менее опасны и излучают уже не электромагнитные поля, а лучи видимого спектра. Для глаз фиолетово-синяя область лучей (коротковолновая), является наиболее вредной. Ежедневное многочасовое пребывание за компьютером вызывает развитие глазных заболеваний, усталость глаз, головные боли, и нарушение сна, а в последствии и нарушению психики, именно из-за непрерывного воздействия квантов фиолетового и синего излучения, поскольку они ближе к ультрафиолетовой части спектра.
Мечта Накамура

В настоящее время синие светодиоды окружают нас везде. Первые рабочие синие светодиоды были разработаны японским ученым Shuji Nakamura, который исследовал чужие (закрытые как тупиковые) работы в этом направлении.

Накамура выстроил новую технику для изготовления светодиодов, а не использовал расширенные процессы, которые уже использовались для красных и зеленых светодиодов.
Таким образом ранние этапы создания светодиодов требовали очень дорого производственного процесса.

Когда Синие диоды стали появляться в продуктах, они быстро обрели популярность в промышленном дизайне. Каждый дизайнер хотел использовать синий светодиод, поскольку это был совершенно новый «свежий» цвет придающий продуктам высокотехнологичный вид. Позже «Синий свет» подешевел, и гонка продуктов за внимание покупателей сошла к минимуму, и вход пошла игра повышенной интенсивности синего светового эффекта.

Вы спросите а в чем разница? свет просто свет, и не важно какого он цвета.

На самом деле, синий свет вызывает большее зрительное напряжение и усталость, чем другие цвета. Он намного сложнее для человеческого глаза, затрудняет сосредоточение, отбрасывает больше бликов и ослепляющих эффектов. Он также влияет на внутренние биологические часы человека, а в последствии и на нарушение сна. Многие исследователи считают, что даже очень незначительный уровень синего света во время сна может ослабить иммунную систему и иметь негативные последствия для здоровья.
Наши глаза и мозг имеют множества проблем с синим светом

Эти проблемы просто побочные эффекты эволюции которая адаптировала нас к натуральному окружение нашей планеты.
Синий ярче в темноте

Помимо того, что синий диод сам по себе ярче в 20 раз, чем красный или зеленый, он выглядит еще ярче для нас в ночи, и создает иллюзию менее яркого окружающего света вокруг источника, так называемый Феномен (Сдвиг) Пуркинье который происходит по причине повышенной чувствительности колбочек в наших глазах к сине-зеленому свету.

Практическим примером Феномена Пуркинье может стать:
Прикольная синяя лампочка питания на Телевизоре может привлечь ваше внимание и позволить купить именно этот ТВ. Но привезя его домой и включив любимый канал ночью эта же самая лампочка питания станет для вас раздражающе яркой, и мешающей просмотру. Или же обычная музыкальная колонка стоящая возле монитора.
Cиний ярче в периферийном зрении

Сдвиг Пуркинье также заметен в нашем периферийном зрении, в условиях низкой освещенности, поскольку на краю сетчатки глаз колбочек намного больше чем по центру.
Синий препятствует четкости зрения

Это происходит потому, что фиолетово-синие (коротковолновые) лучи не доходят до сетчатки глаза в полном объеме – они попросту рассеиваются в воздухе. В зрачке же полностью преломляются только желтые и зеленые (длинноволновые) лучи. В результате такой неравномерности картинка, фокусирующаяся на сетчатке, частично теряет свою четкость.

Дилемма заключается в том, что на данный момент нет способов избавить глаза от такой нагрузки:
С одной стороны, нет средств позволяющих полностью убрать коротковолновую часть спектра с пути светового потока от монитора до глаз, что позволило бы повысить четкость изображения и снизить утомляемость глаз за счет уменьшения рассеивания света.

С другой, устранение фиолетового и синего излучения лишит видимую картинку полноцветности, а это также повышает нагрузку на глаза.
Мы наполовину слепы в синем свете.

