IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

СВЕТОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ КАК СРЕДА ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Горячкин В.Д. 1

---

1

Павлова И.В. 1

---

1

Работа в формате PDF

710.5 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Когда-то сложно было представить появление термина «световое загрязнение» — казалось бы, свет — это символ всего чистого и доброго. Но технический прогресс сделал свое дело, и ещё в 1998 году появилась «Международная ассоциация за темные небеса» (International Dark-Sky Association, IDA). «Выключайте свет!», — призывают сторонники нового экологического направления, ведь искусственное освещение не только мешает созерцать звезды, дезориентирует птиц и насекомых, вызывая их массовую гибель, но и запускает процесс развития рака в организме человека.

Мы привыкли говорить: «Темно, как ночью». Но даже ночью, в отсутствие луны человеческий глаз в достаточной мере способен различать силуэты окружающих предметов, чтобы осторожно передвигаться. Свет звезд рассеивается земной атмосферой, и небо оказывается не совершенно черным — оно слегка подсвечивается, и эта подсветка особенно заметна, когда ночью выглядываешь в окно неосвещенной комнаты.

Если на небе появляется луна, подсветка становится ярче. Это можно заметить, например, по тому, насколько меньше видно звезд. При наличии искусственных источников света небо осветляется ещё больше, и в больших городах из-за них звезд может быть совсем не видно. Это и есть световое загрязнение — его хорошо видно на снимках Земли из космоса, сделанных ночью.

"Яркий и насыщенный свет городских улиц является одним из главных факторов риска развития рака молочной железы" - утверждает Дэвид Блэск, научный сотрудник, Нью-йоркского научно-исследовательского института.

Аргументация актуальности.

В современном мире практически круглые сутки люди живут при свете. По ночам над большими городами можно наблюдать огромное зарево. Эксперты со всего мира обсуждают проблему светового загрязнения и его последствий. Они пытаются выяснить степень ущерба и опасности, которые несут искусственное освещение во время ночи.

Изучая эту проблему, немецкий ученый Кристофер Киба сказал: «Люди живут круглые сутки при свете».

Световое загрязнение является одной из форм загрязнения окружающей среды. Обозначает оно периодическое или постоянное осветление ночного неба искусственными источниками света. Иначе говоря, можно назвать световым смогом. Ночное освещение представляет собой практически неотъемлемую часть современного общества, но члены данного общества мало осведомлены о негативном влиянии искусственного света, поэтому в больших городах используется архитектурная подсветка домов, рекламные щиты и витрины, яркое освещение улиц. В России светораспределение старых фонарей было весьма нерациональным — до 50 % их светового потока уходило в Космос, что при имевшихся тогда лампах накаливания и скудной энерговооруженности послевоенной страны было неоправданным расточительством.

Живя, рядом с огромным мегаполисом, мы наблюдаем все проявления светового загрязнения. Невозможно увидеть звезды из-за того, что огни не пропускают ночную темноту на городское небо, а это отрицательно сказывается на здоровье человека и окружающей среде.

Для меня актуальность рассматриваемой темы в том, что световое загрязнение не кажется большой проблемой по сравнению с химическим или радиационным.

Проблема: определенные экологические последствия светового загрязнения имеют место быть и они, как правило, слабо освещены в информационных источниках.

Гипотеза: Световое загрязнение оказывает негативное воздействие на организм человека.

В основу исследования положены следующие знания: электрический свет, воздействую на человека в ночное время, подавляет синтез мелатонина, который вызывает снижение активности ферментов способствующих превращение гормона бодрствования (серотонина) в гормон сна (мелатонин). Чем большей интенсивностью характеризуется ночной свет, тем больше он замедляет процесс синтеза мелатонина. Ученые доказали, что нарушение нормального светового режима приводит к сокращению продолжительности жизни и более быстрому развитию различных заболеваний. Специалист по световым загрязнениям, профессор университета Хайфы Авраам Хаим говорит: «Главное - понимание того, насколько световое загрязнение может быть опасным для окружающей среды и человека».

Ночная жизнь под электрическими лампочками является причиной возникновения большого количества серьезных расстройств: нарушения поведения или физические недуги. Такое заключение вынесли специалисты НИИ онкологии имени Н.Н.Петрова. Они длительное время изучали, каким образом ночное освещение влияет на здоровье людей. В результате, сделали вывод: постоянный яркий свет приводит к нарушению синтеза мелатонина – гормона, препятствующего образованию и развитию злокачественных опухолей.

