Световое загрязнение

Министерство  образования Российской Федерации

Нижегородский Государственный Архитектурно-Строительный Университет 
 
 

Кафедра экологии и природопользования 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат по Экологии и культуре на тему

«Световое загрязнение» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент гр. ЭП - 29                                                                                  Мамонова Е.В.

Проверил:                                                                                                                     Зверева В. И. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Нижний  Новгород 2010

Содержание 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Введение

      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 все же даже ночью, даже 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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Понятие светового  загрязнения

      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. Как уверяют специалисты, две трети жителей Земли никогда не видели настоящего темного неба (а в Европе и в США таких 99 процентов). Каждый пятый землянин (среди европейцев - каждый второй) не может наблюдать Млечный путь. Виновато в этом электрическое освещение. Земля практически вся залита электрическим светом, об этом свидетельствуют и снимки со спутников.

      Наши  древние предки, боровшиеся с тьмой  с помощью костров и факелов, конечно, 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. 

      2. 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 %. 

      2.1 Искусственные источники света

      Искусственные источники света — технические  устройства различной конструкции  и различными способами преобразования энергии, основным назначением которых  является получение светового излучения (как видимого, так и с различной  длиной волны, например, инфракрасного). В источниках света используется в основном электроэнергия, но также иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света (например, триболюминесценция, радиолюминесценция, биолюминесценция и др.). В отличие от искусственных источников света, естественные источники света представляют собой природные материальные объекты: Солнце, Луна, Полярные сияния, светлячки, молнии и проч.

2.1.1 История  развития искусственных источников  света

Свеча

      Древнее время — свечи, лучины и лампады.

      Самым первым из используемых людьми в своей деятельности источником света был огонь (пламя) костра. С течением времени и ростом опыта сжигания различных горючих материалов люди обнаружили, что большее количество света может быть получено при сжигании каких либо смолистых пород дерева, природных смол, масел и воска. С точки зрения химических свойств подобные материалы содержат больший процент углерода по массе и при сгорании сажистые частицы углерода сильно раскаляются в пламени и излучают свет. В дальнейшем при развитии технологий обработки металлов, развития способов быстрого зажигания с помощью огнива позволили создать и в значительной степени усовершенствовать первые независимые источники света, которые можно было устанавливать в любом пространственном положении, переносить и перезаряжать горючим. А также определенный прогресс в переработке нефти, восков, жиров и масел и некоторых природных смол позволил выделять необходимые топливные фракции: очищенный воск, парафин, стеарин, пальмитин, керосин и т. п. Такими источниками стали, прежде всего, свечи, факелы, масляные, а позже нефтяные лампы и фонари. С точки зрения автономности и удобства, источники света, использующие энергию горения топлив, очень удобны, но с точки зрения пожаробезопасности (открытое пламя), выделений продуктов неполного сгорания (сажа, пары топлива, угарный газ) представляют известную опасность как источник возгорания. История знает великое множество примеров возникновения больших пожаров, причиной которых были масляные лампы и фонари, свечи и пр.

Газовые фонари

      Дальнейший  прогресс и развитие знаний в области  химии, физики и материаловедения, позволили  людям использовать также и различные  горючие газы, отдающие при сгорании большее количество света. Газовое  освещение было достаточно широко развито в Англии и ряде европейских стран. Особым удобством газового освещения было то, что появилась возможность освещения больших площадей в городах, зданий и др., за счёт того что газы очень удобно и быстро можно было доставить из центрального хранилища (баллонов) с помощью прорезиненных рукавов (шлангов), либо стальных или медных трубопроводов, а также легко отсекать поток газа от горелки простым поворотом запорного крана. Важнейшим газом для организации городского газового освещения стал так называемый «светильный газ», производимый с помощью пиролиза жира морских животных (китов, дельфинов, тюленей и др.), а несколько позже производимый в больших количествах из каменного угля при коксовании последнего на газосветильных заводах.

      Одним из важнейших компонентов светильного газа, который давал наибольшее количество света, был бензол, открытый в светильном газе М. Фарадеем. Другим газом, который нашёл значительное применение в газосветильной промышленности, был ацетилен, но ввиду его значительной склонности к возгоранию при относительно низких температурах и большим концентрационным пределам воспламенения, он не нашёл широкого применения в уличном освещении и применялся в шахтерских и велосипедных «карбидных» фонарях. Другой причиной, затруднившей применение ацетилена в области газового освещения, была его исключительная дороговизна в сравнении со светильным газом.

      Параллельно с развитием применения самых  разнообразных топлив в химических источниках света, совершенствовалась их конструкция и наиболее выгодный способ сжигания (регулирование притока воздуха), а также конструкция и материалы для усиления отдачи света и питания (фитили, газокалильные колпачки и др.). На смену недолговечным фитилям из растительных материалов (пенька) стали применять пропитку растительных фитилей борной кислотой и волокна асбеста, а с открытием минерала монацита обнаружили его замечательное свойство при накаливании очень ярко светиться и способствовать полноте сгорания светильного газа. В целях повышения безопасности использования рабочее пламя стали ограждать металлическими сетками и стеклянными колпаками различной формы.

Появление электрических источников света

      Свеча Яблочкова

      Дальнейший  прогресс в области изобретения  и конструирования источников света  в значительной степени был связан с открытием электричества и изобретением источников тока. На этом этапе научно-технического прогресса стало совершенно очевидно, что необходимо для увеличения яркости источников света увеличить температуру области, излучающей свет. Если в случае применения реакций горения разнообразных топлив на воздухе температура продуктов сгорания достигает 1500—2300 °C, то при использовании электричества температура может быть ещё значительно увеличена. При нагревании электрическим током различных токопроводящих материалов с высокой температурой плавления они излучают видимый свет и могут служить в качестве источников света той или иной интенсивности. Такими материалами были предложены: графит (угольная нить), платина, вольфрам, молибден, рений и их сплавы. Для увеличения долговечности электрических источников света их рабочие тела (спирали и нити) стали размещать в специальных стеклянных баллонах (лампах), вакуумированных или заполненных инертными либо неактивными газами (водород, азот, аргон и др.). При выборе рабочего материала конструкторы ламп руководствовались максимальной рабочей температурой нагреваемой спирали, и основное предпочтение было отдано углероду (Лампа Лодыгина, 1873 год) и в дальнейшем вольфраму. Вольфрам и его сплавы с рением и по настоящее время являются наиболее широкоприменяемыми материалами для изготовления электрических ламп накаливания, так как в наилучших условиях они способны быть нагреты до температур в 2800-3200 °C. Параллельно с работой над лампами накаливания, в эпоху открытия и использования электричества также были начаты и значительно развиты работы по электродуговым источником света (свеча Яблочкова) и по источникам света на основе тлеющего разряда. Электродуговые источники света позволили реализовать возможность получения колоссальных по мощности потоков света (сотни тысяч и миллионы кандел), а источники света на основе тлеющего разряда — необычайно высокую экономичность. В настоящее время наиболее совершенные источники света на основе электрической дуги — криптоновые, ксеноновые и ртутные лампы, а на основе тлеющего разряда в инертных газах (гелий, неон, аргон, криптон и ксенон) с парами ртути и другие. Наиболее мощными и яркими источниками света в настоящее время являются лазеры. Очень мощными источниками света также являются разнообразные пиротехнические осветительные составы, применяемые для фотосъемки, освещения больших площадей в военном деле (фотоавиабомбы, осветительные ракеты и осветительные бомбы).