تعرض الهواء للأشعة فوق البنفسجية و. الأشعة فوق البنفسجية وتأثيرها على الجسم

أتذكر التطهير بمصابيح الأشعة فوق البنفسجية منذ الطفولة - في روضة الأطفال والمصحة وحتى في المخيم الصيفي كانت هناك هياكل مخيفة إلى حد ما تتوهج بضوء أرجواني جميل في الظلام والتي أبعدنا عنها المعلمون. إذن ما هي الأشعة فوق البنفسجية بالضبط ولماذا يحتاجها الإنسان؟

ربما يكون السؤال الأول الذي يجب الإجابة عليه هو ما هي الأشعة فوق البنفسجية وكيف تعمل. يشار إلى هذا عادةً باسم الإشعاع الكهرومغناطيسي ، والذي يقع في النطاق بين الإشعاع المرئي والأشعة السينية. تتميز الأشعة فوق البنفسجية بطول موجي من 10 إلى 400 نانومتر.
تم اكتشافه في القرن التاسع عشر ، وحدث ذلك بفضل اكتشاف الأشعة تحت الحمراء. بعد اكتشاف طيف الأشعة تحت الحمراء ، في عام 1801. لفت ريتر الانتباه إلى الطرف الآخر من طيف الضوء أثناء التجارب باستخدام كلوريد الفضة. ثم توصل العديد من العلماء في الحال إلى استنتاج حول عدم تجانس الأشعة فوق البنفسجية.

اليوم ينقسم إلى ثلاث مجموعات:

• الأشعة فوق البنفسجية - بالقرب من الأشعة فوق البنفسجية ؛
• UV-B - متوسط ​​؛
• UV-C - بعيد.

يرجع هذا الانقسام إلى حد كبير إلى تأثير الأشعة على الشخص. المصدر الطبيعي والرئيسي للأشعة فوق البنفسجية على الأرض هو الشمس. في الواقع ، من هذا الإشعاع يتم إنقاذنا بواسطة واقيات الشمس. في الوقت نفسه ، يمتص الغلاف الجوي للأرض الأشعة فوق البنفسجية البعيدة تمامًا ، وتصل الأشعة فوق البنفسجية - أ إلى السطح فقط ، مما يتسبب في اكتساب السمرة اللطيفة. وفي المتوسط ​​، تسبب 10٪ من الأشعة فوق البنفسجية - باء نفس حروق الشمس ، ويمكن أن تؤدي أيضًا إلى تكوين طفرات وأمراض جلدية.

يتم إنشاء المصادر الاصطناعية للأشعة فوق البنفسجية واستخدامها في الطب والزراعة والتجميل والمؤسسات الصحية المختلفة. يمكن توليد الأشعة فوق البنفسجية بعدة طرق: عن طريق درجة الحرارة (المصابيح المتوهجة) ، عن طريق حركة الغازات (مصابيح الغاز) أو الأبخرة المعدنية (مصابيح الزئبق). في الوقت نفسه ، تختلف قوة هذه المصادر من بضع واط ، عادة ما تكون مشعات متحركة صغيرة ، إلى كيلو واط. هذه الأخيرة مثبتة في منشآت ثابتة حجمية. تعود مجالات تطبيق الأشعة فوق البنفسجية إلى خصائصها: القدرة على تسريع العمليات الكيميائية والبيولوجية ، وتأثير مبيد الجراثيم وتألق بعض المواد.

تستخدم الأشعة فوق البنفسجية على نطاق واسع لحل مجموعة متنوعة من المشاكل. في التجميل ، يتم استخدام الأشعة فوق البنفسجية الاصطناعية في المقام الأول للدباغة. تنتج الاستلقاء تحت أشعة الشمس UV-A معتدلة إلى حد ما وفقًا للمعايير المقدمة ، ولا تزيد نسبة UV-B في مصابيح الدباغة عن 5٪. يوصي علماء النفس الحديثون باستخدام الاستلقاء تحت أشعة الشمس لعلاج "اكتئاب الشتاء" ، والذي ينتج بشكل رئيسي عن نقص فيتامين د ، حيث يتكون تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية. أيضًا ، تُستخدم مصابيح الأشعة فوق البنفسجية في مانيكير ، حيث أنه في هذا الطيف يجف ملمعات الجل المقاومة بشكل خاص ، اللك وما شابه.

تُستخدم مصابيح الأشعة فوق البنفسجية لإنشاء صور فوتوغرافية في مواقف غير قياسية ، على سبيل المثال ، لالتقاط أجسام فضائية غير مرئية باستخدام التلسكوب التقليدي.

تستخدم الأشعة فوق البنفسجية على نطاق واسع في أنشطة الخبراء. بمساعدتها ، يتم التحقق من صحة اللوحات ، حيث تبدو الدهانات والورنيش الأكثر حداثة في هذه الأشعة أكثر قتامة ، مما يعني أنه يمكن تحديد العمر الحقيقي للعمل. يستخدم الطب الشرعي أيضًا الأشعة فوق البنفسجية للكشف عن آثار الدم على الأشياء. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية على نطاق واسع لتطوير الأختام المخفية وميزات الأمان وخيوط توثيق المستندات ، وكذلك في تصميم الإضاءة للعروض أو لافتات المطاعم أو الزخارف.

في مرافق الرعاية الصحية ، تُستخدم مصابيح الأشعة فوق البنفسجية لتعقيم الأدوات الجراحية. بالإضافة إلى ذلك ، لا يزال تطهير الهواء باستخدام الأشعة فوق البنفسجية منتشرًا. هناك عدة أنواع من هذه المعدات.

ما يسمى بمصابيح الزئبق ذات الضغط العالي والمنخفض ، وكذلك مصابيح الزينون الفلاش. لمبة هذا المصباح مصنوعة من زجاج الكوارتز. الميزة الرئيسية لمصابيح مبيدات الجراثيم هي عمرها التشغيلي الطويل وقدرتها الفورية على العمل. ما يقرب من 60 ٪ من أشعةهم في طيف مبيد للجراثيم. تعتبر مصابيح الزئبق خطرة جدًا أثناء التشغيل ؛ في حالة حدوث تلف عرضي للمبيت ، من الضروري التنظيف الشامل وإزالة التدرج من الغرفة. مصابيح الزينون تكون أقل خطورة إذا تعرضت للتلف ولها نشاط مبيد للجراثيم أعلى. كما تنقسم المصابيح المبيدة للجراثيم إلى أوزون وخالية من الأوزون. تتميز الأولى بوجود موجة بطول 185 نانومتر في طيفها ، والتي تتفاعل مع الأكسجين في الهواء وتحوله إلى أوزون. تركيزات الأوزون العالية تشكل خطورة على البشر ، واستخدام هذه المصابيح محدود بشكل صارم في الوقت المناسب ويوصى به فقط في منطقة جيدة التهوية. كل هذا أدى إلى إنشاء مصابيح خالية من الأوزون ، تم طلاء لمبةها بطبقة خاصة لا تنقل موجة من 185 نانومتر إلى الخارج.

بغض النظر عن النوع ، فإن المصابيح المبيدة للجراثيم لها عيوب شائعة: فهي تعمل في معدات معقدة ومكلفة ، ومتوسط ​​عمر الباعث 1.5 سنة ، والمصابيح نفسها ، بعد الاحتراق ، يجب تخزينها في غرفة منفصلة والتخلص منها في طريقة خاصة وفقا للوائح الحالية.

تتكون من مصباح وعاكسات وعناصر مساعدة أخرى. هذه الأجهزة من نوعين - مفتوحة ومغلقة ، اعتمادًا على ما إذا كانت الأشعة فوق البنفسجية تمر أم لا. تنبعث أشعة فوق بنفسجية مفتوحة ، معززة بالعاكسات ، في المساحة المحيطة ، وتلتقط الغرفة بأكملها تقريبًا مرة واحدة ، إذا تم تثبيتها على السقف أو الحائط. يُمنع منعًا باتًا معالجة المبنى بمثل هذا المشع في وجود الناس.
تعمل المشعات المغلقة وفقًا لمبدأ إعادة التدوير ، حيث يتم تثبيت المصباح بداخله ، وتقوم المروحة بسحب الهواء إلى الجهاز وإطلاق الهواء المشع بالفعل إلى الخارج. يتم وضعها على الجدران على ارتفاع لا يقل عن 2 متر من الأرض. يمكن استخدامها في وجود الأشخاص ، ولكن لا ينصح بالتعرض طويل المدى من قبل الشركة المصنعة ، حيث يمكن أن يمر جزء من الأشعة فوق البنفسجية.
من بين أوجه القصور في هذه الأجهزة ، يمكن للمرء أن يلاحظ المناعة ضد جراثيم العفن ، وكذلك جميع صعوبات إعادة تدوير المصابيح واللوائح الصارمة للاستخدام ، اعتمادًا على نوع الباعث.

منشآت مبيد للجراثيم

تسمى مجموعة المشعات المدمجة في جهاز واحد تستخدم في غرفة واحدة بالتركيب المبيد للجراثيم. عادة ما تكون كبيرة جدًا وتتميز باستهلاك مرتفع للطاقة. تتم معالجة الهواء باستخدام تركيبات مبيدات الجراثيم بدقة في حالة عدم وجود أشخاص في الغرفة ويتم مراقبتها وفقًا لشهادة التشغيل وسجل التسجيل والتحكم. يتم استخدامه فقط في المؤسسات الطبية والصحية لتطهير كل من الهواء والماء.

مساوئ تطهير الهواء بالأشعة فوق البنفسجية

بالإضافة إلى تلك المدرجة بالفعل ، فإن استخدام بواعث الأشعة فوق البنفسجية له عيوب أخرى. بادئ ذي بدء ، تعتبر الأشعة فوق البنفسجية نفسها خطرة على جسم الإنسان ، فهي لا تسبب حروقًا جلدية فحسب ، بل تؤثر أيضًا على أداء نظام القلب والأوعية الدموية ، فهي تشكل خطورة على شبكية العين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يسبب ظهور الأوزون ، ومعه الأعراض غير السارة الكامنة في هذا الغاز: تهيج الجهاز التنفسي ، تحفيز تصلب الشرايين ، تفاقم الحساسية.

إن فعالية مصابيح الأشعة فوق البنفسجية مثيرة للجدل تمامًا: تعطيل مسببات الأمراض في الهواء بالجرعات المسموح بها من الأشعة فوق البنفسجية يحدث فقط عندما تكون هذه الآفات ثابتة. إذا تحركت الكائنات الحية الدقيقة وتفاعلت مع الغبار والهواء ، فإن جرعة الإشعاع المطلوبة تزداد بمقدار 4 مرات ، وهو ما لا يمكن لمصباح الأشعة فوق البنفسجية التقليدي إنشاؤه. لذلك ، يتم حساب كفاءة جهاز التشعيع بشكل منفصل ، مع مراعاة جميع المعلمات ، ومن الصعب للغاية اختيار العناصر المناسبة للتأثير على جميع أنواع الكائنات الحية الدقيقة في وقت واحد.

يعتبر اختراق الأشعة فوق البنفسجية ضحلًا نسبيًا ، وحتى إذا كانت الفيروسات غير المتحركة تحت طبقة من الغبار ، فإن الطبقات العليا تحمي الطبقات السفلية من خلال عكس الأشعة فوق البنفسجية من نفسها. لذلك ، بعد التنظيف ، يجب إجراء التطهير مرة أخرى.
لا تستطيع مشعات الأشعة فوق البنفسجية تصفية الهواء ، فهي تحارب الكائنات الحية الدقيقة فقط ، وتحافظ على جميع الملوثات الميكانيكية والمواد المسببة للحساسية في شكلها الأصلي.

