УЛЬТРАФИОЛЕТ – ИЗЛУЧЕНИЕ ТЫСЯЧИ ПРИМЕНЕНИЙ

Ультрафиолетовая (УФ) область излучений, охватывает длины волн от 9 до 400нм.

УФ-излучение инициирует в облучаемом веществе фотохимические превращения за счёт способности активировать любые атомы (молекулы), с которыми взаимодействует, возбуждая в них электроны.

Человечество научилось применять УФ-излучение во многих областях жизнедеятельности.

УФ излучение подразделяют:

УФ-С - 120 -280 нм,

УФ-В - 280 -320 нм,

УФ - А - 320 -400нм.

Излучения области С обладают бактериальным действием. Их применяют для стерилизации воздуха и воды, для предохранения продуктов от порчи. Также излучения области С обладают свойством озонировать воздух. На использовании излучения этой области основано действие источников света - люминесцентных ламп.

Излучения области В (средней) оказывают на организм антирахитное действие, регулируют обмен веществ в живых организмах, благотворно действуют на рост домашней птицы и животных, обладают эритемным эффектом, т.е. способностью вызывать покраснение и загар человеческой кожи.

Излучения области А (ближней) широко применяются для люминесцентного анализа, для активации светящихся веществ в сигнальных, декоративных и других устройствах.

Однако, необходимо иметь в виду, что деление это не слишком строгое, так как свойства УФ-радиации, приписанные одной области, часто присущи и соседним областям, но в меньшей мере.

Ультрафиолетовое излучение лежит в основе принципов работы многих технических систем и технологических процессов, таких как:

1. Устройства для фотографирования и светокопирования;
2. Технологии отбеливания;
3. Системы для производства витамина Д из эргостерина;
4. Люминесцентные источники света;
5. Методики идентификации материалов при их сортировке по свойствам, чистоте и происхождению, например, в дефектоскопии - для обнаружения пор и трещин в отливках и сварных швах, в криминалистике - для выявления подделки денег, документов, так как небольшие изменения в сортах бумаги и красок проявляются в люминесценции, в искусствоведении - при исследовании и восстановлении старых картин и пергаментов.

Ниже мы кратко рассмотрим лишь некоторые аспекты УФ-излучения: его источники, приемники и отдельные вопросы взаимодействия с объектами живой природы.

Источники ультрафиолетового излучения (естественные и искусственные)

Раскалённый шар, находящийся в газообразном состоянии и называемый нами Солнцем, является естественным источником электромагнитных волн, доходящих до Земли.

Спектр излучения Солнца сплошной и, в общих чертах, совпадает со спектром излучения абсолютно черного тела, нагретого примерно до 5800К. Максимум излучения находится в синезеленой области спектра при 460 нм, что соответствует максимуму чувствительности зрения человека.

Солнечное излучение поглощается уже в наружных слоях Солнца (до Земли доходит примерно 0.132 Вт/см2). Далее солнечное излучение частично поглощается в земной атмосфере, основными компонентами которой являются азот и кислород в соотношении 4:1.

Коротковолновая часть (УФ) солнечного излучения обладает очень важной, с биологической точки зрения, способностью изменять газовый состав атмосферы. При взаимодействии с солнечным излучением преобладающая часть химических реакций происходит с кислородом О2. Молекулярный кислород легче всего диссоциирует при поглощении излучения в области 100-200нм, максимальной скорости распада соответствует высота примерно 100 км. Атомы, образовавшиеся в процессе фотораспада, обладают большой химической активностью и являются активными центрами цепных реакций, приводя к возникновению новых частиц, в частности, атомарный кислород может взаимодействовать с атомами и молекулами кислорода. В первом случае происходит рекомбинация и восстанавливается молекула О2. Для установившегося равновесия характерен баланс распада и рекомбинации. Спектр поглощения О2 состоит из серии полос, начиная с λ =193,5 - 202нм, сильнее поглощаются лучи с λ =186нм, поэтому коротковолновая область спектра солнечного излучения, доходящего до земной поверхности, укорачивается до λ = 200-220нм. В результате взаимодействия атомарного кислорода с молекулами О2 может образоваться молекула озона О3. Образующийся озон находится, в основном, на высоте 40-70 км, (в среднем -50км), толщина слоя примерно 3 мм. Излучение длин 175-290нм почти полностью поглощается в озоновом слое, который работает как фильтр, защищающий Землю от УФ излучения. Наименьшая наблюдавшаяся длина волны солнечного излучения на Земле составляет 286нм, она была выявлена в полярной области.

Начавшееся истощение озонового слоя будет существенно влиять на экологическую обстановку на Земле. Согласно оценкам, уменьшение среднего содержания озона на 5% увеличит падающую на Землю радиацию с длинами до 300нм на 10%, что может привести к 10% увеличению случаев рака кожи. Усиление УФ излучения отрицательно сказывается на адаптации и миграции, подавляет процессы размножения и развития всех форм жизни на Земле. Из 200 видов растений - 2/3 чувствительны к ультрафиолету, наиболее сильно - семейство тыквенных (огурцы, тыквы), бобовых (горох, соя), лучше всего переносят увеличение дозы УФ излучения подсолнечник, хлопчатник. УФ излучение прежде всего поражает икру и мальков, личинки креветок и устриц, крабов. Это весьма ощутимо для человечества, так как потребление рыбы в странах Европы составляет примерно 20%, а в странах Азии эта доля доходит до 70%. Отсюда видно, что возможное разрушение озонового слоя, который защищает все живое на Земле от губительного воздействия жесткой ультрафиолетовой радиации представляет собой глобальную проблему. Помимо способности изменять химический состав внешней среды, УФ является и ионизатором воздуха, вызывает ионизацию газов в верхних слоях атмосферы, что обуславливает ее высокую проводимость. Кроме того, ультрафиолет, проходя через земную атмосферу, встречает на своем пути твердые и жидкие поверхности (частички облаков, пыли, дыма) и вызывает фотоэлектрический эффект, выбивая электроны. Эти электроны, соединяясь с молекулами воздуха, создают отрицательные ионы, что также повышает проводимость верхних слоев атмосферы. Химическое и ионизирующее действие УФ радиации приводит к возникновению ядер конденсации в атмосфере, которыми обусловлены многие гидрометеорологические явления на Земле. Таким образом, с одной стороны, земная атмосфера служит фильтром, защищая Землю от высокоэнергетичных фотонов коротковолновой части солнечного спектра и существенно изменяет состав дошедшей до Земли радиации, с другой стороны, сама является результатом этого действия. По оценкам, УФ-поток, составляет не более 1.5% общей солнечной энергии, достигающей поверхности Земли. Кроме процессов поглощения, часть излучения при прохождении сквозь атмосферу, рассеивается молекулами воздуха и мелким частицами, взвешенными в нем. Рассеяние излучения зависит от длины волны, особенно этот эффект проявляется в ультрафиолетовой области спектра. Лучи отклоняются от первоначального направления, не теряя при этом своей энергии и достигают земной поверхности через излучение неба. Излучение неба оказалось практически постоянным до высот 3300м. Излучение неба составляет от 50 до 80% общего излучения Солнца и неба, поэтому даже в тени можно получить загар. Почти вся потребность человеческого организма в УФ-излучении все же покрывается за счет естественной радиации Солнца. Однако содержание УФ -лучей в солнечном спектре подвержено большим изменениям (сезонные колебания по интенсивности, широте местности, потери за счет запыленности воздуха, особенно в условиях промышленных городов), поэтому в целях профилактики и коррекции УФ-недостаточности и для исследовательских целей большую роль приобретают искусственные источники ультрафиолета.

Искусственные источники УФ.

Искусственные источники в ультрафиолетовой области спектра разделяют на температурные, газоразрядные и люминесцентные.

