„Mokslo ekspresas“. Naujieji šviesos šaltiniai gali sukelti vėžį

Naktį visos katės pilkos, sako lietuvių liaudies patarlė. Tačiau šiais laikais, tinkamai apšvietus mūsų miestų gatves, ne tik katės atgauna tikrąsias spalvas. Naujos kartos miestų, jų gatvių apšvietimo sistemas, kurias siūlo Vilniaus universiteto fizikai, iš esmės pagerintų eismo saugumą bei sutaupytų milijonus litų. Maža to, Lietuvos Mokslo tarybos finansuojamas projektas tiesiogiai susijęs ir su mūsų savijauta.

„Mūsų projektas vadinasi „Mezopiniai šviesos šaltiniai“. Projektas skirtas šviesos šaltinių, kurie veikia prieblandoje, sukūrimui. Tokie šaltiniai naudojami gatvių, kelių apšvietimui, viešųjų erdvių apšvietimui nakties metu. Šita problema – aktuali pasaulyje. Pasaulyje gatvių apšveitimui sunaudojama nemenka dalis elektros energijos. Pavyzdžiui, vien ES ir JAV apie 80 stambių elektrinių dirba tam, kad patenkintų gatvių apšvietimo poreikį“, – sako tikrasis LMA narys, fizikas prof. Artūras Žukauskas.

Pirmieji apšvietimą lauke ėmė naudoti senovės graikai ir romėnai. Jie kelią arba savo vilų fasadus apšviesdavo aliejaus lempomis. Šios technologijos išliko iki viduramžių.

Pasak profesoriaus Romualdo Razausko, gatvių apšvietimo sistema Europoje gimė 1667 metais Paryžiuje. Kiekvienos gatvės viduryje ir gale buvo iškabinta po vieną žibintą. Paryžiumi pasekė Amsterdamas, o vėliau Leipcigas.

XIX amžiaus pradžioje dujiniais žibintais buvo pradėta apšviesti Londoną, po kelerių metų – Europos sostines Paryžių, Berlyną ir t.t. Kiekvieną žibintą vakare reikėdavo uždegti, o ryte – užgesinti. XIX a. antroje pusėje atsiranda žibalinės lempos ir elektros šviesa. 1841 m. pirmosios Paryžiaus aikštės jau apšviečiamos elektriniais gatvės žibintais.

Atsiradus puslaidininkiniams šviesos diodams, lietuviškai vadinamiems šviestukais, ši technologija ėmė skverbtis į visas sritis, įskaitant ir gatvių apšvietimą. Šviestukai turi daug privalumų – jie tarnauja kur kas ilgiau už kaitrines lempas, jų efektyvumas kelis kartus didesnis, jie maži ir itin atsparūs. Ir, be abejo, sunaudoja kur kas mažiau elektros energijos.

Gatvėms apšviesti pasaulyje sunaudojama tik apie du procentus elektros energijos, bet tai yra nemenkos viešojo sektoriaus išlaidos. Pavyzdžiui, Vilniuje gatvių apšvietimui reikalingai elektrai per metus išleidžiama apie 10 mln. litų.

„Be energijos taupymo yra ir kiti aspektai – tai eismo saugumo aspektas, estetinio poreikio tenkinimas. Neseniai išaiškėjo, jog naujieji šviesos šaltiniai, neteisingai juos taikant, gali būti pavojingi žmogaus sveikatai“, – teigia A. Žukauskas.

Šiuo metu plačiai kalbama apie vadinamąją mėlynąją taršą. Tokios šviesos šviestukai ir metalo halogenidų lempos kenkia žmonių sveikatai. Sutrikdomas žmogaus paros ciklas, ir tai net gali padidinti vėžinių susirgimų skaičių.

„Todėl, kad miego hormonas melatoninas, kurį trikdo mėlyna šviesa, ne tik atlieka paros ciklo reguliatoriaus funkciją, bet yra ir vienas svarbiausių onkostatinių hormonų. Stiprus antioksidantas, kuris priešinasi vėžinių ląstelių susidarymui. Neteisingai taikant naują technologiją, galima sutrikdyti žmonių sveikatą“, – pažymi A. Žukauskas.