В конце февраля 2013 года в Лос-Анджелесе прошла уникальная конференция, которая впервые объединит учёных — борцов со "световым загрязнением".Конференция состоялась на базе Калифорнийского Университета (University of California, Los Angeles), и, по мнению её организаторов — Катерины Рич и Трэвиса Лангкора (Catherine Rich and Travis Longcore), станет началом долгой и принципиальной борьбы с искусственным ночным освещением. Цель — не только поделиться результатами последних экспериментов, но главное привлечь внимание к проблеме.

Цель работы: определить влияние светового загрязнения на организм человека.

Объект исследования: влияние светового загрязнения на человека

Предмет исследования: объекты светового загрязнения

Задачи: 1. изучить особенности светового загрязнения;

2. описать влияние света на живые организмы;

3. исследовать влияние светового загрязнения на организм обучающихся (через анкетирование, опрос);

4. проанализировать данные соцопроса;

5. сделать вывод о влиянии светового загрязнения на организм человека и мерах профилактики

Методы исследования: анкетирование, соцопрос, статистическая обработка, анализ данных, выводы.

Практическая значимость работы: возможность использования материалов работы для проведения просветительской деятельности с обучающимися лицея и их родителями для сохранения здоровья.

Понятие загрязнение-привнесение в какую-либо среду новых, не характерных для нее физических, химических, биологических агентов или превышение естественного многолетнего уровня этих агентов в среде. Жители больших городов не имеют возможности увидеть на ночном небе все полагающиеся 2.500 звезд. Они, да и то с трудом, могут разглядеть лишь несколько десятков.

Наши древние предки даже не подозревали, что их потомки введут в обиход странный термин - "световое загрязнение окружающей среды". Сегодня ученые всерьез говорят, что изобилие искусственного освещения ночью угрожает дикой природе, разрушает среду обитания многих животных, загрязняет атмосферу и т.д.

Световое загрязнение — осветление ночного неба искусственными источниками света, свет которых рассеивается в нижних слоях атмосферы. Иногда это явление также называют световым смогом.

Световое загрязнение – это форма физического загрязнения, которая заключается в периодическом или продолжительном превышении уровня освещенности местности за счет источников искусственного света.

1.1 Причины светового загрязнения

Основными источниками светового загрязнения являются крупные города и промышленные комплексы. Световое загрязнение создаётся уличным освещением, светящимися рекламными щитами или прожекторами. В Европе многие дискотеки направляют мощные пучки света в ночное небо.

Большая часть излучаемого света направляется или отражается наверх, что создаёт над городами, так называемые световые купола. Это вызвано неоптимальной и неэффективной конструкцией многих систем освещения, ведущей к расточительству энергии. Эффект осветления неба усиливается распространёнными в воздухе частицами пыли, так называемыми аэрозолями. Эти частицы дополнительно преломляют, отражают и рассеивают излучаемый свет.

Световое загрязнение — сопровождающее явление индустриализации и встречается, прежде всего, в густо заселённых регионах развитых стран. В Европе около половины населения, так или иначе, регулярно сталкивается со световым загрязнением. Ежегодный рост светового загрязнения в разных странах Европы составляет от 6 до 12 %.

1.2 Влияние на живые организмы

Влияние на растения

Искусственное осветление окружающей среды влияет на цикл роста многих растений. Деревья в окружении сильных источников света сбрасывают листья позже, чем в естественной темноте. Увеличение периода фотосинтеза, вызванного применением искусственного света, ведет к сверхъестественному росту растений, смещению фазы цветения и частоты фотосинтеза.

Влияние на животных

Искусственный свет в ночное время полностью меняет среду обитания всех ночных существ и ведёт к гибели птиц, земноводных, насекомых и млекопитающих — ночных хищников.

Насекомые

Известный смертельный "эффект очарования", который толкает бабочек к огню, убивает их миллионами и миллиардами. Австрийские учёные посчитали, что одна световая реклама из трёх букв за год убивает 350 000 насекомых.

Даже если они не гибнут, притягиваясь к источнику света, насекомые расходуют свою энергию в бессмысленном полёте, упуская время брачных игр и продолжения потомства.