إن طيف الأشعة المرئي للعين البشرية ليس له حدود حادة ومحددة جيدًا. يسمي بعض الباحثين الحد الأعلى للطيف المرئي 400 نانومتر ، والبعض الآخر 380 ، والبعض الآخر ينقله إلى 350 ... 320 نانومتر. ويرجع ذلك إلى اختلاف حساسية الرؤية للضوء ويشير إلى وجود أشعة غير مرئية للعين.
في عام 1801 ، أثبت أي. ريتر (ألمانيا) و دبليو والاستون (إنجلترا) ، باستخدام لوحة فوتوغرافية ، وجود الأشعة فوق البنفسجية. بعد النهاية البنفسجية للطيف ، يصبح اسوداد أسرع من تأثير الأشعة المرئية. منذ أن اسوداد اللوح يحدث نتيجة تفاعل كيميائي ضوئي ، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن الأشعة فوق البنفسجية نشطة للغاية.
تغطي الأشعة فوق البنفسجية نطاقًا واسعًا من الإشعاع: 400 ... 20 نانومتر. منطقة الإشعاع 180 ... 127 نانومتر تسمى الفراغ. عن طريق المصادر الاصطناعية (الزئبق - الكوارتز ، الهيدروجين ومصابيح القوس) ، والتي تعطي كلاً من الخط والطيف المستمر ، يتم الحصول على الأشعة فوق البنفسجية بطول موجة يصل إلى 180 نانومتر. في عام 1914 ، اكتشف ليمان مدى يصل إلى 50 نانومتر.
اكتشف الباحثون حقيقة أن طيف أشعة الشمس فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح الأرض ضيق جدًا - 400 ... 290 نانومتر. ألا تشع الشمس ضوءًا بطول موجي أقصر من 290 نانومتر؟
تم العثور على الإجابة على هذا السؤال من قبل أ. كورنو (فرنسا). وجد أن الأوزون يمتص أشعة فوق بنفسجية أقصر من 295 نانومتر ، وبعد ذلك اقترح أن الشمس تبعث أشعة فوق بنفسجية قصيرة الموجة ، وتحت تأثيرها تتفكك جزيئات الأكسجين إلى ذرات فردية ، وتشكل جزيئات الأوزون ، وبالتالي ، في الغلاف الجوي العلوي ، يجب أن يكون الأوزون تغطية الأرض مع شاشة واقية. تم تأكيد فرضية كورنو عندما صعد الناس إلى الغلاف الجوي العلوي. وبالتالي ، في ظل الظروف الأرضية ، يكون طيف الشمس مقيدًا بانتقال طبقة الأوزون.
تعتمد كمية الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح الأرض على ارتفاع الشمس فوق الأفق. خلال فترة الإضاءة العادية ، تتغير الإضاءة بنسبة 20٪ ، بينما تقل كمية الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح الأرض بمعامل 20.
أثبتت التجارب الخاصة أنه عند الصعود لكل 100 متر ، تزداد شدة الأشعة فوق البنفسجية بنسبة 3 ... 4٪. تمثل حصة الأشعة فوق البنفسجية المتناثرة في ظهر الصيف 45 ... 70٪ من الإشعاع ، وتصل إلى سطح الأرض - 30 ... 55٪. في الأيام الملبدة بالغيوم ، عندما يكون قرص الشمس مغطى بالغيوم ، يتم الوصول إلى سطح الأرض بشكل أساسي عن طريق الإشعاع المتناثر. لذلك ، يمكنك تسمير البشرة جيدًا ليس فقط تحت أشعة الشمس المباشرة ، ولكن أيضًا في الظل وفي الأيام الملبدة بالغيوم.
عندما تكون الشمس في أوجها ، في المنطقة الاستوائية من سطح الأرض ، يبلغ طول الأشعة 290 ... 289 نانومتر. في خطوط العرض الوسطى ، تبلغ حدود الموجة القصيرة ، في أشهر الصيف ، حوالي 297 نانومتر. خلال فترة الإضاءة الفعالة ، يبلغ الحد الأعلى للطيف حوالي 300 نانومتر. خلف الدائرة القطبية الشمالية ، يتم الوصول إلى سطح الأرض بأشعة بطول موجة 350 ... 380 نانومتر.

تأثير الأشعة فوق البنفسجية على المحيط الحيوي

فوق نطاق الإشعاع الفراغي ، يتم امتصاص الأشعة فوق البنفسجية بسهولة بواسطة الماء والهواء والزجاج والكوارتز ولا تصل إلى المحيط الحيوي للأرض. في حدود 400 ... 180 نانومتر ، لا يكون التأثير على الكائنات الحية للأشعة ذات الأطوال الموجية المختلفة هو نفسه. لعبت أشعة الموجة القصيرة الأكثر ثراءً بالطاقة دورًا مهمًا في تكوين أول مركبات عضوية معقدة على الأرض. ومع ذلك ، فإن هذه الأشعة لا تساهم فقط في تكوين المواد العضوية ، ولكن أيضًا في تحللها. لذلك ، فإن تقدم أشكال الحياة على الأرض جاء فقط بعد أن تم إثراء الغلاف الجوي بالأكسجين ، بفضل نشاط النباتات الخضراء ، وتحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ، تشكلت طبقة أوزون واقية.
نحن مهتمون بالأشعة فوق البنفسجية للشمس والمصادر الاصطناعية للأشعة فوق البنفسجية في حدود 400 ... 180 نانومتر. ضمن هذا النطاق ، يتم تمييز ثلاثة مجالات:

أ - 400 ... 320 نانومتر ؛
ب - 320 ... 275 نانومتر ؛
ج - 275 ... 180 نانومتر.

هناك اختلافات كبيرة في تأثير كل من هذه النطاقات على الكائن الحي. تعمل الأشعة فوق البنفسجية على المادة ، بما في ذلك المادة الحية ، وفقًا لنفس قوانين الضوء المرئي. يتم تحويل جزء من الطاقة الممتصة إلى حرارة ، لكن التأثير الحراري للأشعة فوق البنفسجية ليس له تأثير ملحوظ على الجسم. طريقة أخرى لنقل الطاقة هي اللمعان.
تكون التفاعلات الكيميائية الضوئية تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية أكثر كثافة. طاقة فوتونات الأشعة فوق البنفسجية عالية جدًا ، لذلك عندما يتم امتصاصها ، يتأين الجزيء وينقسم إلى أجزاء. أحيانًا يقوم الفوتون بإخراج إلكترون من الذرة. في أغلب الأحيان يحدث إثارة الذرات والجزيئات. عندما يتم امتصاص كمية واحدة من الضوء بطول موجة 254 نانومتر ، تزداد طاقة الجزيء إلى مستوى يتوافق مع طاقة الحركة الحرارية عند درجة حرارة 38000 درجة مئوية.
تصل معظم الطاقة الشمسية إلى الأرض كضوء مرئي وأشعة تحت حمراء ، وجزء صغير فقط - في شكل إشعاع فوق بنفسجي. يصل تدفق الأشعة فوق البنفسجية إلى قيمه القصوى في منتصف الصيف في نصف الكرة الجنوبي (الأرض 5٪ أقرب إلى الشمس) و 50٪ من الكمية اليومية للأشعة فوق البنفسجية تصل خلال 4 ساعات ظهرًا. وجد ديفي أنه بالنسبة لخطوط العرض الجغرافية ذات درجات الحرارة من 20 إلى 60 درجة ، فإن الشخص الذي يأخذ حمامًا شمسيًا من الساعة 10:30 إلى 11:30 ثم من الساعة 16:30 حتى غروب الشمس سيتلقى 19 ٪ فقط من جرعة الأشعة فوق البنفسجية اليومية. عند الظهيرة ، تكون شدة الأشعة فوق البنفسجية (300 نانومتر) أعلى بعشر مرات من ثلاث ساعات قبل أو بعد ذلك: يحتاج الشخص الذي لا يرتدي لباسًا إلى 25 دقيقة للحصول على تان خفيف عند الظهيرة ، ولكن لتحقيق نفس التأثير بعد الساعة 15:00 ، سيحتاج الاستلقاء في الشمس لفترة طويلة أقل من ساعتين.
ينقسم الطيف فوق البنفسجي ، بدوره ، إلى الأشعة فوق البنفسجية- A (UV-A) بطول موجة 315-400 نانومتر ، والأشعة فوق البنفسجية- B (UV-B) -280-315 نانومتر والأشعة فوق البنفسجية- C (UV-C) - 100-280 نانومتر والتي تختلف في القدرة على الاختراق والتأثيرات البيولوجية على الجسم.
لا تحتفظ طبقة الأوزون بالأشعة فوق البنفسجية أ ، فهي تمر عبر الزجاج وطبقة القرنية من الجلد. يكون تدفق الأشعة فوق البنفسجية أ (متوسط ​​وقت الظهيرة) ضعف ارتفاعه عند الدائرة القطبية الشمالية كما هو عند خط الاستواء ، وبالتالي تكون قيمته المطلقة أكبر عند خطوط العرض المرتفعة. لا توجد تقلبات كبيرة في كثافة الأشعة فوق البنفسجية أ في أوقات مختلفة من السنة. بسبب الامتصاص والانعكاس والتشتت عند المرور عبر البشرة ، فإن 20-30٪ فقط من الأشعة فوق البنفسجية - أ تخترق الأدمة وحوالي 1٪ من طاقتها الإجمالية تصل إلى الأنسجة تحت الجلد.
يتم امتصاص معظم الأشعة فوق البنفسجية - باء بواسطة طبقة الأوزون ، والتي تكون "شفافة" بالنسبة للأشعة فوق البنفسجية - أ. لذا فإن نصيب الأشعة فوق البنفسجية - باء من جميع طاقة الأشعة فوق البنفسجية في فترة ما بعد الظهيرة الصيفية لا يتجاوز 3٪. عمليا لا تخترق الزجاج ، تنعكس في الطبقة القرنية بنسبة 70 ٪ ، وتضعف بنسبة 20 ٪ عند المرور عبر البشرة - أقل من 10 ٪ تخترق الأدمة.
ومع ذلك ، كان يعتقد لفترة طويلة أن حصة الأشعة فوق البنفسجية - ب في التأثير الضار للأشعة فوق البنفسجية هي 80٪ ، لأن هذا الطيف هو المسؤول عن حدوث حمامي حروق الشمس.
من الضروري أيضًا مراعاة حقيقة أن الأشعة فوق البنفسجية - باء أقوى (طول موجي أصغر) من الأشعة فوق البنفسجية - أ تنتشر عند المرور عبر الغلاف الجوي ، مما يؤدي أيضًا إلى تغيير النسبة بين هذه الكسور مع زيادة خط العرض الجغرافي (في دول الشمال) والوقت من اليوم.
تمتص طبقة الأوزون الأشعة فوق البنفسجية - ج (200-280 نانومتر). في حالة استخدام مصدر اصطناعي للأشعة فوق البنفسجية ، يتم الاحتفاظ بها من قبل البشرة ولا تخترق الأدمة.

