Ультрафиолетовый свет

Сфера применения ультрафиолетового света невероятно обширна и затрагивает как чисто бытовую область, так и достаточно специфические направления человеческой жизнедеятельности, включая промышленность и даже криминологию. При этом рынок предлагает очень широкий ассортимент как стационарных, так и портативных UV световых приборов, особую категорию среди которых занимают ультрафиолетовые фонари.

Что такое УФ фонарик

Фонарь с ультрафиолетовым светом – это узкоспециализированный портативный световой прибор, оснащенный светодиодом, работающим в невидимом для человеческого глаза спектре электромагнитного излучения: с длиной волны от 365 до 400 нанометров. Это так называемый мягкий ультрафиолет, находящийся в ближнем UV диапазоне, который практически безопасен для здоровья человека за исключением длительного воздействия на глаза.
Фонари изготавливаются в различном форм-факторе, разных габаритов и могут быть оснащены дополнительными функциями, например, несколькими диодами с различным спектром, что обеспечивает возможность подбора наиболее подходящего светового прибора в зависимости от стоящих перед покупателем задач.   

Классификация фонариков с ультрафиолетовым спектром

Наиболее важным признаком классификации ультрафиолетовых фонариков является длина волны излучаемого света, поскольку именно от этой характеристики зависит возможность применения для решения тех или иных задач. Здесь выделяют:

• Еще одним важным критерием классификации УФ фонарей является тип корпуса.

  С этой точки зрения выделяют:

• Сколько стоят фонари с ультрафиолетовым светом и от чего зависит цена
  

  Цена фонаря с ультрафиолетовым свечением может варьироваться от нескольких сот до нескольких десятков тысяч рублей, что зависит от:

В целом же составить рейтинг ультрафиолетовых фонарей практически невозможно, поскольку эффективность их применения очень часто зависит от условий конкретной ситуации. Так, даже самый дорогостоящий УФ фонарь может показать низкие результаты, если не будут соблюдены рекомендованные условия его применения: затемнение помещения, дальность до исследуемого объекта и прочие. При этом перед покупкой фонарика ознакомиться с особенностями его выбора на различных тематических сайтах будет не лишним.

Купить фонарь с ультрафиолетовым свечением

Если вам необходимо, купить практичный ультрафиолетовый фонарик с качественным УФ светом, то наш специализированный интернет магазин предлагает широкий модельный ряд EA фонариков от проверенных и надежных производителей, чья продукция пользуется популярностью в различных стираных мира среди обычных и профессиональных пользователей.
Мы осуществляем продажу современных ультрафиолетовых фонариков, оснащенных лучшими UV и вспомогательными технологиями. При этом все модели перед поступлением в магазин проходят соответствующее тестирование, что исключает вероятность покупки светового прибора с дефектами. Тесты выполняются опытными профессиональными специалистами в реальных условиях эксплуатации УФ приборов.
Все представленные в каталоге фонарики сертифицированы и соответствуют заявленным производителями характеристикам, а продажа фонарей с доставкой возможна не только в Москве, но и прочих регионах РФ.

ultrafiolet.guru

Воздействие солнечных лучей на наши глаза

Незащищенные глаза также беззащитны под воздействием УФ-лучей, как и наша кожа под палящим солнцем. Как естественные, так и искусственные УФ-лучи, могут существенно навредить не только глазной ткани, но и роговице, хрусталику, сетчатке.

Длительное воздействие солнечных лучей на наши глаза может привести к таким заболеваниям, как катаракта, возрастная макулярная дистрофия, пингвекула, птеригиум.

Лучшей защитой для глаз от вредного воздействия солнечного излучения являются, бесспорно, солнцезащитные очки. Кроме того, солнцезащитные очки придают нашему зрению большую контрастность, защищают от ослепляющего света, что, несомненно, делает удобнее и безопаснее нашу каждодневную активность, например вождение машины.

Что такое ультрафиолетовое излучение?

Ультрафиолетовый свет — это невидимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны от 100 до 400 нм. Длина волны ультрафиолетового света меньше, чем у видимого света, однако энергия, которую несут в себе УФ лучи, значительно выше лучей видимого света, в чем и заключается риск для здоровья наших глаз.

