- •Тема № 2
- •4. Задачи для самоподготовки
- •5. Структура занятия
- •6. Литература
- •7. Оснащение занятия
- •Солнечная радиация, ее физические характеристики и спектральный состав.
- •Электромагнитный состав солнечной радиации
- •Методы измерения уф радиации
- •Относительная биологическая эффективность уфр разных диапазонов
- •Относительная бактерицидная эффективность
Методы измерения уф радиации
1. Интегральный (суммарный) поток радиации Солнца измеряется пиранометрами (например, пиранометр Янышевского) и выражается в . Солнечная постоянная равняется 2на границе атмосферы и 1на уровне Земли.
2. Биологический (эритемный) метод - определение эритемной дозы с помощью биодозиметра М.Ф. Горбачева (рис. 2.2). Эритемная доза (ЭД) или биодоза – наименьшая продолжительность УФ облучения незагоревшей кожи в минутах, после которого спустя 15-20 часов (у детей спустя 1-3 часа) проявляется выраженное покраснение кожи (эритема).
Биодозиметр М.Ф. Горбачева представляет собой планшетку с 6-ю отверстиями (1,5 - 1,0 см), которые закрываются подвижной пластинкой. Для определения эритемной дозы биодозиметр закрепляют на незагоревшей части тела (внутренняя часть предплечья). Целесообразно пометить на коже (шариковой ручкой) расположение и номер окошек. Исследуемый участок кожи располагают на расстоянии 0,5 м от искусственного источника УФИ (после прогрева лампы 10-15 мин.) и открывают каждое окошко на 1 минуту. Таким образом, окошко № 1 облучается 6 мин., № 2 - 5 мин., № 3 - 4 мин., № 4 - 3 мин., № 5 - 2 мин., № 6 - 1 мин. В зависимости от мощности источника и других условий время облучения и расстояние до источника могут быть иными.
Контроль появления эритемы проводят через 18-20 часов после облучения. Эритемную дозу определяют в минутах по номеру окошка, где эритема будет наименьшей.
Физиологическая доза составляет 1/2 - 1/4 эритемной, а профилактическая – 1/8 эритемной дозы.
Профилактическую дозу на необходимом для облучения пациентов расстоянии рассчитывают по формуле:
,
где: В - расстояние от лампы до пациента в м;
С - стандартное расстояние в м, на котором определяется эритемная доза (0,5 м);
А - эритемная доза на стандартном расстоянии, мин.
Примечание: как отмечено раньше, студенты друг у друга на занятии лишь облучают кожу при помощи дозиметра Горбачева. На коже шариковой ручкой нумеруют окошки, а спустя 18-20 часов самостоятельно определяют эритемную дозу, рассчитывают физиологическую и профилактическую дозы, данные заносят в протокол, о результатах работы отчитываются на следующем занятии.
Рис. 2.2. Биодозиметр Горбачева.
3. Фотохимический (щавелевокислый) метод разработан З.Н. Куличковой и основан на разложении щавелевой кислоты в присутствии азотнокислого уранила пропорционально интенсивности и продолжительности УФ облучения ее титрованного раствора.
Результат измерения выражается в количестве миллиграммов разложившейся щавелевой кислоты на 1 см2 облучаемой поверхности раствора. Одной эритемной дозе отвечает 3,7- 4,1 мг/см2 разложенной щавелевой кислоты, физиологической дозе – 1 мг/см2, профилактической дозе – 0,5 мг/см2.
Интенсивность ультрафиолетовой радиации этим методом определяется в мг разложившейся щавелевой кислоты на 1 см2 поверхности раствора за единицу времени (мин, час).
Реактивы: 0,1 н раствор щавелевой кислоты (6,3 г на 1 л дистиллированной воды); рабочий 0,1 н раствор перманганата калия (3,16 г КМnО4 в 1 л дистиллированной воды): рабочий 0,1 н раствор щавелевой кислоты с азотнокислым уранилом (6,3 г щавелевой кислоты и 5,02 г азотнокислого уранила в 1 л дистиллированной воды); 6 % раствор серной кислоты (60 мл концентрированной кислоты на 1 л дистиллированной воды).