1.3 Влияние на человека

Последние исследования показали, что "световое загрязнение" (насыщенное искусственное освещение в ночное время) может иметь серьезные последствия для здоровья. Дело в том, что именно в темное время суток вырабатывается 70% важного гормона мелатонина. Точнее – в темноте и во сне. Природой запро­граммировано, что он синтезируется примерно с 20 до 8 часов, а пик выработки приходится на период с полуночи до 4 часов утра. Если в это время вы не спите или спите не в полной темноте – увы, мелатонина вы недоберете. В темноте эпифиз (шишковидная железа) синтезирует гормон мелатонин.

Благодаря мелатонину мы реагируем на смену дня и ночи бодростью и сонливостью по расписанию, а животные – отправляются в зимнюю спячку. Но основную работу в организме мелатонин делает тоже во время сна.

Это один из сильнейших антиоксидантов. Он буквально ловит свободные радикалы, в том числе самые опасные из них – гидроксильные радикалы, которые образуются при окислении жиров, и попадающие извне канцерогены. Мелатонин в первую очередь защищает ДНК клеток и этим защищает нас от 7 видов рака и сердечно-сосудистых заболеваний.

Он выступает как естественный иммуностимулятор. Мелатонин регулирует функции щитовидной и вилочковой желез. Последняя из них – главный регулятор иммунитета, производитель Т-лимфоцитов, однако с возрастом эта железа постепенно уменьшается и перестает работать. Мелатонин поддерживает ее в тонусе, повышая активность и производство Т-лимфоцитов и фагоцитов. Последние в организме занимаются поеданием попадающих в кровь вирусов и бактерий. Поэтому гормон усиливает нашу защиту от простудных и инфекционных заболеваний.

Он мягко регулирует деятельность различных мозговых структур, которые отвечают за стресс и тревожность. Поэтому мелатонин повышает нашу устойчивость к стрессу, снижает риск депрессии и улучшает настроение.

Мелатонин, в числе прочего, — наш биологический защитник от злокачественных новообразований.

В рамках суточного ритма организма мелатонин поддерживает цикл сна/бодрствования, суточные изменения двигательной активности и температуры тела. Концентрация его в крови нарастает с наступлением темноты и достигает своего максимума за 1-2 часа до пробуждения. В это время сон человека наиболее глубокий, а температура тела достигает своего минимума.

Изобретение более ста лет назад электричества и искусственного освещения кардинально изменило как световой режим, так и продолжительность воздействия света на человека. Воздействие света в ночное время, часто называемое световым загрязнением, увеличилось и стало существенной частью современного образа жизни, что сопровождается множеством серьезных расстройств поведения и состояния здоровья, включая сердечно-сосудистые заболевания и рак. Согласно гипотезе "циркадианной деструкции", воздействие света в ночные часы нарушает эндогенный суточный ритм, подавляет ночную секрецию мелатонина, что приводит к снижению его концентрации в крови.

1.4 Борьба со световым загрязнением

Со световым загрязнением можно и нужно бороться (ведь проводятся же во многих городах мира, когда становится тяжело дышать, "дни без машин"). Борьба с так называемым «световым загрязнением» должна вестись по двум направлениям: ограничение использования искусственного освещения, эффективное распределение световой энергии в городе, с грамотными светотехническими решениями осветительных установок всех видов.

Надо сказать, что на нужды освещения в целом идет, по усредненным данным ряда стран, от 5 до 15 % всей потребляемой электроэнергии, а на наружное освещение лишь 0,2— 1,5 %. Главными потребителями 85—95 % вырабатываемого электричества являются силовые и отопительные установки в жилье, промышленности, на транспорте, в социальной сфере. В наружном освещении города в разных пропорциях существуют три основные группы установок — функционального освещения городских территорий и пространств; архитектурного освещения фасадных поверхностей зданий, сооружений и ландшафтных элементов; световой информации и рекламы.

Для исследования по данному вопросу были выбраны подростки в возрасте от 13 до 16 лет, т.к. в данном возрасте у ребят сформированы первичные знания о влиянии света на живые организмы, как то: смена дня и ночи, влияния длительности светового дня на растения и животных. Знакомство с влиянием света и цвета на организм человека вызывает интерес к такому понятию как световое загрязнение.

