2.3. Визначення інтенсивності ультрафіолетового випромінювання

Напруженість ультрафіолетового випромінювання визначається біологічним, фотохімічним і фотоелектричним (фізичним) метода­ми.

Біологічний метод, що широко застосовується у медичній практиці, грунтується на визначенні біодози — мінімаль­ної еритемної дози опроміненості (МЕД), яка дорівнює мінімально­му часу опромінення, після якого через 8-20 год з'являється почер­воніння незасмаглої шкіри.

Еритемну дозу визначають за допомогою біодози метра Да.тьфельда-Горбачова (мал. 36), який являє собою план­шетку з шістьма отворами (1,5x1,0 см), які закриваються рухомою пластинкою. Біодозиметр закріплюють на незасмаглій ділянці шкі­ри (внутрішня частина передпліччя, епігастральна ділянка, спина). Доцільно помітити на шкірі кульковою ручкою розташування і но­мери віконець. Пацієнт повинен перебувати на відстані 0,5 м від джерела ультрафіолету (після прогрівання лампи 10-15 хв). Кож-

не віконце відчиняють на 1 хв. Таким чином, шкіра під віконцем №1 опромінюється 6 хв, Js° 2 — 5 хв, К° 3 — 4 хв, № 4 — 3 хв, № 5 — 2 хв, № б — 1 хв. Через 18 — 20 год після опромінення здійснюють кон­троль появи еритеми. Еритемну дозу визначають у хвилинах за но­мером віконця, де еритема виявилась найменшою.

Доза, що дає змогу запобігти гіпо- і авітамінозу Д, порушенням фосфорно-кальцієвого обміну та іншим небажаним наслідкам світ­лового голодування, називається профілактичною і становить 1/8-1 '10 МЕД. Оптимальна, або фізіологічна, доза ультрафіолетового опромінення становить 1/4-1/2 МЕД.

Наприклад, найслабша еритема виявлена на шкірі в місці розта­шування віконця № 3 біодозиметра при тривалості опромінення 4 хв. Отже, біодоза становить 4 хв, профілактична доза — 0,5 хв, а фізіологічна — 1-2 хв.

На біодозу суттєво впливає відстань до джерела ультрафіолету:

деХ — біодоза, хв; А — біодоза на стандартній відстані 0,5 м, хв; В — відстань, на якій перебувають пацієнти, м; С — стандартна відстань, на якій визначали еритемну дозу, м.

Отже, при збільшенні відстані до джерела у 2, 3, 4 ... рази від стандартної (0,5 м) час опромінення для виникнення еритеми по­винен збільшуватися відповідно у 4, 9, 16 ... разів.

У медичній практиці профілактичні дози ультрафіолету від Со­нця та небосхилу під час проведення сонячних та повітряних ванн визначають розрахунковим методом за допомогою табл. 23.

Фотохімічний метод грунтується на розкладанні розчину щавлевої кислоти в присутності нітрату уранілу під впли­вом ультрафіолетової радіації.

У кварцову пробірку з отвором для виходу СО₂ наливають 50 мл розчину щавлевої кислоти та уранілу і щільно закривають проб­кою. Пробірки зберігають у спеціальних гніздах, що захищають їх від проникнення світла. Світлове вікно пробірки не затінюється під час експозиції. Після завершення експозиції вміст пробірки та про­мивні води (не більше 10 мл) виливають у конічну колбу місткістю 200 мл, де міститься 50 мл розчину H₂SO , нагрітого до 50°С, і титру­ють у гарячому вигляді 0,1 н. розчином КМпО₄. 1 мл цього реакти­ву відповідає 6,3 г щавлевої кислоти. Одночасно 50 мл розчину щав­левої кислоти, яку не опромінювали, також титрують 0,1 н. розчином КМпО₄. Інтенсивність УФ-опромінення (у відносних одиницях) до­рівнює кількості розкладеної щавлевої кислоти (визначається за різ­ницею титрів КМпО₄, одержаних при титруванні розчинів щавлевої кислоти до і після опромінення, помноженою на 6,3) на 1 см² площі світлового віконця у пробірці за 1 год.

