Що таке ультрафіолетове світло, чим воно небезпечне і як від нього захиститися

Ультрафіолетове світло - це тип електромагнітного випромінювання, який відповідає за літню засмагу та сонячні опіки. Однак надто сильна дія УФ-випромінювання ушкоджує живі тканини.

Не займайтеся самолікуванням! У наших статтях ми збираємо останні наукові дані та думки авторитетних експертів у галузі здоров'я. Але пам'ятайте: поставити діагноз та призначити лікування може лише лікар.

Види ультрафіолетових променів

Електромагнітне випромінювання походить від Сонця і передається хвилями або частинками на різних довжинах хвиль та частотах. Цей широкий діапазон довжин хвиль відомий як електромагнітний спектр. Спектр зазвичай ділиться на сім областей у порядку зменшення довжини хвилі та збільшення енергії та частоти. Багато спільного мають радіохвилі, мікрохвилі, інфрачервоне випромінювання (ІЧ), видиме світло, ультрафіолетове випромінювання (УФ), рентгенівські промені та гамма-промені.

Ультрафіолетове (УФ) світло знаходиться в діапазоні електромагнітного спектру між видимим світлом та рентгенівським випромінюванням. Він має частоти приблизно від 8 × 1014 до 3 × 1016 циклів за секунду, або герц (Гц), і довжину хвилі приблизно від 380 нанометрів до 10 нм. Згідно з «Посібником з ультрафіолетового випромінювання» ВМС США, УФ зазвичай ділиться на три піддіапазони:

• UVA або близьке до UV (315-400 нм)
• UVB або середній UV (280-315 нм)
• UVC або далекий ультрафіолет (180-280 нм)

Далі у посібнику говориться: «Випромінювання з довжиною хвилі від 10 до 180 нм іноді називають вакуумом або екстремальним УФ-випромінюванням». Ці довжини хвиль блокуються повітрям, і вони поширюються лише у вакуумі.

У помірних дозах ультрафіолетове світло має антибактеріальну дію, через що часто застосовується в медицині.

Особливості, користь та шкода ультрафіолетового світла

Іонізація

Ультрафіолетове випромінювання має достатню енергію, щоб розірвати хімічні зв'язки. Через свою вищу енергію УФ-фотони можуть викликати іонізацію — процес, при якому електрони відриваються від атомів. зв'язку, яких в іншому випадку вони не зробили б. хімічної обробки, або пошкодити матеріали та живі тканини. Це пошкодження може бути корисним, наприклад, при дезінфекції поверхонь, але воно також може бути шкідливим – особливо для шкіри та очей, які найбільш несприятливо впливають на високоенергетичне випромінювання.

УФ-ефекти

Більша частина природного ультрафіолетового випромінювання, з яким стикаються люди, виходить від сонця. сонячної УФ-енергії, що досягає екватора, 95 відсотків складають УФ-А та 5 відсотків - УФ-В. Ніяке вимірне УФ-випромінювання сонячної радіації не досягає поверхні Землі, тому що озон, молекулярний кисень і водяна пара у верхніх шарах атмосфери повністю поглинають найкоротші хвилі УФ-випромінювання.Тим не менш, «ультрафіолетове випромінювання широкого спектру є найсильнішим і найнебезпечнішим для живих істот», згідно з «13-м звітом Національної токсикологічної програми про канцерогени».

Сонячний опік

Загар - це реакція на вплив шкідливих променів. Насправді, засмага є результатом спрацьовування природного захисного механізму організму. Він складається з пігменту, званого меланіном, який виробляється клітинами шкіри, званими меланоцитами. Меланін поглинає ультрафіолетове світло та розсіює його у вигляді тепла. Коли тіло зазнає пошкодження від сонця, воно посилає меланін у навколишні клітини та намагається захистити їх від подальшого пошкодження. Пігмент викликає потемніння шкіри.

"Меланін - це природний сонцезахисний крем", - сказав Гері Чуанг, доцент дерматології в Медичній школі Університету Тафтса, в інтерв'ю Live Science у 2013 році. Однак тривала дія УФ-випромінювання може призвести до послаблення захисних сил організму. При цьому виникає токсична реакція, що веде до сонячних опіків. УФ-промені можуть пошкодити ДНК у клітинах організму. Тіло відчуває цю руйнацію і заливає область кров'ю, щоб допомогти процесу загоєння. Потім ще з'являється хворобливе запалення. Зазвичай через півдня надмірного знаходження на сонці характерний сонячний опік, як у червоного омара, починає давати себе знати.

Добре, а як захистити організм від ультрафіолету?

Іноді клітини з ДНК, що мутувала під сонячним промінням, перетворюються на проблемні, які не вмирають, а продовжують розмножуватися у вигляді раку."Ультрафіолетове світло викликає випадкові пошкодження в ДНК і в процесі відновлення ДНК, так що клітини набувають здатності уникати смерті", - сказав Чуанг.

УФ-випромінювання: питання та відповіді

Знезараження за допомогою УФ-ламп я пам'ятаю з дитинства – в садку, санаторії і навіть у літньому таборі стояли дещо лякаючі конструкції, які світилися гарним фіолетовим світлом у темряві і від яких нас відганяли вихователі. воно потрібне людині?

Мабуть, перше питання, на яке потрібно відповісти – що таке взагалі ультрафіолетові промені і як вони працюють. 19 столітті, і сталося завдяки відкриттю інфрачервоного випромінювання. ІЧ-спектр, в 1801 р. І.В. Ріттер звернув увагу на протилежний кінець світлового діапазону в процесі дослідів з хлоридом срібла.

Сьогодні його поділяють на три групи:

• УФ-А-випромінювання – ближній ультрафіолет;
• УФ-Б – середній;
• УФ-С – далекий.

Такий поділ багато в чому обумовлений саме впливом променів на людину. Природним і основним джерелом ультрафіолетів є Сонце. поверхні, викликаючи приємну засмагу.А в середньому 10% УФ-Б провокують ті самі сонячні опіки, а також можуть призводити до утворення мутацій та шкірних захворювань.

Застосування ультрафіолетового випромінювання

Штучні джерела ультрафіолету створюються та використовуються в медицині, сільському господарстві, косметології та різних санітарних установах. Генерування ультрафіолетового випромінювання можливе декількома способами: температурою (лампи розжарювання), рухом газів (газові лампи) або металевими парами (ртутні лампи). При цьому потужність таких джерел варіюється від декількох ват, зазвичай це невеликі мобільні випромінювачі, до кіловата. Останні монтуються у об'ємні стаціонарні установки. Сфери застосування УФ-променів обумовлені їх властивостями: здатністю прискорювати хімічні та біологічні процеси, бактерицидним ефектом та люмінесценцією деяких речовин.

Ультрафіолет широко застосовується на вирішення найрізноманітніших завдань. У косметології використання штучного УФ-випромінювання використовується насамперед для засмаги. Солярії створюють досить м'який ультрафіолет-А згідно з введеними нормами, а частка УФ-В лампах для засмаги становить не більше 5%. Сучасні психологи рекомендують солярії для лікування «зимової депресії», яка здебільшого викликана дефіцитом вітаміну D, оскільки він утворюється під впливом УФ-променів. Також УФ-лампи використовують у манікюрі, тому що саме в цьому спектрі висихають особливо стійкі гель-лаки, шелак та подібні до них.

Ультрафіолетові лампи використовують для створення фотографій у нестандартних ситуаціях, наприклад, для зйомки космічних об'єктів, які невидимі у звичайний телескоп.

Широко застосовується ультрафіолет у експертній діяльності.З його допомогою перевіряють справжність картин, оскільки свіжіші фарби та лаки в таких променях виглядають темнішими, а значить можна встановити реальний вік твору. Криміналісти також використовують УФ-промені для виявлення слідів крові на предметах. Крім того, ультрафіолет широко використовується для прояву прихованих печаток, захисних елементів та ниток, що підтверджують справжність документів, а також у світловому оформленні шоу, вивісок закладів чи декорацій.

Ультрафіолетові лампи для знезараження

У медичних установах ультрафіолетові лампи використовують для стерилізації хірургічних інструментів. Крім цього, все ще поширене знезараження повітря за допомогою УФ-променів. Існує декілька видів такого обладнання.

Бактерицидні лампи

Так називають ртутні лампи високого та низького тиску, а також ксенонові імпульсні лампи. Колба такої лампи виготовляється із кварцового скла. Основний плюс бактерицидних ламп – довгий термін служби та миттєва здатність до роботи. Приблизно 60% їх променів у бактерицидному спектрі. Ртутні лампи досить небезпечні в експлуатації, при випадковому пошкодженні корпусу необхідне ретельне очищення та демеркуризація приміщення. Ксенонові лампи менш небезпечні при пошкодженні та відрізняються вищою бактерицидною активністю. Також бактерицидні лампи поділяють на озонові та безозонові. Перші характеризуються наявністю у своєму спектрі хвилі довжиною 185 нанометрів, яка взаємодіє з киснем, що знаходиться в повітрі, і перетворює його в озон. Високі концентрації озону небезпечні для людини, і використання таких ламп суворо обмежене в часі і рекомендується лише у приміщенні, що провітрюється.Все це призвело до створення безозонових ламп, на колбу яких нанесене спеціальне покриття, яке не пропускає хвилю 185 нм назовні.

Незалежно від виду бактерицидні лампи мають спільні недоліки: вони працюють у складній та дорогій апаратурі, середній ресурс роботи випромінювача – 1,5 роки, а самі лампи після перегорання повинні зберігатися упакованими в окремому приміщенні та утилізуватися спеціальним чином згідно з чинними нормативами.

Бактерицидні опромінювачі

Складаються з лампи, відбивачів та інших допоміжних елементів. Такі пристрої бувають двох видів – відкриті та закриті, залежно від того, проходять УФ-промені назовні чи ні. Відкриті випускають ультрафіолет, посилений відбивачами, у простір навколо, захоплюючи відразу практично всю кімнату, якщо встановлені на стелі чи стіні. Проводити обробку приміщення таким опромінювачем у присутності людей суворо заборонено. Закриті опромінювачі працюють за принципом рециркулятора, всередині якого встановлено лампу, а вентилятор втягує в прилад повітря і випускає вже опромінений назовні. Їх розміщують на стінах на висоті не менше ніж 2 м від підлоги. Їх можна використовувати в присутності людей, але тривалий вплив не рекомендується виробником, оскільки частина УФ-променів може проходити назовні. З недоліків таких приладів можна відзначити несприйнятливість до суперечок плісняви, а також усі складності утилізації ламп та суворий регламент використання залежно від типу випромінювача.

Бактерицидні установки

Група опромінювачів, об'єднана в один прилад, що використовується в одному приміщенні, називається бактерицидною установкою. Зазвичай вони досить великогабаритні та відрізняються високим енергоспоживанням.Обробка повітря бактерицидними установками проводиться суворо за відсутності людей у ​​кімнаті та відстежується за Актом введення в експлуатацію та Журналом реєстрації та контролю. Використовується тільки в медичних та гігієнічних установах для знезараження як повітря, так і води.

Недоліки ультрафіолетового знезараження повітря

Крім перерахованого, використання УФ-випромінювачів має й інші мінуси. Насамперед, сам ультрафіолет небезпечний для людського організму, він може не тільки викликати опіки шкіри, але й позначатися на роботі серцево-судинної системи, небезпечний для сітківки ока. Крім того, він може викликати появу озону, а з ним і притаманні цьому газу неприємні симптоми: подразнення дихальних шляхів, стимуляція атеросклерозу, загострення алергії.

Ефективність роботи УФ-ламп досить спірна: інактивація хвороботворних мікроорганізмів у повітрі дозволеними дозами ультрафіолету відбувається лише за статичності цих шкідників. Якщо мікроорганізми рухаються, взаємодіють з пилом та повітрям, то необхідна доза опромінення зростає в 4 рази, чого не може створити звичайна УФ-лампа. Тому ефективність роботи опромінювача розраховується окремо з урахуванням усіх параметрів, і вкрай складно підібрати відповідні для всіх типи мікроорганізмів відразу.

Проникнення УФ-променів відносно неглибоке, і навіть нерухомі віруси перебувають під шаром пилу, верхні шари захищають нижні, відбиваючи від себе ультрафіолет. Отже, після збирання знезараження потрібно проводити ще раз. УФ-опромінювачі не можуть фільтрувати повітря, вони борються тільки з мікроорганізмами, зберігаючи всі механічні забруднювачі та алергени у первозданному вигляді.

Постійна дія ультрафіолетом на мікроорганізми викликає мутацію у останніх, так що після кількох опромінень віруси та інфекції стають стійкими до УФ-обробки та переживають її.

Природно, чисте та знезаражене повітря необхідне у кожному будинку, особливо в періоди епідемії грипу. Однак отримати його можна і без супутніх складнощів та строгих обмежень в експлуатації, використовуючи для знезараження повітря обладнання, що працює за принципом інактивації хвороботворних мікроорганізмів, як очищувач-знезаражувач Tion Clever. Усередині приладу продукується озон, який повністю знищує віруси та інфекції, а потім сам розкладається до кисню, тому вміст озону на виході з приладу навіть менше, ніж на вході. При цьому включені в систему очищення фільтри HEPA та АК прибирають найдрібніші частинки механічних забруднювачів, включаючи пил, шерсть та алергени, а також знищують молекули шкідливих газів та неприємні запахи.

Визначено, УФ-випромінювання має свої плюси – широта його застосування тому найкращий доказ. Однак, чи варто наповнювати таким “світлом” свій будинок – питання відкрите. Сьогодні багато медичних закладів відмовляються від цієї технології на користь більш сучасних методів знезараження, і, можливо, їхній приклад буде найбільш показовим і для побутових приладів.