มลพิษทางแสงคืออะไร?

ทำความเข้าใจว่ามลพิษทางแสงคืออะไรที่ทำลายสุขภาพของมนุษย์และสัตว์

โลกจากอวกาศ

ในปี 1994 เกิดแผ่นดินไหวขนาด 6.7 แมกนิจูด ทำให้เกิดไฟดับครั้งใหญ่ในลอสแองเจลิส สหรัฐอเมริกา เป็นผลให้ผู้อยู่อาศัยจำนวนมากเรียกห้องฉุกเฉินด้วยความกลัวโดยแจ้งพวกเขาถึง "เมฆสีเงินขนาดใหญ่" บนท้องฟ้า พวกเขาอ้างว่าเธออาจเป็นสาเหตุของไฟดับหรือแม้กระทั่งเป็นส่วนหนึ่งของการบุกรุกของเอเลี่ยน เมฆไม่มีอะไรมากไปกว่าทางช้างเผือกที่พวกเขาเห็นเป็นครั้งแรก เรื่องนี้ไม่น่าแปลกใจเมื่อพิจารณาว่าประมาณ 2/3 ของชาวอเมริกาเหนือและครึ่งหนึ่งของชาวยุโรปไม่สามารถมองเห็นกาแลคซีของเราในเวลากลางคืนได้เนื่องจากมลพิษทางแสง

การมองเห็นดาวไกลจากศูนย์กลางที่สว่างไสว

มลภาวะทางแสงเริ่มต้นขึ้นเมื่อหลายพันปีก่อนอย่างง่ายๆ ด้วยไฟและเทียน แต่แน่นอนว่าผลกระทบดังกล่าวมีน้อยมาก อย่างไรก็ตาม ด้วยการประดิษฐ์ไฟฟ้าในศตวรรษที่ 19 และการปรากฏตัวของแสงสาธารณะครั้งแรกในปลายศตวรรษนั้น โลกของเราจึงถูกครอบงำโดยความส่องสว่างของแสงประดิษฐ์

มลพิษทางแสงเป็นแสงประดิษฐ์ส่วนเกินที่ปล่อยออกมาจากศูนย์กลางเมืองขนาดใหญ่ สามารถเปล่งออกมาได้หลายวิธี เช่น ไฟภายนอก โฆษณา และไฟสาธารณะเป็นหลัก ผลกระทบของมลภาวะทางแสงกลายเป็นที่รู้จักมากขึ้นภายใต้แรงกดดันจากนักดาราศาสตร์สมัครเล่นในสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษ 1980 พวกเขาบ่นเกี่ยวกับการสูญเสียการมองเห็นเมื่อพยายามสังเกตดาวฤกษ์ นอกจากนี้ มลภาวะทางแสงยังมีผลกระทบอื่นๆ ที่ส่งผลต่อสุขภาพและระบบนิเวศของเรา ทำให้เป็นอันตรายต่อพลเมืองทุกคน

ประเภทของมลภาวะทางแสง

ความสว่างของท้องฟ้า (ท้องฟ้าเรืองแสง)

ตัวอย่างมลภาวะทางแสง

มันคือแสงของท้องฟ้ายามค่ำคืนหรือบางส่วนของมัน สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดคือแสงประดิษฐ์ที่ปล่อยมลพิษทางแสงสะสมซึ่งสามารถมองเห็นได้ไกลในอวกาศ ให้เป็นไปตาม สมาคมท้องฟ้ามืดนานาชาติจากลอสแองเจลิส สามารถเห็นแสงเรืองรองได้ไกลกว่า 300 กม. ปรากฏการณ์นี้เลวร้ายลงในพื้นที่ที่มีมลพิษทางอากาศความเข้มข้นสูง การใช้หลอดโซเดียมผิดทิศทางทำให้เกิดเอฟเฟกต์สีส้ม หากความสว่างมีแนวโน้มเป็นสีขาว นั่นเป็นเพราะการใช้หลอดปรอทซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า