Одній еритемній дозі відповідає близько 4 мг/см²-год розкладе­ної щавлевої кислоти. Отже, фізіологічна доза становить 1 мг роз-

кладеної щавлевої кислоти, профілактична — 0,5 мг. Наприклад, ін­тенсивність УФ-радіації Сонця і небосхилу за результатами фото­хімічного визначення становить 1,3 мг/см²-год розкладеної щавле­вої кислоти, що відповідає 0,3 біодози.

Фізичний метод ґрунтується на використанні спеціальних приладів-ультрафіолетметрів або уфіметрів типу УФМ-5 (мал. 37), УФ-65 тощо. Прилади дають змогу визначити енергетичну опромі-неність (поверхневу густину потоку енергії), яка використовується для оцінки інтенсивності УФ-опромінення і розподілу його на по­верхні, в об'ємі приміщення (у Вт/м²), а також кількість опромі­нення — дозу енергетичної опроміненості для дозування випро­мінювання окремо в енергетичному і бактерицидному діапазонах (Вт/м²-год).

Принцип дії ультрафіолетметра УФМ-5 базується на перетворенні променистої енергії ультрафіолетового спектра в електричний струм, який накопичується у вигляді зарядів у конденсаторі. Конденсатор, періодично розряджаючись, створює імпульси напруги, які реєстру­ються за допомогою лічильника імпульсів. Сурм'яно-цезієвий фото­елемент слугує для реєстрації довгохвильового (еритемного) уль­трафіолетового випромінювання (290-340 нм), магнієвий — для ви­мірювання короткохвильового (бактерицидного) випромінювання (220-290 нм).

Енергетична опроміненість дорівнює частоті проходження імпуль­сів, тобто числу імпульсів лічильника за визначений проміжок часу, а доза — кількості імпульсів за весь час опромінювання.

Еритемний ефект, що дорівнює одній біодозі, досягається при енергетичній опроміненості поліхроматичним випромінюванням 600-800 мкВт/см², профілактичний ефект — прн 75-100 мкВт/см².

У медичній практиці для вимірювання енергетичної опромінено-сті від штучних джерел УФ-випромінювання в межах до 500 Вт/м² і кутів падіння променів ±80° набув поширення автоматичний дози­метр ДАУ-81. Він складається з блока вимірювання і декількох пе-ретворювачів-фотоелементів, що дають змогу вимірювати випромі­нювання від джерел бактерицидного діапазону в спектральній ді­лянці 220-280 нм (зона С), еритемного діапазону з довжиною хвиль 320-400 нм (зона А), а також в спектральній ділянці 380-710 нм (видиме світло).

У гігієнічній практиці останнім часом щораз ширше запровад­жується спосіб вимірювання інтенсивності УФ-випромінювання не в енергетичних, а в біологічно ефективних одиницях, що характе­ризують його за потужністю еритемного та бактерицидного потоків енергії і використовуються в уфіметрі УФІ-65, ерметрі Е-2. Остан­ні за принципом дії майже не відрізняються від ультрафіолетмет-ра УФМ-5.

За одиницю еритемного потоку енергії взято ер — потік моно­хроматичного випромінювання потужністю 1 Вт з довжиною хвилі 297 нм, за одиницю бактерицидного потоку — бакт, що дорівнює бактерицидному потоку монохроматичного випромінювання потуж­ністю 1 Вт з довжиною хвилі 254 нм. Еритемний потік енергії оціню­ється еритемною опроміненістю — відношенням еритемного потоку енергії до одиниці площі опромінюваної поверхні (ер/м²) та дозою еритемної опроміненості — відношенням еритемного потоку енергії за одиницю часу до одиниці площі (ер/м²-год). Бактерицидний по­тік енергії УФ-випромінювання оцінюється за бактерицидною опро­міненістю (бакт/м²).

Еритемний ефект, що дорівнює одній біодозі, досягається при до­зі еритемної опроміненості монохроматичним випромінюванням з до­вжиною хвилі 297 нм близько 80 мер/м²-год або 500 мкер/см²-хв. Для суміжних довжин хвиль у той чи інший бік спектра еритемний ефект зменшується і для його досягнення потрібна вища доза ери­темної опроміненості.

На півдні в умовах незабрудненої атмосфери погожого дня о 12 год енергетична опроміненість ультрафіолетовим випромінюванням становить близько 19 мкВт/см², тобто щоб отримати мінімальну профілактичну дозу, треба 4-5 хв, а еритемної дози — 30-40 хв. Максимальна кількість УФ-випромінювання, яку може отримати людина протягом дня на півдні, оцінюється у 25 мінімальних ери­темних доз. У помірних широтах інтенсивність УФ-випромінюван­ня зменшується і становить на широті Вінниці 1200 МЕД, Києва — 911 МЕД на рік.

З метою профілактики ультрафіолетової недостатності в північ­них широтах застосовуються УФ-опромінювачі тривалої дії, які по­єднуються з джерелами штучного освітлення приміщень і забезпе­чують постійне опромінення людей, що перебувають у приміщенні упродовж 8 год у звичайному одязі, потоком невеликої інтенсивно­сті, а також установки короткотривалої дії — фотарії, у яких необ-

хідну кількість УФ-випромінювання неодягнені пацієнти отриму­ють упродовж 2-5 хв за рахунок інтенсифікації потоку. Інтенсив­ність еритемної опроміненості та дози опроміненості, що створю­ються цими установками, наведені в табл.24.

Абіогенний вплив УФ-опромінення, зокрема розвиток фотокера-тозу, можливий при початковій дозі, вищій за мінімальну еритемну дозу у 40 разів і більше.

Щоб запобігти штучному УФ-переопроміненню, що створюється джерелами з температурою нагрівання понад 2000°С, люмінесцент­ними джерелами у поліграфії, хімічному і деревообробному ви­робництвах, сільському господарстві, при кіно- та телезйомках, де­фектоскопії, знезараженні води, харчових продуктів, а також в охо­роні здоров'я, допустима інтенсивність опромінення працюючих на робочих місцях на висоті 0,5-1,0 м від підлоги при наявності неза-хищених ділянок тіла площею не більше 0,2 м² (обличчя, шия, кисті рук) не повинна перевищувати значень, наведених у табл. 25.

Таблиця 25
Допустима інтенсивність УФ-випромінювання (за СН 4557-88)
Тривалість			Поверхнева густіша потоку (Вт/ м^2) у діапазонах (нм)
одноразового опромінення	пауз	опромінення за робочу зміну	УФ-А 400-315	УФ-В 315-280	УФС 280-200
<5 хв	>30 хв	<60 хв	50	0,05 0,001
>5 хв	не береться до уваги	50 % зміни	10	0,01 не допускається

При застосуванні з бактерицидною метою УФ-оиромінювачів пря­мої дії, потік випромінювання яких спрямований зі стелі на підлогу, у приміщенні можна залишатися лише особам у захисних окулярах та одязі. При використанні опромінювачів опосередкованої дії, спря­мованих у бік стелі, поверхнева густина потоку енергії відбитого випромінювання при 8-годинному перебуванні у приміщенні не по­винна перевищувати 0,5 мкВт/см², а при цілодобовому перебуван­ні — 0,1 мкВт/см².

Бактерицидний ефект досягається при густині потоку УФ-ви-промінювання 1,5-6 мкВт/м² з довжиною хвилі 250-270 нм за умо­ви розташування опромінюваного об'єкта на відстані не більше 2 м від джерела. Для оцінки ефективності бактерицидного опромі­нення роблять посів мікроорганізмів повітря до і після опромінен­ня і визначають ступінь ефективності (на скільки відсотків змен­шилося число мікроорганізмів уїм³ повітря після опромінення) або коефіцієнт ефективності (у скільки разів зменшилася кількість мікроорганізмів у 1 м³ повітря), які мають становити відповідно не менше 80% і 5 разів.