- •Тема- определение величины интегрального потока солнечной радиации. Изменение и оценка интенсивности инфракрасного излучения с помощью приборов и субъективным методом.
- •Контрольные вопросы
- •Протокол
- •Подпись тема: методы исследования и гигиеническая оценка естественного и искусственного освещения
- •Контрольные вопросы
- •Исследование естественной освещенности
- •Правила работы с люксметром
- •Определение светового коэффициента
- •Измерение угла падения и угла отверстия
- •Определение глубины заложения помещений
- •Исследование искусственного освещения
- •I. Исследование естественной освещенности
- •II. Искуственное освещени
- •Тема: физиологические методы гигиенической оценки освещения
- •Оценка условий освещения по остроте зрения
- •Оценка освещенности по контрастной чувствительности
- •Оценка освещенности по видимости
- •Протокол
- •Подпись тема: методы исследования и гигиеническая оценка ультрафиолетовой радиации
- •Контрольные вопросы
- •Единицы измерения
- •Протокол
- •Подпись
Контрольные вопросы
1. Длина ультрафиолетовой области солнечной радиации и ее общебиологическое действие.
2. Биологичемкое действие длинноволновой области (А) ультрафиолетовой радиации.
3. Биологическое действие средневолновой области (В) ультрафиолетовой радиации.
4. Биологическое действие коротковолновой области (С) ультрафиолетовой радиации.
5. В какое время года население средних широт испытывает недостаточность Уф-излучения и его главные причины.
6. В какое время дня и какие месяцы количество естественной УФ-радиации достигает максимума.
7. Основные симптомы проявления ультрафиолетовой недостаточности (голодания) у взрослых и детей и меры профилактики.
8. Лица каких профессий наиболее остро испытывают явление УФ-недостаточности.
9. Показания к профилактическому облучению искусственным УФ-источником.
10. Противопоказания к профилактическому облучению искусственным УФ-источником.
11. Положительные сдвиги, наблюдающиеся в организме под влиянием искусственного УФ-излучения.
12. Единицы измерения интенсивности УФ-радиации.
13. На чем основан химический метод определения интенсивности Уф-лучей.
14. Фотоэлектрический метод измерения УФ-радиации, используемые приборы, их устройство и принцип работы.
Ультрафиолетовое излучение имеет длину волны в диапазоне от 0,4 до 0,02 мм или от 400 до 20 нм. Практическое значение имеют ультрафиолетовые лучи в диапазоне длин волн от 400 до 200 нм как естественные, так и искусственные. Ультрафиолетовые лучи солнечной радиации до земной поверхности доходят с длиной волны от 400 до 270 нм; более короткие лучи поглощаются слоем озона в верхних слоях атмосферы.
Искусственные ультрафиолетовые лучи образуются при электросварке, электроплавлении стали, в производстве радиоламп, при работе ртутно-кварцевых ламп.
Ультрафиолетовые лучи обладают выраженным биологическим действием. Под их воздействием в организме образуются биологически активные соединения (гистамин, ацетилхолин, витамин Д и др.), усиливается деятельность эндокринных желез, повышается объем сосудов, иммунобиологическая реактивность и т.д. Биологический эффект ультрафиолетовых лучей с различной длиной волн неодинаков. Различают следующие три зоны (области) биологического действия:
Зона А - длина волны от 400 до 320 нм, лучи этой зоны обладают флуоресцентным действием, это наименее биологически активные лучи.
Зона В - длина волны от 320 до 270 нм. Эти лучи обладают выраженным эритемным и анитирахитическим действием (синтез витамина Д).
Зона С - длина волны 270 нм и менее. Лучи этой зоны обладают выраженным бактерицидным действием (денатурация белков, липоидов, протеолиз, гемолиз).
Единицы измерения
Измерение интенсивности ультрафиолетовой радиации производится или в энергетических единицах или в биологических редуцированных единицах - биодозах. БИОДОЗА - это величина эритемного потока, вызывающая эритему через 6-10 часов после облучения.
Энергетическая единица выражается в милиграмм-калориях на 1 см в минуту.
Биологически редуцированные единицы (биодозы) выражаются в "Эр" (обусловлена эритемным действием на кожу) и "бакт" (бактерицидным действием).
"Эр" - эритемный поток ультрафиолетовых лучей с длиной волны 296,7 нм 1 мощностью 1 ватт на единицу площади. Если поток падает на площадь 1 м2, то эритемная доза будет равна 1 эр/м2 Производные величины мэр/м2 , мкэр/см2 и т.д.
Для получения эритемы необходимо от 330 до 1000 мкэр в минуту на см2
(мкэр/мин см2).
"Бакт" - бактерицидный поток излучения с длиной волны 253,7 нм мощностью 1 ватт. Поток излучения, падающий на 1 м2 , соответствует 1 бакту на 1 м2 (1 б/м2 ), производные 1 мб/м 2, 1 мкб/см2 .
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ
Существует два метода измерения интенсивности ультрафиолетового излучения: фотохимический и фотоэлектрический.
Фотохимический метод измерения ультрафиолетового излучения основан на способности УФ-лучей разлагать щавелевую кислоту в присутствии азотнокислого уранила U02(NO3)2 до углекислоты и воды. Количество разложившейся щавелевой кислоты пропорционально интенсивности УФ-радиации и продолжительности облучения. По данному способу величину УФ-радиации выражают в миллиграммах разложившейся щавелевой кислоты за единицу времени (час, сутки) и на единицу площади в 1 см2. Для определения УФ-радиации студенты проводя1 облучение раствора щавелевой кислоты с азотнокислым уранилом лампами ЭУВ 15 или получают в кварцевых пробирках уже облученный накануне раствор с указанием времени облучения и источника УФ-радиации.
Для измерения УФ-радиации Солнца применяют кварцевые пробирки стандартного размера высотой 150 мм и шириной 25 мм (наружный диаметр). Эти пробирки предварительно покрывают плотным светонепроницаемым слоем серебра, меди, никеля и эмалевой краски. После такой обработки на поверхности пробирок вырезают путем расчистки этого слоя кольцевое окошко, площадь которого (S) точно измеряют и обозначают на стенке пробирки.
В кварцевую пробирку наливают пипеткой 25 или 50 мл 0,1 н. раствора щавелево кислоты, смешанной предварительно с раствором азотнокислого уранила (5,02г на 1 л). Пробирку закрывают резиновой пробкой и устанавливают на месте исследования накануне вечером перед заходом солнца. На следующий день в это же время пробирку убирают и ее содержимое исследуют в лаборатории. Таким путем определяют суммарное количество УФ-радиации за сутки.
Количество щавелевой кислоты до и после экспозиции определяют титрованием 0,1 н. раствором КМn02 в присутствии H2S04 при нагревании до 90-95о. Разность при титровании дает возможность рассчитать количество УФ-радиации в миллиграммах щавелевой кислоты на 1 см проницаемой кварцевой поверхности за 1 час или за 1 день.
Для измерения УФ-радиации искусственных источников можно использовать не только кварцевые пробирки, но и чашки Петри. В последние наливают те же самые реактивы и в открытом виде ставят для облучения на 20 - 90 мин. на расстоянии от 20 до 100 см от источника, титрование проводится аналогично.
Определение поправочного коэффициента к раствору марганцовокислого калия по щавелевой кислоте.
Анализ начинается с этого определения. Набирают пипеткой в коническую или плоскодонную колбочку 25 мл 0,1 н. раствора щавелевой кислоты и 25 мл дистиллированной воды (азотнокислый уранил сам по себе не изменяет величины титра). Приливают туда же из небольшого мерного цилиндра 5 мл раствора H2S04 и нагревают колбочку на электроплитке до 90 – 95о (до появления первых пузырьков, но не доводя до кипения). Затем титруют содержимое колбочки раствором КМn04 до бледно-розовой окраски.
Производят расчет поправочного коэффициента К для 0,1 н. раствора КМn04. Пример. На титрование 25 мл щавелевой кислоты израсходовано 26,5 мл КМn04.
К =25,0 : 26,5 =0,943.
Определение количества щавелевой кислоты, оставшейся после экспозиции. Содержимое кварцевой пробирки, облученной УФ-лучами, переливают в колбочку; стенки пробирки смывают небольшим количеством дистиллированной воды и выливают туда же. Затем прибавляют 5 мл раствора H2S04, нагревают жидкость до 90-95j и титруют раствором КМn04. На основаниии результатов титрования производят расчет щавелевой кислоты, оставшейся после экспозиции. Пример. На титрование всего содержимого кварцевой пробирки с 25мл щавелевой кислоты израсходовано 18,3 мл КМn04. Следовательно, количество щавелевой кислоты, разложившейся под воздействием УФ-лучей, составит: (26,5 -18,3) х К, т.е. 8,2 х 0,943 = 7,73 мл 0,1н. раствора щавелевой кислоты.
Измерение проницаемой поверхности кварцевых пробирок. Наружный диаметр пробирок строго определенный - 25 мм. Поэтому для расчета проницаемой части таких пробирок необходимо измерить только высоту кольцевого окошка, которая может быть различной. Это измерение производят либо циркулем с отсчетом его показаний на миллиметровой линейке, либо масштабной линейкой, разделенной на миллиметры.
Расчет проницаемой поверхности пробирок производят по формуле:
S =2ПRа,
где: S - поверхность проницаемой части кварцевых пробирок в см2,
2ПR - длина окружности в мм;
а - высота кольцевого окошка в мм.
Пример. 2R = 25 мм; 2ПR = 78,54 мм, или 7,85 см; а = 3 мм = 0,3 см; S= 7,85 х 0,3=2,36 см2.
При облучении искусственными источниками УФ-лучей определяется только площадь проекции окошечка путем умножения внутреннего диаметра пробирки нa ширину просвета окошечка. Площадь чашки Петри определяется по формуле:
Па2
S =2ПR, или ------------
4
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ РАСЧЕТ.
Интенсивность УФ-радиации по результатам анализа рассчитывают по формуле:
где: А - искомое количество УФ радиации в миллиграммах щавелевой кислоты в единицу времени на 1 см2,
п - разность в количестве миллилитров КМn04, израсходованных на титрование щавелевой кислоты до и после экспозиции кварцевых пробирок;
0,063 - количество миллиграммпв щавелевой кислоты в 1 мл 0,001 н раствора;
К - поправочный коэффициет для раствора КМn04;
S - проницаемая поверхность кварцевых пробирок в см2 ;
t - время экспозиции в часах (или в минутах, например, при искусственном облучении).
Пример. Определение величины естественной УФ-радиации. Площадь проницаемой поверхности кварцевой пробирки = 2,36 см2 ; время экспозиции от восхода до захода солнца - 8 ч 30 мин. Расход 0,1н раствора КМn04 до экспозиции 26,5 мл, коэффициент поправки к этому раствору - 0,943; расход раствора КМn04 после экспозиции 18,3 мл, разность (26,5 - 18,3) = 8,2.
Расчет: мг щавелевой кислоты в 1 час.
Перерасчет на биодозы. Для искусственных источников УФ-радиации эритемный эквивалент является постоянной величиной в связи с постоянством спектрального состава излучения. Для эритемных Уф-ламп ЭУВ-15 он равен 0,0275 мг/см2 Если облучать при одинаковых условиях кожу человека и раствор щавелевой кислоты, то при разложении каждых 0,0275 мг/см2 щавелевой кислоты человек получит 1 биодозу.
Пример. Если при облучении лампой ЭУВ-15 на расстоянии 1 м в течение 1 часа разложилось 0,055 мг/см2 щавелевой кислоты, то количество биодоз равно:
биодозы
Для солнечной УФ-радиации эритемный эквивалент всегда будет переменной величиной, и его можно устанавливать лишь для конкретных условий прозрачности атмосферы и высоты солнца над горизонтом. Если облучать в ясную солнечную погоду кожу и раствор щавелевой кислоты, то при разложении каждых 3,7 - 4,1 мг/см2 щавелевой кислоты человек примерно получит 1 биодозу при высоте солнца 35 – 40о и 2 биодозы при 60 – 65о. Поскольку профилактическая доза равна 0,1 - 0,3 биодозы, то индивидуальная чувствительность не имеет существенного значения.
Пример. В утреннее время при облучении солнцем разложилось 3,3 мг/см2 щавелевой кислоты, а в полдень - 4,6 мг/см2 в течение 1 часа. Сколько биодоз при этих условиях получит человек?
В утреннее время: биодозы
В полдень: биодозы
Фотоэлектрический метол измерения ультрафиолетового излучения основан на преобразовании энергии излучения в электрический ток, сила которого измеряется либо микроамперметром, либо счетчиком импульсов напряжения, создаваемого конденсатором, который накапливает фотоэлектрический ток.
Приборы, предназначенные для определения интенсивности УФ-излучения называются ультрафиолетметрами (УФМ-5) или уфиметрами (УФИ-65).
УЛЬТРАФИОЛЕТМЕТР (УФМ-51) предназначен для определения интенсивности излучения в микроваттах на см2 и для определения дозы облучения в микроваттах на см2 в секунду. По дозе излучения можно судить о ее эритемном и бактерицидном действии. Принцип устройства прибора состоит в том, что в фотоэлементах энергия УФ-излучения преобразуется в фотоэлектрический ток, который регистрируется через конденсатор специальным счетчиком. Сурьмяно-цезиевый фотоэлемент служит для определения интенсивности длинноволнового "эритемного" излучения от 290 до 340 нм. Магниевый фотоэлемент - для измерения излучения коротковолнового спектра (бактерицидного) с длиной волны от 220 до 290 нм. В зависимости от спектра УФ-излучения включается соответствующий фотоэлемент.
УФИМЕТР (УФИ-65). Принцип устройства аналогичен ультрафиолетметру, только интенсивность излучения выражается в миллиэрах и миллибактах на 1 м2, а также в миллиэрах и миллибактах на 1 см2 в час по дозе излучения.
Все выполненные исследования оформляются протоколом по приведенной ниже форме с гигиеническим заключением интенсивности УФ-радиации на исследованном участке.