Zastanawiasz się, jak wydać pracę doktorską, habilitacyjną lub monografie? Chcesz dokonać zmian w stylistyce i interpunkcji tekstu naukowego? Nic prostszego! Zaufaj Wydawnictwu Borgis - wydawcy renomowanych książek i czasopism medycznych. Zapewniamy przede wszystkim profesjonalne wsparcie w przygotowaniu pracy, opracowanie dokumentacji oraz druk pracy doktorskiej, magisterskiej, habilitacyjnej. Dzięki nam nie będziesz musiał zajmować się projektowaniem okładki oraz typografią książki.

© Borgis - Medycyna Rodzinna 2/2018, s. 185-195 | DOI: 10.25121/MR.2018.21.2.185
Elżbieta Janosik
Zdrowotne aspekty oświetlenia stosowanego w mieszkaniach
Health aspects of lighting used in households
Zakład Szkodliwości Fizycznych, Fizjologii Pracy i Ergonomii, Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego w Sosnowcu
Streszczenie
Światło i jego praktyczne zastosowanie w formie oświetlenia odgrywa istotną rolę w życiu człowieka, ponieważ generuje wrażenia wzrokowe, kształtuje doznania psychiczne i rytm funkcji życiowych. Sposób, w jaki światło determinuje możliwości wizualne i reakcje fizjologiczne, zależy od właściwości oddziałujących bodźców świetlnych. W artykule podano drogi oddziaływania światła na człowieka, omówiono ilościowe i jakościowe parametry oświetleniowe kształtujące warunki widzenia i klimat świetlny we wnętrzach oraz podkreślono możliwe negatywne skutki zdrowotne niedoboru lub nadmiaru bodźców świetlnych w otoczeniu. Przybliżono także, z uwzględnieniem aspektu ekologicznego, zalety i wady nowoczesnych źródeł oświetleniowych stosowanych do oświetlenia mieszkań. Ponieważ światło wpływa na sprawność widzenia, samopoczucie, a nawet zdrowie człowieka, dobre oświetlenie można uznać za podstawową potrzebę w naszym życiu codziennym. Redukcję szkód wywołanych nieprawidłowymi warunkami oświetleniowymi można osiągnąć, stosując się do zaleceń podanych w artykule oraz korzystając ze wskazówek osób zajmujących się kreowaniem oświetlenia we wnętrzach.
Summary
Light and its practical application in the form of lighting plays an important role in human life, because it generates visual impressions, shapes mental experiences and the rhythm of vital functions. The way in which light determines visual capabilities and physiological reactions depends on the properties of the interacting light stimuli. The article presents the ways of its influence on human beings, quantitative and qualitative lighting parameters shaping the visual conditions and the light climate in the interiors were discussed, and possible negative health effects of deficiency or excess light stimuli in the environment were underlined. The advantages and disadvantages of modern lighting sources used for housing lighting have also been approached, taking into account the ecological aspect. Because light affects the efficiency of vision, well-being, and even human health, good lighting can be considered as a basic need in our everyday life. The reduction of damages caused by incorrect lighting conditions can be achieved by following the recommendations given in this article and using the instructions given by the interior lighting creators.
Słowa kluczowe: światło, parametry oświetleniowe, proces widzenia, zegar biologiczny, świetlówki i lampy LED
Key words: light, lighting parameters, vision process, biological clock, fluorescent lamps and LED lamps
Wstęp
Światło odgrywa kluczową rolę w życiu człowieka. Bodźce świetlne poprzez narząd wzroku dostarczają człowiekowi ponad 80% informacji dotyczących otaczającego go środowiska (1). Obok generowania wrażeń wizualnych istotnym jest też oddziaływanie światła na fizjologię organizmu człowieka. Zmiany światła kształtują rytm jego funkcji życiowych oraz wywołują określone doznania psychiczne. W życiu codziennym samemu można zaobserwować, że zbyt silne światło, zwłaszcza sztuczne, wywołuje rozdrażnienie, natomiast przyciemnienie oświetlenia w pewnych sytuacjach sprzyja relaksowi. Ponadto wiosną i latem jesteśmy na ogół pełni energii, natomiast podczas jesieni i zimy nasza aktywność spada. Mogą wystąpić jeszcze inne skutki oddziaływania światła na samopoczucie, a nawet zdrowie człowieka, których nie zawsze jesteśmy świadomi, a które zależą od ilościowych i jakościowych właściwości oddziałujących bodźców świetlnych. Dlatego bardzo istotna jest wiedza na temat odpowiedniego stosowania światła w miejscach, w których współczesny człowiek przebywa najdłużej, tzn. w mieszkaniu, szkole, pracy.