Lietuvos mokslininkams pirmiesiems pavyko sukurti šviestuvų prototipus, kurie gali išspręsti daugumą minėtų problemų.

„Čia turime lempos pavyzdį – sukurtas prototipas mūsų laboratorijoje, jis siūlomas gaminti Lietuvos pramonei. Tai šviesos šaltinis, kuris turi labai gerą spektrą. Tai yra vadinamasis liepsnos spalvos šviesos šaltinis, kuris labai mažai trikdo žmonių sveikatą ir pasižymi labai geromis psichofizinėmis savybėmis. T.y. žmogaus reakcijos trukmė labai gera po šitais šaltiniais, jis kur kas geriau skiria spalvas. Taip pat kuriame pačių šviestuvų prototipus ir ketiname juos patentuoti“, – pasakoja laidos pašnekovas.

Tokie šviestuvai mūsų gatvėse galėtų atsirasti labai greitai. Tyrėjų nuomone, Lietuvoje jau yra pramonės įmonių, pajėgių gaminti tokius šviestuvus. Tačiau ne visada inovatyvūs sprendimai sklandžiai pritaikomi praktikoje. Kas gali sutrukdyti jiems atsirasti gatvėse?

„Viskas priklauso nuo to, kaip savivaldybės formuluos pirkimo sąlygas. Jeigu jos bus formuluojamos nekvalifikuotai, gatvėje turėsime melsvą šviesą, kuri žalinga žmogui. Jeigu sąlygos bus tinkamos, pramonė gali pasitempti ir tokius šviestuvus greitai sukurti“, – svarsto mokslininkas.

Geltonos šviesos šviestuvai, dabar šviečiantys mūsų miestuose, yra seno tipo natrio lempos, kuriose šviesą skleidžia sužadinti natrio garai. Jų yra daug ir Vilniuje, ir Kaune. Jos gan ekonomiškos ir turi nedidelį biologinį poveikį. Senstančios lempos ryškumas beveik nemažėja, tik auga energijos suvartojimas, tačiau dėl siauro spinduliavimo spektro beveik nematyti spalvų.

Dabar kaip tik ir pradedama tokias lempas keisti modernesnėmis. Deja, kaip jau buvo minėta, mažai kas žino apie mėlynos spalvos šviestukų arba fluorescencinių lempų keliamus pavojus. Kompanijos dažnai perša savivaldybėms pigiausią produkciją, kuri atrodo moderniau, bet iš tikro kenkia žmonėms. Ypač pavojinga, jeigu taip apšviečiamos gyvenamosios zonos, miegamieji miestų rajonai, įvairios viešosios erdvės.

„Visuomet geriau naudoti gelsvą šviesą. Jau daugiau kaip 70 metų žinoma, kad prieblandoje žmogus jaučia didesnį komfortą, kai šviesa yra šiltesnė. Kuo žemesnis apšvietos lygis, tuo žmogaus estetiniai poreikiai geriau tenkinami su šiltesne šviesa. Šaltos šviesos neturėtų būti naudojamos gatvėms apšviesti“, – tikina A. Žukauskas.

Ši šviestuvų technologija leidžia daugiausia energijos sutaupyti tuomet, kai naudojami išmanūs sprendimai. Kai apšvietos lygis reaguoja į aplinką, oro sąlygas ir eismo intensyvumą. Tokiu būdu galima taupyti iki 90% energijos. 2007 metais užsienyje buvo sukurta sistema, angliškai vadinama lunar-resonant streetlight. Tokių šviesos šaltinių intensyvumas kinta priklausomai nuo Mėnulio šviesos kiekio naktį. Tačiau reikia įvertinti ir daugiau faktorių, kad gautume patį geriausią rezultatą.

„Jeigu vien pakeisime senas lempas naujomis, ne ką sutaupysime. Naujos lempos daug brangesnės. Tuo metu taikant išmanias sistemas, pritemdant gatves, kuomet menkas eismas, arba kai iškrenta sniegas, galima sutaupyti daug energijos. Šitie darbai atliekami daugelyje šalių: JAV, Kinijoje, Turkijoje, Europoje. Šitie darbai, kuriais optimizavome šviesos šaltinio spektrą, sudarant žmogui geriausias fotobiologines sąlygas, yra pirmieji pasaulyje“, – sako mokslininkas.

