Влияние света солнца на человека трудно переоценить – под его действием в организме запускаются важнейшие физиологические и биохимические процессы. Солнечный спектр делится на инфракрасную и видимую части, а также на наиболее биологически активную ультрафиолетовую часть, которая оказывает большое влияние на все живые организмы на нашей планете. Ультрафиолетовое излучение – это невоспринимаемое человеческим глазом коротковолновая часть солнечного спектра, обладающая электромагнитным характером и фотохимической активностью .

Благодаря своим свойствам ультрафиолет успешно применяют в различных областях человеческой жизни. Широкое использование УФ-излучение получило в медицине, поскольку оно способно менять химическую структуру клеток и тканей, оказывая различное воздействие на человека.

Диапазон длин волн ультрафиолетового излучения

Основной источник УФ-излучения – солнце . Доля ультрафиолета в общем потоке солнечного света непостоянна. Она зависит от:

• времени суток;
• времени года;
• солнечной активности;
• географической широты;
• состояния атмосферы.

Несмотря на то, что небесное светило находится далеко от нас и его активность не всегда одинакова, до поверхности Земли доходит достаточное количество ультрафиолета. Но и это только его малая длинноволновая часть. Короткие волны поглощаются атмосферой на расстоянии около 50 км до поверхности нашей планеты.

Ультрафиолетовый диапазон спектра, который доходит до земной поверхности, условно делят по длине волны на:

• дальний (400 – 315 нм) – лучи УФ – А;
• средний (315 – 280 нм) – лучи УФ – В;
• ближний (280 – 100 нм) – лучи УФ – С.

Действие каждого УФ-диапазона на человеческий организм различно: чем меньше длина волны, тем глубже она проникает через кожные покровы . Этим законом и определяется положительное или негативное влияние ультрафиолетового излучения на организм человека.

УФ-излучение ближнего диапазона наиболее неблагоприятно сказывается на здоровье и несет в себе угрозу возникновения тяжелых заболеваний.

Лучи УФ — С должны рассеиваться в озоновом слое, но из-за плохой экологии доходят до поверхности земли. Ультрафиолетовые лучи диапазона А и В менее опасны, при строгом дозировании, излучение дальнего и среднего диапазона благоприятно воздействует на человеческий организм.

Искусственные источники ультрафиолетового излучения

Наиболее значимыми источниками УФ-волн, влияющими на организм человека, являются:

• бактерицидные лампы – источники волн УФ – С, используются для обеззараживания воды, воздуха или других объектов внешней среды;
• дуга промышленной сварки – источники всех волн диапазона солнечного спектра;
• эритемные люминесцентные лампы – источники УФ-волн диапазона А и В, применяющиеся для терапевтических целей и в соляриях;
• промышленные лампы – мощные источники ультрафиолетовых волн, использующиеся в производственных процессах для закрепления красок, чернил или отвердевания полимеров.

Характеристиками любой УФ-лампы являются мощность ее излучения, диапазон спектра волн, тип стекла, срок эксплуатации . От этих параметров зависит, насколько лампа будет полезна или вредна для человека.

Перед облучением ультрафиолетовыми волнами от искусственных источников для лечения или профилактики болезней следует проконсультироваться со специалистом для подбора необходимой и достаточной эритемной дозы, являющейся индивидуальной для каждого человека с учетом типа его кожи, возраста, имеющихся заболеваний.

Следует понимать, что ультрафиолет – это электромагнитное излучение, которое оказывает не только положительное влияние на организм человека.

Бактерицидная ультрафиолетовая лампа, применяемая для загара, принесет существенный вред, а не пользу для организма . Использовать искусственные источники УФ-излучения должен только профессионал, хорошо разбирающийся во всех нюансах подобных приборов.

Положительное влияние УФ-излучения на организм человека

Ультрафиолетовое излучение широко применяется в области современной медицины. И это не удивительно, ведь УФ-лучи производят болеутоляющий, успокаивающий, антирахитический и антиспастический эффекты . Под их влиянием происходит:

• формирование витамина D, необходимого для усвоения кальция, развития и укрепления костной ткани;
• понижение возбудимости нервных окончаний;
• повышение обмена веществ, поскольку вызывает активизацию ферментов;
• расширение сосудов и улучшение циркуляции крови;
• стимулирование выработки эндорфинов – «гормонов счастья»;
• увеличение скорости регенеративных процессов.

Благоприятное влияние ультрафиолетовых волн на организм человека выражается также в изменении его иммунобиологической реактивности – способности организма проявлять защитные функции в отношении возбудителей различных заболеваний. Строго дозированное ультрафиолетовое облучение стимулирует выработку антител, благодаря чему повышается сопротивляемость человеческого организма к инфекциям.

Воздействие УФ-лучей на кожу вызывает реакцию – эритему (покраснение) . Происходит расширение сосудов, выражающееся гиперемией и отечностью. Образующиеся в коже продукты распада (гистамин и витамин D), поступают в кровь, что и вызывает общие изменения в организме при облучении УФ-волнами.

Степень развития эритемы зависит от:

• величины дозы ультрафиолета;
• диапазона ультрафиолетовых лучей;
• индивидуальной чувствительности.

При избыточном УФ-облучении пораженный участок кожи очень болезнен и отечен, возникает ожог с появлением волдыря и дальнейшим схождением эпителия.

Но ожоги кожных покровов – это далеко не самые серьезные последствия длительного воздействия ультрафиолетового излучения на человека. Неразумное использование УФ-лучей вызывает патологические изменения в организме.

Негативное влияние УФ-излучения на человека

Несмотря на важную роль в медицине, вред ультрафиолета на здоровье превосходит пользу . Большинство людей не способны точно контролировать лечебную дозу ультрафиолета и прибегать своевременно к методам защиты, поэтому нередко происходит его передозировка, отчего возникают следующие явления:

• появляются головные боли;
• температура тела повышается;
• быстрая утомляемость, апатия;
• нарушение памяти;
• учащенное сердцебиение ;
• снижение аппетита и тошнота.

Чрезмерный загар поражает кожные покровы, глаза и иммунную (защитную) систему. Ощущаемые и видимые последствия избыточного УФ-облучения (ожоги кожи и слизистой оболочки глаз, дерматиты и аллергические реакции) проходят в течение нескольких дней. Ультрафиолетовая радиация накапливается в течение длительного времени и вызывает весьма серьезные заболевания.

Влияние ультрафиолета на кожу

Красивый ровный загар – мечта каждого человека, особенно представительниц слабого пола. Но следует понимать, что клетки кожи темнеют под воздействием выделяющегося в них красящегося пигмента — меланина с целью защиты от дальнейшего облучения ультрафиолетом. Поэтому загар – это защитная реакция нашей кожи на повреждение ее клеток ультрафиолетовыми лучами . Но он не предохраняет кожные покровы от более серьезного влияния УФ-излучения:

1. Фотосенсибилизация – повышенная восприимчивость к ультрафиолету. Даже небольшая его доза вызывает сильное жжение, зуд и солнечный ожог кожных покровов. Часто это связано с использованием медикаментозных препаратов или употреблением косметических средств или некоторых продуктов питания.
2. Фотостарение. УФ-лучи спектра А проникают в глубокие слои кожи, повреждают структуру соединительной ткани, что приводит к разрушению коллагена, потере эластичности, к ранним морщинам.
3. Меланома – рак кожи . Заболевание развивается после частых и длительных пребываний на солнце. Под действием избыточной дозы ультрафиолета происходит появление злокачественных образований на коже или перерождение старых родинок в раковую опухоль.
4. Базальноклеточная и чешуйчатая карцинома – немеланомное раковое образование кожи, не приводит к летальному исходу, но требует удаления пораженных участков хирургическим путем. Замечено, что заболевание намного чаще возникает у людей, длительно работающих под открытым солнцем.