Глаза современного человека устроены таким образом, что хорошо различают мелкие детали в первую очередь с зеленым или красным цветом. Это происходит потому что мы слабы в четком различии деталей в синих цветах, или наши глаза просто не пытаются это сделать.

Наиболее чувствительной точкой на сетчатке является центральное углубление, которое не имеет палочек для обнаружения синего света. Да, мы все дальтоники в наиболее чувствительной части наших глаз.

В дополнении ко всему, в центральной части сетчатки, пятно (macula), отфильтровывает синий цвет, с целью обострения нашего зрения.

Снайперы и спортсмены часто используют очки с тонированными желтыми линзами, что бы избавится от отвлекающего голубого света и иметь более четкое видение окружающей среды.
Синие блики мешают зрению

Двойную нагрузку на глаза создают блики и отражения от источника синего света. Несмотря на то, что сетчатка глаза не обрабатывает синий, никто не говорит что оставшиеся органы глаза не пытаются это сделать за нее.

Если мы хотим видеть мелкие детали на синем фоне, то напрягаем мышцы и косим глаза пытаясь выделить синий цвет и сконцентрировать внимание на деталях. Попытайтесь делать это очень продолжительное количество времени, и вы, вероятно, заработаете себе головную боль. Этого не произойдет на любом другом цветовом фоне, поскольку другие цвета спектра обеспечивают лучшую детализацию различных элементов.

Ослепительная боль в глазах

Интенсивный синий свет может вызвать долговременное фотохимическое повреждение сетчатки. Никто не станет утверждать, что вы вероятно, страдаете от такого рода травмы по причине многочасовых просмотров горящего синего диода с расстояния в несколько миллиметров. Тем не менее, существует предположение, что это может быть эволюционной движущей силой, — непосредственное чувство боли от яркого света с очень сильной составляющей синего. Инстинктивной реакцией нашего организма является уменьшение синего света попадающего в глаза, путем закрытия зрачок. Примером может послужить невозможность различать цвета некоторое время после вспышки фотокамеры.
Синий свет и нарушение сна

Свет в синей части спектра, подавляет уровень мелатонина в организме. Мелатонин, который иногда называют гормоном сна, играет ключевую роль в регуляции цикла сна и бодрствования. Таким образом, когда уровень мелатонина в организме высокий, мы спим, когда он мал, мы просыпаемся.

Синий свет, является своего рода естественным будильником, который будит все живое, как только небо становится синим после восхода солнца. Даже света одного яркого синего светодиода достаточно, чтобы подавить уровень мелатонина.

Многие люди стали осознавать что плохо спят именно по причине горящих индикаторов на панели ТВ, и на других бытовых приборах и гаджетах. Также под удар попали горящие мониторы и лампы дневного света.

Причиной по которой светодиоды рассматривается как потенциальная опасность для сна является то, что они нашли свое место в спальнях, в эфирных ионизаторах, зарядных устройствах, и других разнообразных корпусах. В некоторых «кустарных» продуктах они гораздо ярче, чем они должны быть. В отличие от традиционных ламп накаливания источниками такого вредного света, также являются люминесцентные лампы.
Промышленный Дизайн

Несколько лет назад многие компании озадачились данной проблемой, и в числе первых компаний откликнувшейся на данную проблему стала компания Logitech, которая пообещала произвести редизайн своих изделий в кротчайшие сроки.
Другие же менее сознательные компании в производственных странах как Китай даже слышать не хотят о возможных проблемах пользователей от всеми любимыми синими LED. Производители корпусов для ПК продолжают навешивать корпуса Синими подсветками, руководствуясь большим спросом и не утруждают себя написанием предупреждений о возможных проблемах, и не предлагают другие осветительные цвета.
В заключении

Несколько советов:
По постановлению Минзравмедпрома РФ, люди, имеющие дефекты зрения, при поступлении на работу, связанную с использованием компьютерной техники, обязаны пройти полное офтальмологическое обследование.

Если вы еще не ходите в очках и со зрением у вас все хорошо, не стесняйтесь заботиться о своем здоровье и подберите себе компьютерные очки, окружающие могут посмеяться, но в конечном итоге здоровее окажетесь именно вы.

