ОПАСНОСТИ  ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО  ОСВЕЩЕНИЯ

Коваленко  Дмитрий  Валерьевич

студент  5  курса,  кафедра  Электроснабжение  промышленных  предприятий  ОмГТУ,  РФ,  г.  Омск

E-mail:  

Мы,  граждане  Российской  Федерации,  начиная  от  больших  начальников  и  заканчивая  простыми  рабочими,  верим,  что  при  покупке  люминесцентной  лампы  сбережем  электричество,  деньги  и  свои  нервы  (так  как  будем  меньше  платить  за  потребленную  электроэнергию).  Однако,  каким  бы  не  был  современный  человек,  ему  интересно  (как  потребителю),  какого  качества  ему  предлагается  товар.  Сегодня  на  рынке  предлагается  большое  количество  люминесцентных  ламп,  самых  разнообразных  форм,  с  разными  «оттенками  света»  (в  дальнейшем  мы  будем  оперировать  понятием  «цветовая  температура»  —  прим.  авт.)  в  красивых  упаковках,  потому  что  фирмам  —  производителям  хочется  привлечь  нас  своей  продукцией  и  получить  прибыль  от  реализации  товара.  В  итоге  покупатель  часто  приобретает  товар  ненадлежащего  качества.  Но  что  же  скрывается  за  этой  упаковкой,  и  какую  важную  информацию  скрывают  производители  люминесцентных  ламп  (ЛЛ)  от  рядового  потребителя?

К  вопросу  о  качестве.  В  мире  уже  давно  были  разработаны  системы  сертификации,  которые  могут  отразить  качество  продукта,  такие  как  ISO,  например.  Но  большинство  компаний,  существующих  на  рынке  (даже  несмотря  на  то,  что  они  имеют  соответствующую  документацию)  не  пытаются  соблюдать  необходимые  процедуры.  Попытаемся  определить,  на  какие  свойства  товара  следует  обратить  внимание  покупателю.  И  первым  таким  свойством  является  цветовая  температура.  Свет,  испускаемый  ЛЛ,  может  колебаться  в  достаточно  широких  пределах  —  от  «тепло-белого»  (цветовая  температура  2700  К)  до  «холодно-белого»  (6400  К)  [7].  Как  известно,  человеческий  глаз  привык  к  солнечному  свету  (цветовая  температура  6500  К).  Следовательно,  любое  отклонение  цветовой  температуры  в  сторону  уменьшения  снижает  работоспособность  человека  и  создает  дискомфорт  восприятия.

В  настоящее  время  самыми  распространенными  источниками  света  являются:  лампы  накаливания,  линейные  люминесцентные  лампы  и  компактные  люминесцентные  лампы.

Лампы  накаливания  (ЛН).   Самый  старый  из  представленных  источников  света.  По  мнению  многих  людей  ЛН  отживают  свой  век.  Но  как  мы  увидим  в  дальнейшем,  «списывать»  их  пока  еще  рано.

Компактная  люминесцентная  лампа  (КЛЛ).   В  настоящий  момент  они  имеют  U-образную  и  спиралеобразную  форму.  Они  разрабатывались  и  внедрялись  специально  для  замены  ламп  накаливания  (имеют  такой  же  цоколь  и  приблизительно  такие  же  габаритные  размеры).

Линейная  люминесцентная  лампа.   Является  «дальней  родственницей»  КЛЛ,  поэтому  по  характеристикам  похожа  на  нее,  однако  является  более  экономичной  по  такому  показателю,  как  светоотдача.  Светоотдача  —  это,  так  называемый,  «световой  КПД»  [8]  (световой  поток  на  единицу  потребляемой  электрической  мощности,  измеряемый  в  лм/Вт).

Вторым  важным  показателем  является  спектральное  [3;  8]  распределение.  Но  в  подавляющем  большинстве  случаев  его  просто  не  указывают  на  упаковках,  потому  что  этого  никто  не  требует.