Этапы исследования:

-анкетирование обучающихся в возрасте 13 – 16 лет;

- соцопрос подростков по группам;

- анализ полученных результатов;

-составление выводов и рекомендаций.

Проведено анкетирование 100 обучающихся в возрасте от 13 до 16 лет с целью выявления их осведомленности о световом загрязнении (Приложение1)

2.1 Анкетирование по вопросу осведомленности о световом загрязнении

Диаграмма: Осведомленность о световом загрязнении.

Вывод: Подростки плохо осведомлены о понятии светового загрязнения. Не знакомы с его влиянием организм человека.

Диаграмма: Осведомленность о вреде ночного труда.

Вывод: подростки не осведомлены о вреде ночного труда, поэтому часто не соблюдают режим дня и ночи.

2.2 Анкетирование о выполнении режима дня и ночи

Диаграмма: Выполнение режима дня и ночи.

Вывод: обучающиеся не соблюдают режим дня и ночи. 2/3 подростков ведут ночной образ жизни и ложатся спать после 24.00.

По результатам анкетирования выделено 2 группы респондентов. Ребята, которые ложатся спать в 22.00 и те, кто ложится спать после 24.00.

С ними проведен соцопрос (приложение 2) с цель определить как нарушение режима дня и ночи влияет на физическое состояние подростков.

2.3 Социологический опрос с целью определить как нарушение режима дня и ночи влияет на физическое состояние подростков

Диаграмма: Проявление утомления

Вывод: обучающиеся, которые ложатся спать в 22.00, меньше испытывают утомление в течение рабочего дня. Их работоспособность выше, чем у тех обучающихся, которые ложатся спать позднее.

Диаграмма: Появление состояния сонливости

Вывод: обучающиеся, которые ложатся спать после 24.00, испытывают состояние сонливости, что отрицательно влияет на здоровье подростка. Возникает состояние хронической усталости.

Диаграмма: Концентрация внимания

Вывод: обучающиеся, которые ложатся спать в 22.00 имеют более высокую концентрацию внимания, что способствует лучшему усвоению учебной программы.

Среди респондентов были выделены 2 группы: кто спит, не просыпаясь и те, кто спит просыпаясь. Среди опрошенных выделили тех, кто просыпается и предложили им определить, что мешает крепкому сну.

2.5 Социологический опрос по вопросу влияния света на сон

Диаграмма: Влияние света на сон.

Вывод: Крепкому сну мешает естественное и искусственное освещение.

2.6 Рекомендации по сохранению здоровья

В результате проведенной работы рекомендуется:

1. Проводить в лицее лекторий для обучающихся и их родителей о здоровом образе жизни по проблеме светового загрязнения.

2. Рекомендовать обучающимся выполнять режим дня и ночи: подъем в 6 – 7.00, отбой в 22 – 22.30, соблюдать правила сна: в спальне использовать затемнение, чтобы свет не проникал в помещение, что способствует сохранению здоровья.

Выводы: 1. Изобретение приблизительно сто лет назад электричества и искусственного освещения кардинально изменило как световой режим, так и продолжительность воздействия света на человека. В наружном освещении города в разных пропорциях существуют три основные группы установок — функционального освещения городских территорий и пространств; архитектурного освещения фасадных поверхностей зданий, сооружений и ландшафтных элементов; световой информации и рекламы. Многие специалисты считают основной причиной неблагоприятной световой обстановки в ночном городе несоблюдение норм освещения по одной, двум или трем основным группам осветительных установок.

2. Чередование циркадианного (околосуточного) цикла дня и ночи — наиболее важный регулятор разнообразных физиологических ритмов у всех живых организмов, включая человека.

Воздействие света в ночное время, часто называемое световым загрязнением, увеличилось и стало существенной частью современного образа жизни, что сопровождается множеством серьезных расстройств поведения и состояния здоровья, включая сердечно-сосудистые заболевания и рака, может привести к сокращению синтеза мелатонина в человеческом теле, этот гормон выделяется в ночное время и отвечает за регуляцию циклов сна.

3. Предварительно выдвинутая гипотеза: световое загрязнение оказывает негативного воздействия на организм человека, подтверждена. Изученная литература, проведенное анкетирование и опрос обучающихся подтверждает, что световое загрязнение отрицательно воздействует на организм человека

4. Проанализировав данные соцопроса, можно сделать заключение, что не соблюдение режима дня и ночи негативно влияет на нервную систему подростков, повышается утомление, снижается концентрация внимания, что влияет на процесс обучения (снижается успеваемость).

