Ô nhiễm ánh sáng là sự hiện diện của bất kỳ nguồn sáng nhân tạo không mong muốn, không phù hợp hoặc quá mức nào. Theo nghĩa mô tả, thuật ngữ ô nhiễm ánh sáng ám chỉ đến tác động của bất kỳ nguồn sáng nào được triển khai kém, vào ban ngày hoặc ban đêm. Ô nhiễm ánh sáng có thể được hiểu không chỉ là một hiện tượng phát sinh từ một nguồn hoặc một loại ô nhiễm cụ thể, mà còn là tác nhân góp phần tạo ra tác động tổng thể, rộng hơn của các nguồn ô nhiễm khác nhau.
Mọi người trên khắp thế giới đang sống dưới ánh sáng nhân tạo vào ban đêm và điều này đang gây ra những vấn đề lớn cho con người, động vật hoang dã và môi trường. Hiện đang có một phong trào toàn cầu nhằm giảm ô nhiễm ánh sáng và mọi người đều có thể giúp đỡ.
Mặc dù loại ô nhiễm này có thể tồn tại trong suốt cả ngày, nhưng tác động của nó được phóng đại vào ban đêm với sự tương phản của bầu trời tối. Người ta ước tính rằng 83% dân số thế giới sống dưới bầu trời bị ô nhiễm ánh sáng và 23% diện tích đất liền trên thế giới bị ảnh hưởng bởi ánh sáng bầu trời. Diện tích bị ảnh hưởng bởi ánh sáng nhân tạo tiếp tục tăng. Một tác dụng phụ lớn của quá trình đô thị hóa, ô nhiễm ánh sáng được cho là nguyên nhân ảnh hưởng đến sức khỏe, phá vỡ hệ sinh thái và làm hỏng môi trường thẩm mỹ. Các nghiên cứu cho thấy các khu vực đô thị có nguy cơ cao hơn. Trên toàn cầu, nó đã tăng ít nhất 49% từ năm 1992 đến năm 2017.
Ô nhiễm ánh sáng là do sử dụng ánh sáng nhân tạo không hiệu quả hoặc không cần thiết. Các loại ô nhiễm ánh sáng cụ thể bao gồm xâm phạm ánh sáng, chiếu sáng quá mức, chói, lộn xộn ánh sáng và ánh sáng bầu trời. Một nguồn sáng vi phạm thường thuộc nhiều loại trong số này.
Giải pháp cho ô nhiễm ánh sáng thường là những bước đơn giản như điều chỉnh thiết bị chiếu sáng hoặc sử dụng bóng đèn phù hợp hơn. Việc khắc phục sâu hơn có thể được thực hiện với nhiều nỗ lực hơn trong việc giáo dục công chúng nhằm thúc đẩy thay đổi lập pháp. Tuy nhiên, vì đây là hiện tượng do con người tạo ra, việc giải quyết tác động của nó đối với con người và môi trường cần cân nhắc đến các yếu tố chính trị, xã hội và kinh tế.
Định nghĩa ô nhiễm ánh sáng
Ô nhiễm ánh sáng là sự hiện diện của ánh sáng nhân tạo do con người tạo ra trong điều kiện tối tăm.
Thuật ngữ này thường được sử dụng liên quan đến môi trường ngoài trời và xung quanh, nhưng cũng được sử dụng để chỉ ánh sáng nhân tạo trong nhà. Hậu quả bất lợi là nhiều; một số trong số chúng có thể chưa được biết đến. Ô nhiễm ánh sáng cạnh tranh với ánh sáng sao trên bầu trời đêm đối với cư dân đô thị, cản trở các đài quan sát thiên văn và giống như bất kỳ dạng ô nhiễm nào khác, phá vỡ hệ sinh thái và gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe. Ô nhiễm ánh sáng là tác dụng phụ của nền văn minh công nghiệp Các nguồn gây ô nhiễm bao gồm chiếu sáng bên ngoài và bên trong tòa nhà, quảng cáo, chiếu sáng khu vực ngoài trời (như bãi đậu xe), văn phòng, nhà máy, đèn đường và địa điểm thể thao được chiếu sáng.