Światło to promieniowanie elektromagnetyczne o długościach fal z zakresu 380-780 nm. Fale te mają zdolność wywoływania wrażeń wzrokowych w narządzie wzroku człowieka, dlatego światło nazywane jest promieniowaniem widzialnym (2, 3).
Uwarunkowania ewolucyjne życia na Ziemi sprawiają, że organizm człowieka potrzebuje całego spektrum światła słonecznego (4). Także narząd wzroku człowieka został przystosowany do odbioru całego zakresu natężeń promieniowania widzialnego Słońca docierającego do Ziemi (5).
Drogi oddziaływania światła na organizm człowieka
Przebieg procesu widzenia u człowieka jest dobrze rozpoznany. Klasyczna droga bodźca świetlnego wywołującego wrażenie wzrokowe to: układ optyczny oka, siatkówka (gdzie bodziec świetlny zamieniany jest na bodziec nerwowy), nerw wzrokowy, skrzyżowanie wzrokowe, pasmo wzrokowe, ciało kolankowate boczne, promienistość wzrokowa i kora wzrokowa płata potylicznego (6), w której następuje ostateczna percepcja wzrokowa.
Nieco mniej znany jest udział promieniowania widzialnego w regulacji procesów fizjologicznych w organizmie człowieka. Organizm ludzki wyposażony jest w układ endokrynny (hormonalny), który uaktywnia różne układy ustrojowe człowieka, dopasowując je do zmieniających się warunków otoczenia (6). Ingerencja endokrynna dokonuje się przez hormony, które przenoszone są przez krew do komórek docelowych, gdzie regulują wiele procesów życiowych. Jak ustalono, gruczołem dokrewnym charakteryzującym się znaczną wrażliwością na bodźce świetlne jest szyszynka. W trakcie wcześniej wspomnianej drogi wzrokowej część aksonów neuronów wzrokowo-zwojowych opuszcza skrzyżowanie wzrokowe, biegnąc bezpośrednio do jąder nadskrzyżowania (ang. suprachiasmatic nucleus of the hypothalamus – SCN) w podwzgórzu, a stamtąd poprzez rdzeń kręgowy i zwój szyjny górny tworzą połączenia z szyszynką (ryc. 1), która z kolei wydziela hormony – serotoninę i melatoninę (6, 7).
Ryc. 1. Droga oddziaływania światła na szyszynkę
Przy braku bodźców świetlnych następuje wzrost wydzielania melatoniny, podczas gdy światło hamuje jej wydzielanie (sekrecję), uruchamiając produkcję serotoniny.
Melatonina pochodzenia szyszynkowego jest uwalniana do krwiobiegu, a następnie dociera do wszystkich narządów. Dorosły człowiek wydziela 12,3-28,8 μg melatoniny na dobę, a stężenie tego hormonu we krwi waha się od 0-20 pg/ml w dzień do 80-150 pg/ml w nocy (7, 8). Równowaga między cyklami wydzielania melatoniny i serotoniny jest niezbędna dla utrzymania działania tzw. zegara/rytmu biologicznego (24-godzinnego cyklu aktywności i spoczynku). Ta wrodzona zdolność odmierzania czasu pomaga organizmowi dostosowywać jego działania do czasu, kiedy ich wykonywanie jest najważniejsze. Przykładowo: z nadejściem wieczoru ilość melatoniny wzrasta. Melatonina docierając do odpowiednich receptorów, obniża temperaturę ciała, co ułatwia zaśnięcie (9).
Ilość i jakość światła potrzebna do efektywnego funkcjonowania organizmu
Prawidłowe oświetlenie – przy wykorzystaniu światła naturalnego (słonecznego) czy sztucznego – decyduje o sprawności i wygodzie widzenia. Technika oświetlania wnętrz oparta jest na wiedzy o psychofizjologii człowieka. Biorąc pod uwagę właściwości narządu wzroku człowieka, ustalono, iż w celu uzyskania dobrej jakości widzenia należy zapewnić (10):
– wystarczające poziomy natężenia oświetlenia – aby umożliwić/ułatwiać spostrzeganie,
– równomierność natężenia oświetlenia, równomierny rozkład luminancji w polu widzenia oraz ograniczenie zjawiska olśnienia – aby nie przeciążać mechanizmów adaptacyjnych oczu i zapewnić wygodę widzenia,
– odpowiednią barwę światła oraz odpowiednią zdolność oddawania barw przez światło stosowanych źródeł oświetleniowych – aby zapewnić odpowiedni klimat świetlny, generować odczucia psychiczne, ułatwiać odbiór wrażeń barwnych.
