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.
ультрафиолетовое излучение
Открытие инфракрасного излучения побудило немецкого физика Иоганна Вильгельма Риттера начать изучение противоположного конца спектра, прилегающего к его фиолетовой области. Очень скоро обнаружилось, что там располагается излучение с весьма сильной химической активностью. Новое излучение получило название ультрафиолетовых лучей.
Что же такое ультрафиолетовое излучение? И каково его влияние на земные процессы и действие на живые организмы?
Отличие ультрафиолетового излучения от инфракрасного
Ультрафиолетовое излучение, как и инфракрасное, представляет собой электромагнитные волны. Именно эти излучения ограничивают спектр видимого света с двух сторон. Оба вида лучей не воспринимаются органами зрения. Имеющиеся отличия в их свойствах вызвано разницей в длине волны.
Диапазон ультрафиолетового излучения, располагающегося между видимым и рентгеновским излучением, - достаточно широк: от 10 до 380 микрометра (мкм).
Основное свойство инфракрасного излучения - это его тепловое действие, тогда как важнейшей особенностью ультрафиолета является его химическая активность. Именно благодаря этой особенности ультрафиолетовое излучение оказывает огромное влияние на организм человека.
Влияние ультрафиолетового излучения на человека
Биологический эффект, оказываемый различными длинами ультрафиолетовых волн, имеет существенные различия. Поэтому биологи разделили весь УФ диапазон на 3 участка:
- УФ-A лучи, это ближний ультрафиолет;
- УФ-B - средний;
- УФ-C - дальний.
Окутывающая нашу планету атмосфера, является своеобразным щитом, защищающим Землю от мощного потока ультрафиолетового излучения, идущего от Солнца.
Причём УФ-C лучи поглощаются озоном, кислородом, водяным паром и углекислым газом почти на 90%. Поэтому поверхности Земли в основном достигает радиация, содержащая УФ-A и небольшую долю УФ-В.
Наиболее агрессивным является коротковолновое излучение. Биологическое действие коротковолнового УФ-излучения при попадании на живые ткани могло бы оказывать достаточно разрушительное влияние. Но к счастью, озоновый щит планеты уберегает нас от его воздействия. Однако, не следует забывать, что источниками лучей именно этого диапазона являются ультрафиолетовые лампы и сварочные аппараты.
Биологическое действие длинноволнового УФ-излучения заключается преимущественно в эритемном (вызывающим покраснение кожи) и загарном действии. Эти лучи достаточно мягко воздействуют на кожу и ткани. Хотя существует индивидуальная зависимость кожи от воздействия УФ.
Также при воздействии интенсивного ультрафиолета могут пострадать глаза.
О влиянии ультрафиолетового излучения на человека знают все. Но в основном - это поверхностные сведения. Попробуем детальнее осветить эту тему.
Как влияет ультрафиолет на кожу (ультрафиолетовый мутагенез)
Хроническое солнечное голодание ведёт ко многим негативным последствиям. Точно так же, как и другая крайность - желание приобрести «красивый, шоколадный цвет тела» за счёт длительного пребывания под палящими солнечными лучами. Как и почему влияет ультрафиолет на кожу? Чем грозит неконтролируемое пребывание на солнце?
Естественно, что покраснение кожи, далеко не всегда приводит к шоколадному загару. Потемнение кожи происходит как результат выработки организмом красящего пигмента - меланина, как свидетельство борьбы нашего организма с травмирующим действием УФ части солнечного излучения. При этом, если покраснение - это временное состояние кожи, то потеря её эластичности, разрастание клеток эпителия в виде веснушек и пигментных пятен - это стойкий косметический дефект. Ультрафиолет, глубоко проникая в кожные покровы, может стать причиной ультрафиолетового мутагенеза, то есть повреждения клеток кожи на генном уровне. Самым грозным его осложнением является меланома - опухоль кожи. Метастазирование меланомы может привести к летальному исходу.
Защита кожи от УФ-излучения
Существует ли защита кожи от УФ-излучения? Чтобы защитить кожу от солнца, особенно на пляже, достаточно придерживаться нескольких правил.