1. Температурным источником электромагнитного излучения является любое нагретое тело. Широко используемые лампы накаливания имеют температуру 2000-3000К, так что их излучение лежит, в основном, в инфракрасной области спектра, сравнительно небольшая доля его приходится на видимую область и совсем ничтожная-на ультрафиолетовую.

С повышением температуры источника происходит увеличение доли ультрафиолетовой составляющей. Большой мощностью УФ-потока обладает угольная дуга, благодаря более высокой температуре 4000К. В пламени кислородно-ацетиленовой или кислородно-водородной горелки достигается температура выше и твердые тела, нагретые им, могут излучать УФ. В плазменной горелке может быть достигнута температура свыше 6000К, в результате чего возникает интенсивное ультрафиолетовое излучение.

2. Газоразрядные источники являются наиболее распространенными в технике ультрафиолетовыми излучателями. Их спектр состоит преимущественно из линий (линейчатый спектр), причем значительная часть энергии излучения приходится на ультрафиолетовую область спектра. Газоразрядных излучателей сконструировано очень много, в основе действия их всех лежит один принцип, основанный на квантованности состояний электронов в атомах. С помощью электрического поля проводится возбуждение атома, т.е. электрон в атоме переводится в более высокое энергетическое состояние, после чего электрон спускается в более низкое энергетическое состояние, высвечивая разницу энергий состояний в виде фотона, как раз эта разница энергий в атоме соответствует энергиям ультрафилетового диапозона. Среди разрядов в газах и в парах металлов, применяющихся для получения УФ, разряд в парах ртути имеет наибольшее значение, так как он дает в УФ-спектре наибольшее количество интенсивных линий. В зависимости от давления паров ртути различают разряд низкого давления, происходящий при давлении 0.01-1мм.рт.ст. и разряд высокого давления, происходящий при давлении паров от 100 мм.рт.ст. до нескольких атмосфер. Спектры излучения высокого и низкого давлений содержат одни и те же линии, различаются лишь по интенсивности. Большая часть излучаемой энергии в ртутных лампах низкого давления приходится на λ 253.7нм, что почти соответствует максимуму бактерицидной эффективности, поэтому они используются для борьбы с микробами. Ртутные лампы высокого давления дают более интенсивные линии при длинах волн 254,297, 303, 313, 365нм, а линия 253.7 теряет свое превалирующее значение. Такие источники УФ используются в фототерапии кожных болезней и в промышленности - в фотохимических реакторах, в печатном деле. Среди других газоразрядных ламп чаще используются ксеноновые лампы высокого давления потому, что спектр их излучения близок к спектру Солнца над стратосферой. В люминесцентных лампах ультрафиолетовое излучение, генерируемое ртутным паром в инертном газе при низком давлении активирует люминесцентный материал (люминофор), покрывающий внутреннюю поверхность стеклянной трубки. Люминофор преобразует коротковолновое УФ излучение в длинноволновое или видимый свет в зависимости от используемого люминофора, от давления газа в лампе.

3. Люминесцентные источники делятся на: люминесцентные солнечные лампы и источники «черный свет». Люминесцентные солнечные лампы содержат люминофор, излучающий в основном при длине волны λ = 340нм. Диапазон длин волн генерируемого излучения лежит от 275 до 380нм. Этот источник эффективен с точки зрения «загара». Преимущество - возможность получения однородного поля значительной протяженности. В источнике «черного» света используемый люминофор излучает энергию в диапазоне 300-410нм с максимумом в области 350-365нм. Эти лампы используются для свечения люминесцентных красок и для фототерапии кожи с фотоактивными лекарственными веществами. Источники излучения в области УФ имеют либо линейчатый, либо смесь сплошного и линейчатого спектров. Из сложного излучения выделить излучение узкого спектрального состава удается с помощью фильтров. В УФ-области нейтральными фильтрами для ослабления излучения чаще всего служат тонкие слои платины на кварцевом стекле или металлические сетки.

3. Приемники ультрафиолетового излучения.

Биологическими приемниками УФ излучения могут быть все живые организмы.

4. Воздействие УФ на человека

Если говорить о лечебном действии солнечных лучей на организм человека, то указания о лечебном действии солнечного света можно найти еще у Геродота (484-425 гг. до н.э.). Первым врачом, рекомендовавшим применение солнечных ванн в лечебных и профилактических целях, считают Гиппократа.

Хотя основными приемниками излучения у человека являются кожа и глаза, но действие солнечной энергии на человека состоит из множества совокупно действующих факторов.

В настоящее время обычно выделяют следующие области применения УФ-радиации:

1. Бактерицидную. В воздухе обитаемых людьми помещений всегда присутствуют в значительном количестве болезнетворные микробы, находящиеся во взвешенном состоянии. Проникая в организм человека через дыхательные пути, они вызывают аэрогенные инфекционные болезни: грипп, пневмонию и т.д. Если рассматривать бактерии как своеобразный приемник излучения, то этот приемник обладает наибольшей чувствительностью в области 253,7 - 265,4 нм. Известно, что при воздействии излучения с λ =253.7нм и мощности 0.01вт в объеме воздуха 30м за 1минуту убывает 63% микробов, за 10 минут 99.99%. Изменения, происходящие под действием УФ-излучения в бактериях и низших организмах, проходят следующие три стадии: возбуждение и усиление движения, начало деструктивных изменений, смерть клетки в результате фотохимических процессов. Кривая бактерицидной эффективности УФ-излучения соответствует спектру поглощения нуклеиновых кислот, т.е. мишенью УФ являются молекулы ДНК. Бактерицидным эффектом УФ пользуются для санации и дезинфекции различных объектов внешней среды - воздуха, воды, пищевых продуктов и тары, хирургического оборудования. Роль УФ в борьбе с микробами не ограничивается только губительным действием на внешнюю среду, но проявляется и в повышении иммунологических свойств организма, так в облученных УФ-помещениях наряду с уменьшением количества бактерий воздуха, уменьшается тяжесть и средняя длительность заболевания находящихся там людей.
2. Эритемную. У млекопитающих действию УФ подвергаются, в первую очередь, глаза и кожа. Благодаря высокому содержанию поглощающих свет веществ (белки, нуклеиновые кислоты, пигменты), а также неоднородностям, кожа за счет поглощения, отражения и рассеивания ослабляет внешнее излучение. Самый верхний слой кожи - роговой слой- состоит из неживых клеток, не имеющих ядер и представляет собой, в значительной мере, мертвую ткань, лишенную собственного обмена веществ, но находящуюся в состоянии диффузионного обмена с расположенными глубже живыми слоями кожи.