Projektując oświetlanie danego pomieszczenia, ustala się, jaką ono spełnia funkcję, jak precyzyjne prace wzrokowe są w nim wykonywane, a następnie w oparciu o normy oświetleniowe dobiera się wartości w/w parametrów oświetleniowych.
Miejscem, w którym ludzie spędzają większą część swojego czasu po pracy czy nauce, jest mieszkanie. Mieszkańcy kwestie oświetleniowe rozwiązują zazwyczaj intuicyjnie, ponieważ do problematyki oświetlenia nie przywiązują zbyt dużej wagi bądź nie wiedzą, w jaki sposób mogą zapewnić optymalne oświetlenie w swoich mieszkaniach. Już jednak znajomość podstawowych zasad prawidłowego oświetlania może ułatwić podejmowanie decyzji o rozwiązaniach oświetleniowych.
Podstawowym wymaganiem jest zapewnienie odpowiednich poziomów natężenia oświetlenia na głównych płaszczyznach pracy oraz dróg komunikacyjnych. Uwzględniając podawane w Polskich Normach PN-84/E-02033 czy PN-EN 12464-1 (11, 12) minimalne wartości natężenia oświetlenia dla różnych czynności i pomieszczeń, można określić poziomy natężeń oświetlenia odpowiednie dla pomieszczeń/sytuacji domowych (tab. 1).
Tab. 1. Zalecane wartości poziomów natężenia oświetlenia w mieszkaniach
Lp.Pomieszczenie/miejsce/czynnośćMinimalne natężenie oświetlenia
1korytarze, schody50-100 lx
2stół w jadalni200 lx
3blat w kuchni/przygotowanie posiłku300 lx
4biurko do nauki500 lx
5szycie, składanie drobnych elementów750 lx
Światło w mieszkaniu powinno nie tylko ułatwiać wykonywanie czynności życiowych, ale też umożliwiać wypoczynek, wpływać na samopoczucie mieszkańców. Nie bez znaczenia w tworzeniu klimatu świetlnego ma barwa stosowanego światła, opisywana tzw. temperaturą barwową Tb wyrażaną w kelwinach [K] (wartość temperatury barwowej podawana jest na oprawce czy opakowaniu źródła światła). Światło o barwie ciepłobiałej (o Tb < 3500 K) wpływa relaksująco i uspokajająco na człowieka, podczas gdy światło o barwie białej (Tb = 3500-5500 K), a tym bardziej chłodnobiałej (Tb > 5500 K) wzmaga koncentrację i pobudza do działania. Zatem źródła światła o barwie ciepłobiałej powinno się stosować w sypialniach, w miejscach relaksu, natomiast źródła światła o barwie białej/chłodnobiałej – w miejscach, gdzie wykonujemy prace precyzyjne (pisanie, szycie, przygotowywanie posiłków).
Na komfort widzenia ma także wpływ właściwość światła zwana zdolnością oddawania barw. Jest ona określana tzw. wskaźnikiem oddawania barw Ra. Im Ra jest wyższy (Ra przyjmuje wartości od 0 do 100), tym barwy obserwowanych obiektów są lepiej oddawane, a same obiekty (nawet karnacja ludzkiej skóry) wyglądają naturalniej. Przyjmuje się, że najlepszy wskaźnik oddawania barw ma naturalne światło słoneczne. Źródło oświetleniowe, w świetle którego obserwowane barwy nie są zniekształcone (wyglądają bardzo podobnie jak przy świetle naturalnym), ma dobrą zdolność oddawania barw i można je stosować w miejscach, gdzie rozróżnianie kolorów jest istotne (np. oglądanie zdjęć, wykonywanie makijażu).
Oświetlenie w mieszkaniu powinno być użyteczne, ale też dopasowane do aktualnych potrzeb i indywidualnych upodobań mieszkańców. Dlatego do oświetlania danego wnętrza mieszkalnego wskazane jest zastosowanie co najmniej kilku źródeł oświetleniowych, odpowiednio rozmieszczonych i wykorzystywanych zależnie od sytuacji. Generalnie, powinno składać się z rozproszonego oświetlenia ogólnego (podkładowego), oświetlenia miejscowego (zadaniowego) oraz punktowych akcentów świetlnych (dekoracyjnych). Poprzez odpowiednie rozmieszczenie opraw tych trzech rodzajów oświetlenia, dobór ilości, barwy i Ra zastosowanego światła możliwe jest kreowanie pożądanych przez mieszkańców warunków oświetleniowych.