تأثير الأشعة فوق البنفسجية على الخلية

في تأثير إشعاع الموجة القصيرة على كائن حي ، فإن الأكثر إثارة للاهتمام هو تأثير الأشعة فوق البنفسجية على البوليمرات الحيوية - البروتينات والأحماض النووية. تحتوي جزيئات البوليمر الحيوي على مجموعات حلقية من الجزيئات التي تحتوي على الكربون والنيتروجين ، والتي تمتص الإشعاع بشكل مكثف بطول موجة يبلغ 260 ... 280 نانومتر. يمكن أن تنتقل الطاقة الممتصة على طول سلسلة الذرات داخل الجزيء دون خسارة كبيرة حتى تصل إلى روابط ضعيفة بين الذرات وتدمر الرابطة. خلال هذه العملية ، التي تسمى التحلل الضوئي ، تتشكل أجزاء من الجزيئات لها تأثير قوي على الجسم. لذلك ، على سبيل المثال ، من حمض الهيستيدين الأميني ، يتكون الهيستامين - وهي مادة توسع الشعيرات الدموية وتزيد من نفاذيةها. بالإضافة إلى التحلل الضوئي ، يحدث التمسخ في البوليمرات الحيوية تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية. عند تشعيعها بضوء بطول موجي معين ، تنخفض الشحنة الكهربائية للجزيئات ، وتلتصق ببعضها البعض وتفقد نشاطها - الإنزيمي ، والهرموني ، والمستضدي ، إلخ.
تستمر عمليات التحلل الضوئي وتمسخ البروتين بالتوازي وبشكل مستقل عن بعضهما البعض. وهي ناتجة عن نطاقات إشعاع مختلفة: 280 ... 302 نانومتر تسبب الأشعة بشكل أساسي تحلل ضوئي ، و 250 ... 265 نانومتر - تمسخ بشكل أساسي. إن الجمع بين هذه العمليات يحدد صورة تأثير الأشعة فوق البنفسجية على الخلية.
إن الوظيفة الأكثر حساسية للخلية لعمل الأشعة فوق البنفسجية هي الانقسام. يؤدي التشعيع بجرعة 10 (-19) ي / م 2 إلى توقف انقسام حوالي 90٪ من الخلايا البكتيرية. لكن نمو الخلايا ونشاطها الحيوي لا يتوقفان. بمرور الوقت ، تمت استعادة انقسامهم. لإحداث موت 90٪ من الخلايا ، قمع تخليق الأحماض النووية والبروتينات ، تكوين الطفرات ، من الضروري زيادة جرعة الإشعاع إلى 10 (-18) جول / م 2. تسبب الأشعة فوق البنفسجية تغيرات في الأحماض النووية التي تؤثر على نمو الخلايا وانقسامها ووراثتها ، أي. لأهم مظاهر الحياة.
تفسر أهمية آلية العمل على الحمض النووي من خلال حقيقة أن كل جزيء DNA (حمض deoxyribonucleic) فريد من نوعه. الحمض النووي هو الذاكرة الوراثية للخلية. يقوم هيكلها بترميز المعلومات حول بنية وخصائص جميع البروتينات الخلوية. إذا كان أي بروتين موجودًا في خلية حية على شكل عشرات ومئات من الجزيئات المتطابقة ، فإن الحمض النووي يخزن معلومات حول بنية الخلية ككل ، وحول طبيعة واتجاه عمليات التمثيل الغذائي فيها. لذلك ، يمكن أن تكون الانتهاكات في بنية الحمض النووي غير قابلة للإصلاح أو تؤدي إلى اضطراب خطير في الحياة.

تأثير الأشعة فوق البنفسجية على الجلد

يؤثر التعرض للأشعة فوق البنفسجية على الجلد بشكل كبير على عملية التمثيل الغذائي في الجسم. من المعروف أن الأشعة فوق البنفسجية هي التي تبدأ في تكوين إرغوكالسيفيرول (فيتامين د) ، وهو أمر ضروري لامتصاص الكالسيوم في الأمعاء ولضمان التطور الطبيعي للهيكل العظمي. بالإضافة إلى ذلك ، يؤثر الضوء فوق البنفسجي بنشاط على تخليق الميلاتونين والسيروتونين ، الهرمونات المسؤولة عن الإيقاع البيولوجي اليومي (اليومي). أظهرت الدراسات التي أجراها علماء ألمان أنه عند تعرض مصل الدم للإشعاع بالأشعة فوق البنفسجية ، فإن محتوى السيروتونين ، "هرمون الحيوية" ، الذي يشارك في تنظيم الحالة العاطفية ، يزداد بنسبة 7٪. يمكن أن يؤدي نقصه إلى الاكتئاب وتقلب المزاج والاضطرابات الوظيفية الموسمية. في الوقت نفسه ، انخفضت كمية الميلاتونين ، الذي له تأثير مثبط على الغدد الصماء والجهاز العصبي المركزي ، بنسبة 28٪. هذا التأثير المزدوج هو ما يفسر التأثير المنشط لشمس الربيع ، الذي يرفع المزاج والحيوية.
تأثير الإشعاع على البشرة - الطبقة السطحية الخارجية لجلد الفقاريات والبشر ، والتي تتكون من ظهارة حرشفية طبقية بشرية ، هو تفاعل التهابي يسمى حمامي. تم تقديم أول وصف علمي للحمامي في عام 1889 من قبل A.N. ماكلانوف (روسيا) ، الذي درس أيضًا تأثير الأشعة فوق البنفسجية على العين (ضوئي الملتحمة) ووجد أنها تستند إلى أسباب شائعة.
هناك حمامي من السعرات الحرارية والأشعة فوق البنفسجية. يحدث حمامي السعرات الحرارية نتيجة عمل الأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء على الجلد واندفاع الدم نحوه. يختفي على الفور تقريبًا بعد توقف التعرض للإشعاع.
بعد التوقف عن التعرض للأشعة فوق البنفسجية ، بعد 2..8 ساعات ، يظهر احمرار الجلد (الحمامي فوق البنفسجية) في وقت واحد مع إحساس بالحرقان. تظهر الحمامي بعد فترة كامنة ، داخل المنطقة المشععة من الجلد ، وتحل محلها حروق الشمس والتقشير. مدة الحمامي هي 10 ... 12 ساعة إلى 3 ... 4 أيام. الجلد المحمر ساخن عند اللمس ، مؤلم قليلاً ويشعر بالانتفاخ والتورم قليلاً.
في الأساس ، الحمامي هو رد فعل التهابي ، حروق في الجلد. هذا هو التهاب خاص ، معقم (معقم - معقم). إذا كانت جرعة الإشعاع عالية جدًا أو كان الجلد حساسًا بشكل خاص لها ، فإن السائل المتورم المتورم يقشر الجلد الخارجي في أماكن ويشكل بثورًا. في الحالات الشديدة ، تظهر مناطق نخر (نخر) في البشرة. بعد أيام قليلة من اختفاء الحمامي ، يصبح الجلد داكنًا ويبدأ في التقشر. أثناء التقشير ، يتم تقشير جزء من الخلايا التي تحتوي على الميلانين (الميلانين هو الصبغة الرئيسية في جسم الإنسان ؛ فهو يعطي لونًا للجلد والشعر والقزحية ، كما أنه موجود في الطبقة الصبغية للشبكية ، ويشارك في إدراك الضوء) ، يتحول لون السمرة إلى اللون الشاحب. يختلف سمك جلد الإنسان حسب الجنس والعمر (عند الأطفال وكبار السن - أرق) والتوطين - بمتوسط ​​1..2 ملم. والغرض منه حماية الجسم من التلف والتقلبات في درجات الحرارة والضغط.
الطبقة الرئيسية من البشرة متاخمة للجلد نفسه (الأدمة) ، حيث تمر الأوعية الدموية والأعصاب. توجد في الطبقة الرئيسية عملية مستمرة لانقسام الخلايا ؛ كبار السن يُجبرون على الخروج من الخلايا الشابة ويموتون. تشكل طبقات الخلايا الميتة والمحتضرة الطبقة القرنية الخارجية للبشرة بسمك 0.07 ... 2.5 مم (على الراحتين والأخمصين ، ويرجع ذلك أساسًا إلى الطبقة القرنية ، تكون البشرة أكثر سمكًا من أجزاء أخرى من الجسم) ، والتي تنسلخ باستمرار من الخارج واستعادتها من الداخل.
إذا تم امتصاص الأشعة المتساقطة على الجلد بواسطة الخلايا الميتة في الطبقة القرنية ، فلن يكون لها أي تأثير على الجسم. يعتمد تأثير التشعيع على قوة اختراق الأشعة وعلى سمك الطبقة القرنية. كلما كان الطول الموجي للإشعاع أقصر ، قلت قدرتها على الاختراق. أشعة أقصر من 310 نانومتر لا تخترق أعمق من البشرة. تصل الأشعة ذات الطول الموجي الأطول إلى الأدمة الحليمية التي تمر فيها الأوعية الدموية. وبالتالي ، فإن تفاعل الأشعة فوق البنفسجية مع مادة ما يحدث حصريًا في الجلد ، وخاصة في البشرة.
يتم امتصاص الكمية الرئيسية من الأشعة فوق البنفسجية في الطبقة الجرثومية (الأساسية) من البشرة. تؤدي عمليات التحلل الضوئي والتمسخ إلى موت الخلايا الإبرية للطبقة الجرثومية. تتسبب المنتجات النشطة لتحلل البروتين الضوئي في توسع الأوعية ، وذمة الجلد ، وإطلاق الكريات البيض ، وعلامات نموذجية أخرى للحمامي.
كما أن منتجات التحلل الضوئي ، التي تنتشر عبر مجرى الدم ، تهيج النهايات العصبية للجلد وتؤثر بشكل انعكاسي على جميع الأعضاء من خلال الجهاز العصبي المركزي. لقد ثبت أن تواتر النبضات الكهربائية يزداد في العصب الممتد من المنطقة المشععة من الجلد.
تعتبر الحمامي رد فعل معقد ، حيث تشارك في حدوث المنتجات النشطة من التحلل الضوئي. تعتمد شدة الحمامي وإمكانية تكوينه على حالة الجهاز العصبي. على المناطق المصابة من الجلد ، مع قضمة الصقيع ، التهاب الأعصاب ، الحمامي إما لا تظهر على الإطلاق ، أو تظهر بشكل ضعيف للغاية ، على الرغم من عمل الأشعة فوق البنفسجية. يمنع تكوين حمامي النوم والكحول والتعب الجسدي والعقلي.
استخدم N. Finsen (الدنمارك) لأول مرة الأشعة فوق البنفسجية لعلاج عدد من الأمراض في عام 1899. في الوقت الحاضر ، تمت دراسة مظاهر عمل أقسام مختلفة من الأشعة فوق البنفسجية على الجسم بالتفصيل. من بين الأشعة فوق البنفسجية الموجودة في ضوء الشمس ، يحدث الحمامي بسبب الأشعة التي يبلغ طولها الموجي 297 نانومتر. للأشعة ذات الطول الموجي الأطول أو الأقصر ، تقل حساسية الجلد الحمامية.
بمساعدة مصادر الإشعاع الاصطناعي ، نتجت الحمامي عن أشعة في حدود 250 ... 255 نانومتر. تعطي الأشعة التي يبلغ طولها الموجي 255 نانومتر خط انبعاث الرنين لبخار الزئبق المستخدم في مصابيح الكوارتز الزئبقية.
وبالتالي ، فإن منحنى حساسية الجلد الحمامي له حد أقصى. يتم توفير الاكتئاب بين الحد الأقصى من خلال عمل التدريع للطبقة القرنية.

وظائف الحماية للجسم

في ظل الظروف الطبيعية ، بعد الحمامي ، يتطور تصبغ الجلد - حروق الشمس. لا يتطابق الحد الأقصى الطيفي للتصبغ (340 نانومتر) مع أي من قمم الحساسية الحمامية. لذلك ، من خلال اختيار مصدر إشعاع ، من الممكن حدوث تصبغ بدون حمامي والعكس صحيح.
الحمامي والتصبغ ليسا مرحلتين من نفس العملية ، على الرغم من أنهما يتبعان واحدًا تلو الآخر. هذا مظهر من مظاهر العمليات المختلفة المترابطة. في خلايا الطبقة السفلى من البشرة - الخلايا الصباغية - تتشكل صبغة الجلد الميلانين. المواد الأولية لتشكيل الميلانين هي الأحماض الأمينية ومنتجات تكسير الأدرينالين.
الميلانين ليس مجرد صبغة أو شاشة واقية سلبية تحيط بالأنسجة الحية. جزيئات الميلانين عبارة عن جزيئات ضخمة ذات بنية شبكية. في روابط هذه الجزيئات ، يتم ربط وتحييد شظايا الجزيئات التي دمرتها الأشعة فوق البنفسجية ، مما يمنعها من المرور إلى الدم والبيئة الداخلية للجسم.
تتمثل وظيفة حروق الشمس في حماية خلايا الأدمة والأوعية والأعصاب الموجودة فيها من الأشعة فوق البنفسجية الطويلة والمرئية والأشعة تحت الحمراء التي تسبب ارتفاع درجة الحرارة وضربات الحرارة. يمكن للأشعة تحت الحمراء القريبة والضوء المرئي ، وخاصة الجزء "الأحمر" ذي الطول الموجي الطويل ، أن يخترق الأنسجة بشكل أعمق بكثير من الأشعة فوق البنفسجية - حتى عمق 3 ... 4 مم. تمتص حبيبات الميلانين - صبغة بنية داكنة ، سوداء تقريبًا - الإشعاع في نطاق واسع من الطيف ، مما يحمي الأعضاء الداخلية الحساسة المعتادة على درجة حرارة ثابتة من ارتفاع درجة الحرارة.
الآلية العملية لحماية الجسم من ارتفاع درجة الحرارة هي اندفاع الدم إلى الجلد وتوسيع الأوعية الدموية. يؤدي هذا إلى زيادة انتقال الحرارة من خلال الإشعاع والحمل الحراري (يبلغ إجمالي سطح جلد الشخص البالغ 1.6 مترًا مربعًا). إذا كانت درجة حرارة الهواء والأشياء المحيطة بها مرتفعة ، فإن هناك آلية تبريد أخرى تعمل - التبخر بسبب التعرق. تم تصميم آليات التنظيم الحراري هذه للحماية من التعرض للأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء للشمس.
التعرق ، إلى جانب وظيفة التنظيم الحراري ، يمنعان تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية على الشخص. يحتوي العرق على حمض اليوروكانيك الذي يمتص إشعاع الموجة القصيرة بسبب وجود حلقة بنزين في جزيئاته.