Ультрафиолетовое излучение может навредить незащищенным глазам, поскольку является разновидностью энергии, и когда глаза поглощают свет, внутри глаза происходит нагревание или химическая реакция.

Ультрафиолетовое излучение в зависимости от длины волн бывает 3 типов:

• УФ-С лучи. Это коротковолновые, наиболее интенсивные и потенциально опасные для здоровья человека лучи. Однако, к счастью, УФ-С лучи не достигают поверхности Земли, так как полностью поглощаются озоновым слоем атмосферы.


• УФ-В лучи. Несмотря на то что интенсивность УФ излучения данного диапазона сравнительно невелика, оно обладает сильным повреждающим действием. Лишь частично задерживаясь атмосферой, УФ-В лучи поглощаются роговицей, что является причиной многих глазных заболеваний.
• УФ-А лучи оказывают наиболее опасное воздействие на наши глаза. Они проникают глубоко внутрь глаза через достаточно быстро восстанавливающуюся роговицу и абсорбируются хрусталиком, клетки которого не способны к столь быстрой регенерации. УФ-А лучи способны проникнуть и до сетчатки глаза, которая к восстановлению не способна.

Таким образом, для зрения наиболее опасны УФ-А и УФ-Б лучи. Эти УФ лучи поглощаются разными структурами глаза (УФ-Б – роговицей, УФ-А – хрусталиком и сетчаткой), и поэтому их негативное влияние на глаза приводит к различным проблемам:

• Роговица и слизистая оболочка глаза. И роговица, и слизистая оболочка глаза поглощают УФ-Б лучи, и поэтому длительное ультрафиолетовое излучение может существенно навредить им.
• Хрусталик. Хрусталик поглощает УФ-А лучи.
• Сетчатка. Сетчатка абсорбирует видимый свет. Если свет слишком яркий и интенсивный, сетчатка может быть повреждена, в результате чего может возникнуть потеря зрения на достаточно длительное время с тяжелыми последствиями.

Синие лучи видимого света

В отличие от ультрафиолета синий свет является видимым. Световые волны синего света несут в себе самую большую энергию из всех лучей видимого спектра, и их воздействие на глаза также небезопасно, поскольку они глубоко проникают внутрь глаза и воздействуют на сетчатку. 

На основе разнообразных исследований ученые обнаружили, что воздействие синим светом приводит к фотохимическим повреждениям сетчатки, особенно ее пигментного эпителия и фоторецепторов.

Опасность негативного воздействия синего света особенно высока у пожилых людей и у тех, кто перенес оперативное лечение катаракты. Длительное воздействие синего света на глаза приводит к старению сетчатки и к увеличению риска развития возрастной макулярной дистрофии, особенно в сочетании с низким уровнем содержания витамина С в крови и других антиоксидантов.

www.vseozrenii.ru

Разновидности

Источником естественного УФ электромагнитного излучения является солнце. Мощность его коротковолновых лучей достаточно велика, но большая часть из них поглощается земной атмосферой. Поверхности земли достигает лишь длинноволновой ультрафиолет и менее 10% лучей среднего диапазона. Вообще, весь УФ спектр разделяют на три диапазона:

• длинноволновой (UVA) – 400-315 нм;
• средневолновой (UVB) – 315-280 нм;
• коротковолновой (UVC) – 280-100 нм.

Каждый из них обладает уникальным фотобиологическим действием, что сказывается на области применения. Самым распространённым источником искусственного ультрафиолетового излучения являются люминесцентные лампы. За счет подбора химического состава стеклянной колбы и напыления можно добиться прекрасной пропускной способности волн в узком спектре. Изготавливаемые сегодня УФ люминесцентные лампы насчитывают десятки видов, различных по форме и назначению. Наравне с лампами дневного света они содержат ртуть, что является их недостатком.

Наибольших успехов в области производства люминесцентных источников света достигла Philips. Например, лампа для обеззараживания воздуха типа TUV-15W-G15-T8 имеет максимум излучения на 253 нм. Данная длина волны наиболее эффективно поглощается молекулами ДНК большинства микроорганизмов, тем самым разрушая их. Особенностью этой модели от Philips является наличие незначительного излучения в фиолетовом и зеленом спектре (не более 5%), что позволяет пользователю видеть свет работающей лампы.