Błędem jest niedocenianie roli prawidłowego oświetlenia. Niepożądanym stanem jest tzw. niedoświetlenie wnętrza (13), do którego może dojść z powodu braku nasłonecznienia wynikającego z pory dnia i roku, pogody, zbyt małych otworów okiennych, a w pomieszczeniach, w których dominuje światło sztuczne – w wyniku m.in. złego usytuowania lamp, niedopasowania poziomu natężenia oświetlenia do wykonywanej pracy czy indywidualnych potrzeb użytkownika np. osób z wadami wzroku lub ludzi starszych.
W wielu pomieszczeniach panują względne warunki oświetleniowe, przy których użytkownik jest w stanie wykonać pracę, ale jest to możliwe tylko dzięki dużym możliwościom adaptacyjnym narządu wzroku i ogólnym zdolnościom organizmu do kompensacji złych warunków środowiska. Te możliwości adaptacyjne i kompensacyjne są ograniczone i szybko mogą pojawić się skutki, tj.: spadek sprawności widzenia, zmęczenie i dolegliwości oczu, wady refrakcji, stany przygnębienia wynikające z ponurości otoczenia.
Zamierzone stosowanie niskich poziomów natężenia oświetlenia w pomieszczeniach mieszkalnych w sytuacjach wypoczynku jest zasadne, natomiast nie można lekceważyć sprawy prawidłowego oświetlenia miejsc nauki dzieci i młodzieży. Czytanie, pisanie, praca przy monitorze komputera powinny się odbywać w dobrym oświetleniu. Stwierdzono, że nie sam natłok pracy, ale czytanie ze zbyt bliskiej odległości (dziecko pochyla się w kierunku książki czy zeszytu przy niskim poziomie natężenia oświetlenia) ma największe znaczenie przy rozwoju krótkowzroczności dzieci (14). Praca przy biurku i sztucznym oświetleniu powinna być także ograniczona w czasie. Według Rose i wsp. (15) czynnikiem zapobiegającym rozwojowi krótkowzroczności jest częste przebywanie na świeżym powietrzu. Pozytywną rolę odgrywa tu m.in. światło słoneczne, które pośrednio spowalnia rozrost gałki ocznej u dzieci, przyczyniający się do krótkowzroczności (16).
Dostateczne oświetlenie w mieszkaniach jest też istotne dla starszych mieszkańców. Dobrze oświetlone miejsca prac wzrokowych (blaty kuchenne, kąciki do czytania, majsterkowania, pielęgnacji ciała) oraz korytarze i przejścia pomagają w bezpiecznym przemieszczaniu się, zachęcają do działania. Z uwagi na zmiany anatomiczno-fizjologiczne w narządzie wzroku osoby starsze w porównaniu z osobami młodymi wymagają wyższych poziomów natężenia oświetlenia. W porównaniu z okiem 20-latka do wnętrza oka osoby starszej dociera tylko 1/3 światła, ze względu na mniejszą średnicę źrenicy i zmętnienie soczewki (17), co powinno się uwzględniać przy doborze oświetlenia w mieszkaniach osób starszych.
W odniesieniu do aspektu udziału promieniowania widzialnego w regulacji procesów fizjologicznych w organizmie człowieka, należy pamiętać, że współczesny człowiek większą część życia spędza we wnętrzach oświetlonych światłem sztucznym, różniącym się ilościowo i jakościowo od światła dziennego. W pomieszczeniach natężenie oświetlenia wynosi najczęściej 100-750 lx, gdy na zewnątrz 2000-5000 lx w pochmurny dzień, a w dniu słonecznym nawet 100 000 lx (9). W wyniku chronicznego, słabego bodźcowania świetlnego może dochodzić do desynchronizacji rytmu biologicznego. Większości osób to nie szkodzi, gdyż światło zastępują inne regulatory czasowe: stałe godziny pracy, regularne pory posiłków. Jednak u osób podatnych, m.in. starszych, dochodzi do w/w desynchronizacji, czego następstwem są: zaburzenia snu, łaknienia, brak energii, kryzys nastrojów. Taka desynchronizacja pojawia się też często u podatnych osób w sezonie jesienno-zimowym, gdy światła słonecznego jest mniej. Następstwem tego jest tzw. depresja sezonowa, zwana też sezonową chorobą afektywną (ang. seasonal affective disorder – SAD) (18).
