Какво е важно да знаем за слънчевата радиация: UVA и UVB Ултравиолетова радиация: приложение, действие и защита от нея

Животът на хората, растенията и животните е в тясна връзка със Слънцето. Той излъчва радиация, която има специални свойства. Ултравиолетовата светлина се счита за незаменима и жизненоважна. При недостига му започват изключително нежелани процеси в организма, а строго дозирано количество може да излекува сериозни заболявания.

Следователно ултравиолетовата лампа за домашна употреба е необходима за мнозина. Нека да поговорим как да го изберем правилно.

Ултравиолетовото лъчение е лъчение, което е невидимо за хората и заема областта между рентгеновия и видимия спектър. Дължините на съставните му вълни варират от 10 до 400 нанометра. Физиците условно разделят ултравиолетовия спектър на близък и далечен, а също така разграничават три вида лъчи, които го съставят. Радиация C се класифицира като тежка радиация; при относително дълго излагане може да убие живите клетки.

В природата практически не се среща, освен високо в планините. Но може да се получи при изкуствени условия. Радиация B се счита за средна твърдост. Това е, което засяга хората в средата на горещ летен ден. Ако се използва прекомерно, може да причини вреда. И накрая, най-меките и най-полезните са лъчите тип А. Те дори могат да излекуват човек от някои заболявания.

Ултравиолетовото има широко приложение в медицината и други области. На първо място, защото в негово присъствие тялото произвежда витамин D, който е необходим за нормалното развитие на детето и здравето на възрастните. Този елемент прави костите по-здрави, укрепва имунната система и позволява на тялото да усвоява правилно редица основни микроелементи.

Освен това лекарите са доказали, че под въздействието на ултравиолетовото лъчение в мозъка се синтезира серотонинът, хормонът на щастието. Ето защо толкова много обичаме слънчевите дни и изпадаме в някаква депресия, когато небето е облачно. В допълнение, ултравиолетовата светлина се използва в медицината като бактерицидно, антимиотично и мутагенно средство. Известен е и терапевтичният ефект на радиацията.

Излъчването на ултравиолетовия спектър е нехомогенно. Физиците разграничават три групи от съставните му лъчи. Най-опасните лъчи от група С за живите същества, най-твърдата радиация

Строго дозираните лъчи, насочени към определена зона, дават добър терапевтичен ефект при редица заболявания. Появи се нова индустрия – лазерната биомедицина, която използва ултравиолетова светлина. Използва се за диагностика на заболявания и за проследяване на състоянието на органите след операции.

Ултравиолетовите лъчи намират широко приложение и в козметологията, където най-често се използват за почерняване и борба с определени кожни проблеми.

Не подценявайте ултравиолетовия дефицит. Когато се появи, човек страда от недостиг на витамини, имунитетът намалява и се диагностицират неизправности във функционирането на нервната система. Развива се склонност към депресия и психическа нестабилност. Като се вземат предвид всички тези фактори, за тези, които се интересуват, са разработени и се произвеждат битови версии на ултравиолетови лампи за голямо разнообразие от цели. Нека ги опознаем по-добре.

Облъчването с твърда ултравиолетова светлина за дезинфекция на помещения се използва успешно в медицината от десетилетия. Подобни дейности могат да се извършват у дома.

UV лампи: какви са те?

Произвеждат се специални ултравиолетови лампи, предназначени за нормален растеж на растения, страдащи от липса на слънчева светлина

Трябва да се разбере, че разрушаването се случва само в обсега на лъчите, които, за съжаление, не могат да проникнат много дълбоко в стената или тапицерията на мека мебел. За борба с микроорганизмите са необходими експозиции с различна продължителност. Най-лошо се понася от пръчки и коки. Най-устойчиви на ултравиолетово лъчение са протозойните микроорганизми, споровите бактерии и гъбичките.

Въпреки това, ако изберете разумно времето за облъчване, можете напълно да дезинфекцирате стаята. Това ще отнеме средно 20 минути. През това време можете да се отървете от патогени, мухъл и гъбични спори и др.

За бързо и ефективно изсъхване на различни видове гел лак за маникюр се използват специални ултравиолетови лампи.

Принципът на работа на стандартната UV лампа е изключително прост. Това е колба, пълна с газ живак. Към краищата му са прикрепени електроди.

При подаване на напрежение между тях се образува електрическа дъга, която изпарява живака, който се превръща в източник на мощна светлинна енергия. В зависимост от дизайна на устройството, неговите основни характеристики се различават.

Кварцови излъчващи устройства

Крушката за тези лампи е изработена от кварц, което оказва пряко влияние върху качеството на тяхното излъчване. Те излъчват лъчи в "твърдия" UV диапазон от 205-315 nm. Поради тази причина кварцовите уреди имат ефективен дезинфекциращ ефект. Те се справят много добре с всички известни бактерии, вируси, други микроорганизми, едноклетъчни водорасли, спори на различни видове плесени и гъбички.

UV лампите от отворен тип могат да бъдат компактни. Такива устройства много добре дезинфекцират дрехи, обувки и други предмети.

Трябва да знаете, че UV вълните с дължина под 257 nm активират образуването на озон, който се счита за най-силния окислител. Благодарение на това по време на процеса на дезинфекция ултравиолетовата светлина действа заедно с озона, което позволява бързо и ефективно унищожаване на микроорганизмите.

Такива лампи обаче имат значителен недостатък. Излагането им е опасно не само за патогенната микрофлора, но и за всички живи клетки. Това означава, че по време на процеса на дезинфекция животните, хората и растенията трябва да бъдат отстранени от зоната на действие на лампата. Предвид името на устройството, процедурата за дезинфекция се нарича кварциране.

Използва се за дезинфекция на болнични отделения, операционни зали, заведения за обществено хранене, производствени помещения и др. Едновременното използване на озониране позволява да се предотврати развитието на патогенна микрофлора и гниене и да се запази свежестта на продуктите в складове или магазини за по-дълго време. Такива лампи могат да се използват за терапевтични цели.

Бактерицидни ултравиолетови излъчватели

Основната разлика от описаното по-горе устройство е материалът на колбата. За бактерицидни лампи се изработва от увиолно стъкло. Този материал блокира добре "твърдите" вълни, така че озонът не се образува по време на работа на оборудването. По този начин дезинфекцията се извършва само поради влиянието на по-безопасно меко излъчване.

Uviol стъклото, от което е направена колбата на бактерицидните лампи, напълно блокира твърдото излъчване. Поради тази причина устройството е по-малко ефективно

Такива устройства не представляват голяма заплаха за хората и животните, но времето и излагането на патогенна микрофлора трябва да бъдат значително увеличени. Такива устройства се препоръчват за използване у дома. В лечебни заведения и подобни институции те могат да функционират непрекъснато. В този случай е необходимо да покриете лампите със специален корпус, който ще насочи блясъка нагоре.

Това е необходимо за защита на зрението на посетителите и работниците. Бактерицидните лампи са абсолютно безопасни за дихателната система, тъй като не отделят озон, но са потенциално вредни за роговицата на окото. Продължителното излагане на него може да доведе до изгаряния, което в крайна сметка ще доведе до влошаване на зрението. Поради тази причина е препоръчително да използвате специални очила, за да предпазите очите си, докато работите с устройството.

Апарати тип амалгама

Подобрени и следователно по-безопасни за използване ултравиолетови лампи. Тяхната особеност е, че живакът вътре в колбата не присъства в течно състояние, а в свързано състояние. Той е част от твърдата амалгама, покриваща вътрешната повърхност на лампата.

Амалгамата е сплав от индий и бисмут с добавка на живак. По време на процеса на нагряване последният започва да се изпарява и излъчва ултравиолетова радиация.

В ултравиолетовите лампи от амалгамен тип има сплав, съдържаща живак. Поради факта, че веществото е свързано, устройството е напълно безопасно дори след повреда на колбата

По време на работа на устройства от амалгамен тип е изключено отделянето на озон, което ги прави безопасни. Бактерицидният ефект е много висок. Дизайнерските характеристики на такива лампи ги правят безопасни дори при небрежно боравене. Ако студената колба се счупи по някаква причина, можете просто да я изхвърлите в най-близкия контейнер за боклук. Ако целостта на горящата лампа е нарушена, всичко е малко по-сложно.

От нея ще излизат живачни пари, защото амалгамата е гореща. Броят им обаче е минимален и няма да навредят. За сравнение, ако бактерицидно или кварцово устройство се счупи, съществува реална заплаха за здравето.

Всеки от тях съдържа около 3 г течен живак, който може да бъде опасен, ако се разлее. Поради тази причина такива лампи трябва да се изхвърлят по специален начин, а мястото, където се разлива живак, трябва да се третира от специалисти.

Друго предимство на амалгамните апарати е тяхната издръжливост. В сравнение с аналозите техният експлоатационен живот е поне два пъти по-дълъг. Това се дължи на факта, че колбите, покрити с амалгама отвътре, не губят своята прозрачност. Докато лампите с течен живак постепенно се покриват с плътно, леко прозрачно покритие, което значително намалява експлоатационния им живот.

Как да не направите грешка при избора на устройство

Преди да решите да закупите устройство, трябва да определите точно дали наистина е необходимо. Покупката ще бъде напълно оправдана, ако има някакви индикации. Лампата може да се използва за дезинфекция на помещения, вода, общи предмети и др.

Трябва да разберете, че не трябва да се увличате твърде много с това, тъй като животът в стерилни условия има много неблагоприятен ефект върху имунната система, особено при децата.

Преди да закупите ултравиолетова лампа, трябва да решите за каква цел ще се използва. Трябва да разберете, че трябва да го използвате много внимателно и само след консултация с Вашия лекар.

Затова лекарите препоръчват разумно използване на устройството в семейства с често боледуващи деца по време на сезонни заболявания. Устройството ще бъде полезно в процеса на грижа за лежащо болни, тъй като позволява не само да дезинфекцира стаята, но и помага в борбата с рани от залежаване, премахва неприятните миризми и др. UV лампата може да лекува някои заболявания, но в този случай се използва само по препоръка на лекар.

Ултравиолетът помага при възпаления на УНГ органи, дерматити от различен произход, псориазис, неврити, рахит, грип и настинки, при лечение на язви и трудно зарастващи рани, гинекологични проблеми. Възможно е използването на UV излъчватели у дома за козметични цели. По този начин можете да получите красив тен и да се отървете от кожни проблеми, изсушете ноктите си, покрити със специален лак.

Освен това се произвеждат специални лампи за дезинфекция на вода и устройства, които стимулират растежа на домашни растения. Всички те имат специфични характеристики, които не позволяват да се използват за други цели. По този начин гамата от битови UV лампи е много голяма. Сред тях има доста универсални опции, така че преди да закупите, трябва да знаете точно за какви цели и колко често ще се използва устройството.

Ултравиолетовата лампа от затворен тип е най-безопасният вариант за тези, които са на закрито. Диаграмата на неговата работа е показана на фигурата. Въздухът се дезинфекцира вътре в защитния корпус

Освен това има редица фактори, които трябва да се вземат предвид при избора.

Тип битова UV лампа

Производителите произвеждат три вида оборудване за работа у дома:

• Отворени лампи. Ултравиолетовото лъчение от източника се разпространява безпрепятствено. Използването на такива устройства е ограничено от характеристиките на лампата. Най-често те се включват за строго определено време, животните и хората се отстраняват от помещенията.
• Затворени устройства или рециркулатори. Въздухът се подава в защитения корпус на устройството, където се дезинфекцира и след това навлиза в помещението. Такива лампи не са опасни за другите, така че могат да работят в присъствието на хора.
• Специализирано оборудване, предназначено за изпълнение на специфични задачи. Най-често е оборудван с комплект тръбни приставки.

Метод на монтаж на устройството

Производителят предлага да изберете подходящ модел от два основни варианта: стационарен и мобилен. В първия случай устройството се закрепва на избраното за целта място. Не се предвиждат премествания. Такива устройства могат да бъдат фиксирани към тавана или стената. Последният вариант е по-популярен. Отличителна черта на стационарните устройства е тяхната висока мощност, която им позволява да обработват стая с голяма площ.

По-мощни, като правило, устройства със стационарен монтаж. Те се монтират на стената или тавана, така че по време на работа да покриват цялата площ на помещението.

Най-често в този дизайн се произвеждат затворени рециркулационни лампи. Мобилните устройства са по-малко мощни, но могат лесно да бъдат преместени на друго място. Това могат да бъдат затворени или отворени лампи. Последните са особено удобни за дезинфекция на малки пространства: гардероби, бани и тоалетни и др. Мобилните устройства обикновено се инсталират на пода или на маси, което е доста удобно.

Освен това подовите модели имат по-голяма мощност и са напълно способни да обработят стая с впечатляващ размер. Голяма част от специализираната техника е мобилна. Сравнително наскоро се появиха интересни модели на UV излъчватели. Това са уникални хибриди на лампа и бактерицидна лампа с два режима на работа. Те работят като осветителни устройства или дезинфекцират стая.

Мощност на UV излъчвател

За правилното използване на UV лампата е важно нейната мощност да съответства на размера на помещението, в което ще се използва. Производителят обикновено посочва така нареченото „покритие на помещението“ в техническия лист на продукта. Това е зоната, която е засегната от устройството. Ако няма такава информация, ще бъде посочена мощността на устройството.

Зоната на покритие на оборудването и времето на експозиция зависят от мощността. При избора на UV лампа това трябва да се има предвид

Средно за помещения до 65 куб.м. m, устройство от 15 W ще бъде достатъчно. Това означава, че такава лампа може безопасно да бъде закупена, ако площта на третираните помещения е от 15 до 35 квадратни метра. м с височина не повече от 3 м. По-мощни екземпляри, произвеждащи 36 W, трябва да бъдат закупени за помещения с площ от 100-125 кубически метра. m при стандартна височина на тавана.

Най-популярните модели UV лампи

Гамата от ултравиолетови излъчватели, предназначени за домашна употреба, е доста широка. Местните производители произвеждат висококачествено, ефективно и доста достъпно оборудване. Нека разгледаме няколко такива устройства.

Различни модификации на устройството Solnyshko

Под тази марка се произвеждат отворени кварцови излъчватели с различни мощности. Повечето модели са предназначени за дезинфекция на повърхности и пространства, чиято площ е не повече от 15 квадратни метра. м. Освен това апаратът може да се използва за терапевтично облъчване на възрастни и деца над тригодишна възраст. Устройството е многофункционално, поради което се счита за универсално.

Особено популярен е ултравиолетовият излъчвател Sun. Това универсално устройство е в състояние да дезинфекцира пространство и да извършва терапевтични процедури, за което е оборудвано с набор от специални приставки

Калъфът е оборудван със специален защитен екран, който се използва по време на медицински процедури и се отстранява при дезинфекция на помещението. В зависимост от модела оборудването е оборудвано с набор от специални приставки или тръби за различни терапевтични процедури.

Компактни излъчватели Crystal

Друг пример за местно производство. Това е малко мобилно устройство. Предназначен изключително за дезинфекция на помещения, чийто обем не надвишава 60 куб.м. м. Тези параметри съответстват на стая със стандартна височина с площ не повече от 20 квадратни метра. м. Устройството е лампа от отворен тип и следователно изисква правилно боравене.

Компактният мобилен UV излъчвател Crystal е много удобен за използване. Важно е да запомните да премахнете растения, животни и хора от зоната на действие

Докато оборудването работи, растенията, животните и хората трябва да бъдат отстранени от зоната на неговата работа. Структурно устройството е много просто. Няма таймер или система за автоматично изключване. Поради тази причина потребителят трябва самостоятелно да следи времето за работа на устройството. Ако е необходимо, UV лампата може да бъде заменена със стандартна флуоресцентна лампа и тогава оборудването ще работи като обикновена лампа.

Бактерицидни рециркулатори от серията RZT и ORBB

Това са мощни устройства от затворен тип. Предназначен за дезинфекция и пречистване на въздуха. Уредите са оборудвани с UV лампа, която се намира в затворен защитен корпус. Въздухът се засмуква в устройството от вентилатор и след обработка се подава навън. Благодарение на това устройството може да функционира в присъствието на хора, растения или животни. Те не получават отрицателни въздействия.

В зависимост от модела, устройствата могат да бъдат допълнително оборудвани с филтри, които улавят частици мръсотия и прах. Оборудването се произвежда главно под формата на стационарни устройства със стенен монтаж, има и таванни версии. В някои случаи устройството може да бъде извадено от стената и поставено на маса.

Изводи и полезно видео по темата

Нека се запознаем с ултравиолетовите лампи Sun:

Как работи бактерицидната лампа Crystal:

Избор на правилния UV излъчвател за вашия дом:

Ултравиолетовата светлина е необходима на всяко живо същество. За съжаление, не винаги е възможно да се получи в достатъчни количества. Освен това UV лъчите са мощно оръжие срещу голямо разнообразие от микроорганизми и патогенна микрофлора. Ето защо много хора мислят за закупуване на домашен ултравиолетов излъчвател. Когато правите избор, не забравяйте, че трябва да използвате устройството изключително внимателно. Необходимо е стриктно да се спазват препоръките на лекарите и да не се прекалява. Големите дози ултравиолетова радиация са много опасни за всички живи същества.

Обща характеристика на ултравиолетовото лъчение

Бележка 1

Открито ултравиолетово лъчение И.В. Ритърв $1842$ Впоследствие свойствата на това лъчение и неговото приложение бяха подложени на най-внимателен анализ и изследване. Учени като А. Бекерел, Варшауер, Данциг, Франк, Парфенов, Галанин и много други имат голям принос в това изследване.

Понастоящем ултравиолетова радиацияшироко използвани в различни сфери на дейност. Ултравиолетовата активност достига своя връх в областта на високите температури. Този тип спектър се появява, когато температурата достигне от $1500$ до $20000$ градуса.

Условно радиационният обхват е разделен на 2 области:

1. Близък спектър, който достига Земята от Слънцето през атмосферата и има дължина на вълната $380$-$200$ nm;
2. Далечен спектърабсорбирани от озона, кислорода на въздуха и други атмосферни компоненти. Този спектър може да се изследва с помощта на специални вакуумни устройства, поради което се нарича още вакуум. Дължината на вълната му е $200$-$2$ nm.

Ултравиолетова радиацияможе да бъде близък, далечен, екстремен, среден, вакуум, като всеки тип има свои собствени свойства и намира своето приложение. Всеки вид ултравиолетово лъчение има своя собствена дължина на вълната, но в границите, посочени по-горе.

Спектър на ултравиолетовата слънчева светлина, достигаща повърхността на Земята, е тясна - $400$...$290$ nm. Оказва се, че Слънцето не излъчва светлина с дължина на вълната, по-малка от $290$ nm. Вярно ли е това или не? Отговорът на този въпрос е намерен от французин А. Корню, който установи, че ултравиолетовите лъчи, по-къси от $295$ nm, се абсорбират от озона. Въз основа на това А. Корню предложиче Слънцето излъчва късовълнова ултравиолетова радиация. Кислородните молекули под негово влияние се разпадат на отделни атоми и образуват озонови молекули. Озонв горните слоеве на атмосферата покрива планетата защитен екран.

Предположение на учения потвърденокогато човек успя да се издигне до горните слоеве на атмосферата. Височината на Слънцето над хоризонта и количеството ултравиолетови лъчи, достигащи земната повърхност, са пряко свързани. Когато осветеността се промени с $20$%, количеството ултравиолетови лъчи, достигащи повърхността, ще намалее с $20$ пъти. Експериментите показват, че на всеки $100$ m изкачване интензитетът на ултравиолетовото лъчение се увеличава с $3$-$4$%. В екваториалната област на планетата, когато Слънцето е в зенита си, до земната повърхност достигат лъчи с дължина $290$...$289$ nm. Земната повърхност над полярния кръг получава лъчи с дължина на вълната $350$...$380$ nm.

Източници на ултравиолетово лъчение

Ултравиолетовото лъчение има своите източници:

1. Естествени извори;
2. Изкуствени източници;
3. Лазерни източници.

Естествен източникултравиолетовите лъчи е единственият им концентратор и излъчвател – това е нашият слънце. Най-близката до нас звезда излъчва мощен заряд от вълни, които могат да преминат през озоновия слой и да достигнат земната повърхност. Многобройни изследвания позволиха на учените да представят теорията, че едва с появата на озоновия слой е възможно да възникне живот на планетата. Именно този слой предпазва всички живи същества от вредното прекомерно проникване на ултравиолетова радиация. Именно през този период става възможна възможността за съществуване на протеинови молекули, нуклеинови киселини и АТФ. Озонов слойизпълнява много важна функция, взаимодействайки с масата UV-A, UV-B, UV-C,неутрализира ги и не им позволява да достигнат повърхността на Земята. Ултравиолетовото лъчение, достигащо до земната повърхност, има диапазон от $200$ до $400$ nm.

Концентрацията на ултравиолетовото лъчение на Земята зависи от редица фактори:

1. Наличието на озонови дупки;
2. Разположение на територията (височина) над морското равнище;
3. Височината на самото Слънце;
4. Способността на атмосферата да разпръсква лъчи;
5. Отражателна способност на подлежащата повърхност;
6. Състояния на облачни пари.

Изкуствени източнициУлтравиолетовото лъчение обикновено се създава от хората. Това могат да бъдат инструменти, устройства и технически средства, създадени от хора. Те са създадени за получаване на желания спектър от светлина с определени параметри на дължината на вълната. Целта на тяхното създаване е полученото ултравиолетово лъчение да се използва полезно в различни сфери на дейност.

Източници с изкуствен произход включват:

1. Има способността да активира синтеза на витамин D в човешката кожа еритемни лампи. Те не само предпазват от рахит, но и лекуват това заболяване;
2. Специален апарати за солариуми, предотвратявайки зимната депресия и придавайки красив естествен загар;
3. Използва се на закрито за борба с насекоми атрактивни лампи. Те не представляват опасност за хората;
4. Живачно-кварцови апарати;
5. ексилампи;
6. Луминесцентни устройства;
7. ксенонови лампи;
8. Газоразрядни устройства;
9. Високотемпературна плазма;
10. Синхротронно лъчение в ускорителите.

Изкуствените източници на ултравиолетова радиация включват лазери, чиято работа се основава на генерирането на инертни и неинертни газове. Това може да бъде азот, аргон, неон, ксенон, органични сцинтилатори, кристали. В момента съществува лазерработещ за свободни електрони. Той произвежда ултравиолетово лъчение с дължина, равна на тази, наблюдавана при условия на вакуум. Лазерният ултравиолет се използва в биотехнологични, микробиологични изследвания, масспектрометрия и др.

Прилагане на ултравиолетово лъчение

Ултравиолетовото лъчение има характеристики, които позволяват използването му в различни области.

UV характеристики:

1. Високо ниво на химическа активност;
2. Бактерициден ефект;
3. Способността да предизвиква луминесценция, т.е. блясък на различни вещества в различни нюанси.

Въз основа на това ултравиолетовото лъчение може да се използва широко, например в спектрометрични анализи, астрономия, медицина, при дезинфекция на питейна вода, при аналитично изследване на минерали, за унищожаване на насекоми, бактерии и вируси. Всяка област използва различен тип UV със собствен спектър и дължина на вълната.

спектрометрияспециализира в идентифицирането на съединения и техния състав въз основа на способността им да абсорбират UV светлина с определена дължина на вълната. Въз основа на резултатите от спектрометрията, спектрите за всяко вещество могат да бъдат класифицирани, т.к те са уникални. Унищожаването на насекомите се основава на факта, че очите им улавят късовълнови спектри, които са невидими за хората. Насекомите летят до този източник и биват унищожени. Специален инсталации в солариумиизлагат човешкото тяло на UV-A. В резултат на това в кожата се активира производството на меланин, което й придава по-тъмен и равномерен цвят. Тук, разбира се, е важно да защитите чувствителните зони и очите.

Лекарство. Използването на ултравиолетова радиация в тази област също е свързано с унищожаването на живи организми - бактерии и вируси.

Медицински показания за ултравиолетово лечение:

1. Травма на тъкани, кости;
2. Възпалителни процеси;
3. Изгаряния, измръзване, кожни заболявания;
4. Остри респираторни заболявания, туберкулоза, астма;
5. Инфекциозни заболявания, невралгия;
6. Болести на ушите, носа и гърлото;
7. Рахит и трофични стомашни язви;
8. Атеросклероза, бъбречна недостатъчност и др.

Това не е целият списък от заболявания, за които се използва ултравиолетова радиация.

Бележка 2

По този начин, ултравиолетовото помага на лекарите да спасят милиони човешки животи и да възстановят здравето им. Ултравиолетовата светлина се използва и за дезинфекция на помещения и стерилизиране на медицински инструменти и работни повърхности.

Аналитична работа с минерали. Ултравиолетовото лъчение предизвиква луминесценция на веществата и това дава възможност да се използва за анализ на качествения състав на минерали и ценни скали. Скъпоценните, полускъпоценните и декоративните камъни дават много интересни резултати. При облъчване с катодни вълни те дават удивителни и уникални нюанси. Синият цвят на топаза, например, когато се облъчва, се оказва ярко зелен, изумрудено - червен, перлите блестят с многоцветия. Зрелището е невероятно, фантастично.

Ултравиолетовото лъчение е открито преди повече от 200 години, но едва с изобретяването на изкуствени източници на ултравиолетово лъчение човек успя да използва удивителните свойства на тази невидима светлина. Днес ултравиолетовата лампа помага в борбата с много болести и дезинфекцира, позволява създаването на нови материали и се използва от криминалисти. Но за да могат устройствата с UV спектър да донесат ползи, а не вреда, е необходимо ясно да се разбере какво представляват и за какво служат.

Какво е ултравиолетова радиация и как се получава?

Вероятно знаете, че светлината е електромагнитно излъчване. В зависимост от честотата цветът на такова излъчване се променя. Нискочестотният спектър ни изглежда червен, високочестотният спектър изглежда син. Ако увеличите честотата още по-високо, светлината ще стане лилава и след това ще изчезне напълно. По-точно ще изчезне за очите ви. Всъщност радиацията ще премине в ултравиолетовия спектър, който не можем да видим поради характеристиките на окото.

Но ако не виждаме ултравиолетова светлина, това не означава, че тя не ни влияе по никакъв начин. Няма да отречете, че радиацията е безопасна, защото ние не можем да я видим. И радиацията не е нищо повече от същото електромагнитно излъчване като светлината и ултравиолетовото, само с по-висока честота.

Но да се върнем към ултравиолетовия спектър. Той се намира, както разбрахме, между видимата светлина и радиацията:

Зависимост на вида на електромагнитното излъчване от неговата честота

Нека оставим светлината и радиацията настрана и да разгледаме по-отблизо ултравиолетовото лъчение:

Фигурата ясно показва, че целият UV диапазон е условно разделен на два поддиапазона: близък и далечен. Но на същата фигура по-горе виждаме разделението на UVA, UVB и UVC. В бъдеще ще използваме точно това разделение - ултравиолетови А, В и С, тъй като то ясно очертава степента на въздействие на радиацията върху биологичните обекти.

Експертно мнение

Алексей Бартош

Последният участък от далечния диапазон не е маркиран по никакъв начин, тъй като няма особено практическо значение. Въздухът за ултравиолетово лъчение с дължина на вълната по-къса от 100 nm (наричан още твърд ултравиолет) е практически непрозрачен, така че източниците му могат да се използват само във вакуум.

Свойства на ултравиолетовото лъчение и неговото въздействие върху живите организми

И така, имаме три ултравиолетови диапазона на наше разположение: A, B и C. Нека разгледаме свойствата на всеки от тях.

Ултравиолетов А

Лъчението е в диапазона 400 - 320 nm и се нарича меко или дълговълново ултравиолетово лъчение. Проникването му в дълбоките слоеве на живата тъкан е минимално. Когато се използва умерено, UVA не само не вреди на тялото, но е и полезен. Укрепва имунната система, насърчава производството на витамин D и подобрява състоянието на кожата. Именно под тази ултравиолетова светлина правим слънчеви бани на плажа.

Но в случай на предозиране дори лекият ултравиолетов диапазон може да представлява известна опасност за хората. Добър пример: стигнах до плажа, легнах няколко часа и „изгорях“. Звучи ли ви познато? Несъмнено. Но можеше да е още по-зле, ако си лежал там пет часа или с отворени очи и без качествени слънчеви очила. При продължително излагане на очите UVA може да причини изгаряне на роговицата и буквално да изгори кожата до мехури.

Експертно мнение

Алексей Бартош

Специалист по ремонт и поддръжка на електрооборудване и индустриална електроника.

Всичко по-горе важи и за други биологични обекти: растения, животни, бактерии. Именно умерените UVA до голяма степен провокират „цъфтежа” на водата във водоемите и развалянето на храната, стимулирайки растежа на водорасли и бактерии. Предозирането му е изключително вредно.

Ултравиолетово B

Средновълнова ултравиолетова светлина, заемаща диапазона 320 - 280 nm. Ултравиолетовото лъчение с тази дължина на вълната е в състояние да проникне в горните слоеве на живите тъкани и да причини сериозни промени в тяхната структура, включително частично разрушаване на ДНК. Дори минимална доза UVB може да причини сериозни и доста дълбоки радиационни изгаряния на кожата, роговицата и лещата. Такова лъчение също представлява сериозна опасност за растенията, а за много видове вируси и бактерии, поради малкия им размер, UVB обикновено е фатален.

Ултравиолетов С

Най-късата дължина на вълната и най-опасният диапазон за всички живи същества, който включва ултравиолетово лъчение с дължина на вълната от 280 до 100 nm. UVC, дори в малки дози, може да разруши ДНК вериги, причинявайки мутации. При хората експозицията обикновено причинява рак на кожата и меланом. Поради способността си да прониква достатъчно дълбоко в тъканите, UVC може да причини необратими радиационни изгаряния на ретината и дълбоки увреждания на кожата.

Допълнителна опасност е способността на ултравиолетовото C лъчение да йонизира кислородните молекули в атмосферата. В резултат на такова излагане във въздуха се образува озон - триатомен кислород, който е най-силният окислител и по отношение на степента на опасност за биологичните обекти принадлежи към първата, най-опасна категория отрови.

Устройство за ултравиолетова лампа

Човекът се е научил да създава изкуствени източници на ултравиолетова радиация и те могат да излъчват във всеки даден диапазон. Конструктивно ултравиолетовите лампи са направени под формата на колба, пълна с инертен газ с примес на метален живак. Върху стените на колбата са запоени огнеупорни електроди, към които се подава захранващото напрежение на устройството. Под въздействието на това напрежение в колбата започва тлеещ разряд, който кара молекулите на живак да излъчват ултравиолетова светлина във всички спектри на UV диапазона.

Като направят колба от един или друг материал, дизайнерите могат да отрежат излъчване с определена дължина на вълната. По този начин лампата от еритемно стъкло пропуска само ултравиолетово лъчение тип А; UVB крушката вече е прозрачна за UVB, но не пропуска твърдо UVC лъчение. Ако колбата е направена от кварцово стъкло, тогава устройството ще излъчва и трите вида ултравиолетов спектър - A, B, C.

Всички ултравиолетови лампи са газоразрядни и трябва да бъдат свързани към мрежата чрез специален баласт. В противен случай светещият разряд в колбата моментално ще се превърне в неконтролирана дъга.

важно! Лампите с нажежаема жичка със син балон, които често използваме за загряване при УНГ заболявания, не са ултравиолетови. Това са обикновени крушки с нажежаема жичка, а синята крушка служи само за да гарантира, че няма да получите термично изгаряне и да не повредите очите си с ярка светлина, като държите доста мощна лампа близо до лицето си.

Приложение на UV лампи

И така, ултравиолетовите лампи съществуват и ние дори знаем какво има вътре в тях. Но за какво са те? Днес устройствата с ултравиолетова светлина се използват широко както в ежедневието, така и в производството. Ето основните области на приложение на UV лампите:

1. Промяна във физичните свойства на материалите. Под въздействието на ултравиолетовото лъчение някои синтетични материали (бои, лакове, пластмаси и др.) Могат да променят свойствата си: да се втвърдяват, омекват, променят цвета и други физически характеристики. Жив пример е стоматологията. Специален фотополимерен пълнеж е гъвкав, докато лекарят след поставянето му освети устната кухина с мека ултравиолетова светлина. След тази обработка полимерът става по-здрав от камъка. Козметичните салони използват и специален гел, който се втвърдява под UV лампа. С негова помощ например козметолозите удължават ноктите.

2. Криминалистика и наказателно право. Полимерите, които светят в ултравиолетова светлина, се използват широко за защита срещу фалшифициране. За забавление опитайте да осветите банкнотата с ултравиолетова лампа. По същия начин можете да проверите банкнотите на почти всички държави, автентичността на особено важни документи или печати върху тях (така наречената защита на Цербер). Криминалистите използват ултравиолетови лампи, за да открият следи от кръв. Той, разбира се, не свети, но напълно абсорбира ултравиолетовото лъчение и ще изглежда напълно черен на общия фон.

Експертно мнение

Алексей Бартош

Специалист по ремонт и поддръжка на електрооборудване и индустриална електроника.

Ако сте гледали филми за криминалисти, сигурно сте забелязали, че в тях кръвта под UV лампа, противно на казаното по-горе, свети в синьо-бяло. За да постигнат този ефект, специалистите третират предполагаеми петна от кръв със специално съединение, което взаимодейства с хемоглобина, след което той започва да флуоресцира (свети в ултравиолетово лъчение). Този метод е не само по-визуален за зрителя, но и по-ефективен.

3. С дефицит на естествено ултравиолетово лъчение. Ползите от ултравиолетовия спектър A лампа за биологични обекти бяха открити почти едновременно с нейното изобретяване. При липса на естествено ултравиолетово лъчение човешката имунна система страда и кожата придобива нездравословен блед оттенък. Ако растенията и стайните цветя се отглеждат зад стъклен прозорец или под обикновени лампи с нажежаема жичка, тогава те не се чувстват най-добре - растат лошо и често се разболяват. Всичко е свързано с липсата на ултравиолетово лъчение от спектър А, чийто дефицит е особено вреден за децата. Днес UVA лампите се използват за укрепване на имунната система и подобряване на състоянието на кожата навсякъде, където няма достатъчно естествена светлина.

Всъщност устройствата, използвани за попълване на дефицита на естествена ултравиолетова светлина, излъчват не само ултравиолетови А, но и В, въпреки че делът на последния в общата радиация е изключително малък - от 0,1 до 2-3%.

4. За дезинфекция. Всички вируси и бактерии също са живи организми и са толкова малки, че не е трудно да ги „претоварите“ с ултравиолетова светлина. Твърдата ултравиолетова (C) светлина може буквално да премине точно през някои микроорганизми, разрушавайки тяхната структура. Така лампите от спектър B и C, наречени антибактериални или бактерицидни, могат да се използват за дезинфекция на апартаменти, обществени институции, въздух, вода, предмети и дори за лечение на вирусни инфекции. При използване на UVC лампи озонът действа като допълнителен дезинфекциращ фактор, за който писах по-горе.

Вероятно сте чували медицинския термин кварциране. Тази процедура не е нищо повече от третиране на обекти или човешкото тяло със строго дозирано силно ултравиолетово лъчение.

Основни характеристики на източниците на ултравиолетово лъчение

От какви характеристики на UV лампата трябва да се ръководите, за да получите максимален ефект при използването й и да не навредите на здравето на себе си и на другите? Ето основните от тях:

1. Обхват на радиация.
2. Мощност.
3. Предназначение.
4. Живот.

Обхват на излъчване

Това е основният параметър. В зависимост от дължината на вълната, ултравиолетовото лъчение действа различно. Ако UVA е опасно само за очите и ако се използва правилно не представлява сериозна заплаха за тялото, то UVB може не само да увреди очите, но и да причини дълбоки, понякога необратими изгаряния по кожата. UVC е отличен дезинфектант, но може да бъде фатален за хората, тъй като радиацията с тази дължина на вълната разрушава ДНК и създава отровния газ озон.

От друга страна UVA спектърът е абсолютно безполезен като антибактериално средство. На практика няма да има полза от такава лампа, например при почистване на въздуха от микроби. Освен това някои видове бактерии и микрофлора ще станат още по-активни. По този начин, когато избирате UV лампа, трябва ясно да разберете за какво ще се използва и какъв емисионен спектър трябва да има.

Мощност

Това се отнася до силата на UV потока, създаден от лампата. Тя е пропорционална на консумацията на енергия, така че при избора на устройство те обикновено се фокусират върху този индикатор. Домакинските ултравиолетови лампи обикновено не надвишават мощност от 40-60, професионалните устройства могат да имат мощност до 200-500 W или повече. Първите обикновено имат ниско налягане в колбата, вторите – високо. Когато избирате радиатор за определени цели, трябва ясно да разберете, че по отношение на мощността повече не винаги означава по-добро. За да се получи максимален ефект, излъчването на апарата трябва да бъде строго дозирано. Ето защо, когато купувате лампа, обърнете внимание не само на предназначението й, но и на препоръчителната площ на помещението или производителността на устройството, ако се използва за пречистване на въздух или вода.

Предназначение и дизайн

Според предназначението си ултравиолетовите лампи се делят на битови и професионални. Последните обикновено имат по-висока мощност, по-широк и по-твърд спектър на излъчване и са сложни по конструкция. Ето защо те изискват квалифициран специалист и съответните знания за обслужването си. Ако ще закупите ултравиолетова лампа за домашна употреба, тогава е по-добре да откажете професионални устройства. В този случай има голяма вероятност лампата да причини повече вреда, отколкото полза. Това важи особено за устройства, работещи в UVC диапазона, чието излъчване е йонизиращо.

По вид дизайн ултравиолетовите лампи се разделят на:

1. Отворете. Тези устройства излъчват ултравиолетова светлина директно в околната среда. Ако се използват неправилно, те представляват най-голяма опасност за човешкото тяло, но позволяват качествена дезинфекция на помещението, включително въздуха и всички предмети в него. Лампи с отворен или полуотворен дизайн (тясно насочено лъчение) също се използват за медицински цели: лечение на инфекциозни заболявания и попълване на ултравиолетов дефицит (фитолампи, солариуми).

2. Рециркулатори или устройства от затворен тип.Лампата в тях е разположена зад напълно непрозрачен корпус, а UV изследването засяга само работната среда - газ или течност, задвижвана от специална помпа през облъчваната камера. В ежедневието рециркулаторите обикновено се използват за бактерицидно третиране на вода или въздух. Тъй като устройствата не излъчват ултравиолетова светлина, при правилна употреба те са напълно безопасни за хората и могат да се използват в тяхно присъствие. Рециклаторите могат да бъдат както за битови, така и за промишлени цели.

3. Универсален.Устройствата от този тип могат да работят както в режим на рециркулация на въздуха, така и в режим на директно излъчване. Конструктивно изпълнен като рециркулатор със сгъваем корпус. Когато е сглобен, това е обикновен рециркулатор, а с отворени завеси е бактерицидна лампа от отворен тип.

Живот

Тъй като принципът на работа и конструкцията на ултравиолетовата лампа са подобни на принципа и конструкцията на луминесцентно осветително устройство, логично е да се предположи, че техният експлоатационен живот е еднакъв и може да достигне 8000–10 000 часа.На практика това не е съвсем вярно. По време на работа лампата "остарява": нейният светлинен поток намалява. Но ако в конвенционална осветителна лампа този ефект се забелязва визуално, тогава е невъзможно да го проверите „на око“ с UV лампа. Поради това производителят се ограничава до много по-кратък експлоатационен живот: от 1000 до 9000 часа, в зависимост от мощността на лампата, нейното предназначение и, разбира се, качеството на материалите, компонентите и марката.

Ако в паспорта на устройството не е посочена честотата на смяна на лампата или е посочен максимален период от 20 хиляди часа или повече, тогава трябва да откажете да закупите такова устройство. Твърде ниската цена на устройството също трябва да ви предупреди. Най-вероятно това е продукт с ниско качество или дори фалшив.

И виолетово), ултравиолетови лъчи, UV лъчение, невидимо за окото електромагнитно лъчение, заемащо спектралната област между видимото и рентгеново лъчение в диапазона на дължина на вълната λ 400-10 nm. Цялата област на ултравиолетовото лъчение е условно разделена на близка (400-200 nm) и далечна, или вакуумна (200-10 nm); последното име се дължи на факта, че ултравиолетовото лъчение от тази област се абсорбира силно от въздуха и се изследва с помощта на вакуумни спектрални инструменти.

Близкото ултравиолетово лъчение е открито през 1801 г. от немския учен N. Ritter и английския учен W. Wollaston въз основа на фотохимичния ефект на това лъчение върху сребърния хлорид. Вакуумното ултравиолетово лъчение е открито от немския учен В. Шуман с помощта на конструиран от него (1885-1903) вакуумен спектрограф с флуоритна призма и фотографски плаки без желатин. Той успя да открие късовълнова радиация до 130 nm. Английският учен Т. Лиман, който пръв създава вакуумен спектрограф с вдлъбната дифракционна решетка, регистрира ултравиолетово лъчение с дължина на вълната до 25 nm (1924 г.). До 1927 г. цялата разлика между вакуумната ултравиолетова радиация и рентгеновите лъчи е била проучена.

В зависимост от естеството на източника на ултравиолетово лъчение спектърът на ултравиолетовото лъчение може да бъде линейн, непрекъснат или да се състои от ленти (виж Оптични спектри). UV радиацията от атоми, йони или леки молекули (например H 2) има линеен спектър. Спектрите на тежките молекули се характеризират с ленти, причинени от електронно-вибрационно-ротационни преходи на молекулите (виж Молекулни спектри). По време на спирането и рекомбинацията на електрони възниква непрекъснат спектър (виж Bremsstrahlung).

Оптични свойства на веществата.

Оптичните свойства на веществата в ултравиолетовата област на спектъра се различават значително от оптичните им свойства във видимата област. Характерна особеност е намаляването на прозрачността (увеличаване на коефициента на поглъщане) на повечето тела, които са прозрачни във видимата област. Например обикновеното стъкло е непрозрачно при λ< 320 нм; в более коротковолновой области прозрачны лишь увиолевое стекло, сапфир, фтористый магний, кварц, флюорит, фтористый литий и некоторые другие материалы. Наиболее далёкую границу прозрачности (105 нм) имеет фтористый литий. Для λ < 105 нм прозрачных материалов практически нет. Из газообразных веществ наибольшую прозрачность имеют инертные газы, граница прозрачности которых определяется величиной их ионизационного потенциала. Самую коротковолновую границу прозрачности имеет гелий - 50,4 нм. Воздух непрозрачен практически при λ < 185 нм из-за поглощения кислородом.

Коефициентът на отражение на всички материали (включително металите) намалява с намаляване на дължината на вълната на радиацията. Например, отразяващата способност на прясно отложен алуминий, един от най-добрите материали за отразяващи покрития във видимата област на спектъра, намалява рязко при λ< 90 нм (Фиг. 1). Отражението на алуминия също е значително намалено поради повърхностното окисление. За защита на алуминиевата повърхност от окисляване се използват покрития от литиев флуорид или магнезиев флуорид. В областта λ< 80 нм некоторые материалы имеют коэффициент отражения 10-30% (золото, платина, радий, вольфрам и др.), однако при λ < 40 нм и их коэффициент отражения снижается до 1% и меньше.

Източници на ултравиолетова радиация.

Излъчването на твърди тела, нагрети до 3000 К, съдържа забележима част от ултравиолетовото лъчение с непрекъснат спектър, чийто интензитет се увеличава с повишаване на температурата. По-мощно ултравиолетово лъчение излъчва газоразрядната плазма. В този случай, в зависимост от условията на разряд и работното вещество, може да се излъчва както непрекъснат, така и линеен спектър. За различни приложения на ултравиолетовото лъчение индустрията произвежда живачни, водородни, ксенонови и други газоразрядни лампи, чиито прозорци (или цялата крушка) са изработени от материали, прозрачни за ултравиолетово лъчение (обикновено кварц). Всяка високотемпературна плазма (плазма от електрически искри и дъги, плазма, образувана чрез фокусиране на мощно лазерно лъчение в газове или върху повърхността на твърди тела и т.н.) е мощен източник на ултравиолетово лъчение. Интензивно ултравиолетово лъчение с непрекъснат спектър се излъчва от електрони, ускорени в синхротрон (синхротронно лъчение). Разработени са и оптични квантови генератори (лазери) за ултравиолетовата област на спектъра. Водородният лазер има най-къса дължина на вълната (109,8 nm).

Естествени източници на ултравиолетово лъчение са Слънцето, звездите, мъглявините и други космически обекти. До земната повърхност обаче достига само дълговълновата част от ултравиолетовото лъчение (λ > 290 nm). Ултравиолетовото лъчение с по-къса дължина на вълната се абсорбира от озона, кислорода и други компоненти на атмосферата на височина 30-200 km от повърхността на Земята, което играе голяма роля в атмосферните процеси. Ултравиолетовото лъчение от звезди и други космически тела, в допълнение към абсорбцията в земната атмосфера, в диапазона 91,2-20 nm се абсорбира почти напълно от междузвездния водород.

Приемници на ултравиолетово лъчение.

За запис на ултравиолетово лъчение при λ > 230 nm се използват конвенционални фотографски материали. В областта с по-къса дължина на вълната специални фотослоеве с ниско съдържание на желатин са чувствителни към него. Използват се фотоелектрически приемници, които използват способността на ултравиолетовото лъчение да предизвиква йонизация и фотоефект: фотодиоди, йонизационни камери, фотонни броячи, фотоумножители и др. Разработен е и специален вид фотоумножители - канални електронни умножители, които позволяват създаването на микроканални пластини. В такива пластини всяка клетка е канален електронен умножител с размер до 10 микрона. Микроканалните плочи позволяват фотоелектрично изобразяване в ултравиолетова светлина и съчетават предимствата на фотографските и фотоелектричните методи за откриване на радиация. При изследване на ултравиолетовото лъчение се използват и различни луминесцентни вещества, които превръщат ултравиолетовото лъчение във видимо лъчение. На тази основа са създадени устройства за визуализиране на изображения в ултравиолетово лъчение.

Прилагане на ултравиолетово лъчение.

Изследването на спектрите на излъчване, абсорбция и отражение в UV областта дава възможност да се определи електронната структура на атоми, йони, молекули, както и твърди вещества. UV спектрите на Слънцето, звездите и др. носят информация за физическите процеси, протичащи в горещите области на тези космически обекти (виж Ултравиолетова спектроскопия, Вакуумна спектроскопия). Фотоелектронната спектроскопия се основава на фотоелектричния ефект, причинен от ултравиолетовото лъчение. Ултравиолетовото лъчение може да разруши химичните връзки в молекулите, в резултат на което могат да възникнат различни химични реакции (окисление, редукция, разлагане, полимеризация и т.н., вижте фотохимията). Луминесценцията под въздействието на ултравиолетово лъчение се използва при създаването на флуоресцентни лампи, луминесцентни бои, при луминисцентен анализ и луминисцентна дефектоскопия. Ултравиолетовото лъчение се използва в криминалистиката за установяване на идентичността на багрилата, автентичността на документите и др. В историята на изкуството ултравиолетовото лъчение позволява да се открият следи от реставрация в картини, които са невидими за окото. (фиг. 2). Способността на много вещества селективно да абсорбират ултравиолетова радиация се използва за откриване на вредни примеси в атмосферата, както и в ултравиолетовата микроскопия.

Meyer A., ​​​​Seitz E., Ултравиолетова радиация, прев. от немски, М., 1952; Лазарев Д. Н., Ултравиолетово лъчение и неговото приложение, Л. - М., 1950 г.; Samson I. A. R., Техники на вакуумна ултравиолетова спектроскопия, N. Y. - L. - Сидни, ; Zaidel A.N., Shreider E.Y., Спектроскопия на вакуумен ултравиолет, М., 1967; Столяров К. П., Химичен анализ в ултравиолетови лъчи, М. - Л., 1965; Бейкър А., Бетеридж Д., Фотоелектронна спектроскопия, прев. от английски, М., 1975.

Ориз. 1. Зависимост на коефициента на отражение r на алуминиевия слой от дължината на вълната.

Ориз. 2. Ултра спектри на действие. изл. към биологични обекти.

Ориз. 3. Оцеляване на бактериите в зависимост от дозата ултравиолетово лъчение.

Биологичен ефект на ултравиолетовото лъчение.

Когато е изложено на живи организми, ултравиолетовото лъчение се абсорбира от горните слоеве на растителната тъкан или човешката и животинската кожа. Биологичният ефект на ултравиолетовото лъчение се основава на химични промени в биополимерните молекули. Тези промени се причиняват както от директното поглъщане на радиационните кванти от тях, така и (в по-малка степен) от радикалите на водата и други нискомолекулни съединения, образувани по време на облъчването.

Малки дози ултравиолетово лъчение имат благоприятен ефект върху хората и животните - те насърчават образуването на витамини д(вижте калцифероли), подобряват имунобиологичните свойства на тялото. Характерна реакция на кожата към ултравиолетовото лъчение е специфично зачервяване - еритема (ултравиолетовото лъчение с λ = 296,7 nm и λ = 253,7 nm има максимален еритемен ефект), което обикновено преминава в защитна пигментация (тен). Големите дози ултравиолетово лъчение могат да причинят увреждане на очите (фотоофталмия) и изгаряния на кожата. Честите и прекомерни дози ултравиолетово лъчение могат в някои случаи да имат канцерогенен ефект върху кожата.

В растенията ултравиолетовото лъчение променя активността на ензимите и хормоните, влияе върху синтеза на пигменти, интензивността на фотосинтезата и фотопериодичната реакция. Не е установено дали малки дози ултравиолетово лъчение са полезни, още по-малко необходими за покълването на семената, развитието на разсад и нормалното функциониране на висшите растения. Големите дози ултравиолетова радиация несъмнено са неблагоприятни за растенията, както се вижда от съществуващите им защитни устройства (например натрупването на определени пигменти, клетъчни механизми за възстановяване от увреждане).

Ултравиолетовото лъчение има разрушителен и мутагенен ефект върху микроорганизмите и култивираните клетки на висши животни и растения (най-ефективно е ултравиолетовото лъчение с λ в диапазона 280-240 nm). Обикновено спектърът на леталните и мутагенни ефекти на ултравиолетовото лъчение приблизително съвпада с спектъра на поглъщане на нуклеиновите киселини - ДНК и РНК. (Фиг. 3, А), в някои случаи спектърът на биологично действие е близък до абсорбционния спектър на протеините (фиг. 3, B). Основната роля в действието на ултравиолетовото лъчение върху клетките очевидно принадлежи на химичните промени в ДНК: пиримидиновите бази (главно тимин), включени в неговия състав, когато абсорбират кванти на ултравиолетовото лъчение, образуват димери, които предотвратяват нормалното удвояване (репликация) на ДНК при подготовката на клетката за делене . Това може да доведе до смърт на клетките или промени в техните наследствени свойства (мутации). Увреждането на биологичните мембрани и нарушаването на синтеза на различни компоненти на мембраните и клетъчната мембрана също са от значение за смъртоносния ефект на ултравиолетовото лъчение върху клетките.

Повечето живи клетки могат да се възстановят от увреждане, причинено от ултравиолетова радиация, поради наличието на възстановителни системи. Способността за възстановяване от щети, причинени от ултравиолетова радиация, вероятно е възникнала в началото на еволюцията и е изиграла важна роля за оцеляването на първичните организми, изложени на интензивно слънчево ултравиолетово лъчение.

Биологичните обекти се различават значително по чувствителност към ултравиолетово лъчение. Например дозата ултравиолетово лъчение, която причинява смъртта на 90% от клетките за различните щамове на Escherichia coli е 10, 100 и 800 erg/mm2, а за бактериите Micrococcus radiodurans - 7000 erg/mm2 (Фиг. 4, A и B). Чувствителността на клетките към ултравиолетовото лъчение също до голяма степен зависи от тяхното физиологично състояние и условията на култивиране преди и след облъчването (температура, състав на хранителната среда и др.). Мутациите на някои гени влияят значително върху чувствителността на клетките към ултравиолетовото лъчение. Известни са около 20 гена в бактерии и дрожди, чиито мутации повишават чувствителността към ултравиолетова радиация. В някои случаи такива гени са отговорни за възстановяването на клетките от радиационно увреждане. Мутациите на други гени нарушават протеиновия синтез и структурата на клетъчните мембрани, като по този начин повишават радиочувствителността на негенетичните компоненти на клетката. Мутации, които повишават чувствителността към ултравиолетовото лъчение, са известни и при висшите организми, включително хората. По този начин наследственото заболяване пигментна ксеродерма се причинява от мутации на гени, които контролират възстановяването на тъмнината.

Генетичните последици от облъчването с ултравиолетово лъчение на полен на висши растения, растителни и животински клетки, както и на микроорганизми се изразяват в увеличаване на честотата на мутации на гени, хромозоми и плазмиди. Честотата на мутация на отделни гени, когато са изложени на високи дози ултравиолетова радиация, може да се увеличи хиляди пъти в сравнение с естественото ниво и да достигне няколко процента. За разлика от генетичния ефект на йонизиращото лъчение, генните мутации под въздействието на ултравиолетовото лъчение се срещат сравнително по-често от хромозомните мутации. Поради силното си мутагенно действие, ултравиолетовото лъчение намира широко приложение както в генетичните изследвания, така и при селекцията на растения и индустриални микроорганизми, които произвеждат антибиотици, аминокиселини, витамини и протеинова биомаса. Генетичните ефекти на ултравиолетовото лъчение могат да играят значителна роля в еволюцията на живите организми. За използването на ултравиолетовото лъчение в медицината вижте Фототерапия.

Самойлова К. А., Ефект на ултравиолетовото лъчение върху клетката, Л., 1967; Дубров А. П., Генетични и физиологични ефекти на ултравиолетовото лъчение върху висшите растения, М., 1968; Галанин N.F., Лъчиста енергия и нейното хигиенно значение, L., 1969; Smith K., Hanewalt F., Молекулярна фотобиология, прев. от английски, М., 1972; Шулгин И.А., Растението и слънцето, Л., 1973; Мясник М. Н., Генетичен контрол на радиочувствителността на бактериите, М., 1974.

Водата, слънчевата светлина и кислородът, съдържащи се в земната атмосфера, са основните условия за възникването и факторите, които осигуряват продължаването на живота на нашата планета. В същото време отдавна е доказано, че спектърът и интензитетът на слънчевата радиация във вакуума на космоса са непроменени, а на Земята въздействието на ултравиолетовото лъчение зависи от много причини: време на годината, географско местоположение, надморска височина , дебелината на озоновия слой, облачността и нивото на концентрация на природни и промишлени примеси във въздуха.

Какво представляват ултравиолетовите лъчи

Слънцето излъчва лъчи във видими и невидими за човешкото око диапазони. Невидимият спектър включва инфрачервени и ултравиолетови лъчи.

Инфрачервеното лъчение е електромагнитни вълни с дължина от 7 до 14 nm, които носят колосален поток от топлинна енергия към Земята, поради което често се наричат ​​термични. Делът на инфрачервените лъчи в слънчевата радиация е 40%.

Ултравиолетовото лъчение е спектър от електромагнитни вълни, чийто диапазон условно се разделя на близки и далечни ултравиолетови лъчи. Далечните или вакуумни лъчи се абсорбират напълно от горните слоеве на атмосферата. В земни условия те се генерират изкуствено само във вакуумни камери.

Близките ултравиолетови лъчи се разделят на три подгрупи диапазони:

• дълго – A (UVA) от 400 до 315 nm;
• среден – B (UVB) от 315 до 280 nm;
• късо – C (UVC) от 280 до 100 nm.

Как се измерва ултравиолетовото лъчение? Днес има много специални устройства, както за домашна, така и за професионална употреба, които ви позволяват да измервате честотата, интензитета и големината на получената доза UV лъчи и по този начин да оцените вероятната им вредност за тялото.

Въпреки факта, че ултравиолетовата радиация съставлява само около 10% от слънчевата светлина, благодарение на нейното влияние настъпи качествен скок в еволюционното развитие на живота - появата на организми от водата на сушата.

Основни източници на ултравиолетова радиация

Основният и естествен източник на ултравиолетова радиация е, разбира се, Слънцето. Но човекът също се е научил да „произвежда ултравиолетова светлина“ с помощта на специални лампови устройства:

• живачно-кварцови лампи с високо налягане, работещи в общия диапазон на UV радиация - 100-400 nm;
• жизненоважни флуоресцентни лампи, генериращи дължини на вълните от 280 до 380 nm, с максимален пик на излъчване между 310 и 320 nm;
• озонови и неозонови (с кварцово стъкло) бактерицидни лампи, 80% от ултравиолетовите лъчи на които са с дължина 185 nm.

Както ултравиолетовото лъчение от слънцето, така и изкуствената ултравиолетова светлина имат способността да влияят на химичната структура на клетките на живите организми и растенията и в момента са известни само някои видове бактерии, които могат да се справят без него. За всички останали липсата на ултравиолетова радиация ще доведе до неизбежна смърт.

И така, какъв е реалният биологичен ефект на ултравиолетовите лъчи, какви са ползите и има ли вреда от ултравиолетовото лъчение за хората?

Ефектът на ултравиолетовите лъчи върху човешкото тяло

Най-коварното ултравиолетово лъчение е късовълновото ултравиолетово лъчение, тъй като то унищожава всички видове протеинови молекули.

И така, защо животът на земята е възможен и продължава да съществува на нашата планета? Какъв слой от атмосферата блокира вредните ултравиолетови лъчи?

Живите организми са защитени от силното ултравиолетово лъчение от озоновия слой на стратосферата, който напълно абсорбира лъчите в този диапазон и те просто не достигат до повърхността на Земята.

Следователно 95% от общата маса на слънчевия ултравиолет идва от дълги вълни (A) и приблизително 5% от средни вълни (B). Но тук е важно да се изясни. Въпреки факта, че има много повече дълги UV вълни и те имат голяма проникваща способност, засягайки ретикуларния и папиларния слой на кожата, най-голямо биологично въздействие имат 5% средни вълни, които не могат да проникнат извън епидермиса.

Това е ултравиолетово лъчение от среден диапазон, което интензивно засяга кожата, очите, а също така активно влияе върху функционирането на ендокринната, централната нервна и имунната системи.

От една страна, ултравиолетовото облъчване може да причини:

• силно слънчево изгаряне на кожата - ултравиолетов еритем;
• помътняване на лещата, водещо до слепота - катаракта;
• рак на кожата – меланом.

В допълнение, ултравиолетовите лъчи имат мутагенен ефект и причиняват смущения във функционирането на имунната система, което води до появата на други онкологични патологии.

От друга страна, ефектът от ултравиолетовото лъчение оказва значително влияние върху метаболитните процеси, протичащи в човешкото тяло като цяло. Увеличава се синтеза на мелатонин и серотонин, чието ниво има положителен ефект върху функционирането на ендокринната и централната нервна система. Ултравиолетовата светлина активира производството на витамин D, който е основният компонент за усвояването на калций, а също така предотвратява развитието на рахит и остеопороза.

Ултравиолетово облъчване на кожата

Кожните лезии могат да бъдат както структурни, така и функционални по природа, които от своя страна могат да бъдат разделени на:

1. Остри наранявания– възникват поради високи дози слънчева радиация от средни лъчи, получени за кратко време. Те включват остра фотодерматоза и еритема.
2. Забавени щети– възникват на фона на продължително облъчване с дълговълнови ултравиолетови лъчи, чиято интензивност, между другото, не зависи от времето на годината или от времето на дневната светлина. Те включват хроничен фотодерматит, фотостареене на кожата или слънчева геродермия, ултравиолетова мутагенеза и появата на неоплазми: меланом, плоскоклетъчен и базалноклетъчен рак на кожата. Сред списъка със забавени наранявания е херпесът.

Важно е да се отбележи, че както остри, така и забавени увреждания могат да бъдат причинени от прекомерно излагане на изкуствени слънчеви бани, неносене на слънчеви очила, както и от посещение на солариуми, които използват несертифицирано оборудване и/или не извършват специално превантивно калибриране на ултравиолетовите лампи.

Защита на кожата от ултравиолетова радиация

Ако не злоупотребявате с „слънчеви бани“, тогава човешкото тяло ще се справи самостоятелно със защитата от радиация, тъй като повече от 20% се задържат от здравия епидермис. Днес защитата на кожата от ултравиолетовото лъчение се свежда до следните техники, които минимизират риска от образуване на злокачествени новообразувания:

• ограничаване на времето, прекарано на слънце, особено през обедните летни часове;
• носенето на леки, но затворени дрехи, тъй като за да получите необходимата доза, която стимулира производството на витамин D, изобщо не е необходимо да се покривате с тен;
• избор на слънцезащитни продукти в зависимост от специфичния ултравиолетов индекс, характерен за района, времето от годината и деня, както и собствения тип кожа.

внимание! За местните жители на Централна Русия UV индекс над 8 не само изисква използването на активна защита, но също така представлява реална заплаха за здравето. Измерванията на радиацията и прогнозите за слънчевите индекси могат да бъдат намерени на водещи уебсайтове за времето.

Излагане на ултравиолетова радиация на очите

Увреждане на структурата на роговицата и лещата на окото (електроофталмия) е възможно при визуален контакт с всеки източник на ултравиолетово лъчение. Въпреки факта, че здравата роговица не пропуска и отразява 70% от силното ултравиолетово лъчение, има много причини, които могат да станат източник на сериозни заболявания. Между тях:

• незащитено наблюдение на факли, слънчеви затъмнения;
• случаен поглед към звезда на морския бряг или във високите планини;
• фото нараняване от светкавица на камерата;
• наблюдение на работата на заваръчна машина или пренебрегване на предпазните мерки (липса на защитна каска) при работа с нея;
• дългосрочна работа на строб светлината в дискотеки;
• нарушаване на правилата за посещение на солариум;
• дългосрочен престой в стая, в която работят кварцови бактерицидни озонови лампи.

Какви са първите признаци на електроофталмия? Клиничните симптоми, а именно зачервяване на склерата на окото и клепачите, болка при движение на очните ябълки и усещане за чуждо тяло в окото, като правило, се появяват 5-10 часа след горните обстоятелства. Средствата за защита срещу ултравиолетово лъчение обаче са достъпни за всички, тъй като дори обикновените стъклени лещи не пропускат повечето UV лъчи.

Използването на предпазни очила със специално фотохромно покритие върху лещите, така наречените „очила хамелеон“, ще бъде най-добрата „домакинска“ опция за защита на очите. Няма да се притеснявате да се чудите какъв цвят и ниво на нюанс на UV филтъра всъщност осигурява ефективна защита при определени обстоятелства.

И разбира се, ако очаквате контакт с очите с ултравиолетови светкавици, е необходимо предварително да носите защитни очила или да използвате други устройства, които блокират лъчите, вредни за роговицата и лещата.

Приложение на ултравиолетовото лъчение в медицината

Ултравиолетовата светлина убива гъбичките и другите микроби във въздуха и по повърхността на стени, тавани, подове и предмети, а след излагане на специални лампи мухълът се отстранява. Хората използват това бактерицидно свойство на ултравиолетовата светлина, за да гарантират стерилността на манипулационните и хирургическите зали. Но ултравиолетовото лъчение в медицината се използва не само за борба с болнични инфекции.

Свойствата на ултравиолетовото лъчение са намерили своето приложение при голямо разнообразие от заболявания. В същото време се появяват нови техники, които непрекъснато се усъвършенстват. Например, ултравиолетовото облъчване на кръвта, изобретено преди около 50 години, първоначално се използва за потискане на растежа на бактериите в кръвта по време на сепсис, тежка пневмония, обширни гнойни рани и други гнойно-септични патологии.

Днес ултравиолетовото облъчване на кръвта или пречистването на кръвта помага в борбата с остри отравяния, предозиране на лекарства, фурункулоза, деструктивен панкреатит, облитерираща атеросклероза, исхемия, церебрална атеросклероза, алкохолизъм, наркомания, остри психични разстройства и много други заболявания, чийто списък непрекъснато се разширява . .

Заболявания, при които е показано използването на ултравиолетово лъчение и когато всяка процедура с UV лъчи е вредна:

За да живеят без болка, хората със ставни увреждания ще се възползват от ултравиолетовата лампа като безценен помощник в общата комплексна терапия.

Ефектът на ултравиолетовото лъчение при ревматоиден артрит и артроза, комбинацията от техники на ултравиолетова терапия с правилния избор на биодоза и компетентен антибиотичен режим е 100% гаранция за постигане на системен здравен ефект с минимално лекарствено натоварване.

В заключение отбелязваме, че положителният ефект на ултравиолетовото лъчение върху тялото и само една процедура на ултравиолетово облъчване (пречистване) на кръвта + 2 сесии в солариум ще помогнат на здравия човек да изглежда и да се чувства 10 години по-млад.