แสงล่วงล้ำ (การบุกรุกแสง)

มลพิษทางแสงประเภทนี้เกิดขึ้นเมื่อแสงจากห้องหนึ่งบุกรุกห้องอื่น ตัวอย่างเช่น เมื่อแสงจากไฟถนนเข้ามาในห้องของคุณและไม่อนุญาตให้มืดสนิทในตอนกลางคืน

บ้าน

การทำให้งงงวย (แสงจ้า)

มันเกิดขึ้นเมื่อแสงที่มากเกินไปไม่ได้รับการปกป้องอย่างเหมาะสมและส่องในแนวนอน ทำให้ทัศนวิสัยลดลง ทำให้เกิดความรู้สึกไม่สบาย และตาบอดชั่วขณะ ตัวอย่างมลพิษทางแสงประเภทนี้เกิดขึ้นเมื่อรถวิ่งด้วยไฟสูงในทิศทางตรงกันข้ามกับเรา

มลภาวะทางแสงมีหลายประเภท

ความผิดปกติ (แสงถ่วง)

มลภาวะทางแสงนี้เกิดจากกลุ่มแสงที่มากเกินไป ซึ่งอาจทำให้เกิดความสับสน เบี่ยงเบนความสนใจจากสิ่งกีดขวาง และก่อให้เกิดอุบัติเหตุได้ ความผิดปกติสามารถสังเกตได้บนถนนที่ไฟอยู่ในตำแหน่งที่ไม่ดีและทำให้ผู้ขับขี่เสียสมาธิหรือรบกวน ซึ่งส่งผลให้เกิดอุบัติเหตุ เมืองลาสเวกัสในสหรัฐอเมริกามีแสงสีมากเกินไป เป็นตัวอย่างหนึ่งของความผิดปกติของแสง

ลาสเวกัส

แสงสว่างมากเกินไป (เหนือแสงสว่าง)

บ้าน

เป็นการใช้แสงมากเกินไป ทำให้สิ้นเปลืองพลังงาน ในสหรัฐอเมริกา แสงสว่างที่มากเกินไปทำให้เกิดการสูญเสียน้ำมันประมาณ 2 ล้านบาร์เรลต่อวัน ดังที่เห็นในภาพ แสงที่ใช้ส่องอาคารไม่จำเป็น

ผลกระทบ

มลภาวะทางแสงทำให้เกิดผลกระทบหลายประการต่อสิ่งมีชีวิต ส่งผลกระทบต่อวงจรการอพยพ อาหารและการขยายพันธุ์ของสัตว์และพืชชนิดต่างๆ แมงมุม ช่างทอผ้าลูกโลกตัวอย่างเช่น ใช้แรงดึงดูดที่แสงประดิษฐ์ใช้กับแมลงเพื่อจับพวกมัน สร้างเว็บใกล้กับแหล่งกำเนิดแสงประดิษฐ์ และทำลายสมดุลของระบบนิเวศทั้งหมด

ผลกระทบอีกประการหนึ่งคืออิทธิพลเชิงลบต่อเส้นทางการอพยพของนก - หลายสายพันธุ์ที่อพยพออกหากินเวลากลางคืนมีกลไกการปฐมนิเทศของพวกมันแทรกแซงและสับสนเมื่อข้ามพื้นที่ที่มีแสงสว่างจ้า การรบกวนนี้ทำให้นกเหล่านี้ชนเข้ากับอาคาร ภูเขา พื้นดิน หรือแม้กระทั่งซึ่งกันและกัน ในปี 1954 นกประมาณ 50,000 ตัวเสียชีวิตหลังจากติดตามประภาคารของกองทัพอากาศสหรัฐและบินตรงไปที่พื้น นกบางตัวเชื่อว่าฤดูใบไม้ผลิมาเร็วและเริ่มแพร่พันธุ์ก่อนเวลาอันควรหรือแม้กระทั่งอพยพก่อนเวลาที่ถูกต้องเนื่องจากแสงจ้ามาก

