Вредны ли светодиодные лампы для здоровья человека: польза и вред диодного света

Светодиодные лампы и подавление секреции мелатонина

Коллективом ученых из Израиля, США и Италии было проведено исследование влияния различных искусственных источников света на выработку важного гормона – мелатонина, который вырабатывается у человека и высших животных в эпифизе. Этот гормон отвечает за периодичность сна, кровяное давление, участвует в работе клеток головного мозга. Учеными за образец был принят свет натриевых ламп высокого давления, имеющих теплый желтый цвет

Было выяснено, что галогенные лампы, имеющие более высокую цветовую температуру, подавляет секрецию мелатонина в три раза. При исследовании замечено, что угнетение секреции происходит в пять раз сильнее, при одинаковой мощности натриевых и светодиодных ламп

Учеными за образец был принят свет натриевых ламп высокого давления, имеющих теплый желтый цвет. Было выяснено, что галогенные лампы, имеющие более высокую цветовую температуру, подавляет секрецию мелатонина в три раза. При исследовании замечено, что угнетение секреции происходит в пять раз сильнее, при одинаковой мощности натриевых и светодиодных ламп.

Оказалось, что такое пагубное воздействие больше всего оказывает именно яркий свет синего спектра. Итальянский физик Фабио Фалчи утверждает, что воздействие любого мощного источника света в вечернее время, когда организм должен готовиться ко сну, противопоказано и особенно люминесцентных и светодиодных ламп, в спектре которых есть синяя и фиолетовая составляющая спектра.

Учеными был дан ряд рекомендаций:

• Для освещения спален лучше применять лампы накаливания.
• Не смотреть на любые яркие источники света за 2-3 часа перед сном.
• При работе за компьютером в темное время суток применять специальные очки, которые блокируют синий спектр ламп.
• В качестве ночной подсветки лучше применять освещение красного цвета.
• Использовать только качественные светодиодные лампы известных производителей, имеющие цветовую температуру «теплого» белого цвета и высокий индекс цветопередачи.
• Использовать люстры и светильники, специально предназначенные для светодиодных ламп. Об этом подробнее в этой статье.

Возможные риски от света КЛЛ

Вред люминесцентных ламп, конечно, уже доказан, но в чем же он состоит? Для начала необходимо перечислить все возможные заболевания, которые может вызвать излучение энергосберегающих ламп, а после уже более подробно рассмотреть каждое из них и причины, их вызывающие. Итак, основные риски:

• рак, эпилепсия и мигрень;
• слепота;
• радиационное отравление.

Теперь имеет смысл понять, чем именно энергосберегающая лампа вредна для здоровья человека и что может вызвать такие серьезные осложнения.

Рак, эпилепсия, мигрень

Здесь опасность исходит именно от ультрафиолетового излучения, проходящего сквозь микротрещины люминофора и стекла. Тех объемов, которые попадают на человека при работе таких осветительных приборов, вполне достаточно для повреждения клеток кожи, что впоследствии приводит их к отмиранию. Отсюда преждевременное старение и риск меланомы, хотя производитель утверждает, что слой люминофора не дает излучению выйти наружу. И все-таки исследованиями доказано и наличие микротрещин, и опасные дозы ультрафиолетового излучения.

По той же причине начинают отмирать и клетки мозга. Первыми признаками этого становятся частые головные боли, позднее приступы мигрени, а в более серьезных случаях и эпилептические припадки.

Слепота

Освещение при помощи КЛЛ может вызвать болезни глаз

Те лампы, которые менее других расходуют электроэнергию, очень сильно влияют на зрение. В результате исследований выяснилось, что за последние годы резко возросло количество заболеваний глаз именно у тех, кто постоянно находится под светом этих ламп.

Дело в том, что для того, чтобы получить белый цвет, используется определенный состав, свойства которого схожи с ультрафиолетом. При этом главный удар приходится по сетчатке, которая очень к нему чувствительна. Как раз при долговременном попадании такого света на глаза (как во время рабочего дня) он вызывает окислительные процессы в слизистой.

Радиационное отравление

Общеизвестно, что ртуть является радиоактивным тяжелым металлом, а именно ее пары находятся внутри люминесцентной трубки. Конечно, существуют специализированные сервисы по утилизации подобных ламп, но стоимость такой услуги очень высока, и 90% тех, кто пользуется такими приборами, просто утилизирует их как бытовые отходы. Естественно, что в процессе эти лампы разбиваются и вредные пары попадают в атмосферный воздух, им дышат все, кто находится поблизости.