Роговой слой неживых клеток служит фильтром, защищающим нижние живые слои от воздействия УФ-излучения длин волн меньше 200-210нм. Биологическое действие УФ на кожу проявляется в возникновении эритемы и пигментации. Ультрафиолетовая эритема определяется как покраснение кожи из-за расширения капилляров. В отличие от тепловой эритемы, возникающей вслед за интенсивным нагревом кожи, УФ -эритема проявляется по прошествии некоторого времени (латентный период). Интенсивность эритемы возрастает до некоторого максимального значения, а затем уменьшается. Прозрачность различных участков кожи зависит от толщины наружного рогового слоя: проникающие в него лучи с λ ∼ 200-250нм вызывают эритему, лучи с λ 250- 270нм проходят через зернистый слой, вызывая пигментацию и эритему, лучи с λ 270-320нм проникают до сосудистого слоя, вызывая обильную пигментацию и эритему, стимулируют работу жировых желез и нервных окончаний кожи, лучи с λ 320÷400нм 19 проходят через дерму, вызывая пигментацию. До подкожной клетчатки доходят лучи с λ 390-400нм, производя тепловой эффект и, вызывая покраснение кожи за счет переполнения кровью сосудистого слоя. Продолжительность латентного периода и характер изменения интенсивности покраснения во времени зависит от спектрального распределения энергии источника УФ излучения. между облучением и образованием эритемы. Эритема, вызванная УФ лучами, заканчивается пигментацией облученного участка кожи, т.е. загаром. Известно, что для образования минимально заметной эритемы, необходимо 4.8 мкал/см2 при 269.7нм. Частично загар связан с миграцией поверхностного меланина, находящегося в базальных клетках, в поверхностные слои кожи. В настоящее время распространена теория, что эти гранулы меланина служат защитным экраном от УФ излучения более важным, чем толщина ороговевшего слоя. Эритемная реакция кожи зависит от патологических процессов, происходящих в организме человека, резкое снижение фоточувствительности кожи наблюдается при гипертрофии, инфекционных заболеваниях. Изменение функционального состояния кожных рецепторов, поражение спинного мозга и т.д. изменяет эритемную реакцию. Так, облучение УФ во время наркоза дает резкое ослабление эритемы, повреждение спинного мозга влечет за собой угнетение эритемы ниже повреждения. В период развития и формирования эритемы наблюдается снижение порога болевой чувствительности, что позволяет применять её в качестве анальгезирующего средства. Разрушение большого количества живых клеток при УФ-облучении вызывает известное раздражение, так как разрушенные клетки должны быть удалены или восстановлены. В результате этого усиливается активность ферментов, гормонов, витаминов в слоях кожи, прилегающих к поверхности, т.е. усиливаются все обменные процессы. Таким образом, УФ эритема является сложным нервно- рефлекторным процессом, находящимся в зависимости как от периферической, так и от центральных отделов нервной системы. Все это является основанием широкого применения эритотерапии в клиниках внутренних и нервных заболеваний. С другой стороны, превышение безопасных доз УФ облучения приводит к злокачественным новообразованиям, к серьезнейшим заболеваниям глаз, кожи и других органов.

3Антирахитную. Отсутствие солнечной радиации может привести к развитию патологического состояния, известного как «световое голодание» или недостаточность витаминов Д. При авитаминозе Д ухудшается фосфорно- кальциевый обмен, наблюдается снижение механической прочности костей, кариес зубов, склонность к костным переломам, у детей развивается рахит. При облучении λ 280 ÷ 302 нм в коже образуются витамины группы Д. Они оказывают существенное влияние на деятельность фермента фосфатазы, активируя её, что способствует мобилизации неорганического фосфора и связыванию кальция крови с фосфатами, которые откладываются в костях. Минимальное количество УФ, необходимое для поддержания физиологического уровня кальция и фосфора крови, составляет 1/8 - 1/9 эритемной дозы в день.

Действие УФ-излучения на органы зрения.

Визуальные рецепторы млекопитающих и человека не могут обнаружить УФ излучение из-за поглощения его в глазных тканях, прежде чем оно попадает на сетчатку. Ультрафиолетовое излучение λ < 300нм, в основном, поглощается роговой оболочкой и водянистой влагой, а в хрусталик попадает лишь незначительное количество радиации этого диапазона. Роговая оболочка глаза по-разному реагирует на УФ с длинами волн 220- 250нм и 250-310нм, так от λ 250нм симптомы глазного заболевания появлялись вскоре после воздействия УФ и через 14 часов возвращались к норме. Если длина волны < 250нм, то симптомы проявлялись через 9-11 часов после облучения и острота зрения была ниже нормы ∼ 24 часа после прекращения воздействия. Нарушения, вызываемые коротковолновой радиацией быстро устраняются, а длинноволновая вызывает более серьезную реакцию. Экспериментально определенный порог фотокератита для человека при λ 270 нм составляет 50 Дж/м 2 . Известно много случаев кератита роговой оболочки глаза, катаракты, обусловленных действием УФ-радиации, источниками которой были сварочная дуга, солнечный свет, отражение от снега и песка, пульсирующие ртутные лампы высокого давления

Перечисленные области воздействия не исчерпывают все возможности УФ излучения. Так, исследования последних лет показали, что УФ облучение крови приводит к фотомодификации поверхности клеток крови, их активации и освобождению из них биологически активных веществ, улучшению микроциркуляции крови. Эти эффекты положены в основу метода аутотрансфузии УФ-облученной крови (АУФОК), который имеет большие лечебные перспективы использования, в частности, при ишемической болезни сердца.

Механизм биологических реакций на УФ-воздействие сложен, многообразен, зависит от дозы, методики воздействия и складывается из целого ряда процессов. Различные аспекты биологического излучения приобретают в настоящее время особую актуальность, что связано как с опасностью начавшегося разрушения озонового слоя атмосферы, так и с большей изоляцией человека от окружающей среды.

Жизнь людей, растений и животных находится в тесной связи с Солнцем. Оно испускает излучение, имеющее особые свойства. Незаменимым и жизненно необходимым считается ультрафиолет. При его недостатке начинаются крайне нежелательные процессы в организме, а строго дозированное количество может излечить от тяжелых болезней.

Поэтому ультрафиолетовая лампа для домашнего использования необходима многим. В этой статье поговорим о том, как правильно ее выбрать. Для чего рассмотрим особенности уф-лучей и их необходимость человеческому организму.

Познакомимся с разновидностями уф-ламп, их характеристиками, приведем рекомендации по выбору подходящего варианта для бытового использования.

Ультрафиолетовым называется невидимое для человека излучение, занимающее область между рентгеновским и видимым спектром. Длины составляющих его волн находятся в диапазоне от 10 и до 400 нанометров.

Физики условно делят ультрафиолетовый спектр на ближний и дальний, а так же выделяют три типа составляющих его лучей. Излучение С относят к жесткому, при относительно длительном воздействии оно способно убивать живые клетки.

В природе оно практически не встречается, разве что высоко в горах. Но может быть получено в искусственных условиях. Излучение В считается средним по жесткости.

Именно оно воздействует на людей в середине жаркого летнего дня. При неумеренном использовании способно причинить вред. И, наконец, самые мягкие и полезные – лучи типа А. Они способны даже вылечить человека от некоторых заболеваний.

Ультрафиолет имеет широкое применение в медицине и других областях. Прежде всего, потому, что в его присутствии в организме вырабатывается витамин D, необходимый для нормального развития ребенка и здоровья взрослых людей. Этот элемент делает кости крепче, усиливает иммунитет и дает возможность организму правильно усваивать ряд необходимых микроэлементов.

Кроме того, медики доказали, что под действием ультрафиолета в мозгу синтезируется серотонин, гормон счастья. Именно поэтому мы так любим солнечные деньки и впадаем в подобие депрессии, когда небо затянуто тучами. Помимо этого ультрафиолет используется в медицине как бактерицидное, антимиотическое и мутагенное средство. Известно и лечебное действие излучения.

Излучение ультрафиолетового спектра неоднородно. Физики выделяют три группы составляющих его лучей. Самые опасные для живого лучи группы С, самое жесткое излучение

Направленные на определенный участок строго дозированные лучи дают хороший терапевтический эффект при целом ряде заболеваний. Появилась новая отрасль – лазерная биомедицина, в которой используется ультрафиолет. Он используется для диагностики недугов и для контроля состояния органов после проведения операций.

Широкое применение УФ-излучение нашло и в косметологии, где оно чаще всего применяется для получения загара и борьбы с некоторыми проблемами кожи.

Облучение жестким ультрафиолетом в целях дезинфекции помещений десятки лет с успехом применяется в медицине. Подобные мероприятия можно проводить и в домашних условиях

Не стоит недооценивать дефицит ультрафиолета. При его появлении человек страдает от авитаминоза, снижается иммунитет и диагностируются сбои в функционировании нервной системы.