เต่าหนังกลับทำรังอยู่บนชายหาด และเมื่อลูกนกเกิดมา พวกมันจะถูกนำทางโดยสัญชาตญาณโดยแสงสะท้อนจากดวงดาวและดวงจันทร์เพื่อมุ่งสู่ทะเล อย่างไรก็ตาม แทนที่จะไปทะเล พวกเขาเดินตามแสงไฟของโรงแรมและถนนไปยังแผ่นดินใหญ่ และจบลงด้วยการคายน้ำ ถูกนักล่ากลืนกิน หรือแม้กระทั่งถูกรถชน

เต่า

สัตว์ที่มีการเรืองแสงทางชีวภาพ ซึ่งเป็นการผลิตและการปล่อยแสงโดยสิ่งมีชีวิตและมีหน้าที่หลายอย่าง (การพรางตัว การสื่อสาร และการดึงดูดเหยื่อและการสืบพันธุ์) ก็ได้รับผลกระทบเช่นกัน ในบริเวณที่มีแสงสว่างจ้า ปรากฏการณ์นี้จะสูญเสียการทำงานไป ด้วยเหตุนี้ หิ่งห้อยจึงหายากขึ้นในภูมิภาคต่างๆ ของโลก หิ่งห้อยตัวเมียใช้การเรืองแสงจากสิ่งมีชีวิตเพื่อดึงดูดตัวผู้ในระยะสูงสุด 45 เมตร แต่ด้วยแสงประดิษฐ์ เครื่องมือนี้จึงบกพร่อง ลดการสืบพันธุ์ของสปีชีส์

พืชบางชนิดไม่ออกดอกถ้ากลางคืนสั้นกว่าในขณะที่บางชนิดออกดอกก่อนเวลาอันควร การสังเคราะห์ด้วยแสงที่เกิดจากแสงประดิษฐ์สามารถทำให้เกิดการเจริญเติบโตที่ผิดปกติและความล่าช้าในการออกดอกและช่วงพักของพืช

ผลกระทบอื่นๆ ต่อสิ่งแวดล้อม ได้แก่ การบิดเบือนทิศทางของผึ้ง ความเปราะบางที่เพิ่มขึ้นของแพลงก์ตอนสัตว์ต่อการตกปลา การบุกรุกของสายพันธุ์ในเมืองต่างๆ เช่น แมลงเม่ายักษ์ในเอเชีย และการที่สัตว์ออกหากินเวลากลางคืนสัมผัสกับผู้ล่า การจำกัดเวลาการให้อาหารและการสืบพันธุ์ของพวกมัน

ปัญหาสำหรับมนุษย์

นอกเหนือจากผลกระทบที่กล่าวถึงแล้ว มนุษย์เรายังต้องทนทุกข์ทรมานจากการได้รับแสงที่รุนแรงนี้ ท้ายที่สุดแล้ว เราก็เป็นสัตว์ด้วย แสงจากภายนอกเข้ามาในบ้านมากเกินไปและรบกวนการนอนของเรา นอกจากนี้ แสงยังดึงดูดแมลงบางชนิดที่สามารถพาโรคได้

แสงกลางคืนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการนอนหลับ และทำให้จังหวะชีวิตสับสน ซึ่งเป็นช่วงเวลาประมาณ 24 ชั่วโมงซึ่งเป็นพื้นฐานของวัฏจักรทางชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด จังหวะนี้ส่งผลต่อรูปแบบการนอนหลับ อุณหภูมิ และการผลิตฮอร์โมนของเรา ความสับสนนี้เชื่อมโยงกับความผิดปกติของการนอนหลับ ภาวะซึมเศร้า โรคอ้วน และความผิดปกติทางอารมณ์

การศึกษาล่าสุดยังชี้ให้เห็นว่าการได้รับแสงเทียมเป็นเวลานานอาจเพิ่มความเสี่ยงในการเกิดมะเร็งบางชนิด เช่น มะเร็งเต้านมและมะเร็งที่เกี่ยวกับฮอร์โมน การวิจัยระบุว่าผู้หญิงที่ทำงานตอนกลางคืนมีแนวโน้มที่จะเป็นมะเร็งเต้านมมากกว่า และในปี 2550 หน่วยงานระหว่างประเทศเพื่อการวิจัยโรคมะเร็ง (IARC) เรียกงานกลางคืนว่าเป็น "สารก่อมะเร็งในมนุษย์"

การมองเห็นกาแลคซีของเราด้วยตาเปล่าก็ได้รับผลกระทบจากมลภาวะทางแสงด้วยเช่นกัน และทุกวันนี้ผู้ที่เกิดและอาศัยอยู่ในเมืองใหญ่ๆ ไม่ได้สัมผัสกับจักรวาล แสงที่เสียไปบนท้องฟ้ามากเกินไปจะทำให้การมองเห็นของเราพร่ามัวและทำให้ภาพสูญเสียคุณภาพเพื่อให้มองเห็นได้เฉพาะดาวที่สว่างที่สุดเท่านั้น ดูรูปด้านล่างสำหรับกลุ่มดาวนายพรานที่เห็นในเขตเมือง (ขวา) และในพื้นที่ปลอดมลภาวะทางแสง (ซ้าย)

ท้องฟ้า

นักดาราศาสตร์สมัครเล่นต้องทนทุกข์ทรมานจากผลกระทบนี้อย่างมาก ทำให้พวกเขาต้องออกห่างจากเมืองในที่ที่มีแสงน้อยและสูงกว่า แสงนี้ยังรบกวนอุปกรณ์ของนักดาราศาสตร์ เช่น สเปกโตรกราฟ ซึ่งเป็นเครื่องมือที่วัดว่าแสงที่ปล่อยออกมาจากวัตถุกระจายไปในสีต่างๆ อย่างไร ด้วยการวัดนี้ เป็นไปได้ที่จะกำหนดมวล องค์ประกอบทางเคมี อุณหภูมิ และความส่องสว่างของร่างกายในอวกาศ อย่างไรก็ตาม มลภาวะทางแสงรบกวนการวัด

นอกจากนี้ องค์ประกอบบางอย่างที่ใช้ในหลอดไฟเพื่อให้ติดสว่างนั้นก่อให้เกิดมลพิษสูง และอาจทำให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมากเมื่อทิ้ง ธาตุเหล่านี้ได้แก่ ปรอท ตะกั่ว แคดเมียม สตรอนเทียม และแบเรียม

ไม่ต้องพูดถึงว่ามลภาวะทางแสงเป็นการสิ้นเปลืองพลังงานและเงินอย่างมหาศาล ประมาณหนึ่งในสี่ของการใช้พลังงานทั้งหมดมุ่งไปที่การสร้างแสง การสำรวจที่ดำเนินการในออสเตรียในปี 2008 พบว่าประมาณ 30-50% ของการมีส่วนร่วมของรัฐบาลในการเกิดภาวะเรือนกระจกนั้นเกิดจากการใช้ไฟถนน ซึ่งประมาณ 30% เป็นการสิ้นเปลืองแสงสว่างบนท้องฟ้า ผลที่ตามมาของของเสียนี้มีมากมาย เนื่องจากพลังงานที่บริโภคส่วนใหญ่มาจากแหล่งมลพิษ เช่น โรงไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก ซึ่งกินทรัพยากรธรรมชาติและปล่อยมลพิษ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศ นอกจากจะเป็นภาระงบประมาณแล้ว

