Препятствующие воздействию ультрафиолетовых лучей и. Как влияет ультрафиолетовое излучение на организм человека

Понятие об ультрафиолетовых лучах впервые встречается у индийского философа 13-го века в его труде. Атмосфера описанной им местности Bhootakasha содержала фиолетовые лучи, которые невозможно увидеть невооружённым глазом.

Вскоре после того, как было обнаружено инфракрасное излучение, немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер начал поиски излучения и в противоположном конце спектра, с длиной волны короче, чем у фиолетового цвета.В 1801 году он обнаружил, что хлорид серебра, разлагающийся под действием света, быстрее разлагается под действием невидимого излучения за пределами фиолетовой области спектра. Хлорид серебра белого цвета в течение нескольких минут темнеет на свету. Разные участки спектра по-разному влияют на скорость потемнения. Быстрее всего это происходит перед фиолетовой областью спектра. Тогда многие ученые, включая Риттера, пришли к соглашению, что свет состоит из трех отдельных компонентов: окислительного или теплового (инфракрасного) компонента, осветительного компонента (видимого света), и восстановительного (ультрафиолетового) компонента. В то время ультрафиолетовое излучение называли также актиническим излучением. Идеи о единстве трёх различных частей спектра были впервые озвучены лишь в 1842 году в трудах Александра Беккереля , Македонио Меллони и др.

Подтипы

Деградация полимеров и красителей

Сфера применения

Чёрный свет

Химический анализ

УФ - спектрометрия

УФ-спектрофотометрия основана на облучении вещества монохроматическим УФ-излучением, длина волны которого изменяется со временем. Вещество в разной степени поглощает УФ-излучение с разными длинами волн. График, по оси ординат которого отложено количество пропущенного или отраженного излучения, а по оси абсцисс - длина волны, образует спектр . Спектры уникальны для каждого вещества, на этом основывается идентификация отдельных веществ в смеси, а также их количественное измерение.

Анализ минералов

Многие минералы содержат вещества, которые при освещении ультрафиолетовым излучением начинают испускать видимый свет. Каждая примесь светится по-своему, что позволяет по характеру свечения определять состав данного минерала. А. А. Малахов в своей книге «Занимательно о геологии» (М., «Молодая гвардия», 1969. 240 с) рассказывает об этом так: «Необычное свечение минералов вызывают и катодный, и ультрафиолетовый, и рентгеновский лучи. В мире мёртвого камня загораются и светят наиболее ярко те минералы, которые, попав в зону ультрафиолетового света, рассказывают о мельчайших примесях урана или марганца, включённых в состав породы. Странным „неземным“ цветом вспыхивают и многие другие минералы, не содержащие никаких примесей. Целый день я провёл в лаборатории, где наблюдал люминесцентное свечение минералов. Обычный бесцветный кальцит расцвечивался чудесным образом под влиянием различных источников света. Катодные лучи делали кристалл рубиново-красным, в ультрафиолете он загорался малиново-красными тонами. Два минерала - флюорит и циркон - не различались в рентгеновских лучах. Оба были зелёными. Но стоило подключить катодный свет, как флюорит становился фиолетовым, а циркон - лимонно-жёлтым.» (с. 11).

Качественный хроматографический анализ

Хроматограммы, полученные методом ТСХ , нередко просматривают в ультрафиолетовом свете, что позволяет идентифицировать ряд органических веществ по цвету свечения и индексу удерживания.

Ловля насекомых

Ультрафиолетовое излучение нередко применяется при ловле насекомых на свет (нередко в сочетании с лампами, излучающими в видимой части спектра). Это связано с тем, что у большинства насекомых видимый диапазон смещён, по сравнению с человеческим зрением, в коротковолновую часть спектра: насекомые не видят того, что человек воспринимает как красный, но видят мягкий ультрафиолетовый свет.

Искусственный загар и «Горное солнце»

При определённых дозировках искусственный загар позволяет улучшить состояние и внешний вид кожи человека, способствует образованию витамина D . В настоящее время популярны фотарии, которые в быту часто называют соляриями .

Ультрафиолет в реставрации

Один из главных инструментов экспертов - ультрафиолетовое, рентгеновское и инфракрасное излучение. Ультрафиолетовые лучи позволяют определить старение лаковой пленки - более свежий лак в ультрафиолете выглядит темнее. В свете большой лабораторной ультрафиолетовой лампы более темными пятнами проступают отреставрированные участки и кустарно переписанные подписи. Рентгеновские лучи задерживаются наиболее тяжелыми элементами. В человеческом теле это костная ткань, а на картине - белила. Основой белил в большинстве случаев является свинец, в XIX веке стали применять цинк, а в XX-м - титан. Все это тяжелые металлы. В конечном счете, на пленке мы получаем изображение белильного подмалевка. Подмалевок - это индивидуальный «почерк» художника, элемент его собственной уникальной техники. Для анализа подмалевка используются базы рентгенограмм картин великих мастеров. Также эти снимки применяются для распознания подлинности картины.

