LED 가로등, 푸른빛 줄이고 조명 낮춰야
미국 의학협회는 가로등에 대한 공식적인 방침을 채택했다. 그들의 방침은 cool it and dim it 즉 가로등의 온도와 밝기를 낮추라는 것이다. 지난 7월 14일 시카고에서 개최된 미국 의학협회 연례회의에서 만장일치로 채택된 이 성명서는 전국을 휩쓸고 있는 새로운 LED 가로등이 증가하는 데 대한 반응으로 나왔다.

미국 의학협회의 위원회는 사람들의 건강에 미치는 잠재적인 해악과 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위해서 지역사회가 어떻게 LED 가로등을 선정해야하는지에 대한 지침을 발표했다. 지방 자치단채들은 에너지 비용과 유지비를 줄이기 위해 기존의 가로등을 효율적이고 장기간 사용할 수 있는 LED 전구로 교체하고 있다. LED 가로등이 그런 혜택을 제공하기는 하지만 미국 의학협회의 입장 새로운 기술의 적절한 디자인이 얼마나 중요한지 또 불빛과 인간의 건강 간에 긴밀한 연관성 있는 것을 반영하고 있다.

미국 의학협회의 성명서는 야간의 야외 전등, 특히 가로등은 색온도가 3,000 켈빈을 넘어서지 말아야만 할 것을 권유하고 있다. 색온도(CT)는 불빛의 스펙트럼 내용을 측정하는 단위이다. 즉 그 불빛 속에 푸른색, 녹색, 황색, 붉은색이 각각 얼마나 많이 들었는지를 측정하는 단위이다. 색온도가 높은 것은 일반적으로 푸른색의 양이 더 많은 것을 의미하고 불빛이 더 흰색을 띄게 된다. 흰색 LED는 색온도가 4000K나 5000K로 파장이 짧은 푸른빛을 많이 포함하고 있다. 이런 전구가 최근에 시애틀과 뉴욕 같은 많은 도시가 가로등으로 채택한 전구이다.

그러나 이렇게 가로등을 교체하는 와중에 그런 불빛이 눈에 거슬린다는 불평이 나오고 있다. 캘리포니아 주의 데이비스 시가 극단적인 실례로 시민들은 색온도가 높은 LED 가로등을 완전히 교체하도록 요구하고 있다.

백열등은 색온도가 2400K인데 이는 푸른색 파장은 훨씬 적고 황색과 붉은색 파장이 훨씬 더 많은 것을 의미한다. 전깃불이 등장하기 이전에는 인간들은 밤에 나무와 초를 태웠고 그런 인공 불빛은 색온도가 약 1800K로 완전히 황색과 붉은색으로 푸른색은 거의 없었다. 현재 우리가 사용하고 있는 인공 불빛은 아주 다르다.

LED 가로등 ①눈이 부시고 불편 ②생체리듬에 영향
미국 의학협회에 의하면 미국 전국의 도시에 급속히 설치되고 있는 새로운 LED 가로등은 2가지 문제를 갖고 있다. 첫 번째 문제는 불편하고 눈이 부신 점이다. LED 불빛은 아주 응집이 되어 푸른색이 많이 들어있어서 눈이 아주 부시게 할 수가 있어서 눈의 동공이 수축하게 만든다. 푸른 불빛은 인간의 눈에서는 파장이 긴 황색과 붉은색보다 더 많이 산란이 되고 지나치면 망막을 손상시킬 수 있다.
이런 이유로 야간에 안전한 운전을 하거나 혹은 보행을 할 때 뚜렷하게 보는 데 문제를 일으킬 수 있다. 새로 구입한 세탁기나 여타 가전제품의 제어판의 불빛을 곧바로 쳐다보면 이런 점은 쉽게 느낄 수가 있다. 즉 눈이 불편해서 곧바로 쳐다보기가 아주 힘든 것이다. 가로등도 이와 마찬가지이고 특히 만약 푸른빛이 많은데 적절히 차단하지 않으면 더욱 그러하다.