Tình trạng này nghiêm trọng nhất ở các khu vực đông dân cư, công nghiệp hóa cao ở Bắc Mỹ, Châu Âu và Châu Á cũng như ở các thành phố lớn ở Trung Đông và Bắc Phi như Tehran và Cairo, nhưng ngay cả một lượng ánh sáng tương đối nhỏ cũng có thể được chú ý và gây ra vấn đề. Nhận thức về tác hại của ô nhiễm ánh sáng bắt đầu vào nửa sau thế kỷ 19, nhưng những nỗ lực giải quyết tác động của nó không bắt đầu cho đến những năm 1950. Vào những năm 1980, một phong trào bầu trời tối toàn cầu đã nổi lên với sự thành lập của Hiệp hội bầu trời tối quốc tế (International Dark-Sky Association – IDA). Hiện nay có nhiều tổ chức giáo dục và vận động như vậy ở nhiều quốc gia trên toàn thế giới.
Khoảng 83% dân số, bao gồm 99% người châu Âu và người Mỹ, sống dưới bầu trời ô nhiễm ánh sáng, sáng hơn 10% so với bóng tối tự nhiên. 80% người Bắc Mỹ không thể nhìn thấy thiên hà Milky Way (Giải Ngân hà).
Ánh sáng có thể gây ô nhiễm
Hầu hết chúng ta đều quen thuộc với ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước và ô nhiễm đất, nhưng bạn có biết rằng ánh sáng cũng có thể là một chất gây ô nhiễm không?
Các thành phần của ô nhiễm ánh sáng bao gồm:
- Chói sáng — độ sáng quá mức gây khó chịu cho thị giác.
- Ánh sáng bầu trời — sự tỏa sáng của bầu trời đêm trên các khu vực có người sinh sống.
- Ánh sáng xâm phạm — ánh sáng chiếu vào nơi không mong muốn hoặc không cần thiết.
- Ánh sáng lộn xộn — các nhóm nguồn sáng quá sáng, gây nhầm lẫn và quá mức.
Các loại ô nhiễm ánh sáng
Xâm phạm ánh sáng (Light trespass)
Xâm phạm ánh sáng xảy ra khi ánh sáng không mong muốn đi vào tài sản của một người, ví dụ, bằng cách chiếu qua hàng rào của hàng xóm. Một vấn đề xâm phạm ánh sáng phổ biến xảy ra khi một luồng ánh sáng mạnh chiếu vào cửa sổ nhà của một người từ bên ngoài, gây ra các vấn đề như mất ngủ. Một số thành phố ở Hoa Kỳ đã phát triển các tiêu chuẩn về chiếu sáng ngoài trời để bảo vệ quyền của công dân của họ chống lại sự xâm phạm ánh sáng. Để hỗ trợ họ, Hiệp hội bầu trời tối quốc tế đã phát triển một bộ các sắc lệnh chiếu sáng mẫu.
Hiệp hội Dark-Sky được thành lập để giảm ánh sáng chiếu lên bầu trời, làm giảm khả năng hiển thị của các ngôi sao. Đây là bất kỳ ánh sáng nào được phát ra ở góc hơn 90° so với điểm thấp nhất (Nadir). Bằng cách giới hạn ánh sáng ở mốc 90° này, họ cũng đã giảm lượng ánh sáng phát ra trong phạm vi 80–90°, điều này tạo ra hầu hết các vấn đề xâm phạm ánh sáng.
Có thể giảm thiểu sự xâm phạm ánh sáng bằng cách chọn các thiết bị chiếu sáng bị giới hạn lượng ánh sáng phát ra hơn 80° so với điểm thấp nhất. Các định nghĩa của IESNA bao gồm mức cắt hoàn toàn (0%), mức cắt (10%) và mức cắt bán (20%). (Các định nghĩa này cũng bao gồm giới hạn về ánh sáng phát ra ở góc trên 90° để giảm độ sáng của bầu trời.)