Примечания

ISO 21348 Process for Determining Solar Irradiances . Архивировано из первоисточника 23 июня 2012.
Бобух, Евгений О зрении животных . Архивировано из первоисточника 7 ноября 2012. Проверено 6 ноября 2012.
Советская энциклопедия
В. К. Попов // УФН . - 1985. - Т. 147. - С. 587-604.
А. К. Шуаибов, В. С. Шевера Ультрафиолетовый азотный лазер на 337,1 нм в режиме частых повторений // Украинский физический журнал . - 1977. - Т. 22. - № 1. - С. 157-158.
А. Г. Молчанов Лазеры в вакуумной ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра // УФН . - 1972. - Т. 106. - С. 165-173.
В. В. Фадеев Ультрафиолетовые лазеры на органических сцинтилляторах // УФН . - 1970. - Т. 101. - С. 79-80.
Ультрафиолетовый лазер // Научная сеть nature.web.ru
Laser Twinkles in Rare Color (рус.) , Science Daily (Dec. 21, 2010). Проверено 22 декабря 2010.
Р. В. Лапшин, А. П. Алехин, А. Г. Кириленко, С. Л. Одинцов, В. А. Кротков (2010). «Сглаживание наношероховатостей поверхности полиметилметакрилата вакуумным ультрафиолетом » (PDF). Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования (МАИК) (1): 5-16. ISSN 0207-3528 . .
ГОСТ Р 53491.1-2009 Бассейны. Подготовка воды. Часть 1. Общие требования (DIN 19643-1:1997)
Clean water at no cost, the SODIS way . // hindu.com. Архивировано из первоисточника 23 июня 2012. Проверено 17 июня 2012.

Ультрафиолетовое излучение представляет собой электромагнитные волны длиной от 180 до 400 нм. Этот физический фактор оказывает на организм человека множество положительных эффектов и успешно применяется для лечения целого ряда заболеваний. О том, что же это за эффекты, о показаниях и противопоказаниях к применению ультрафиолетового излучения, а также об используемых приборах и методиках проведения процедур мы и поговорим в данной статье.

Ультрафиолетовые лучи проникают в кожу на глубину до 1 мм и вызывают в ней множество биохимических изменений. Различают длинноволновое (область А – длина волны составляет от 320 до 400 нм), средневолновое (область В – длина волны равна 275-320 нм) и коротковолновое (область С – длина волны находится в пределах от 180 до 275 нм) ультрафиолетовое излучение. Стоит отметить, что разные виды излучения (А, В или С) воздействуют на организм по-разному, поэтому и рассматривать их следует по отдельности.

Длинноволновое излучение

Одним из основных эффектов излучения данного вида является пигментирующий: попадая на кожу, лучи стимулируют возникновение определенных химических реакций, в результате которых образуется пигмент меланин. Гранулы этого вещества выделяются в клетки кожи и обуславливают ее загар. Максимальное количество меланина в коже определяется через 48-72 часа с момента облучения.

Вторым важным эффектом данного метода физиолечения является иммуностимулирующий: продукты фотодеструкции связываются с белками кожи и индуцируют цепь биохимических превращений в клетках. Результатом этого становится формирование через 1-2 суток иммунного ответа, то есть повышается местный иммунитет и неспецифическая сопротивляемость организма к множеству неблагоприятных факторов внешней среды.

Третий эффект ультрафиолетового облучения – фотосенсибилизирующий. Ряд веществ обладают способностью повышать чувствительность кожи больных к воздействию данного вида излучения и стимулировать образование меланина. То есть прием такого препарата и последующее ультрафиолетовое облучение приведут к отечности кожи и покраснению ее (возникновению эритемы) у лиц, страдающих дерматологическими заболеваниями. Результатом курса такого лечения станет нормализация пигментации и структуры кожи. Этот метод лечения получил название «фотохимиотерапия».

Из негативных эффектов избыточного длинноволнового ультрафиолетового облучения важно упомянуть угнетение противоопухолевых реакций, то есть повышение вероятности развития опухолевого процесса, в частности, меланомы – рака кожи.

Показания и противопоказания

Показаниями к лечению ультрафиолетовым длинноволновым излучением являются:

хронические воспалительные процессы в области органов дыхания;
заболевания костно-суставного аппарата воспалительной природы;
отморожения;
ожоги;
болезни кожи – псориаз, грибовидный микоз, витилиго, себорея и другие;
раны, плохо поддающиеся лечению;
трофические язвы.

При некоторых заболеваниях применение этого метода физиолечения не рекомендуется. Противопоказаниями являются:

острые воспалительные процессы в организме;
тяжелая хроническая почечная и печеночная недостаточность;
индивидуальная гиперчувствительность к ультрафиолету.

Приборы

Источники УФ-лучей делят на интегральные и селективные. Интегральные излучают УФ-лучи всех трех спектров, а селективные – только область А или области В+С. Как правило, в медицине используют селективное излучение, которое получают при помощи лампы ЛУФ-153 в облучателях УУД-1 и 1А, ОУГ-1 (для головы), ОУК-1 (для конечностей), ЭГД-5, ЭОД-10, PUVA, Psorymox и другие. Также длинноволновое УФ-излучение применяют в соляриях, предназначенных для получения равномерного загара.

Этот вид излучения может воздействовать сразу на все тело или же какую-либо его часть.

Если пациенту предстоит общее облучение, ему следует раздеться и 5-10 минут спокойно посидеть. На кожу не должны быть нанесены кремы или мази. Воздействию подвергают сразу все тело или же его части по очереди – это зависит от вида установки.

Пациент находится на расстоянии минимум 12-15 см от аппарата, а глаза его защищены специальными очками. Продолжительность облучения напрямую зависит от типа пигментации кожи – существует таблица со схемами облучения в зависимости от этого показателя. Минимальное время воздействия составляет 15 минут, а максимальное – полчаса.