Параллельно с развитием светоизлучающих диодов прогрессировали и ультрафиолетовые диоды (UV led). Многим известно, что кристалл белого светодиода кроме полезного видимого спектра, излучает также ультрафиолетовую составляющую, которая затем блокируется люминофором. Таким образом, изменяя химический состав защитного слоя, можно корректировать испускаемый светодиодом спектр частот. Ныне выпускаемые УФ излучающие диоды по надёжности ничем не уступают обычным светодиодам и имеют мощность в несколько ватт. Особенность ультрафиолетовых диодов состоит в том, что они работают в очень узком диапазоне с пиком на длине волны, указанной в документации. Отсутствие всплесков на других длинах волн как в видимом, так и в невидимом спектре, достигается за счёт высококачественного люминофорного покрытия.

К преимуществам UV led можно отнести возможность самостоятельного изменения мощности излучения. Правда, для этого необходим драйвер с возможностью регулировки тока в широких пределах. Например, ультрафиолетовый диод LTPL-C034UVH365 от компании LITEON на номинальном токе 700 мА имеет мощность излучения порядка 900 мВт, на токе 350 мА – 468 мВт, а на токе 100 мА – 126 мВт. Таким образом, пользователь может сам задавать подходящий режим излучения, что невозможно реализовать в светильниках с люминесцентными лампами.

Среди газоразрядных источников света существует несколько видов ртутно-кварцевых ламп, работа которых основана на свечении аргона в парах ртути. На их основе конструируют облучатели с огромной полезной мощностью (100-12000 Вт), которая востребована для обеззараживания воздуха, пищевых продуктов и при фотохимических процессах. Из недостатков ДРТ ламп стоит отметить – наличие ртути и образование озона в процессе работы.

Одним из новых источников УФ волн является эксимерная лампа, которая относится к классу газоразрядных источников света. У эксиламп сразу несколько преимуществ. Они не содержат ртуть, обладают большой удельной мощностью, которую можно легко направить в узкую полосу излучения. Благодаря отсутствию ртути, эксилампы быстро нашли применение во многих сферах, нуждающихся в ультрафиолетовом облучении.

Для чего применяются УФ лампы?

Известное многим медицинское применение ультрафиолетовых люминесцентных ламп – далеко не единственное направление, хотя и наиболее масштабное. Самый наглядный пример того, где применяют УФ лампы, – это обеззараживание воздуха. Стационарные светильники с лампами из прозрачного кварцевого стекла можно увидеть во многих кабинетах медицинских учреждений. С помощью кварцевания медикам удаётся быстро очищать воздух от бактерий после приёма (лечения) больных. Бактерицидные лампы с пиковой длиной волны 253,7 нм являются составной частью светильников-облучателей и рециркуляторов. Однако с их помощью невозможно уничтожить все бактерии и грибки.

Ультрафиолет доказал свою эффективность в лечении кожных заболеваний, в частности псориаза. Регулярное прохождение восстановительного курса переводит болезнь в стадию ремиссии, намного улучшает состояние кожи больного. После консультации с доктором и подбора облучателя с оптимальной длиной волны в диапазоне UVA, процедуры можно проводить в домашних условиях.

Не менее популярны ультрафиолетовые лампы для загара. Это могут быть целые комплексы для равномерного облучения всего тела, установленные в солярии или миниатюрные аппараты для домашнего использования. Например, известный многим ОУФК-03 «Солнышко» функционирует на длинах 280-400 нм, что сопоставимо с воздействием солнечных лучей. При правильном использовании аппараты для загара компенсируют нехватку солнечного света в зимний период, повышают иммунитет, снижают риск простудных заболеваний, улучшают состояние кожи. Перед покупкой лампы для загара нужно проконсультироваться с врачом, т.к. ультрафиолет противопоказан в ряде заболеваний.