Inną, skrajną sytuacją mającą związek z udziałem światła w życiu człowieka jest nadmiar bodźców świetlnych w otoczeniu. W przypadku mieszkań może to wystąpić w wyniku przesadnego oświetlania pomieszczeń, stosowania wyłącznie oświetlenia ogólnego bez wykorzystania oświetlenia miejscowego, niewyłączania niepotrzebnie świecących się lamp. Jednak istnieją też pewne przyzwyczajenia mieszkańców związane z „nadmiarem” światła – tzn. spanie przy załączonych lampach, telewizorze czy komputerze. Jak stwierdzają liczne doniesienia naukowe (19-21), zwyczaj spania przy załączonym świetle nie jest korzystny dla organizmu, szczególnie rozwijającego się. Ma to duże znaczenie w przypadku noworodków. Aby zapobiec uszkodzeniom rozwijającego się wzroku i przeciwdziałać zaburzeniom rytmu dobowego maleństw, na oddziałach intensywnej opieki neonatologicznej ogranicza się oświetlenie nocne do zaledwie kilku luksów (19). Według Czepity (20) u osób, które do 2. roku życia spały w oświetlonych pomieszczeniach, częściej występują wady refrakcji. Istnieją także doniesienia o zależnościach między oddziaływaniem światła na człowieka w nocy (tzw. LAN – ang. light at night) a pojawieniem się otyłości, cukrzycy, depresji (7, 21) oraz zwiększonym ryzykiem raka piersi i raka prostaty (22). Ma to związek z zaburzeniami rytmu biologicznego, powodowanymi, jak wcześniej wspomniano, hamowaniem wydzielania melatoniny, natomiast zwiększoną produkcją kortyzolu, testosteronu, estrogenów oraz ograniczeniem funkcjonowania układu odpornościowego. Problemem jest fakt, że światło w nocy pochodzi często nie z naszych lampek nocnych, ale wnika przez okna z zewnątrz. Nękające światło, np. reklamy świetlnej, lampy osiedlowej, zaburzające naturalny odpoczynek może spowodować negatywne reakcje emocjonalne (stres), a po pewnym czasie – wymieniane powyżej skutki zdrowotne.
Zalety i wady nowoczesnych źródeł światła
Jeszcze do niedawna najpowszechniej stosowanymi źródłami światła w mieszkaniach były źródła żarowe, jednak ich epoka się skończyła. W latach 2009-2016 przeprowadzono proces wycofania żarówek i zastępowania ich nowoczesnymi źródłami, do których należą przede wszystkim świetlówki kompaktowe oraz lampy LED. Zaletami źródeł żarowych były: ciągłe widmo promieniowania, podobne do widma słonecznego, łatwość użytkowania, niski koszt, duże zróżnicowanie ich mocy i napięć zasilania, przyjazna, ciepła barwa światła. Z kolei do wad żarówek należały: energochłonność, niewielka skuteczność świetlna – w granicach 8-14 lm/W, wysoka temperatura bańki.
W świetlówkach kompaktowych światło powstaje w ten sam sposób jak w zwykłych świetlówkach liniowych – wnętrze rury świetlówki liniowej i kompaktowej powleczone jest warstwą luminoforu oraz wypełnione małą ilością gazu szlachetnego (pod ciśnieniem rzędu 400 Pa) i metaliczną rtęcią. W wyniku przepływu prądu między elektrodami powstają pary rtęci. Pobudzenie elektryczne tych par prowadzi do emisji promieniowania nadfioletowego o długości fali 253,7 i 185 nm. Luminofor pokrywający wewnętrzną powierzchnię rur świetlówek przekształca promieniowanie nadfioletowe w światło widzialne. Dzięki podzieleniu rurki szklanej na kilka części, odpowiedniemu ich ukształtowaniu, a następnie połączeniu z układem zapłonowo-stabilizacyjnym udało się osiągnąć takie wymiary świetlówki, że stała się ona zamiennikiem standardowej żarówki. Tabela 2 zawiera porównanie mocy żarówek i świetlówek emitujących taki sam strumień świetlny (parametr określający ilość światła emitowaną przez źródło światła w jednostce czasu).
Tab. 2. „Świetlówkowe” odpowiedniki żarówek (wg (23))
Typ lampyStrumień świetlny w [lm]
220/270400/320-510710/630-680930/875-9001300/1100-13002160/1900
żarówka25 W40 W60 W75 W100W150 W
świetlówka kompaktowa5 W7-9 W11-13 W14-15 W18-23 W30 W
Zaletami świetlówek kompaktowych są: duża skuteczność świetlna od 33 do nawet 104 lm/W, trwałość – 6000-20 000 h, wysoki wskaźnik Ra (z zakresu 80-90) i różne temperatury barwowe. Wadami świetlówek są: konieczność stosowania urządzeń pomocniczych (statecznika, zapłonnika), wpływ liczby włączeń na trwałość świetlówki, utrudniony zapłon przy niskich temperaturach i przy obniżonym napięciu oraz tętnienie strumienia świetlnego. To co różni zdecydowanie świetlówkę kompaktową od żarówki to widmo promieniowania, które jest tzw. widmem pasmowym (nieciągłym).