تجويع الضوء (نقص الأشعة فوق البنفسجية الطبيعية)

توفر الأشعة فوق البنفسجية الطاقة للتفاعلات الكيميائية الضوئية في الجسم. في ظل الظروف العادية ، يتسبب ضوء الشمس في تكوين كمية صغيرة من المنتجات النشطة للتحلل الضوئي ، والتي لها تأثير مفيد على الجسم. تعمل الأشعة فوق البنفسجية في الجرعات التي تسبب تكوين الحمامي على تعزيز عمل الأعضاء المكونة للدم ، والجهاز الشبكي البطاني (النظام الفسيولوجي للنسيج الضام الذي ينتج أجسامًا مضادة تدمر الأجسام الغريبة والميكروبات) ، وخصائص حاجز الجلد ، والقضاء على الحساسية.
تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية في جلد الإنسان ، يتكوّن فيتامين د القابل للذوبان في الدهون من مواد ستيرويد ، وعلى عكس الفيتامينات الأخرى ، يمكن أن يدخل الجسم ليس فقط مع الطعام ، بل يتشكل فيه أيضًا من البروفيتامينات. تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي 280 ... 313 نانومتر ، يتم تحويل البروفيتامينات الموجودة في مادة تشحيم الجلد التي تفرزها الغدد الدهنية إلى فيتامين د ويتم امتصاصها في الجسم.
يتمثل الدور الفسيولوجي لفيتامين د في أنه يعزز امتصاص الكالسيوم. الكالسيوم هو جزء من العظام ، ويشارك في تخثر الدم ، ويثخن أغشية الخلايا والأنسجة ، وينظم نشاط الإنزيمات. يسمى مرض الكساح الذي يحدث مع نقص فيتامين (د) في الأطفال في السنوات الأولى من العمر ، والذي يخفيه الآباء المهتمون من الشمس.
بالإضافة إلى المصادر الطبيعية لفيتامين (د) ، يتم استخدام المصادر الاصطناعية أيضًا ، مما يؤدي إلى تشعيع البروفيتامينات بالأشعة فوق البنفسجية. عند استخدام مصادر اصطناعية للإشعاع فوق البنفسجي ، يجب أن نتذكر أن الأشعة الأقصر من 270 نانومتر تدمر فيتامين د. لذلك ، باستخدام المرشحات في تدفق الضوء من المصابيح فوق البنفسجية ، يتم قمع جزء الطول الموجي القصير من الطيف. يتجلى الجوع الشمسي في التهيج والأرق والتعب السريع للإنسان. في المدن الكبيرة ، حيث يتلوث الهواء بالغبار ، نادراً ما تصل الأشعة فوق البنفسجية التي تسبب الحمامي إلى سطح الأرض. العمل الطويل في المناجم وغرف المحركات وأرضيات المصانع المغلقة والعمل ليلاً والنوم أثناء النهار يؤدي إلى المجاعة الخفيفة. يسهل تجويع الضوء بواسطة زجاج النوافذ ، الذي يمتص 90 ... 95٪ من الأشعة فوق البنفسجية ولا ينقل الأشعة في حدود 310 ... 340 نانومتر. لون الجدران ضروري أيضًا. على سبيل المثال ، يمتص اللون الأصفر الأشعة فوق البنفسجية تمامًا. يشعر الناس والحيوانات الأليفة والطيور والنباتات المنزلية بنقص الضوء ، وخاصة الأشعة فوق البنفسجية ، في الخريف والشتاء والربيع.
للتعويض عن نقص الأشعة فوق البنفسجية ، تسمح المصابيح التي تبعث أشعة فوق بنفسجية في نطاق الطول الموجي البالغ 300 ... 340 نانومتر ، إلى جانب الضوء المرئي. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الأخطاء في وصف جرعة الإشعاع ، وعدم الانتباه لمسائل مثل التركيب الطيفي للمصابيح فوق البنفسجية ، واتجاه الإشعاع وارتفاع المصابيح ، ومدة المصابيح ، يمكن أن تكون ضارة بدلاً من جيدة. .

عمل مبيد للجراثيم من الأشعة فوق البنفسجية

من المستحيل عدم ملاحظة وظيفة مبيد الجراثيم للأشعة فوق البنفسجية. في المؤسسات الطبية ، يتم استخدام هذه الخاصية بشكل فعال لمنع التهابات المستشفيات وضمان عقم الكتل الجراحية وغرف الملابس. إن تأثير الأشعة فوق البنفسجية على الخلايا البكتيرية ، وتحديداً جزيئات الحمض النووي ، وتطور تفاعلات كيميائية أخرى فيها يؤدي إلى موت الكائنات الحية الدقيقة.
تلوث الهواء بالغبار والغازات وبخار الماء له تأثير ضار على الجسم. تعمل الأشعة فوق البنفسجية للشمس على تعزيز عملية التنقية الذاتية الطبيعية للغلاف الجوي من التلوث ، مما يساهم في الأكسدة السريعة للغبار وجزيئات الدخان والسخام ، وتدمير الكائنات الحية الدقيقة على جزيئات الغبار. القدرة الطبيعية على التنقية الذاتية لها حدود مع تلوث الهواء القوي للغاية غير كافٍ.
الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي 253 ... 267 نانومتر تدمر الكائنات الحية الدقيقة بشكل أكثر فاعلية. إذا أخذنا التأثير الأقصى بنسبة 100٪ ، فإن نشاط الأشعة بطول موجة 290 نانومتر سيكون 30٪ ، 300 نانومتر - 6٪ ، والأشعة تقع على حدود الضوء المرئي 400 نانومتر - 0.01٪ من الحد الأقصى.
الكائنات الحية الدقيقة لها حساسية مختلفة للأشعة فوق البنفسجية. تعد الخمائر والعفن وجراثيم البكتيريا أكثر مقاومة لعملها من الأشكال النباتية للبكتيريا. تشعر أبواغ الفطريات الفردية ، المحاطة بقشرة كثيفة وسميكة ، بأنها رائعة في الطبقات العالية من الغلاف الجوي ومن الممكن أن تسافر في الفضاء.
تكون حساسية الكائنات الحية الدقيقة للأشعة فوق البنفسجية كبيرة بشكل خاص خلال فترة الانقسام وقبلها مباشرة. منحنيات تأثير مبيد للجراثيم وتثبيط ونمو الخلايا تتطابق عمليًا مع منحنى الامتصاص بواسطة الأحماض النووية. ونتيجة لذلك ، فإن التمسخ والتحلل الضوئي للأحماض النووية يؤدي إلى وقف انقسام ونمو خلايا الكائنات الحية الدقيقة ، وبجرعات كبيرة حتى وفاتها.
تُستخدم الخصائص المبيدة للجراثيم للأشعة فوق البنفسجية لتطهير الهواء ، والأدوات ، والأواني ، بمساعدتها على زيادة العمر الافتراضي للمنتجات الغذائية ، وتعقيم مياه الشرب ، وتعطيل الفيروسات في تحضير اللقاحات.

الآثار السلبية للأشعة فوق البنفسجية

هناك عدد من الآثار السلبية التي تحدث عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية على جسم الإنسان معروفة جيدًا ، والتي يمكن أن تؤدي إلى عدد من الأضرار الهيكلية والوظيفية الخطيرة التي تلحق بالجلد. كما تعلم ، يمكن تقسيم هذه الأضرار إلى:

حاد ، ناتج عن تلقي جرعة كبيرة من الإشعاع في وقت قصير (على سبيل المثال ، حروق الشمس أو التهاب الجلد الضوئي الحاد). تحدث بشكل أساسي بسبب الأشعة فوق البنفسجية ، التي تكون طاقتها أكبر بعدة مرات من طاقة الأشعة فوق البنفسجية. يتم توزيع الإشعاع الشمسي بشكل غير متساو: يقع 70٪ من جرعة الأشعة فوق البنفسجية التي يتلقاها الشخص في الصيف ووقت منتصف النهار من اليوم ، عندما تسقط الأشعة عموديًا تقريبًا ، ولا تنزلق على طول الظل - في ظل هذه الظروف ، يتم امتصاص أقصى قدر من الإشعاع. يحدث هذا الضرر بسبب التأثير المباشر للأشعة فوق البنفسجية على الكروموفور - هذه الجزيئات هي التي تمتص الأشعة فوق البنفسجية بشكل انتقائي.

متأخرة ، ناتجة عن التعرض لفترات طويلة لجرعات معتدلة (على سبيل المثال ، مثل هذا الضرر يشمل الشيخوخة الضوئية ، والأورام الجلدية ، وبعض التهاب الجلد الضوئي). تنشأ بشكل أساسي بسبب أشعة الطيف A ، التي تحمل طاقة أقل ، ولكنها قادرة على اختراق الجلد بشكل أعمق ، وتختلف شدتها قليلاً خلال النهار ولا تعتمد عمليًا على الموسم. كقاعدة عامة ، هذا النوع من الضرر ناتج عن التعرض لنواتج تفاعلات الجذور الحرة (تذكر أن الجذور الحرة عبارة عن جزيئات شديدة التفاعل تتفاعل بنشاط مع البروتينات والدهون والمواد الجينية للخلايا).
لقد أثبتت أعمال العديد من العلماء الأجانب والروس دور أشعة UV-A في مسببات الشيخوخة الضوئية ، ولكن مع ذلك ، تستمر دراسة آليات التصوير الضوئي باستخدام القاعدة العلمية والتقنية الحديثة ، وهندسة الخلايا ، والكيمياء الحيوية وطرق العلاج. التشخيص الوظيفي للخلية.
لا يحتوي الغشاء المخاطي للعين - الملتحمة - على طبقة قرنية واقية ، لذلك فهو أكثر حساسية للأشعة فوق البنفسجية من الجلد. ألم في العين ، احمرار ، تمزق ، عمى جزئي يظهر نتيجة تنكس وموت خلايا الملتحمة والقرنية. ثم تصبح الخلايا معتمة. الأشعة فوق البنفسجية طويلة الموج ، التي تصل إلى العدسة ، بجرعات كبيرة يمكن أن تسبب غشاوة - إعتام عدسة العين.