Массовый интерес к гелевым лакам стал причиной популяризации УФ ламп для сушки ногтей. Они работают в длинноволновом спектре, отличаются сравнительно небольшой мощностью и базируются на газосветных лампах или на UV led. Наибольшее практическое применение УФ диоды нашли как раз в светильниках для сушки ногтей.
Воздействие ультрафиолета на растения нельзя назвать однозначным. С одной стороны флора нормально переносит естественный солнечный свет, а значит, способна противостоять искусственному облучению. С другой стороны UVC полностью разрушает клетки, уничтожая их даже при незначительном воздействии. Опыты показывают, что жизнь растений зависит от длины волны и интенсивности УФ лучей. Кратковременное UVB облучение (не более 20 мин/день) усиливает рост растений и их плодов. UVA спектр вообще не оказывает влияния на подавляющую часть зелёной природы.

Отсюда напрашивается вывод. Для более эффективного роста растений в домашних условиях лучше использовать подсветку не на УФ лампах, а на фитосветодиодах. Волновой спектр фитосветодиода имеет два максимума интенсивности в фиолетовой и красной зоне, к которым наиболее чувствителен хлорофилл.

Некоторые животные также не могут обойтись без регулярного воздействия ультрафиолета. Например, сухопутные черепахи, которых часто содержат в домашних условиях. Черепахам подходят модели, излучающие до 12% UVB и до 30% UVA.

Принцип обеззараживания воздуха используется и для очистки воды. С этой целью используют установки, внутри которых, вокруг работающей УФ лампы, протекает вода. В результате UVC действия на микроорганизмы, их превалирующая часть погибает.

В криминалистике, а также для подтверждения подлинности купюр используют лампу чёрного света, которая излучает ближний ультрафиолет, максимально приближённый к видимой части спектра (350-400 нм). За счёт колбы из тёмного увиолевого стекла, её лучи не воспринимаются человеческим глазом. Но при облучении некоторых предметов, они начинают флуоресцировать в свете чёрной лампы.

Синяя лампа, активно используемая для лечения простудных заболеваний, не излучает в ультрафиолетовом спектре. Это обычная лампа накаливания со стеклом синего цвета, которое защищает глаза от ослепления во время прогревания ЛОР органов.

Немного о пользе и вреде УФ лампы в доме

Ультрафиолетовая лампа для домашнего использования непременно принесет пользу, если её применять по назначению. Например, УФ светильник для загара в доме – это возможность в любое удобное время пользоваться услугами солярия, не покидая домашних стен. В то же время, пренебрегая правилами пользования, можно легко получить ожог кожи.

Неважно, какой волновой диапазон, интенсивность и назначение ультрафиолетовой лампы. Во включенном состоянии каждая из них оказывает негативное воздействие на зрение. По этой причине для защиты глаз необходимо надевать специальные очки, блокирующие 100% ультрафиолета, но пропускающие видимый спектр.

УФ облучатели, содержащие ртуть, необходимо хранить в специально отведённом месте, вдали от детей и защищённом от случайного механического воздействия. Если ртутная лампочка каким-то образом разбилась, то следует принять меры по сбору опасных осколков. Об этом мы подробно писали в этой статье.

Основные нюансы правильного выбора

Желательно приобретать для домашнего пользования облучатели в закрытом корпусе, чтобы защитить себя от прямого контакта с лампой, а также обращать внимание на мощность и производителя источника UV излучения. От этого зависит стабильность её электрических параметров на протяжении срока эксплуатации. При неисправностях УФ светильника стоит обратиться за помощью к профессионалам.

Из всего написанного можно сделать один больной вывод. Ультрафиолет даже в пределах одного волнового диапазона может оказывать положительное действие на одни организмы и губительное – на другие. Разновидностей ультрафиолетовых ламп очень много. Поэтому покупать УФ лампу нужно только с точной маркировкой мощности и длины волны, чтобы избежать неприятных последствий.

ledjournal.info

История открытия

После того, как было обнаружено инфракрасное излучение, немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер начал поиски излучения и далее противоположного конца видимого спектра, с длинами волн короче, чем у излучения 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 учёные, включая Риттера, пришли к соглашению, что свет состоит из трёх отдельных компонентов: окислительного или теплового (инфракрасного) компонента, осветительного компонента (видимого света), и восстановительного (ультрафиолетового) компонента.

