О ВЛИЯНИИ ИСКУССТВЕННОГО СВЕТА РАЗЛИЧНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА НА ЗРИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

УДК 6 12.843.324-053.2

Проф. Ю. Д. Жилое, канд. мед. наук Л. А. Борисова

О ВЛИЯНИИ ИСКУССТВЕННОГО СВЕТА РАЗЛИЧНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА НА ЗРИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ДЕТЕЙ

И ПОДРОСТКОВ

Институт гигиены детей и подростков Министерства здравоохранения СССР, Москва

В комплексе мероприятий по охране зрения детей и подростков, проводимых в Советском Союзе, существенное место занимает создание для них полноценного искусственного светового климата. Между тем гигиенические работы, посвященные оценке светового климата в существующих дошкольных и школьных учреждениях, а также в профессионально-технических училищах, свидетельствуют о том, что он как по качеству, так и по уровню далек от рационального (Э. М. Демина; Н. П. Маслова; 3. А. Скобарева). Необоснованными с гигиенической точки зрения являются нормативные требования (СНиП), касающиеся уровней искусственной освещенности, они ставятся в зависимость от принципа генерирования видимой радиации (температурный нагрев и люминесценция).

Выявление влияния спектрального состава света на человека представляет собой трудную задачу. Отдельные исследования о влиянии качества излучения искусственных излучателей света на организм дошкольников и школьников не всегда проводились при одинаковой освещенности (Э. М. Демина; А. А. Камаева, и др.), поэтому установленное некоторыми авторами преимущество люминесцентных ламп могло быть отнесено за счет не только спектрального состава, но и интенсивности воздействующего фактора. Отсутствие гигиенической оценки воздействия искусственного света различного спектрального состава на зрительные функции детей и подростков послужило причиной проведения настоящих исследований.

Работа проводилась как в условиях специал1ной лаборатории, так и на производстве. Под динамическим наблюдением находилось 110 детей и подростков 11—12 и 15—16 лет. Видимая радиация оценивалась в. единицах яркости, которые более полно, чем единицы освещенности, характеризуют световую обстановку в помещении (В. В. Мешков; В1аск\уе11, и др.). Исследования проводились при 2 уровнях яркости относительно малых, равных 100 нт, и высоких (оптимальных), равных 400 нт (Ю. Д. Жилов; Н. П. Маслова, и др.). Зрительная работа, которую выполняли наблюдаемые, была различной по характеру и заключалась в одном случае в сортировке деталей размером 0,2—0,3 мм при среднем (0,3—0,5) контрасте их с фоном, а в другом — в подборе желтых и синих образцов квадратов размером 10x10 мм, различающихся по насыщенности тона (р = 25,365, 65,75%).

Световая обстановка создавалась использованием ламп белого света (ЛБ) с цветовой температурой 3500° К, в спектре которых преобладают оранжево-желтые лучи, ламп накаливания (ЛН) с цветовой температурой 2800° К, генерирующих преимущественно оранжево-красную часть спектра, ламп дневного света (ЛД) с цветовой температурой 6500° К, имеющих голубоватый цвет с преобладанием сине-фиолетовых лучей.

У детей и подростков исследовались скорость зрительного восприятия, оптическая хронаксия, способность к переработке зрительной информации, зрачковая реакция, латентный период простой условнорефлекторной двигательной реакции на световой раздражитель. Естественно, что динамика изучаемых физиологических реакций позволяет выявить не только местные изменения в анализаторе, но и общее влияние видимой радиации на организм и, в частности, на функциональное состояние высших отделов центральной нервной системы.

4Ь

— о о

+1+1 +1

1Л — о

осч — еч -

— еч

еч о"

+1+1 ю — 00 -

— со

ю еч

юо о

сч'о" о

+1+1 +1

Ю Т о

со см сг>

о

— о

+1+1 ю а> со -еч со

00 00 00 ОО <Х)

о со со со <о

о о о

по о

+1+1 +1

— т

о о еч еч -

— о

+1+1

— СО 00

— со

еч о о

+1+1 +1 о ю

еч о о еч -

со еч

— о*

+1+1

— о

СО -еч чг

38 2 22

1Л о о о 00 00 —

■"Г о +1+1 — ст> о +1 ТГ — о +1 +1 еч со о» - — со

еч - —

оо со о о ю со —

— о +1+1 8 ёч еч - о +1 3 о — о +1+1 1Л О) со -еч со

2

о • О» О

• • л

■

• л X

. и; О.