За последние 15 лет мы стали свидетелями технологической революции в сфере технологий искусственного освещения. В наши дни традиционная лампа накаливания конструкции Эдисона-Лодыгина в домах, общественных местах и в производственных помещениях уступила место обычным и компактным люминесцентным лампам, галогенным и металлогалогенным лампам, многоцветным и люменоформным светодиодам. Во многих странах, в том числе и в России приняты законы, стимулирующие использование современных энергосберегающих источников света, вместо традиционных, потребляющих большие мощности ламп накаливания. Например, Федеральным законом РФ №261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» с 2009 года был введен запрет на импорт, выпуск и реализацию ламп накаливания мощностью 100 ватт и более, а для муниципальных и государственных предприятий - запрет на закупки любых ламп накаливания для освещения.

Смена элементной базы произошла и во всех видах устройств жидкокристаллическими экранами. На смену подсветке экрана на основе микрофлуоресцентных ламп также пришли твердотельные источники света - светодиоды, которые стали стандартным решением в смартфонах, планшетах, ноутбуках, мониторах и телевизионных панелях. Технологическая революция привела к радикальному изменению нагрузки на глаза: большинство современников читают и смотрят для получения информации не на хорошо освещенную отраженным светом бумагу, а на испускающие свет светодиодные дисплеи.

Рядовые потребители быстро заметили разницу между световой средой, создаваемой традиционными лампами накаливания и высокотехнологичными источниками света,такими как светодиоды. В некоторых случаях пребывание в среде с искусственным освещением на новой технологической основе стало приводить к снижению производительности труда, к повышенной утомляемости и раздражительности, к усталости, нарушениям сна, и заболеваниям глаз и нарушениями зрения. Также стали отмечаться случаи ухудшения состояния людей, страдающих такими хроническими заболеваниями как эпилепсия, мигрень, заболевания сетчатки, хронический актинический дерматит и солнечная крапивница.

Проблема со здоровьем стали возникать из-за того, что светодиоды, как и другие источники света новых поколений были разработаны и стали производиться в то время, когда промышленные стандарты безопасности не были нормой. Проведенные за последнее десятилетие исследования показали, что не все типы и конкретные модели современных высокотехнологичных источников света (светодиоды, люминесцентные лампы) могут быть безопасны для здоровья человека. Формально, с точки зрения существующие стандартов фотобиологической безопасности источников света (Европейские EN 62471,IEC 62471, CIE S009 и российский ГОСТ Р МЭК 62471 «Светобиологическая безопасность ламп и ламповых систем») абсолютное большинство бытовых источников света при условии правильного монтажа и использования относятся к категории «безопасны в использовании» («свободная группа» ГОСТ Р МЭК 62471) и лишь некоторые к категории «незначительный риск». По стандартам безопасности оцениваются следующие риски от воздействия источников света:

1. Опасности ультрафиолетового излучения для глаз и кожи.

2. Опасности излучения диапазона УФ-А для глаз.

3. Опасности излучения синего спектра для сетчатки глаза

4. Тепловой опасности поражения для сетчатки.

5. Инфракрасная опасность для глаз.

Лучистая энергия от источников света может вызвать повреждения тканей организма человека с помощью трех основных механизмов, первые два из которых не зависят от спектрального состава света и характерны для воздействия излучения видимого, инфракрасного и ультрафиолетового спектров:

• Фотомеханического - при длительном поглощении большого количества энергии, ведущего к повреждению клеток.
• Фототермического - в результате краткого (100 мс -10 с) поглощения интенсивного света, приводящего к перегреву клеток.
• Фотохимического - в результате воздействия света определенной длины волны происходят специфические физиологические изменения в клетках, приводящие нарушению их деятельности или гибели. Этот вид повреждений характерен для сетчатки глаза при поглощении света синего спектра с длиной волны в диапазоне 400-490 нм излучаемого светодиодами

Иллюстрация №1. Синий спектр излучения светодиодов - ранее неизвестная и серьезная угроза для здоровья сетчатки глаза человека. (Если вы читаете статью на ЖК мониторе - просто задержите взгляд на картинке ниже и прислушайтесь к своим ощущениям).

