Светодиодные источники освещения – опасность для детских глаз


Характеристики светодиодных ламп

Директива Европейского парламента об экодизайне 2005/32/EC представляет собой новую концепцию, которая направлена на сокращение энергопотребления потребительских товаров, а также снижение затрат на электрическое освещение. С 1 сентября 2016 года лампы накаливания заменяются энергосберегающими люминесцентными лампами или светоизлучающими диодами (англ. light-emitting diode, LED).


Рис. 1. Спектр излучения искусственных источников излучения

Светодиоды – это монохроматические источники света, которые в течение многих лет используются в качестве контрольного или индикаторного света в электронных устройствах (например, в игрушках), и в этом случае не представляют никакой опасности. Самым дешевым методом получения белого светодиодного света является использование синего чипа, покрытого слоем желтого люминофора. Спектр света светодиодных ламп, по сравнению с другими используемыми источниками искусственного света, имеет избыточное излучение в области коротковолнового синего света (рис. 1).

Светодиоды являются точечными источниками света с высокой освещенностью. Если освещенность люминесцентной лампы лежит в пределах диапазона 104 cd/м2, то освещенность от светодиодной лампы может достичь более 107 cd/м2, тем самым она может превышать уровень безопасности и, согласно стандартам NF EN 62471, некоторые бытовые источники света должны быть классифицированы по классу RG2 (средний риск: опасность, связанная с фотохимическим и тепловым эффектом). Такие источники светодиодного света наносят существенный вред зрительной системе человека и могут привести к потере зрения.

К тому же избыточная доза синего света в вечернее время стимулирует меланопсинсодержащие фоточувствительные ганглиозные клетки и таким образом подавляет синтез мелатонина, что может, в свою очередь, приводить к нарушениям сна и изменению циркадных ритмов.

Опасность для зрения, связанная с освещением

В зависимости от длины волны могут возникать различные виды повреждения клеток и тканей глаза. Длина волны определяет место поглощения (например, ДНК для УФ-излучения) и параметры воздействия (острое / хроническое, продолжительность, освещенность, расширение диаметра зрачка и т. д.) (рис. 2).


Рис. 2. Структура передней части глаза (роговица и хрусталик) (А). Доля света, достигающая сетчатки в зависимости от длины волны и возраста (слева 60-70 лет; справа младше 9 лет) (B).

Несмотря на широко распространенное мнение, УФ-излучение не является наиболее опасным для сетчатки глаза, так как оно абсорбируется хрусталиком (УФ-А) и роговицей (УФ-С и УФ-В). Таким образом, только 1-2% ультрафиолетового излучения достигает сетчатки глаза взрослого человека. Однако, в детском возрасте, до 9 лет (в особенности в возрасте 6 лет) сетчатку глаза достигает более высокая доля УФ-излучения (до 5% на длине волны 320 нм) (рис. 2).

Таким образом, ультрафиолетовое излучение может травмировать поверхность глаза, вызывая риск развития катаракты. Сетчатка детей и людей, страдающих афакией, более чувствительна к УФ-излучению.

Световые лучи в диапазоне видимого света (400…780 нм) передаются к фоторецепторам, которые в доли секунды могут среагировать на одиночные фотоны. Такая чувствительность фоторецепторов обуславливает высокую уязвимость глаза и, в частности, сетчатки, подверженной негативному воздействию избыточной дозы коротковолнового излучения в области на 460…480 нм («синий пик»). Проникновение синего света в сетчатку глаза зависит от возраста и наиболее опасно в возрасте до 10 лет, так как потом негативное влияние «синего пика» уменьшается за счет защитных функций желтого пятна.

Избыточное инфракрасное излучение способно нанести повреждения всем структурам человеческого глаза (рис. 2). Глаза детей (младше 8…10 лет) более подвержены излучению, так как широкие зрачки и более прозрачные среды глаза в детском возрасте делают их особенно уязвимыми.

Различают два вида повреждений, наносимых световым излучением

  1. повреждения вследствие чрезмерного светового воздействия с немедленными симптомами;
  2. повреждения от хронического и кумулятивного воздействия солнца, проявляющиеся только спустя годы.

В отличие от воздействия солнца на кожу, световое воздействие на глаза во многом зависит от геометрических факторов. Воздействие рассеянного излучения при прохождении через атмосферу и отраженного от поверхности (снег, песок, вода и т. д.) может быть более опасным для зрительной системы, чем воздействия прямых солнечных лучей. Свет в области синего и ультрафиолетового излучения может отражаться даже от гладкой поверхности облачного неба.