«и со ч

'

•о-

о I 5 §

СО

■с К

4 — .= а.

о „ ° з

■ 2 1 -

• * с> Е с £ •2 §2 . о = ' = X

а. о _ а-а

• х *

. к к 2 ■= Я ? 8«

; сз — <г> -а

»2

О X '

€ и

г § = | £ ос с;

о о а> £ * 3

Работа проводилась в несколько этапов. На первом этапе изучалось влияние искусственного света различного спектрального состава при яркости поля адаптации 400 нет (1600 лк на светлую поверхность). Полученные при этом материалы не давали основания подтвердить существующее мнение о преимуществе искусственного света того или иного спектрального состава: как у детей, так и у подростков не были отмечены статистически достоверные различия в уровне изучаемых физиологических показателей в зависимости от цветности излучения искусственных источников света.

Анализ материала с учетом возраста наблюдаемых позволил выявить некоторое возрастное различие в ответной реакции организма на свет. Так, подростки быстрее (на 20%; Р<0,01), чем дети 11—12 лет, отвечают двигательным актом на световой раздражитель, они же способны в большем (на 30%; Р<0,01) объеме переработать зрительную информацию и т. д. Отсюда был сделан предварительный вывод о том, что при создании высоких уровней яркости в помещении для детей и подростков могут быть использованы различные источники света независимо от спектрального состава их излучения.

На следующем этапе наблюдаемые исследовались не при оптимальных, а при относительно малых уровнях яркости (100 нт), являющихся соответствующей функциональной нагрузкой для зрительного анализатора. Полученные материалы представлены в табл. 1.

Табл. 1 свидетельствует о зависимости уровня зрительных функций от цветовой окраски видимого излучения, создаваемого источниками с различной спектральной характеристикой. Эта зависимость в равной степени выражена как у 15—16-летних подростков, так и у детей 11—12 лет. Например, у послед-

га

них при световой обстановке, создаваемой источниками цветовой температурой 3500° К, скорость зрительного восприятия была на 14% выше (Р<0,01), латентный период простой условнорефлекторной двигательной реакции на свет — на 14% (Я<0,01), а оптическая хронаксия — на 15% (Р<С0,03) меньше, чем при той же яркости, создаваемой излучателями с цветовой температурой 2800° К.

То же самое обнаружено и при наблюдении за подростками, которые при излучении источников цветовой температурой 3500° К меньше всего затрачивали времени на опознание предъявляемого им зрительного теста, были способны в большем объеме переработать зрительную информацию и т. д. (см. табл. 1), чем при излучении иной цветности. Отмечено, что с понижением уровня яркости с 400 до 100 нт (400 лк на светлую поверхность) изме-

Таблица 2

Параметры зрения подростков после дозированной зрительной нагрузки при малом уровне яркости, создаваемой искусственным светом различного спектрального состава;

М ±т

Источники с цветовой температурой (в градусах К) 2800 3500 6500

Скорость зрительного восприятия (в мсек) 230-М 215-ьЗ 240-1-2

(84)» (84) (70)

Оптическая хронаксия (в мсек)....... 1,44-4-0,06 ! ,26+0,05 1,51 ±0,07

(84) (84) (84)

Латентный период простой условнорефлектор-

ной двигательной реакции на свет (в мсек) 202-Ы, 56 1,88-4-1,48 215-4-1,52

(84) (84) (70)

1 В скобках — количество исследований.

нение зрительных функций у детей и подростков в меньшей степени наблюдалось при свете ламп с цветовой температурой 3500° К. * Можно заключить, что при малых уровнях яркости поля адаптации,

создаваемых искусственным светом различного спектрального состава, функциональное состояние зрительного анализатора детей и подростков зависит от цветности излучения. При создании световой обстановки в помещениях для них необходимо в первую очередь рекомендовать применение ламп, имеющих цветовую температуру 3500° К.

Третий этап нашей работы, являющийся органическим продолжением второго, заключался в изучении характера ответной реакции организма подростков на цветность видимого излучения при выполнении дозированной зрительной работы различного характера. Динамика (табл. 2) уровня зрительных функций подростков в результате выполнения ими точной зрительной работы при малых уровнях яркости (излучатели с цветовой температурой 2800, 3500 н 6500° К) свидетельствовала о связи ее с цветностью види-£ мой радиации. Подростки при свете ламп с цветовой температурой 3500° быстрее (Я<0,01), чем при видимом излучении иной цветности, опознавали предъявляемый тест (на 7—12%) и реагировали двигательным актом на световое раздражение (на 8—15%). Наименьшей была и хронаксия оптического нерва (на 14—20%). Особенно отчетливо выявилась зависимость уровня физиологических показателей от цветности искусственного света при анализе «рабочего сдвига» (см. табл. 1 и 2).