В реальной жизни опасности поражения кожи, глаз или сетчатки фотомеханическими и фототермическими механизмами могут возникнуть лишь при нарушении правил безопасности: зрительный контакт с мощным источником света, с малых расстояний или в течение длительного времени. При этом тепловое и мощное световое излучение обычно явно различимо, и человек реагирует на его воздействие охранительными безусловными рефлексами и поведенческими реакциями, прерывающими контакт с источниками повреждающего светового излучения. Накапливаемый эффект теплового излучения на протяжении жизни человека на хрусталик глаза приводит к денатурации белков в его составе, что приводит к пожелтению и помутнению хрусталика - возникновению катаракты. Для профилактики катаракты стоит защищать глаза от воздействия любого яркого света (особенно солнечного), не смотреть на электрическую дугу сварки, огонь в костре, печи или камине.

Значительную опасность для здоровья глаз представляют собой воздействие ультрафиолетовой (люминесцентные и галогенные лампы) и синей части спектра светового излучения светодиодов, которые субъективно в общем спектре светового излучения человеком не воспринимаются, и воздействие которых не может быть контролируемо безусловными или условными рефлексами.

Многие виды искусственных источников света при работе испускают незначительное количество ультрафиолетового излучения: кварцевые галогенные лампы, линейные или компактные флуоресцентные лампы и лампы накаливания. Наибольшее количество ультрафиолетового изучения производят флуоресцентные лампы с одним слоем изоляции рабочей среды (например, линейные лампы дневного света, установленные без поликарбонатных светорассеивателей, либо компактные флуоресцентные лампы без дополнительного пластикового светорассеивателя). Но даже при самом худшем сценарии использования ламп с наибольшей эмиссией ультрафиолетового излучения эритемная доза, получаемая человеком за год, не превышает дозы, получаемой при недельном отпуске летом на Средиземном море. Однако определенную опасность представляют лампы, испускающие ультрафиолетовое излучение поддиапазона УФ-С, которое в природе практически полностью поглощается земной атмосферой и не достигает земной коры. Излучение этого спектра не является естественным для человеческого организма и может представлять определенную опасность, теоретически увеличивая риск развития рака кожи на 10% и более. Также постоянное воздействие ультрафиолетового излучения на человека может представлять опасность при ряде хронических заболеваний (заболевания сетчатки, солнечная крапивница, хронические дерматиты) и приводить к возникновению катаракты (помутнение хрусталика глаза).

Иллюстрация №2. Стандартное повреждающее действие светового излучения на глаза в зависимости от длины волны.

Гораздо большую, но пока еще недостаточно изученную опасность может представлять для здоровья глаз и сетчатки излучение синей части видимого спектра в диапазоне от 400 до 490 нм испускаемого светодиодами белого света.

Иллюстрация №3. Сравнение мощности спектра излучения стандартных светодиодов белого света, флоуресцентных (люминисцентных) ламп и традиционных ламп накаливания.

На иллюстрации выше показано сравнение спектрально состава света от различных источников: светодиодов белого света, флуоресцентных (люминисцентных) ламп и традиционных ламп накаливания. Хотя субъективно свет ото всех источников воспринимается как белый, спектральный состав излучения принципиально разный. Пик синего спектра у светодиодов обусловлен их конструкций: белые светодиоды состоят из диода, испускающего поток синего света, проходящего через поглощающий синий свет желтый люминофор, что создает у человека восприятия света белого цвета. Максимум мощности излучения у светодиодов белого света приходится на синюю часть спектра (400-490 нм). Экспериментальные исследования показывает, что воздействие синего света в диапазоне 400-460 нм является максимально опасным, приводящим к фотохимическому повреждению клеток сетчатки глаза и их гибели. Синее излучение в диапазоне 470-490 нм может быть менее вредным для глаз. Из графиков видно, что и флуоресцентные лампы также испускают свет во вредоносном диапазоне, но интенсивность излучения в 2-3 меньшая, чем у светодиодов белого света.