Stosując świetlówki kompaktowe do oświetlania mieszkań, należy pamiętać, ze świetlówka jest zaliczana do odpadów niebezpiecznych, a świetlówka potłuczona lub pęknięta jest odpadem szczególnie niebezpiecznym ze względu na zawartą tam rtęć. Rtęć to toksyczny metal ciężki, który trafiając do organizmu człowieka, może wywołać wiele niebezpiecznych schorzeń, poczynając od bólu głowy i kończyn, zapalenia błon śluzowych przewodu pokarmowego, po uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego i nerek.
Jak wykazują badania opinii społecznej (24), ponad połowa użytkowników świetlówek wyrzuca je na śmietnik. Zaledwie co dziesiąty Polak oddaje tzw. żarówki energooszczędne do punktów zbierania. Europejskie przepisy dotyczące obowiązku nadzoru nad elektroodpadami wprowadza do polskiego prawa Ustawa z dnia 29 lipca 2005 roku o Zużytym Sprzęcie Elektrycznym i Elektronicznym – ZSEE (25). Zgodnie z Ustawą posiadacze odpadów w postaci zużytych źródeł światła zawierających rtęć powinni zwracać te odpady do punktów ich zbiórki. Ważną umiejętnością jest też postępowanie ze stłuczoną świetlówką w domu, w sposób ograniczający możliwość zatrucia się parami rtęci. Jeśli stłucze się świetlówka, należy otworzyć okno i przewietrzyć pomieszczenie przez minimum 15 minut, aby usunąć pary rtęci. Następnym krokiem jest zabezpieczenie jej stłuczonych elementów. Należy włożyć gumowe rękawiczki i delikatnie zebrać potłuczone fragmenty świetlówki (nie należy stosować do tego celu odkurzacza), a miejsce, z którego zebrano części świetlówki, wytrzeć jednorazowym, mokrym ręcznikiem. Zebrane resztki, rękawiczki oraz zużyte ręczniki należy umieścić w szczelnym worku plastikowym i zakleić go taśmą. Następnie umyć ręce, a zabezpieczony materiał przekazać do punktu zbierania ZSEE.
Drugą grupą nowoczesnych źródeł oświetleniowych są źródła ledowe (ang. light emitting diode – LED), wykorzystujące do emisji światła zjawisko przepływu prądu przez półprzewodniki (tzw. złącze p-n). LED-y powstały w latach 60. XX wieku, przy czym początkowo były to diody emitujące światło o barwie czerwonej. Kolejnym krokiem w rozwoju technologii ledowej było wyprodukowanie diod emitujących światło białe, przy czym w tzw. ledówkach, wyposażonych w trzonki stosowane w tradycyjnych żarówkach, sposobem na uzyskanie światła białego jest wytworzenie w złączu p-n światła niebieskiego, oddziałującego na luminofor, które mieszając się z żółtym światłem wytworzonym przez luminofor, daje w efekcie światło białe (tzw. metoda hybrydowa). Tak wytworzone światło charakteryzuje się wysokim wskaźnikiem oddawania barw (Ra > 80), różnymi temperaturami barwowymi (2700-6500 K), skutecznością świetlną z zakresu 50-140 lm/W. Te wysokie skuteczności pozwalają uzyskać 80% oszczędności energii elektrycznej w porównaniu z żarówkami oraz 30% w stosunku do świetlówek kompaktowych. Energooszczędność źródeł LED, niezależna od częstotliwości załączania i wyłączania, trwałość (25 000-100 000 h), odporność na wstrząsy, brak promieniowania podczerwonego i znikomy udział promieniowania nadfioletowego sprawiają, że są one coraz częściej stosowane w mieszkaniach. Dla ułatwienia wyboru „ledowego” zamiennika żarówki niektórzy producenci podają przybliżoną wartość mocy tradycyjnej żarówki, emitującej taki sam strumień świetlny jak rozważane źródło ledowe. Przedstawia to tabela 3.