Формируется склонность к депрессиям и психическая неустойчивость. Учитывая все эти факторы, для желающих были разработаны и выпускаются бытовые варианты ультрафиолетовых ламп самого разного назначения. Познакомимся с ними поближе.

Основные разновидности УФ-ламп

Практика показывает, что чаще всего для дома приобретают ультрафиолетовые излучатели в целях дезинфекции. Доказано, что жесткие лучи в диапазоне от 100 до 320 нм эффективно убивают микроорганизмы.

Выпускаются особые ультрафиолетовые лампы, предназначенные для нормального роста растений, страдающих от недостатка солнечного света

При этом нужно понимать, что уничтожение происходит только в зоне досягаемости лучей, которые, к сожалению, не способны проникать очень глубоко в стену или обивку мягкой мебели. Для борьбы с микроорганизмами требуется различное по длительности воздействие. Хуже всего его переносят палочки и кокки. Максимально устойчивы к ультрафиолету простейшие микроорганизмы, споровые бактерии и грибы.

Тем не менее, если грамотно подобрать время облучения, можно полностью продезинфицировать помещение. Для этого потребуется в среднем 20 минут. За это время можно избавиться от болезнетворных микроорганизмов, плесневых и грибковых спор и т.п.

Для быстрой и эффективной сушки различных видов маникюрного гель-лака используются специальные ультрафиолетовые лампы

Принцип действия стандартной уф-лампы предельно прост. Она представляет собой наполненную газообразной ртутью колбу. На ее концах закрепляются электроды.

В зависимости от конструкции устройства различаются его основные характеристики.

Вид #1 - кварцевые излучающие приборы

Колба для этих ламп изготавливается из кварца, что оказывает непосредственное влияние на качество их излучения. Они испускают лучи в «жестком» уф-диапазоне 205-315 нм. По этой причине кварцевые приборы оказывают эффективное обеззараживающее воздействие.

Они очень хорошо справляются со всеми известными бактериями, вирусами, другими микроорганизмами, одноклеточными водорослями, спорами разных видов плесени и грибов.

Нужно знать, что уф-волны, имеющие длину менее 257 нм активируют процесс образования озона, который считается сильнейшим окислителем. Благодаря этому в процессе обеззараживания ультрафиолет действует вместе с озоном, что дает возможность уничтожить микроорганизмы быстро и эффективно.

Однако у таких ламп есть значимый минус. Их воздействие опасно не только для патогенной микрофлоры, но и для всех живых клеток. Это означает, что в процессе дезинфекции животные, люди и растения должны быть удалены из области действия лампы. Учитывая название прибора, процедуру обеззараживания им называют кварцеванием.

Оно применяется для дезинфекции больничных палат, операционных, предприятий общепита, производственных помещений и т.д. Одновременное использование озонирования позволяет предупреждать развитие патогенной микрофлоры и гниение, дольше сохранять свежесть продуктов на складах или в магазинах. Такие лампы могут использоваться в терапевтических целях.

Вид #2 - бактерицидные ультрафиолетовые излучатели

Основное отличие от описанного выше устройства – материал колбы. У бактерицидных ламп она выполнена из увиолевого стекла. Этот материал хорошо задерживает волны «жесткого» диапазона, благодаря чему озон при работе оборудования не образуется. Таким образом дезинфицирование производится только благодаря воздействию более безопасного мягкого излучения.

Увиолевое стекло, из которого изготовлена колба бактерицидных ламп, полностью задерживает жесткое излучение. По этой причине прибор менее эффективен

Такие устройства не представляют большой угрозы для людей и животных, но время и воздействия на патогенную микрофлору должно быть значительно увеличено. Такие приборы рекомендуется применять в домашних условиях.

В медицинских учреждениях и приравненных к ним заведениях они могут функционировать постоянно. При этом необходимо закрывать лампы особым кожухом, который будет направлять свечение вверх.

Это необходимо для защиты зрения посетителей и работников. Бактерицидные лампы абсолютно безопасны для органов дыхания, поскольку не выделяют озон, но потенциально вредны для роговицы глаза.

Длительное воздействие на нее может приводить к ожогу, что со временем даст ухудшение зрения. По этой причине желательно во время работы устройства пользоваться специальными очками, защищающими глаза.

Вид #3 - приборы амальгамного типа

Усовершенствованные, а потому более безопасные в использовании ультрафиолетовые лампы. Их особенность заключается в том, что ртуть внутри колбы присутствует не в жидком, а в связанном состоянии. Она входит в состав твердой амальгамы, покрывающей внутреннюю поверхность лампы.

Амальгама представляет собой сплав из индия и висмута с добавлением ртути. В процессе нагревания последняя начинает испаряться и излучать при этом ультрафиолет.

Внутри ламп ультрафиолетовых амальгамного типа находится сплав с содержанием ртути. Благодаря тому, что вещество связано, прибор полностью безопасен даже после повреждения колбы

В процессе работы приборов амальгамного типа исключено выделение озона, что делает их безопасными. Бактерицидный эффект очень высок. Конструктивные особенности таких ламп делают их безопасными и в случае небрежного обращения.

Если холодная колба по какой-либо причине будет разбита, ее можно просто выбросить в ближайший мусорный контейнер.

В случае повреждения целостности горящей лампы все немного сложнее. Из нее выйдут пары ртути, поскольку они амальгама горячая. Однако их количество минимально и вреда они не причинят.

Для сравнения, если разобьется бактерицидное или кварцевое устройство, существует реальная угроза здоровью. Каждая из них содержит порядка 3 г жидкой ртути, которая при разлитии может представлять опасность. По этой причине целые ртутьсодержащие лампы должны быть особым способом. Если же лампочка повреждена, то место, где разлита ртуть, обрабатывается специалистами.

Еще одно преимущество амальгамных приборов заключается в их долговечности. По сравнению с аналогами их срок службы минимум в два раза выше. Это связано с тем, что колбы, изнутри покрытые амальгамой, не теряют прозрачность. Тогда как лампы с жидкой ртутью постепенно покрываются плотным мало прозрачным налетом, что значительно сокращает срок их службы.

На что смотреть при выборе прибора?

Прежде, чем принимать решение о покупке прибора, следует точно определиться, действительно ли он так необходим. Покупка будет совершенно оправдана, если есть некоторые показания. Лампа может использоваться для дезинфекции помещений, воды, предметов общего пользования и т.д.

Нужно понимать, что слишком увлекаться этим не стоит, поскольку жизнь в стерильных условиях очень неблагоприятно сказывается на иммунитете, особенно детском.

Перед покупкой ультрафиолетовой лампы нужно определиться для каких целей она будет использоваться. Нужно понимать, что использовать ее нужно очень осторожно и только посоветовавшись с врачом

Поэтому медики рекомендуют разумно использовать прибор в семьях с часто болеющими детьми в период сезонных заболеваний. Устройство будет полезно в процессе ухода за лежачими больными, поскольку позволяет не только дезинфицировать комнату, но и помогает бороться с пролежнями, устраняет неприятные запахи и т.д.

УФ-лампа способна вылечить некоторые заболевания, но в этом случае она используется только по рекомендации врача.

Ультрафиолет помогает при воспалениях ЛОР-органов, дерматитах различного происхождения, псориазе, неврите, рахите, гриппе и простудных заболеваниях, при лечении язв и труднозаживающих ран, гинекологических проблемах.

Возможно домашнее использование уф-излучателей в косметологических целях. Таким способом можно получить красивый загар и избавиться от проблем с кожей, высушить покрытые особым лаком ногти.