Со временем люминофор в светодиодах белого света деградирует, и интенсивность излучения в синем спектре увеличивается. Тоже происходит и в электронных гаджетах: чем старее экран или монитор со светодиодной подсветкой, тем интенсивнее в нем излучение синей части спектра. Патологическое воздействие синего спектра на сетчатку глаза усиливается в темное время суток. Более всего подвержены повреждающему воздействию синего спектра дети в возрасте до 10 лет (из-за лучшей проницаемости структур глаза) и пожилые люди старше 60 лет (из-за накопления в клетках сетчатки пигмента липофусцина, активно поглощающего свет синего спектра).

Иллюстрация №4. Сравнение мощности спектра излучения различных искусственных источников света с дневным солнечным светом.

Повреждающее воздействие синей части спектра светового излучения светодиодов реализуется за счет фотохимических механизмов: синий свет вызывает накопление в клетках сетчатки пигмента липофусцина (которого образуется больше с возрастом) в виде гранул. Гранулы липофусцина интенсивно поглощают синий спектр светового излучения, в результате чего образуется много свободных кислородных радикалов (активная форма кислорода), которые, повреждают структуры клеток сетчатки, вызывая их гибель.

Кроме повреждающего действия синий свет длиной волны 460 нм, испускаемый светодиодами белого света и флуоресцентными (люминесцентными) лампами способен влиять на синтез фотопигмента меланопсина, регулирующего циркадные ритмы и механизмы сна за счет подавления активности гормона мелатонина. Синий свет этой длины волны способен при хроническом воздействии сдвигать циркадные ритмы человека, что, с одной стороны, при контролируемом воздействии может быть использовано для лечения нарушений сна, а с другой при бесконтрольной экспозиции, в том числе в ночное время, приводить к сдвигу циркадных ритмов человека, приводящих к нарушениям сна .

Урезанный спектральный состав света от люминесцентных ламп и светодиодов косвенно уменьшает регенеративные способности (способности к восстановлению) тканей глаза. Дело в том, что видимый красный и ближний инфракрасный диапазон (IR-A) естественного солнечного света и ламп накаливания вызывает определенный прогрев тканей, стимулируя кровоснабжение и питание тканей, улучшая производство энергии в клетках. Свет от высокотехнологичных устройств практически лишен этой естественной «лечебной» части спектра.

Опасность синего спектра видимого излучения, испускаемого светодиодами белого света, подтверждена многочисленными экспериментами над животными. Французское Агентство по продовольственной, экологической и профессиональной безопасности и здоровью (ANSES) в 2010 году опубликовало доклад «Светодиодные системы освещения: последствия для здоровья, с которыми стоит считаться» в котором говорится «Синий свет... признан вредным и опасным для сетчатки глаза, за счет вызываемого им клеточного окислительного стресса ». Синий спектр светодиодного света вызывает фотохимическое повреждение глаз, степень которого зависит от накопленной дозы синего света, в результате совокупности интенсивности и освещения и длительности его воздействия. Агентство выделят три основных группы риска: дети, светочувствительные люди и работники, проводящие много времени в условиях искусственного освещения.

Научная комиссия Евросоюза по новым и вновь выявленным рискам для здоровья (SCENIHR) также опубликовала в 2012 году свое мнение по опасности для здоровья светодиодного освещения, подтверждая, что синий спектр светодиодного света вызывает фотохимические повреждения клеток сетчатки глаза как при интенсивном (более 10 Вт/м2) кратковременном воздействии (>1,5 часа), так и при длительном воздействии с низкой интенсивностью.

