Физика: Негативное воздействие энергосберегающих ламп, Реферат

Введение

Нашу жизнь невозможно представить без искусственного освещения. Для жизни и работы людям просто необходимо освещение с применением ламп обычных и энергосберегающих.

В первую очередь стоит пояснить о каких энергосберегающих лампах идет речь. Итак, энергосберегающие лампы – это аналог офисных «трубок дневного света», то есть технология эта известна достаточно давно и разработана еще в советское время. В принципе это та же трубка, свернутая в спираль или змейку, и наполненная парами ртути. На стенки трубки нанесен люминофор, поэтому эти лампы еще называют люминесцентными. Пары ртути под действием электрического разряда начинают излучать ультрафиолетовые лучи, а те в свою очередь заставляют нанесенный на стенки трубки люминофор излучать свет. В цоколь лампы помещается ЭПРА (электронная пускорегулирующая аппаратура), которая обеспечивает старт такой лампы (в офисных светильниках ЭПРА обычно помещается в сам плафон).

То, что в лампе используется ртуть и ультрафиолет уже наводит на подозрение в безопасности такого продукта, тем более что делать с утилизацией? На этот и многие другие вопросы я отвечу далее.

1. Отрицательное воздействие энергосберегающих ламп

1.1 Вредное воздействие на глаза

1. Как мы знаем свет может быть разный, в том числе вредный и полезный. У лампы накаливания спектр свечения близок к солнечному, то есть к тому, к которому привыкли глаза любого животного на земле, включая человека. У энергосберегающих ламп спектр неприятный для зрения, то есть в свете таких ламп мы все видим немножко по-другому, что вызывает излишние напряжение глаз.

2. Помимо этого данный способ получать свет (газоразрядные лампы) имеет еще один недостаток. Излучаемый свет получается мерцающим, что, в свою очередь, так же негативно влияет на глаза, за счет излишнего напряжения глазных мышц.

1.2 Излучение

Свет в лампе дневного света появляется за счет ультрафиолетового излучения, которое проходя через стенки лампы, покрытые специальным составом, переходит в видимый спектр излучения (видимый спектр света). Но к сожалению переход осуществляется не полностью.

Специалисты провели исследование, которое показало, что свет энергосберегающих ламп может стать причиной мигреней и даже приступов эпилепсии. А вот у людей, у которых очень чувствительная кожа, из-за таких лампочек могут появиться сыпь, экземы, псориаз и отеки на коже. Также такие осветительные приборы вредны для нежной кожи младенцев.

На сегодняшний день существует 2 вида энергосберегающих ламп: коллагеновые и флуоресцентные. Наиболее опасные из них – флуоресцентные. Специалисты советуют исключить из продажи лампочки этого вида, рассчитанные на 100 ватт. Лампы энергоемкостью 40 и 60 ватт считаются менее вредными, сообщили эксперты.

1.3 Содержание вредных веществ

Внутри энергосберегающей лампы содержатся пары ртути, а внутренняя стенка лампы покрыта веществом содержащим фосфор. Это очень опасные химические вещества.

Ртуть (Hg) – жидкий металл, использующийся в быту и технике в качестве рабочей жидкости различных измерительных приборов и электрических реле пространственного положения. Благодаря своим уникальным свойствам, а также легкости получения в чистом виде ртуть получила широкое распространение. Вокруг этого металла, особенно в последнее время, появилось много домыслов и мифов, основанных в большинстве своем на незнании школьной химии и физики, а не на реальных свойствах ртути.

Ртуть очень ядовита. Даже разбитый медицинский термометр может вызвать мгновенное отравление. Металлическая ртуть ядовита настолько же, насколько ядовит любой другой тяжелый металл (например, медь). В средние века алхимики даже принимали ртуть во внутрь в качестве «лечебных» пилюль и, тем не менее, оставались живы. Следует оговориться, что при попадании в пищеварительную систему относительно безопасна именно металлическая ртуть, а не ее соли! Пресловутая же «ядовитость» обусловлена её парами, содержащимися в воздухе. При температуре 18°С начинается интенсивное испарение ртути в атмосферу, вдыхание такого воздуха способствует её накоплению в организме откуда она уже не выводится (как и другие тяжелые металлы). Однако чтобы накопить серьезную долю ртути в организме, необходимо в течение нескольких месяцев или лет регулярно пребывать в помещении с серьезным превышением ПДК этого металла в воздухе.

