Застосування ультрафіолетового випромінювання. Ультрафіолетова лампа для домашнього використання: види, як вибрати, який виробник краще

Ультрафіолетове випромінювання в медицині використовується в оптичному діапазоні 180-380 нм (інтегральний спектр), який підрозділяється на короткохвильову область (С або КУФ) - 180-280 нм, середньохвильову (В) - 280-315 нм і довгохвильову (А) - 3 380 нм (ДВФ).

Фізична та фізіологічна дія ультрафіолетового випромінювання

Проникає в біологічні тканини на глибину 0,1-1 мм, поглинається молекулами нуклеїнових кислот, білків та ліпідів, володіє енергією фотонів достатньою для розриву ковалентних зв'язків, електронного збудження, дисоціації та іонізації молекул (фотоелектричний ефект), що призводить до утворення вільних радикалів, іонів, перекисів (фотохімічний ефект), тобто. відбувається послідовне перетворення енергії електромагнітних хвильв енергію хімічну.

Механізм дії УФ-випромінювання - біофізичний, гуморальний та нервово-рефлекторний:

Зміна в електронній структурі атомів та молекул, іонної кон'юктури, електричних властивостей клітин;
- інактивація, денатурація та коагуляція білка;
- фотолізис – розпад складних білкових структур – виділення гістаміну, ацетилхоліну, біогенних амінів;
- фотооксидація – посилення окисних реакцій у тканинах;
- фотосинтез - репаративний синтез у нуклеїнових кислотах, усунення пошкоджень у ДНК;
- фотоізомеризація - внутрішнє перегрупування атомів у молекулі, речовини набувають нових хімічних та біологічні властивості(провітамін - Д2, Д3),
- фоточутливість;
- еритема, при КУФ розвивається 1,5-2 год, при ДУФ - 4-24 год;
- пігментація;
- Терморегуляція.

Ультрафіолетове випромінювання впливає на функціональний стан різних органів і систем людини:

Шкіра;
- центральна та периферична нервова система;
- вегетативна нервова система;
- серцево-судинна система;
- Система крові;
- гіпоталямус-гіпофіз-надниркові залози;
- ендокринна система;
- Усі види обміну речовин, мінеральний обмін;
- Органи дихання, дихальний центр.

Лікувальна дія ультрафіолетового випромінювання

Реакція з боку органів і систем залежить від довжини хвилі, дози та методики впливу У Ф-випромінювання.

Місцеве опромінення:

Протизапальний (А, В, С);
- бактерицидне (С);
- болезаспокійливе (А, В, С);
- епітелізуючий, регенеруючий (А, В)

Загальне опромінення:

Стимулюючі реакції імунітету (А, В, С);
- десенсибілізуюче (А, В, С);
- Регулювання вітамінного балансу «Д», «С» та обмінних процесів (А, В).

Показання до УФО-терапії:

Гострий, підгострий та хронічний запальний процес;
- травма м'яких тканин та кісток;
- рана;
- Шкірні захворювання;
- опік та відмороження;
- трофічна виразка;
- рахіт;
- Захворювання опорно-рухового апарату, суглобів, ревматизм;
- інфекційні захворювання - грип, кашлюк, бешихове запалення;
- больовий синдром, невралгія, неврит;
- бронхіальна астма;
- ЛОР-хвороби – тонзиліт, отит, алергічний риніт, фарингіт, ларингіт;
- компенсація сонячної недостатності, підвищення стійкості та витривалості організму.

Показання до ультрафіолетового опроміненняу стоматології

захворювання слизової оболонки порожнини рота;
- захворювання пародонту;
- захворювання зубів – некаріозні захворювання, карієс, пульпіт, періодонтит;
- запальні захворювання щелепно-лицьової області;
- захворювання СНЩС;
- Лицеві болі.

Протипоказання до УФО-терапії:

Злоякісні новоутворення,
- схильність до кровотечі,
- активний туберкульоз,
- функціональна недостатність нирок,
- гіпертонічна хвороба III стадії,
- Тяжкі форми атеросклерозу.
- тиреотоксикоз.

Прилади ультрафіолетового випромінювання:

Інтегральні джерела з використанням ламп ДРТ (дугові ртутні трубчасті) різної потужності:

ОРК-21М (ДРТ-375) - місцеве та загальне опромінення
- ОКН-11М (ДРТ-230) - місцеве опромінення
- Маячні ОКБ-ЗО (ДРТ-1000) та ОКМ-9 (ДРТ-375) - групове та загальне опромінення
- ВІН-7 та УГН-1 (ДРТ-230). ОУН-250 та ОУН-500 (ДРТ-400) - місцеве опромінення
- ОУП-2 (ДРТ-120) – отоларингологія, офтальмологія, стоматологія.

Селективні короткохвильові (180-280 нм) використовують дугові бактерицидні лампи (ДБ) в режимі електричного розряду, що тліє, в суміші парів ртуті з аргоном. Лампи трьох типів ДБ-15, ДБ-30-1, ДБ-60.