Выводы:

1. Воздействие на организм человека высокотехнологичных источников света до конца не изучено. В настоящее время невозможно сделать окончательных выводов ни о безопасности, но и об опасности воздействия на организм человека источников света, отличных от традиционных ламп накаливания.
2. В настоящее время невозможно определить стандарты безопасности типов источников света из-за значительного разброса внутренних конструктивных параметров в зависимости от конкретного производителя и конкретной партии товара.
3. Исходя из спектрального состава излучения, наиболее безопасными для здоровья человека источниками света являются традиционные лампы накаливания и некоторые галогенные лампы. Их рекомендуется использовать в спальнях, в детских и для освещения рабочих мест (особенно мест для работы в темное время суток). От использования светодиодов в местах длительного нахождения людей (особенно в темное время суток) лучше отказаться.
4. Для снижения эмиссии излучения ультрафиолетового диапазона рекомендуется либо отказаться от использования флуоресцентных (люминесцентных) ламп, либо использовать флуоресцентные лампы с двойной оболочкой и установкой за полимерными светорассеивателями. Нельзя пользоваться люминесцентными лампами на расстоянии ближе, чем 20 см до тела человека. Галогенные лампы также могут быть значительными источниками УФ излучения.
5. Для снижения возможного повреждения сетчатки излучением синего спектра, испускаемого светодиодами холодного белого света и, в меньшей степени, компактными флуоресцентными лампами следует: использовать для освещения источники света другого типа, либо использовать светодиоды теплого белого света. При работе в ночное время при искусственном освещении светодиодами или флуоресцентными лампами рекомендуется использовать очки, блокирующие синий спектр светового излучения.
6. При работе с устройствами, имеющие жидкокристаллические экраны со светодиодной подсветкой рекомендуется сокращать время работы с такими устройствами, давать отдых глазам каждые 20 минут работы, прекращать работу как минимум за два часа до сна и избегать работы в ночное время. В настройке цветовой температуры мониторов и экранов следует отдавать предпочтение теплой цветовой гамме. Особенно подвержены воздействию синего спектра дети в возрасте до 10 лет и пожилые люди старше 60 лет. При работе в темное время суток в условиях искусственного освещения рекомендуется носить очки, блокирующие синий спектр светового излучения, особенно. Постоянное ношение очков, блокирующих синий спектр в дневное время может привести к нарушению синтеза гормона меланопсина и последующим нарушениям сна, и другим заболеваниям, связанным с нарушениями циркадных ритмов (в том числе к раку молочной железы, сердечнососудистым и желудочно-кишечным заболеваниям).
7. При ночном вождении автомобиля рекомендуется носить водительские очки с желтыми светофильтрами для блокировки синего спектра света встречных светодиодных фар и повышения четкости изображения.

Список литературы:

1. Health Effects of Artificial Light. Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIHR), 2012.
2. Systèmes d’éclairage utilisant des diodes électroluminescentes: des effets sanitaires à prendre en compte. ANSES, 2010.
3. Gianluca T. Effects of blue light on the circadian system and eye physiology Mol Vis. 2016; 22: 61-72.
4. Lougheed T. Hidden blue hazard? LED lighting and retinal damage in rats. Environ Health Perspect, 2014. Vol.122:A81
5. Yu-Man Sh. et al. White Light-Emitting Diodes (LEDs) at Domestic Lighting Levels and Retinal Injury in a Rat Model Environ Health Perspect, 2014, Vol.122.

Массовое появление светодиодных ламп на прилавках хозяйственных магазинов, визуально напоминающих лампу накаливания (цоколь Е14, Е27), привело к появлению дополнительных вопросов среди населения о целесообразности их применения. Рекламодатели заявляют о небывалых энергетических показателях, рабочем ресурсе в несколько десятков лет и мощнейшем световом потоке инновационных источников света. Исследовательские центры, в свою очередь, выдвигают теории и преподносят факты, свидетельствующие о вреде светодиодных ламп. Как далеко шагнули осветительные технологии, и что скрывает обратная сторона медали под названием «светодиодное освещение»?

Что правда, а что вымысел?