Рисунок  1.  График  спектрального  распределения  светового  потока  лампы  накаливания  (ЛН)  мощностью  100  Вт

Из  графика  рис.  1  следует,  что  спектр  распределения  светового  потока  у  ламп  накаливания  плавный,  с  отсутствием  резких  пиков  и  провалов.  Он  применим  не  только  к  ЛН,  но  также  и  к  галогенным  лампам,  потому  что  у  них  такой  же  принцип  действия  (галогенные  лампы  отличаются  от  ЛН  только  тем,  что  в  них  закачивают  галогенный  газ.  Это  продляет  срок  службы  лампы  приблизительно  в  два  раза.  Секрет  продления  срока  службы  прост:  газ  предотвращает  испарение  частиц  вольфрама.)

Рисунок  2.  График  спектрального  распределения  светового  потока  компактной  люминесцентной  лампы  (КЛЛ)

На  графике  рис.  2  представлен  спектр  КЛЛ.  Как  мы  видим,  на  нем  выражена  линейчатость:  наблюдаются  резкие  пики  и  провалы.  То  есть,  линейчатый  спектр  —  это  спектр,  в  котором  могут  отсутствовать  некоторые  длины  волн.  А  свет  есть  не  что  иное,  как  волна  (некоторые  читатели  могут  упрекнуть  меня,  что  я  забыл  упомянуть  о  двойственной  природе  света  —  «корпускулярно-волновом  дуализме»  [1]  —  рассмотрения  света  одновременно  с  двух  позиций:  как  электромагнитная  волна  и  как  поток  частиц).  Видимая  область  спектра  излучения  достаточно  мала  (область  с  длинами  волн  380—780  нм).  Каждая  из  областей  —  это  определенный  цвет  (известно,  что  белого  света  не  существует  как  такового.  Белый  свет  —  это  всего  лишь  наложение  всех  этих  волн)  [3].  Но,  несмотря  на  это,  именно  эта  область  имеет  большое  значение  для  жизни  человека.  Потому  что  около  90  %  информации  об  окружающем  мире  мы  получаем  с  помощью  зрения.

Любое  отклонение  от  естественного  освещения  вызывает  дискомфорт  восприятия  предметов  (в  частности,  их  цветов).  Например,  человек  будет  смотреть  на  предмет,  освещенный  ЛЛ,  и  он  будет  казаться  ему  синим.  При  другом  освещении  этот  же  предмет  будет  более  зеленоватым  или  желтоватым.  Аналогичные  явления  могут  происходить  и  с  другими  цветами  в  видимом  диапазоне  при  освещении  предметов  люминесцентной  лампой.  Отсюда  следует  третий  важный  показатель  —  коэффициент  цветопередачи  Ra  [7;  8].  Производители  люминесцентных  ламп  заявляют  о  высоком  значении  этого  коэффициента  у  своей  продукции,  но  на  самом  деле  это  не  более  чем  рекламный  ход.

Что  «за  кадром»?  Одной  из  главных  опасностей  ЛЛ  является  наличие  ртути.  Если  такая  лампа  случайно  разбилась,  то  нужно  немедленно  провести  очистку  помещения  от  ртутьсодержащих  соединений,  и  проветрить  помещение  в  течение  нескольких  часов.  (Такие  меры  необходимы  для  того,  чтобы  избежать  отравления  парами  ртути.)  Кроме  того,  необходимо  правильно  утилизировать  ЛЛ,  иначе  будет  нанесен  ущерб  окружающей  среде  и  здоровью  людей  (скопление  ламп  на  свалках  может  привести  к  появлению  ртути  в  почве  и  воде).  Существуют  также  и  другие  опасности,  которые  могут  принести  вред  здоровью  населения.

Второй  опасностью  является  излучение  лампой  ультрафиолетового  (УФ)  излучения  в  окружающую  среду.  Для  объяснения  этого  факта  рассмотрим  принцип  действия  ЛЛ.  Любая  люминесцентная  лампа  (в  нашем  случае  компактная,  так  как  этот  тип  ЛЛ  сейчас  очень  популярен)  состоит  из  стеклянной  трубки  (в  которой  находится  смесь  инертного  газа  с  парами  ртути,  а  также  электроды)  и  цоколя  (в  нем  располагается  пускорегулирующий  аппарат  —  ПРА,  который  обеспечивает  зажигание  лампы).  При  прохождении  электрического  тока  через  электроды  смесь  (инертный  газ  и  ртуть)  начинает  светиться  невидимым  глазу  УФ-излучением.  При  помощи  специального  состава  (люминофора),  нанесенного  на  внутреннюю  поверхность  трубки,  оно  преобразуется  в  видимое  [3;  7].  Но  не  весь  ультрафиолет  преобразуется  в  видимое  излучение,  часть  его  проходит  через  стеклянную  трубку  в  неизменном  виде  (при  старении  люминофора  процент  пропускания  УФ-излучения  увеличивается  —  это  особенно  актуально  для  некачественных  ламп)  [7].  Вредное  воздействие  солнечного  ультрафиолета  на  кожу  известно.  Оно  разрушает  коллаген  и  эластин,  вызывает  старение  и  огрубление  кожи,  повышает  рост  раковых  клеток.  Как  мы  уже  выяснили,  стеклянная  трубка  лампы  задерживает  не  весь  ультрафиолет.  При  попадании  на  кожу  человека  он  оказывает  такое  же  влияние,  как  и  солнечное  УФ-излучение. 