На улице, конечно, концентрация отравляющих веществ не столь высока. Но ведь иногда энергосберегающие лампы взрываются в процессе работы, и происходит это непосредственно в помещении. И вот тогда это никак не может пройти для организма человека без последствий, по нему будет нанесен сильнейший удар.

Одна лампа содержит около 7 микрограммов отравляющего вещества на 1 кубометр воздуха. И это притом, что официально максимально допустимый уровень составляет 0,35 микрограммов.

Естественно, что основной удар принимают на себя нервная система, печень, почки и легкие.

При появлении следующих симптомов немедленно следует обратиться к врачу:

• появление металлического привкуса во рту;
• головной боли, которая более похожа на мигрень;
• кровоточивости десен;
• сухого кашля;
• дрожания рук;
• озноба или горячки.

Если подобные симптомы возникли внезапно – это отравление парами ртути, и шутить с этим не стоит.

Ртуть – радиоактивный металл

Почему лампы мерцают?

Следующий фактор, который влияет на самочувствие – это коэффициент пульсаций светового потока. Чтобы понять, что это такое и от чего он зависит нужно рассмотреть форму напряжения в электросети.

Качество света и его пульсация зависят от источника питания, от которого они работают. Источники света, которые работают от постоянного напряжения, например светодиодные лампы на 12 вольт, не мерцают. Давайте рассмотрим мерцание и вред светодиодных ламп для глаз, причины их возникновения и способы устранения.

Из розетки мы получаем переменное напряжение с действующим значением 220В и 310В амплитудным, что вы можете видеть на верхнем графике (а).

Поскольку светодиоды питаются постоянным током, а не переменным – нужно его выпрямить. В корпусе светодиодной лампы размещена электронная схема с одно- или двухполупериодным выпрямителем, после которого напряжение становится однополярным. Оно постоянное по знаку, но не по величине, т.е. пульсирующим от 0 до 310 вольт, график посередине (б).

Такие лампы пульсируют с частотой 100 герц или 100 раз в секунду, в такт с пульсациями напряжения. Вред для глаз светодиодных ламп зависит от их качества, об этом далее.

Пульсируют ли светодиоды?

В светодиодных лампах используются драйвера со стабилизацией тока по величине (дорого), или сглаживающие фильтры (дешево). Напряжение становится постоянным и стабилизированным, если использованы емкостные фильтры.

Если производитель не сэкономил на драйвере – стабильным становится значение тока. Это лучший вариант как для уменьшения пульсации, так и для срока службы LED.

На фото ниже показано как выглядят пульсации взглядом камеры. Вы можете не замечать пульсации, поскольку органы зрения стремятся адаптировать картинку для восприятия. Мозг же эти пульсации прекрасно усваивает, что и вызывает усталость и другие побочные явления.

Лампы с большими пульсациями не стоит устанавливать дома, они годятся разве что для освещения коридора, кладовой, подъездов и хозяйственных помещений. Любые помещения, где вы не выполняете никакой зрительной работы и не находитесь долго.

Вред от светодиодных ламп низкого ценового сегмента вызван в первую очередь пульсациями. Не экономьте на освещении, LED с нормальным драйвером стоит всего на 50-100 рублей дороже, чем самые дешевые китайские аналоги.

Другие источники света и их пульсации

Лампы накаливания не мерцают потому, что работают от переменного тока и нить накала не успевает остыть когда величина напряжения пересекает нулевую отметку. Люминесцентные трубчатые лампы мерцают, если подключены по старой «дроссельной» схем. Отличить её можно по характерному гулу дросселя во время работы. На фото ниже изображены пульсации растрового светильника, как их видит камера телефона.

Современнее КЛЛ и ЛЛ не гудят и не мерцают только потому, что в их схеме используется импульсный блок питания высокой частоты. Такой источник питания называется ЭПРА (электронная пускорегулирующая аппаратура или устройство).

Почему светодиодный свет может быть вреден для зрения

Ученые выяснили, что вредное воздействие на органы зрения оказывает не все излучение светодиода в целом, а только синяя и фиолетовая составляющая спектра, имеющее наименьшую длину волны и соответственно большую частоту и большую энергию. Испанские ученые, проводившие такие исследования, опубликовали свои отзывы в журнале Seguridad y Medio Ambiente. Основными результатами этой исследовательской работы являются следующие утверждения:

• Светодиодные источники света могут нанести непоправимый вред здоровью человека и животных, воздействуя на сетчатку глаза.
• Вред наносит коротковолновый синий и фиолетовый свет.
• Излучение наносит сетчатке глаза травмы трех типов: фотомеханические (ударная энергия волны световой энергии), фототермические (при облучении происходит нагревание ткани клетчатки) и фотохимические (фотоны света могут вызывать химические изменения в макромолекулах).
• Зеленый и белый свет имеет гораздо меньшую фототоксичность, а при воздействии на сетчатку красным светом каких-либо негативных изменений не обнаружено.