โซลูชั่น

โชคดีที่เมื่อเทียบกับมลพิษประเภทอื่น มลภาวะทางแสงเป็นวิธีแก้ไขที่ง่ายที่สุดวิธีหนึ่ง การจัดแสงที่ถูกต้องคือแสงที่ให้แสงสว่างในบริเวณที่สนใจในการให้แสงสว่าง หากแหล่งกำเนิดแสงแต่ละแห่งสะท้อนแสงลงที่จะไปด้านข้างและด้านบน จะช่วยปรับปรุงการส่องสว่างของพื้นที่โดยใช้พลังงานและการใช้พลังงานน้อยลง ภาพประกอบด้านล่างเป็นตัวอย่างการวัดนี้

มลพิษทางแสง

การแทนที่ด้วยหลอดไฟที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นช่วยลดการใช้พลังงานและให้ความสว่างมากขึ้น สำหรับระบบไฟส่องสว่างสาธารณะ หนึ่งในหลอดที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือหลอดไอโซเดียมความดันสูงและต่ำ ซึ่งมีอายุการใช้งานยาวนาน ใช้พลังงานต่ำ และให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมเมื่อเทียบกับรุ่นอื่นๆ หลอดไฟ LED ได้รับการชี้ให้เห็นเป็นอีกทางเลือกหนึ่งเนื่องจากใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยและถูกควบคุมทิศทางโดยตรง อย่างไรก็ตาม หลอดไฟเหล่านี้ให้แสงสว่างที่แรงกว่าหลอดไฟทั่วไป การติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจจับตำแหน่งในบางสถานที่ยังช่วยลดการใช้พลังงาน โดยให้แสงสว่างเฉพาะพื้นที่เมื่อจำเป็นต้องจุดไฟเท่านั้น

มาตรการบางอย่างกำลังดำเนินการอยู่ ตัวอย่างเช่น ในปารีส เวลา 01.00 น. ถึง 07.00 น. ไฟในร้านค้า สำนักงาน และด้านหน้าเมืองแห่งแสงไฟจะต้องปิด ยกเว้นพื้นที่ท่องเที่ยว เช่น หอไอเฟล ที่สามารถจุดไฟได้

หอไอเฟล

แฟลกสตาฟ รัฐแอริโซนา (สหรัฐอเมริกา) เป็นเมืองใหญ่สมัยใหม่แห่งแรกที่มีท้องฟ้ามืด โดยมีการดำเนินมาตรการอย่างกว้างขวางเพื่อลดมลพิษทางแสง เช่น การควบคุมแสงและการปกป้องแสงไม่ให้เล็ดลอดออกมาและจำกัดแสงที่จ่ายต่อเอเคอร์ อย่างไรก็ตาม มลภาวะทางแสงเพิ่มขึ้น 20% ในแต่ละปี ส่วนใหญ่เกิดจากความสัมพันธ์ระหว่างความปลอดภัยและแสง

ในบราซิลมีความจำเป็นในการออกกฎหมายระดับชาติ การกำหนดพารามิเตอร์เพื่อป้องกันและแก้ไขมลภาวะทางแสง นอกจากมาตรการเชิงบรรทัดฐานแล้ว การตระหนักรู้ของประชากรก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน ห้องปฏิบัติการดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งชาติได้เตรียมเอกสารแจกที่แจ้งเตือนและให้ข้อมูลเกี่ยวกับมลพิษทางแสงและวิธีต่อสู้กับมัน พวกเขานำเสนอ "กฎทอง" ที่เราทุกคนควรปฏิบัติตาม: "แบ่งเบาสิ่งที่คุณต้องการและเฉพาะตราบเท่าที่จำเป็น"

การดำเนินการดังกล่าวสามารถประหยัดพลังงาน เงิน และลดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม และไม่ใช่แค่ผลประโยชน์เหล่านี้ การลดมลภาวะนี้จะทำให้เราสามารถมองข้ามตัวเองและเหลือบเห็นความใหญ่โตของอวกาศได้

ชมฟุตเทจอันน่าทึ่งที่ถ่ายโดยช่างภาพและนักดาราศาสตร์ Mark Gee สำหรับ International Dark Sky Week