Средневолновое ультрафиолетовое излучение

Этот вид УФ-излучения оказывает на организм человека следующие эффекты:

иммуномодулирующий (в субэритемных дозах);
витаминообразующий (способствует образованию в организме витамина D 3 , улучшает усвояемость витамина С, оптимизирует синтез витамина А, стимулирует обмен веществ);
обезболивающий;
противовоспалительный;
десенсибилизирующий (понижается чувствительность организма к продуктам фотодеструкции белков – в эритемных дозах);
трофостимулирующий (стимулирует ряд биохимических процессов в клетках, в результате чего возрастает количество функционирующих капилляров и артериол, улучшается кровоток в тканях – формируется эритема).

Показания и противопоказания

Показаниями к применению средневолнового ультрафиолетового излучения являются:

воспалительные заболевания органов дыхания;
посттравматические изменения опорно-двигательного аппарата;
воспалительные заболевания костей и суставов (артриты, артрозы);
вертеброгенные радикулопатии, невралгии, миозиты, плекситы;
солнечное голодание;
заболевания обмена веществ;
рожистое воспаление.

Противопоказаниями являются:

индивидуальная гиперчувствительность к УФ-лучам;
гиперфункция щитовидной железы;
хроническая почечная недостаточность;
системные заболевания соединительной ткани;
малярия.

Приборы

Источники излучения данного вида, как и предыдущего, делят на интегральные и селективные.

Интегральными источниками являются лампы типа ДРТ различной мощности, которые устанавливают в облучатели ОКН-11М (кварцевый настольный), ОРК-21М (ртутно-кварцевый), УГН-1 (для групповых облучений носоглотки), ОУН 250 (настольный). Другой вид ламп – ДРК-120 предназначен для полостных облучателей ОУП-1 и ОУП-2.

Селективным источником является люминесцентная лампа ЛЗ 153 для облучателей ОУШ-1 (на штативе), ОУН-2 (настольный). Эритемные лампы ЛЭ-15 и ЛЭ-30, изготовленные из стекла, которое пропускает УФ-лучи, также используют в настенных, подвесных и передвижных облучателях.

Дозируют ультрафиолетовое облучение, как правило, биологическим методом, который основан на способности УФ-лучей вызывать покраснение кожи после ее облучения – эритему. Единица измерения – 1 биодоза (минимальное время облучения ультрафиолетом кожи пациента на каком-либо участке его тела, обусловливающее появление в течение суток наименее интенсивной эритемы). Биодозиметр Горбачева имеет вид металлической пластины, на которой расположены 6 прямоугольных отверстий, закрывающихся заслонкой. Прибор фиксируют на теле пациента, направляют на него УФ-излучение и через каждые 10 секунд открывают поочередно 1 окно пластины. Выходит, что кожа под первым отверстием подвергается излучению в течение 1 минуты, а под последним – лишь 10 с. Через 12-24 часа возникает пороговая эритема, определяющая биодозу – время воздействия УФ-излучения на кожу под этим отверстием.

Различают следующие виды доз:

субэритемные (0.5 биодозы);
малые эритемные (1-2 биодозы);
средние (3-4 биодозы);
высокие (5-8 биодоз);
гиперэритемные (более 8 биодоз).

Методика проведения процедуры

Различают 2 методики – местную и общую.

Местное воздействие осуществляют на участке кожи, площадь которого не превышает 600 см 2 . Применяют, как правило, эритемные дозы излучения.

Процедуру проводят 1 раз в 2-3 дня, с каждым разом повышая дозу на 1/4-1/2 от предыдущей. Один участок может подвергаться воздействию не более 3-4 раз. Повторный курс лечения рекомендуют больному через 1 месяц.

При общем воздействии пациент находится в положении лежа; поверхности его тела облучают поочередно. Существует 3 схемы лечения – основная, ускоренная и замедленная, согласно которым в зависимости от номера процедуры определяют биодозу. Курс лечения составляет до 25 облучений и может быть повторен через 2-3 месяца.

Электроофтальмия

Этим термином называют негативное воздействие излучения средневолнового спектра на орган зрения, заключающееся в повреждении его структур. Такой эффект может возникнуть во время наблюдения за солнцем без использования защитных приспособлений, во время пребывания в заснеженном районе или при очень яркой, солнечной погоде на море, а также во время кварцевания помещений.

Суть электроофтальмии заключается в ожоге роговицы, который проявляется выраженным слезотечением, покраснением и режущими болями в глазах, светобоязнью и отеком роговицы.

К счастью, в подавляющем большинстве случаев это состояние кратковременно – как только эпителий глаза заживет, его функции восстановятся.

Чтобы облегчить свое состояние или состояние окружающих людей при электроофтальмии, следует:

промыть глаза чистой, желательно проточной водой;
закапать в них увлажняющие капли (препараты типа искусственной слезы);
надеть защитные очки;
если больной предъявляет жалобы на рези в глазах, можно облегчить его страдания при помощи компрессов из тертого сырого картофеля или пакетиков черного чая;
если вышеуказанные меры не дали желаемого эффекта, следует обратиться за помощью к специалисту.

Коротковолновое излучение

Оказывает на организм человека следующие эффекты:

бактерицидный и фунгицидный (стимулирует ряд реакций, в результате которых разрушается структура бактерий и грибов);
детоксикационный (под воздействием УФ-излучения в крови появляются вещества, которые нейтрализуют токсины);
метаболический (во время процедуры улучшается микроциркуляция, в результате чего органы и ткани получают больше кислорода);
корригирующие свертывающую способность крови (при УФ-облучении крови изменяется способность эритроцитов и тромбоцитов к формированию тромбов, нормализуются процессы свертывания).