В медицинском термометре так мало ртути, что можно не обращать внимания, если его разобьешь. Шарика ртути размером с булавочную головку достаточно, чтобы в комнате средних размеров с закрытыми окнами и работающей вентиляцией концентрация паров ртути превысила ПДК в сотни, а то и в тысячи раз (однако, при интенсивном проветривании практически сразу установится норма). Поэтому пренебрегать разливом ртути даже в малых количествах не стоит.

Можно предотвратить испарение ртути, храня ее под слоем воды. Растворимость ртути в воде хоть и мала, но намного выше растворимости ртути в воздухе. Поэтому очевидно, что ртуть из водного раствора все равно будет испаряться в воздух.

Шарики ртути можно собрать пылесосом. Ни в коем случае этого делать нельзя. Во-первых, это не очень эффективно, так как ртуть имеет очень высокую плотность, и большинство пылесосов просто не смогут убрать шарики из труднодоступных мест. Во-вторых, воздух, проходя по патрубкам, нагревается, что приводит к еще более интенсивному испарению попавшей в мешок ртути, и распространению этих паров по всему объему помещения. Фактически, из пылесоса получается очень эффективный «испаритель» ртути. В-третьих, после такой «обработки» придется также выбрасывать и пылесос.

Ртуть можно вылить в канализацию (унитаз, раковину). Этим вы нанесете вред, прежде всего себе, так как ртуть просто останется лежать на дне водяного затвора (колена трубы), откуда она будет годами испаряться обратно в квартиру. Лучше просто выбросить собранную ртуть в уличный мусорный контейнер (но не мусоропровод!).

Ртуть радиоактивна. У ртути есть радиоактивные изотопы, но они, естественно, не используются в производстве бытовых термометров, да и вообще во всех случаях, где это не является необходимым. Но почему-то регулярно приходится слышать высказывания о радиационной опасности ртути.

Ртуть дорого стоит. Стоимость ртути имеет тот же порядок, что и цены на другие металлы. Цена на рынке зависит от чистоты предлагаемой ртути и объема поставляемой партии. В свободной продаже ее естественно нет, так как ртуть относится к АХОВ (аварийно химически-опасные отравляющие вещества). В быту же, чтобы ртуть забрали на утилизацию, придется еще и заплатить соответствующим организациям.

Ртуть собирают с помощью сложных средств, доступных только специалистам. Демеркуризацию (сбор ртути) проводят в два этапа. Сначала удаляют всю видимую металлическую ртуть механическим путем (вычерпывание, сметание жесткой щеткой, всасывание спринцовкой или шприцем, собирание шариков на скотч и т.д.). Затем проводят химическую обработку поверхности (если эту поверхность нельзя удалить саму по себе, как ковролин или верхний слой грунта). Из широкого спектра химических демеркуризаторов наиболее доступно хлорно железо (FeCl₃, которым радиолюбители вытравливают печатные платы), а также раствор марганцовки (перманганат калия), НО обязательно с добавлением соляной кислоты (HCl). При разливах промышленного масштаба для связывания ртути используется сера, переводящая ртуть в сульфид.

Есть особые растворы полностью «уничтожающие» ртуть. Любой демеркуризационный раствор, просто переводит ртуть из металлического состояния в связанное (обычно в хлорид HgCl₂). Испаряемость солей ртути намного ниже испаряемости в свободном состоянии, на чем и основан эффект химической обработки (поэтому-то всегда лучше избавиться от загрязненной поверхности, чем ее обрабатывать).