المصادر الاصطناعية للأشعة فوق البنفسجية في الطب

مصابيح مبيد للجراثيم
تُستخدم مصابيح التفريغ كمصادر للأشعة فوق البنفسجية ، حيث يتم توليد الإشعاع أثناء التفريغ الكهربائي ، وتحتوي في تركيبتها على مدى طول موجي من 205-315 نانومتر (يلعب باقي طيف الإشعاع دورًا ثانويًا). وتشمل هذه المصابيح مصابيح الزئبق ذات الضغط المنخفض والمرتفع ومصابيح الزينون الوامضة.
مصابيح الزئبق منخفضة الضغط مطابقة هيكليًا وكهربائيًا لمصابيح الفلورسنت التقليدية للإضاءة ، باستثناء أن لمبةها مصنوعة من الكوارتز أو زجاج الأشعة فوق البنفسجية الخاص مع نفاذية عالية للأشعة فوق البنفسجية ، على السطح الداخلي الذي لا يتم تطبيق طبقة الفوسفور. هذه المصابيح متوفرة في نطاق طاقة واسع من 8 إلى 60 واط. الميزة الرئيسية لمصابيح الزئبق منخفضة الضغط هي أن أكثر من 60٪ من الإشعاع يسقط على الخط بطول موجي 254 نانومتر ، والذي يقع في المنطقة الطيفية لأقصى تأثير مبيد للجراثيم. لها عمر خدمة طويل من 5.000-10.000 ساعة وقدرة فورية على العمل بعد الاشتعال.
قارورة مصابيح الزئبق والكوارتز عالية الضغط مصنوعة من زجاج الكوارتز. ميزة هذه المصابيح هي أنها بالرغم من صغر حجمها ، إلا أنها تتمتع بقدرة وحدة كبيرة من 100 إلى 1000 واط ، مما يجعل من الممكن تقليل عدد المصابيح في الغرفة ، ولكنها تتميز بإنتاج منخفض للجراثيم وخدمة قصيرة عمر 500-1000 ساعة بالإضافة إلى ذلك ، يحدث وضع الاحتراق الطبيعي بعد 5-10 دقائق من الاشتعال.
من العيوب الكبيرة للمصابيح المشعة المستمرة خطر تلوث البيئة ببخار الزئبق عند تدمير المصباح. في حالة انتهاك سلامة المصابيح المبيدة للجراثيم ودخول الزئبق إلى الغرفة ، يجب إجراء إزالة شاملة للعناصر الملوثة من الغرفة.
في السنوات الأخيرة ، ظهر جيل جديد من البواعث - بواعث قصيرة النبض مع نشاط مبيد حيوي أكبر بكثير. يعتمد مبدأ عملها على التشعيع النبضي عالي الكثافة للهواء والأسطح ذات الأشعة فوق البنفسجية الطيفية المستمرة. يتم الحصول على الإشعاع النبضي باستخدام مصابيح الزينون وكذلك باستخدام الليزر. لا توجد حاليًا بيانات عن الاختلاف بين تأثير المبيد الحيوي للأشعة فوق البنفسجية النبضية وتلك الناتجة عن الأشعة فوق البنفسجية التقليدية.
ترجع ميزة مصابيح فلاش الزينون إلى النشاط المرتفع للجراثيم ووقت التعرض الأقصر. ميزة أخرى لمصابيح الزينون هي أنه إذا تم تدميرها عن طريق الخطأ ، فإن البيئة لا تتلوث ببخار الزئبق. العيوب الرئيسية لهذه المصابيح ، والتي تعيق استخدامها على نطاق واسع ، هي الحاجة إلى استخدام معدات عالية الجهد ومعقدة ومكلفة لتشغيلها ، فضلاً عن عمر محدود للباعث (متوسط ​​1-1.5 سنة).
تنقسم مصابيح مبيد الجراثيم إلى الأوزون وغير الأوزون.
مصابيح الأوزون في طيف الانبعاث لها خط طيفي بطول موجة يبلغ 185 نانومتر ، والذي ، نتيجة للتفاعل مع جزيئات الأكسجين ، يشكل طبقة الأوزون في الهواء. يمكن أن يكون لتركيزات الأوزون العالية آثار ضارة على صحة الإنسان. يتطلب استخدام هذه المصابيح التحكم في محتوى الأوزون في الهواء والتهوية الشاملة للغرفة.
للقضاء على إمكانية توليد الأوزون ، تم تطوير ما يسمى بالمصابيح "الخالية من الأوزون" للجراثيم. بالنسبة لمثل هذه المصابيح ، نظرًا لتصنيع المصباح من مادة خاصة (زجاج الكوارتز المطلي) أو تصميمه ، يتم استبعاد انبعاث إشعاع خط 185 نانومتر.
يجب تخزين مصابيح مبيدات الجراثيم التي تجاوزت مدة خدمتها أو معطلة في غرفة منفصلة وتتطلب التخلص منها بشكل خاص وفقًا لمتطلبات الوثائق التنظيمية ذات الصلة.

مشعات مبيد للجراثيم.
جهاز التشعيع المبيد للجراثيم هو جهاز كهربائي يحتوي على: مصباح مبيد للجراثيم وعاكس وعناصر مساعدة أخرى بالإضافة إلى أجهزة للتثبيت. تعيد مشعات مبيد الجراثيم توزيع تدفق الإشعاع في الفضاء المحيط في اتجاه معين وتنقسم إلى مجموعتين - مفتوحة ومغلقة.
تستخدم المشعات المفتوحة تدفقًا مباشرًا لمبيد الجراثيم من المصابيح وعاكسًا (أو بدونه) ، والذي يغطي مساحة واسعة من حولهم. مثبتة على السقف أو الحائط. تسمى المشعات المثبتة في المداخل بالمشععات الحاجزة أو الستائر فوق البنفسجية ، حيث يقتصر تدفق مبيد الجراثيم على زاوية صلبة صغيرة.
يتم احتلال مكان خاص بواسطة مشعات مفتوحة مشتركة. في هذه المشعات ، بسبب الشاشة الدوارة ، يمكن توجيه تدفق مبيد الجراثيم من المصابيح إلى المنطقة العلوية أو السفلية من الفضاء. ومع ذلك ، فإن كفاءة هذه الأجهزة أقل بكثير بسبب التغير في الطول الموجي أثناء الانعكاس وبعض العوامل الأخرى. عند استخدام مشعات مدمجة ، يجب توجيه تدفق مبيد الجراثيم من المصابيح المحمية إلى المنطقة العليا من الغرفة بطريقة تمنع التدفق المباشر من المصباح أو العاكس إلى المنطقة السفلية. في الوقت نفسه ، يجب ألا يتجاوز الإشعاع الناتج عن التدفقات المنعكسة من السقف والجدران على سطح مشروط على ارتفاع 1.5 متر من الأرضية 0.001 واط / م 2.
في المشعات المغلقة (أجهزة إعادة التدوير) ، يتم توزيع تدفق مبيد الجراثيم من المصابيح في مساحة مغلقة صغيرة محدودة وليس لها مخرج إلى الخارج ، بينما يتم تطهير الهواء أثناء عملية ضخه من خلال فتحات التهوية في جهاز إعادة التدوير. عند استخدام تهوية الإمداد والعادم ، توضع مصابيح مبيد للجراثيم في حجرة المخرج. يتم توفير معدل تدفق الهواء إما عن طريق الحمل الحراري الطبيعي أو بواسطة مروحة. يجب وضع مشعات من النوع المغلق (أجهزة إعادة تدوير) في الداخل على الجدران على طول تدفقات الهواء الرئيسية (على وجه الخصوص ، بالقرب من أجهزة التدفئة) على ارتفاع لا يقل عن 2 متر من الأرض.
وفقًا لقائمة الغرف النموذجية المقسمة إلى فئات (GOST) ، يوصى بتجهيز الغرف من الفئتين الأولى والثانية بكل من مشعات مغلقة (أو تهوية للتزويد والعادم) ، ومفتوحة أو مجمعة - عند تشغيلها في غياب من الناس. من العامة.
في غرف الأطفال ومرضى الرئة ، يوصى باستخدام مشعات بمصابيح خالية من الأوزون. يُمنع استخدام الأشعة فوق البنفسجية الاصطناعية ، حتى وإن كانت غير مباشرة ، للأطفال المصابين بالسل النشط والتهاب الكلية والكلية والحمى والإرهاق الشديد.
يتطلب استخدام منشآت مبيدات الجراثيم فوق البنفسجية تنفيذًا صارمًا لتدابير السلامة التي تستبعد الآثار الضارة المحتملة للأشعة فوق البنفسجية القاتلة للجراثيم والأوزون وبخار الزئبق على البشر.

تدابير السلامة الأساسية وموانع استخدام الأشعة فوق البنفسجية العلاجية.

قبل استخدام الأشعة فوق البنفسجية من مصادر اصطناعية ، من الضروري زيارة الطبيب لاختيار وتحديد الحد الأدنى من جرعة الحمامي (MED) ، وهي معلمة فردية بحتة لكل شخص.
نظرًا لاختلاف الحساسية الفردية بشكل كبير ، يوصى بتقليص مدة الجلسة الأولى إلى النصف مقارنة بالوقت الموصى به من أجل التأكد من رد فعل جلد المستخدم. إذا تم العثور على أي رد فعل سلبي بعد الجلسة الأولى ، لا يوصى باستخدام المزيد من الأشعة فوق البنفسجية.
يجب ألا يتجاوز التعرض المنتظم لفترة طويلة (سنة أو أكثر) جلستين في الأسبوع ، ولا يمكن أن يكون هناك أكثر من 30 جلسة أو 30 جرعة حمامية كحد أدنى (MED) في السنة ، بغض النظر عن مدى صغر التعرض الفعال للحمامي. من المستحسن مقاطعة جلسات التشعيع المنتظمة في بعض الأحيان.
يجب إجراء التشعيع العلاجي مع الاستخدام الإجباري لنظارات واقية موثوقة للعيون.
يمكن أن تصبح جلد وعين أي شخص "هدفًا" للأشعة فوق البنفسجية. يُعتقد أن الأشخاص ذوي البشرة الفاتحة أكثر عرضة للتلف ، ومع ذلك ، لا يمكن للأشخاص ذوي البشرة الداكنة وذوي البشرة الداكنة الشعور بالأمان التام أيضًا.

حذرة للغاية مع التعرض الطبيعي والاصطناعي للأشعة فوق البنفسجية من الجسم كلهيجب أن تكون الفئات التالية من الأشخاص:

مرضى أمراض النساء (قد تزيد الأشعة فوق البنفسجية من الالتهاب).

وجود عدد كبير من الوحمات على الجسم ، أو مناطق تراكم الوحمات ، أو الوحمات الكبيرة

الأشخاص الذين عولجوا من سرطان الجلد في الماضي

العمل في الداخل خلال الأسبوع ثم أخذ حمامات الشمس في عطلات نهاية الأسبوع الطويلة

العيش أو الإجازة في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية

النمش أو الحروق

ألبينو ، والشقراوات ، وذوي الشعر الأشقر والأحمر

أن يكون من بين الأقارب المقربين من مرضى سرطان الجلد ، وخاصة الورم الميلانيني

العيش أو الإجازة في الجبال (كل 1000 متر فوق مستوى سطح البحر يضيف 4٪ - 5٪ من النشاط الشمسي)

لفترة طويلة ، لأسباب مختلفة ، في الهواء الطلق

بعد أن خضعت لعملية زرع عضو

الذين يعانون من بعض الأمراض المزمنة مثل الذئبة الحمامية الجهازية

تناول الأدوية التالية: مضادات الجراثيم (التتراسيكلين ، السلفوناميدات ، وبعض الأدوية الأخرى) العقاقير غير الستيرويدية المضادة للالتهابات ، مثل نابروكسين الفينوثيازيدات ، وتستخدم كمهدئات وأدوية مضادة للغثيان.

يعد التعرض غير المنضبط لفترات طويلة للأشعة فوق البنفسجية خطيرًا بشكل خاص على الأطفال والمراهقين ، حيث يمكن أن يتسبب في تطور سرطان الجلد في مرحلة البلوغ ، وهو سرطان الجلد الأكثر تقدمًا بسرعة.

الأشعة فوق البنفسجية

دفع اكتشاف الأشعة تحت الحمراء الفيزيائي الألماني يوهان فيلهلم ريتر إلى البدء في دراسة الطرف المقابل من الطيف المجاور لمنطقته البنفسجية. سرعان ما تم اكتشاف أن هناك إشعاعات ذات نشاط كيميائي قوي للغاية. يسمى الإشعاع الجديد بالأشعة فوق البنفسجية.

ما هي الأشعة فوق البنفسجية؟ وما هو تأثيرها على العمليات الأرضية والعمل على الكائنات الحية؟

الفرق بين الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء

الأشعة فوق البنفسجية ، مثل الأشعة تحت الحمراء ، هي موجة كهرومغناطيسية. هذه الإشعاعات هي التي تحد من طيف الضوء المرئي من الجانبين. كلا النوعين من الأشعة لا تدركهما أجهزة الرؤية. تعود الاختلافات في خصائصها إلى الاختلاف في الطول الموجي.

نطاق الأشعة فوق البنفسجية ، الواقع بين الأشعة المرئية والأشعة السينية ، واسع جدًا: من 10 إلى 380 ميكرومتر (ميكرومتر).

الخاصية الرئيسية للأشعة تحت الحمراء هي تأثيرها الحراري ، في حين أن أهم ميزة للأشعة فوق البنفسجية هي نشاطها الكيميائي. بفضل هذه الميزة ، يكون للأشعة فوق البنفسجية تأثير كبير على جسم الإنسان.