Показания и противопоказания

Применение коротковолнового ультрафиолетового излучения эффективно при следующих заболеваниях:

заболевания кожи (псориаз, нейродермит);
рожистое воспаление;
риниты, тонзиллиты;
отиты;
раны;
туберкулез кожи;
абсцессы, фурункулы, карбункулы;
остеомиелит;
ревматическое поражение клапанов сердца;
эссенциальная гипертензия І-ІІ;
острые и хронические заболевания органов дыхания;
болезни органов пищеварения (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, гастрит с повышенной кислотностью);
сахарный диабет;
длительно незаживающие язвы;
хронический пиелонефрит;
острый аднексит.

Противопоказанием к данному виду лечения является индивидуальная гиперчувствительность к УФ-лучам. Облучение крови противопоказано при следующих заболеваниях:

болезни психической сферы;
хроническая почечная и печеночная недостаточность;
порфирия;
тромбоцитопения;
каллезная язва желудка и двенадцатиперстной кишки;
снижение свертывающей способности крови;
инсульты;
инфаркт миокарда.

Приборы

Интегральные источники излучения – лампа ДРК-120 для полостных облучателей ОУП-1 и ОУП-2, лампа ДРТ-4 для облучателя носоглотки.

Селективными источниками являются бактерицидные лампы ДБ различной мощности – от 15 до 60 Вт. Устанавливают их в облучателях типов ОБН, ОБШ, ОБП.

С целью проведения аутотрансфузий ультрафиолетом облученной крови используют аппарат МД-73М «Изольда». Источником излучения в нем является лампа ЛБ-8. Имеется возможность регулирования дозы и площади облучения.

Методика проведения процедуры

На пораженные участки кожи и слизистых воздействуют по схемам общего УФ-облучения.

При заболеваниях слизистой носа пациент находится в положении сидя на стуле, слегка запрокинув голову. Излучатель вводят на небольшую глубину поочередно в обе ноздри.

Облучая миндалины, используют специальное зеркало. Отражаясь от него, лучи направляются на левую и правую миндалины. Язык больного высунут, он удерживает его марлевой салфеткой.

Дозируют воздействия путем определения биодозы. При острых состояниях начинают с 1 биодозы, постепенно увеличивая ее до 3. Повторить курс лечения можно через 1 месяц.

Кровь облучают в течение 10-15 минут на протяжении 7-9 процедур с возможным повтором курса через 3-6 месяцев.

Ультрафиолетовое излучение — вид электромагнитного излучения. Главным источником ультрафиолета являются солнечные лучи, а также искусственные источники УФ-излучения, например в соляриях.

УФ-излучение является источником радиации – менее сильным, чем, например, рентгеновские лучи, но более сильным чем радиоволны. Это свойство придает УФ лучам способность забирать электрон из атома или молекулы, т. е. ионизировать (поэтому радиацию называют ионизирующей). Ионизирующая радиация способна , что может вызывать рак. Так как УФ лучи имеют недостаточно энергии, чтобы проникать глубоко, их главный эффект сосредотачивается на коже.

Виды УФ-лучей

Учёные выделяют три типа УФ лучей в зависимости от длины волны:

UVA лучи – самые «слабые» из УФ лучей. Они способны вызвать старение клеток кожи и повреждать ДНК опосредованно. Считается, что этот вид УФ излучения главным образом связан с длительным повреждающим действием на кожу, например, с возникновением морщин, но существует мнение, что они способны играть роль в возникновении .

UVB лучи обладают немного большей энергией, чем лучи типа А. Они способны повреждать ДНК клеток своим воздействием, и это тот тип лучей, который вызывает солнечные ожоги. Также считается, что этот вид излучения вызывает большинство видов рака кожи.

Солнечные лучи являются одним из главных источников Уф излучения. До 95% излучения составляют УФ лучи типа А (UVA), а 5% — типа В (UVB). От чего же зависит сила воздействия солнечной радиации на человека?

— От времени дня – УФ излучение сильнее всего в промежутке между 10 и 16 часами.

— От сезона – УФ излучение сильнее весной и летом.

— Высота (чем местность выше над уровнем моря, тем сильнее воздействие).

— Облачность – считается, что некоторые виды облаков способны задерживать УФ лучи. Важно помнить, что даже в облачный день ультрафиолет воздействует на кожу!

— Отражающая способность поверхностей – сила воздействия увеличивается при отражении лучей от воды, песка, снега.

Сила воздействия зависит от силы излучения, длительности воздействия и методов защиты кожи.

Какие виды рака кожи способно вызвать ультрафиолетовое облучение?

— Применение солнцезащитных косметических средств получило большую популярность в последние годы, однако многие используют их неправильно — исключительно во время загара. Врачи рекомендуют постоянное применение средств с SPF не менее 30, причём их советуют наносить на все открытые участки тела даже в пасмурную погоду.

— Также для защиты глаз и чувствительной кожи вокруг них желательно носить солнечные очки, которые обеспечивают защиту от УФ-излучения (поглощение лучей с длиной волны до 400 нм).

Ультрафиолет поражает именно живые клетки, не оказывая воздействие на химический состав воды и воздуха, что исключительно выгодно отличает его от всех химических способов дезинфекции и обеззараживания воды.

Достижения последних лет в светотехнике и электротехнике позволяют обеспечить высокую степень надежности обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами.

Что это за излучение

Ультрафиолетовое излучение, ультрафиолетовые лучи, УФ-излучение, не видимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучениями в пределах длин волн 400-10 нм. Вся область УФ-излучения условно делится на ближнюю (400-200 нм) и далёкую, или вакуумную (200-10 нм); последнее название обусловлено тем, что УФ-излучение этого участка сильно поглощается воздухом и его исследование производят с помощью вакуумных спектральных приборов.