Помимо этого выпускаются специальные лампы для обеззараживания воды и приборы, стимулирующие рост домашних растений. Все они имеют специфические особенности, которые не позволяют использовать их не по назначению. Таким образом, ассортимент бытовых уф-ламп очень большой.

Универсальных вариантов среди них довольно мало, поэтому перед покупкой нужно точно знать, для каких целей и как часто будет использоваться прибор.

Ультрафиолетовая лампа закрытого типа – наиболее безопасный для находящихся в помещении вариант. Схема ее действия представлена на рисунке. Воздух проходит дезинфекцию внутри защитного корпуса

Кроме этого существует ряд факторов, которые обязательно учитываются при выборе.

Тип бытовой уф-лампы

Для работы в домашних условиях производители выпускают три типа оборудования:

• Открытые лампы . Ультрафиолет от источника распространяется беспрепятственно. Использование таких приборов ограничивается характеристиками лампы. Чаще всего их включают на строго определенное время, животные и люди удаляются из помещения.
• Закрытые устройства или рециркуляторы . Воздух подается внутрь защищенного корпуса прибора, где дезинфицируется, после чего поступает в помещение. Такие лампы не опасны для окружающих, поэтому могут работать в присутствии людей.
• Специализированное оборудование , предназначенное для выполнения определенных задач. Чаще всего комплектуется набором насадок-тубусов.

Способ крепления устройства

Производитель предлагает выбрать подходящую модель из двух основных вариантов: стационарного и мобильного. В первом случае предусматривается закрепление устройства на выбранном для этого месте. Перемещений не планируется.

Такие приборы могут закрепляться к потолку либо к стене. Последний вариант более востребован. Отличительная черта стационарных приборов – большая мощность, позволяющая обработать комнату значительной площади.

Более мощные, как правило, приборы со стационарным креплением. Они монтируются на стену или на потолок так, чтобы при работе охватывать всю площадь помещения

Чаще всего в таком исполнении выпускают закрытые лампы-рециркуляторы. Мобильные устройства отличаются меньшей мощностью, но при этом их можно легко перемещать на другое место.

Это могут быть как закрытые, так и открытые лампы. Последние особенно удобны для дезинфекции небольших пространств: плательных шкафов, ванных и туалетных комнат и т.п. Мобильные приборы обычно устанавливают на полу или на столах, что довольно удобно.

Причем напольные модели имеют большую мощность и вполне способны обработать комнату внушительных размеров. Большая часть специализированного оборудования относится к мобильному виду. Относительно недавно появились интересные модели уф-излучателей. Это своеобразные гибриды светильника и бактерицидной лампы с двумя два рабочими режимами. Они работают как осветительные приборы или обеззараживают комнату.

Мощность ультрафиолетового излучателя

Для правильного использования уф-лампы важно, чтобы ее мощность соответствовала размерам помещения, в котором она будет использоваться.

Производитель обычно указывает в техническом паспорте изделия так называемый «охват помещения». Это площадь, которая оказывается под воздействием прибора. Если такой информации нет, будет обозначена мощность устройства.

В среднем для помещений объемом до 65 куб. м будет достаточно прибора мощностью 15 Вт. Это означает, что такую лампу можно смело приобретать, если площадь обрабатываемых комнат составляет от 15 до 35 кв. м при высоте не более 3 м. Более мощные экземпляры, выдающие 36 Вт, нужно приобретать для помещений площадью 100-125 куб. м при стандартной высоте потолков.

Самые популярные модели уф-ламп

Ассортимент ультрафиолетовых излучателей, предназначенных для домашнего использования, достаточно широк. Отечественные производители выпускают качественную, эффективную и вполне приемлемую по цене технику. Рассмотрим несколько таких устройств.

№1 - различные модификации марки Солнышко

Под этой маркой выпускаются кварцевые излучатели открытого типа различной мощности. Большинство моделей предназначено для дезинфекции поверхностей и пространства, площадь которого не больше 15 кв. м.

Кроме того, прибор может использоваться для терапевтического облучения взрослых и детей старше трехлетнего возраста. Устройство многофункционально, поэтому считается универсальным.

Ультрафиолетовый излучатель Солнышко пользуется особой популярностью. Это универсальное устройство способно дезинфицировать пространство и выполнять терапевтические процедуры для чего комплектуется набором специальных насадок

Корпус оснащен особым защитным экраном, который используется при проведении лечебных процедур и снимается при дезинфекции помещения. В зависимости от модели оборудование оснащается набором специальных насадок или тубусов для проведения различных терапевтических процедур.

Знакомимся с уф-лампами Солнышко:

№2 - компактные излучатели Кристалл

Еще один образец отечественного производства. Представляет собой мобильное устройство небольших размеров. Предназначено исключительно для дезинфекции пространства, объем которого не превышает 60 куб. м.

Этим параметрам соответствует комната стандартной высоты площадью не больше 20 кв. м. Устройство представляет собой лампу открытого типа, поэтому требует грамотного обращения.

Компактный мобильный уф-излучатель Кристалл очень удобен в использовании. Важно не забыть удалить из зоны его действия растения, животных и людей

На время работы оборудования из зоны его действия следует обязательно удалять растения, животных и людей. Конструктивно прибор очень прост. Отсутствует таймер и система автоматического отключения. По этой причине пользователь должен самостоятельно следить за временем работы аппарата.

При необходимости уф-лампа может быть заменена на стандартную и тогда оборудование будет работать как обычный светильник.

Как работает бактерицидная лампа Кристалл:

№3 - бактерицидные рециркуляторы серии РЗТ и ОРББ

Это мощные устройства закрытого типа. Предназначены для дезинфекции и очистки воздуха. Приборы оснащаются уф-лампой, которая находится внутри закрытого защитного корпуса.

Воздух всасывается внутрь устройства под действием вентилятора, после обработки подается наружу. Благодаря этому прибор может функционировать в присутствии людей, растений или животных, которые не получают негативного воздействия.

В зависимости от модели устройства могут дополнительно оснащаться фильтрами, задерживающими частички загрязнения и пыль. Оборудование в основном выпускается в виде стационарных приборов с настенным креплением, встречаются и потолочные варианты. В некоторых случаях устройство можно снять со стены и разместить на столе.

Выводы и полезное видео по теме

Правильно выбираем ультрафиолетовый излучатель для дома:

Ультрафиолет необходим каждому живому существу. К сожалению, не всегда его можно получить в достаточном количестве. Кроме того, уф-лучи – мощное оружие против самых разных микроорганизмов и патогенной микрофлоры. Поэтому многие задумываются о покупке бытового ультрафиолетового излучателя.

Делая выбор не нужно забывать о том, что пользоваться прибором нужно предельно аккуратно. Необходимо строго соблюдать рекомендации врачей и не переусердствовать. Большие дозы ультрафиолета очень опасны для всего живого .

Или вы пока только планируете покупку и у вас возникли вопросы или сомнения в целесообразности приобретения ультрафиолетового дезинфицирующего прибора? Спрашивайте совет у наших экспертов в блоке под этой статьей – мы постараемся вам помочь.

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.

Солнце посылает нам свет, тепло и ультрафиолетовое (УФ) излучение. Все мы подвергаемся воздействию ультрафиолетового излучения, поступающего от солнца, а также от искусственных источников, используемых в промышленности, торговле и других отраслях экономики.

Область ультрафиолетового излучения включает волны диапазоном 100 – 400 нм и условно делится на три группы:

• УФ-А (UVA) (315–400 нм)
• УФ-В (UVB) (280–315 нм)
• УФ-С (UVC) (100–280 нм)

Все UVC излучения и приблизительно 90% UVB излучений при прохождении сквозь атмосферу поглощаются озоном, парами воды, кислородом и углекислым газом. Менее всего подвергается воздействию атмосферы UVA излучение. Таким образом, ультрафиолетовое излучение, достигающее Земную поверхность, в основном состоит из UVA и небольшой части UVB излучений.