미국 의학협회가 제기하고 있는 두 번째 문제는 인간의 24시간 주기 리듬에 미치는 영향이다. 색온도는 불빛의 스펙트럼 내용을 확실하게 알려준다. 즉 파장이 각각 얼마나 들어있는지를 알려준다. 색온도는 특별히 백열등 전구의 텅스텐 필라멘트에서 발산되는 불빛을 평가하기 위해 고안되었다. 그러나 색온도 평가는 형광등과 LED 전구에서 발산되는 불빛의 색깔을 믿을 수 있는 정도로 측정하지 못한다.

형광등과 LED 전구의 불빛의 색깔을 측정하는 또 다른 방법이 상관 색온도(CCT)라는 것이다. 이 방법은 불빛의 스펙트럼 내용을 인간의 시각의 색깔 민감도에 따라 조절한다. 이 평가방법을 이용하면 3000K 불빛이라도 광원이 다르면 푸른색 내용에 큰 차이가 날 수도 있다. 이런 이유로 미국 의학협회가 3000K 이하의 상관 색온도를 권고하는 것은 푸른빛을 확실하게 최소화하기에는 충분하지가 않다. LED의 실제적인 스펙트럼 조사, 즉 발산되는 각 색깔의 상대적인 양도 고려되어야만 하는 것이다.

흰 LED 조명 현 조명보다 야간 멜라토닌 5배나 더 억제시켜
전 세계 밤하늘의 인공 불빛의 밝기를 표시한 새로운 지도가 지난주에 발행되었고 가로등이 불빛 공해의 1가지 중요한 구성 요소이기 때문에 미국 의학협회가 발표한 정책 성명서는 시의적절하다. 미국 의학협회의 성명서에 의하면 야간 조명에서 고려해야 할 1가지 사항은 야간 조명이 인간의 건강에 미치는 영향이다.

야간 조명은 인간의 정상적인 24시간 주기에 영향을 미치고 수면을 포함해서 건강에 심각한 문제를 초래할 수 있다. 흰 LED 불빛의 경우 출력이 같을 때 수십 년 동안 가로등의 주축을 이루고 있는 고압 나트륨램프보다 야간에 멜라토닌을 5배나 더 억제하는 것으로 추정되고 있다. 멜라토닌 억제는 수면 교란을 포함한 24시간 주기 교란의 1가지 표지자이다. 또 밝은 전깃불은 예를 들면 새나 해변에 보금자리를 마련하는 일부 수생 동물의 이주 패턴을 교란해서 야생 생물에게도 해로운 영향을 미칠 수가 있다.

미국 의학협회는 새로운 정책 성명서에서 3가지 사항을 권고하고 있다.

첫째, 미국 의학협회는 지역사회가 에너지 소모를 줄이고 화석연료 사용을 줄이는 LED 조명으로 적절하게 전환하는 것을 지지한다.
둘째, 미국 의학협회는 눈부심을 줄이기 위해 푸른 불빛을 최저로 발산해서 푸른빛이 많은 환경 조명을 최소화하고 통제하도록 권고한다.
셋째, 미국 의학협회는 도로 같은 야외 시설에는 3000K 이하의 조명을 사용하도록 권고한다.

눈부심과 인간과 환경에 미치는 나쁜 영향을 최소화화기 위해 모든 LED 불빛은 적절하게 차폐되어져야만 하고 피크 때가 아닐 때는 LED 불빛을 흐리게 하는 기능을 활용하는 것을 고려해만 할 것이다.

복잡한 문제에는 완전히 만족할만한 해결책은 거의 없다. 우리는 우리가 사는 집이나 사업장뿐만 아니라 야외의 길에도 야간에 조명을 해야만 한다. 에너지 효율의 필요성은 심각하지만 잘못된 조명으로 눈부심과 24기간 주기 교란으로 인해 사람들이 겪을 수 있는 위험을 최소화하는 것도 심각하다. LED 기술이 적절하게 디자인 되어질 때 이 2가지 문제가 해결된 수 있을 것이다.

출처:
(1) 2016 AMA Annual Meeting, June 9-11, Chicago, Illinois
(2) CNN, June 21, 2016