Идеи о единстве трёх различных частей спектра впервые появились лишь в 1842 году в трудах Александра Беккереля, Мачедонио Меллони и др.

Подтипы

Электромагнитный спектр ультрафиолетового излучения может быть по-разному поделён на подгруппы. Стандарт ISO по определению солнечного излучения (ISO-DIS-21348)^[2] даёт следующие определения:

Ближний ультрафиолетовый диапазон часто называют «чёрным светом», так как он не распознаётся человеческим глазом, но при отражении от некоторых материалов спектр переходит в область видимого излучения вследствие явления фотолюминесценции. Но при относительно высоких яркостях, например, от диодов, глаз замечает фиолетовый свет, если излучение захватывает границу видимого света 400 нм.

Для дальнего и экстремального диапазона часто используется термин «вакуумный» (VUV), в виду того, что волны этого диапазона сильно поглощаются атмосферой Земли.

Источники ультрафиолета

Природные источники

Основной источник ультрафиолетового излучения на Земле — Солнце. Соотношение интенсивности излучения УФ-А и УФ-Б, общее количество ультрафиолетовых лучей, достигающих поверхности Земли, зависит от следующих факторов:

• от концентрации атмосферного озона над земной поверхностью (см. озоновые дыры)
• от высоты Солнца над горизонтом
• от высоты над уровнем моря
• от атмосферного рассеивания
• от состояния облачного покрова
• от степени отражения УФ-лучей от поверхности (воды, почвы)

Искусственные источники

Благодаря созданию и совершенствованию искусственных источников УФ излучения (УФ ИИ), шедшими параллельно с развитием электрических источников видимого света, сегодня специалистам, работающим с УФ излучением в медицине, профилактических, санитарных и гигиенических учреждениях, сельском хозяйстве и т. д., предоставляются существенно большие возможности, чем при использовании естественного УФ излучения. Разработкой и производством УФ ламп для установок фотобиологического действия (УФБД) в настоящее время занимаются ряд крупнейших электроламповых фирм и др. Номенклатура УФ ламп для УФБД весьма широка и разнообразна: так, например, у ведущего в мире производителя фирмы Philips она насчитывает более 80 типов. В отличие от осветительных, УФ источники излучения, как правило, имеют селективный спектр, рассчитанный на достижение максимально возможного эффекта для определённого ФБ процесса. Классификация искусственных УФ ИИ по областям применения, детерминированным через спектры действия соответствующих ФБ процессов с определёнными УФ диапазонами спектра:

• Эритемные лампы были разработаны в 60-х годах прошлого века для компенсации «УФ недостаточности» естественного излучения и, в частности, интенсификации процесса фотохимического синтеза витамина D3 в коже человека («антирахитное действие»).

В 70-80 годах эритемные люминесцентные лампы (ЛЛ), кроме медицинских учреждений, использовались в специальных «фотариях» (например, для шахтёров и горных рабочих), в отдельных ОУ общественных и производственных зданий северных регионов, а также для облучения молодняка сельскохозяйственных животных.

Спектр ЛЭ30 радикально отличается от солнечного; на область В приходится большая часть излучения в УФ области, излучение с длиной волны λ < 300нм, которое в естественных условиях вообще отсутствует, может достигать 20 % от общего УФ излучения. Обладая хорошим «антирахитным действием», излучение эритемных ламп с максимумом в диапазоне 305—315 нм оказывает одновременно сильное повреждающее воздействие на коньюктиву (слизистую оболочку глаза). Отметим, что в номенклатуре УФ ИИ фирмы Philips присутствуют ЛЛ типа TL12 с предельно близкими к ЛЭ30 спектральными характеристиками, которые наряду с более «жёсткой» УФ ЛЛ типа TL01 используются в медицине для лечения фотодерматозов. Диапазон существующих УФ ИИ, которые используются в фототерапевтических установках, достаточно велик; наряду с указанными выше УФ ЛЛ, это лампы типа ДРТ или специальные МГЛ зарубежного производства, но с обязательной фильтрацией УФС излучения и ограничением доли УФВ либо путём легирования кварца, либо с помощью специальных светофильтров, входящих в комплект облучателя.

