Что излучает ультрафиолетовые лучи
Ультрафиолет: виды, свойства, особенности применения
Ультрафиолетовое излучение – это электромагнитные волны. Оно находится в диапазоне между рентгеновским и видимым светом. Уже много лет учёные изучают УФ-излучения, определяют их полезные свойства и вред. На основе полученной информации были изобретены разные средства обеззараживания, очистки, используемые в быту и других сферах. Однако далеко не все разбираются в особенностях ультрафиолета, его видах и конкретных свойствах. Потому полезным будет ознакомиться с этой темой более детально.
Свойства и классификация
Ультрафиолетовые лучи разделяют на 3 основных типа:
УФ-С – дальние. Известны под названием «гамма-лучи». Такое излучение считается опасным для человека. Гамма-лучи почти полностью поглощаются кислородом, озоновым шаром и паром ещё при прохождении через атмосферу. Благодаря этому они практически не представляют опасности.
УФ-В – средние. Ещё один вид излучения, который поглощается атмосферной оболочкой планеты. На поверхность попадает лишь 10% лучей. УФ-В считается опасным, поскольку провоцирует выработку меланина в кожном покрове.
УФ-А – ближние. Этот тип излучения доходит до поверхности Земли, но является безопасным для живых существ. Однако при продолжительном воздействии ультрафиолет ускоряет старение кожи.
Основное полезное свойство УФ-излучения – антибактериальное воздействие. При высокой концентрации лучи способны уничтожать микроорганизмы. Ультрафиолет в целом оказывает положительное влияние на организм. Разумеется, в умеренных дозах. Он способствует образованию витамина Д в коже. Ультрафиолетовые лучи отвечают за биоритмы живого организма. Кроме того, они способствуют выделению «гормона бодрости», за счёт чего нормализуется эмоциональное состояние человека.
Сферы применения
Ультрафиолетовое излучение используют в разных областях. Чаще всего его можно встретить в следующих сферах:
Медицина
Здесь задействуется бактерицидное свойство ультрафиолета. С помощью лучей подавляют развитие патогенных микроорганизмов при порезах, ожогах, обморожениях. Кровь подвергают излучению при интоксикации алкоголем, наркотиками, медикаментами, разных инфекционных болезнях.
Облучение ультрафиолетовой лампой применяется для лечения заболеваний разных систем:
опорно-двигательной и пр.
Санитария
Ультрафиолет – отличное средство дезинфекции. Его используют для обеззараживания воды, воздуха, поверхностей. Здесь задействуют ртутно-кварцевые лампы, которые генерируют лучи длиной 205-315 нм. Подобное излучение провоцирует разрушение структуры генов бактерий и приводит к их гибели.
Другие сферы
Ультрафиолетовое излучение – это красивый загар. Потому в соляриях используют именно такие волны в допустимой для человеческого организма концентрации. УФ-лампы помогают делать маникюр и педикюр. Гели быстро застывают под действием лучей.
Широко применяют ультрафиолет в экспертной деятельности. При помощи излучения проверяют подлинность картин, денег, наличие защитных элементов. Криминалисты обнаруживают следы крови на предметах и поверхностях.
Ещё одна популярная сфера – производство сушилок для обуви. Здесь используется такая концентрация ультрафиолета, которая уничтожает грибок и другие вредные микроорганизмы. УФ-сушилки обеззараживают, дезодорируют обувь. Поэтому специалисты советуют обязательно их использовать для удаления влаги из ботинок и просто при лечении грибка ног.
Заметили, что ноги стали неприятно пахнуть? Пора предпринять меры и узнать, возможно ли избавиться от неприятного запаха ног раз и навсегда
Те, кто знает о грибковых инфекциях не понаслышке, привыкли бороться с проблемой с помощью мазей или таблеток. Однако грибки – крайне живучие микроорганизмы, поэтому медикаментозное лечение бывает неэффективным. В этой статье мы расскажем о лечении и профилактике грибка при помощи ультрафиолетового излучения (физиотерапия).
Полезные свойства ультрафиолета известны давно. Излучение используют в медицине, санитарии и многих других сферах. Ультрафиолет умеет уничтожать вредные микроорганизмы, за счёт чего ему нашли и другое применение – производство сушилок для обуви.