Для защиты кожи от ультрафиолетового излучения необходимо использовать и специально подобранную одежду.
Как влияет ультрафиолет на глаза (электроофтальмия)
Ещё одним проявлением негативного воздействия ультрафиолетового излучения на организм человека является электроофтальмия, то есть повреждение структур глаза под воздействием интенсивного ультрафиолета.
Поражающим фактором при этом процессе является средневолновой диапазон ультрафиолетовых волн.
Часто это происходит при следующих условиях:
- во время наблюдения за солнечными процессами без специальных приспособлений;
- при яркой, солнечной погоде на море;
- во время пребывания в горном, заснеженном районе;
- при кварцевании помещений.
При электроофтальмии имеет место ожёг роговицы. Симптомами такого поражения являются:
- усиленное слезотечение;
- резь;
- светобоязнь;
- покраснение;
- отёк эпителия роговицы и век.
К счастью, обычно глубокие слои роговицы не поражаются, и после заживления эпителия зрение восстанавливается.
Первая помощь при электроофтальмии
Описанные выше симптомы могут доставить человеку не только дискомфорт, но и настоящие страдания. Как оказать первую помощь при электроофтальмии?
Помогут следующие действия:
- промывание глаз чистой водой;
- закапывание увлажняющих капель;
- солнцезащитные очки.
Компрессы из влажных пакетиков чёрного чая и сырого, тёртого картофеля отлично снимают резь в глазах.
Если помощь не возымела действия, обратитесь к врачу. Он назначит терапию, направленную на восстановление роговицы.
Всех этих неприятностей можно было бы избежать, используя солнцезащитные очки со специальной маркировкой - UV 400, которые полностью защитят глаза от всех видов ультрафиолетовых волн.
Применение ультрафиолетового излучения в медицине
В медицине существует термин «ультрафиолетовое голодание». Это состояние организма возникает при отсутствии или недостаточном воздействии солнечного света на организм человека.
Чтобы избежать возникающих при этом патологий, используют искусственные источники УФ-излучения. Их дозированное использование помогает справиться с зимним дефицитом витамина D в организме и повысить иммунитет.
Наряду с этим ультрафиолетовая терапия широко применяется для лечения суставов, дерматологических и аллергических заболеваний.
Ультрафиолетовое облучение также помогает:
- поднять гемоглобин и понизить уровень сахара;
- улучшить работу щитовидной железы;
- восстановить работу дыхательной и эндокринной систем;
- обеззараживающее действие УФ-лучей широко применяется для дезинфекции помещений и хирургических инструментов;
- весьма полезны его бактерицидные свойства для лечения больных с тяжёлыми, гнойными ранами.
Как и при любом серьёзном воздействии на человеческий организм необходимо учитывать не только пользу, но и возможный вред от ультрафиолетового излучения.
Противопоказаниями для ультрафиолетовой терапии являются острые воспалительные и онкологические заболевания, кровотечения, II и III стадия гипертонической болезни, активная форма туберкулёза.
Каждое научное открытие несёт для человечества как потенциальные опасности, так и огромные перспективы его использования. Познание последствий воздействия ультрафиолета на человеческий организм, позволило не только минимизировать его негативное влияние, но и в полной мере применить ультрафиолетовое излучение в медицине и других сферах жизни.
Наверняка многие знают, что ультрафиолет способен устроить для вашей кожи двоякую ситуацию. Он может ровно нанести на тело то, что мы называем загаром (иными словами, оказать воздействие на меланин под нашей кожей), а может и нанести серьёзный ожог.
Ультрафиолетовый свет – мощнейшее излучение от главной и единственной нашей системы – Солнечной, сейчас это знает каждый школьник. То, что мы видим как солнечные лучи на самом деле просто свет от звезды, долетающий до нас сквозь невероятное расстояние.
Ультрафиолетовые невидимые для нас волны просто остаются за пределами спектра, который доступен человеческому глазу.
Что такое ультрафиолет?
Это всего лишь остатки энергии, которая долетает к нам от Солнца сквозь расстояние до Земли (а это 149 600 000 км) и преодолевает главную защиту планеты – озоновый слой.