• В странах Центральной и Северной Европы, а также в России достаточно широкое распространение получили УФ ОУ типа «Искусственный солярий», в которых используются УФ ЛЛ, вызывающие достаточно быстрое образование загара. В спектре «загарных» УФ ЛЛ преобладает «мягкое» излучение в зоне УФА. Доля УФВ строго регламентируется, зависит от вида установок и типа кожи (в Европе различают 4 типа человеческой кожи от «кельтского» до «средиземноморского») и составляет 1-5 % от общего УФ-излучения. ЛЛ для загара выпускаются в стандартном и компактном исполнении мощностью от 15 до 230 Вт и длиной от 30 до 200 см.
• В 1980 г. американский психиатр Альфред Леви описал эффект «зимней депрессии», которую сейчас квалифицируют как заболевание и называют «сезонозависимое расстройство» (Seasonal Affective Disorder, сокращённо SAD). Заболевание связано с недостаточной инсоляцией, то есть естественным освещением. По оценкам специалистов, синдрому SAD подвержено ~ 10-12 % населения земли и прежде всего жители стран Северного полушария. Известны данные по США: в Нью-Йорке — 17 %, на Аляске — 28 %, даже во Флориде — 4 %. По странам Северной Европы данные колеблются от 10 до 40 %.

В связи с тем, что SAD является, бесспорно, одним из проявлений «солнечной недостаточности», неизбежен возврат интереса к так называемым лампам «полного спектра», достаточно точно воспроизводящим спектр естественного света не только в видимой, но и в УФ области. Ряд зарубежных фирм включило ЛЛ полного спектра в свою номенклатуру, например, фирмы Osram и Radium выпускают подобные УФ ИИ мощностью 18, 36 и 58 Вт под названиями, соответственно, «Biolux» и «Biosun», спектральные характеристики которых практически совпадают. Эти лампы, естественно, не обладают «антирахитным эффектом», но помогают устранять у людей ряд неблагоприятных синдромов, связанных с ухудшением здоровья в осенне-зимний период и могут также использоваться в профилактических целях в ОУ школ, детских садов, предприятий и учреждений для компенсации «светового голодания». При этом необходимо напомнить, что ЛЛ «полного спектра» по сравнению c ЛЛ цветности ЛБ имеют световую отдачу примерно на 30 % меньше, что неизбежно приведёт к увеличению энергетических и капитальных затрат в осветительно-облучательной установке. Проектирование и эксплуатация подобных установок должны осуществляться с учётом требований стандарта CTES 009/E:2002 «Фотобиологическая безопасность ламп и ламповых систем».

• Весьма рациональное применение найдено УФ ЛЛ, спектр излучения которых совпадает со спектром действия фототаксиса некоторых видов летающих насекомых-вредителей (мух, комаров, моли и т. д.), которые могут являться переносчиками заболеваний и инфекций, приводить к порче продуктов и изделий.

Эти УФ ЛЛ используются в качестве ламп-аттрактантов в специальных устройствах-светоловушках, устанавливаемых в кафе, ресторанах, на предприятиях пищевой промышленности, в животноводческих и птицеводческих хозяйствах, складах одежды и пр.

• Ртутно-кварцевая лампа
• Люминесцентные лампы «дневного света» (имеют небольшую УФ-составляющую из ртутного спектра)
• Эксилампа
• Светодиод

Лазерные источники

Существует ряд лазеров, работающих в ультрафиолетовой области. Лазер позволяет получать когерентное излучение высокой интенсивности. Однако область ультрафиолета сложна для лазерной генерации, поэтому здесь не существует столь же мощных источников, как в видимом и инфракрасном диапазонах. Ультрафиолетовые лазеры находят своё применение в масс-спектрометрии, лазерной микродиссекции, биотехнологиях и других научных исследованиях, в микрохирургии глаза (LASIK), для лазерной абляции.

В качестве активной среды в ультрафиолетовых лазерах могут использоваться либо газы (например, аргоновый лазер^[3], азотный лазер^[4], эксимерный лазер и др.), конденсированные инертные газы^[5], специальные кристаллы, органические сцинтилляторы^[6], либо свободные электроны, распространяющиеся в ондуляторе^[7].