Chiếu sáng quá mức (Over-illumination)
Chiếu sáng quá mức là việc sử dụng ánh sáng quá mức và không cần thiết.
Cần một lượng điện lớn và dư thừa để hỗ trợ nhu cầu tiêu thụ ánh sáng tại Hoa Kỳ. Theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (EIA), các hộ gia đình tại Hoa Kỳ đã tiêu thụ 81 tỷ kilowatt giờ (kWh) điện để chiếu sáng vào năm 2020. Ngoài ra, EIA báo cáo rằng 208 tỷ kWh và 53 tỷ kWh điện đã được sử dụng cho các tòa nhà thương mại và sản xuất tương ứng vào năm 2018.
Việc sử dụng ánh sáng không phải là quá mức ở tất cả các nước phát triển. Trong số các nước phát triển, có sự khác biệt lớn về mô hình sử dụng ánh sáng. Các thành phố của Mỹ phát ra lượng ánh sáng vào không gian bình quân đầu người cao gấp ba đến năm lần so với các thành phố của Đức.
Chiếu sáng quá mức xuất phát từ một số yếu tố:
- Các tiêu chuẩn hoặc chuẩn mực dựa trên sự đồng thuận không dựa trên khoa học thị giác.Thiết kế không phù hợp, bằng cách chỉ định mức độ ánh sáng cao hơn mức cần thiết cho một nhiệm vụ thị giác nhất định.
- Lựa chọn thiết bị chiếu sáng hoặc bóng đèn không chính xác, không hướng ánh sáng vào các khu vực cần thiết.
- Lựa chọn phần cứng không đúng cách để sử dụng nhiều năng lượng hơn mức cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ chiếu sáng.
- Đào tạo chưa đầy đủ cho người quản lý tòa nhà và người cư trú để sử dụng hệ thống chiếu sáng một cách hiệu quả.
- Bảo trì chiếu sáng không đầy đủ dẫn đến tăng chi phí năng lượng và ánh sáng lạc.
- “Chiếu sáng ban ngày” do người dân yêu cầu để giảm tội phạm hoặc do chủ cửa hàng yêu cầu để thu hút khách hàng.
- Thay thế đèn cũ bằng đèn LED hiệu quả hơn sử dụng cùng một nguồn điện.
- Kỹ thuật chiếu sáng gián tiếp, chẳng hạn như chiếu sáng một bức tường thẳng đứng để phản chiếu ánh sáng xuống mặt đất.
- Các tổ chức chiếu sáng các tòa nhà của họ không phải để cải thiện khả năng điều hướng mà để chứng tỏ rằng đế chế của họ là không thể lờ đi được.
- Chiếu sáng không phải vì lợi ích nhìn thấy vào ban đêm mà là để các tổ chức đẩy giờ làm việc vượt quá giờ ban ngày tự nhiên. Một lợi ích kinh tế và tài chính trái ngược với một nhu cầu thiết yếu.
Hầu hết các vấn đề này có thể dễ dàng được khắc phục bằng công nghệ sẵn có, giá rẻ và giải quyết các hoạt động của chủ nhà/người thuê nhà tạo ra rào cản cho việc khắc phục nhanh chóng các vấn đề này. Quan trọng nhất, nhận thức của công chúng cần được cải thiện để các nước công nghiệp hóa nhận ra lợi ích lớn trong việc giảm tình trạng chiếu sáng quá mức.
Chói sáng (Glare)
Chói sáng có thể được phân loại thành nhiều loại khác nhau. Một trong những loại phân loại như vậy được mô tả trong một cuốn sách của Bob Mizon, điều phối viên Chiến dịch vì bầu trời tối của Hiệp hội Thiên văn học Anh, như sau:
- Chói mắt mô tả các hiệu ứng như do nhìn chằm chằm vào Mặt trời. Nó làm bạn mù hoàn toàn và để lại các khiếm khuyết về thị lực tạm thời hoặc vĩnh viễn.
- Chói mắt do khuyết tật mô tả các hiệu ứng như bị chói mắt do đèn xe ngược chiều, hoặc ánh sáng phân tán trong sương mù hoặc vào mắt, làm giảm độ tương phản, cũng như phản xạ từ bản in và các vùng tối khác làm cho chúng sáng hơn, làm giảm đáng kể khả năng nhìn.