Любой дерматит или явления сенсибилизации кожных покровов под воздействием ультрафиолета являются провоцирующими факторами для развития онкологических заболеваний кожи.

Влияние УФ-волн на глаза

Ультрафиолетовые лучи, в зависимости от глубины проникновения, могут негативно отражаться и на состоянии глаз человека:

1. Фотоофтальмия и электроофтальмия. Выражается в покраснении и опухании слизистой оболочки глаз, слезотечении, светобоязни. Возникает при несоблюдении правил техники безопасности при работе со сварочным оборудованием или у людей, находящихся при ярком солнечном свете на покрытом снегом пространстве (снежная слепота).
2. Разрастание конъюнктивы глаза (птеригиум).
3. Катаракта (помутнение хрусталика глаза) — заболевание, возникающее в различной степени у преобладающего большинства людей к старости. Ее развитие связано с воздействием ультрафиолетового излучения на глаза, накапливающееся в течение жизни.

Избыток УФ-лучей может привести к различным формам раковых заболеваний глаз и век.

Влияние ультрафиолета на иммунную систему

Если дозированное применение УФ-излучения способствует повышению защитных сил организма, то избыточное воздействие ультрафиолета угнетает иммунную систему . Это было доказано в научных исследованиях ученых США на вирусе герпеса. Радиация ультрафиолета меняет активность клеток, отвечающих за иммунитет в организме, они не могут сдерживать размножение вирусов или бактерий, раковых клеток.

Основные меры безопасности и защиты от воздействия ультрафиолетового излучения

Чтобы избежать негативных последствий влияния УФ-лучей на кожные покровы, глаза и здоровье, каждому человеку необходима защита от ультрафиолетового излучения. При вынужденном длительном нахождении на солнце или на рабочем месте, подвергающемуся воздействию высоких доз ультрафиолетовых лучей, обязательно нужно выяснить в норме ли индекс УФ-излучения . На предприятиях для этого используется прибор под названием радиометр.

При подсчете индекса на метеорологических станциях учитывается:

• длина волн ультрафиолетового диапазона;
• концентрация озонового слоя;
• активность солнца и другие показатели.

УФ-индекс – это индикатор потенциального риска для организма человека в результате влияния на него дозы ультрафиолета. Значение индекса оценивается по шкале от 1 до 11+. Нормой УФ-индекса считается показатель не более 2 единиц.

При высоких значениях индекса (6 – 11+) повышается риск неблагоприятного воздействия на глаза и кожу человека, поэтому необходимо применять защитные меры.

1. Использовать солнцезащитные очки (специальные маски для сварщиков).
2. Под открытым солнцем следует обязательно носить головной убор (при очень высоком индексе – широкополую шляпу).
3. Носить одежду, закрывающую руки и ноги.
4. На непокрытые одеждой участки тела наносить солнцезащитный крем с фактором защиты не менее 30 .
5. Избегать нахождения на открытом, не защищенном от попадания солнечных лучей, пространстве в период с полудня до 16 часов.

Выполнение несложных правил безопасности позволит снизить вредность УФ-облучения для человека и избежать возникновения болезней, связанных с неблагоприятным влиянием ультрафиолета на его организм.

Кому облучение ультрафиолетом противопоказано

Следует быть острожными с воздействием ультрафиолетового излучения следующим категориям людей:

• с очень светлой и чувствительной кожей и альбиносам;
• детям и подросткам;
• тем, кто имеет много родимых пятен или невусов;
• страдающим системными или гинекологическими заболеваниями ;
• тем, у кого среди близких родственников наблюдались онкологические заболевания кожи;
• принимающим длительно некоторые лекарственные препараты (необходима консультация врача).

УФ-излучение таким людям противопоказано даже в малых дозах, степень защиты от солнечного света должна быть максимальной.

Влияние ультрафиолетового излучения на человеческий организм и его здоровье нельзя однозначно назвать положительным или отрицательным. Слишком много факторов следует учитывать при его воздействии на человека в разных условиях внешней среды и при излучении от различных источников. Главное, запомнить правило: любое воздействие ультрафиолета на человека должно быть минимальным до консультации со специалистом и строго дозировано согласно рекомендациям врача после осмотра и обследования.

Ультрафиолет поражает именно живые клетки, не оказывая воздействие на химический состав воды и воздуха, что исключительно выгодно отличает его от всех химических способов дезинфекции и обеззараживания воды.

Достижения последних лет в светотехнике и электротехнике позволяют обеспечить высокую степень надежности обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами.

Что это за излучение

Ультрафиолетовое излучение, ультрафиолетовые лучи, УФ-излучение, не видимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучениями в пределах длин волн 400-10 нм. Вся область УФ-излучения условно делится на ближнюю (400-200 нм) и далёкую, или вакуумную (200-10 нм); последнее название обусловлено тем, что УФ-излучение этого участка сильно поглощается воздухом и его исследование производят с помощью вакуумных спектральных приборов.

Естественные источники УФ-излучения - Солнце, звёзды, туманности и др. космические объекты. Однако лишь длинноволновая часть УФ-излучения - 290 нм достигает земной поверхности. Более коротковолновое УФ-излучение поглощается озоном, кислородом и др. компонентами атмосферы на высоте 30-200 км от поверхности Земли, что играет большую роль в атмосферных процессах.

Искусственные источники УФ-излучения. Для различных применений УФ-излучения промышленность выпускает ртутные, водородные, ксеноновые и др. газоразрядные лампы, окна которых (либо целиком колбы) изготовляют из прозрачных для УФ-излучения материалов (чаще из кварца). Любая высокотемпературная плазма (плазма электрических искр и дуг, плазма, образующаяся при фокусировке мощного лазерного излучения в газах или на поверхности твёрдых тел, и т.д.) является мощным источником УФ-излучения.

Несмотря на то, что ультрафиолет нам дан самой природой, он небезопасен

Ультрафиолет бывает трех типов: «А»; «B»; «С». Озоновый слой предотвращает попадание на поверхность земли Ультрафиолета «С». Свет в спектре ультрафиолета «А» имеет длину волн от 320 до 400 нм, свет в спектре ультрафиолет «В» имеет длину волн от 290 до 320 нм. УФ-излучение обладает энергией, достаточной для воздействия на химические связи, в том числе и в живых клетках.

Энергия ультрафиолетовой компоненты солнечного света вызывает повреждения микроорганизмов на клеточном и генетическом уровнях, тот же самый ущерб наносится людям, но он ограничен кожей и глазами. Солнечные ожоги вызываются воздействием ультрафиолета «В». Ультрафиолет «А» проникает гораздо глубже, чем ультрафиолет «В» и способствует преждевременному старению кожи. Кроме того, воздействие ультрафиолета «А» и «В» приводит к раку кожи.

Из истории ультрафиолетовых лучей

Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей было обнаружено около 100 лет назад. Первые лабораторные испытания УФИ в 1920х годах были настолько многообещающими, что полное уничтожение воздушно-капельных инфекций казалось возможным в самое ближайшее время. УФИ стало активно применяться с 1930х годов и в 1936 г. было впервые использовано для стерилизации воздуха в хирургической операционной комнате. В 1937 г. первое применение УФИ в вентиляционной системе одной из американских школ впечатляюще снизило уровень заболеваемости учащихся корью и другими инфекциями. Тогда казалось, что найдено замечательное средство для борьбы с воздушно-капельными инфекциями. Однако, дальнейшее изучение УФИ и опасных побочных действий серьезно сузило возможности его использования в присутствии людей.

Сила проникновения ультрафиолетовых лучей невелика и распространяются они только по прямой, т.е. в любом рабочем помещении образуется множество затенённых зон, которые не подвержены бактерицидной обработке. По мере удаления от источника ультрафиолетого излучения биоцидность его действия резко снижается. Действие лучей ограничивается поверхностью облучаемого предмета, и его чистота имеет большое значение.

Бактерицидное действие ультрафиолета

Обеззараживающий эффект УФ излучения, в основном, обусловлен фотохимическими реакциями, в результате которых происходят необратимые повреждения ДНК. Помимо ДНК ультрафиолет действует и на другие структуры клеток, в частности, на РНК и клеточные мембраны. Ультрафиолет как высокоточное оружие поражает именно живые клетки, не оказывая воздействие на химический состав среды, что имеет место для химических дезинфектантов. Последнее свойство исключительно выгодно отличает его от всех химических способов дезинфекции.

Применение ультрафиолета

Ультрафиолет используется в настоящее время в различных областях: медицинских учреждениях (больницы, поликлиники, госпитали); пищевой промышленности (продукты, напитки); фармацевтической промышленности; ветеринарии; для обеззараживания питьевой, оборотной и сточной воды.

Современные достижения свето- и электротехники обеспечили условия для создания крупных комплексов УФ-обеззараживания. Широкое внедрение УФ-технологии в муниципальные и промышленные системы водоснабжения позволяют обеспечить эффективное обеззараживание (дезинфекцию) как питьевой воды перед подачей в сети горводопровода, так и сточных вод перед их выпуском в водоемы. Это позволяет исключить применение токсичного хлора, существенно повысить надежность и безопасность систем водоснабжения и канализации в целом.

Обеззараживание воды ультрафиолетом

Одной из актуальных задач при обеззараживании питьевой воды, а также промышленных и бытовых стоков после их осветления (биоочистки) является применение технологии, не использующей химические реагенты, т. е. технологии, не приводящей к образованию в процессе обеззараживания токсичных соединений (как в случае применения соединений хлора и озонирования) при одновременном полном уничтожении патогенной микрофлоры.

Различают три участка спектра ультрафиолетового излучения, имеющего различное биологическое воздействие. Слабое биологическое воздействие имеет ультрафиолетовое излучение с длиной волны 390-315 нм. Противорахитичным действием обладают УФ-лучи в диапазоне 315-280 нм, а ультрафиолетовое излучение с длиной волны 280-200 нм обладает способностью убивать микроорганизмы.

Ультрафиолетовые лучи длиной волн 220-280 им действуют на бактерии губительно, причем максимум бактерицидного действия соответствует длине волн 264 нм. Данное обстоятельство используется в бактерицидных установках, предназначенных для обеззараживания в основном подземных вод. Источником ультрафиолетовых лучей является ртутно-аргонная или ртутно-кварцевая лампа, устанавливаемая в кварцевом чехле в центре металлического корпуса. Чехол защищает лампу от контакта с водой, но свободно пропускает ультрафиолетовые лучи. Обеззараживание происходит во время протекания воды в пространстве между корпусом и чехлом при непосредственном воздействии ультрафиолетовых лучей на микробы.

Оценка бактерицидного действия производится в единицах, называемых бактами (б). Для обеспечения бактерицидного эффекта ультрафиолетового облучения достаточно примерно 50 мкб мин/см2. УФ-облучение наиболее перспективный метод обеззараживания воды с высокой эффективностью по отношению к патогенным микроорганизмам, не приводящий к образованию вредных побочных продуктов, чем иногда грешит озонирование.

УФ-облучение идеально для обеззараживания артезианских вод

Точка зрения, что подземные воды считаются свободными от микробных загрязнений в результате фильтрации воды через почву, не совсем верна. Исследования показали, что подземные воды свободны от крупных микроорганизмов, таких как протоза или гельминты, но более мелкие микроорганизмы, например, вирусы, могут проникать сквозь почву в подземные источники воды. Даже если бактерии не обнаружены в воде, оборудование для обеззараживания должно служить барьером от сезонных или аварийных заражений.

УФ-облучение должно применяться для обеспечения обеззараживания воды до нормативного качества по микробиологическим показателям, при этом необходимые дозы выбираются на основании требуемого снижения концентрации патогенных и индикаторных микроорганизмов.

УФ-облучение не образует побочных продуктов реакции, его доза может быть увеличена до значений, обеспечивающих эпидемиологическую безопасность, как по бактериям, так и по вирусам. Известно, что УФ-излучение действует на вирусы намного эффективнее, чем хлор, поэтому применение ультрафиолета при подготовке питьевой воды позволяет, в частности, во многом решить проблему удаления вирусов гепатита А, которая не всегда решается при традиционной технологии хлорирования.

Использование УФ-облучения в качестве обеззараживания рекомендуется для воды, уже прошедшей очистку по цветности, мутности и содержанию железа. Эффект обеззараживания воды контролируют, определяя общее число бактерий в 1 см3 воды и количество индикаторных бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды после ее обеззараживания.

На сегодняшний день широкое распространение получили УФ-лампы проточного типа. Основным элементом данной установки является блок облучателей состоящий из ламп УФ-спектра в количестве, определяемом необходимой производительностью по обработанной воде. Внутри лампа имеет полость для протока. Контакт с УФ-лучами происходит через специальные окошечки внутри лампы. Корпус установки выполнен из металла, защищающего от проникновения лучей в окружающую среду.

Вода, подающаяся на установку должна соответствовать следующим требованиям:

• общее содержание железа – не более 0,3 мг/л, марганца – 0,1 мг/л;


• содержание сероводорода – не более 0,05 мг/л;


• мутность – не более 2 мг/л по каолину;


• цветность – не более 35 град.

Метод ультрафиолетового обеззараживания имеет следующие преимущества по отношению к окислительным обеззараживающим методам (хлорирование, озонирование):

• УФ облучение летально для большинства водных бактерий, вирусов, спор и протозоа. Оно уничтожает возбудителей таких инфекционных болезней, как тиф, холера, дизентерия, вирусный гепатит, полиомиелит и др. Применение ультрафиолета позволяет добиться более эффективного обеззараживания, чем хлорирование, особенно в отношении вирусов;


• обеззараживание ультрафиолетом происходит за счет фотохимических реакций внутри микроорганизмов, поэтому на его эффективность изменение характеристик воды оказывает намного меньшее влияние, чем при обеззараживании химическими реагентами. В частности, на воздействие ультрафиолетового излучения на микроорганизмы не влияют рН и температура воды;


• в обработанной ультрафиолетовым излучением воде не обнаруживаются токсичные и мутагенные соединения, оказывающие негативное влияние на биоценоз водоемов;


• в отличие от окислительных технологий в случае передозировки отсутствуют отрицательные эффекты. Это позволяет значительно упростить контроль за процессом обеззараживания и не проводить анализы на определение содержания в воде остаточной концентрации дезинфектанта;


• время обеззараживания при УФ облучении составляет 1-10 секунд в проточном режиме, поэтому отсутствует необходимость в создании контактных емкостей;


• достижения последних лет в светотехнике и электротехнике позволяют обеспечить высокую степень надежности УФ комплексов. Современные УФ лампы и пускорегулирующая аппаратура к ним выпускаются серийно, имеют высокий эксплуатационный ресурс;


• для обеззараживания ультрафиолетовым излучением характерны более низкие, чем при хлорировании и, тем более, озонировании эксплуатационные расходы. Это связано со сравнительно небольшими затратами электроэнергии (в 3-5 раз меньшими, чем при озонировании); отсутствием потребности в дорогостоящих реагентах: жидком хлоре, гипохлорите натрия или кальция, а также отсутствием необходимости в реагентах для дехлорирования;


• отсутствует необходимость создания складов токсичных хлорсодержащих реагентов, требующих соблюдения специальных мер технической и экологической безопасности, что повышает надежность систем водоснабжения и канализации в целом;


• ультрафиолетовое оборудование компактно, требует минимальных площадей, его внедрение возможно в действующие технологические процессы очистных сооружений без их остановки, с минимальными объемами строительно-монтажных работ.

Ультрафиолетовое излучение Солнца и искусственных источников в зависимости от длины волны делят на три диапазона:

• - область А – длина волны 400-320 нм (длинноволновое ультрафиолетовое излучение УФ-А);
• - область Б – длина волны 320-275 нм (средневолновое ультрафиолетовое излучение УФ-В);
• - область С – длина волны 275-180 нм (коротковолновое ультрафиолетовое излучение УФ-С).

В действии длинно, средне и коротковолнового излучения на клетки, ткани и организм имеются существенные различия.

Область А (УФ-А) длинноволновое излучение оказывает разнообразное биологическое действие, вызывает пигментацию кожи и флуоресценцию органических веществ. УФ-А – лучи обладают наибольшей проникающей способностью, что позволяет некоторым атомам и молекулам тела избирательно поглощать энергию УФ-излучения и переходить в неустойчивое возбужденное состояние. Последующий переход в исходное состояние сопровождается выделением квантов света (фотонов), способных инициировать различные фотохимические процессы, прежде всего затрагивающие ДНК, РНК, белковые молекулы.

Фототехнические процессы вызывают реакции и изменения со стороны различных органов и систем, которые составляют основу физиологического и лечебного действия УФ – лучей. Происходящие в облученном УФ – лучами организме сдвиги и эффекты (фотоэритема, пигментация, десенсибилизация, бактерицидный эффект и др.) имеют четкую спектральную зависимость (рис. 1), что и служит основой дифференцированного применения различных участков УФ – спектра.

Рисунок 1 - Спектральная зависимость важнейших биологических эффектов ультрафиолетового излучения

Облучение средневолновыми УФ-лучами вызывает фотолиз белка с образованием биологически активных веществ, а воздействие коротковолновыми лучами чаще приводит к коагуляции и денатурации белковых молекул. Под воздействием УФ-лучей диапазонов В и С, особенно в больших дозировках, происходят изменения в нуклеиновых кислотах, в результате чего возможно возникновение клеточных мутаций.

В то же время длинноволновые лучи приводят к образованию специфического фермента фотореактивации, способствующего восстановлению нуклеиновых кислот.

1. Наиболее широко УФ-излучение используется с лечебными целями.
2. Используются УФ-лучи также для стерилизации и дезинфекции воды, воздуха, помещений, предметов и т. д.
3. Весьма распространено их применение с профилактическими и косметическими целями.
4. Применяют УФ-излучение и с диагностическими целями, для определения реактивности организма, в люминисцентных методах.

УФ-излучение – жизненно необходимый фактор, а его длительный недостаток ведет к развитию своеобразного симптомокомплекса, имеющего «световым голоданием» или «УФ-недостаточностью». Наиболее часто он проявляется развитием авитаминоза D, ослаблением защитных иммунобиологических реакций организма, обострением хронических заболеваний, функциональными расстройствами нервной системы и т. д.К контингентам, испытывающим «УФ-недостаточность», относятся рабочие шахт, рудников, метро, люди работающие в бесфонарныхи безоконных цехах, машинных отделениях и на Крайнем Севере.

Ультрафиолетовое облучение

Ультрафиолетовое облучение производится различными искусственными изделиями с отличными друг от друга длинами волн λ. Поглощение УФ-лучей сопровождается рядом первичных фотохимических и фотофизических процессов, которые зависят от их спектрального состава и определяют физиологическое и лечебное действие фактора на организм.

Длинноволновые ультрафиолетовые (ДУФ) лучи стимулируют пролиферацию клеток мальпигиевого слоя эпидермоса и декарбоксилирование тирозина с последующим образованием в клетках шиповидногослоя. Далее идет стимулирование синтеза АКТГ и других гармонов и т. д. Получаются различные иммунологические сдвиги.

ДУФ-лучи оказывают более слабое, чем другие УФ-лучи биологическое, в том числе и эритемообразующее действие. Для усиления чувствительности кожи к ним используют фотосенсибилизаторы, чаще всего соединения фурокумаринового ряда (пувален, бероксан, псорален, амминофурин и др.)

Это свойство длинноволнового излучения позволяет его применять при лечении кожных заболеваний. Метод ПУВА-терапии (используется и салициловый спирт).

Таким образом можно выделить основные характеристики лечебных эффектов ДУФ-лучей:

1. Лечебными эффектами являются

• - фотосенсибилизирующий,
• - пигментообразующий,
• - иммуностимулирующий.

1. ДУФ-лучи, как и другие области УФ-излучения вызывают изменение функционального состояния ЦНС и ее высшего отдела коры головного мозга. За счет рефлекторной реакции улучшается кровообращение, усиливается секторная активность органов пищеварения и функциональное состояние почек.
2. ДУФ-лучи влияют на обмен веществ, прежде всего минеральный и азотный.
3. Широко применяют местные аппликации фотосенсибилизаторов при ограниченных формах псориаза. В последнее время с успехом в качестве сенсибилизатора используют УФ-В как обладающее большей биологической активностью. Комбинированное облучение УФ-А и УФ-В называют селективным облучением.
4. ДУФ-лучи используют как для местных, так и для общих облучений. Основными показаниями для их применения являются:

• - кожные заболевания (псориаз, экзема, витилиго, себорея и др.)
• - хронические воспалительные заболевания внутренних органов (особенно органов дыхания)
• - заболевания органов опоры и движения различной этнологии
• - ожоги, отморожения
• - вялозаживающие раны и язвы, косметические цели.

Протвопоказания

• - острые противовоспалительные процессы,
• - заболевания печени и почек с выраженным нарушением их функций,
• - гипертиреоз,
• - повышенная чувствительность к ДУФ-излучениям.

Средневолновое ультрафиолетовое (СУФ) излучение обладает выраженным и разносторонним биологическим действием.

При поглощении квантов СУФ-излучения в коже образуются низкомолекулярные продукты фотолиза белка и продукты перекисного окисления липидов. Они вызывают изменения ультраструктурной организации биологических мембран, белково-липидных комплексов, мембранных ферментов и их важнейших физико-химических и функциональных свойств.

Продукты фотораспада активируют систему мононуклеарных фагоцитов и вызывают дегрануляцию лаброцитов и базофилов. В результате в облученной области и прилежащих тканях происходит выделение биологически активных веществ (кининн, простогландинн, гепарин, лейкотриены, тромбоксаны и др.) и вазоактивных медиаторов (ацетилхолин, гистамин), которые существенно увеличивают проницаемость и тонус сосудов, а также способствуют расслаблению гладкой мускулатуры. Вследствие гумаральных механизмов увеличивается количество функционирующих капилляров кожи, нарастает скорость местного кровотока, что ведет к формированию эритомы.

Повторные СУФ-облучения могут привести к появлению быстро исчезающей пигментации, способствующей повышению барьерной функции кожи, повышают ее холодовую чувствительность и резистентность к действию токсических веществ и неблагоприятных факторов.

Как эритемная реакция, так и другие сдвиги, вызываемые СУФ-лучами зависят не только от длины волны, но и от дозировки. В фототерапии его применяют в эритемных и субэритемных дозах.

Облучение СУФ-лучами в субэритемных дозировках способствует образованию в коже витамина D, который после его биотрансформации в печени и почках участвует в регуляции фосфорно-кальциевого обмена в организме. СУФ-облучение способствует образованию не только витамина D1, но и его изомера – эргокальцифемина (витамина D2). Последний обладает антирахитическим действием, стимулирует аэробный и анаэробный пути клеточного дыхания. СУФ-лучи в небольших дозировках также модулируют обмен других витаминов (А и С) вызывают активизацию метаболических процессов в облученных тканях. Под их влиянием активируется адаптационно-трофическая функция симпатической нервной системы, нормализуются нарушенные процессы различных видов обмена веществ, сердечнососудистая деятельность.

Таким образом СУФ-излучение обладает выраженным биологическим действием. В зависимости от фазы облучения можно получить эритему на коже и слизистых оболочках или проводить лечение в дозе, не вызывающей ее. Механизм лечебного действия эритемных и безэритемных доз СУФ различный, следовательно будут различными и показания к применению ультрафиолетового излучения.

Ультрафиолетовая эритема появляется на месте облучения УФ-В через 2-8 ч и связана с гибелью клеток эпидермиса. Продуты фотолиза белков поступают в ток крови и вызывают расширение сосудов, отек кожи, миграцию лейкоцитов, раздражение многочисленных рецепторов, ведущие к возникновению ряда рефлекторных реакций организма.

Кроме того, продукты фотолиза, попадающие в ток крови, оказывают гуморальное действие на отдельные органы, нервную и эндокринную системы организма. Явления асептического воспаления постепенно стихают к седьмому дню, оставляя после себя пигментацию кожи на месте облучения.

Основные лечебные эффекты СУФ-илучения:

1. СУФ –излучения являются витаминно образующий, трофостимулирующий, иммуномодулирующий – это субэритемные дозы.
2. Протиивовоспалиительный, анальгетический, десенсибилизирующий – это эритемная доза.
3. Бронхиальные болезни, астма, закаливание – это безэритемная доза.

Показания к местному применению УФ-В (субэритемные и эритемные дозы):

• - острый неврит
• - острый меозит
• - гнойничковые заболевания кожи (фурукул, карбункул, сикоз и др)
• - рожа
• - трофические язвы
• - вялозаживающие раны
• - пролежни
• - воспалительные и посттравматические заболевания суставов
• - ревматоидный артрит
• - бронхиальная астма
• - острый и хронический бронхит
• - острые респературные заболевания
• - воспаления придатков матки
• - хронический тонзиллит.

Безэритемные зоны ультрафиолетового излучения спектра В при общих облучениях организма ликвидируют явления Д-гиповитаминоза, связанного с недостатком солнечного света. Нормализует фосфорно-кальциевый обмен, стимулируют функцию симпатико-адреналовой и гипофизарно-надпочечниковой систем, повышают механическую прочность костной ткани и стимулируют образование костной мозоли, повышают сопротивляемость кожи организма и организма в целом к вредным факторам внешней среды. Уменьшаются аллергические и экссудативные реакции, повышается умственная и физическая работоспособность. Ослабляются другие нарушения в организме, вызванные солнечным голоданием.

Показания к общему применению УФ-В (безэритемные дозы):

• - D-гиповитаминоз
• - нарушение обмена веществ
• - предрасположенность к гнойничковым заболеваниям
• - нейродермит
• - псориаз
• - переломы костей и нарушение образования костной мозоли
• - бронхиальная астма
• - хронические заболевания бронхиального аппарата
• - закаливание организма.

Противопоказания:

• - злокачественные новообразования
• - наклонность к кровотечениям
• - системные заболевания крови
• - тиреотоксикоз
• - активный туберкулез
• - язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки в стадии обострения
• - гипертоническая болезнь II и III стадии
• - далекозашедший атеросклероз артерий головного мозга и коронных артерий.

Коротковолновый ультрафиолетовый спектр излучения (КУФ) излучения.

УФ-излучение коротковолнового диапазона является активным физическим фактором, т. к. его кванты обладают наибольшим запасом энергии. Оно способно вызывать денатурацию и фотолиз нуклеиновых кислот и белков за счет избыточного поглащения энергии его квантов различными молекулами, в первую очередь ДНК и РНК.

При действии на микроорганизмы, на клетки это приводит к инактивации их генома и денатурации белка, что ведет к их гибели.

При излучении КУФ-лучей возникает бактерицидный эффект, т. к. прямое попадание их на белок гибельно для клеток вирусов, микроорганизмов и грибов.

КУФ-лучи вызывают после кратковременного спазма расширение кровеносных сосудов, прежде всего субкапелярных вен.

Показания к применению КУФ-излучений:

• - облучение раневых поверхностей
• - пролежни и миндалевидных ниш после тонзиллэктомин с бактерицидной цепью
• - санация носоглотки при острых распиратурных заболеваниях
• - лечение наружного отита
• - обеззараживание воздуха в операционных, процедурных, ингаляториях, реанимационных отделениях, палатах больных, детских учреждениях и в школах.

Кожа и ее функция

Кожа человека составляет 18% от массы тела человека и имеет общую площадь 2м2. Состоит кожа из трех анатомически и физиологически тесно взаимосвязанных слоев:

• - эпидермиса или надкожницы
• - дермы (собственно кожа)
• - гиподерма (подкожно жировая подкладка).

Эпидермис построен из различных по форме и строению, послойно расположенных эпителиальных клеток (эпитермоцитов). При этом каждая вышележащая клетка происходит из нижележащей, отражая определенную фазу ее жизни.

Слои эпидермиса распологаются в следующей последовательности (с низу в верх):

• - базальный (Д) или зародышевый;
• - слой шиповатых клеток;
• - слой кератогиалиновых или зернистых клеток;
• - эпейдиновый или блестящий;
• - роговой.

Кроме эпидермоцитов в эпидермисе (в базальном слое) располагаются клетки, способные вырабатывать меланин (меланоциты), клетки Лагерганса, Гринстейна и др.

Дерма располагается непосредственно под эпидермисом и отделяется от него основной мембраной. В дерме различают сосочковый и сетчатый слои. Она состоит из коллагеновых, эластических и ретикулиновых (аргирофильных) волокон, между которыми располагается основное вещество.

В дерме, собственно, в коже находится сосочковый слой, богато снабженный кровеносными и лимфатическими сосудами. Здесь же имеются сплетения нервных волокон, дающие начало многочисленным нервным окончаниям в эпидермисе и дерме. В дерме заложены на различных уровнях потовый и сальные железы, волосяные фолликулы.

Подкожная жировая клетчатка является самым глубоким слоем кожи.

Функции кожи сложны и многообразны. Кожа выполняет барьерно - защитную, терморегуляторную, выделительную, обменную, рецепторную и т. д.

Барьерно – защитная функция, считающаяся главнейшей функцией кожи человека и животных, осуществляется за счет различных механизмов. Так, прочный и эластичный роговой слой кожи противостоит механическим влияниям и уменьшает вредное действие химических веществ. Роговой слой, являясь плохим проводником, предохраняет глубжележащие слои от высыхания, охлаждения и действия электрического тока.

Рисунок 2 – Строение кожи

Кожное сало, продукт секреции потовых желез и чешуйки отшелушивающегося эпителия образуют на поверхности кожи эмульсионную пленку (защитную мантию), играющую важную роль в предохранении кожи от воздействия химических, биологических и физических агентов.

Кислая реакция водно-липидной мантии и поверхностных слоев кожи, а также бактерицидные свойства кожного секрета являются важным барьерным механизмом для микроорганизмов.

В защите от световых лучей определенную роль играет пигмент меланин.

Электрофизиологический барьер является основным препятствием проникновения веществ в глубь кожи, в том числе и при электрофорезе. Он располагается на уровне базального слоя эпидермиса и представляет собой электрический слой с разнородными слоями. Наружный слой вследствие кислой реакции имеет «+» заряд, а обращенный внутрь «-». следует иметь в виду, что, с одной стороны, барьерно-защитная функция кожи ослабляет действие физических факторов на организм, а с другой стороны – физические факторы могут стимулировать защитные свойства кожи и тем самым реализовывать лечебные действие.

Физическая терморегуляция организма также является одной из важнейших физиологических функций кожи и имеет непосредственное отношение к механизму действия водолечебных факторов. Она осуществляется кожей путем теплоизлучения в виде инфракрасных лучей (44%) теплопроведения (31%) и испарения воды с поверхности кожи (21%). Важно отметить, что кожа с ее терморегуляторными механизмами играет большую роль в акклиматизации организма.

Секретно-экскреторная функция кожи связана с деятельностью потовых и сальных желез. Она играет важную роль в поддержании гомеостаза организма, в выполнении кожей барьерных свойств.

Дыхательная и резорбционная функция тесно взаимосвязаны. Дыхательная функция кожи, состоящая в поглощении кислорода и выделении углекислоты, в общем балансе дыхания для организма большого значения не имеет. Однако дыхание через кожу может значительно возрастать в условиях высокой температуры воздуха.

Резорбционная функция кожи, ее проницаемость имеют большое значение не только в дерматологии и токсикологии. Значение ее для физиотерапии определяется тем, что химический компонент действия многих лечебных факторов(лекарственных, газовых и минеральных ванн, грязелечения и др.) зависит от проникновения их составных ингредиентов через кожу.

Обменная функция кожи имеет специфические особенности. С одной стороны, в коже происходят только ей присущие обменные процессы (образование кератина, меланина, витамина D и др.), с другой – она принимает активное участие в общем обмене веществ в организме. Особенно велика ее роль в жировом, минеральном, углеводном и витаминном обменах.

Кожа является также местом синтеза биологически активных веществ (гепарина, гистамина, серотонина и др.).

Рецепторная функция кожи обеспечивает ее связь с внешней средой. Эту функцию кожа осуществляет в виде многочисленных условных и безусловных рефлексов благодаря наличию в ней упомянутых выше различных рецепторов.

Считают, что на 1 см2 кожи 100-200 болевых точек 12-15 холодовых, 1-2 тепловые, 25 точек давления.

Взаимосвязь с внутренними органами связана теснейшим образом – изменения кожи отражаются на деятельности внутренних органов, а нарушения со стороны внутренних органов сопровождаются сдвигами в коже. Эта взаимосвязь особенно четко проявляется при внутренних болезнях в виде так называемых рефлексогенных, или болевых, зон Захарина-Геда.

Захарьина-Геда зоны определенные области кожи, в которых при заболеваниях внутренних органов часто появляются отраженные боли, а также болевая и температурная гиперестезия.

Рисунок 3 – Расположение Захарьина-Геда зоны

Такие зоны при заболеваниях внутренних органов выявлены также в области головы. Например, боли в лобно-носовой области соответствует поражению верхушек легких, желудка, печени, устья аорты.

Боли в среднеглазичной области поражению легких, сердца, восходящей аорты.

Боли в лобно-височной области поражению легких, сердца.

Боли в теменной области поражению привратника и верхней части кишечника и т. д.

Зона комфорта область температурных условий внешней среды, вызывающих у человека субъективно хорошее теплоощущение без признаков охлаждения или перегрева.

Для обнаженного человека 17,3 0С – 21,7 0С

Для одетого человека 16,7 0С – 20,6 0С

Импульсная ультрафиолетовая терапия

НИИ энергетики машиностроения МГТУ им. Н. Э. Баумана (Шашковский С. Г. 2000 г) разработал портативный аппарат «Мелитта 01» для локального облучения пораженных поверхностей кожных покрытий, слизистых оболочек высокоэффективным импульсным ультрафиолетовым излучением сплошного спектра в диапазоне 230-380 нм.

Режим работы данного аппарата импульсный-периодический с частотой 1 Гц. В аппарате предусмотрена автоматическая генерация 1, 4, 8, 16, 32 импульсов. Выходная импульсная плотность мощности на расстоянии 5 см от горелки 25 Вт/см2

Показания:

• - гнойно-воспалительные заболевания кожи и подкожной клетчатки (фурункул, карбункул, гидраденит) в начальный период гидратации и после хирургического вскрытия гнойной полости;
• - обширные гнойные раны, раны после некрэктомии, раны перед и после проведения аутодермопластики;
• - гранулирующие раны после ожогов термических, химических, радиационных;
• - трофические язвы и вялозаживающие раны;
• - рожистое воспаление;
• - герпетическое воспаление кожи и слизистых оболочек;
• - облучение ран перед первичной хирургической обработке и после нее с целью профилактики развития гнойных осложнений;
• - обеззараживание воздуха помещений, салона автомобиля, автобуса и автомобиля скорой помощи.

Импульсная магнитная терапия с вращающимся полем и изменяющейся частотой повторения импульсов автоматически.

В основе лечебного действия лежат известные физические законы. На электрический заряд, движущиеся по кровеносному сосуду в магнитном поле, действует сила Лоренца, перпендикулярная вектору скорости заряда, постоянная в постоянном и знакопеременная, в переменном, вращающемся магнитном поле. Это явление реализуется на всех уровнях организма (атомарный, молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой).

Действие импульсной магнитной терапии низкой интенсивности оказывает активное влияние на глубоко расположенную мышечную, нервную, костную ткань, внутренние органы, улучшая микроциркуляцию, стимулируя обменные процессы и регенерацию. Электрические токи большой плотности, индуцированные импульсным магнитным полем, активизирую миелинизированные толстые волокна нервов, вследствие чего блокируется афферентная импульсация из болевого очага по спинальному механизму «воротного блока». Болевой синдром ослабляется или устраняется полностью уже во время процедуры или после первых процедур. По степени выраженности обезболивающего эффекта импульсная магнитная терапия сильно превосходит другие виды магнитной терапии.

Благодаря импульсным вращающимся магнитным полям появляется возможность индицирования в глубине тканей без их повреждений электрических полей и токов, значительной интенсивности. Это позволяет получить выраженный терапевтический противоотечный, обезболивающий, противовоспалительный, стимулирующий процессы регенерации, биостимулирующий эффекты действия, которые по степени выраженности превосходят в несколько раз лечебные эффекты, получаемые от всех известных аппаратов низкочастотной магнитотерапии.

Аппараты импульсной магнитной терапии являются современным эффективным средством лечения травматических повреждений, воспалительных, дегеративно-дистрофических заболеваний нервной и опорно-двигательной системы.

Лечебные эффекты импульсной магнитной терапии: анальгетический, противоотечный, противовоспалительный, вазоактивный, стимулирующий процессы регенерации в поврежденных тканях, нейростимулирующий, миостимулирующий.

Показания:

• – заболевания и травматические повреждения ЦНС (ишемический инсульт головного мозга, преходящее нарушение мозгового кровообращения, последствия черепно-мозговой травмы с двигательными расстройствами, закрытые травмы спинного мозга с двигательными на рушениями, детский церебральный паралич, функционально истерические параличи),
• - травматические повреждения опорно-двигательной системы (ушибы мягких тканей, суставов, костей, растяжение связок, закрытые переломы костей и суставов при иммобилизации, в стадии репаративной регенерации, открытые переломы костей, суставов, ранения мягких тканей при иммобилизации,в стадии репаративной регенерации, гипотрофия, атрофия мышц в результате гиподинамии, вызванной травматическими повреждениями опорно-двигательной системы),
• - воспалительные дегенеративно-дистрофические повреждения опорно-двигательной системы (деформирующий остеоартроз суставов с явлениями синовита и без явлений синовита, распространенный остеохондроз, деформирующий спондилез позвоночника с явлениями вторичного корешкового синдрома, шейный радикулит с явлениями плечелопаточного переатрита, грудной радикулит, пояснично-крестцовый радикулит, анкилозирующий спондилоатрит, сколиотическая болезнь у детей),
• - хирургические воспалительные заболевания (послеоперационный период после оперативных вмешательств на опорно-двигательном аппарате, коже и подкожной клетчатке, вялозаживающие раны, трофические язвы, фурункулы, карбункулы, флегмоны после хирургического вмешательства, маститы),
• - заболевания бронхолегочной системы (бронхиальная астма легкой и средней степени тяжести, хронический бронхит),
• - заболевания органов пищеварения (гипомоторно-эвакуаторные нарушения функции желудка после желудка и ваготомии, гипомоторная дисфункция толстой кишки, желудка и желчного пузыря, хронический гепатит с умеренным нарушением функции печени, хронический панкреатит с секреторной недостаточностью),
• - заболевания сердечно-сосудистой системы (оккклюзионные поражения переферических артерий атеросклеротического генеза),
• - урологические заболевания (камень в мочеточнике, состояние после литотрипсии, атония мочевого пузыря, слабость сфинкера и детрузора, простатит),
• - гинекологические заболевания (воспалительные заболевания матки и придатков, заболевания, обусловленные гипофункцией яичников),
• - хронический простатит и сексуальные расстройства у мужчин,
• - стоматологические заболевания (пародонтоз, пломбировочные боли).

Противопоказания:

• - выраженная гипотония,
• - системные заболевания крови,
• - наклонности к кровотечениям,
• - тромбофлебит,
• - тромбоэмболическая болезнь, переломы костей до иммобилизации,
• - беременность,
• - тиреотоксикоз и узловой зоб,
• - абсцесс, флегмоны (до вскрытия и дренирования полостей),
• - злокачественные новообразования,
• - лихорадочное состояние,
• - желчекаменная болезнь,
• - эпилепсия.

Предупреждение:

Импульсную магнитную терапию нельзя применять при наличии имплантированного кардиостимулятора, так как индуцированные электропотенциалы могут нарушать его работу; при различных металлических свободно лежащих в тканях организма предметах (например, осколки при ранениях), если они находятся на расстоянии менее 5 см от индукторов, поскольку при прохождении импульсов магнитного поля предметы из электропроводных материалов (сталь, медь и др.) могут совершать движения и вызывать повреждения окружающих тканей. Воздействовать на область головного мозга, сердца и глаза не допускается.

Большой интерес представляет создание импульсных магнитных аппаратов низкой интенсивности (20-150 мТл) с частотой следования импульсов, приблизительно совпадающей с частотой собственных биопотенциалов органов (2-4-6-8-10-12 Гц). Это позволило бы оказывать биорезонансное воздействие на внутренние органы (печень, поджелудочная железа, желудок, легкие) импульсным магнитным полем и положительно влиять на их функцию. Уже известно, что положительно ИМП влияет на частоте 8-10 Гц на функцию печени у больных с токсическим (алкогольным) гепатитом.

Понятие об ультрафиолетовых лучах впервые встречается у индийского философа 13-го века в его труде. Атмосфера описанной им местности Bhootakasha содержала фиолетовые лучи, которые невозможно увидеть невооружённым глазом.

Вскоре после того, как было обнаружено инфракрасное излучение, немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер начал поиски излучения и в противоположном конце спектра, с длиной волны короче, чем у фиолетового цвета.В 1801 году он обнаружил, что хлорид серебра, разлагающийся под действием света, быстрее разлагается под действием невидимого излучения за пределами фиолетовой области спектра. Хлорид серебра белого цвета в течение нескольких минут темнеет на свету. Разные участки спектра по-разному влияют на скорость потемнения. Быстрее всего это происходит перед фиолетовой областью спектра. Тогда многие ученые, включая Риттера, пришли к соглашению, что свет состоит из трех отдельных компонентов: окислительного или теплового (инфракрасного) компонента, осветительного компонента (видимого света), и восстановительного (ультрафиолетового) компонента. В то время ультрафиолетовое излучение называли также актиническим излучением. Идеи о единстве трёх различных частей спектра были впервые озвучены лишь в 1842 году в трудах Александра Беккереля , Македонио Меллони и др.

Подтипы

Деградация полимеров и красителей

Сфера применения

Чёрный свет

Химический анализ

УФ - спектрометрия

УФ-спектрофотометрия основана на облучении вещества монохроматическим УФ-излучением, длина волны которого изменяется со временем. Вещество в разной степени поглощает УФ-излучение с разными длинами волн. График, по оси ординат которого отложено количество пропущенного или отраженного излучения, а по оси абсцисс - длина волны, образует спектр . Спектры уникальны для каждого вещества, на этом основывается идентификация отдельных веществ в смеси, а также их количественное измерение.

Анализ минералов

Многие минералы содержат вещества, которые при освещении ультрафиолетовым излучением начинают испускать видимый свет. Каждая примесь светится по-своему, что позволяет по характеру свечения определять состав данного минерала. А. А. Малахов в своей книге «Занимательно о геологии» (М., «Молодая гвардия», 1969. 240 с) рассказывает об этом так: «Необычное свечение минералов вызывают и катодный, и ультрафиолетовый, и рентгеновский лучи. В мире мёртвого камня загораются и светят наиболее ярко те минералы, которые, попав в зону ультрафиолетового света, рассказывают о мельчайших примесях урана или марганца, включённых в состав породы. Странным „неземным“ цветом вспыхивают и многие другие минералы, не содержащие никаких примесей. Целый день я провёл в лаборатории, где наблюдал люминесцентное свечение минералов. Обычный бесцветный кальцит расцвечивался чудесным образом под влиянием различных источников света. Катодные лучи делали кристалл рубиново-красным, в ультрафиолете он загорался малиново-красными тонами. Два минерала - флюорит и циркон - не различались в рентгеновских лучах. Оба были зелёными. Но стоило подключить катодный свет, как флюорит становился фиолетовым, а циркон - лимонно-жёлтым.» (с. 11).

Качественный хроматографический анализ

Хроматограммы, полученные методом ТСХ , нередко просматривают в ультрафиолетовом свете, что позволяет идентифицировать ряд органических веществ по цвету свечения и индексу удерживания.

Ловля насекомых

Ультрафиолетовое излучение нередко применяется при ловле насекомых на свет (нередко в сочетании с лампами, излучающими в видимой части спектра). Это связано с тем, что у большинства насекомых видимый диапазон смещён, по сравнению с человеческим зрением, в коротковолновую часть спектра: насекомые не видят того, что человек воспринимает как красный, но видят мягкий ультрафиолетовый свет.

Искусственный загар и «Горное солнце»

При определённых дозировках искусственный загар позволяет улучшить состояние и внешний вид кожи человека, способствует образованию витамина D . В настоящее время популярны фотарии, которые в быту часто называют соляриями .

Ультрафиолет в реставрации

Один из главных инструментов экспертов - ультрафиолетовое, рентгеновское и инфракрасное излучение. Ультрафиолетовые лучи позволяют определить старение лаковой пленки - более свежий лак в ультрафиолете выглядит темнее. В свете большой лабораторной ультрафиолетовой лампы более темными пятнами проступают отреставрированные участки и кустарно переписанные подписи. Рентгеновские лучи задерживаются наиболее тяжелыми элементами. В человеческом теле это костная ткань, а на картине - белила. Основой белил в большинстве случаев является свинец, в XIX веке стали применять цинк, а в XX-м - титан. Все это тяжелые металлы. В конечном счете, на пленке мы получаем изображение белильного подмалевка. Подмалевок - это индивидуальный «почерк» художника, элемент его собственной уникальной техники. Для анализа подмалевка используются базы рентгенограмм картин великих мастеров. Также эти снимки применяются для распознания подлинности картины.

Примечания

1. ISO 21348 Process for Determining Solar Irradiances . Архивировано из первоисточника 23 июня 2012.
2. Бобух, Евгений О зрении животных . Архивировано из первоисточника 7 ноября 2012. Проверено 6 ноября 2012.
3. Советская энциклопедия
4. В. К. Попов // УФН . - 1985. - Т. 147. - С. 587-604.
5. А. К. Шуаибов, В. С. Шевера Ультрафиолетовый азотный лазер на 337,1 нм в режиме частых повторений // Украинский физический журнал . - 1977. - Т. 22. - № 1. - С. 157-158.
6. А. Г. Молчанов

Ультрафиолетовое излучение – форма оптического излучения, не видимая человеческому глазу, характеризующаяся более короткой длиной и большей энергией фотонов по сравнению со светом. Ультрафиолетовые лучи охватывают на спектре интервал между видимым и рентгеновским излучениями, в интервале длин волн 400-10нм. При этом область излучения в диапазоне 200-10нм называют далекой или вакуумной, а область в интервале 400-200 нм — ближней.

Источники УФ-излучения

1 Естественные источники (звезды, Солнце и пр.)

Только длинноволновая часть ультрафиолетового излучения космических объектов (290-400нм) способна достигнуть поверхности Земли. В тоже время коротковолновое излучение полностью поглощается кислородом и другими веществами, находящимися в атмосфере, на высоте 30-200км от земной поверхности. УФ-излучение звёзд в диапазоне длин волн 90-20нм почти полностью поглощается.

2. Искусственные источники

Излучение твёрдых тел, нагретых до температуры 3 тыс. кельвинов включает определенную долю УФ-излучения, интенсивность которого заметно увеличивается с возрастанием температуры.

Мощным источником УФ-излучения является газоразрядная плазма.

В различных отраслях производства (пищевой, химической и др. отраслях) и медицине используют газоразрядные, ксеноновые, ртутнокварцевые и др. лампы, баллоны которых изготовляют из прозрачных материалов — обычно кварца. Значительное УФ-излучение испускают электроны в ускорителе и специальные лазеры в никелеподобном ионе.

Основные свойства ультрафиолетового излучения

Практическое применение ультрафиолет обусловлено его основными свойствами:

— значительной химической активностью (способствует ускорению протекания химических, биологических процессов);

— бактерицидным эффектом;

— возможностью вызывать люминесценцию веществ — свечение с разной окраской испускаемого света.

Исследование на современном оборудовании спектров испускания/ поглощения/ отражения в УФ-диапазоне предоставляет возможность устанавливать электронную структуру атомов, молекул, ионов.

УФ-спектры Солнца, звёзд и различных туманностей позволяют получать достоверную информацию о процессах, возникающих в этих объектах.

Также ультрафиолет способен нарушать и изменять химические связи в молекулах, в результате могут происходить различные реакции (восстановление, окисление, полимеризация и пр.), что служит базой для такой науки, как фотохимия.

УФ-излучение способно уничтожать бактерии и микроорганизмы. Так, ультрафиолетовые лампы широко используются для дезинфекции в местах массового нахождения людей (медицинские учреждения, детские сады, метро, вокзалы и пр.).

Определенные дозы УФ-излучения способствуют формированию на поверхности кожи человека витамина D, серотонина и др. веществ, оказывающих влияние на тонус и активность организма. Чрезмерное воздействие ультрафиолета приводит к ожогам, ускоряет процесс старения кожи.

Ультрафиолетовое излучение активно используется и в культурно-развлекательной сфере – для создания серии уникальных световых эффектов на дискотеках, сценах баров, театров и пр.