تأثير الأشعة فوق البنفسجية على الإنسان

التأثير البيولوجي الذي تمارسه الأطوال الموجية المختلفة للموجات فوق البنفسجية له اختلافات كبيرة. لذلك ، قسم علماء الأحياء نطاق الأشعة فوق البنفسجية بأكمله إلى 3 مجالات:

• أشعة UV-A ، وهي قريبة من الأشعة فوق البنفسجية ؛
• UV-B - متوسط ​​؛
• UV-C - بعيد.

الغلاف الجوي الذي يحيط بكوكبنا هو نوع من الدرع الذي يحمي الأرض من تيار قوي من الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس.

علاوة على ذلك ، يمتص الأوزون والأكسجين وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون الأشعة فوق البنفسجية بحوالي 90٪. لذلك ، يتم الوصول إلى سطح الأرض بشكل أساسي عن طريق الإشعاع الذي يحتوي على الأشعة فوق البنفسجية - أ وجزء صغير من الأشعة فوق البنفسجية - باء.

الأكثر عدوانية هو إشعاع الموجة القصيرة. يمكن أن يكون للتأثير البيولوجي للأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة عند ملامستها للأنسجة الحية تأثير مدمر إلى حد ما. لكن لحسن الحظ ، يحمينا درع الأوزون للكوكب من آثاره. ومع ذلك ، يجب ألا ننسى أن مصادر الأشعة في هذا النطاق المعين هي مصابيح الأشعة فوق البنفسجية وآلات اللحام.

التأثير البيولوجي للأشعة فوق البنفسجية طويلة الموجة هو في الأساس حمامي (تسبب احمرار الجلد) وعمل الدباغة. هذه الأشعة لطيفة جدًا على الجلد والأنسجة. على الرغم من وجود اعتماد فردي للجلد على التعرض للأشعة فوق البنفسجية.

أيضا ، عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية الشديدة ، يمكن أن تعاني العين.

يعلم الجميع تأثير الأشعة فوق البنفسجية على البشر. لكن بالنسبة للجزء الأكبر ، فهي سطحية. دعنا نحاول تغطية هذا الموضوع بمزيد من التفصيل.

كيف تؤثر الأشعة فوق البنفسجية على الجلد (الطفرات فوق البنفسجية)

تؤدي المجاعة الشمسية المزمنة إلى العديد من النتائج السلبية. تمامًا مثل الطرف الآخر - الرغبة في الحصول على "لون قوام شوكولاتة جميل" بسبب الإقامة الطويلة تحت أشعة الشمس الحارقة. كيف ولماذا تؤثر الأشعة فوق البنفسجية على الجلد؟ ما الذي يهدد التعرض غير المنضبط للشمس؟

بطبيعة الحال ، لا يؤدي احمرار الجلد دائمًا إلى تان الشوكولاتة. يحدث تغميق الجلد نتيجة إنتاج الجسم لصبغة تلوين - الميلانين ، كدليل على صراع أجسامنا مع التأثير الرضحي للأشعة فوق البنفسجية من الأشعة الشمسية. في الوقت نفسه ، إذا كان الاحمرار حالة مؤقتة للجلد ، فإن فقدان مرونته ، ونمو الخلايا الظهارية على شكل نمش وبقع تقدم العمر هو عيب تجميلي دائم. يمكن للأشعة فوق البنفسجية ، التي تخترق الجلد بعمق ، أن تسبب الطفرات فوق البنفسجية ، أي تلف خلايا الجلد على مستوى الجينات. وأخطر مضاعفاته هو الورم الميلانيني - وهو ورم جلدي. يمكن أن يكون ورم خبيث من الورم الميلانيني قاتلاً.

حماية الجلد من الأشعة فوق البنفسجية

هل توجد حماية من الأشعة فوق البنفسجية للبشرة؟ لحماية بشرتك من أشعة الشمس ، خاصة على الشاطئ ، يكفي اتباع بعض القواعد.

لحماية الجلد من الأشعة فوق البنفسجية ، من الضروري استخدام ملابس مختارة خصيصًا.

كيف تؤثر الأشعة فوق البنفسجية على العين (كهربة العين)

مظهر آخر من مظاهر التأثير السلبي للأشعة فوق البنفسجية على جسم الإنسان هو كهربة العين ، أي تلف هياكل العين تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية الشديدة.

العامل اللافت في هذه العملية هو نطاق الموجة المتوسطة للأمواج فوق البنفسجية.

يحدث هذا غالبًا في ظل الشروط التالية:

• أثناء مراقبة العمليات الشمسية بدون أجهزة خاصة ؛
• في طقس مشمس ومشرق في البحر ؛
• أثناء الإقامة في منطقة جبلية ثلجية ؛
• عندما غرف الكوارتز.

مع التهاب الملتحمة الكهربائي ، هناك حرق في القرنية. أعراض هذه الآفة هي:

• زيادة التمزق
• يقطع؛
• رهاب الضوء.
• احمرار؛
• وذمة في ظهارة القرنية والجفون.

لحسن الحظ ، عادة لا تتأثر الطبقات العميقة من القرنية ، وبعد التئام الظهارة ، يتم استعادة الرؤية.

الإسعافات الأولية لجراحة مقلة العين

يمكن أن تسبب الأعراض المذكورة أعلاه للشخص ليس فقط عدم الراحة ، ولكن أيضًا معاناة حقيقية. كيفية تقديم الإسعافات الأولية لجراحة العين؟

الخطوات التالية ستساعد:

• غسل العيون بالماء النظيف
• تقطير قطرات الترطيب.
• نظارة شمسيه.

كمادات أكياس الشاي الأسود المبللة والبطاطا النيئة المبشورة ممتازة لتخفيف الألم في العين.

إذا لم تنجح المساعدة ، فاستشر الطبيب. سيصف العلاج الذي يهدف إلى ترميم القرنية.

يمكن تجنب كل هذه المشاكل باستخدام النظارات الشمسية ذات العلامات الخاصة - الأشعة فوق البنفسجية 400 ، والتي ستحمي العينين تمامًا من جميع أنواع الموجات فوق البنفسجية.

استخدام الأشعة فوق البنفسجية في الطب

في الطب ، هناك مصطلح "التجويع فوق البنفسجي". تحدث هذه الحالة من الجسم عندما لا يكون هناك تعرض لأشعة الشمس على جسم الإنسان أو يتعرض لها بشكل غير كافٍ.

لتجنب الأمراض الناتجة ، يتم استخدام مصادر اصطناعية للأشعة فوق البنفسجية. يساعد استخدام جرعاتهم في التغلب على نقص فيتامين (د) في الجسم في فصل الشتاء وزيادة المناعة.

إلى جانب ذلك ، يستخدم العلاج بالأشعة فوق البنفسجية على نطاق واسع لعلاج أمراض المفاصل والأمراض الجلدية والحساسية.

تساعد الأشعة فوق البنفسجية أيضًا في:

• رفع الهيموجلوبين وخفض مستويات السكر.
• تحسين عمل الغدة الدرقية.
• استعادة عمل الجهاز التنفسي والغدد الصماء ؛
• يستخدم تأثير التطهير للأشعة فوق البنفسجية على نطاق واسع لتطهير الغرف والأدوات الجراحية ؛
• خصائصه المبيدة للجراثيم مفيدة جدًا في علاج المرضى الذين يعانون من جروح قيحية شديدة.

كما هو الحال مع أي تأثير خطير على جسم الإنسان ، من الضروري مراعاة ليس فقط الفوائد ، ولكن أيضًا الضرر المحتمل من الأشعة فوق البنفسجية.

موانع العلاج بالأشعة فوق البنفسجية هي الأمراض الالتهابية والأورام الحادة والنزيف والمراحل الثانية والثالثة من ارتفاع ضغط الدم والشكل النشط من مرض السل.

يحمل كل اكتشاف علمي مخاطر محتملة على البشرية وآفاق كبيرة لاستخدامه. إن معرفة عواقب التعرض للأشعة فوق البنفسجية على جسم الإنسان جعل من الممكن ليس فقط تقليل تأثيرها السلبي ، ولكن أيضًا تطبيق الأشعة فوق البنفسجية بشكل كامل في الطب ومجالات الحياة الأخرى.

من الصعب المبالغة في تقدير تأثير ضوء الشمس على الشخص - تحت تأثيره ، يتم إطلاق أهم العمليات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية في الجسم. ينقسم الطيف الشمسي إلى الأشعة تحت الحمراء والأجزاء المرئية ، بالإضافة إلى الجزء الأكثر نشاطًا بيولوجيًا فوق البنفسجي ، والذي له تأثير كبير على جميع الكائنات الحية على كوكبنا. الأشعة فوق البنفسجية هي جزء الموجة القصيرة من الطيف الشمسي غير المحسوس للعين البشرية ، وله طابع كهرومغناطيسي ونشاط كيميائي ضوئي.

نظرًا لخصائصها ، يتم استخدام الأشعة فوق البنفسجية بنجاح في مجالات مختلفة من حياة الإنسان. لقد تم استخدام الأشعة فوق البنفسجية على نطاق واسع في الطب ، لأنها قادرة على تغيير التركيب الكيميائي للخلايا والأنسجة ، ولها تأثير مختلف على البشر.

نطاق الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية

المصدر الرئيسي للأشعة فوق البنفسجية هي الشمس. إن حصة الأشعة فوق البنفسجية في التدفق الكلي لأشعة الشمس ليست ثابتة. يعتمد على:

• وقت اليوم؛
• الوقت من العام
• النشاط الشمسي
• خط العرض الجغرافي
• حالة الغلاف الجوي.

على الرغم من حقيقة أن الجرم السماوي بعيد عنا وأن نشاطه ليس هو نفسه دائمًا ، فإن كمية كافية من الأشعة فوق البنفسجية تصل إلى سطح الأرض. لكن هذا ليس سوى جزء صغير من الطول الموجي الطويل. يمتص الغلاف الجوي الموجات القصيرة على مسافة حوالي 50 كيلومترًا من سطح كوكبنا.

يتم تقسيم نطاق الأشعة فوق البنفسجية ، الذي يصل إلى سطح الأرض ، حسب الطول الموجي إلى:

• بعيدة (400-315 نانومتر) - الأشعة فوق البنفسجية - أ ؛
• متوسطة (315-280 نانومتر) - الأشعة فوق البنفسجية - باء ؛
• بالقرب من (280 - 100 نانومتر) - الأشعة فوق البنفسجية - ج.

يختلف تأثير كل نطاق للأشعة فوق البنفسجية على جسم الإنسان: فكلما كان الطول الموجي أقصر ، كلما تعمق اختراق الجلد. يحدد هذا القانون التأثير الإيجابي أو السلبي للأشعة فوق البنفسجية على جسم الإنسان.

تؤثر الأشعة فوق البنفسجية القريبة المدى بشكل سلبي على الصحة وتنطوي على مخاطر الإصابة بأمراض خطيرة.

يجب أن تنتشر أشعة UV-C في طبقة الأوزون ، ولكن بسبب سوء البيئة ، فإنها تصل إلى سطح الأرض. الأشعة فوق البنفسجية من النطاق A و B أقل خطورة ، مع الجرعات الصارمة ، والإشعاع من المدى البعيد والمتوسط ​​له تأثير مفيد على جسم الإنسان.

المصادر الاصطناعية للأشعة فوق البنفسجية

أهم مصادر الموجات فوق البنفسجية التي تؤثر على جسم الإنسان هي:

• المصابيح القاتلة للجراثيم - مصادر الموجات فوق البنفسجية - ج ، المستخدمة لتطهير المياه أو الهواء أو الأشياء البيئية الأخرى ؛
• قوس اللحام الصناعي - مصادر جميع موجات الطيف الشمسي ؛
• مصابيح الفلورسنت الحمامية - مصادر موجات الأشعة فوق البنفسجية من النطاق A و B ، وتستخدم للأغراض العلاجية وفي الاستلقاء تحت أشعة الشمس ؛
• المصابيح الصناعية هي مصادر قوية للموجات فوق البنفسجية المستخدمة في عمليات التصنيع لمعالجة الدهانات أو الأحبار أو معالجة البوليمرات.