Рис. 3. Фотохимические повреждения: тип I – низкая яркость в течение длительного времени период; тип II – высокая яркость в течение нескольких минут из-за световых волн в области синего спектра

При чрезмерном световом потоке сетчатка подвергается двум типам повреждений. При типе I – глаза в течение длительного времени (на протяжении нескольких часов) подвержены световому потоку с низкой яркостью в диапазоне видимого света; а при типе II – повреждения в результате краткого поглощения интенсивного света в области синего цвета. Тип I – обратимые повреждения, вызванные чрезмерным воздействием средних (желтых) и длинных (красных) световых волн на зрительные пигменты сетчатки глаза, и необратимые повреждения, вызванные воздействием коротковолновых (синих) световых волн. Тип II обусловлен оксидативным стрессом через раздражения содержащихся в липофусцине пигментов, максимум поглощения которых находится в диапазоне синего цвета (рис. 3).

Возможные повреждения глаз, вызванные солнечным светом:

  • Острый фотокератоконъюнктивит: фотоофтальмия или снежная слепота проявляется светобоязнью, блефароспазмом, слезотечением, ощущением инородного тела, временной потерей зрения (в течение 6…24 часов).
  • Фоторетинопатия: повреждение, связанное с синим светом, влияет на фоторецепторы (солнечное затмение, дуговая сварка, хирургический микроскоп и т. д.).
  • Повышение риска развития катаракты: в детском возрасте это означает преждевременное появление катаракты в возрасте 5… 10 лет.
  • Птери́гий (крыловидная плева) – болезнь развивается от чрезмерного воздействия ультрафиолета.
  • В долгосрочной перспективе существует риск возрастной дегенерации желтого пятна из-за накопления липофусцина (также называемого возрастным пигментом) в результате повторных индуцированных светом воспалений сетчатки (искусственный свет, летнее время и т. д.). Длительное воздействие солнечного света подвергает молодых людей повышенному риску возрастной дегенерации желтого пятна. Использование средств солнечной защиты (солнцезащитные очки, шляпы, кепки и т. д.) может уменьшить риск воздействия ультрафиолетового излучения на 50%, особенно в детском возрасте.

Специфические риски светодиодное освещение


Рис. 4. Черная линия – спектр излучения белого светодиода; синяя линия – спектр излучения в зоне риска (в которой происходит фотохимическое повреждение) с избыточным излучением синего света (опасность синего света); красная линия – спектр излучения, в котором стимулируются меланопсинсодержащие ганглиозные клетки (регуляторы циркадных ритмов)

Воздействие световых лучей с длинной волны от 330 до 500 нм (зона риска в синем диапазоне видимого света – «синяя опасность») может приводить к фотохимическим и фотодинамическим повреждениям сетчатки. Максимум излучения белых светодиодных ламп смещен в синюю область. Интенсивность излучения светодиодных ламп, состоящих обычно из многочисленных чипов, можно классифицировать по группам риска. Подобная классификация отсутствует у ранее использовавшихся бытовых осветительных приборов. Исследование на животных показало, что вызванные светодиодным светом повреждения сетчатки несопоставимы по своей силе с повреждениями от других источников искусственного освещения.

Защитные меры по минимизации рисков светового воздействия

  • Использование детьми солнцезащитных очков третьего класса защиты от солнечного излучения является необходимым условием для минимизации рисков солнечного воздействия. Просто темные очки защищают от бликов, но не от ультрафиолетовых лучей, к тому же такие очки приводят к сужению зрачка и, таким образом, увеличивают площадь засветки сетчатки.
  • Ношение солнцезащитных очков маленьким детям не рекомендуется, поэтому для них особенно опасно интенсивное излучение искусственного и солнечного света.
  • Чтобы избежать направленного освещения для домашнего использования рекомендованы светодиодные светильники с рассеянным, непрямым светом, также предпочтительны приборы с теплым, а не холодным белым светом. Потолочные светильники, создающие прямое освещение, не должны устанавливаться в детской комнате. Необходимо также отказаться от использования декоративных светодиодных напольных ламп.
  • Прикроватные светильники с холодным белым светодиодным светом препятствуют засыпанию и вызывают нарушение сна, что, в свою очередь, затрудняет пробуждение и провоцирует утреннюю усталость.
  • Использовать осветительные приборы с установленными светодиодами нового поколения, произведенными по технологии TRI-R. Технология подразумевает использование фиолетового кристалла, вместо синего и таким образом решает проблему избыточного синего света в излучаемом спектре.
  • Особое внимание следует уделять детям с афакией (отсутствием хрусталика) – они должны носить очки не только поглощающие ультрафиолетовые лучи, но и защищающие от синего излучения.
  • Продукты, содержащие каротин (помидоры, морковь, тыква, брокколи и т. д.) и богатые витамином С и Е укрепляют защитные свойства сетчатки.

Заключение

Проблемы загрязнения атмосферы, в которой живут наши дети, носят глобальный характер. Однако в компетенции каждого человека создать условия для безопасной и комфортной световой среды. Благодаря применению защитных мер можно минимизировать риски развития глазных заболеваний.

Закажите звонок