Фосфор. Отравления фосфором могут проявляться следующим образом. Острые отравления фосфором проявляются жжением во рту и желудке, головной болью, слабостью, рвотой. Через 2–3 суток развивается желтуха. Для хронических форм характерны нарушение кальциевого обмена, поражение сердечнососудистой и нервной систем. Первая помощь при остром отравлении – промывание желудка, слабительное, очистительные клизмы, внутривенно растворы глюкозы. При ожогах кожи обработать пораженные участки растворами медного купороса или соды. ПДК паров фосфора в воздухе производственных помещений – 0,03 мг/м³, временно допустимая концентрация в атмосферном воздухе – 0,0005 мг/м³, ПДК в питьевой воде – 0,0001 мг/дм³.

Помимо этого в России еще нет централизованной системы утилизации таких ламп, одно известно точно – их нельзя утилизировать как бытовые отходы, так как это экологически опасно. Есть сведения, что в Томске есть центр утилизации – но стоит такая услуга 15 рублей за штуку, что добавляет к уже итак не малой стоимости (от 80 до 120 рублей в среднем по России за стандартную лампу) приличную сумму.

1.4 Недостаточная мощность

Все производители данного продукта уверяют нас, что лампа мощностью 20W заменяет лампу накаливания мощностью 100W за счет более высокого КПД. Однако это не совсем так, в реальности мы получаем свечение именно на 20W и никто магическим образом не добавит вам еще 80W к мощности излучаемого света – это физика. Так что свет получается более тусклым, для четкой видимости объектов в таком свете надо больше напрягать глаза – что опять приводит к их чрезмерной усталости. Либо ставить большее количество таких ламп – кстати в офисах и школах эту проблему решили как раз таким образом. Если посмотреть на потолок в стандартном офисе то можно увидеть светильник, в котором включено сразу четыре лампы дневного света – правда их потребление электричества в данном случае не уменьшается, а цена возрастает, где же экономия о которой нам говорят через слово энергосбережение? Ответ, похоже, кроется в нашем здоровье.

1.5 Негативный социальный эффект

В наших тёмных подъездах станет ещё темнее. Вряд ли у управляющих компаний найдутся деньги на такие лампочки. Сейчас-то сгоревшие пятирублёвые лампы меняют только если в ЖЭК пожалуешься. А когда не будет простых ламп, что они будут ставить? Лампы по 100 рублей (минимум) за штуку? Будем с фонариками ходить или часового в подъезде выставлять для охраны. А то сейчас хулиганы лампы бьют, а потом пенсионеры (и не только) по ночам их будут аккуратненько выкручивать для собственных нужд. Государство считает, что пенсионер, считающий каждую копейку, будет менять полпенсии на эти лампочки? А на каждую разбитую в подъезде лампочку вряд ли будут вызывать службу демеркуризации.

2. Защита от негативного воздействия

К сожалению как таковой защиты от негативного воздействия газоразрядных ламп дневного света нет. Да и как вы будете защищаться от этого воздействия у себя дома – там, где живете? Ходить по дому вместо домашней одежды в защищенном от ультрафиолета костюме? Вряд ли.

Есть рекомендации:

– Не используйте свет таких ламп для работы связанной с напряжением глаз.

– Не приближайте источник такого света к себе ближе, чем на 30 сантиметров.

– Постарайтесь как можно быстрее покинуть помещение, в котором разбилась лампа дневного света.

– Не используйте диммеры (устройства позволяющие регулировать подачу электричества на лампу) вместо выключателей.

– Не используйте выключатели с диодом, от этого по лампе периодически могут проходить разряды.

– Не выкидывайте такие лампы как бытовые отходы.

Ну и наконец используйте энергосберегающие лампы нового поколения – такие как светодиодные. Они не только избавлены от перечисленных недостатков, но и обладают дополнительными преимуществами.

Список литературы

1.  Свободная энциклопедия интернета wikipedia.ru

2.  Школьный курс химии.

3.  Новостные источники Интернета.

Еще из раздела Физика:

• Контрольная работа: Расчёт рекуперативного теплообменного аппарата
• Реферат: Двигатель постоянного тока
• Контрольная работа: Фотоны, спектры и цвет
• Реферат: Елементи дозиметрії
• Реферат: Изображение токов и напряжений комплексными числами
• Контрольная работа: Топливо и расчеты процессов горения
• Контрольная работа: Расчет переходных процессов в электрических цепях