5. Низкая осведомленность о световом загрязнении как глобальной проблеме ведет к тому, что в больших городах все больше людей страдают от избытка света, не осознавая это. Ночное освещение, часто называемое световым загрязнением, стало почти неотъемлемой частью современной жизни, появились просто любители ночного образа жизни. Между тем, нормальная работа человеческого организма требует регулярной смены дня и ночи, света и темноты. Спать в темноте – буквально продлевать свою жизнь. Это подтверждают и данные исследований. Оказывается, люди, работающие в ночную смену, имеют на 40–60% более высокий риск развития коронарной болезни сердца и метаболического синдрома.

Алексеев С.В. Гигиена труда/В.Р. Усенко.- М: Медицина, 1998, - 576с.

Козловская В.Б. Электрическое освещение/В.Н. Радкевич, В.Н. Сацукевич.- Из-во: Техноперспектива, 2007,-274с.

Коновалов С.С. Мелатонин-дирижер здоровья/ И. М. Кветной. – Из-во: Прайм-Еврознак, Харвест, 2011, - 160с.

Рассел Дж. Световое загрязнение/Дж. Рассел. – Из-во: VSD, 2013,- 100с.

Из истории открытия и изучения мелатонина//Здоровье ребенка.-2010.-№2(23).-С.37-45

Сурин Дм. Тушите свет/Дм. Сурин//Общество и наука.- 2011 №22(781).-С. 26

Интернет-ресурсы:

Чем опасно световое загрязнение // Режим доступа: http://ecovoice.ru/blog/eco/2371.html - Заг. с экрана. - (Дата обращения: 24.01.2014)

Световое загрязнение как одна из проблем современного общества // Режим доступа: http://www.ekovolga.com/index.php/novosti/novosti-ekologii/65-svetovoe-zagryaznenie-kak-odna-iz-problem-sovremennogo-obshchestva.html - Заг. с экрана. - (Дата обращения: 23.11.2013)

Верните нам звездное небо // Режим доступа: http://www.mdm-light.ru/Articles.asp?AID=8D4FA426-8D82-426F-86DD-C5EDC2EAAFC5&show=all - Заг. с экрана. - (Дата обращения: 24.01.2014)

Анна Болотова Кромешная тьма спасет мир // Режим доступа: http://www.membrana.ru/user/3 - Заг. с экрана. - (Дата обращения: 24.01.2014)

Тимур Набиев Влияние ночного освещения на здоровье человека // Режим доступа: http://www.russianelectronics.ru/leader-r/review/2195/doc/53272/ - (Дата обращения: 24.01.2014)

Световое загрязнение представляет большую угрозу для многих видов дикой природы // Режим доступа: http://www.priroda.su/item/1872 -

- (Дата обращения: 24.11.2013)

Приложение 1

Анкета:

Ф.И., класс, возраст

Знаете ли вы что такое световое загрязнения?

 Да;  Нет

1.  
   Если нет, то как вы можете своими словами охарактеризовать этот термин?…………………………………………………………….………………………………………………………………………

   Если да, то известно ли вам его пагубное влияния на здоровье человека?

 Да;  Нет

Соблюдаете ли вы режим дня и ночи?

 Да;  Нет

1.  
   Ложитесь спать в 22⁰⁰ - 

   Ложитесь спать в 00⁰⁰ - 

   Ложитесь спать в 2⁰⁰ - 

   Позднее..-..

Вреден ли ночной труд?

 Да;  Нет

Приложение 2. Социальный опрос.

Часто ли в течение дня ты испытываешь состояние утомления?

Испытываешь ли ты днем состояние сонливости?

Легко ли тебе сконцентрироваться на выполнении заданий?

Часто ли ты просыпаешься? Что тебе мешает крепко спать: луна, уличное освещение, световая реклама.

Приложение 3. Рекомендации по соблюдению режима дня и ночи.

Подъем 6.00 - 7.00

Отбой 22.00 – 23.00

Продолжительность сна 7 - 8 часов.

Сон в хорошо проветренном помещении, темном (отсутствие уличного освещения). Шторы в спальне должны быть плотными и не пропускать уличного света, что положительно влияет на выработку мелатонина, необходимого для сохранения здоровья.