خصائص أي مصباح للأشعة فوق البنفسجية هي قوة إشعاعها ، ونطاق طيف الموجة ، ونوع الزجاج ، وعمر الخدمة. من هذه المعلمات يعتمد على كيف سيكون المصباح مفيدًا أو ضارًا للإنسان.

قبل التشعيع بالأشعة فوق البنفسجية من مصادر صناعية لعلاج الأمراض أو الوقاية منها ، يجب استشارة أخصائي لاختيار الجرعة الحمامية اللازمة والكافية ، والتي تكون فردية لكل شخص ، مع مراعاة نوع بشرته ، وعمره ، والأمراض الموجودة.

يجب أن يكون مفهوما أن الأشعة فوق البنفسجية هي إشعاع كهرومغناطيسي ، ليس له تأثير إيجابي فقط على جسم الإنسان.

المصباح فوق البنفسجي المبيد للجراثيم المستخدم في الدباغة سوف يسبب ضررًا كبيرًا ، ولن يفيد الجسم. فقط المحترف المتمرس في جميع الفروق الدقيقة لهذه الأجهزة يجب أن يستخدم مصادر اصطناعية للأشعة فوق البنفسجية.

التأثير الإيجابي للأشعة فوق البنفسجية على جسم الإنسان

تستخدم الأشعة فوق البنفسجية على نطاق واسع في مجال الطب الحديث. وهذا ليس مفاجئًا لأن تنتج الأشعة فوق البنفسجية تأثيرات مسكنة ومهدئة ومضادة للكساح ومضادة للتشنج. تحت تأثيرهم يحدث:

• تكوين فيتامين د ، ضروري لامتصاص الكالسيوم ، وتنمية وتقوية أنسجة العظام ؛
• انخفاض استثارة النهايات العصبية.
• زيادة التمثيل الغذائي ، لأنه يتسبب في تنشيط الإنزيمات.
• توسع الأوعية الدموية وتحسين الدورة الدموية.
• تحفيز إنتاج الإندورفين - "هرمونات السعادة" ؛
• زيادة سرعة عمليات التجدد.

يتم التعبير عن التأثير المفيد للموجات فوق البنفسجية على جسم الإنسان أيضًا في تغيير تفاعله المناعي - قدرة الجسم على إظهار وظائف وقائية ضد مسببات الأمراض المختلفة. يحفز الإشعاع فوق البنفسجي بجرعات صارمة إنتاج الأجسام المضادة ، وبالتالي يزيد من مقاومة جسم الإنسان للعدوى.

يسبب التعرض للأشعة فوق البنفسجية على الجلد رد فعل - حمامي (احمرار). هناك توسع في الأوعية الدموية ، يعبر عنه احتقان وتورم. تدخل نواتج التسوس المتكونة في الجلد (الهيستامين وفيتامين د) إلى مجرى الدم ، مما يسبب تغيرات عامة في الجسم عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية.

تعتمد درجة تطور الحمامي على:

• قيم جرعة الأشعة فوق البنفسجية ؛
• مجموعة من الأشعة فوق البنفسجية.
• الحساسية الفردية.

مع الأشعة فوق البنفسجية المفرطة ، تكون المنطقة المصابة من الجلد مؤلمة للغاية ومتورمة ، ويحدث الحرق مع ظهور نفطة وتقارب إضافي للظهارة.

لكن حروق الجلد بعيدة كل البعد عن أخطر عواقب التعرض الطويل للأشعة فوق البنفسجية على الإنسان. يؤدي الاستخدام غير المعقول للأشعة فوق البنفسجية إلى تغيرات مرضية في الجسم.

التأثير السلبي للأشعة فوق البنفسجية على الإنسان

على الرغم من دوره المهم في الطب ، المخاطر الصحية للأشعة فوق البنفسجية تفوق الفوائد.. معظم الناس غير قادرين على التحكم بدقة في الجرعة العلاجية للأشعة فوق البنفسجية ويلجأون إلى طرق الوقاية في الوقت المناسب ، لذلك غالبًا ما تحدث الجرعة الزائدة ، مما يسبب الظواهر التالية:

• يظهر الصداع.
• ترتفع درجة حرارة الجسم
• التعب واللامبالاة.
• ضعف الذاكرة؛
• القلب;
• فقدان الشهية والغثيان.

يؤدي التسمير المفرط إلى إتلاف الجلد والعينين والجهاز المناعي (الدفاعي). الآثار المتصورة والمرئية للتعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية (حروق الجلد والأغشية المخاطية للعين والتهاب الجلد وردود الفعل التحسسية) تختفي في غضون أيام قليلة. تتراكم الأشعة فوق البنفسجية على مدى فترة زمنية طويلة وتسبب أمراضًا خطيرة للغاية.

تأثير الأشعة فوق البنفسجية على الجلد

السمرة الجميلة هي حلم كل شخص ، وخاصة الجنس اللطيف. ولكن يجب أن يكون مفهوماً أن خلايا الجلد تصبح أغمق تحت تأثير صبغة التلوين المنبعثة فيها - الميلانين من أجل الحماية من التعرض الإضافي للأشعة فوق البنفسجية. لهذا الدباغة هي رد فعل وقائي لبشرتنا لتلف خلاياها بواسطة الأشعة فوق البنفسجية. لكنه لا يحمي البشرة من التأثيرات الأكثر خطورة للأشعة فوق البنفسجية:

1. الحساسية للضوء - زيادة التعرض للأشعة فوق البنفسجية. حتى جرعة صغيرة منه تسبب حرقة شديدة وحكة وحروق شمس في الجلد. غالبًا ما يكون هذا بسبب استخدام الأدوية أو استخدام مستحضرات التجميل أو بعض الأطعمة.
2. التشيخ الضوئي. طيف الأشعة فوق البنفسجية تخترق الطبقات العميقة من الجلد ، فتتلف بنية النسيج الضام ، مما يؤدي إلى تدمير الكولاجين ، وفقدان المرونة ، والتجاعيد المبكرة.
3. سرطان الجلد - سرطان الجلد. يتطور المرض بعد التعرض المتكرر والمطول للشمس. تحت تأثير جرعة زائدة من الأشعة فوق البنفسجية ، تظهر التكوينات الخبيثة على الجلد أو تتحول الشامات القديمة إلى ورم سرطاني.
4. سرطان الخلايا القاعدية والحرشفية هو سرطان جلدي غير الميلانيني ليس قاتلاً ، ولكنه يتطلب الاستئصال الجراحي للمناطق المصابة. لقد لوحظ أن المرض يحدث في كثير من الأحيان لدى الأشخاص الذين يعملون تحت أشعة الشمس المفتوحة لفترة طويلة.

أي التهاب جلدي أو ظواهر حساسية للجلد تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية هي عوامل محفزة لتطور سرطان الجلد.

تأثير الموجات فوق البنفسجية على العيون

يمكن للأشعة فوق البنفسجية ، اعتمادًا على عمق الاختراق ، أن تؤثر سلبًا على حالة العين البشرية:

1. ضيق الملتحمة وكهرباء العين. يتم التعبير عنها في احمرار وتورم الغشاء المخاطي للعينين ، تمزق ، رهاب الضوء. يحدث عندما لا يتم مراعاة قواعد السلامة عند العمل مع معدات اللحام أو عند الأشخاص الذين يتعرضون لأشعة الشمس الساطعة في مكان مغطى بالثلج (العمى الثلجي).
2. نمو ملتحمة العين (الظفرة).
3. إعتام عدسة العين (غشاوة عدسة العين) هو مرض يحدث بدرجات متفاوتة في الغالبية العظمى من الناس في سن الشيخوخة. يرتبط تطوره بالتعرض للأشعة فوق البنفسجية على العين ، والتي تتراكم على مدى العمر.

يمكن أن تؤدي الأشعة فوق البنفسجية الزائدة إلى أشكال مختلفة من سرطان العين والجفن.

تأثير الأشعة فوق البنفسجية على جهاز المناعة

إذا كان استخدام جرعات من الأشعة فوق البنفسجية يساعد على زيادة دفاعات الجسم ، إذن التعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية يضعف جهاز المناعة. وقد تم إثبات ذلك في دراسات علمية قام بها علماء أمريكيون حول فيروس الهربس. تغير الأشعة فوق البنفسجية نشاط الخلايا المسؤولة عن المناعة في الجسم ، فلا يمكنها كبح تكاثر الفيروسات أو البكتيريا والخلايا السرطانية.

احتياطات أساسية للسلامة والحماية من التعرض للأشعة فوق البنفسجية

لتجنب الآثار السلبية للأشعة فوق البنفسجية على الجلد والعينين والصحة ، يحتاج كل شخص إلى الحماية من الأشعة فوق البنفسجية. عندما يُجبر على البقاء في الشمس لفترة طويلة أو في مكان عمل يتعرض لجرعات عالية من الأشعة فوق البنفسجية ، فمن الضروري معرفة ما إذا كان مؤشر الأشعة فوق البنفسجية طبيعيًا. في المؤسسات ، يتم استخدام جهاز يسمى مقياس الإشعاع لهذا الغرض.

عند حساب الرقم القياسي في محطات الأرصاد الجوية يراعى ما يلي:

• الطول الموجي لمدى الأشعة فوق البنفسجية ؛
• تركيز طبقة الأوزون.
• النشاط الشمسي ومؤشرات أخرى.

مؤشر الأشعة فوق البنفسجية هو مؤشر على الخطر المحتمل على جسم الإنسان نتيجة التعرض لجرعة من الأشعة فوق البنفسجية. يتم تقييم قيمة المؤشر على مقياس من 1 إلى 11+. لا يعتبر معيار مؤشر الأشعة فوق البنفسجية أكثر من وحدتين.

تزيد قيم المؤشر المرتفعة (6-11 +) من مخاطر الآثار الضارة على العين والجلد البشري ، لذلك يجب اتخاذ تدابير وقائية.

1. استخدم النظارات الشمسية (أقنعة خاصة للحاميين).
2. في الشمس المفتوحة ، يجب أن ترتدي قبعة بالتأكيد (ذات مؤشر مرتفع جدًا - قبعة عريضة الحواف).
3. ارتدِ ملابس تغطي ذراعيك وساقيك.
4. على مناطق مكشوفة من الجسم ضع واقٍ من الشمس مع عامل حماية من الشمس لا يقل عن 30.
5. تجنب التواجد في الهواء الطلق ، غير محمي من أشعة الشمس ، والمساحة من الظهر حتى الساعة 4 مساءً.

إن تطبيق قواعد السلامة البسيطة سيقلل من ضرر الأشعة فوق البنفسجية للإنسان وتجنب حدوث الأمراض المرتبطة بالآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية على جسمه.

من الذي لا يجب أن يتعرض للأشعة فوق البنفسجية؟

يجب أن تكون الفئات التالية من الأشخاص حذرة عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية:

• مع بشرة خفيفة وحساسة ومهق ؛
• الأطفال والمراهقون.
• أولئك الذين لديهم العديد من الوحمات أو الوحمات ؛
• الذين يعانون من أمراض جهازية أو أمراض النساء;
• أولئك الذين أصيبوا بسرطان الجلد بين الأقارب.
• تناول بعض الأدوية لفترة طويلة (استشارة الطبيب ضرورية).

يتم منع استخدام الأشعة فوق البنفسجية لمثل هؤلاء الأشخاص حتى في الجرعات الصغيرة ، يجب أن تكون درجة الحماية من أشعة الشمس القصوى.

لا يمكن وصف تأثير الأشعة فوق البنفسجية على جسم الإنسان وصحته بشكل قاطع بأنه إيجابي أو سلبي. يجب مراعاة العديد من العوامل عندما تؤثر على الشخص في ظروف بيئية مختلفة والإشعاع من مصادر مختلفة. الشيء الرئيسي الذي يجب تذكره هو القاعدة: يجب تقليل أي تعرض بشري للأشعة فوق البنفسجية إلى الحد الأدنى قبل التشاور مع أخصائيويتم تناول الجرعات بدقة حسب توصيات الطبيب بعد الفحص والفحص.