Естественные источники УФ-излучения - Солнце, звёзды, туманности и др. космические объекты. Однако лишь длинноволновая часть УФ-излучения - 290 нм достигает земной поверхности. Более коротковолновое УФ-излучение поглощается озоном, кислородом и др. компонентами атмосферы на высоте 30-200 км от поверхности Земли, что играет большую роль в атмосферных процессах.

Искусственные источники УФ-излучения. Для различных применений УФ-излучения промышленность выпускает ртутные, водородные, ксеноновые и др. газоразрядные лампы, окна которых (либо целиком колбы) изготовляют из прозрачных для УФ-излучения материалов (чаще из кварца). Любая высокотемпературная плазма (плазма электрических искр и дуг, плазма, образующаяся при фокусировке мощного лазерного излучения в газах или на поверхности твёрдых тел, и т.д.) является мощным источником УФ-излучения.

Несмотря на то, что ультрафиолет нам дан самой природой, он небезопасен

Ультрафиолет бывает трех типов: «А»; «B»; «С». Озоновый слой предотвращает попадание на поверхность земли Ультрафиолета «С». Свет в спектре ультрафиолета «А» имеет длину волн от 320 до 400 нм, свет в спектре ультрафиолет «В» имеет длину волн от 290 до 320 нм. УФ-излучение обладает энергией, достаточной для воздействия на химические связи, в том числе и в живых клетках.

Энергия ультрафиолетовой компоненты солнечного света вызывает повреждения микроорганизмов на клеточном и генетическом уровнях, тот же самый ущерб наносится людям, но он ограничен кожей и глазами. Солнечные ожоги вызываются воздействием ультрафиолета «В». Ультрафиолет «А» проникает гораздо глубже, чем ультрафиолет «В» и способствует преждевременному старению кожи. Кроме того, воздействие ультрафиолета «А» и «В» приводит к раку кожи.

Из истории ультрафиолетовых лучей

Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей было обнаружено около 100 лет назад. Первые лабораторные испытания УФИ в 1920х годах были настолько многообещающими, что полное уничтожение воздушно-капельных инфекций казалось возможным в самое ближайшее время. УФИ стало активно применяться с 1930х годов и в 1936 г. было впервые использовано для стерилизации воздуха в хирургической операционной комнате. В 1937 г. первое применение УФИ в вентиляционной системе одной из американских школ впечатляюще снизило уровень заболеваемости учащихся корью и другими инфекциями. Тогда казалось, что найдено замечательное средство для борьбы с воздушно-капельными инфекциями. Однако, дальнейшее изучение УФИ и опасных побочных действий серьезно сузило возможности его использования в присутствии людей.

Сила проникновения ультрафиолетовых лучей невелика и распространяются они только по прямой, т.е. в любом рабочем помещении образуется множество затенённых зон, которые не подвержены бактерицидной обработке. По мере удаления от источника ультрафиолетого излучения биоцидность его действия резко снижается. Действие лучей ограничивается поверхностью облучаемого предмета, и его чистота имеет большое значение.

Бактерицидное действие ультрафиолета

Обеззараживающий эффект УФ излучения, в основном, обусловлен фотохимическими реакциями, в результате которых происходят необратимые повреждения ДНК. Помимо ДНК ультрафиолет действует и на другие структуры клеток, в частности, на РНК и клеточные мембраны. Ультрафиолет как высокоточное оружие поражает именно живые клетки, не оказывая воздействие на химический состав среды, что имеет место для химических дезинфектантов. Последнее свойство исключительно выгодно отличает его от всех химических способов дезинфекции.

Применение ультрафиолета

Ультрафиолет используется в настоящее время в различных областях: медицинских учреждениях (больницы, поликлиники, госпитали); пищевой промышленности (продукты, напитки); фармацевтической промышленности; ветеринарии; для обеззараживания питьевой, оборотной и сточной воды.

Современные достижения свето- и электротехники обеспечили условия для создания крупных комплексов УФ-обеззараживания. Широкое внедрение УФ-технологии в муниципальные и промышленные системы водоснабжения позволяют обеспечить эффективное обеззараживание (дезинфекцию) как питьевой воды перед подачей в сети горводопровода, так и сточных вод перед их выпуском в водоемы. Это позволяет исключить применение токсичного хлора, существенно повысить надежность и безопасность систем водоснабжения и канализации в целом.

Обеззараживание воды ультрафиолетом

Одной из актуальных задач при обеззараживании питьевой воды, а также промышленных и бытовых стоков после их осветления (биоочистки) является применение технологии, не использующей химические реагенты, т. е. технологии, не приводящей к образованию в процессе обеззараживания токсичных соединений (как в случае применения соединений хлора и озонирования) при одновременном полном уничтожении патогенной микрофлоры.

Различают три участка спектра ультрафиолетового излучения, имеющего различное биологическое воздействие. Слабое биологическое воздействие имеет ультрафиолетовое излучение с длиной волны 390-315 нм. Противорахитичным действием обладают УФ-лучи в диапазоне 315-280 нм, а ультрафиолетовое излучение с длиной волны 280-200 нм обладает способностью убивать микроорганизмы.

Ультрафиолетовые лучи длиной волн 220-280 им действуют на бактерии губительно, причем максимум бактерицидного действия соответствует длине волн 264 нм. Данное обстоятельство используется в бактерицидных установках, предназначенных для обеззараживания в основном подземных вод. Источником ультрафиолетовых лучей является ртутно-аргонная или ртутно-кварцевая лампа, устанавливаемая в кварцевом чехле в центре металлического корпуса. Чехол защищает лампу от контакта с водой, но свободно пропускает ультрафиолетовые лучи. Обеззараживание происходит во время протекания воды в пространстве между корпусом и чехлом при непосредственном воздействии ультрафиолетовых лучей на микробы.