Несколько лет использования светодиодных ламп позволило учёным сделать первые выводы об их истинной эффективности и безопасности. Оказалось, что такие яркие источники света, как светодиодные лампы также имеют свои «тёмные стороны». Негатива добавили китайские коллеги, которые, в очередной раз, наводнили рынок некачественной продукцией. Какому освещению отдать предпочтение, чтобы в погоне за энергоэффективностью не ухудшить зрение? В поисках компромиссного решения придётся ближе познакомиться со светодиодными лампами.

В конструкции имеются вредные вещества

Чтобы убедиться в экологичности светодиодной лампы, достаточно вспомнить из каких деталей она состоит. Её корпус выполнен из пластика и стального цоколя. В мощных образцах по окружности расположен радиатор из алюминиевого сплава. Под колбой закреплена печатная плата со светоизлучающими диодами и радиокомпоненты драйвера. В отличие от энергосберегающих люминесцентных ламп колбу со светодиодами не герметизируют и не заполняют газом. По наличию вредных веществ, светодиодные лампы можно занести в одну категорию с большинством электронных устройств без аккумуляторов. Безопасная эксплуатация – существенный плюс инновационных источников света.

Белый светодиодный свет вредит зрению

Отправляясь за покупкой LED-ламп, нужно обращать внимание на . Чем она выше, тем больше интенсивность излучения в синем и голубом спектре. Сетчатка глаза наиболее чувствительна к синему свету, который в течение длительного повторяющегося воздействия приводит к её деградации. Особенно вреден холодный белый свет для детских глаз, структура которых находится в стадии развития.

Чтобы снизить раздражение органов зрения в светильники с двумя и более патронами рекомендуется включать лампы накаливания малой мощности (40–60 Вт), а также использовать светодиодные лампы, излучающие тёплый белый свет. Применение подобных светильников без высокого не наносит вреда и одобрено министерством здравоохранения РФ. Цветовая температура (Тс) указывается на упаковке и должна быть в пределах 2700–3200 К Российские производители Оптоган и SvetaLed рекомендуют приобретать осветительные приборы теплых тонов, т. к. их спектр излучения наиболее похож на солнечный свет.

Сильно мерцают

Вред пульсаций от любого искусственного источника света давно доказан. Мерцания частотой от 8 до 300 Гц отрицательно влияют на нервную систему. Как видимые, так и невидимые пульсации проникают через органы зрения в головной мозг и способствуют ухудшению здоровья. Светодиодные лампы не стали исключением. Однако, не всё так плохо. Если выходное напряжение драйвера дополнительно проходит качественную фильтрацию, избавляясь от переменной составляющей, то величина пульсаций не превысит 1%.
Коэффициент пульсаций (Кп) ламп, в которые встроен импульсный блок питания, не превышает 10%, что удовлетворяет санитарным нормам, действующим на территории РФ. Цена прибора освещения с высококачественным драйвером не может быть низкой, а её производитель должен быть известным брендом.

Подавляют секрецию мелатонина

Мелатонин – гормон, отвечающий за периодичность сна и регулирующий суточный ритм. В здоровом организме его концентрация увеличивается с наступлением темноты и вызывает сонливость. Работая в ночное время, человек подвержен воздействию различных вредных факторов, в том числе и освещения. В результате неоднократных исследований доказано негативное воздействие светодиодного света в ночное время на зрение человека.

Поэтому с наступлением темноты следует избегать яркого светодиодного излучения, особенно в спальных комнатах. Отсутствие сна после длительного просмотра телевизора (монитора) со светодиодной подсветкой также объясняется снижением выработки мелатонина. Систематическое воздействие синего спектра в ночное время провоцирует бессонницу. Кроме регуляции сна мелатонин нейтрализует окислительные процессы, а значит, замедляет старение.