ضوء الأشعة فوق البنفسجيةهو نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يتسبب في توهج ملصقات الضوء الأسود ، وهو مسؤول عن الدباغة الصيفية وحروق الشمس. ومع ذلك ، فإن التعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية يضر الأنسجة الحية.

يأتي الإشعاع الكهرومغناطيسي من الشمس وينتقل في موجات أو جسيمات بأطوال موجية وترددات مختلفة. يُعرف هذا النطاق الواسع من الأطوال الموجية بالطيف الكهرومغناطيسي (EM). ينقسم الطيف عادة إلى سبع مناطق بترتيب تناقص الطول الموجي وزيادة الطاقة والتردد. التسميات الشائعة هي موجات الراديو ، الموجات الدقيقة ، الأشعة تحت الحمراء (IR) ، المرئية ، الأشعة فوق البنفسجية (UV) ، الأشعة السينية ، وأشعة جاما.

يقع الضوء فوق البنفسجي ضمن الطيف الكهرومغناطيسي بين الضوء المرئي والأشعة السينية. لها ترددات من حوالي 8 × 1014 إلى 3 × 1016 دورة في الثانية أو هيرتز (هرتز) وأطوال موجية من حوالي 380 نانومتر (1.5 × 10-5 بوصات) إلى حوالي 10 نانومتر (4 × 10-7 بوصات). وفقًا لـ "الأشعة فوق البنفسجية" بقلم دبليو. البحرية ، تنقسم الأشعة فوق البنفسجية عادة إلى ثلاث نطاقات فرعية:

• UVA أو بالقرب من UV (315-400nm)
• UVB أو الأشعة فوق البنفسجية المتوسطة (280-315 نانومتر)
• UVC ، أو الأشعة فوق البنفسجية البعيدة (180-280 نانومتر)

يحتوي الضوء فوق البنفسجي على طاقة كافية لكسر الروابط الكيميائية. بسبب طاقاتها العالية ، يمكن لفوتونات الأشعة فوق البنفسجية أن تسبب التأين ، وهي عملية تنفصل فيها عن الذرات. يؤثر الفراغ الناتج على الخواص الكيميائية للذرات ويؤدي إلى تكوين أو كسر روابط كيميائية لم تكن لتتحملها لولا ذلك. قد يكون هذا مفيدًا للمعالجة الكيميائية ، أو قد يؤدي إلى إتلاف المواد والأنسجة الحية. يمكن أن يكون هذا الضرر مفيدًا ، على سبيل المثال ، في تطهير الأسطح ، ولكنه قد يكون ضارًا أيضًا ، خاصةً للبشرة والعينين ، وهما الأكثر تضررًا من الأشعة فوق البنفسجية.

تم العثور على الكثير من الضوء الطبيعي مع الأشعة فوق البنفسجية من الشمس. ومع ذلك ، فإن حوالي 10 في المائة فقط من ضوء الشمس عبارة عن أشعة فوق بنفسجية ، ويدخل حوالي ثلثها فقط إلى الغلاف الجوي عندما تصل إلى الأرض. يصل 95٪ من ضوء الشمس إلى خط الاستواء و 5٪ فوق بنفسجي. لا تصل الأشعة فوق البنفسجية التي يمكن قياسها من الإشعاع الشمسي إلى سطح الأرض لأن الأوزون والأكسجين الجزيئي وبخار الماء في الغلاف الجوي العلوي تمتص تمامًا أقصر الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية. ومع ذلك ، فإن "الأشعة فوق البنفسجية واسعة النطاق هي الأقوى والأكثر ضررًا للكائنات الحية" ، وفقًا لتقرير NTP الثالث عشر حول المواد المسرطنة.

حروق الشمس هو رد فعل للتعرض لأشعة ضارة. في الأساس ، يرجع التسمير إلى آلية الدفاع الطبيعية للجسم ، والتي تتكون من صبغة تسمى الميلانين ، والتي تنتجها خلايا في الجلد تسمى الخلايا الصباغية. يمتص الميلانين الأشعة فوق البنفسجية وينثرها على شكل حرارة. عندما يشعر الجسم بأضرار أشعة الشمس ، فإنه يرسل مادة الميلانين إلى الخلايا المحيطة ويحاول حمايتها من المزيد من الضرر. يتسبب الصباغ في جعل الجلد أغمق.

قال أستاذ مساعد في طب الأمراض الجلدية في كلية الطب بجامعة تافتس في مقابلة عام 2013: "الميلانين هو واقي طبيعي من أشعة الشمس". ومع ذلك ، فإن التعرض المستمر للأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يطغى على دفاعات الجسم. عندما يحدث هذا يحدث تفاعل سام يؤدي إلى حروق الشمس. يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تدمر الحمض النووي في خلايا الجسم. يشعر الجسم بهذا الدمار ويغمر المنطقة بالدم للمساعدة في عملية الشفاء. كما يحدث التهاب مؤلم. عادة خلال فترة ما بعد الظهر ، بسبب التعرض المفرط للشمس ، يبدأ ظهور سرطان البحر الأحمر المميز لحروق الشمس في الظهور والشعور به.

في بعض الأحيان ، تتحول الخلايا ذات الحمض النووي المتحور بفعل أشعة الشمس إلى خلايا مشكلة لا تموت ولكنها تستمر في الانتشار مثل السرطان. قال تشوانغ: "يتسبب ضوء الأشعة فوق البنفسجية في أضرار عشوائية أثناء عملية إصلاح الحمض النووي ، بحيث تكتسب الخلايا القدرة على تجنب الموت".

والنتيجة هي سرطان الجلد ، وهو أكثر أنواع السرطان شيوعًا. الأشخاص الذين يصابون بحروق الشمس معرضون لخطر أكبر بشكل ملحوظ. وفقًا لمؤسسة سرطان الجلد ، فإن خطر الإصابة بنوع مميت من سرطان الجلد يسمى سرطان الجلد يتضاعف بالنسبة لأولئك الذين تعرضوا لخمسة حروق شمس أو أكثر.

تم تطوير عدد من المصادر الاصطناعية لإنتاج الضوء فوق البنفسجي. وفقًا لجمعية الفيزياء الصحية ، "تشمل المصادر من صنع الإنسان أكشاك الدباغة ، والأضواء السوداء ، ومصابيح الفلكنة ، ومصابيح مبيدات الجراثيم ، ومصابيح الزئبق ، ومصابيح الهالوجين ، ومصابيح التفريغ عالية الكثافة ، والمصابيح الفلورية والمتوهجة ، وبعض أنواع الليزر."

تتمثل إحدى الطرق الأكثر شيوعًا لإنتاج الضوء فوق البنفسجي في تمرير تيار كهربائي عبر الزئبق المتبخر أو بعض الغازات الأخرى. يستخدم هذا النوع من المصابيح بشكل شائع في مقصورات الدباغة ولتطهير الأسطح. تستخدم المصابيح أيضًا في المصابيح السوداء ، والتي تسبب الصبغات والأصباغ الفلورية. كما تتوفر الثنائيات الباعثة للضوء (LED) والليزر ومصابيح القوس كمصادر للأشعة فوق البنفسجية بأطوال موجية مختلفة للتطبيقات الصناعية والطبية والبحثية.

يمكن للعديد من المواد ، بما في ذلك المعادن والنباتات والفطريات والميكروبات ، وكذلك المواد الكيميائية العضوية وغير العضوية ، أن تمتص الأشعة فوق البنفسجية. يؤدي الامتصاص إلى ارتفاع الإلكترونات في المادة إلى مستوى طاقة أعلى. يمكن أن تعود هذه الإلكترونات بعد ذلك إلى مستوى طاقة أقل في سلسلة من الخطوات الأصغر ، وتطلق بعض طاقتها الممتصة كضوء مرئي - مضان. تصبح المواد المستخدمة كأصباغ في الطلاء أو الصبغة التي تظهر مثل هذا التألق أكثر إشراقًا تحت أشعة الشمس لأنها تمتص الضوء فوق البنفسجي غير المرئي وتعيد إرساله بأطوال موجية مرئية. لهذا السبب ، يتم استخدامها بشكل شائع للعلامات وسترات النجاة والتطبيقات الأخرى التي يكون فيها الرؤية العالية أمرًا مهمًا.

يمكن أيضًا استخدام الإسفار للكشف عن بعض المعادن والمواد العضوية والتعرف عليها. تسمح المجسات الفلورية للباحثين باكتشاف مكونات محددة من التجمعات الجزيئية الحيوية المعقدة ، مثل الخلايا الحية ، بحساسية وانتقائية رائعة.

في مصابيح الفلورسنت المستخدمة للإضاءة ، يتم إنتاج 254 نانومتر من الضوء فوق البنفسجي مع الضوء الأزرق ، والذي ينبعث عندما يمر تيار كهربائي عبر بخار الزئبق. هذا الإشعاع فوق البنفسجي غير مرئي ، لكنه يحتوي على طاقة أكثر من الضوء المرئي المنبعث. يتم امتصاص طاقة الضوء فوق البنفسجي بواسطة طلاء الفلورسنت داخل المصباح الفلوري وينبعث منها كضوء مرئي. الأنابيب المماثلة التي لا تحتوي على طلاء الفلورسنت نفسه تنبعث منها الأشعة فوق البنفسجية ، والتي يمكن استخدامها لتطهير الأسطح ، لأن التأثير المؤين للأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يقتل معظم البكتيريا.

بالإضافة إلى الشمس ، هناك العديد من المصادر السماوية للأشعة فوق البنفسجية. وفقًا لوكالة ناسا ، في الفضاء ، تسلط النجوم الشابة الكبيرة جدًا معظم ضوءها على أطوال موجات فوق بنفسجية. نظرًا لأن الغلاف الجوي للأرض يحجب معظم الضوء فوق البنفسجي ، خاصةً عند الأطوال الموجية الأقصر ، يتم إجراء الملاحظات باستخدام بالونات عالية الارتفاع والتلسكوبات المدارية المجهزة بأجهزة استشعار ومرشحات صور متخصصة للرصد في منطقة الأشعة فوق البنفسجية من الطيف الكهرومغناطيسي.

وفقًا لروبرت باترسون ، أستاذ علم الفلك في جامعة ميسوري ، تتم معظم الملاحظات باستخدام أجهزة مقترنة بالشحنات (CCDs) ، وهي كواشف مصممة لتكون حساسة للفوتونات ذات الطول الموجي القصير. يمكن أن تحدد هذه الملاحظات درجات حرارة سطح النجوم الأكثر سخونة وتكشف عن وجود سحب غازية وسيطة بين الأرض والكوازارات.

علاج السرطان بالأشعة فوق البنفسجية

في حين أن التعرض للأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يؤدي إلى سرطان الجلد ، يمكن علاج بعض الأمراض الجلدية بالأشعة فوق البنفسجية. في إجراء يسمى علاج سورالين فوق البنفسجي (PUVA) ، يتناول المرضى الأدوية أو يضعون المستحضر لجعل بشرتهم حساسة للضوء. ثم يضيء الضوء فوق البنفسجي على الجلد. يستخدم PUVA لعلاج سرطان الغدد الليمفاوية والأكزيما والصدفية والبهاق.

قد يبدو من غير المنطقي علاج سرطان الجلد بنفس السبب الذي تسبب فيه ، ولكن قد يكون PUVA مفيدًا بسبب تأثير الأشعة فوق البنفسجية على إنتاج خلايا الجلد. يؤدي هذا إلى إبطاء النمو ، والذي يلعب دورًا مهمًا في تطور المرض.

مفتاح أصل الحياة؟

تشير الأبحاث الحديثة إلى أن الضوء فوق البنفسجي ربما يكون قد لعب دورًا رئيسيًا في نشأة الحياة على الأرض ، وخاصة في أصل الحمض النووي الريبي. في مقال نُشر عام 2017 في مجلة الفيزياء الفلكية ، لاحظ مؤلفو الدراسة أن النجوم القزمة الحمراء لا يمكنها إصدار ما يكفي من الضوء فوق البنفسجي لبدء العمليات البيولوجية اللازمة لتكوين الحمض النووي الريبي الضروري لجميع أشكال الحياة على الأرض. تقترح الدراسة أيضًا أن هذا الاكتشاف يمكن أن يساعد في البحث عن الحياة في مكان آخر من الكون.