Но это правило безопасности можно отнести и к другим источникам яркого света: лампам накаливания и люминесцентным лампам. Таким образом, вред энергосберегающих ламп для глаз состоит в негативном воздействии на сетчатку глаза. Однако большинство ведущих производителей снабжают лампы рассеивателями, либо хорошие люстры имеют плафоны, которые дают мягкий рассеянный свет, польза которого намного выше.

Отрицательная сторона светодиодных ламп

Светодиодное освещение стало чрезвычайно популярным из-за энергосберегающих преимуществ, но оно не полезно для зрительного анализатора человека. Светодиодные лампы приносят больше вреда, чем пользы.

Любой источник освещения, по сути, является излучением и считается угрозой для здоровья глаз, но не все частоты одинаково вредны. Освещение от LED очень низкочастотное, подобно солнечному свету. Оно может отрицательно сказаться на глазах, светодиодное освещение не содержит ультрафиолетовых лучей (УФ), которые могут быть вредны и привести к катаракте.

Бытовые светодиодные лампы имеют температурную цветность от 3000 К до 6500 К. Свет от них не теплый, а естественный белый и холодный белый.

Освещение от светодиодов способно привести к фотохимическому повреждению, которое вызвано химической реакцией поглощения ультрафиолетового, инфракрасного излучения или видимого света. Фотохимическое повреждение связано с возрастной макулярной дегенерацией — одной из ведущих причин слепоты.

Исходя из этого, следует, что лишь при постоянном воздействии светодиодных ламп на глаза возможен вред.

Светодиодные устройства пульсируют. Мерцание влияет на состояние человека в целом, появляется головокружение, тошнота, болезненность в глазах. Постоянное мерцание приводит к более тяжелым последствиям. Перед глазами появляются яркие вспышки, вокруг предметов круги.

Пульсация зависит от источника освещения. В LED лампах есть специальные стабилизаторы, влияющие на величину или сглаживание. Движение электрического заряда в проводнике становится стабильным, но пульсация все равно присутствует.

Мерцание негативно сказывается на функционировании центральной нервной системы. Невидимые пульсации проникают в головной мозг и ухудшают здоровье в целом.

Сократить подобное влияние на организм можно, покупают качественные изделия. LED лампы, удовлетворяющие санитарным нормам, которые действуют на территории РФ с низкой частотой мерцания.

Вред и польза светодиодных ламп

Плюсы

• Экономичность. Это самый главный плюс led-ламп. По сравнению с обычными лампами, экономическая эффективность этих достигает 3-5 раз. В условиях все дорожающей электроэнергии экономия становится весьма ощутимой.
• Долговечность. Если срок работы обычной лампы накаливания составляет порядка 1000 часов, то светодиодная лампа прослужит порядка 30000 часов.
• Безопасность. При производстве led-ламп не используются вредные компоненты, как при производстве других видов электроламп, например, ртуть. Кроме того, внешняя оболочка лампы является не стеклом, как кажется на первый взгляд, а тонким, прозрачным пластиком. Поэтому, даже если она и разобьется, то не окажет вреда для здоровья окружающим людям.

Минусы

• Влияние на глаза. Использующийся при работе светодиодной лампы источник УФ-излучения может нанести вред зрению человека. Лампы, произведенные по современной технологии, сводят этот риск к минимуму. Но некоторые производители, ради экономии средств, могут использовать устаревшие технологии, которые повышают фактор риска.
• Пульсация света. При работе любой лампы от электрической сети возникают вспышки света с определенной частотой. Благодаря инерции человеческого зрения, мы эти вспышки обычно не замечаем. Но если технологии производства нарушены, то пульсация лампы может стать заметной и доставить психический дискомфорт.

Пульсация светодиодной лампы

Итак, вред или польза!

В свете вышеизложенного можно сделать определенные выводы об применении led-лампочек в быту. Экономичность и долговечность при их использовании поможет снизить нагрузки на бюджет семьи, что является их главным плюсом.

Чтобы снизить все негативные факторы влияния стоит внимательно отнестись к выбору производителя таких лампочек. А перед покупкой проконсультироваться у специалистов. Для ламп с низким коэффициентом пульсации, лучшими местами использования в быту, станут места, где пребывание человека не очень продолжительно: санузлы, кладовки, лестничные площадки или дворовое освещение в частном доме. А в спальне желательно не использовать лампы «холодного цвета». А самый лучший совет по освещению вашего жилья – это максимально использовать естественное освещение. Его не заменит ни одна современная лампа.