Šiuo metu įvairiuose pasaulio miestuose diegiamos įprastų – mėlynos spalvos šviestuvų sistemos, kurios, mokslininkų manymu, kelia didelį pavojų sveikatai. Jau yra pasirodę mokslinių publikacijų, kuriose akivaizdžiai įrodytas jų žalingas poveikis. Deja, iki šiol nebuvo alternatyvų. Vilniaus universiteto fizikai pirmieji pasiūlė realius sprendimus, padedančius optimizuoti lempų spektrą. Rezultatai gauti, atlikus įvairius tyrimus, analizuojant žmogaus reakcijos pokyčius, lyginant šviestukų charakteristikas.

„Už nugaros matomas prietaisas vadinamas integruojančia sfera. Jis skirtas šviesos šaltinio srautui išmatuoti. Dėl to tiriamas šviesos šaltinis kišamas į kamerą, kur visa šviesa išmaišoma ir matuojant galima pasakyti, koks yra suminis srautas“, – pasakoja A. Žukauskas.

Spalvų komponavimo principai yra žinomi. Projekto autorių atlikti tyrimai atskleidė, kad geriausi šaltiniai, kurie tenkintų energijos taupymo ir žmogaus poreikius, turi būti dvispalviai – oranžinės ir mėlynos spalvų mišinys. Paradoksalu, kad mėlyna šviesa, dėl kurios šiuo metu pasaulyje taip nuogąstaujama, turi būti tokiame šaltinyje. Tiesa, jos turi būti labai nedaug.

„Mažiausia žala pasiekiama su nedidele mėlynos šviesos priemaiša prie oranžinės. Gaunama spalva šaltinio maždaug atitinka liepsnos spalvą. Taip juos ir vadiname – jie labai malonūs akiai. Buvo atlikti bandymai – reakcijos trukmė sumažėja kelis kartus, lyginant su natrio lempomis. Spalvų skyrimas nepalyginamai geresnis, energija taupoma. Poveikis sveikatai irgi mažiausias. Penkis kartus mažesnis negu įprastų šviesos diodų. Apie 30% mažesnis, negu natrio lempų“, – tvirtina fizikas.

Štai kodėl dabar pats metas savivaldybių politikams, rengiant pirkimų sąlygas ir keičiant senas gatvių apšvietimo sistemas naujomis, konsultuotis su mokslininkais. Politikai lengviau atlaikytų verslininkų spaudimą, jeigu atsižvelgtų į mokslininkų rekomendacijas. Perkant pigiausius produktus, rizikuojama ne tik eismo saugumu, bet ir gyventojų sveikata. Ne veltui sakoma, kad šykštus moka du kartus. O kartais gali ir susirgti.

„Šitas projektas prasidėjo pernai gegužės mėnesį ir tęsis iki 2014 m. pabaigos. Per tą laiką paskelbėme straipsnį, kuriuo parodėme, kaip galime optimizuoti šaltinių spektrą, kad jis būtų ir efektyvus šaltinis – skleistų daug šviesos ir kartu minimaliai veiktų žmogaus paros ciklą. Minimaliai veiktų akies receptorius, kurie reguliuoja melatonino ciklą“, – pasakoja A. Žukauskas.

Tinkamai parinktas šviesos spektras gali pagerinti ne tik mūsų gyvenimo kokybę, miegą ir sumažinti riziką susirgti įvairiomis ligomis. Net daržovėms reikia ne bet kokios šviesos, ką jau prieš kelerius metus įrodė prof. A. Žukausko grupė. Parinkus optimalų apšvietimo spektrą, salotos šiltnamiuose auga greičiau, jų lapuose susikaupia mažiau nitratų ir daugiau cukraus. Pradėję nuo salotų, mokslininkai dabar surado būdą pagerinti ir jų valgytojų aplinką. Taigi tebūnie šviesa, bet ne bet kokia!

„Mokslo ekspresas“ – sekmadienį, 18.15, per LRT televiziją.