Влияние природных факторов на уровень ультрафиолетового излучения:

Высота Солнца

Чем выше в небе находится солнце, тем выше уровень ультрафиолетового излучения. Следовательно,уровень ультрафиолетового излучения меняется в зависимости от времени суток и времени года. Вне тропиков наивысшая степень излучения наблюдается в летние месяцы при нахождении солнца в зените в районе полудня.

Широта

При приближении к экваториальным регионам степень излучения повышается.

Облачность

Степень ультрафиолетового излучения выше при безоблачном небе, но даже при наличии облаков степень ультрафиолетового излучения может быть высока. В этом случае ультрафиолетовое излучение, рассеиваясь, отражается различными поверхностями, и поэтому общий уровень ультрафиолетового излучения может быть достаточно высок.

Высота

При увеличении высоты уменьшающийся слой атмосферы поглощает ультрафиолетовое излучение в меньшей степени. С увеличением высоты на каждые 1000 м уровень ультрафиолетового излучения возрастает на 10% - 12%.

Озон

Озоновый слой поглощает часть ультрафиолетового излучения, направленного на земную поверхность. Толщина озонового слоя меняется в течение года и даже суток.

Отражение от поверхности Земли

Ультрафиолетовое излучение отражается или рассеивается в разной степени различными поверхностями, например, чистый снег может отражать до 80% ультрафиолетового излучения, сухой прибрежный песок около 15%, морская пена около 25%.

1. Более 90% УФ излучения может проникать сквозь небольшую облачность.
2. Чистый снег отражает до 80% УФ излучения.
3. УФ излучение усиливается на 4% при подъеме на каждые 300 м.
4. Люди, работающие в помещении, за год подвергаются воздействию УФ излучения в 5-10 раз меньше, чем люди, работающие вне помещений.
5. В воде на глубине 0,5 м уровень УФ излучения составляет 40% от уровня УФ излучения на поверхности.
6. 60% от общего количества УФ излучения мы получаем в промежуток времени от 10-00 до 14-00 ч.
7. Тень уменьшает уровень УФ-излучения на 50% и более.
8. Белый песок отражает до 15% УФ излучения.

Влияние ультрафиолетового излучения на здоровье

Небольшое количество ультрафиолетового излучения полезно и необходимо для выработки витамина Д. Ультрафиолетовое излучение также используется для лечения некоторых болезней, в их числе рахит, псориаз и экзема. Лечение проводится под медицинским наблюдением, принимая в расчет пользу лечения и риск от воздействия ультрафиолетового излучения.
Однако длительное воздействие ультрафиолетового излучения на человека может привести к острым и хроническим поражениям кожи, глаз и имунной системы.
Популярным заблуждением является то, что только светлокожое население должно быть обеспокоено чрезмерным "пребыванием на солнце". Более темная кожа имеет большее содержание защитного пигмента меланина. У людей с такой кожей наблюдается меньший процент развития рака кожи. Однако рак кожи диагностируется и у этой группы населения, но часто на более поздней и более опасной стадии.
Риск повреждения глаз и имунной системы ультрафиолетовым излучением не зависит от типа кожи.
Наиболее известными острыми поражениями в результате чрезмерного воздействия ультрафиолетового излучения являются солнечные ожоги и загар, при длительном воздействии ультрафиолетовое излучение вызывает дегенеративные изменения в клетках и кровеносных сосудах, что приводит к преждевременному старению кожи. Ультрафиолетовое излучение может также вызывать острое поражение глаз.
Хронические поражения включают рак кожи и катаракту.
Ежегодно отмечается 2-3 миллиона случаев заболевания незлокачественным раком кожи и 132000 случая заболевания меланомой кожи. Незлокачественный рак кожи может быть удален хирургическим путем и редко приводит к летальному исходу, злокачественная меланома является одним из показателей причин смертности светлокожего населения.
Ежегодно приблизительно 12 – 15 миллионов человек слепнут по причине катаркты. Согласно проведенным исследованиям до 20% случаев слепоты могут быть вызваны или усилены воздействием солнца, особенно в Индии, Пакистане и других странах, близких к экватору.
Также существует предположение, что ультрафиолетовое излучение может увеличивать риск инфекционных болезней и ограничивать эффективность вакцинаций.
Однако, несмотря на все вышеуказанное, многие считают интенсивное загорание нормальным. Дети, подростки и их родители воспринимают загар как показатель привлекательности и хорошего здоровья.

Группа риска

• Длительное пребывание на солнце в детстве увеличивает риск развития в дальнейшем рака кожи и может причинить серьезный вред глазам.
• Все дети до 15 лет имеют чувствительную кожу и глаза – защищайте их и сами подавайте им хороший пример!
• Дети до одного года не должны находиться под прямыми лучами солнца!
• Родители, защищайте детей от солнца! Учите их применению солнцезащитных средств и режиму пребывания на солнце!

Влияние истощения озонового слоя на здоровье

Истощение озонового слоя, вероятно, усилит неблагоприятные последствия ультрафиолетового излучения, так как стратосферный озон является его эффективным поглотителем.
С уменьшением озонового слоя защитный фильтр, представляемый атмосферой, уменьшается. Соответственно, население и окружающая среда подвергаются более высокой степени ультрафиолетового излучения, в особенности излучению UVB, которое оказываает большое влияние на здоровье людей, животных, морские организмы и жизнь растений.
Вычислительные модели предсказывают, что уменьшение стратосферного озона на 10% может вызвать дополнительно 300 000 незлокачественных, 4500 злокачественных заболеваний раком кожи и 1,6 – 1,75 миллионов случаев заболевания катарактой ежегодно.

ГЛОБАЛЬНЫЙ СОЛНЕЧНЫЙ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ (УФ) ИНДЕКС

Введение

С 1970-х годов отмечается увеличение количества заболеваний раком кожи среди светлокожего населения. Это увеличение связывается с привычками населения пребывать "на солнце" под его ультрафиолетовым компонентом и общераспространенным мнением о привлекательности и пользе загара.
Таким образом, появляется острая необходимость повышения осведомленности населения о вредном воздействии ультрафиолетового излучения, имеющая целью изменение привычек населения для предотвращения тенденции к увеличению случаев заболевания раком кожи.
Глобальный ультрафиолетовый индекс является упрощенной мерой измерения уровня ультрафиолетовой радиации на поверхности Земли и индикатором потенциальной опасности для кожи. Он служит средством повышения осведомленности населения и предупреждения о необходимости применения защитных мер от воздействия ультрафиолетвого излучения.
УФИ был разработан Всемирной Организацией Здравоохранения при содействии Программы Объединенных Наций об окружающей среде, Всемирной Метеорологической Организации, Международной Комиссии по защите от неионизирующего излучения, Немецкого Федерального Офиса защиты от радиации.
Начиная с первого оглашения в 1995 г., было проведено несколько международных встреч экспертов (Les Diablerets; Baltimore, 1996; Les Diablerets, 1997; Munich, 2000) с целью упорядочения информирования населения об УФИ и активизации использования УФИ как средства защиты от солнца.

Что такое глобальный солнечный ультрафиолетовый индекс?

Глобальный солнечный УФ-индекс (УФИ, UV index, UVI) характеризует уровень солнечного ультрафиолетового излучения у поверхности Земли. УФ-индекс принимает значения от нуля и выше. При этом чем больше значение УФ-индекса, тем больше потенциальная опасность для кожи и глаз человека и тем меньше время, требуемое для причинения вреда здоровью.
Значения УФ-индекса соответствуют уровням воздействия ультрафиолетового излучения солнца по следующим категориям:

Зачем нужен ультрафиолетовый индекс?