- Chói mắt khó chịu thường không gây ra tình huống nguy hiểm, mặc dù nó gây khó chịu và bực bội nhất. Nó có khả năng gây mệt mỏi nếu trải qua trong thời gian dài.
Theo Mario Motta, chủ tịch của Hiệp hội Y khoa Massachusetts, “ánh sáng chói từ ánh sáng tệ là mối nguy hiểm đối với sức khỏe cộng đồng, đặc biệt là khi bạn già đi. Ánh sáng chói phân tán trong mắt gây mất độ tương phản và dẫn đến tình trạng lái xe không an toàn, giống như ánh sáng chói trên kính chắn gió bẩn từ ánh sáng mặt trời góc thấp hoặc đèn pha từ xe ngược chiều”. Về bản chất, đèn sáng và/hoặc đèn được che chắn kém trên đường có thể làm người lái xe hoặc người đi bộ bị mù một phần và góp phần gây ra tai nạn.
Hiệu ứng chói mắt phần lớn là do độ tương phản giảm do ánh sáng tán xạ trong mắt do độ sáng quá mức, hoặc do ánh sáng phản xạ từ các vùng tối trong trường nhìn, với độ sáng tương tự như độ sáng nền. Loại chói này là một trường hợp cụ thể của chói do khuyết tật, được gọi là chói lóa che phủ veiling glare. (Điều này không giống như mất khả năng điều tiết thị lực ban đêm do tác động trực tiếp của chính ánh sáng lên mắt.)
Lộn xộn ánh sáng (Light clutter)
Sự lộn xộn của ánh sáng đề cập đến việc có quá nhiều nhóm ánh sáng. Các nhóm đèn có thể tạo ra sự nhầm lẫn, làm mất tập trung khỏi chướng ngại vật (bao gồm cả những chướng ngại vật mà chúng có thể nhằm mục đích chiếu sáng) và có khả năng gây ra tai nạn. Sự lộn xộn đặc biệt dễ nhận thấy trên những con đường có đèn đường được thiết kế kém hoặc có quảng cáo sáng rực xung quanh đường. Tùy thuộc vào động cơ của người hoặc tổ chức lắp đặt đèn, vị trí và thiết kế của chúng thậm chí có thể nhằm mục đích gây mất tập trung cho người lái xe và có thể góp phần gây ra tai nạn.
Ánh sáng bầu trời (Sky glow)
Ánh sáng bầu trời là đám mây sáng phía trên các thành phố được tạo ra từ ánh sáng nhân tạo quá mức vào ban đêm. Loại ô nhiễm ánh sáng này được tạo ra từ ánh sáng nhân tạo phản chiếu trên bầu trời và dội lại xung quanh các loại hạt khác nhau có trong khí quyển. Hiệu ứng của sky glow có thể gây hại cho thiên văn học và sức khỏe của nhiều sinh vật. Nó làm giảm khả năng hiển thị của các ngôi sao, Dải Ngân hà và làm tăng đáng kể mức độ ánh sáng tự nhiên vào ban đêm.
Ánh sáng từ vệ tinh
Các vệ tinh nhân tạo cũng góp phần gây ô nhiễm ánh sáng. Với số lượng ngày càng tăng của các chòm sao vệ tinh như OneWeb và Starlink, các thành viên của cộng đồng thiên văn, đặc biệt là IAU, lo ngại rằng ô nhiễm ánh sáng sẽ tăng lên đáng kể, một trong nhiều lo ngại được đưa tin trên các phương tiện truyền thông về tình trạng quá tải vệ tinh. Cuộc thảo luận công khai xung quanh việc tiếp tục triển khai các chòm sao vệ tinh bao gồm nhiều kiến nghị của các nhà thiên văn học và các nhà khoa học công dân, đồng thời đặt ra câu hỏi về việc cơ quan quản lý nào có thẩm quyền đối với các hành động của con người làm mờ ánh sáng sao.