Tab. 3. „Ledowe” odpowiedniki żarówek (wg (26))
Typ lampyStrumień świetlny w [lm]
220/249415/470710/806935/10551340/15212160/2452
żarówka25 W40 W60 W75W100W150W
lampa LED6 W8 W12 W18 W22 W33 W
Co istotne, analizy widmowe promieniowania lamp LED wykazują, że nawet lampy o niskich temperaturach barwowych mają w swoim widmie dość znaczny udział tzw. światła niebieskiego, czyli promieniowania widzialnego o długościach fal 400-500 nm. Według Behard-Cohen i wsp. (27) i Sasseville i Hebert (28) możliwy jest wpływ światła źródeł LED na przebieg rytmu biologicznego u człowieka, ponieważ fale 450-480 nm wykazują maksimum skuteczności w hamowaniu produkcji melatoniny. Istnieją także doniesienia, że światło niebieskie może przyczyniać się do zwyrodnienia plamki żółtej (ang. age-related macular degeneration – AMD) (29). Większość doniesień literaturowych, a nawet oficjalne stanowisko European Lamp Companies Federation (CELMA) (29) kwalifikuje LED światła białego do grupy niestwarzającej zagrożeń dla oka (jeśli są stosowane prawidłowo), wyjątkiem są niektóre LED barwy chłodnobiałej, u których zagrożenie światłem niebieskim może być zaliczane do grupy o umiarkowanym ryzyku. Ponadto, pomimo deklaracji wielu producentów, że lampy LED są przyjazne dla środowiska dzięki czystej produkcji, zgodnej z dyrektywą RoHS (co oznacza brak szkodliwych i niebezpiecznych substancji, tj.: ołów, kadm, rtęć), istnieją doniesienia (30), że źródła LED zawierają pewne ilości metali ciężkich (Cu, Ni, Cr, Pb, Sn), co przy narastającej ilości odpadów może stanowić zagrożenie dla środowiska.
Wnioski
Oświetlenie w miejscach przebywania człowieka ma wartość użytkową, ale może też być powodem określonych konsekwencji zdrowotnych. Redukcja szkód wywołanych nieprawidłowym oświetleniem jest możliwa poprzez przestrzeganie następujących zasad:
1. Prawidłowe oświetlenie to oświetlenie dobrane pod względem ilościowym i jakościowym do stopnia trudności wykonywanej pracy wzrokowej oraz do aktualnych potrzeb psychologicznych i indywidualnych ograniczeń czy upodobań użytkownika oświetlanego wnętrza.
2. Dzięki zastosowaniu źródeł oświetleniowych o odpowiedniej temperaturze barwowej, ozdobnych opraw i akcentów świetlnych można kreować klimat świetlny w pomieszczeniach domowych, jednak priorytetem jest stworzenie prawidłowych warunków oświetleniowych przy biurkach uczących się dzieci i nastolatków oraz w miejscach przemieszczania się i pracy osób z wadami wzroku i osób starszych. Chcąc zapewnić odpowiednie warunki oświetleniowe w tych miejscach, można zwrócić się z prośbą o pomoc przy doborze źródeł światła i ich parametrów do doradców klienta lub osób wykonujących projekty oświetleniowe, zatrudnionych w marketach technicznych, firmach oświetleniowych czy biurach architektonicznych.
3. Należy zapobiegać sytuacjom znaczącego niedoświetlenia, jak również nadmiaru światła w otoczeniu, poprzez: przemyślany dobór i rozmieszczenie lamp oświetleniowych w domu, zmianę niekorzystnego dla zdrowia stylu życia czy przyzwyczajeń dotyczących użytkowania światła (wielogodzinne przebywanie we wnętrzach oświetlanych światłem sztucznym, spanie przy załączonym świetle, korzystanie do późna w nocy z laptopów, smartfonów), stosowanie zabezpieczeń przed światłem wnikającym do mieszkania z zewnątrz (żaluzje, rolety).
4. Ważna jest świadomość ewentualnych zagrożeń człowieka i środowiska, związanych ze stosowaniem nowoczesnych źródeł oświetleniowych oraz znajomość zasad odpowiedniego składowania zużytych świetlówek i lamp LED.
Piśmiennictwo
1. Rosner J: Ergonomia. PWE, Warszawa 1985.
2. Herman MA, Palestyński A, Widomski L: Podstawy fizyki. PWN, Warszawa 2002.
3. Słownik fizyczny. Wiedza Powszechna, Warszawa 1992.
4. Le Grand Y: Oczy i widzenie. PWN, Warszawa 1964.
5. Baraboj W: Słoneczny promień. Wiedza Powszechna, Warszawa 1983.
6. Ganong W: Fizjologia. Podstawy fizjologii lekarskiej. PZWL, Warszawa 1994.
7. Lewiński A, Karbownik-Lewińska M: Znaczenie kliniczne i zastosowanie terapeutyczne melatoniny – obecny stan wiedzy. Folia Medica Lodziensia 2010; 37(1): 111-150.