Классификация освещения по степени риска

Для оценки безопасности светового излучения видимого спектра был принят международный стандарт EN 62471, который называется «Фотобиологическая безопасность ламп и ламповых систем». В соответствии с этим стандартом, выделяются четыре группы риска, в которых указывается максимальное время воздействия освещения от исследуемого источника света.

• Нулевая группа риска (отсутствие риска). Воздействие излучения от таких источников света может производиться 10000 секунд и более.
• Первая группа риска (низкий риск). Максимальное время воздействия может быть от 100 до 10000 секунд.
• Вторая группа риска (умеренный риск). Максимальное время воздействия светильников этой группы возможно от 0,25 до 100 секунд.
• Третья группа риска (высокий риск). Время воздействия не должно превышать 0,25 секунды.

Исследование степени рисков освещения светодиодами

Было проведено исследование на основе этого стандарта. Профессор Института здоровья и медицинских исследований Франсин Бехар-Коэн возглавила группу ученых, которые в результате исследований пришли к некоторым важным выводам, сделав свои отзывы о вреде и пользе светодиодных ламп:

• Светодиод синего свечения мощностью 15 Вт и более можно отнести к третьей группе риска.
• Синий светодиод мощностью 0,07 Вт относится к первой группе риска.
• По сравнению с традиционными лампами накаливания, относящихся к нулевой или первой группе риска, светодиодное освещение можно отнести ко второй группе.
• При равной цветовой температуре, в излучении белых светодиодов на 20% больше опасной синей составляющей спектра.

Как защититься

А если вам
все таки приходится частенько работать с небезопасными источниками синего
света, как защитить свое зрение в этом случае?

Как уже
говорилось выше, постарайтесь максимально оградиться от них как минимум за час
до сна.

Для безопасной работы за компьютером еще в 90-е годы появились специальные блю-блокеры. Это линзы или очки, которые блокировали и не пропускали синее излучение от мониторов.

Дорогие варианты
очков полностью блокируют ультрафиолетовые волны, и более чем на 98% вредные короткие.

Самые доступные варианты за несколько сотен рублей, имеют желтые или оранжевые линзы. Однако они искажают общую цветную картинку, которую вы наблюдаете сквозь них.

В последние
годы почти все производители начали встраивать программно возможность ограничить
вредное синее и ультрафиолетовое излучение от своих гаджетов, смартфонов и
телевизоров.

Поищите в настройках такую функцию, вы обязательно ее найдете. Если на вашем девайсе подобного нет, можно установить специальные программы. Они имеются в свободном доступе. Например f.lux

Влияние на зрение

Выбирая ту или иную ЛЕД-лампу, необходимо обратить внимание на ее цветовую температуру. Высокий параметр говорит о большом излучении голубого и синего спектров, отрицательно влияющих на органы зрения

Для глаз ребенка наибольшую вредность представляет белый холодный свет. Чтобы раздражение было как можно меньшим, в источники света с двумя или большим количеством патронов необходимо ввинчивать лампы мощностью 40 или 60 Вт и применять светильники, излучающие белый теплый свет. К таким и относятся светодиодные. Министерство здравоохранения России одобряет их использование.

За 2−3 часа до отхода ко сну желательно снизить яркость ламп и сделать свет более теплым. Некоторые модели светодиодных источников освещения имеют функцию регуляции мощности, о чем пишется на упаковке.

Читать также Радиация и её вредное влияние на организм человека

Сильно мерцают

То, что пульсации от любых искусственных источников света вредны, уже давно доказано. Если лампа мерцает с частотой от 8 до 300 герц, то это может отрицательно повлиять на клетки нервной системы. Пульсация бывает, как видимая, так и невидимая. Но в любом случае обе могут проникать через органы зрения в клетки головного мозга и способствовать ухудшению здоровья. Светодиодная лампа не является исключением. Но не так уж всё и плохо. В последних моделях светодиодных ламп драйвер выдает напряжение, которое дополнительно фильтруется, избавляясь таким образом от переменной составляющей. В этом случае пульсация не может превышать одного процента.

Присутствие вредных элементов

Как уже было сказано выше, светодиодные лампы не содержат опасную ртуть, но в 2010 в научном журнале Environmental Science and Technology были опубликованы данные, указывающие на присутствие в некоторых LED-осветительных устройствах других веществ высокой степени вредности. В этот раз опасность обнаружили в красных светодиодах, которые часто применяются в разнообразных технических устройствах, начиная от новогодних гирлянд и заканчивая автомобильными фарами.

Группа учёных из Университета Калифорнии под предводительством профессора Оладеле Огунсейтана (Oladele Ogunseitan) нашла в таких осветительных устройствах значительные концентрации мышьяка, свинца и нескольких других опасных веществ. Помимо того, что они являются известными нейротоксинами, при длительном воздействии на организм эти компоненты могут спровоцировать образование злокачественных опухолей.

Также было обнаружено, что некоторые производители при создании современных белых LED-ламп применяют никель, могущий вызвать сильную аллергическую реакцию. И самой «безопасной» на этом фоне выглядит медь, которая хоть и не наносит прямой вред организму человека, однако может спровоцировать локальную экологическую катастрофу, если такие устройства будут утилизированы вблизи рек или озёр.

Конечно, концентрация этих веществ в одной лампе не опасна для человека, но 10,50,100 разбитых «грязных» светодиодов скорее всего приведут к токсическому отравлению. Особенно актуальна эта проблема для дорожных рабочих, которым нередко приходиться убирать разбитые фары или ламы уличного/дорожного освещения.

При этом стоит отметить, что в большинстве случае такие «добавки» необходимы лишь для удешевления процесса производства. Поэтому при правильном законодательном регулировании с этой негативной тенденцией вполне можно бороться, сделав экономичное LED-освещение значительно безопаснее.

Технология светодиодов является действительно важным технологическим прорывом. И, как и любое новое открытие, оно может наряду с явными преимуществами таить в себе скрытые угрозы. Но на основании уже существующих данных можно сделать вывод, что безопасность LED-устройств во многом зависит от производителя, и качественная светодиодная лампа не намного опаснее традиционной лампы накаливания.

Светодиодные лампы только недавно стали покорять быт людей, поэтому споры об их пользе или вреде пока не утихли. Чтобы разобраться в этом вопросе, проводилось множество масштабных исследований, а их результаты порой были диаметрально противоположными. Поэтому, давайте попробуем собрать воедино всю информацию и сделать выводы.

Медицинские исследования и как выбрать нужную модель?

Вреди и польза светодиодных ламп были изучены медициной. Пагубно влияют светильники голубого оттенка, заставляющие глаз постоянно напрягаться. При этом, по санитарным нормам использовать диодные лампочки в учебных заведениях воспрещено.

Рядовой пользователь также может обезопасить себя, если приобретет качественные светодиодные лампы. Их производством занимаются популярные фирмы

Важное правило: знакомиться с инструкцией, обращать внимание на световой поток (4000-5000К оптимальный показатель)

Не стоит гнаться за дешевизной, приобретая лампочки от малоизвестных производителей. Большинство из них обладают низким сроком эксплуатации, поэтому сэкономить на их приобретении не получится. Покупая источники света, следует опробовать одну модель, а уже после делать вывод относительно её производительности. В основном, современные и эффективные модели обладают собственным драйверов, но при его отсутствии – можно приобрести дополнительный блок питания.

Влияние спектра освещения на глаза

Если сравнивать со светом Солнца, то излучение от LED ламп имеет похожий полный спектр. Но в последних синий спектр освещения выше.

Повышенные показатели в данном спектре негативно сказываются на зрительном восприятии человека. Это экспериментально доказано, но пока только на животных. Клетки окружали 6 светодиодных светильников, работающих по 16 часов в сутки.

Животных разделили на 3 группы:

• контрольная — не подвергалась воздействию LED излучения;
• вторая группа подвергалась воздействию светодиодного освещения;
• третья группа подвергалась светодиодному излучению аналогично второй, но устранили процент фиолетового и синего спектра.

Проводилась оценка количества нейронов, присутствующих в сетчатке животных 2 и 3 группы. Полученные результаты сопоставили с показаниями 1 группы — контрольной. Проведено исследование экспрессии генов, что объясняет процесс гибели клеток в сетчатке.

Кроме того, нарушается синтез метанонина. Повышается астенопия и зрительное напряжение.

В LED светильниках с белым цветом самый коротковолновой диапазон видимого излучения на высоком уровне. Работать с ними долго нельзя, вредят зрению.

В Light-Emitting Diode с желтым светом, синий спектр есть, но на уровне солнечного излучения. Такое соотношение считается нормой. Такие светодиодные устройства не вредят зрению человека.

Почему дети особенно подвержены риску повреждения глаз

Физиология человека защищает себя от света в целом естественными пигментами глазного дна (макулы) и хромофорами в хрусталике. У детей до 4 лет макула недоразвитая.

По этой причине дети имеют прозрачный хрусталик, тогда как у взрослых он содержит желтые хромофоры, которые преграждают проникновение синего и фиолетового спектра.