Также существуют ультрафиолетовые лазеры, использующие эффекты нелинейной оптики для генерации второй или третьей гармоники в ультрафиолетовом диапазоне.

В 2010 году был впервые продемонстрирован лазер на свободных электронах, генерирующий когерентные фотоны с энергией 10 эВ (соответствующая длина волны — 124 нм), то есть в диапазоне вакуумного ультрафиолета^[8].

Воздействие

Деградация полимеров и красителей

Многие полимеры, используемые в товарах широкого потребления, деградируют под действием УФ-света. Проблема проявляется в исчезновении цвета, потускнении поверхности, растрескивании, а иногда и полном разрушении самого изделия. Скорость разрушения возрастает с ростом времени воздействия и интенсивности солнечного света. Описанный эффект известен как УФ-старение и является одной из разновидностей старения полимеров. К чувствительным полимерам относятся термопластики, такие как, полипропилен, полиэтилен, полиметилметакрилат (органическое стекло), а также специальные волокна, например, арамидное волокно. Поглощение УФ приводит к разрушению полимерной цепи и потере прочности в ряде точек структуры.

Для предотвращения деградации в такие полимеры добавляются специальные вещества, способные поглощать УФ, что особенно важно в тех случаях, когда продукт подвергается непосредственному воздействию солнечного света.

Воздействие УФ на полимеры используется в нанотехнологиях, трансплантологии, рентгенолитографии и др. областях для модификации свойств (шероховатость, гидрофобность) поверхности полимеров. Например, известно сглаживающее действие вакуумного ультрафиолета (ВУФ) на поверхность полиметилметакрилата.

На здоровье человека

Биологические эффекты ультрафиолетового излучения в трёх спектральных участках существенно различны, поэтому биологи иногда выделяют, как наиболее важные в их работе, следующие диапазоны:

• Ближний ультрафиолет, УФ-A лучи (UVA, 315—400 нм)
• УФ-B лучи (UVB, 280—315 нм)
• Дальний ультрафиолет, УФ-C лучи (UVC, 100—280 нм)

Практически весь УФ-C и приблизительно 90 % УФ-B поглощаются при прохождении солнечного излучения через земную атмосферу. Излучение из диапазона УФ-A поглощается атмосферой слабо, поэтому радиация, достигающая поверхности Земли, в значительной степени содержит ближний ультрафиолет УФ-A и в небольшой доле — УФ-B.

Несколько позже в работах О. Г. Газенко, Ю. Е. Нефёдова, Е. А. Шепелева, С. Н. Залогуева, Н. Е. Панфёрова, И. В. Анисимова указанное специфическое действие излучения было подтверждено в космической медицине. Профилактическое УФ-облучение было введено в практику космических полётов наряду с Методическими указаниями (МУ) 1989 г. «Профилактическое ультрафиолетовое облучение людей (с применением искусственных источников УФ-излучения)». Оба документа являются надёжной базой дальнейшего совершенствования УФ-профилактики.

Действие на кожу

Воздействие ультрафиолетового излучения на кожу, превышающее естественную защитную способность кожи к загару, приводит к ожогам разной степени.

Ультрафиолетовое излучение приводит к образованию мутаций (ультрафиолетовый мутагенез). Образование мутаций, в свою очередь, может вызывать рак кожи, меланому кожи и её преждевременное старение. 86% случаев развития меланомы кожи вызвано черезмерным воздействием солнечных ультрафиолетовых лучей ^[9].

Защита кожи

Эффективным средством защиты от ультрафиолетового излучения служит одежда и специальные кремы от загара c числом «SPF» больше 10. Это число означает коэффициент ослабления экспозиции. То есть число 30 означает, что можно пробыть под солнцем в совокупности 30 часов и получить такое же воздействие, как за один час, но без защиты. Для любителей загара это на практике означает, что использование кремов с большим числом «SPF» — это отсутствие загара вообще и пустое времяпровождение на пляже. Рациональным является понижение числа «SPF» по мере появления загара, ограничение времени пребывания под солнцем и паузы в принятии солнечных ванн, чем использование кремов с числом «SPF» больше 6.