Известно  исследование,  проведенное  британскими  учеными  [2],  которое  показало,  что  свет  ЛЛ  может  быть  причиной  мигреней  и  вызывать  приступы  эпилепсии.  Из-за  ультрафиолетового  излучения  люминесцентных  ламп  у  людей  с  чувствительной  кожей  могут  появиться  сыпь,  экземы,  псориаз  и  отеки.  Особую  опасность  УФ-лучи  представляют  для  нежной  кожи  младенцев.

Секрет  мерцания.   Третья  опасность  люминесцентной  лампы  —  это  пульсация  (мерцание  света,  не  воспринимаемое  человеческим  глазом).  Она  возникает  из-за  колебаний  подаваемого  напряжения  на  лампу.  Пульсация  очень  опасна,  так  как  наше  зрение  инертно,  следовательно,  при  попадании  на  сетчатку  глаза  таких  колебаний,  они  корректируются  (воспринимаются  ровным  светом).  При  этом  может  возникнуть  стробоскопический  эффект  [1]  —  вращающиеся  объекты  кажутся  неподвижными.  Кроме  того,  она  отрицательно  влияет  на  головной  мозг,  вызывает  быструю  утомляемость,  напряжение  в  глазах,  плохое  самочувствие,  головную  боль.  Этот  эффект  возможен  при  освещении  помещений  (или  объектов)  любыми  разрядными  источниками  света,  в  том  числе:  люминесцентными  лампами  всех  видов,  дуговыми  ртутными  лампами  (ДРЛ),  натриевыми  лампами  высокого  давления  (НЛВД),  металлогалогенными  лампами  (МГЛ).  Также  пульсация  негативно  влияет  и  на  центральную  нервную  систему,  причем  в  большей  степени  —  непосредственно  на  нервные  элементы  коры  головного  мозга  и  фоторецепторные  элементы  сетчатки  [2;  7].  Заведующая  отделением  гигиены  труда  и  врач  по  общей  гигиене  «Центра  гигиены  и  эпидемиологии  в  Республике  Марий  Эл»  Белянина  А.В.  отмечает  опасность  люминесцентного  освещения  для  зрительной  работоспособности  человека,  особенно  у  учащихся,  в  первую  очередь  у  школьников  до  13—14  лет,  когда  их  зрительная  система  еще  формируется  [7].

Технологии  развивались,  и  на  свет  появились  электронные  пускорегулирующие  аппараты  (ЭПРА),  снижающие  пульсацию.  В  этих  устройствах  используется  принцип  преобразования  колебаний  промышленной  частоты  (50  Гц)  в  высокочастотные  с  частотой  35—60  кГц.  Только  ЭПРА  способны  сделать  свет  ровным,  однако  наш  рынок  буквально  «завален»  дешевыми  китайскими  лампами,  качество  которых  вызывает  сомнение.  По  российским  санитарным  нормам  пульсация  света  не  должна  превышать  5  %  [5;  6;  9].  А  какая  пульсация  у  дешевых  китайских  ламп,  можно  только  догадываться,  ведь  проверить  её  можно  только  при  наличии  специального  оборудования,  которого  нет  у  рядового  россиянина.  Лампа  накаливания  тоже  имеет  коэффициент  пульсации,  но  из-за  инерционности  свечения  раскаленной  вольфрамовой  нити  она  сглаживается,  и  не  превышает  установленные  нормы  [7].  Практически  полностью  проблема  пульсации  решена  в  светодиодных  лампах  —  качественные  светильники  имеют  коэффициент  пульсации  не  более  1  %  [7].  Главное  преимущество  светодиодных  светильников  —  это  отсутствие  ртути,  свинца  и  других  вредных  соединений.  Для  них  не  требуются  специальные  меры  по  утилизации  [4].  Текшева  Л.М.,  заведующая  отделом  нормирования  и  гигиенической  экспертизы  НИИ  гигиены  и  охраны  здоровья  детей  и  подростков  НЦЗД  РАМН,  проводила  экспериментальное  исследование  [10]  с  участием  добровольцев-волонтеров.  Она  сравнивала  влияние  люминесцентных  и  светодиодных  светильников  на  психофизические  показатели  человека.  Результаты  эксперимента  показали  преимущество  работы  в  условиях  светодиодного  освещения  по  сравнению  с  люминесцентным.

В  заключение  хотелось  бы  отметить,  что  воздействие  их  света  вредно  ещё  и  в  том  случае,  когда  человек  занимается  скрупулезной  работой  с  высокой  зрительной  нагрузкой.  Именно  в  подобных  ситуациях  особенно  часто  возникает  ощущение  дискомфорта,  усталости.  И  это  не  пустые  слова,  потому  что  автор  этой  статьи  сам  попался  «на  удочку  прогресса»:  использовал  КЛЛ  в  качестве  лампы  местного  освещения  (настольной  лампы)  долгие  годы  (с  1999  и  до  конца  2010  года).  В  результате  такого  «многолетнего  использования»  у  автора  очень  сильно  испортилось  зрение  (была  прогрессирующая  миопия  высокой  степени,  после  замены  КЛЛ  на  лампу  накаливания,  зрение  перестало  «падать»  и  стабилизировалось).

Список  литературы:

1.Большой  энциклопедический  словарь.  [Текст]  /  ред.  А.М.  Прохоров.  2-е  изд.,  перераб.  и  доп.  Москва:  СПб.,  1998.  —  1456  с.

2.Вредны  ли  люминесцентные  лампы?  [Текст]  //  Энергосовет.  —  2010.  —  №  6(11).  —  С.  56—57.

3.Вязигин  В.Л.  Электрическое  освещение.  [Текст]  /  В.Л.  Вязигин  ОмГТУ.  Омск,  2007.  —  84  с.

4.Коваленко  Д.В.  Перспективность  применения  светодиодных  светильников  [Текст]  /  Д.В.  Коваленко,  Ю.О.  Астапова,  Т.В.  Бубенчикова  //  Актуальные  вопросы  энергетики:  межвуз.  тематич.  сб.  науч.  тр.  /  ОмГТУ.  Омск,  2014.  —  С.  177—182.

5.Санитарные  правила  и  нормы:  СанПиН  2.2.1./2.2.1.1278-03  Гигиенические  требования  к  естественному,  искусственному  и  совмещенному  освещению  жилых  и  общественных  зданий  [Текст];  введ.  2003-06-15  (с  измен.  2010-03-15).  М.,  2003.  —  26  с.

6.Свод  правил:  СП  52.11330  Естественное  и  искусственное  освещение  [Текст];  введ.  2011-05-20.  М.,  2011.  —  69  с.

7.Семенов  В.Г.  Энергосбережение  и  качество  света  [Текст]  /В.Г.  Семенов  //  Энергосовет.  —  2012.  —  №  1(20).  —  С.  28—34.

8.Справочная  книга  по  светотехнике  [Текст]  /  ред.  Ю.Б.  Айзенберг,  Л.П.  Варфоломеев,  В.Н.  Степанов  и  др.  3-е  изд.,  перераб.  и  доп.  М.:  Знак,  2006.  —  972  с.

9.Строительные  нормы  и  правила:  СНиП  23-05-95  Естественное  и  искусственное  освещение  [Текст];  введ.  1996-01-01.

10.Текшева  Л.М.  Сравнительная  гигиеническая  оценка  условий  освещения  люминесцентными  лампами  и  светодиодными  источниками  света  в  школах  [Текст]  /  Л.М.  Текшева  //  Светотехника.  —  2012.  —  №  5.  —  С.  16—22.