незаменима в дороге, путешествиях и туризме.
1 499 руб. 1 425 руб.
Полностью просушивает обувь в щадящем режиме
Роспотребнадзор (стенд)
Роспотребнадзор (стенд)
Ультрафиолетовое излучение и его влияние на организм
Ультрафиолетовое излучение и его влияние на организм
Общая характеристика
Наибольшей биологической активностью обладают ультрафиолетовые лучи. В естественных условиях мощным источником ультрафиолетовых лучей является солнце. Однако лишь длинноволновая его часть достигает земной поверхности. Более коротковолновая радиация поглощается атмосферой уже на высоте 30- 50 км от поверхности земли.
Наибольшая интенсивность потока ультрафиолетовой радиации наблюдается незадолго до полудня с максимумом в весенние месяцы.
Как уже указывалось, ультрафиолетовые лучи обладают значительной фотохимической активностью, что широко используется в практике. Ультрафиолетовое облучение применяется при синтезе ряда веществ, отбеливании тканей, изготовлении лакированной кожи, светокопировании чертежей, получении витамина D и других производственных процессах.
Важным свойством ультрафиолетовых лучей является их способность вызывать люминесценцию.
При некоторых процессах имеет место воздействие на работающих ультрафиолетовых лучей, например электросварка вольтовой дугой, автогенная резка и сварка, производство радиоламп и ртутных выпрямителей, литье и плавка металлов и некоторых минералов, светокопировка, стерилизация воды и т. д. Этому же воздействию подвергаются медицинский и технический персонал, обслуживающий ртутно-кварцевые лампы.
Ультрафиолетовые лучи обладают способностью изменять химическую структуру тканей и клеток.
Длина волны ультрафиолетового излучения
В отличие от тепловых лучей, основным свойством которых является развитие гиперемии в участках, подвергшихся облучению, действие на организм ультрафиолетовых лучей представляется значительно более сложным.
Ультрафиолетовые лучи относительно мало проникают через кожу и их биологическое действие связано с развитием многих нейрогуморальных процессов, обусловливающих сложный характер влияния их на организм.
Ультрафиолетовая эритема
В зависимости от интенсивности источника света и содержания в его спектре инфракрасных или ультрафиолетовых лучей изменения со стороны кожи будут неодинаковыми.
Обычно при применении инфракрасных лучей выраженных изменений со стороны кожи не наблюдается, так как возникающее чувство жжения и боль препятствуют длительному воздействию этих лучей. Эритема, развивающаяся в результате действия инфракрасных лучей, возникает непосредственно после облучения, является нестойкой, держится недолго (30-60 минут) и носит главным образом гнездный характер. После длительного воздействия инфракрасных лучей появляется бурая пигментация пятнистого вида.
Ультрафиолетовая эритема появляется после облучения вслед за некоторым латентным периодом. Этот период колеблется у разных людей от 2 до 10 часов. Продолжительность латентного периода ультрафиолетовой эритемы находится в известной зависимости от длины волны: эритема от длинноволновых ультрафиолетовых лучей появляется позднее и держится дольше, чем от коротко
Эритема, вызванная ультрафиолетовыми лучами, имеет ярко-красную окраску с резкими границами, точно соответствующими участку облучения. Кожа становится несколько отечной и болезненной. Наибольшего развития эритема достигает через 6-12 часов после появления, держится в течение 3-5 дней и постепенно бледнеет, приобретая коричневый оттенок, причем происходит равномерное и интенсивное потемнение кожи вследствие образования в ней пигмента. В некоторых случаях в период исчезновения эритемы наблюдается небольшое шелушение.
Чувствительность различных участков кожи к ультрафиолету
Кожные покровы живота, поясницы, боковых поверхностей грудной клетки обладают наибольшей чувствительностью к ультрафиолетовым лучам. Наименее чувствительна кожа кистей рук и лица.
Лица с нежной, слабопигментированной кожей, дети, а также страдающие базедовой болезнью и вегетативной дистонией обладают большей чувствительностью. Повышенная чувствительность кожи к ультрафиолетовым лучам наблюдается весной.
Установлено, что чувствительность кожи к ультрафиолетовым лучам может изменяться в зависимости от физиологического состояния организма. Развитие эритемной реакции зависит в первую очередь от функционального состояния нервной системы.
Длинноволновые ультрафиолетовые лучи вызывают более интенсивный загар, чем коротковолновые. При повторном ультрафиолетовом облучении кожа становится менее восприимчивой к этим лучам. Пигментация кожи развивается нередко и без предварительно видимой эритемы. В пигментированной коже ультрафиолетовые лучи не вызывают фотоэритемы.
Положительное влияние ультрафиолета
Ультрафиолетовые лучи понижают возбудимость чувствительных нервов (болеутоляющее действие) и оказывают также антиспастическое и антирахитическое действие. Под влиянием ультрафиолетовых лучей происходит образование очень важного для фосфорно-кальциевого обмена витамина D (находящийся в коже эргостерин превращается в витамин D). Под воздействием ультрафиолетовых лучей усиливаются окислительные процессы в организме, увеличивается поглощение тканями кислорода и выделение углекислоты, активируются ферменты, улучшается белковый и углеводный обмен. Повышается содержание кальция и фосфатов в крови. Улучшаются кроветворение, регенеративные процессы, кровоснабжение и трофика тканей. Расширяются сосуды кожи, снижается кровяное давление, повышается общий биотонус организма.
Благоприятное действие ультрафиолетовых лучей выражается в изменении иммунобиологической реактивности организма. Облучение стимулирует выработку антител, повышает фагоцитоз, тонизирует ретикулоэндотелиальную систему. Благодаря этому повышается сопротивляемость организма к инфекциям. Важное значение в этом отношении имеет дозировка облучения.
Ряд веществ животного и растительного происхождения (гематопорфирин, хлорофилл и т. д.), некоторые химические препараты (хинин, стрептоцид, сульфидин и т. д.), особенно флуоресцирующие краски (эозин, метиленовая синька и т. д.), обладают свойством повышать чувствительность организма к свету. В промышленности у лиц, работающих с каменноугольной смолой, отмечаются заболевания кожи открытых частей тела (зуд, жжение, краснота), причем эти явления исчезают по ночам. Это связано с фотосенсибилизирующими свойствами содержащегося в каменноугольной смоле акридина. Сенсибилизация имеет место преимущественно в отношении видимых лучей и в меньшей степени в отношении ультрафиолетовых лучей.
Бактерицидное действие света связано с влиянием на протоплазму бактерий. Доказано, что после ультрафиолетового облучения митогенетическое излучение в клетках и крови повышается.
По современным представлениям, в основе действия света на организм лежит главным образом рефлекторный механизм, хотя большое значение придается и гуморальным факторам. Особенно это относится к действию ультрафиолетовых лучей. Нужно также иметь в виду возможность действия видимых лучей через органы зрения на кору и вегетативные центры.
В развитии эритемы, вызванной светом, существенное значение придается влиянию лучей на рецепторный аппарат кожи. При воздействии ультрафиолетовых лучей в результате распада белков в коже образуются гистамин и гистаминоподобные продукты, которые расширяют кожные сосуды и повышают их проницаемость, что ведет к гиперемии и отечности. Образующиеся в коже при воздействии ультрафиолетовых лучей продукты (гистамин, витамин D и др.) поступают в кровь и вызывают те общие сдвиги в организме, которые имеют место при облучении.
Таким образом, развивающиеся в облученном участке процессы ведут нейрогуморальным путем к развитию общей реакции организма. Эта реакция определяется главным образом состоянием высших регулирующих отделов центральной нервной системы, которое, как известно, может меняться под влиянием различных факторов.
Применение ультрафиолетового излучения
Широкое биологическое действие ультрафиолетовых лучей дает возможность в определенных дозах использовать их для профилактических и лечебных целей.
Для ультрафиолетового облучения пользуются солнечным светом, а также искусственными источниками облучения: ртутно-кварцевыми и аргонортутно-кварцевыми лампами. Спектр излучения ртутно-кварцевых ламп характеризуется наличием более коротких ультрафиолетовых лучей, чем в солнечном спектре.
Ультрафиолетовое облучение может быть общим или местным. Дозировка процедур производится по принципу биодоз.
С помощью специальных бактерицидных ламп может производиться стерилизация воздуха в лечебных учреждениях и жилых помещениях, стерилизация молока, воды и т. д. широко используется ультрафиолетовое облучение для предупреждения рахита, гриппа, в целях общего укрепления организма в лечебных и детских учреждениях, школах, физкультурных залах, фотариях при угольных шахтах, при тренировке спортсменов, для акклиматизации к условиям севера, при работах в горячих цехах (ультрафиолетовое облучение дает больший эффект в сочетании с воздействием инфракрасной радиации).
Ультрафиолетовые лучи особенно широко используются для облучения детей. В первую очередь такое облучение показано, ослабленным, часто болеющим детям, проживающим в северных и средних широтах. При этом улучшается общее состояние детей, сон, нарастает вес, снижается заболеваемость, уменьшается частота катаральных явлений и, длительность заболеваний. Улучшается общее физическое развитие, нормализуется кровь, проницаемость сосудов.
Значительное распространение получило также ультрафиолетовое облучение горнорабочих в фотариях, которые в большом количестве организованы на предприятиях горнорудной промышленности. При систематическом массовом облучении шахтеров, занятых на подземных работах, отмечается улучшение самочувствия, повышение трудоспособности, уменьшение утомляемости, снижение заболеваемости с временной утратой трудоспособности. После облучения шахтеров повышается процентное содержание гемоглобина, появляется моноцитоз, уменьшается число случаев гриппа, снижается заболеваемость опорно-двигательного аппарата, периферической нервной системы, реже наблюдаются гнойничковые заболевания кожи, катары верхних дыхательных путей и ангины, улучшаются показания жизненной емкости, легких.
Применение ультрафиолетового излучения в медицине
Применение ультрафиолетовых лучей с терапевтической целью базируется в основном на противовоспалительном, антиневралгическом и десенсибилизирующем действии этого вида лучистой энергии.
В комплексе с другими лечебными мероприятиями ультрафиолетовое облучение проводится:
1) при лечении рахита;
2) после перенесенных инфекционных заболеваний;
3) при туберкулезных заболеваниях костей, суставов, лимфатических узлов;
4) при фиброзном туберкулезе легких без явлений, указывающих на активацию процесса;
5) при заболеваниях периферической нервной системы, мышц и суставов;
6) при заболеваниях кожи;
7) при ожогах и отморожениях;
8) при гнойных осложнениях ран;
9) при рассасывании инфильтратов;
10) в целях ускорения регенеративных процессов при травмах костей и мягких тканей.
Противопоказаниями к облучению являются:
1) злокачественные новообразования (так как облучение ускоряет их рост);
2) резкое истощение;
3) повышенная функция щитовидной железы;
4) выраженные сердечно-сосудистые заболевания;
5) активный туберкулез легких;
6) заболевания почек;
7) выраженные изменения центральной нервной системы.
Следует помнить, что получение пигментации, особенно в короткий срок, не должно быть целью лечения. В ряде случаев хороший терапевтический эффект наблюдается и при слабой пигментации.
Негативное действие ультрафиолета
Длительное и интенсивное ультрафиолетовое облучение может оказать неблагоприятное влияние на организм и вызвать патологические изменения. При значительном облучении отмечаются быстрая утомляемость, головные боли, сонливость, ухудшение памяти, раздражительность, сердцебиение, понижение аппетита. Чрезмерное облучение может вызвать гиперкальциемию, гемолиз, задержку роста и понижение сопротивляемости инфекциям. При сильном облучении развиваются ожоги и дерматиты (жжение и зуд кожи, диффузная эритема, отечность). При этом отмечается повышение температуры тела, головная боль, разбитость. Ожоги и дерматиты, возникающие под воздействием солнечной радиации, связаны преимущественно с влиянием ультрафиолетовых лучей. У работающих на открытом воздухе под влиянием солнечной радиации могут возникнуть длительно и тяжело протекающие дерматиты. Необходимо помнить о возможности перехода описываемых дерматитов в рак.
При электроофтальмии отмечается гиперемия и припухание слизистой, блефароспазм, светобоязнь, слезотечение. Часто обнаруживается поражение роговицы. Продолжительность острого периода болезни 1-2 дня. У работающих на открытом воздухе при ярком солнечном освещении широких покрытых снегом пространств фотоофтальмия протекает иногда в виде так называемой снежной слепоты. Лечение фотоофтальмии заключается в пребывании в темноте, применении новокаина и холодных примочек.
Средства защиты от ультрафиолетового излучения
В бытовых условиях рекомендуется использование солнцезащитных кремов, лосьонов, спреев с высоким фактором защиты, ношение солнцезащитных очков и закрытой одежды из натуральных тканей.
Ультрафиолетовая радиация
оглавление
открытие
Открытие ультрафиолетового излучения последовало из первых экспериментов с почернением солей серебра на солнечном свете. В 1801 году немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер в Йене заметил, что лучи за пределами фиолетового края видимого спектра очень эффективны для почернения бумаги с хлоридом серебра. Первоначально он назвал эти лучи «раскисляющими лучами», чтобы подчеркнуть их химическую эффективность и отличить их от инфракрасных «тепловых лучей» на другом конце спектра. До 19 века УФ-излучение называлось «химическим излучением». Термины «инфракрасное излучение» и «ультрафиолетовое излучение» теперь используются для характеристики двух типов излучения.
Лечебные эффекты искусственного УФ-излучения были обнаружены в начале 20 века. Например, австрийский врач Густав Кайзер (1871–1954), который занимался электротерапевтическими исследованиями в Вюрцбурге, в феврале 1902 года сообщил генеральной ассамблее Общества врачей в Вене об эксперименте на себе с ультрафиолетовой лампочкой, который раньше он залечивал рану, которая не хочет заживать. Согласно настоящему отчету, больной туберкулезом вылечился за четыре недели с помощью «синего света». Ободренный этими успехами, Кайзер расширил свои эксперименты с полыми линзами, включив в них кожные заболевания, и также добился благоприятных результатов. Он пришел к выводу, что УФ-излучение обладает бактерицидным действием.
Спектр и имена
Источники ультрафиолетового излучения
Природные источники
Искусственные источники
Ультрафиолетовое излучение возникает из следующих искусственных источников:
Есть и другие искусственные источники, для которых ультрафиолетовое излучение имеет второстепенное значение:
Источники интенсивного УФ-излучения
взаимодействие
физика
химия
Ультрафиолетовое излучение может разрушить органические связи. В результате, с одной стороны, он враждебен жизни из-за разрушения биогенных веществ. Многие пластмассы повреждаются ультрафиолетовым излучением в результате помутнения, охрупчивания и разложения. Технически высокоэнергетическое УФ-излучение может инициировать сшивание мономеров с целью получения специальных полимеров.
биология
Хотя ультрафиолетовое излучение является самым низким энергетическим уровнем ионизирующего излучения, оно может быть опасным для людей и других организмов. Ультрафиолетовое излучение с большей длиной волны может разрушить химические связи в органических молекулах. Следует соблюдать осторожность при обращении с солнечным светом ( защита от солнца ) и техническими источниками УФ-излучения. Чрезмерное использование соляриев остается спорным.
Воздействие УФ-излучения можно разделить на разные области:
Ультрафиолетовое излучение с длинами волн ниже 100 нм встречается только на солнечном свете с очень низкой интенсивностью. Повреждение зависит не только от энергии УФ-излучения, но также от глубины проникновения и времени облучения ткани. Например, УФ-излучение с длиной волны 253,7 нм практически полностью поглощается ороговевшей кожей на поверхности и поэтому менее эффективно повреждает более глубокие слои клеток, чем УФ-В-излучение, которое меньше поглощается и проникает в них. Таким образом, солнечный ожог, случайно вызванный УФ-лампой, полностью исчезнет в течение одного дня, а роговица глаза будет помутнена в течение длительного времени.
Человеческое тело адаптировано к естественному радиационному облучению ( тип кожи ) или может реагировать на радиационное облучение в ограниченной степени с помощью защитных механизмов (загар, утолщение), которые в первую очередь запускаются УФ-В излучением. Из-за времени реакции механизмов восстановления и защиты медленное увеличение интенсивности и дозы излучения имеет решающее значение для баланса между пользой и опасностью. В частности, в зависимости от времени суток, сезона и местоположения (широта, уровень моря) и окружающей среды (отражающие поверхности, песок, снег) в диапазоне 10–60 минут в день воздействие естественного солнечного излучения на взрослых классифицируется как благоприятное. для здоровья, но сверх того как вредно. Однако есть серьезные отклонения у подростков, больных людей и разных типов кожи.
Долгосрочное повреждение, такое как старение кожи, рак кожи или катаракта, также может произойти, если не превышен порог эритемы, но облучение проводится часто. Кожа и глаза регистрируют все УФ-излучение, а не только те, которые превышают порог эритемы.
Дальнейшие возможные повреждения органических материалов УФ-излучением:
УФ-излучение: вопросы и ответы
УФ-излучение: вопросы и ответы
Пожалуй, первый вопрос, на который нужно ответить – что такое вообще ультрафиолетовые лучи и как они работают. Обычно так называют электромагнитное излучение, которое находится в диапазоне между видимым и рентгеновским излучением. Ультрафиолет характеризуется длиной волны от 10 до 400 нанометров.
Открыли его еще в 19 веке, и произошло это благодаря открытию инфракрасного излучения. Обнаружив ИК-спектр, в 1801 г. И.В. Риттер обратил внимание на противоположный конец светового диапазона в процессе опытов с хлоридом серебра. А затем сразу несколько ученых пришли к выводу о неоднородности ультрафиолета.
Сегодня его разделяют на три группы:
Такое разделение во многом обусловлено именно воздействием лучей на человека. Естественным и основным источником ультрафиолета на Земле является Солнце. По сути, именно от этого излучения мы спасаемся солнцезащитными кремами. При этом дальний ультрафиолет полностью поглощается атмосферой Земли, а УФ-А как раз доходит до поверхности, вызывая приятный загар. А в среднем 10% УФ-Б провоцируют те самые солнечные ожоги, а также могут приводить к образованию мутаций и кожных заболеваний.
Применение ультрафиолетового излучения
Искусственные источники ультрафиолета создаются и используются в медицине, сельском хозяйстве, косметологии и различных санитарных учреждениях. Генерирование ультрафиолетового излучения возможно несколькими способами: температурой (лампы накаливания), движением газов (газовые лампы) или металлических паров (ртутные лампы). При этом мощность таких источников варьируется от нескольких ватт, обычно это небольшие мобильные излучатели, до киловатта. Последние монтируются в объемные стационарные установки. Сферы применения УФ-лучей обусловлены их свойствами: способностью ускорять химические и биологические процессы, бактерицидным эффектом и люминесценцией некоторых веществ.
Ультрафиолет широко применяется для решения самых различных задач. В косметологии использование искусственного УФ-излучения используется прежде всего для загара. Солярии создают довольно мягкий ультрафиолет-А согласно введенным нормам, а доля УФ-В в лампах для загара составляет не более 5%. Современные психологи рекомендуют солярии для лечения «зимней депрессии», которая в основном вызвана дефицитом витамина D, так как он образуется под влиянием УФ-лучей. Также УФ-лампы используют в маникюре, так как именно в этом спектре высыхают особо стойкие гель-лаки, шеллак и подобные им.
Ультрафиолетовые лампы используют для создания фотоснимков в нестандартных ситуациях, например, для запечатления космических объектов, которые невидимы в обычный телескоп.
Широко применяется ультрафиолет в экспертной деятельности. С его помощью проверяют подлинность картин, так как более свежие краски и лаки в таких лучах выглядят темнее, а значит можно установить реальный возраст произведения. Криминалисты также используют УФ-лучи для обнаружения следов крови на предметах. Кроме того, ультрафиолет широко используется для проявления скрытых печатей, защитных элементов и нитей, подтверждающих подлинность документов, а также в световом оформлении шоу, вывесок заведений или декораций.