Випускаються опромінювачі:

Настінні (ОБН)
- стельові (ОБП)
- на штативі (ОБШ) та пересувні (ОБП)
- місцеві (БОД) з лампою ДРБ-8, БОП-4, ОКУФ-5М
- для опромінення крові (АУФОК) - МД-73М "Ізольда" (з лампою низького тискуЛБ-8).

Селективні довгохвильові (310-320 нм) використовують люмінісцентні еритемні лампи (ЛЕ) потужністю 15-30 Вт з увеоливого скла з внутрішнім покриттям люмінофором:

Опромінювачі настінні типу (ОЕ)
- підвісні відбитого розподілу (ОЕО)
- пересувні (ОЕП).

Опромінювачі маячного типу (ЕОКС-2000) із дуговою ксеноновою лампою (ДКС ТБ-2000).

Опромінювач ультрафіолетовий на штативі (ОУШ1) з люмінісцентною лампою (ЛЕ153), великий маячний ультрафіолетовий опромінювач (ЗМУ), опромінювач ультрафіолетовий настільний (ОУН-2).

Газорозрядна лампа низького тиску ЛУФ-153 в установках УУД-1, УДД-2Л для Puva та терапії, в опромінювачі УФ для кінцівок ОУК-1, для голови ОУГ-1 та в опромінювачах ЕОД-10, ЕГД-5. За кордоном випускаються установки для загальних та локальних опромінень: Puva, Psolylux, Psorymox, Valdman.

Техніка та методика УФО терапії

Загальне опромінення

Проводять за однією із схем:

Основна (з 1/4 до 3 біодоз, додаючи по 1/4)
- уповільнена (з 1/8 до 2 біодоз, додаючи по 1/8)
- прискорена (з 1/2 до 4 біодоз. додаючи по 1/2).

Місцеве опромінення

Опромінення місця ураження, полями, рефлексогенних зон, етапне або по зонах, позаосередкове. фракційне.

Особливості опромінення еритемними дозами:

Одну ділянку шкіри можна опромінювати не більше 5 разів, а слизову – не більше 6-8 разів. Повторне опромінення однієї і тієї ж ділянки шкіри можливе лише після згасання еритеми. Наступну дозу опромінення збільшують на 1/2-1 біодозу. При лікуванні УФ-променями використовують світлозахисні окуляри для хворого та медперсоналу.

Дозування

Дозування УФ-опромінення проводять шляхом визначення біодози, біодозу - мінімальна кількість УФ-випромінювання, достатня для отримання на шкірі найслабшої порогової еритеми за найменший час, з фіксованою відстанню від опромінювача (20 - 100 см). Визначення біодози проводиться біодозиметром БД-2.

Розрізняють дози ультрафіолетового опромінення:

Суберитемні (менше 1 біодози)
- еритемні малі (1-2 біодози)
- середні (3-4 біодози)
- великі (5-6 біодоз)
- гіпереритемні (7-8 біодоз)
- масивні (понад 8 біодоз).

З метою дезінфекції повітря:

Непряме випромінювання протягом 20-60 хв, у присутності людей,
- пряме випромінювання протягом 30-40 хв, без людей.

Ультрафіолет було відкрито понад 200 років тому, але лише з винаходом штучних джерел ультрафіолетового випромінювання людина змогла використати дивовижні властивості цього невидимого світла. Сьогодні ультрафіолетова лампа допомагає боротися з багатьма захворюваннями та дезінфікує, дозволяє створювати нові матеріали та використовується криміналістами. Але для того, щоб прилади УФ спектру приносили користь, а не шкоду, необхідно чітко уявляти, якими вони бувають і для чого служать.

Що таке ультрафіолетове випромінювання і яким воно буває

Ти, напевно, знаєш, що світло – це електромагнітне випромінювання. Залежно від частоти колір такого випромінювання змінюється. Низькочастотний спектр здається нам червоним, високочастотний синім. Якщо підняти частоту ще вище, світло стане фіолетовим, а потім зовсім зникне. Точніше, зникне для твого ока. Насправді випромінювання перейде в область ультрафіолетового спектру, який ми не здатні бачити через особливості ока.

Але якщо ми не бачимо ультрафіолетове світло, то це не означає, що воно на нас ніяк не впливає. Ти ж не заперечуватимеш, що радіація безпечна, оскільки ми її не можемо побачити. А радіація – не що інше, як таке ж електромагнітне випромінювання, як світло та ультрафіолет, лише вищої частоти.

Але повернемось до ультрафіолетового спектру. Він розташований, як ми з'ясували, між видимим світломта радіаційним випромінюванням:

Залежність типу електромагнітного випромінювання від частоти

Відкинемо світло з радіацією та розглянемо ультрафіолетове випромінювання ближче:

На малюнку добре видно, що весь УФ діапазон умовно ділиться на два піддіапазони: ближній і далекий. Але на цьому малюнку зверху ми бачимо розподіл на УФА, УФВ і УФС. Надалі ми користуватимемося саме таким поділом – ультрафіолет А, В та С, оскільки він чітко розмежовує ступінь впливу випромінювання на біологічні об'єкти.

Думка експерта

Олексій Бартош

Кінцева ділянка далекого діапазону не позначена, оскільки не має особливого практичного значення. Повітря для ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвилі коротше 100 нм (його ще називають жорстким ультрафіолетовим) практично непрозоре, тому його джерела можна використовувати тільки у вакуумі.

Властивості ультрафіолету та вплив його на живі організми

Отже, у нашому розпорядженні три ультрафіолетові діапазони: А, В і С. Розглянемо властивості кожного з них.

Ультрафіолет А

Випромінювання лежить у діапазоні 400 – 320 нм і називається м'яким або довгохвильовим ультрафіолетовим. Проникнення їх у глибинні шари живих тканин мінімально. При помірному застосуванні УФА як не завдає шкоди організму, а й корисний. Він зміцнює імунітет, сприяє виробленню вітаміну D, покращує стан шкіри. Саме під таким ультрафіолетом ми спалахуємо на пляжі.

Але при передозуванні навіть м'який ультрафіолетовий діапазон може становити певну небезпеку для людини. Наочний приклад: дістався пляжу, приліг на пару годин і «згорів» Знайомо? Безперечно. Але могло бути і ще гірше, якби ти лежав годин п'ять чи з відкритими очимата без якісних сонцезахисних окулярів. При тривалому впливі на очі УФА здатний викликати опік рогівки, а шкіру спалити буквально до пухирів.

Думка експерта

Олексій Бартош

Фахівець з ремонту, обслуговування електроустаткування та промислової електроніки.

Все сказане вище справедливо і для інших біологічних об'єктів: рослин, тварин, бактерій. Саме помірний УФА значною мірою провокує «цвітіння» води у водоймах та псування продуктів, підганяючи зростання водоростей та бактерій. Передозування його надзвичайно шкідливе.

Ультрафіолет В

Середньохвильовий ультрафіолет, що займає діапазон 320 – 280 нм. Ультрафіолетове випромінювання з такою довжиною хвилі здатне проникати у верхні шари живих тканин та викликати серйозні зміни їхньої структури аж до часткового руйнування ДНК. Навіть мінімальна доза УФВ здатна викликати серйозний та досить глибокий радіаційний опік шкіри, рогівки та кришталика. Серйозну небезпеку таке випромінювання також є для рослин, а для багатьох видів вірусів і бактерій через їх невеликих розмірівУФВ взагалі смертельний.

Ультрафіолет С

Найбільш короткохвильовий і найнебезпечніший для всього живого діапазон, який входить ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі від 280 до 100 нм. УФС навіть у невеликих дозах здатне руйнувати ланцюги ДНК, викликаючи мутації. У людини, як правило, його вплив викликає рак шкіри та меланому. Через здатність досить глибоко проникати у тканини УФС може спричинити незворотний радіаційний опік сітківки та глибокі пошкодження шкірного покриву.

Додаткову небезпеку становить здатність ультрафіолетового випромінювання категорії С іонізувати молекули кисню, що знаходяться в атмосфері. Внаслідок такого впливу в повітрі утворюється озон — триатомний кисень, який є найсильнішим окислювачем, а за ступенем небезпеки для біологічних об'єктів відноситься до першої, найнебезпечнішої категорії отрут.

Улаштування ультрафіолетової лампи

Людина навчилася створювати штучні джерела ультрафіолетового випромінювання, причому вони можуть випромінювати в будь-якому заданому діапазоні. Конструктивно ультрафіолетові лампи виконуються у вигляді колби, заповненої інертним газом із домішкою металевої ртуті. З боків колби впаюються тугоплавкі електроди, на які подається напруга живлення приладу. Під дією цієї напруги в колбі починається розряд, що тліє, який змушує молекули ртуті випускати ультрафіолет у всіх спектрах УФ діапазону.

Виготовляючи колбу з тієї чи іншої матеріалу, конструктори можуть відсікати випромінювання певної довжини хвилі. Так, лампа з еритемного скла пропускає лише ультрафіолетове випромінювання типу А, увіолева колба вже прозора для УФВ, але не пропускає жорстке випромінювання УФС. Якщо ж колбу зробити з кварцового скла, то прилад випромінюватиме всі три види ультрафіолетового спектру – А, В, С.

Усі лампи ультрафіолетового світла є газорозрядними і повинні вмикатися в мережу через спеціальний пускорегулюючий пристрій (ЕПРА). В іншому випадку тліючий розряд у колбі миттєво перейде в некерований дуговий.

Важливо! Лампи розжарювання із синім балоном, які ми часто використовуємо для прогрівання при ЛОР захворюваннях, не є ультрафіолетовими. Це звичайні лампочки розжарювання, а синя колба служить лише для того, щоб ти не отримав теплового опіку і не пошкодив очі яскравим світлом, тримаючи досить потужну лампу біля самого обличчя.

Застосування УФ ламп

Отже, ультрафіолетові лампи існують, і ми навіть знаємо, що вони всередині. Але навіщо вони потрібні? Сьогодні прилади ультрафіолетового світла широко використовуються як у побуті, так і на виробництві. Ось основні сфери застосування УФ ламп:

1. Зміна фізичних властивостейматеріалів. Під дією ультрафіолетового випромінювання деякі синтетичні матеріали (фарби, лаки, пластики та ін.) можуть змінювати свої властивості: твердіти, розм'якшуватися, змінювати колір та інші Фізичні характеристики. Живий приклад – стоматологія. Спеціальна фотополімерна пломба пластична доти, доки лікар після її встановлення не висвітлить порожнину рота м'яким ультрафіолетовим світлом. Після такої обробки полімер стає міцнішим за камінь. У косметичних салонах теж використовують спеціальний гель, що твердне під УФ лампою. З його допомогою, наприклад, косметологи збільшують нігті.

2. Криміналістика та кримінальне право. Полімери, що здатні світитися в ультрафіолеті, широко використовуються для захисту від підробки. Для цікавості спробуй висвітлити купюру ультрафіолетовою лампою. Так само можна перевірити купюри багатьох країн, справжність особливо важливих документівабо печаток на них (так званий захист "Цербер"). Криміналісти користуються ультрафіолетовими лампами для виявлення слідів крові. Вона, звичайно, не світиться, проте повністю поглинає ультрафіолетове випромінювання і на загальному тліздаватиметься абсолютно чорною.

Думка експерта

Олексій Бартош

Фахівець з ремонту, обслуговування електроустаткування та промислової електроніки.

Якщо ти дивився фільми про криміналістів, то напевно помітив, що в них кров під УФ лампою всупереч сказаному мною світиться синьо-білим. Щоб досягти такого ефекту, фахівці обробляють передбачувані плями крові спеціальним складом, який взаємодіє з гемоглобіном, після чого починає флюоресціювати (світитися в ультрафіолетовому випромінюванні). Такий метод як наочний для глядача, а й ефективніший.

3. При дефіциті природного ультрафіолету. Користь ультрафіолетової лампи спектра для біологічних об'єктів була відкрита майже одночасно з її винаходом. При нестачі природного ультрафіолетового випромінювання страждає імунітет людини, шкіра набуває хворого блідого відтінку. Якщо рослини та кімнатні квітивирощувати за віконним скломабо під звичайними лампами розжарювання, то і вони почуваються не найкращим чином- Погано ростуть і часто хворіють. Вся справа без ультрафіолетового випромінювання спектру А, недолік якого особливо шкідливий для дітей. Сьогодні УФА лампи використовують для зміцнення імунітету та покращення стану шкіри повсюдно, де не вистачає природного світла.

Насправді прилади, що служать для поповнення дефіциту природного ультрафіолетового світла, випромінюють не тільки ультрафіолет А, а й, хоча частка останнього в загальному випромінюванні надзвичайно мала — від 0,1 до 2-3 %.

4. Для дезінфекції. Всі віруси та бактерії – теж живі організми, до того ж вони настільки малі, що перевантажити їх ультрафіолетовим світлом зовсім нескладно. Жорсткий ультрафіолет (С) може проходити деякі мікроорганізми буквально наскрізь, руйнуючи їх структуру. Таким чином, лампи спектру В і С, що отримали назву антибактеріальних або бактерицидних, можна використовувати для знезараження квартири, громадських закладів, повітря, води, предметів і навіть для лікування вірусних інфекцій При використанні ламп УФС додатковим фактором, що дезінфікує, виступає озон, про який я писав вище.

Ти, напевно, чув такий медичний термін, як кварцювання. Ця процедура – ​​не що інше, як обробка предметів чи тіла людини строго дозованим жорстким ультрафіолетовим випромінюванням.

Основні характеристики джерел ультрафіолетового випромінювання

Якими характеристиками УФ лампи потрібно керуватися, щоб при її використанні отримати максимальний ефект і не завдати шкоди здоров'ю своєму та оточуючим? Ось основні з них:

1. Діапазон випромінювання.
2. Потужність.
3. Призначення.
4. Строк служби.

Випромінений діапазон

Це основний параметр. Залежно від довжини хвилі ультрафіолет діє по-різному. Якщо УФА небезпечний лише для очей, і при правильному використанні не становить серйозної загрози для організму, то УФВ може не тільки зіпсувати очі, але й спровокувати глибокі, часом незворотні опіки на шкірі. УФС чудово дезінфікує, але може становити смертельну небезпеку для людини, оскільки випромінювання такої довжини хвилі руйнує ДНК та утворює отруйний газ озон.

З іншого боку, спектр УФА абсолютно марний як антибактеріальний засіб. Користування від такої лампи, наприклад, при очищенні повітря від бактерій, фактично не буде. Більше того, деякі види бактерій та мікрофлори стануть ще активнішими. Таким чином, вибираючи УФ лампу, необхідно чітко уявляти для чого вона використовуватиметься і який спектр випромінювання вона повинна мати.

Потужність

Мається на увазі сила створюваного лампою УФ потоку. Вона пропорційна споживаної потужності, тому за виборі приладу орієнтуються зазвичай цей показник. Побутові ультрафіолетові лампи зазвичай не перевищують потужності 40-60, професійні пристрої можуть мати потужність до 200-500 Вт та більше. Перші зазвичай мають низький тиск у колбі, другі – високий. Вибираючи випромінювач для тих чи інших цілей, потрібно чітко уявляти, що в плані потужності більше не завжди означає краще. Для отримання максимального ефекту випромінювання приладу має бути строго дозованим. Тому при покупці лампи звертайте увагу не тільки на її призначення, а й на рекомендовану площу приміщення або продуктивність приладу, якщо він служить для очищення повітря або води.

Призначення та конструкція

За своїм призначенням ультрафіолетові лампи поділяються на побутові та професійні. Другі зазвичай мають велику потужність, більш широкий та жорсткий спектр випромінювання та складні за конструкцією. Саме тому вони вимагають для свого обслуговування кваліфікованого спеціаліста та відповідних знань. Якщо ти збираєшся купувати ультрафіолетову лампу для домашнього використання, то від професійних пристроїв краще відмовитись. У такому випадку велика ймовірність, що лампа швидше нашкодить, ніж принесе користь. Особливо це стосується приладів, що працюють у діапазоні УФС, випромінювання яких є іонізуючим.

За типом конструкції ультрафіолетові лампи поділяються на:

1. Відкриті. Ці прилади випромінюють ультрафіолет безпосередньо в навколишнє середовище. При неправильному застосуванні становлять найбільшу небезпеку для організму людини, але дозволяють провести якісне знезараження приміщення, включаючи повітря і всі предмети, що знаходяться в ньому. Лампи відкритої або напіввідкритої (вузькоспрямованого випромінювання) конструкції використовуються також для медичних цілей: лікування інфекційних захворювань та поповнення дефіциту ультрафіолету (фітолампи, солярії).

2. Рециркулятори чи прилади закритого типу.Лампа в них знаходиться за повністю непрозорим кожухом, а УФ вивчення впливає тільки на робоче середовище - газ або рідина, що проганяє спеціальним насосом крізь камеру, що опромінюється. У побуті рециркулятори зазвичай використовуються для бактерицидної обробки води чи повітря. Оскільки пристрої не випромінюють ультрафіолет, при правильному використанні вони повністю безпечні для людини та можуть використовуватись у його присутності. Рециркулятори може бути як побутового, і промислового призначення.

3. Універсальні.Прилади цього можуть працювати як у режимі рециркуляції повітря, і прямого випромінювання. Конструктивно виконані як рециркулятор із розкладним кожухом. У зібраному вигляді це звичайний рециркулятор, з відкритими шторками – бактерицидна лампа відкритого типу.

Строк служби

Оскільки принцип роботи та конструкція ультрафіолетової лампи подібні до принципу та пристрою люмінесцентного освітлювального приладу, Логічно припустити, що терміни служби у них однакові і можуть досягати 8000-10000 год. На практиці це не зовсім так. У процесі роботи лампа "старіє": її світловий потік зменшується. Але якщо у звичайній освітлювальній лампі цей ефект помітний візуально, то УФ лампу «на око» перевірити неможливо. Тому виробник обмежується набагато меншим терміном роботи: від 1 000 до 9 000 годин залежно від потужності лампи, її призначення та, звичайно, якості матеріалів, комплектуючих та бренду.

Якщо в паспорті на пристрій не вказано періодичність заміни ламп або заявлено максимальний термін 20 тисяч годин і більше, то від покупки такого пристрою варто відмовитись. Також має насторожити і надто низька вартість приладу. Швидше за все, це низькоякісний товар або підробка.

Цілющі промені.

Сонце випромінює три типи ультрафіолетових променів. Кожен із цих типів по-різному впливає на шкіру.

Більшість з нас після відпочинку на пляжі почуваються здоровішими та повнішими життя. Завдяки цілющим променям у шкірі утворюється вітамін D, який необхідний для повноцінного засвоєння кальцію. Але сприятливо впливають на організм лише невеликі дози сонячного опромінення.

Але сильно засмагла шкіра це все-таки пошкоджена шкіра і як наслідок передчасне старіння і високий ризик розвитку раку шкіри.

Сонячне світло – електромагнітне випромінювання. Крім видимого спектра випромінювання в ньому є ультрафіолетове, яке власне і відповідає за засмагу. Ультрафіолет стимулює здатність пігментних клітин меланоцитів виробляти більше меланіну, що виконує захисну функцію.

Типи УФ-променів.

Існують три типи ультрафіолетових променів, які різняться за довжиною хвилі. Ультрафіолетове випромінювання здатне проникати крізь епідерміс шкіри у глибші шари. Це активізує процес виробництва нових клітин та кератину, в результаті шкіра стає більш жорсткою та грубою. Сонячні промені, проникаючи крізь дерму руйнують колаген і призводять до змін товщини та текстури шкіри.

Ультрафіолетові промені А.

Ці промені мають найнижчий рівень радіації. Раніше було прийнято вважати, що вони нешкідливі, проте нині доведено, що це негаразд. Рівень цих променів залишається практично постійним протягом дня і року. Вони навіть проникають крізь скло.

УФ промені типу А проникають крізь шари шкіри, досягаючи дерми, ушкоджують основу та структуру шкіри, руйнуючи волокна колагену та еластину.

А-промені сприяють появі зморшок, зменшують еластичність шкіри, прискорюють появу ознак передчасного старіння, послаблюють захисну системушкіри, роблячи її більш схильною до інфекцій і, можливо, онкологічним захворюванням.

Ультрафіолетові промені Ст.

Промені цього типу випромінюються сонцем лише у певні пори року та години дня. Залежно від температури повітря та географічної широтивони зазвичай проникають в атмосферу в період із 10 до 16 годин.

УФ промені типу В наносять шкірі серйознішу шкоду, оскільки взаємодіють з молекулами ДНК, які містяться в клітинах шкіри. В-промені пошкоджують епідерміс, що призводить до появи сонячних опіків. В-промені пошкоджують епідерміс, що призводить до появи сонячних опіків. Випромінювання цього посилює активність вільних радикалів, які послаблюють природну захисну систему шкіри.

Ультрафіолетові промені сприяють появі засмаги і викликають сонячні опіки, ведуть до передчасного старіння та появи темних пігментних плям, роблять шкіру грубою та шорсткою, прискорюють появу зморшок, можуть спровокувати розвиток передракових захворювань та раку шкіри.

Сонце, як і інші зірки, випромінює не тільки видиме світло - воно виробляє цілий спектр електромагнітних хвиль, що відрізняються частотою, довжиною і кількістю енергії, що переноситься. Цей спектр ділиться на діапазони від радіації до радіохвиль, і найважливішим серед них ультрафіолет, без якого неможливе життя. Залежно від різних факторівУФ-випромінювання може приносити як користь, і шкоду.

Ультрафіолет – це ділянка електромагнітного спектру, що знаходиться між видимим та рентгенівським випромінюванням і має довжину хвилі від 10 до 400 нм. Таку назву він отримав саме через своє розташування - одразу за діапазоном, який сприймається людським оком як фіолетовий колір.

Ультрафіолетовий діапазон вимірюється в нанометрах і поділяється на підгрупи відповідно до міжнародного стандарту ISO:

• ближній (довгохвильовий) - 300-400 нм;
• середній (середньохвильовий) - 200-300 нм;
• дальній (короткохвильовий) - 122-200 нм;
• екстремальний - Довжина хвилі дорівнює 10-121 нм.

Залежно від того, до якої групи відноситься ультрафіолетове випромінювання, властивості можуть змінюватися. Так, переважна частина діапазону невидима для людини, але ближній ультрафіолет можна побачити, якщо він має довжину хвилі 400 нм. Таке фіолетове світло випромінюють, наприклад, діоди.

Оскільки різні діапазони світла відрізняються кількістю енергії, що переноситься, і частотою, підгрупи значно відрізняються проникаючою здатністю. Наприклад, при впливі на людину ближні УФ-промені блокуються шкірою, а середньохвильове випромінювання може проникнути в клітини та викликати мутації ДНК. Ця властивість використовується у біотехнології для отримання генномодифікованих організмів.

Як правило, на Землі можна зустрітися тільки з ближнім та середнім ультрафіолетом: таке випромінювання надходить від Сонця, не блокуючись атмосферою, а також генерується штучним шляхом. Саме промені 200-400 нм грають велику рольу розвитку життя, адже з їх допомогою рослини виробляють кисень з Вуглекислий газ. Небезпечне для живих організмів жорстке короткохвильове випромінювання не потрапляє до поверхні планети завдяки озоновому шару, який частково відбиває і поглинає фотони.

Джерела ультрафіолету

Природними генераторами електромагнітного випромінювання є зірки: у процесі термоядерного синтезу, що у центрі зірки, створюється повний спектр променів. Відповідно, основна частина ультрафіолету на Землі надходить від Сонця. Інтенсивність випромінювання, що досягає поверхні планети, залежить від багатьох факторів:

• товщина озонового шару;
• висота Сонця над обрієм;
• висота над рівнем моря;
• склад атмосфери;
• погодні умови;
• коефіцієнт відбиття випромінювання від Землі.

З сонячним ультрафіолетом пов'язано багато міфів. Так, вважається, що в похмуру погоду не можна засмагнути, однак, хоч хмарність і впливає на інтенсивність УФ-випромінювання, більша його частина здатна проникати крізь хмари. У горах та взимку на рівні моря може здатися, що ризик шкоди від ультрафіолету мінімальний, але насправді він навіть зростає: на великій висотіінтенсивність випромінювання збільшується через розрідженість повітря, а сніговий покрив стає непрямим джерелом ультрафіолету, оскільки до 80% променів відбиваються від нього.

Особливо обережним треба бути у сонячний, але холодний день: навіть якщо тепло від Сонця не відчувається, ультрафіолет є завжди. Тепло та УФ-промені знаходяться на протилежних кінцях видимого спектру і мають різну довжину хвилі. Коли інфрачервоне випромінювання взимку проходить по дотичній до Землі і відбивається, ультрафіолет завжди досягає поверхні.

Природне УФ-випромінювання має значний недолік - його не можна контролювати. Тому для використання у медицині, санітарії, хімії, косметології та інших сферах розробляються штучні джерела ультрафіолетового випромінювання. Необхідний діапазон електромагнітного спектру генерується у них шляхом нагрівання газів електричним розрядом. Як правило, промені випромінюються парами ртуті. Таким принципом дії характеризуються різні видиламп:

• люмінесцентні - додатково виробляють видиме світло внаслідок ефекту фотолюмінесценції;
• ртутно-кварцові – випромінюють хвилі з довжиною від 185 нм (жорсткий ультрафіолет) до 578 нм (помаранчевий колір);
• бактерицидні - мають колбу із спеціального скла, що блокує промені коротше 200 нм, що не дає утворюватися токсичному озону;
• ексілампи - не мають ртуті, ультрафіолет випромінюється у загальному діапазоні;
• - завдяки ефекту електролюмінесценції можуть працювати в будь-якому вузькому діапазоні від ультрафіолетового.

У наукових дослідженнях, експериментах, біотехнології використовуються спеціальні ультрафіолетові. Джерелом випромінювання в них можуть бути інертні гази, кристали або вільні електрони.

Таким чином, різні штучні джерела ультрафіолету генерують випромінювання різних підтипів, що визначає їхню сферу застосування. Лампи, що працюють у діапазоні >300 нм, використовуються в медицині,<200 - для обеззараживания и т. д.

Сфера застосування

Ультрафіолет здатний прискорювати деякі хімічні процеси, наприклад, синтез вітаміну D у шкірі людини, деградацію молекул ДНК та полімерних сполук. Крім того, він викликає ефект фотолюмінесценції у деяких речовинах. Завдяки таким властивостям штучні джерела цього випромінювання широко застосовуються в різних сферах.

Медицина

Насамперед у медицині знайшло застосування бактерицидну властивість ультрафіолетової радіації. За допомогою УФ-променів пригнічується зростання патогенних мікроорганізмів при пораненнях, обмороженнях, опіках. Опромінення крові застосовується при отруєннях алкоголем, наркотичними речовинами та медикаментами, запаленні підшлункової залози, сепсисі, тяжких інфекційних захворюваннях.

Опромінення УФ-лампою покращує стан пацієнта при захворюваннях різних систем організму:

• ендокринна – дефіцит вітаміну D, або рахіт, цукровий діабет;
• нервова – невралгії різної етіології;
• опорно-рухова - міозит, остеомієліт, остеопороз, артрит та інші захворювання суглобів;
• сечостатева – аднексит;
• респіраторна;
• хвороби шкіри – псоріаз, вітіліго, екзема.

Слід враховувати, що ультрафіолет не є основним засобом лікування перелічених захворювань: опромінення ним використовується як фізіотерапевтична процедура, що позитивно впливає на самопочуття хворого. Вона має низку протипоказань, тому застосовувати ультрафіолетову лампу без консультації з лікарем не можна.

Використовується УФ-випромінювання і в психіатрії для лікування «зимової депресії», коли через зменшення рівня природного сонячного світла знижується синтез мелатоніну і серотоніну в організмі, що позначається на роботі ЦНС. Для цього застосовуються спеціальні люмінесцентні лампи, що випромінюють повний спектр світла від ультрафіолетового до інфрачервоного діапазону.

Санітарія

Найбільш корисним є застосування ультрафіолетового випромінювання для дезінфекції. Для знезараження води, повітря та твердих поверхонь використовуються ртутно-кварцові лампи низького тиску, що генерують промені з довжиною хвилі 205-315 нм. Така радіація найкраще поглинається молекулами ДНК, що призводить до порушення структури генів мікроорганізмів, через що вони перестають розмножуватися та швидко вимирають.

Ультрафіолетове знезараження відрізняється відсутністю тривалої дії: відразу після завершення обробки ефект спадає, і мікроорганізми знову починають розмножуватися. З одного боку, це робить дезінфекцію менш ефективною, з іншого – позбавляє її здатності негативно впливати на людину. УФ-опромінення не може використовуватися для повної обробки питної води або рідин для господарських потреб, але може бути доповненням до хлорування.

Опромінення середньохвильовим ультрафіолетом часто комбінується з обробкою жорстким випромінюванням із довжиною хвилі 185 нм. У цьому випадку кисень перетворюється на , отруйний для патогенних організмів. Такий метод дезінфекції називається озонуванням, і він має у кілька разів більшу ефективність, ніж звичайне освітлення УФ-лампою.

Хімічний аналіз

Завдяки тому, що світло з різною довжиною хвилі поглинається матерією по-різному, УФ-промені можуть використовуватися для спектрометрії - метод визначення складу речовини. Зразок опромінюється генератором ультрафіолету з довжиною хвилі, що змінюється, поглинає і відображає частину променів, на підставі чого будується графік-спектр, унікальний для кожної речовини.

Ефект фотолюмінесценції використовується під час аналізу мінералів, до складу яких входять речовини, здатні світитися при опроміненні ультрафіолетом. Цей ефект застосовується для захисту документів: вони позначаються спеціальною фарбою, яка випромінює видиме світло під лампою чорного світла. Також за допомогою люмінесцентної фарби можна визначити наявність ультрафіолетового випромінювання.

Крім іншого, УФ-випромінювачі використовуються в косметології, наприклад, для створення засмаги, сушіння та в інших процедурах, у поліграфії та реставрації, ентомології, генної інженерії тощо.

Негативний вплив УФ-променів на людину

Хоча УФ-промені широко застосовуються для лікування захворювань і мають оздоровчий ефект, можливий і шкідливий вплив ультрафіолетового випромінювання на організм людини. Все залежить від того, скільки енергії буде перенесено у живі клітини сонячною радіацією.

Найбільшу енергію мають короткохвильові промені (тип UVC); крім того, вони мають найбільшу проникаючу здатність і можуть зруйнувати ДНК навіть у глибоких тканинах організму. Однак таке випромінювання повністю поглинається атмосферою. Серед променів, що досягають поверхні, 90% припадає на довгохвильове (UVA) та 10% - на середньохвильове (UVB) випромінювання.

Тривале вплив променів UVA або короткочасне опромінення ультрафіолетом UVB призводить до отримання досить великої дози радіації, що тягне за собою сумні наслідки:

• опіки шкіри різного ступеня важкості;
• мутації клітин шкіри, що призводять до прискорення старіння та меланоми;
• катаракту;
• опік рогової оболонки ока.

Відстрочені ушкодження - рак шкіри та катаракта - можуть розвиватися протягом тривалого часу; при цьому випромінювання типу UVA може діяти в будь-яку пору року та в будь-яку погоду. Тому захищатися від сонця слід завжди, особливо людям із підвищеною фоточутливістю.

Захист від ультрафіолету

Людина має природний захист від ультрафіолетового випромінювання - меланін, що міститься в клітинах шкіри, волоссі, райдужній оболонці ока. Цей білок поглинає більшу частину ультрафіолету, не даючи йому впливати на інші структури організму. Ефективність захисту залежить від кольору шкіри, тому промені UVA сприяють виникненню засмаги.

Однак при надмірному впливі меланін перестає справлятися з УФ-променями. Щоб сонячне світло не завдало шкоди, слідує:

• намагатися залишатися у тіні;
• носити закритий одяг;
• захищати очі спеціальними окулярами або контактними лінзами, що блокують УФ-випромінювання, але прозорими для видимого світла;
• користуватися захисними кремами, до складу яких входять мінеральні чи органічні речовини, що відбивають УФ-промені.

Звичайно, необов'язково використовувати повний набір захисних засобів. Слід орієнтуватися на ультрафіолетовий індекс, що описує надлишковий УФ-випромінювання біля поверхні землі. Він може набувати значень від 1 до 11, а активний захист потрібно при 8 балах і більше. Інформацію про цей індекс можна дізнатись із прогнозу погоди.

Таким чином, ультрафіолет – це тип електромагнітного випромінювання, який може приносити як користь, так і шкоду. Важливо пам'ятати, що сонячні ванни оздоровлюють та омолоджують організм лише при помірному застосуванні; Надмірна дія світла може призвести до серйозних проблем зі здоров'ям.

Знезараження за допомогою УФ-ламп я пам'ятаю з дитинства – у садочку, санаторії та навіть у літньому таборі стояли дещо лякаючі конструкції, що світилися гарним фіолетовим світлом у темряві та від яких нас відганяли вихователі. Так що ж таке насправді ультрафіолетове випромінювання і навіщо воно потрібне людині?

Мабуть, перше питання, на яке потрібно відповісти – що таке взагалі ультрафіолетове проміння і як вони працюють. Зазвичай так називають електромагнітне випромінювання, яке знаходиться в діапазоні між видимим та рентгенівським випромінюванням. Ультрафіолет характеризується довжиною хвилі від 10 до 400 нанометрів.
Відкрили його ще в 19 столітті, і це сталося завдяки відкриттю інфрачервоного випромінювання. Виявивши ІЧ-спектр, 1801 р. І.В. Ріттер звернув увагу на протилежний кінець світлового діапазону у процесі дослідів із хлоридом срібла. А потім одразу кілька вчених дійшли висновку про неоднорідність ультрафіолету.

Сьогодні його поділяють на три групи:

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

Такий поділ багато в чому зумовлений саме впливом променів на людину. Природним та основним джерелом ультрафіолету на Землі є Сонце. По суті саме від цього випромінювання ми рятуємося сонцезахисними кремами. При цьому далекий ультрафіолет повністю поглинається атмосферою Землі, а УФ-А доходить до 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.

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.

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.

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.

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.