То, что мы можем чувствовать на своей коже – крохотные частицы того невероятного количества тепла, которое звезда выделяет ежесекундно. Про озоновый слой вы могли слышать из экологических телепрограмм и прочего подобного материала и не зря.
Если бы озонового слоя не существовало, всё живое на Земле практически моментально умерло бы от мощнейшего потока радиации. Да, ультрафиолет радиоактивен и в больших дозах может нанести вред вплоть до летального исхода.
Ультрафиолетовый диапазон излучения находится между видимыми нам лучами (именно фиолетовой границей нашего светового зрения) и рентгеновским излучением.
Именно поэтому этот тип электромагнитных лучей получил своё название – ultraviolet, от лат. ultra (сверх чего-то, за пределами чего-то) и violet (фиолетовый с англ.).
Ультрафиолетовый свет обладает также и разной длиной волны – от 400 до 100 нм. Длина волны важна – она влияет на живые организмы с силой, прямо пропорциональной дальности.
Длина волны усф в 280-200 нм оказывает самое сильное влияние на живые организмы, например, ткани органов. На микроорганизмы действует как бактерицидное излучение, полностью уничтожая.
Кто открыл ультрафиолет?
Подозрения о том, что невидимые спектры света существуют, бродили среди величайших умов человечества очень давно. Учёные того времени не могли объяснить явление, но строили очень многообещающие догадки, которые и подвели современных учёных к открытию в чистом виде.
Открытие произошло вскоре после обнаружения человечеством инфракрасного излучения. Примерно в это время немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер начал проводить исследования в области противоположной части спектра, с лучами за пределом фиолетового.
Девятнадцатый век только-только начался, люди ещё очень многое не знали про свет и то, что он из себя представляет, не говоря уже о том, что такое ультрафиолетовое излучение.
Всё познавалось путём эксперимента, редкими контактами с коллегами из других стран и долгим путём проб и ошибок. Таким же путём пошёл и Риттер.
Он задумал интересный эксперимент, который осуществил в своих исследованиях с помощью хлорида серебра. Облучая его разными частями спектра, он заметил, что окисление вещества происходит с разной скоростью.
Каждый участок спектра оказывал разное влияние, но один показатель очень явно выделялся среди прочих – быстрее всего серебро темнело за пределами фиолетовой части, а точнее перед ней.
Несмотря на то, что даже знания про диапазон длин волн тогда были довольно размыты, учёные почерпнули из этого вывод, изменивший физику навсегда.
В результате долгих дискуссий и обсуждений, вывод был дан общественности довольно чётко.
Учёные сошлись на том, что свет можно поделить на три условные, строго отдельные части:
- видимый свет (виден человеческому глазу);
- инфракрасное излучение (невидимые лучи, дающие эффект тепла и отвечающие за окисление);
- ультрафиолетовые лучи (восстанавливающие).
Разумеется, тогда никто не мог знать влияние ультрафиолетовой волны на человеческую кожу, а также все сферы, в которых человек будет использовать это излучение в будущем.
Тем не менее, исследования продолжались и продолжаются в наши дни, а ультрафиолет постоянно удивляет учёных какими-то новыми свойствами и возможностями его применения.
Польза ультрафиолета для человека
С каждым годом человечество обнаруживало всё новые и новые способы использовать это удивительное излучение.
Одним из самых известных и знакомых каждому, кто имел несчастье длительное время лежать в больнице, является кварцевание – облучение больничного помещения ультрафиолетом с целью полной стерилизации комнаты от микроорганизмов.
Хоть метод и давний, но до сих пор применяется — многие больничные палаты до сих пор оборудованы специальными лампами, излучающими ультрафиолетовые лучи.
Все люди, включая персонал, покидают помещение на время кварцевания, так как лучи ультрафиолета достаточной мощности для бактерицидного эффекта обязательно навредят человеку.
Оказавшийся даже ненадолго под эффектом такой лампы человек почувствует гул в ушах, повышенное давление, его будут преследовать специфический запах и головная боль.
Ультрафиолетовое (уфс) излучение используется также и в обеззараживании воды. Наряду с хлором, который используется больше в промышленных целях, а не для воды, которая потом должна попасть в дома людей, ультрафиолет не только помогает очистить воду, а и устраняет последствия хлорирования и озонирования воды – чрезмерную жёсткость, химический осадок.
Наиболее популярен при очистке воды для промышленных нужд, для заводов и бассейнов – спектр ультрафиолетового излучения таков, что вреда человеку такая очистка не нанесёт.
Тот же хлор гораздо опаснее – если, например, в бассейне не рассчитать пропорции вещества к воде, хлорка легко может нанести вам слабые, но ощутимые мелкие ожоги кожного покрова.
«Отличился» ультрафиолет и в сфере анализа окружающей среды. Его, как и любое излучение, можно использовать для исследования веществ. Особенно эффект виден на минералах – при облучении горные породы и камни начинают светиться, причём каждый по-разному.
Последствий такого облучения нет, а особенная реакция каждого минерала на ультрафиолетовые лучи очень пригодилась геологам. Сейчас, просвечивая насквозь целые пласты горных пород, можно с почти абсолютной уверенностью «узнать» тот или иной камень.
Рентгеновские и также используются геологами для таких анализов, но с удивительной эффективностью ультрафиолета соперничать непросто.
Ну и, пожалуй, самая известная сейчас сфера применения таких лучей. Это, как ни странно, сфера косметологии.
Человечество давно задумалось – если ультрафиолет в солнечных лучах (а именно Солнце – основной источник космического ультрафиолета для нас) вызывает загар на человеческой коже.
То почему бы не создать искусственный источник и получать такой эффект круглый год, а не только в пляжные сезоны, когда принятие солнечных ванн возможно?
Действие уфс на кожу крайне простое и механическое – лучи действуют на наш человеческий пигмент (меланин), который просто защищается, темнея в процессе – это объясняет заодно и причину исчезновения загара со временем.
Сделать искусственный источник у нас получилось – сейчас это сверхсовременные солярии с щадящими лампами. Практически полностью безопасные для людей с любым типом кожи, а ультрафиолет в них используется легко и без всяких опасений.
Никто не застрахован от того, чтобы нанести слишком сильный загар или испортить ровный тон, но получить ожоги в салоне солярия не выйдет – техника безопасности не позволит.
Опасность ультрафиолета для кожи
Кстати, о безопасности. В малых количествах ультрафиолет под открытым небом не может причинить вреда серьёзнее, чем обгоревшая кожа, даже если вы будете находиться в воде.
Но мы говорим о стандартной для человека дозе облучения, а есть люди, вольно или невольно получающие избыток ультрафиолетовых лучей гораздо чаще, чем несколько раз в год.
Это грозит, к сожалению, не только перманентным загаром. Лучи действуют на кожу не лучшим образом, иногда образуя или усиливая уже имеющуюся меланому – проще говоря, рак кожи.
Меланомы бывают нескольких видов, но все они относятся к злокачественным опухолям. Причём неважно, где вы загораете – как космический солнечный, так и искусственный ультрафиолет, который применяется в соляриях, подействует одинаково.
Риск получить меланому невелик, но при наличии других раковых заболеваний ранее, ультрафиолетовое излучение увеличивает шанс на рецидив, что доказано.
Меланома – худший из вариантов и шансы на неё малы. Но злоупотребляя солнечными ваннами, вы получите ещё несколько неприятных сюрпризов.
Это всем нам известные с детства ожоги кожи, после которых верхний слой эпидермиса сползает клочьями. Большую вероятность преждевременного старения кожи из-за того же меланина, который попросту не выдержит такой нагрузки.
И если от ожогов вы избавитесь, так как везде уже используют специальные крема для лечения и профилактики солнечных ожогов, то обратить старение вспять вряд ли выйдет.
Ещё одно гениальное человеческое изобретение – солнечные очки, были придуманы также в попытках борьбы с излишками ультрафиолета, ведь для человеческого глаза эти лучи тоже очень вредны.
Вредоносное действие будет того же типа – ожог, но только главного барьера глаза, сетчатки. Это тяжёлая травма, целостность сетчатки очень трудно и дорого восстанавливать.
Что примечательно, при замене сетчатки некоторые пациенты начинали буквально видеть ультрафиолетовое излучение в виде слабого лилового свечения, и в новых моделях стремительно развивающихся имплантатов такой ошибки уже нет.
Защитить глаз от лучей можно только прямой «заслонкой», роль которой и выполняет стекло очков – его главная функция состоит именно в этом, а не в улучшении вашей видимости в солнечный день.
Удивительно, но из своего врага мы медленно, но верно превратили ультрафиолет в условного друга. Мы используем для решения бытовых проблем излучение, которое при любой более-менее серьёзной бреши в озоновом слое может с лёгкостью стать причиной апокалипсиса.
Мы научились обращаться с ним с осторожностью и знаем его основные тайны, но это совершенно не значит, что он для нас более не опасен.
Прежде всего, всё зависит от самих людей – пока технологии не развиты настолько, чтобы полностью избавлять нас от последствий космических излучений, следует быть крайне осторожными и остерегаться ожогов, особенно с такими последствиями.
Содержащиеся в атмосфере Земли кислород, солнечные лучи и вода являются основными условиями способствующими продолжению жизни на планете. Исследователями давно доказано, что интенсивность и спектр солнечной радиации в вакууме, существующем в космосе, остается неизменным.
На Земле же интенсивность ее воздействия, которую мы называем ультрафиолетовым излучением, зависит от множества факторов. В их числе: время года, географическое расположение местности над уровнем моря, толщина озонового слоя, облачность, а также уровень концентрации промышленных и естественных примесей в воздушных массах.
Ультрафиолетовые лучи
Солнечный свет доходит до нас в двух диапазонах. Человеческий глаз способен различить только один из них. В невидимом для людей спектре и находятся ультрафиолетовые лучи. Что они представляют собой? Это не что иное, как электромагнитные волны. Длина ультрафиолетового излучения находится в диапазоне от 7 до 14 нм. Такие волны несут на нашу планету огромнейшие потоки тепловой энергии, из-за чего их нередко называют тепловыми.
Под ультрафиолетовым излучением принято понимать обширный спектр, состоящий из электромагнитных волн с диапазоном, условно разделенным на дальние и ближние лучи. Первые из них считаются вакуумными. Их полностью поглощают верхние слои атмосферы. В условиях Земли их генерирование возможно только в условиях вакуумных камер.
Что касается ближних ультрафиолетовых лучей, их делят на три подгруппы, классифицируя по диапазонам на:
Длинные, находящиеся в пределах от 400 до 315 нанометров;
Средние - от 315 до 280 нанометров;
Короткие - от 280 до 100 нанометров.
Измерительные приборы
Как человек определяет ультрафиолетовое излучение? На сегодняшний день существует множество специальных устройств, разработанных не только для профессионального, но и для бытового применения. С их помощью измеряется интенсивность и частота, а также величина полученной дозы УФ-лучей. Результаты позволяют оценить их возможный вред для организма.
Источники ультрафиолета
Основным «поставщиком» УФ-лучей на нашей планете является, разумеется, Солнце. Однако на сегодняшний день человеком изобретены и искусственные источники ультрафиолета, которыми являются специальные ламповые приборы. Среди них:
Ртутно-кварцевая лампа высокого давления, способная работать в общем диапазоне от 100 до 400 нм;
Люминисцентная витальная лампа, генерирующая волны длиной от 280 до 380 нм, максимальный пик ее излучения находится между значениями 310 и 320 нм;
Безозоннные и озонные бактерицидные лампы, вырабатывающие ультрафиолетовые лучи, 80% которых составляет в длину 185 нм.
Польза УФ-лучей
Аналогично естественному ультрафиолетовому излучению, идущему от Солнца, свет, вырабатываемый специальными приборами, воздействует на клетки растений и живых организмов, изменяя их химическую структуру. Сегодня исследователям известны лишь некоторые разновидности бактерий, способные существовать без этих лучей. Остальные же организмы, попав в условия, где отсутствует ультрафиолетовое излучение, непременно погибнут.
УФ-лучи способны оказать значимое влияние на происходящие метаболические процессы. Они повышают синтез серотонина и мелатонина, что оказывает положительное влияние на работу центральной нервной, а также эндокринной системы. Под действием ультрафиолетового света активизируется выработка витамина D. А это главный компонент, способствующий усвоению кальция и препятствующий развитию остеопороза и рахита.
Вред УФ-лучей
Губительное для живых организмов жесткое ультрафиолетовое излучение не пропускают на Землю озоновые слои, находящиеся в стратосфере. Однако лучи, находящиеся в среднем диапазоне, доходящие до поверхности нашей планеты, способны вызвать:
Ультрафиолетовую эритему - сильный ожог кожи;
Катаракту - помутнение хрусталика глаза, которое приводит к слепоте;
Меланому - рак кожи.
Кроме этого, ультрафиолетовые лучи способны оказать мутагенное действие, вызвать сбои в работе иммунных сил, что становится причиной возникновения онкологических патологий.
Поражение кожи
Ультрафиолетовые лучи порой вызывают:
- Острые повреждения кожи. Их возникновению способствуют высокие дозы солнечной радиации, содержащие лучи среднего диапазона. Они воздействуют на кожу в течение короткого времени, вызывая при этом эритему и острый фотодерматоз.
- Отсроченное повреждение кожи. Оно возникает после длительного облучения длинноволновыми УФ-лучами. Это хронические фотодерматиты, солнечная геродермия, фотостарение кожи, возникновение новообразований, ультрафиолетовый мутагенез, базальноклеточный и плоскоклеточный рак кожи. В этом списке находится и герпес.
Как острые, так и отсроченные повреждения порой получают при чрезмерных увлечениях искусственными солнечными ваннами, а также при посещениях тех соляриев, которые используют несертифицированное оборудование или где не проводятся мероприятия по калибровке УФ-ламп.
Защита кожи
Человеческое тело, при ограниченном количестве любых солнечных ванн, способно справиться с ультрафиолетовым излучением самостоятельно. Дело в том, что свыше 20 % таких лучей может задержать здоровый эпидермис. На сегодняшний день защита от ультрафиолета, чтобы избежать возникновения злокачественных образований, потребует:
Ограничения времени пребывания на солнце, что особенно актуально в летние полуденные часы;
Ношение легкой, но в то же время закрытой одежды;
Подбор эффективных солнцезащитных кремов.
Использование бактерицидных свойств ультрафиолета
УФ-лучи способны убить грибок, а также другие микробы, которые находятся на предметах, поверхности стен, пола, потолков и в воздухе. В медицине широко используются эти бактерицидные свойства ультрафиолетового излучения, и применение им находится соответствующее. Специальные лампы, вырабатывающие УФ-лучи, обеспечивают стерильность хирургических и манипуляционных помещений. Однако ультрафиолетовое бактерицидное излучение используется медиками не только в целях борьбы с различными внутрибольничными инфекциями, но и как один из методов устранения многих заболеваний.
Светолечение
Применение ультрафиолетового излучения в медицине представляет собой один из методов избавления от различных заболеваний. В процессе такого лечения производится дозированное воздействие УФ-лучей на организм пациента. При этом применение ультрафиолетового излучения в медицине для этих целей становится возможным благодаря использованию специальных ламп фототерапии.
Подобная процедура проводится для устранения заболеваний кожи, суставов, органов дыхания, периферической нервной системы, женских половых органов. Назначается ультрафиолет для ускорения процесса заживления ран и для профилактики рахита.
Особенно эффективно применение ультрафиолетового излучения в терапии псориаза, экземы, витилиго, некоторых видов дерматита, пруриго, порфирии, прурита. Стоит отметить, что такая процедура не требует анестезии и не вызывает у больного неприятных ощущений.
Применение лампы, производящей ультрафиолет, позволяет получить хороший результат при лечении больных, прошедших тяжелые гнойные операции. В этом случае пациентам также помогает бактерицидное свойство этих волн.
Применение УФ-лучей в косметологии
Инфракрасные волны активно используются и в сфере поддержания красоты и здоровья человека. Так, применение ультрафиолетового бактерицидного излучения необходимо для обеспечения стерильности различных помещений и приборов. Например, это может быть профилактика инфицирования маникюрных инструментов.
Применение ультрафиолетового излучения в косметологии - это, конечно же, солярий. В нем с помощью специальных ламп клиенты могут получить загар. Он прекрасно защищает кожу от возможных последующих ожогов солнца. Именно поэтому косметологи рекомендуют перед поездкой в жаркие страны или на море пройти несколько сеансов в солярии.
Необходимы в косметологии и специальные УФ-лампы. Благодаря им происходит быстрая полимеризация особого геля, используемого для маникюра.
Определение электронных структур предметов
Находит свое применение ультрафиолетовое излучение и в физических исследованиях. С его помощью определяют спектры отражения, поглощения и испускания в УФ-области. Это позволяет уточнить электронную структуру ионов, атомов, молекул и твердых тел.
УФ-спектры звезд, Солнца и других планет несут в себе информацию о тех физических процессах, которые происходят в горячих областях исследуемых космических объектов.
Очистка воды
Где еще используются УФ-лучи? Находит свое применение ультрафиолетовое бактерицидное излучение для обеззараживания питьевой воды. И если ранее с этой целью использовался хлор, то на сегодняшний день уже достаточно хорошо изучено его негативное влияние на организм. Так, пары этого вещества способны вызвать отравление. Попадание в организм самого хлора провоцирует возникновение онкологических заболеваний. Именно поэтому для обеззараживания воды в частных домах все чаще стали применяться ультрафиолетовые лампы.
Применяются УФ-лучи и в бассейнах. Ультрафиолетовые излучатели для устранения бактерий используют в пищевой, химической и фармакологической промышленности. Этим сферам также нужна чистая вода.
Обеззараживание воздуха
Где еще человек использует УФ-лучи? Применение ультрафиолетового излучения для обеззараживания воздуха также становится все более распространенным в последнее время. Рециркуляторы и излучатели устанавливаются в местах массового скопления людей, таких, как супермаркеты, аэропорты и вокзалы. Использование УФИ, воздействующего на микроорганизмы, позволяет провести обеззараживание среды их обитания в самой высокой степени, вплоть до 99,9 %.
Бытовое применение
Кварцевые лампы, создающие УФ-лучи, уже на протяжении многих лет дезинфицируют и очищают воздух в поликлиниках и больницах. Однако в последнее время все чаще находит свое применение ультрафиолетовое излучение в быту. Оно весьма эффективно для ликвидации органических загрязнителей, например, грибка и плесени, вирусов, дрожжей и бактерий. Эти микроорганизмы особенно быстро распространяются в тех помещениях, где люди по различным причинам надолго плотно закрывают окна и двери.
Использование бактерицидного облучателя в бытовых условиях становится целесообразным при малой площади жилья и большой семье, в которой есть маленькие дети и домашние питомцы. Лампа с УФ-излучением позволит периодически дезинфицировать комнаты, сводя к минимуму риск возникновения и дальнейшей передачи заболеваний.
Используются подобные приборы и туберкулезниками. Ведь такие больные не всегда проходят лечение в стационаре. Находясь дома, им требуется обеззараживать свое жилище, применяя в том числе и ультрафиолетовое излучение.
Применение в криминалистике
Учеными разработана технология, позволяющая обнаружить минимальные дозы взрывчатых веществ. Для этого используется прибор, в котором производится ультрафиолетовое излучение. Такое устройство способно определить наличие опасных элементов в воздухе и в воде, на ткани, а также на коже подозреваемого в преступлении.
Также находит свое применение ультрафиолетовое и инфракрасное излучение при макросъемке объектов с невидимыми и маловидимыми следами совершенного правонарушения. Это позволяет криминалистам изучить документы и следы выстрела, тексты, подвергшиеся изменениям в результате их залития кровью, чернилами и т.д.
Другие применения УФ-лучей
Ультрафиолетовое излучение используется:
В шоу-бизнесе для создания световых эффектов и освещения;
В детекторах валют;
В полиграфии;
В животноводстве и сельском хозяйстве;
Для ловли насекомых;
В реставрации;
Для проведения хроматографического анализа.
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.