8. Skałba P, Szanecki W, Cieślik K: Melatonina – stale odkrywany hormon. Ginekologia Praktyczna 2006; 4: 22-25.
9. Couwenbergh JP: Chromoterapia i światłoterapia, czyli jak leczyć barwami i światłem. VIDEGRAF II. Katowice 2008.
10. Bąk J: Technika oświetlania. PWN, Warszawa 1981.
11. PN-84/E-02033 Oświetlenie wnętrz światłem elektrycznym.
12. PN-EN 12464-1:2012 Technika świetlna. Oświetlenie miejsc pracy. Część 1: Miejsca pracy we wnętrzach.
13. Janosik E: Wpływ niedoświetlenia wnętrz na aktywność człowieka. Nowa Elektrotechnika 2005; 3(7): 4.
14. Mutti DO, Mitchell GL, Moeschberger ML et al.: Parental myopia, near work, school achievement, and children’s refractive error. Invest Ophthalmol Vis Sci 2002; 43(12): 3633-3640.
15. Rose KA, Morgan IG, Smith W et al.: Myopia, Lifestyle, and Schooling in Students of Chinese Ethnicity in Singapore and Sydney; https://pdfs.semanticscholar.org/106f/d404523cd4c6644a4129ea97bcddbcba94ab.pdf.
16. Read SA: Ocular and Environmental Factors Associated with Eye Growth in Childhood. Optom Vis Sci 2016; 93(9): 1031-1041.
17. Falkowska Z: Okulistyka. PZWL, Warszawa 1978.
18. Honory A: Depresja zimowa i jej leczenie. Psychiatr Pol 1998; 32: 605-619.
19. Kamionowska M, Szczepański M, Janowicz J: Światło w Oddziale Intensywnej Opieki Neonatologicznej jako czynnik ryzyka uszkodzenia narządu wzroku oraz zaburzeń rytmu dobowego noworodków. Postępy Neonatologii 2005; 2(8): 73-76.
20. Czepita D: Rola światła w patogenezie wad refrakcji. Klin Oczna 2002; 104(1): 63-65.
21. McFadden E, Jones ME, Schoemaker MJ et al.: The Relationship Between Obesity and Exposure to Light at Night: Cross-Sectional Analyses of Over 100,000 Women in the Breakthrough Generations Study. Am J Epidemiol 2014; 180(3): 245-250.
22. Spivey A: Light pollution. Light at night and breast cancer risk worldwide. Environ Health Perspect 2010; 118(12): 525.
23. Tabaka P: Badania porównawcze zamienników tradycyjnych żarówek. Przegląd Elektrotechniczny 2010; 9: 315-321.
24. www.ataner.pl/mieszkancy,info,28,nie-wyrzucaj-wietlwek-domietnika.html.
25. Ustawa z dnia 29.07.2005 r. o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym (Dz. U. 2005,180,1495 z późn. zmianami).
26. http://www.termolight.pl/jak-dobrac-zamiennik-zarowki-na-LED.html.
27. Behard-Cohen F, Martinsons C, Vienot F et al.: Light-emitting diodes (LED) for domestic lighting: any risk for the eye? Progress in Retinal and Eye Research 2011; 30: 239-257.
28. Sasseville A, Hebert M: Using blue-green light at night and blue-blockers during the day to improves adaptation to night work: a pilot study. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry 2010; 34: 1236-1242.
29. Optical safety of LED Lighting. EL/CELMA, may 2011; www.celma.org.
30. Sokołowska W, Karaś A, Zalewska I et al.: Diody LED – odpady niebezpieczne dla środowiska. Materiały elektroniczne 2011; 39(2): 23-26.
otrzymano: 2018-05-10
zaakceptowano do druku: 2018-05-31

Adres do korespondencji:
Elżbieta Janosik
Zakład Szkodliwości Fizycznych, Fizjologii Pracy i Ergonomii Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego w Sosnowcu
ul. Kościelna 13, 41-200 Sosnowiec
tel.: +48 600-104-889
e.janosik@imp.sosnowiec.pl

Medycyna Rodzinna 2/2018
Strona internetowa czasopisma Medycyna Rodzinna

Pozostałe artykuły z numeru 2/2018: