Független.hu

Ember- és környezetvédelmi, internetes napilap

A kék fény sötét oldala: senkinek nem jó, ha hideg LED-izzók lepik el Európát

Posted by Suggestor - 2022. szeptember 18. vasárnap

Telex

2022. szeptember 15. – 18:28

Nagy Nikoletta

Évmilliós evolúció eredménye az, hogy szinte minden életforma számára létfontosságú a fény periodikus változása – nem csoda, hogy 2017-ben a cirkadián ritmust irányító molekuláris folyamatok felfedezéséért járt az orvosi Nobel-díj.

Ezzel szemben LED-izzók csak az 1970-es évek óta gurulnak le nagyüzemben a gyártósorról, de már most súlyos problémákat okoznak az állat- és növényvilágban, és az emberi szervezetekben is. Az Exeteri Egyetem friss kutatása arra világít rá, hogy Európa-szerte milyen gyorsan nő a LED-ek miatti kékfény-szennyezés – és arra is, hogy sürgősen tenni kellene ellene, ha nem szeretnénk, hogy hosszú távú problémákkal kelljen szembenéznünk.

Az, hogy a fényszennyezés súlyos probléma, nem újdonság. A bolygó népességének 80 százaléka megvilágított égbolt alatt él, azaz szinte folyamatosan fényszennyezés éri, Európára és Észak-Amerikára vetítve ez az arány 99 százalék. Az ENSZ szerint az éjszakai fényszennyezés globálisan évente 6 százalékkal növekszik.

Persze a civilizált társadalomban nagyjából elengedhetetlen az éjszakai világítás, szükség van rá a tájékozódás, a közúti biztonság és a potenciálisan veszélyes területek védelme miatt, de mára kiterjedt az emberi tevékenység szinte minden aspektusára, az ipari, kereskedelmi, szórakoztató terekre vagy turisztikai célokra is. Ennek egyenes következménye, hogy a megvilágítás szintje gyakran meghaladja a valós igényeket, ezzel együtt pedig egyre csökken a fényszennyezéssel nem érintett területek száma.

A látható fénytartományban a kéknek van a legnagyobb hatása az élőlényekre: a 400 és 500 nanométer közötti hullámhossztartományba eső sugarak a növény- és állatvilágra és az emberi szervezetre is kifejezetten károsak lehetnek.

A fényérzékelés egészen a föld legősibb szervezetéig, a cianobaktériumig nyúlik vissza, ami nagyjából 3,8 milliárd évvel ezelőtt igazította az életét a fény változásához.

Ma szinte az összes élőlény fontos információkat von le a rendelkezésére álló fényből. Az úgynevezett fototaxist, vagyis a fény kiváltotta mozgást is jobbára a kék fény befolyásolja az állatoknál, a fototropizmus során pedig a növények használják ki a kék és vörös fényt: a fényforrás irányába fordulnak, vagy a fényforrás befolyásolja a növekedésüket. A virágzó növények számára a kék fény a legfontosabb jelzőforrás.

Hogy lett kék a LED?

1962-ben Nick Holonyak volt az első, aki látható fényű LED- (light emitting diode, vagyis fénykibocsátó dióda) izzót tudott kifejleszteni. Ez még vörös fénnyel világított, tíz évvel később aztán M. George Craford zöld és piros dióda segítségével világossárga fénnyel, tízszer erősebben világító izzót tudott létrehozni. Craford a Monsantónál dolgozott, így ez a vállalat lett az első, amely sorozatgyártásra bocsátotta a LED-izzókat.

Nakamura Súdzsi 1994-ben aztán megalkotta az ultrakék LED-et, ami az alapja a mai izzóknak is. Ma a LED-ek a legjobb energiahatékonysággal működő izzók, egy 60 wattos izzóénak megfelelő mennyiségű fény előállításához egy LED-lámpa csak 10 wattot használ. Ennek az az oka, hogy a LED-ek szinte a teljes energiájukat fényként használják fel, míg az izzólámpák ennek nagy részét hő formájában adják le.

Színesben vizsgálják Európát

Egyértelműnek tűnik tehát, hogy a fényszennyezésben elsősorban a kék fény jelenthet problémát – csakhogy az éjszakai fényszennyezésre (artificial light at night; ALAN) fókuszáló kutatások eddig ritkán különböztették meg a látható fény más-más hullámhosszait.

„Mostanáig a fényszennyezettséggel foglalkozó kutatások fő forrása az amerikai védelmi meteorológiai műholdprogram volt, ami nem tudta lebontani a színeket” – mondta a Telexnek Alejandro Sánchez de Miguel, az Exeteri Egyetem kutatója, a Science Advances szaklapban megjelent tanulmány vezető szerzője. „Mi színes képekkel dolgoztunk. Ez az első alkalom, hogy ilyen nagy mennyiségű, a fényszennyezés különböző színeire vonatkozó adatot tudtunk összegyűjteni az Európai Unióról.”

Sánchez és kutatócsapata más megközelítést alkalmazott, mint a bejáratott módszerek:

először nézték meg az egész kontinensre vonatkozóan, hogy a fény különböző hullámhosszán milyen szennyezéssel számolhatunk, külön koncentrálva a kék fényre.

A kutatók először egy részben vagy egészben amatőr közreműködők által végzett közösségi kutatás, a Cities at Night citizen science projekt képeit elemezték, majd ezek segítségével kalibrálták a Nemzetközi Űrállomás (ISS) űrhajósai által Európáról készített felvételeket. A kékfény-szennyezés alakulásának megfigyeléséhez két időintervallumot választottak: a 2012–2013 és a 2014–2020 közötti időszakot. Az ISS-képek felhasználásával aztán térképet készítettek a kontinensről, ahol már a különböző színű fényt is ábrázolják, nem csak a nettó fényszennyezést. „A változás mérhető, de nem mindenhol ugyanolyan mértékű, néhány ország gyorsabban áll át a kék LED-ekre, mint mások.”

Ezért lehet az, hogy míg Belgium az általános fényszennyezettségi térképeken jókora „szégyenfoltként” jelenik meg, a kékfény-szennyezést tekintve nem olyan problémás, mivel főként kisnyomású nátriumlámpákat használ, amelyek fénye melegebb.

A kutatás viszont rávilágított arra, hogy Olaszországban, Romániában, Írországban és Nagy-Britanniában drámaian nő a kékfény-szennyezés mértéke. A legkevesebb változást Ausztriában és Németországban mérték. Magyarország az adatok szerint viszonylag kevés kék fényű LED-et használ. „Látni változást a magyar adatokban is, szignifikáns eltéréseket, de nem olyan erősen, mint néhány más ország, például Írország esetében.”

„Az eredményeink azt mutatták, hogy a várakozásokkal megegyezően a kék fény aránya növekszik Európában – mondta Sánchez.

Tavaly publikáltunk egy tanulmányt a globális trendekről, de akkor csak előrejelzéseink voltak, az alapján például, hogy tudtuk: a legnépszerűbb LED-izzók kékes árnyalatúak. Most már viszont adatunk is van a becsléseink alátámasztására.”

A kutatók szerint az eredményekből a levonható általános konklúzió az, hogy a nagyobb százalékos változásokat mutató országokban gyorsabban állnak át az energiahatékony kék LED-ekre, mint azokban, ahol nem jelentős a kékfény-növekedés.

Majdnem minden élő szervezetre hatással van

Azzal, hogy a kék fénynek milyen káros hatásai vannak a növény- és állatvilágra, illetve az emberi testre, már rengeteg kutatás foglalkozott. Sánchez szerint például a molyok esetében már most tetten érhető a baj. „A kék fény molyokra gyakorolt lehetséges hatása egyre növekszik, ez pedig azért problémás, mert e rovarok nagy része beporzó – mondja a kutató. – Ez a változás azon állatok számára sem előnyös, amelyek molyokkal táplálkoznak.”

Lehetetlen felsorolni az összes állat- és növényfajt, amelyekre hat a fényszennyezés, de álljon itt néhány példa, amely jól szemlélteti, hogy valóban súlyos a probléma – még akkor is, ha nem csak a kék fényre szűrünk.

Ami a növényeket illeti, a kék fény például a növények sztómáinak, vagyis gázcserenyílásainak szabályozásáért felelős. A sztómák elősegítik a gázcserét: kinyílnak és bezáródnak, lehetővé téve a szén-dioxid felvételét és az oxigén távozását. Ez a tulajdonság kulcsfontosságú a fotoszintézishez. A kék fény gyakran visszafogja a növények növekedését, azok a példányok, amelyek nagyobb kékfény-szennyezésben élnek, jellemzően kisebbek, vastagabb és sötétebb levelekkel.

Bár a kék fény jelenlétét és megvonását nagyon jól fel tudják használni a mezőgazdaságban, ellenőrizetlenül problémát is jelenthet: a városi és elővárosi környezet fényei, vagy az autópályák világítása elegendő ahhoz, hogy befolyásolja a növények élettanát, és módosítsa például a vírusok, baktériumok és gombák elleni védelem minőségét.

A patakok avarbontásában részt vevő gombák esetében az ALAN megváltoztathatja a gombaközösség szerkezetét és összetételét, ami gátolja a gombák munkáját – ezek az élőlények pedig kulcsszerepet játszanak a patakok ökoszisztémáinak szén- és tápanyag-dinamikájában.

A tengeri teknősöknél már az 1980-as évek óta dokumentálják, hogy az éjszakai világítás befolyásolja a fiókák viselkedését és a felnőtt példányok fészekrakó hajlandóságát.

A folyamatos világosság a költöző és nem költöző madarakat összezavarja, és a mindennapi tevékenységüket veszélyezteti, többek között azzal, hogy nagyobb eséllyel ütköznek különböző tárgyakkal.

Mivel az emlősfajok 69 százaléka éjszakai életmódot folytat, egyértelmű, hogy ezekre az állatokra is jókora veszélyt jelent az éjszakai fény: a világosságot kerülők inaktívabbak, a fényre járók aktívabbak lehetnek, ez pedig egész táplálékláncokat zavar össze.

A denevérek esetében jelentős a fészekelhagyás tolódása, a szexuális aktivitás csökkenése, a repülési sebesség és a repülési útvonal változása, valamint az ütközések számának növekedése.

Az emberi szervezet sem viseli jól a folyamatos fényszennyezést, főleg a kék fény jelenlétét. Egyre égetőbb probléma, hogy a képernyőkből érkező kék fény károsítja a szemet, például a szemfelszín védelmében fontos szerepet játszó, a kötőhártyában elhelyezkedő nyáktermelő kehelysejteket, de a makuladegeneráció kialakulását is elősegítheti.

A folyamatos fényszennyezés legfontosabb hatása viszont a cirkadián ritmus felborulása: ez a szinte minden élőlényben megtalálható „belső óra” felel a szervezet 24 órás ciklikus szabályozásáért, a legfontosabb szabályozója pedig maga a napfény.

A cirkadián rendszer annyira fontos, hogy friss kutatások szerint a genom 10-20 százaléka cirkadián kifejeződést mutat, ez az embereknél nagyjából 3000 gént jelent. Ha ez a rendszer felborul, a hormonháztartás is dőlhet vele. Az éjszakai kék fény számos pszichológiai problémához vezethet: mivel a belső óránk összezavarodik, kevesebbet és rosszabbul alszunk, ami megnöveli a depresszió kialakulásának kockázatát.

A cirkadián ritmus felborulását kutatások összekötötték már a cukorbetegség, a szív- és érrendszeri betegségek, a súlygyarapodás, illetve egyes daganatos megbetegedések kialakulásával is.

Melegebb LED-ek kellenének

Fontos tudni, hogy alapvetően nem a LED-izzókkal van probléma, csak a különböző fajták eloszlásán lehetne javítani.

Különböző színhőmérsékletű LED-ek léteznek, és ha az országok úgy döntenének, hogy alacsonyabb hőmérsékletet választanak – például 2200 kelvines izzókat –, a probléma megszűnne – mondja Sánchez. – Váltanunk kell a LED-megoldásokra, de a kék fény ilyen mértékű használata nélkül.”

A 2200 kelvin a színhőmérsékletre utal, és azt adja meg, hogy egy színnek mennyire meleg, illetve hideg az árnyalata. Ezt úgy a legegyszerűbb elképzelni, ha egy színskálára gondolunk, aminek az egyik felén a vörös, a másik végén a kék van, ez a leghidegebb és legmelegebb árnyalatot jelöli. Ahogy a színhőmérséklet emelkedik, úgy lesz egyre kevesebb vörös a fényben, és egyre több kék. A hideg–meleg megkülönböztetés (a kelvin mértékegység ellenére) nem az aktuális hőmérsékletre, hanem a színárnyalatra vonatkozik.

Vannak országok, ahol figyelnek az ilyesmire: Franciaországban már betiltották a 3000 kelvinnél magasabb hőmérsékletű LED-eket, és Spanyolországban is van már törvényjavaslat ugyanerre. Az ország néhány területén már ennél is alacsonyabb, nagyjából 2300 kelvines maximális színhőmérsékletű fényt ajánlanak.

„A tudományos közösségben úgy gondoljuk, hogy a 2200 kelvin lehet az a határ, ami még kényelmes az emberek számára is, de a természet szempontjából is fenntartható.

De minél kevésbé kék a LED, annál jobb” – mondta a kutató.

Az Európai Unióban is beszélnek a lehetséges szabályozásokról, de Sánchez egyelőre nem tudott többet elmondani a pontos tervekről, annak ellenére, hogy szakértőként részt vesz a szabályozás kidolgozásában. „Az Európai Unió elnöksége már dolgozik a témán, részese

Forrás: https://telex.hu/tudomany/2022/09/15/led-kek-feny-fenyszennyezes-europa-biologiai-ora-cirkadian-ritmus

Vélemény, hozzászólás?

Adatok megadása vagy bejelentkezés valamelyik ikonnal:

WordPress.com Logo

Hozzászólhat a WordPress.com felhasználói fiók használatával. Kilépés /  Módosítás )

Twitter kép

Hozzászólhat a Twitter felhasználói fiók használatával. Kilépés /  Módosítás )

Facebook kép

Hozzászólhat a Facebook felhasználói fiók használatával. Kilépés /  Módosítás )

Kapcsolódás: %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

 
%d blogger ezt szereti: