Ультрафиолетовое излучение
Длина волны обратно пропорциональна частоте и прямо пропорциональна скорости волны.
С биологической точки зрения наиболее важны три диапазона:
УФ-A лучи (UVA, 315—400 нм) — наиболее длинноволновое и наименее энергичное излучение. Проникает глубоко в кожу, вызывая старение и пигментацию.
УФ-B лучи (UVB, 280—315 нм) — средний диапазон. Вызывает солнечные ожоги и повреждение ДНК, но также способствует синтезу витамина D.
УФ-C лучи (UVC, 100—280 нм) — наиболее коротковолновое и энергичное излучение. Обычно блокируется атмосферой Земли, используется для дезинфекции.
УФ-C лучи практически полностью поглощаются воздухом.
Поверхности Земли достигает в значительной степени ближний ультрафиолет UVA и в небольшой доле (около 5% всего потока, достигшего земли) — UVB.
Интенсивность ультрафиолета зависит от времени суток (максимальна, когда солнце в зените), времени года (летом выше), географической широты (чем ближе к экватору, тем выше), а также от высоты над уровнем моря (на каждый километр подъема увеличение составляет 10–12%). Именно этим объясняется необходимость для альпинистов и горнолыжников использовать защитные очки и маски даже в холодное время года — в горах риск получить ожог роговицы (снежную офтальмию) и повредить сетчатку глаза значительно выше, чем на равнине. В солнечном свете, достигшем земли, на ультрафиолет приходится до 2% всего потока.
Для характеристики УФ-излучения используется показатель, разработанный ВОЗ — УФ-индекс. Он позволяет оценить опасность ультрафиолетового излучения Солнца для кожи и глаз человека.
| УФ-индекс | Цветовое обозначение | Риск для взрослого человека | Рекомендации |
| 0–2 | Зелёный | Низкий | Меры защиты не нужны. Для большинства людей безопасно находиться вне помещений. |
| 3–5 | Жёлтый | Умеренный | Необходима защита. В полдень желательно находиться в тени или в помещении, использовать солнцезащитную одежду, шляпу с широкими полями и УФ-защитные очки. |
| 6–7 | Оранжевый | Высокий | Обязательно используйте солнцезащитные средства, сократите время нахождения под солнечными лучами в период с 10 до 16 часов. |
| 8–10 | Красный | Очень высокий | Необходима усиленная защита. Обязательно используйте солнцезащитные средства, минимизируйте время пребывания под солнечными лучами в период с 10 до 16 часов. |
| 11+ | Фиолетовый | Чрезмерный | Нужна максимальная защита. Обязательно используйте сильные солнцезащитные средства, избегайте нахождения под солнечными лучами. Глаза и открытая кожа могут получить повреждения за считанные минуты. |
УФ-индекс измеряется специальными приборами. Информация о нем распространяется через СМИ.
Длительное нахождение в помещении может вызвать явление ультрафиолетовой недостаточности, что, в свою очередь, ведет к изменению обменных процессов в организме и нарушению иммунобиологических реакций. Поэтому в целях профилактики ультрафиолетовой недостаточности большую роль приобретает облучение искусственными источниками света.
Наибольшая интенсивность ультрафиолетового излучения в искусственных источниках приходится на длины волн: от 400 до 280 нм — так называемые длинноволновые ультрафиолетовые излучения (ДУФ) и от 280 до 180 нм — коротковолновые ультрафиолетовые излучения (КУФ).
Энергия ультрафиолетового излучения, поглощенная кожей, вызывает фотохимические реакции, которые приводят молекулы кожи в новые физические состояния. Проникший в клетку ультрафиолет действует на белки и нуклеиновые кислоты, которые являются хромофорами и поглощают УФ-излучение определенной длины волны. Важнейшими эндогенными хромофорами являются меланин, гемоглобин, вода и коллаген.