Так, наименьшее послерабочее изменение изучаемых функций наблюдается при выполнении зрительной работы при яркости, создаваемой источниками с цветовой температурой 3500° К, а наибольшее — при цветовой температуре 6500° К- При свете ламп с цветовой температурой 6500° К I после зрительной работы подростки медленнее, чем при цветности видимого излучения с цветовой температурой 2800° К и особенно 3500° К, опознавали

предъявляемый тест (на 6—17%) и отвечали двигательным актом на световой раздражитель на (4—16%). Отмечалось наибольшее (на 18—25%) увеличение оптической хронаксии (Я<0,05).

Приведенные данные могут свидетельствовать о том, что преобладание в спектре коротковолновых «холодных» сине-фиолетовых лучей оказывает угнетающее действие на работоспособность центральной нервной системы, а желтых и оранжево-желтых, наоборот, оказывает возбуждающее действие, это подтверждается данными литературы (Я. Э. Нейштадт; Е. Б. Рабкнн; Arndt, и др.). Очевидно, при создании искусственного светового климата в помещении для детей и подростков необходимо ограничить применение ламп с цветовой температурой 6500° К.

На это указывают результаты исследования детей, выполнявших работу с различением цвета. Дети при искусственном свете различного спектрального состава (цветовая температура 2800, 3500 и 6500° К) сортировали находящиеся на белой поверхности желтые и синие образцы — квадраты размером 10x10 мм, имеющие неодинаковые по насыщенности тона. Обнаружено, что при видимом излучении с цветовой температурой 6500° К дети затрачивали на такую работу в l1/«—2 раза (/>2) больше времени, чем при свете источников с цветовой температурой 2800 и 3500° К. Наибольшее количество ошибок при сортировке желтых и синих квадратов они допускали также при свете ламп, в спектре которых преобладали сине-фиолетовые лучи (цветовая температура 6500° К).

Выводы

1. При высоких уровнях яркости световая обстановка, создаваемая в помещениях для детей и подростков, не будет зависеть от цветности искусственного света источников, генерирующих его на принципе температурного нагрева (цветовая температура 2800° К) и люминесценции (цветовая температура 3500 и 6500° К).

2. При низких уровнях яркости функциональное состояние зрительного анализатора детей и подростков зависит от цветности искусственного света. При создании светового климата в помещении для детей и подростков рекомендуется применять излучатели с цветовой температурой 3500° К и вместе с тем ограничивать использование источников с цветовой температурой 6500° К независимо от характера выполняемой работы.

ЛИТЕРАТУРА. Демина Э. М. Влияние разных видов и уровней искусственного освещения на некоторые физиологические функции детей дошкольного возраста. Автореф. дисс. канд. М., 1967.—Жилов Ю. Д. В кн.: Гигиенические вопросы строительства школ и дошкольных учреждений. М., 1965, с. 205. — Камаева А. А. Гиг. и сан., 1960, № 4, с. 47. — Маслова Н. П. Гигиеническое обоснование световой обстановки для подростков-швейников. Дисс. канд. М., 1969.—Мешков В. В. Основы светотехники. М., 1961, ч. 2. — Нейштадт Я. Э. Новые источники света и их действие на человека. М., 1952. — Рабкнн Е. Б. Проблемы физической оптики, 1955, т. 11, с. 48.—С к о б а р е в а 3. А. Гигиеническая оценка современного искусственного освещения школьных классов.^Автореф. дисс. канд. М., 1964.

Поступила 23/Х11 1971 г.

EFFECT OF ARTIFICIAL LIGHTING OF DIFFERENT SPECTRAL COMPOSITION ON VISUAL FUNCTIONS OF CHILDREN AND ADOLESCENTS

Yu. D. Zhilov, L. A. Borisooa

The finding was, that in case of high levels of brightness the colour of artificial lighting has no significant effect on the lighting conditions attained in rooms for children and adolescents.

For the creation of a lighting climate in rooms intended for children and adolesc« nts the authors recommend mainly the use of lamps with a colour temperature of 3500° К and to limit the use of lamps with a colour temperature of 6500q К irrespective of the type of work done.