Оценка бактерицидного действия производится в единицах, называемых бактами (б). Для обеспечения бактерицидного эффекта ультрафиолетового облучения достаточно примерно 50 мкб мин/см2. УФ-облучение наиболее перспективный метод обеззараживания воды с высокой эффективностью по отношению к патогенным микроорганизмам, не приводящий к образованию вредных побочных продуктов, чем иногда грешит озонирование.

УФ-облучение идеально для обеззараживания артезианских вод

Точка зрения, что подземные воды считаются свободными от микробных загрязнений в результате фильтрации воды через почву, не совсем верна. Исследования показали, что подземные воды свободны от крупных микроорганизмов, таких как протоза или гельминты, но более мелкие микроорганизмы, например, вирусы, могут проникать сквозь почву в подземные источники воды. Даже если бактерии не обнаружены в воде, оборудование для обеззараживания должно служить барьером от сезонных или аварийных заражений.

УФ-облучение должно применяться для обеспечения обеззараживания воды до нормативного качества по микробиологическим показателям, при этом необходимые дозы выбираются на основании требуемого снижения концентрации патогенных и индикаторных микроорганизмов.

УФ-облучение не образует побочных продуктов реакции, его доза может быть увеличена до значений, обеспечивающих эпидемиологическую безопасность, как по бактериям, так и по вирусам. Известно, что УФ-излучение действует на вирусы намного эффективнее, чем хлор, поэтому применение ультрафиолета при подготовке питьевой воды позволяет, в частности, во многом решить проблему удаления вирусов гепатита А, которая не всегда решается при традиционной технологии хлорирования.

Использование УФ-облучения в качестве обеззараживания рекомендуется для воды, уже прошедшей очистку по цветности, мутности и содержанию железа. Эффект обеззараживания воды контролируют, определяя общее число бактерий в 1 см3 воды и количество индикаторных бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды после ее обеззараживания.

На сегодняшний день широкое распространение получили УФ-лампы проточного типа. Основным элементом данной установки является блок облучателей состоящий из ламп УФ-спектра в количестве, определяемом необходимой производительностью по обработанной воде. Внутри лампа имеет полость для протока. Контакт с УФ-лучами происходит через специальные окошечки внутри лампы. Корпус установки выполнен из металла, защищающего от проникновения лучей в окружающую среду.

Вода, подающаяся на установку должна соответствовать следующим требованиям:

общее содержание железа – не более 0,3 мг/л, марганца – 0,1 мг/л;

содержание сероводорода – не более 0,05 мг/л;

мутность – не более 2 мг/л по каолину;

цветность – не более 35 град.

Метод ультрафиолетового обеззараживания имеет следующие преимущества по отношению к окислительным обеззараживающим методам (хлорирование, озонирование):

УФ облучение летально для большинства водных бактерий, вирусов, спор и протозоа. Оно уничтожает возбудителей таких инфекционных болезней, как тиф, холера, дизентерия, вирусный гепатит, полиомиелит и др. Применение ультрафиолета позволяет добиться более эффективного обеззараживания, чем хлорирование, особенно в отношении вирусов;

обеззараживание ультрафиолетом происходит за счет фотохимических реакций внутри микроорганизмов, поэтому на его эффективность изменение характеристик воды оказывает намного меньшее влияние, чем при обеззараживании химическими реагентами. В частности, на воздействие ультрафиолетового излучения на микроорганизмы не влияют рН и температура воды;

в обработанной ультрафиолетовым излучением воде не обнаруживаются токсичные и мутагенные соединения, оказывающие негативное влияние на биоценоз водоемов;

в отличие от окислительных технологий в случае передозировки отсутствуют отрицательные эффекты. Это позволяет значительно упростить контроль за процессом обеззараживания и не проводить анализы на определение содержания в воде остаточной концентрации дезинфектанта;

время обеззараживания при УФ облучении составляет 1-10 секунд в проточном режиме, поэтому отсутствует необходимость в создании контактных емкостей;

достижения последних лет в светотехнике и электротехнике позволяют обеспечить высокую степень надежности УФ комплексов. Современные УФ лампы и пускорегулирующая аппаратура к ним выпускаются серийно, имеют высокий эксплуатационный ресурс;

для обеззараживания ультрафиолетовым излучением характерны более низкие, чем при хлорировании и, тем более, озонировании эксплуатационные расходы. Это связано со сравнительно небольшими затратами электроэнергии (в 3-5 раз меньшими, чем при озонировании); отсутствием потребности в дорогостоящих реагентах: жидком хлоре, гипохлорите натрия или кальция, а также отсутствием необходимости в реагентах для дехлорирования;

отсутствует необходимость создания складов токсичных хлорсодержащих реагентов, требующих соблюдения специальных мер технической и экологической безопасности, что повышает надежность систем водоснабжения и канализации в целом;

ультрафиолетовое оборудование компактно, требует минимальных площадей, его внедрение возможно в действующие технологические процессы очистных сооружений без их остановки, с минимальными объемами строительно-монтажных работ.

Вода, солнечные лучи и кислород, содержащийся в земной атмосфере – вот основные условия возникновения и факторы, обеспечивающие продолжение жизни на нашей планете. При этом уже давно доказано, что спектр и интенсивность солнечной радиации в космическом вакууме неизменны, а на Земле воздействие ультрафиолетового излучения зависит от очень многих причин: времени года, географического местоположения, высоты над уровнем моря, толщины озонового слоя, облачности и уровня концентрации естественных и промышленных примесей в воздухе.