В результате фотохимической реакции молекулы хромофора переходят в возбужденное состояние, что приводит к фотолизу (распаду молекул) или фотосинтезу (образованию новых веществ). В результате разрушения белков и нуклеиновых кислот образуются субстанции с высокой биологической активностью, например, гистамин, ацетилхолин, биогенные амины. Эти вещества разносятся кровью по организму и воздействуют на нервную, эндокринную и другие системы.
Наиболее чувствительна к УФ-излучению кожа лица и живота, менее — кожа конечностей. В результате этого воздействия возникают покраснения (эритемы).
В зависимости от дозы, методики воздействия и длины волны УФ-излучения возникают различные реакции со стороны отдельных органов и систем, изменяются все виды обмена в организме. Длинноволновое УФ-излучение повышает обмен веществ (белковый, углеводный, минеральный). Образуются биологически активные вещества.
Имеются данные о влиянии УФ-облучений на углеводный обмен. Так, при гипергликемии УФ-облучения способствуют повышению уровня сахара в крови.
Сдвиги в обмене веществ имеют большое значение в формировании общей ответной реакции организма на УФ-облучение. Усиление обмена, изменение окислительно-восстановительных процессов, улучшение нервно-трофических функций лежат в основе положительного влияния УФ-облучения на организм человека.
Ультрафиолетовое облучение стимулирует функцию органов кровообращения, оказывает стимулирующее влияние на состояние иммунологических и защитных свойств организма, нормализует состояние симпатико-адреналовой системы и глюкокортикоидной функции надпочечников. Профилактическое облучение повышает усвоение минеральных и белковых веществ из пищи.
УФ-облучение с длиной волны 280–302 нм в профилактических дозах стимулирует функцию щитовидной и половых желез. Оно непосредственно воздействует на нервные рецепторы, понижая их болевую чувствительность. Наблюдается повышение тонуса коры головного мозга.
Кроме профилактического облучения, ультрафиолетовое излучение широко используется в соляриях и домашних аппаратах для загара. Лампы в солярии излучают UVA и мощнее солнечного света в 15 раз, то есть 15 минут в солярии равны 4 часам нахождения на пляже. Поэтому очень важно контролировать время нахождения в солярии и не загорать чаще одного раза в двое суток. Некоторые специалисты считают соотношение загара в солярии и на солнце как 1 к 60, то есть 1 минута в солярии равна часу на пляже.
Ультрафиолет используется в кварцевых бактерицидных лампах (с озоном или без), в рециркуляторах и во многих других устройствах.
Ультрафиолет убивает бактерии, воздействуя на их ДНК, а озон уничтожает их там, где нет прямого воздействия ультрафиолета. Важно понимать, что озон ядовит, и после применения бактерицидных ламп для обеззараживания помещение необходимо проветривать.
Колба кварцевой лампы сделана из кварца и пропускает жесткое излучение до 200 нм, которое полностью поглощается кислородом с образованием озона.
Кварцевая лампа с титановым нанонапылением эффективно обеззараживает воздух и поверхности в помещении. Используя ультрафиолетовое излучение с длиной волны 253,7 нм (UVC), эта лампа обладает сильным бактерицидным действием. Важно отметить, что она не образует агрессивного озона, который может быть вреден для окружающей среды.
Колба такой ультрафиолетовой лампы изготовлена из увиолевого стекла, пропускающего УФ-спектр в пределах 253,7 нм.
Во всех случаях бактерицидные лампы очень опасны для человека и домашних животных, и подходить к их использованию необходимо очень ответственно.
Еще одно направление применения ультрафиолета — досветка в террариумах для тропических и пустынных животных. Для них необходим спектр UVB, от которого они очень зависимы. Для этого выпускаются малогабаритные и линейные лампы разной мощности и интенсивности UVB в общем спектре с UVA-излучением. Спектр UVB способствует выработке у животных витамина D.
Существуют исследования, которые говорят о том, что под воздействием UVB-излучения витамин D вырабатывается и в грибах.
Информация может быть полезной