Для светодиодных ламп не имеется стандартов

Данное утверждение является частично ошибочным. Дело в том, что светодиодное освещение ещё развивается, а значит, обретает новые плюсы и минусы. Индивидуального стандарта для него не существует, но оно включено в ряд действующих нормативных документов, предусматривающих влияние искусственного освещения на человека. Например, ГОСТ Р МЭК 62471–2013 «Светобиологическая безопасность ламп и ламповых систем». В нём подробно описаны условия и методики измерений параметров ламп, включая светодиодные, приведены формулы для расчёта предельных значений опасного облучения. Согласно МЭК 62471–2013 все лампы непрерывной волны классифицируют по четырём группам опасности для глаз. Определение группы риска для конкретного типа ламп проводят экспериментально на основании замеров опасного УФ и ИК излучения, опасного синего света, а также теплового воздействия на сетчатку глаза.

СП 52.13330.2011 устанавливает нормативные требования ко всем видам освещения. В разделе «Искусственное освещение» светодиодным лампам и модулям уделено должное внимание. Их рабочие параметры не должны выходить за рамки допустимых значений, предусмотренных настоящим сводом правил. Например, п.7.4 указывает на применение в качестве источников искусственного освещения ламп с цветовой температурой 2400–6800 К и максимально допустимым УФ-излучением 0,03 Вт/м2. Кроме этого, нормируется значение коэффициента пульсаций, освещённости и световой отдачи.

Излучают много света в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне

Чтобы разобраться с данным утверждением, нужно проанализировать два способа получения белого света на базе светодиодов. Первый способ предполагает размещение в одном корпусе трёх кристаллов – синего, зеленого и красного. Излучаемая ими длина волны не выходит за пределы видимого спектра. Следовательно, такие светодиоды не генерируют световой поток в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне.

Чтобы получить белый свет вторым способом на поверхность синего светодиода наносят люминофор, который формирует световой поток с преобладающим желтым спектром. В результате их смешения можно получить разные оттенки белого. Присутствие УФ излучения в данной технологии ничтожно и безопасно для человека. Интенсивность ИК излучения в начале длинноволнового диапазона не превышает 15%, что несоизмеримо мало с аналогичным значением для лампы накаливания. Рассуждения о нанесении люминофора на ультрафиолетовый светодиод вместо синего небезосновательны. Но, пока, получение белого света таким методом является дорогостоящим, имеет низкий КПД и много технологических проблем. Поэтому до промышленных масштабов белые лампы на УФ светодиодах ещё не дошли.

Имеют вредное электромагнитное излучение

Высокочастотный модуль драйвера является самым мощным источником электромагнитного излучения в LED-лампе. Испускаемые драйвером ВЧ импульсы, могут влиять на работу и ухудшать передаваемый сигнал радиоприёмников, WIFI передатчиков, расположенных в непосредственной близости. Но вред от электромагнитного потока светодиодной лампы для человека на несколько порядков меньше вреда от мобильного телефона, СВЧ печи или WIFI роутера. Поэтому влиянием электромагнитного излучения от LED ламп с импульсным драйвером можно пренебречь.

Дешёвые китайские лампочки безвредны для здоровья

Частично ответ на это утверждение уже дан выше. Относительно китайских светодиодных ламп принято считать: дешево – значит некачественно. И к сожалению, это действительно так. Анализируя товар в магазинах, можно отметить, что все LED лампы стоимостью менее 200 рублей за штуку имеют некачественный модуль преобразования напряжения. Внутри таких ламп вместо драйвера ставят бестрансформаторный блок питания (БП) с полярным конденсатором для нейтрализации переменной составляющей. Из-за малой ёмкости с возложенной функцией конденсатор справляется лишь частично. Как следствие – коэффициент пульсаций может достигать до 60%, что может негативно повлиять на зрение и здоровье человека в целом.
Минимизировать вред от таких светодиодных ламп можно двумя способами. Первый предусматривает замену электролита на аналог ёмкостью около 470 мкФ (если позволит свободное пространство внутри корпуса). Такие лампы можно будет использовать в коридоре, туалете и прочих комнатах с низким зрительным напряжением. Второй – более дорогостоящий и предполагает замену некачественного БП на драйвер с импульсным преобразователем. Но в любом случае для освещения жилых комнат и рабочих мест лучше использовать достойные , а от приобретения дешевой продукции из Китая лучше воздержаться.