Порядок исследования:
Определяют титр 0,1 н раствора КМnО4 точным 0,1 н раствором щавелевой кислоты (Т). Для этого в колбу для титрования отмеривают 25 мл раствора H2SO4, 25 мл 0,1 н. раствора щавелевой кислоты, подогревают на водяной бане до 70, титруют из бюретки 0,1 н. раствором КМnО4 до появления едва заметного розового цвета, не исчезающего на протяжении 1 мин. Титр рассчитывают путем деления количества мл щавелевой кислоты на количество мл раствора КМnО4, использованного на титрования.
Определяют начальный объем раствора КМnО4 по рабочему раствору щавелевой кислоты с уранилом (V1), который будет облучаться. Для этого вместо раствора чистой щавелевой кислоты берется 25 мл рабочего раствора щавелевой кислоты с азотнокислым уранилом. Титрование проводят аналогично.
Экспозиция рабочего раствора в исследуемом месте для определения интенсивности УФИ. В затемненную черной бумагой кварцевую пробирку со световым окном в бумаге определенного размера наливают 25 мл рабочего раствора щавелевой кислоты с азотнокислым уранилом.
Закрытая пробкой пробирка выставляется в штативе на открытом участке для измерения УФР Солнца и небосклона на час или на определенное количество часов, или же в соответствующем месте под источником искусственной УФР (лампа ЛЭ-30, ПРК и прочие). После экспозиции пробирка сохраняется в светонепроницаемом футляре.
Примечание: Для ускорения работы студенты получают готовый рабочий раствор, экспонированный лабораторией.
Определение объема раствора КМnО4 по рабочему раствору щавелевой кислоты с азотнокислым уранилом после экспозиции (V2) выполняется аналогично описанному выше. Разность между начальным объемом раствора КМnО4 и его объемом после экспозиции рабочего раствора щавелевой кислоты показывает, сколько щавелевой кислоты разложилось под действием УФР.
Интенсивность УФР измеряют в мг разложившейся щавелевой кислоты на 1см2 поверхности светового окна пробирки за час.
Расчет осуществляется по формуле:
Х = ,
где: Т -титр 0,1 н. раствора КМnО4 по щавелевой кислоте;
V1 и V2 – объемы раствора КМnО4, израсходованные на титрование щавелевой кислоты с азотнокислым уранилом, соответственно, до и после УФ облучения, мл;
6,3 - количество мг щавелевой кислоты в 1 мл 0,1 н. раствора;
S – площадь светового окна кварцевой пробирки, см2;
t - продолжительность экспозиции пробирки под источником УФР, часов (от Солнца) или минут (от искусственного источника УФР).
Примечание: При измерении дозы УФР результат измерения выражают в количестве разложившейся щавелевой кислоты на см2 за минуту (от искусственного источника) или за час (от Солнца).
Пример вывода. Интенсивность УФР Солнца и небосклона, по результатам определения составляет 1,3 мг/см2 час разложенной щавелевой кислоты, которая отвечает 0,3 эритемной дозы. Человеку ежесуточно нужно получить не меньше 1/8 эритемной дозы. Для этого он должен находиться под открытым небом не менее 24 мин.
4. Физический (фотоэлектрический) метод – измерение интенсивности УФР ультрафиолетметром (сокращенно – уфиметром). Уфиметр – физический прибор с магниевым (для диапазона 220-290 нм) или сурьмяно-цезиевым (290-340 нм) фотоэлементом. Результаты измерения выражаются в или.
В связи с тем, что эритемный эффект различный при разных длинах волн, а наибольший при =297 нм, введена эквивалентная этой длине единица – микроэр, т.е. 1 мкэр =1при= 297 нм. При других длинах волн результат измерения в умножают на относительную биологическую эффективность (ОБиолЭ) (табл. 2).
Например, интенсивность УФР, измеренная уфиметром, равняется 6 , из них 4при=297 нм, а 2 при=310 нм. Отсюда доза облучения составляет: 41+20,03=4,06 мкэр. Установлено, что 1 ЭД = 700-1000 мкэр; 1 профилактическая доза - 100 мкэр.
Таблица 2