УФ-индекс является важным средством повышения осведомленности населения о риске чрезмерного пребывания в зоне ультрафиолетового излучения и предупреждает о необходимости применения солнцезащитных средств. Уровень ультрафиолетового излучения и, следовательно, значения УФ- индекса различны в течение суток. Обычно показывается максимальное значение ультрафиолетового излучения, наблюдаемое в 4-часовой период в районе солнечного полудня. Солнечный полдень длится с 12 часов до 14 часов дня.
Люди, строя планы на день и решая "в чем выйти", обычно руководствуются прогнозом погоды (или видом из окна) и особенно прогнозом температуры воздуха.
Аналогично температурной шкале, УФ-индекс показывает уровень ультрафиолетового излучения и возможную опасность воздействия Солнца.
Зная прогноз УФ-индекса, каждый может сделать выбор, способствующий сохранению здоровья.

Необходимые меры защиты в зависимости от значения УФ-индекса
Защита не требуется			Требуется защита						Требуется повышенная защита
Пребывание вне помещения не представляет опасности			В полуденные часы оставайтесь в тени! Носите одежду с длинными рукавами и шляпу! Пользуйтесь солнцезащитным кремом!						Полуденные часы пережидайте внутри помещения! Вне помещения оставайтесь в тени! Обязательно носите одежду с длинными рукавами, шляпу, пользуйтесь солнцезащитным кремом!

Даже для людей с очень чувствительной светлой кожей риск причинения вреда здоровью минимален при значениях УФ-индекса ниже 3, и при нормальных обстоятельствах применение защитных средств не требуется.
Защита необходима при значениях УФ-индекса выше 3, усиление защитных мер требуется при значении УФ-индекса 8 и выше. В этом случае нужно использовать все защитные средства:

• Ограничьте нахождение на солнце в полуденные часы.
• Оставайтесь в тени.
• Носите одежду с длинными рукавами.
• Наденьте широкополую шляпу для защиты глаз, лица и шеи.
• Защитите глаза очками с прилегающей оправой.
• Используйте солнцезащитный крем с фактором солнечной защиты (SPF)15+. Не применяйте солнцезащитный крем для продления времени пребывания на солнце.
• Защитите малышей: это особенно важно.

Мифы и реальность

МИФ	РЕАЛЬНОСТЬ
Солнечный загар полезен.	Загар- это защита организма от дальнейшего повреждения ультрафиолетовым излучением.
Загар предохраняет от солнца.	Темный загар на светлой коже является ограниченной защитой, эквивалентной SPF (солнцезащитному фактору) приблизительно равному 4.
Вы не загорите в облачный день.	До 80 % солнечного ультрафиолетового излучения проникает сквозь облачный покров. Туман может увеличивать уровень ультрафиолетового излучения.
Вы не загорите, находясь в воде.	Вода представляет минимальную защиту от ультрафиолетового излучения, а отражение от воды может увеличивать уровень ультрафиолетового излучения.
Ультрафиолетовое излучение не опасно зимой.	Уровень ультрафиолетового излучения обычно ниже в зимние месяцы, но отражение от снега может его удвоить, особенно на высотах. Будьте особенно осторожны ранней весной, когда температура воздуха невысока, но солнечное УФ-излучение сильно.
Солнцезащитный крем является средством защиты, я могу увеличить время загорания.	Солнцезащитный крем должен использоваться не с целью продления времени пребывания "на солнце", а с целью усиления защиты от ультрафиолетового излучения.
Вы не "сгорите", если будете делать перерывы во время загорания.	Воздействие ультрафиолетового излучения имеет тенденцию к накоплению в течение дня.
Вы не загорите, если солнечное тепло неощутимо.	Солнечный загар вызывается ультрафиолетовым излучением, которое невозможно почувствовать. Ощущая тепло Солнца, мы ощущаем его инфракрасное, а не ультрафиолетовое излучение.

ПОМНИТЕ!

• Загар не останавливает ультрафиолетовое излучение! Даже если ваша кожа загорела, ограничьте пребывание на солнце в полуденные часы и применяйте меры солнцезащиты.
• Ограничивайте время загорания! Загар – это указание, что Ваша кожа получила передозировку ультрафиолетового излучения! Защитите свою кожу!
• Носите солнцезащитные очки, широкополую шляпу и защищающую одежду, пользуйтесь солнцезащитным кремом SPF 15+.
• Использование солнцезащитного крема - средство не для продления времени вашего пребывания "на солнце", а уменьшения риска пребывания "на солнце" для здоровья.
• Прием некоторых медикаментов, а также использование духов и дезодорантов делают кожу более чувствительной, вызывая серьезные солнечные ожоги.
• Пребывание "на солнце" увеличивает риск развития рака кожи, ускоряет старение кожи и вредит глазам. Защитите себя!
• Тень - одно из лучших средств защиты от солнечной радиации. Постарайтесь оставаться в тени в полуденные часы, когда степень ультрафиолетового излучения наиболее высока.
• Облачность на небе не предохраняет от загара. Ультрафиолетовое излучение проникает сквозь облака.
• Помните, что вред коже и глазам наносит ультрафиолетовое излучение, которое нельзя увидеть или почувствовать- НЕ ОБМАНЫВАЙТЕСЬ УМЕРЕННЫМИ ТЕМПЕРАТУРАМИ!
• Если вы предполагаете находиться на открытом воздухе в течение дня, не забудьте солнцезащитное средство, шляпу и одежду с длинными рукавами.
• Во время пребывания на горнолыжных склонах не забывайте, что высота и чистый снег могут удвоить ультрафиолетовое излучение, не забывайте о солнцезащитных очках и солнцезащитном креме! В горах уровень ультрафиолетового излучения увеличивается приблизительно на 10% каждые 1000 м.

• Источники информации:
  1.Материалы сайта Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ).
  http://www.who.int/uv/intersunprogramme/activities/uv_index/en/index.html
  2."Global Solar UV Index. A Practical Guide". "Глобальный солнечный УФ-индекс. Практическое руководство.", ВОЗ 2002
  http://www.who.int/uv/publications/globalindex/en/index.html
  Руководство рекомендовано Всемирной Организацией Здравоохранения, Всемирной Метеорологической Организацией, Программой ООН по окружающей среде, Международной Комиссией по защите от неионизирующего излучения.

  Прогноз УФ-индекса и толщины озонового слоя предоставлен.

Ультрафиолетовый свет — это тип электромагнитного излучения, который заставляет плакаты с черным светом светиться, отвечает за летний загар и солнечные ожоги. Однако слишком большое воздействие УФ-излучения повреждает живую ткань.

Электромагнитное излучение исходит от солнца и передается волнами или частицами на разных длинах волн и частотах. Этот широкий диапазон длин волн известен как электромагнитный (ЭМ) спектр. Спектр обычно делится на семь областей в порядке уменьшения длины волны и увеличения энергии и частоты. Общими обозначениями являются радиоволны, микроволны, инфракрасные (ИК), видимые, ультрафиолетовые (УФ), рентгеновские и гамма-лучи.

Ультрафиолетовый (УФ) свет попадает в диапазон ЭМ-спектра между видимым светом и рентгеновскими лучами. Он имеет частоты приблизительно от 8 × 1014 до 3 × 1016 циклов в секунду или герц (Гц) и длины волн около 380 нанометров (1,5 × 10-5 дюймов) до примерно 10 нм (4 × 10-7 дюймов). Согласно «Ультрафиолетовому излучению» У.С. ВМФ, УФ обычно делится на три поддиапазона:

• UVA или вблизи УФ (315-400 нм)
• UVB или средний УФ (280-315 нм)
• UVC, или далеко УФ (180-280 нм)

Ультрафиолетовый свет обладает достаточной энергией для разрушения химических связей. Из-за их более высоких энергий УФ-фотоны могут вызывать ионизацию, процесс, в котором отрываются от атомов. Полученная вакансия влияет на химические свойства атомов и заставляет их образовывать или разрушать химические связи, которых они иначе не имели бы. Это может быть полезно для химической обработки, или это может повредить материалы и живые ткани. Этот ущерб может быть полезен, например, на дезинфицирующих поверхностях, но он также может быть вредным, особенно для кожи и глаз, на которые наиболее неблагоприятно воздействуют ультрафиолетовое излучение.

Большая часть естественного света с ультрафиолетовыми лучами встречаются от солнца. Тем не менее, только около 10 процентов солнечного света является ультрафиолетовым излучением, и только около трети этого проникает в атмосферу когда достигает земли. Из солнечного света достигает экватора 95%, а 5% — ультрафиолет. Никакой измеримый УФК от солнечной радиации не достигает поверхности Земли, потому что озон, молекулярный кислород и водяной пар в верхней атмосфере полностью поглощают самые короткие длины волн УФ. Тем не менее, «ультрафиолетовое излучение широкого спектра действия является самым сильным и самым разрушительным для живых существ», согласно 13-му докладу NTP по канцерогенам».

Загар является реакцией на воздействие вредных лучей. По сути, загар обусловлен естественным защитным механизмом организма, который состоит из пигмента, называемого меланином, который продуцируется клетками в коже, называемыми меланоцитами. Меланин поглощает ультрафиолетовый свет и рассеивает его как тепло. Когда организм ощущает солнечный урон, он посылает меланин в окружающие клетки и пытается защитить их от дальнейшего повреждения. Пигмент заставляет кожу темнеть.

«Меланин — естественный солнцезащитный крем», — сказал в интервью 2013 года помощник профессора дерматологии Медицинской школы Университета Тафтса. Тем не менее, постоянное воздействие ультрафиолетового света может подавить защиту организма. Когда это происходит, происходит токсическая реакция, приводящая к солнечному ожогу. Ультрафиолетовый свет может повредить ДНК в клетках организма. Тело ощущает это разрушение и наводняет область кровью, чтобы помочь в процессе заживления. Болезненное воспаление также происходит. Обычно в течение полудня из-за переизгашения на солнце характерный красно-омарный вид солнечного ожога начинает становиться известным и ощущаться.

Иногда клетки с ДНК, мутированные солнечными лучами, превращаются в проблемные клетки, которые не умирают, а продолжают распространяться как рак. «Ультрафиолетовый свет вызывает случайные повреждения в процессе восстановления ДНК, так что клетки приобретают способность избегать смерти», — сказал Чжуан.

Результатом является рак кожи, наиболее распространенная форма рака. Люди, получающие солнечные ожоги, подвергаются значительно более высокому риску. По словам Фонда рака кожи, риск смертельной формы рака кожи, называемый меланомой, удваивается для тех, кто получил пять или более солнечных ожогов.

Для получения ультрафиолетового света был разработан ряд искусственных источников. По данным Общества физики здоровья, «искусственные источники включают в себя кабины для загара, черные огни, лампы для вулканизации, бактерицидные лампы, ртутные лампы, галогенные лампы, высокоинтенсивные газоразрядные лампы, флуоресцентные и лампы накаливания и некоторые типы лазеров».

Одним из наиболее распространенных способов получения ультрафиолетового света является пропускание электрического тока через испаренную ртуть или какой-либо другой газ. Этот тип лампы обычно используется в кабинах для загара и для дезинфекции поверхностей. Лампы также используются в черных лампах, которые вызывают флуоресцентные краски и красители. Светоизлучающие диоды (светодиоды), лазеры и дуговые лампы также доступны как ультрафиолетовые источники с различными длинами волн для промышленных, медицинских и исследовательских применений.

Многие вещества, включая минералы, растения, грибы и микробы, а также органические и неорганические химикаты, могут поглощать ультрафиолетовый свет. Поглощение заставляет электроны в материале прыгать на более высокий уровень энергии. Эти электроны могут затем вернуться к более низкому энергетическому уровню в серии меньших шагов, испуская часть своей поглощенной энергии в виде видимого света — флуоресценции. Материалы, используемые в качестве пигментов в краске или красителе, которые проявляют такую ​​флуоресценцию, становятся ярче под солнечным светом, потому что поглощают невидимый ультрафиолетовый свет и повторно излучают его на видимых длинах волнах. По этой причине они обычно используются для знаков, спасательных жилетов и других применений, в которых важна высокая видимость.

Флуоресценцию можно также использовать для обнаружения и идентификации определенных минералов и органических материалов. Флуоресцентные зонды позволяют исследователям обнаруживать конкретные компоненты сложных биомолекулярных сборок, таких как живые клетки, с изящной чувствительностью и селективностью.

В люминесцентных лампах, используемых для освещения, ультрафиолетовый свет с длиной волны 254 нм получается вместе с синим светом, который испускается при прохождении электрического тока через пары ртути. Это ультрафиолетовое излучение невидимо, но содержит больше энергии, чем излучаемый видимый свет. Энергия ультрафиолетового света поглощается флуоресцентным покрытием внутри флуоресцентной лампы и излучается как видимый свет. Подобные трубки без того же флуоресцентного покрытия излучают ультрафиолетовый свет, который можно использовать для дезинфекции поверхностей, поскольку ионизирующее воздействие УФ-излучения может убить большинство бактерий.

Помимо солнца, есть многочисленные небесные источники ультрафиолетового света. По словам НАСА, в космосе очень крупные молодые звезды сияют большей частью своего света на ультрафиолетовых волнах. Поскольку атмосфера Земли блокирует большую часть ультрафиолетового света, особенно на более коротких длинах волн, наблюдения проводятся с использованием высотных воздушных шаров и орбитальных телескопов, оснащенных специализированными датчиками изображения и фильтрами для наблюдения в УФ-области спектра ЭМ.

По словам Роберта Паттерсона, профессора астрономии в Университете штата Миссури, большинство наблюдений проводятся с использованием устройств с зарядовой связью (CCD), детекторов, предназначенных для чувствительности к коротковолновым фотонам. Эти наблюдения могут определять температуры поверхности самых горячих звезд и выявлять наличие промежуточных газовых облаков между Землей и квазарами.

Лечение рака ультрафиолетовым светом

В то время как воздействие ультрафиолетового света может привести к раку кожи, некоторые состояния кожи можно лечить с помощью ультрафиолетового света. В процедуре, называемой обработкой ультрафиолетовым излучением псоралина (PUVA), пациенты принимают лекарство или наносят лосьон, чтобы сделать кожу чувствительной к свету. Затем на кожу светится ультрафиолетовый свет. PUVA используется для лечения лимфомы, экземы, псориаза и витилиго.

Это может показаться нелогичным для лечения рака кожи тем же, что и вызвало его, но PUVA может быть полезным из-за воздействия ультрафиолетового света на продукцию клеток кожи. Это замедляет рост, который играет важную роль в развитии болезни.

Ключ к происхождению жизни?

Недавние исследования показывают, что ультрафиолетовый свет, возможно, сыграл ключевую роль в происхождении жизни на Земле, особенно в происхождении РНК. В статье 2017 года в журнале Astrophysics Journal авторы исследования отмечают, что звезды красного карлика не могут излучать достаточный ультрафиолетовый свет чтобы начать биологические процессы, необходимые для образования рибонуклеиновой кислоты необходимой для всех форм жизни на Земле. Исследование также предполагает, что этот вывод может помочь в поиске жизни в других частях Вселенной.