6

Спектральний склад сонячного випромінювання.

Сонячна радіація – це потік корпускулярних частинок і електромагнітного (фотонного) випромінювання. Внаслідок сонячної активності утворюється велика кількість корпускулярних частинок, що рухаються зі швидкістю від 300 до 2000 км/сек та досягають атмосфери Землі за 2 доби, однак затримуються за допомогою його магнітного поля. Утворюється також електромагнітне випромінювання, що рухається зі швидкістю 300 000 км/сек та досягає Землі за 8 хв.

Корпускулярні частинки: α- частинки, β- частинки, протони, електрони, нейтрони, позитрони тощо.

Е лектромагнітний склад:

• γ-випромінювання (довжина хвилі <0,1 нм) затримуються

• рентгенівське випромінювання (0,1-10 нм) магнітним

• крайній, канцерогенний ультрафіолет (10-120 нм) полем Землі

• ультрафіолетове випромінювання (120-400 нм; 0,6-3% досягає Землі, інша частка розсіюється)

• видиме (400-760 нм; 40% досягає Землі)

• інфрачервоне (760-10 000 нм, 59% досягає Землі)

• далеке інфрачервоне (10 000-100 000 нм)

• радіочастоти (>100 000 нм)

Фізичні властивості, біологічна дія і, відповідно, можливі порушення у стані здоров'я, які виникають при недостатній або надлишковій дії випромінювання, залежать від того, хвилі якої довжини переважають у складі сонячної радіації в даній місцевості. Корпускулярні частинки та хвилі, що мають довжину менше за 280 нм повністю поглинаються киснем і озоном у верхніх шарах земної атмосфери. Проте, забруднення атмосфери промисловими викидами, особливо фреоном, сприяє руйнуванню і потоншенню озонового шару атмосфери, появі в цих регіонах так званих “озонових дір”, крізь які до поверхні землі проникають небезпечніші для всього живого, з меншою довжиною хвилі УФ промені.

Кількість сонячного випромінювання, що досягає Землі, називається світловим кліматом та залежить від природних та антропогенних факторів. Залежно від забезпечення ультрафіолетом, на Землі виділяють зони:

УФ-ДЕФІЦИТА (північні регіони, >57 широти)

УФ-КОМФОРТА (42-57 широты)

УФ-НАДЛИШКУ (південні регіони, <42 широти)

Інтегральний (сумарний) потік радіації Сонця вимірюється піранометрами (наприклад, піранометр Янишевського) і виражається в мкал/см²хв.

Фізичні властивості та біологічна дія ультрафіолетового випромінювання

Увесь діапазон Уф-випромінювання Сонця і штучних джерел поділяється на три області:

• область А - довгохвильове Уф-випромінювання: λ = 320-400 нм;

• область В - середньохвильове Уф-випромінювання: λ = 280-320 нм;

• область С - короткохвильове Уф-випромінювання: λ = 10-280 нм.

Біологічна дія УФВ:

А. Біогенна:

1. Загальностимулююча – В-спектр. Ця дія виявляється фотолізом білків шкіри (УФ промені проникають в шкіру на глибину 3-4 мм) з утворенням токсичних продуктів фотолізу - гістаміну, холіну, аденазину, піримідиновых сполук та ін. Останні всмоктуються в кров, стимулюють обмін речовин в організмі, ретикулоендотеліальну систему, кістковий мозок, підвищують кількість гемоглобіну, еритроцитів, лейкоцитів, активність ферментів дихання, функцію печінки, стимулюють діяльність нервової системи і т.д. Загальностимулююча дія УФВ посилюється завдяки її эритемному ефекту – рефлекторному розширенню капілярів шкіри, особливо, якщо одночасно має місце достатньо інтенсивне інфрачервоне випромінювання. Ерітемний ефект при надмірному опромінюванні може закінчитися опіком шкіри.

2. Д-вітаміноутворююча дія УФВ властива для області В. Дія полягає в розщеплюванні кальциферолу: з ергостерину (7,8-дегідрохолестерина) в шкірному салі (секреті сальних залоз) під впливом УФВ, завдяки розщеплюванню бензолового кільця, утворюється вітамін Д₂ (ергохолекальциферол) і вітамін Д₃ (холекальциферол), а з провітаміну 2,2-дегідроергостерина – вітамін Д₄.

3. Пігментоутворююча дія УФВ – області А, В. Обумовлена утворенням меланіну. Меланін захищає шкіру (і весь організм) від надлишку УФВ, видимого і інфрачервоного випромінювання.

Б. Абіогенна:

1. Бактерицидна дія властива для області С. Під впливом УФВ спочатку виникає збудження бактерій з активацією їх життєдіяльності, яка із збільшенням дози УФВ змінюється бактеріостатичним ефектом, а потім - фотодеструкцією, денатурацією білків, загибеллю мікроорганізмів.

2. Канцерогенна дія УФР виявляється в умовах жаркого тропічного клімату і на виробництвах з високими рівнями і тривалою дією технічних джерел УФВ (електрозварювання і тому подібне).

3. Мутагенна

4. Алергічна

Недостатність УФ-випромінювання (світлове голодування) викликає:

• зниження резистентності організму та, як наслідок, збільшення захворюваності, загострення хронічної патології

• анемію

• виникнення рахіту у дітей

• виникнення остеопорозу у дорослих

Профілактика: сонячні ванни, солярії, фотарії, вживання вітамін D у медикаментозній формі

Надлишок УФ-випромінювання викликає:

• еритему, опіки

• зниження резистентності організму та, як наслідок, збільшення захворюваності, загострення хронічної патології

• ураження очей (фотоофтальмія при природному походженні, наприклад, в горах, електрофтальмія при штучному походженні, наприклад, у електрозварювальників, кератокон’юнктивіти, катаракта, птеригій – рак рогівки)

• фотодерматоз, сонячний еластоз (порушення утворення колагену)

• рак шкіри

• виведення з організму вітамінів В₂, РР, С

• вплив на ліпідний обмін

Профілактика: одяг з натуральних тканин, головні убори, сонцезахисні та спеціальні окуляри, що використовують на виробництві

Методи визначення інтенсивності УФВ:

1) Фотохімічний за Н.З.Кулічковою – заснований на розкладанні щавлевої кислоти пропорційно інтенсивності і тривалості УФ опромінювання. Приладом для вимірювання інтенсивності ультрафіолетового випромінювання фотохімічним методом є кварцева пробірка з розчином щавлевої кислоти і азотнокислого уранілу. Одиниці вимірювання: міліграм щавлевої кислоти, що розклалася, на см² поверхні розчину за одиницю часу (хв, година). Фізіологічна доза опромінювання – 1 мг/см², профілактична доза – 0,5 мг/см².

2) Фотоелектричний метод – вимірювання інтенсивності УФВ ультрафиолетметром або уфіметром (фотоінтенсиметром або фотоекспозиметром) в мкВт/см² .

3) Біологічний (еритемний) метод - визначення еритемної дози за допомогою біодозиметра М.Ф. Горбачова. Біологічна (еритемна) доза (біодоза) є мінімальним часом опромінювання ділянки шкіри ультрафіолетовим випромінюванням, внаслідок якого виникає її слабке почервоніння (еритема). Біодозиметр є планшеткою з 6 отворами-віконцями, які закриваються рухомою пластинкою. Біодозиметр розміщується на незасмаглій чутливій до ультрафіолетового випромінювання частині шкіри (нижня частина шкіри живота або внутрішня частина передпліччя) досліджуваного, розташованого на відстані 0,5 м від джерела випромінювання.

На початку дослідження відкривають всі отвори. Надалі, через 1 хвилину закривають перше, через 2 хвилини – друге, через 3 хвилини – третє і так далі.

Контроль появи еритеми слід проводити через 6 – 8 годин після опромінювання. Біодозу (у хвилинах) визначають відповідно до номера отвору (за часом експозиції), в якому було зареєстровано найменше почервоніння.

Профілактична доза ультрафіолетового випромінювання складає 1/8 біодози для дорослих та 1/10 біодози для дітей, фізіологічна доза – відповідно 1/2 - 1/4 біодози. Максимальна доза – 1 біодоза для дітей і 2 біодози для дорослих.

Наприклад:

Для визначення біологічної (еритемної) дози біодозиметр Горбачева-Дальфельда розмістили на шкірі нижньої третини черевної порожнини школяра і опромінювали впродовж 6 хвилин.

1

2

3

4

5

6

Через 4 години після опромінювання на шкірі було виявлено 2 червоних смужки. Враховуючи, що біодоза є найменшим часом опромінювання, яке викликає найменше почервоніння, в даному випадку вона складає 5 хвилин або 300 секунд.

Профілактична доза складає 1/8 біодози або 38 секунд.

Оптимальна доза складає від 1 хв 15 сік до 1 хв 30 сек.

Максимальна доза складає 5 або 10 хвилин.

УФВ використовують у стоматологічній практиці для закріплення фотополімерного пломбувального матеріалу, для лікування афтозних стоматитів, парадонтозу, для дезінфекції інструментарію, санації повітря. В медичній практиці – при лікуванні гнійничкових захворювань шкіри, запальних захворювань органів дихання, артритів, псоріазу тощо; при частих простудних захворюваннях для підвищення резистентності організму, для профілактики рахіту, а також для профілактики хронічних серцево-судинних захворювань.

Штучні джерела ультрафіолетового випромінювання: бактерицидно- увіолева лампа (БУВ-30, БУВ-60), эритемно-увиолевая лампа (ЕУВ-30), ртутно-кварцова лампа (ПРК).

Для санації повітря використовують кварцування. У результаті кварцування повітря збагачується озоном, який, у свою чергу, також дезінфікує повітря. Озон отруйний, тому після кварцування приміщення слід провітрювати. Під час роботи кварцової лампи слід залишити приміщення. На працюючу лампу категорично не можна дивитися і намагатися від неї засмагати.

Опромінення штучними джерелами ультрафіолетового випромінювання з лікувальною або профілактичною метою проводяться у фотаріях (солярії – природне УФВ). Фотарії можуть бути різними за своїм обладнанням. Розрізняють фотарії кабінного типу, прохідного або лабіринтного типу та фотарії маячного типу. В якості джерел штучного УФ випромінювання використовують лампи еритемні (ЛЕ-30 та ін.) або прямі ртутно-кварцеві, які не генерують небажаного короткохвильового УФ випромінювання, з довжиною менше 280 нм.