Что такое ультрафиолетовые лучи

Солнце излучает лучи в видимых и невидимых для человеческого глаза диапазонах. К невидимому спектру относятся инфракрасные и ультрафиолетовые лучи.

Инфракрасное излучение – это электромагнитные волны длиной от 7 до 14 нм, которые несут на Землю колоссальный поток тепловой энергии, и поэтому их часто называют тепловыми. Доля инфракрасных лучей в солнечной радиации – 40%.

Ультрафиолетовое излучение представляет собой спектр электромагнитных волн, диапазон которых разделён условно на ближние и дальние ультрафиолетовые лучи. Дальние или вакуумные лучи полностью поглощаются верхними слоями атмосферы. В земных условиях они искусственно генерируются только в вакуумных камерах.

Ближние ультрафиолетовый лучи, разделены на три подгруппы диапазонов:

длинный – А (UVA) от 400 до 315 нм;
средний – В (UVB) от 315 до 280 нм;
короткий – С (UVС) от 280 до 100 нм.

Чем измеряется ультрафиолетовое излучение? Сегодня существуют много специальных приборов, как для бытового, так и для профессионального применения, которые позволяют измерить частоту, интенсивность и величину полученной дозы УФ-лучей, и тем самым оценить их вероятную вредность для организма.

Несмотря на то, что ультрафиолетовое излучение в составе солнечного света занимает всего лишь около 10%, именно благодаря его воздействию произошёл качественны скачок в эволюционном развитии жизни – выход организмов из воды на сушу.

Основные источники ультрафиолетового излучения

Главный и естественный источник ультрафиолетового излучения – это конечно же Солнце. Но и человек научился «производить ультрафиолет» с помощью специальных ламповых приборов:

ртутно-кварцевые лампы высокого давления, работающие в общем диапазоне УФ-излучения – 100-400 нм;
витальные люминесцентные лампы, генерирующие длину волн от 280 до 380 нм, с максимальным пиком излучения между 310 и 320 нм;
озонные и безозонные (с кварцевым стеклом) бактерицидные лампы, 80% ультрафиолетовых лучей которых приходится на длину 185 нм.

Как ультрафиолетовое излучение солнца, так и искусственный ультрафиолетовый свет обладают возможностью воздействовать на химическую структуру клеток живых организмов и растений, и на сегодняшний момент, известны только некоторые разновидности бактерий, которые могут обходиться и без него. Для всех остальных отсутствие ультрафиолетового излучения приведёт к неминуемой гибели.

Так каково же реальное биологическое действие ультрафиолетовых лучей, какова польза и есть ли вред от ультрафиолета для человека?

Влияние ультрафиолетовых лучей на организм человека

Самая коварная ультрафиолетовая радиация – это коротковолновое ультрафиолетовое излучение, поскольку оно разрушает любые виды белковых молекул.

Так почему на нашей планете возможна и продолжается наземная жизнь? Какой слой атмосферы задерживает губительные ультрафиолетовые лучи?

От жесткого ультрафиолетового излучения живые организмы защищают озоновые слои стратосферы, которые полностью поглощают лучи этого диапазона, и они просто не достигают поверхности Земли.

Поэтому, 95% общей массы солнечного ультрафиолета приходиться на длинные волны (А), а приблизительно 5% на средние (В). Но тут важно уточнить. Несмотря на то, что длинных УФ-волн гораздо больше, и они обладают большой проникающей способностью, оказывая воздействие на сетчатый и сосочковый слои кожи, именно 5% средних волн, которые не могут проникнуть дальше эпидермиса, обладают наибольшим биологическим воздействием.

Именно ультрафиолетовое излучение среднего диапазона интенсивно воздействует на кожный покров, глаза, а также активно влияет на работу эндокринной, центральной нервной и иммунной систем.

С одной стороны, облучение ультрафиолетом может вызвать:

сильный солнечный ожог кожных покровов – ультрафиолетовая эритема;
помутнение хрусталика, приводящее к слепоте – катаракта;
рак кожи – меланома.

Помимо этого, ультрафиолетовые лучи обладают мутагенным действием и вызывают сбои в работе иммунной системы, которые становятся причиной возникновения других онкологических патологий.

С другой стороны, именно действие ультрафиолетового излучения оказывает значимое влияние на метаболические процессы, происходящие в человеческом организме в целом. Повышается синтез мелатонина и серотонина, уровень которых оказывает положительное воздействие на работу эндокринной и центральной нервной системы. Ультрафиолетовый свет активизирует выработку витамина D, который является главным компонентом для усвоения кальция, а также препятствует развитию рахита и остеопороза.

Облучение ультрафиолетом кожных покровов

Поражение кожи могут носить как структурный, так и функциональный характер, которые, в свою очередь, можно разделить на:

Острые повреждения – возникают из-за высоких доз солнечной радиации лучей среднего диапазона, полученных при этом за короткое время. К ним относятся острый фотодерматоз и эритема.
Отсроченные повреждения – возникают на фоне продолжительного облучения длинноволновыми ультрафиолетовыми лучами, интенсивность которых, кстати, не зависит ни от времени года и от времени светового дня. К ним относят хронические фотодерматиты, фотостарение кожи или солнечная геродермия, ультрафиолетовый мутагенез и возникновение новообразований: меланомы, плоскоклеточного и базальноклеточного рака кожи. Среди перечня отсроченных повреждений есть и герпес.

Важно отметить, что и острые, и отсроченные повреждения можно получить при чрезмерном увлечении принятия искусственных солнечных ванн, не ношении солнцезащитных очков, а также при посещении соляриев, использующих несертифицированное оборудование и/или не проводящих мероприятий по специальной профилактической калибровке ультрафиолетовых ламп.

Защита кожи от ультрафиолета

Если не злоупотреблять любыми «солнечными ваннами», то человеческое тело справится с защитой от излучения самостоятельно, ведь боле 20% задерживается здоровым эпидермисом. Сегодня защита от ультрафиолета кожных покровов сводиться к следующим приемам, которые минимизируют риск образования злокачественных новообразований:

ограничение времени нахождения на солнце, особенно в полуденные летние часы;
ношение лёгкой, но закрытой одежды, ведь для получения необходимой дозы, стимулирующей выработку витамина D, совсем не обязательно покрываться загаром;
подбор солнцезащитных кремов в зависимости от конкретного ультрафиолетового индекса, характерного для данной местности, времени года и суток, а также от собственного типа кожи.

Внимание! Для коренных жителей средней полосы России, показатель УФ-индекса выше 8, не просто требует применения активной защиты, но и представляет реальную угрозу для здоровья. Измерение величины излучения и прогнозы солнечных индексов можно найти на ведущих сайтах погоды.

Воздействие ультрафиолета на глаза

Повреждение структуры глазной роговицы и хрусталика (электроофтальмия) возможны при зрительном контакте с любым источником ультрафиолетового излучения. Несмотря на то, что здоровая роговица не пропускает и отражает жесткий ультрафиолет на 70%, причин, которые могут стать источником возникновения серьёзных заболеваний достаточно много. Среди них:

незащищённое наблюдении за вспышками, солнечными затмениями;
случайный взгляд на светило на морском побережье или в высоких горах;
фото-травма от вспышки фотоаппарата;
наблюдение за работой сварочного аппарата ил пренебрежение техникой безопасности (отсутствие защитного шлема) при работе с ним;
длительная работа стробоскопа на дискотеках;
нарушение правил посещения солярия;
длительное нахождение в помещении, в котором работают кварцевые бактерицидные озоновые лампы.

Каковы первые признаки электроофтальмии? Клинические симптомы, а именно покраснение глазных склер и век, болевой синдром при движении глазных яблок и ощущение инородного тела в глазе, как правило, наступают спустя 5-10 часов после перечисленных выше обстоятельств. Тем не менее, средства защиты от ультрафиолетового излучения доступны каждому, ведь даже обычные линзы из стекла, не пропускают большую часть УФ-лучей.

Использование защитных очков со специальным фотохромным покрытием на линзах, так называемые «очки-хамелеоны», станет оптимальным «бытовым» вариантом для защиты глаз. Вам не придется утруждать себя вопросом, а какого цвета и степени затемнения ультрафиолетовый фильтр действительно обеспечивает эффективную защиту в конкретных обстоятельствах.

И конечно же, что при ожидаемом зрительном контакте со вспышками ультрафиолета, необходимо заранее надевать защитные очки или использовать другие приспособления, которые задерживают губительные для роговицы и хрусталика лучи.

Применение ультрафиолета в медицине

Ультрафиолет убивает грибок и другие микробы, находящиеся в воздухе и на поверхности стен, потолков, пола и предметов, а после воздействия специальных ламп происходит очищение от плесни. Это бактерицидное свойство ультрафиолета люди используют для обеспечения стерильности манипуляционных и хирургических помещений. Но ультрафиолетовое излучение в медицине используется не только для борьбы с внутрибольничными инфекциями.

Свойства ультрафиолетового излучения нашло своё применение при самых различных заболеваниях. При этом возникают и постоянно совершенствуются новые методики. Например, придуманное около 50 лет назад ультрафиолетовое облучение крови, первоначально применялось для подавления роста бактерий в крови при сепсисе, тяжёлых пневмониях, обширных гнойных ранах и других гнойно-септических патологиях.

Сегодня, ультрафиолетовое облучение крови или очистка крови, помогает бороться с острыми отравлениями, передозировкой лекарств, фурункулёзом, деструктивным панкреатитом, облитерирующим атеросклерозом, ишемией, церебральным атеросклерозом, алкоголизмом, наркоманией, острыми психическими расстройствами и многими другими болезнями, список которых постоянно расширяется.

Заболевания, при которых показано применение ультрафиолетового излучения, и когда любая процедура с УФ-лучами вредна:

ПОКАЗАНИЯ	ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ
солнечное голодание, рахит	индивидуальная непереносимость
раны и язвы	онкология
отморожения и ожоги	кровотечения
невралгии и миозиты	гемофилия
псориаз, экзема, витилиго, рожа	ОНМК
заболевания органов дыхания	фотодерматит
сахарный диабет	почечная и печёночная недостаточность
аднекситы	малярия
остеомиелит, остеопороз	гиперфункция щитовидки
несистемные ревматические поражения	инфаркты, инсульты

Для того, чтобы жить без боли, людям с поражением суставов, неоценимую помощь в общей комплексной терапии принесёт ультрафиолетовая лампа.

Влияние ультрафиолета при ревматоидных артритах и артрозах, совмещение методики ультрафиолетовой терапии с правильным подбором биодозы и грамотной схемой приёма антибиотиков – это 100% гарантия достижения системно-оздоровительного эффекта при минимальной лекарственной нагрузке.

В заключение отметим, что положительное влияние ультрафиолетового излучения на организм и всего одна единственная процедура ультрафиолетового облучения (очищения) крови + 2 сеанса в солярии, помогут здоровому человеку выглядеть и чувствовать себя на 10 лет моложе.