Типы защитных кремов

Синтетические кремы содержат минералы, отражающие ультрафиолет, такие как окись цинка, или сложные органические составы, полимеризующиеся на свету. Их коэффициент защиты достигает «SPF» 50. Натуральные средства защиты известны ещё с Древнего Египта, это различные растительные масла. Их коэффициент защиты невелик: «SPF» не больше 6,5 Долгосрочный прогноз, какова вероятность рака кожи от самих синтетических защитных кремов по сравнению от воздействия солнечного света пока отсутствует.

Действие на глаза

Ультрафиолетовое излучение средневолнового диапазона (280—315 нм) практически неощутимо для глаз человека и в основном поглощается эпителием роговицы, что при интенсивном облучении вызывает радиационное поражение — ожог роговицы (электроофтальмия). Это проявляется усиленным слезотечением, светобоязнью, отёком эпителия роговицы, блефароспазмом. В результате выраженной реакции тканей глаза на ультрафиолет глубокие слои (строма роговицы) не поражаются, так как человеческий организм рефлекторно устраняет воздействие ультрафиолета на органы зрения, поражённым оказывается только эпителий. После регенерации эпителия зрение, в большинстве случаев, восстанавливается полностью. Мягкий ультрафиолет длинноволнового диапазона (315—400 нм) воспринимается сетчаткой как слабый фиолетовый или серовато-синий свет, но почти полностью задерживается хрусталиком, особенно у людей среднего и пожилого возраста^[10]. Пациенты, которым имплантировали искусственный хрусталик ранних моделей, начинали видеть ультрафиолет; современные образцы искусственных хрусталиков ультрафиолет не пропускают (так делается для того, чтобы солнечный ультрафиолет не повреждал сетчатку). Ультрафиолет коротковолнового диапазона (100—280 нм) может проникать до сетчатки глаза. Так как ультрафиолетовое коротковолновое излучение обычно сопровождается ультрафиолетовым излучением других диапазонов, то при интенсивном воздействии на глаза гораздо ранее возникнет ожог роговицы (электроофтальмия), что исключит воздействие ультрафиолета на сетчатку по вышеуказанным причинам. В клинической офтальмологической практике основным видом поражения глаз ультрафиолетом является ожог роговицы (электроофтальмия).

Защита глаз

• Для защиты глаз от вредного воздействия ультрафиолетового излучения используются специальные защитные очки, задерживающие до 100 % ультрафиолетового излучения и прозрачные в видимом спектре. Как правило, линзы таких очков изготавливаются из специальных пластмасс или поликарбоната.
• Многие виды контактных линз также обеспечивают 100 % защиту от УФ-лучей (обратите внимание на маркировку упаковки).
• Фильтры для ультрафиолетовых лучей бывают твёрдыми, жидкими и газообразными. Например, обычное стекло непрозрачно при λ < 320 нм^[11]; в более коротковолновой области прозрачны лишь специальные сорта стёкол (до 300—230 нм), кварц прозрачен до 110 нм, флюорит — до 120 нм. Для ещё более коротких волн нет подходящего по прозрачности материала для линз объектива, и приходится применять отражательную оптику — вогнутые зеркала. Однако для столь короткого ультрафиолета непрозрачен уже и воздух, который заметно поглощает ультрафиолет, начиная с 180 нм.

Сфера применения

Чёрный свет

Лампа чёрного света — лампа, которая излучает преимущественно в длинноволновой части ультрафиолетовой области спектра (диапазон UVA), то есть за коротковолновой границей спектральной области, занимаемой видимым светом.

Для защиты документов от подделки их часто снабжают люминесцентными метками, которые видны только в условиях ультрафиолетового освещения. Большинство паспортов, а также банкноты различных стран содержат защитные элементы в виде краски или нитей, светящихся в ультрафиолете.

Ультрафиолетовое излучение, даваемое лампами «чёрного» света, является достаточно мягким и оказывает наименее серьёзное негативное влияние на здоровье человека. Однако при использовании данных ламп в тёмном помещении существует некоторая опасность для глаз, связанная именно с незначительным излучением в видимом спектре: в темноте зрачок расширяется и больше излучения беспрепятственно попадает на сетчатку.

Обеззараживание ультрафиолетовым излучением

Ультрафиолетовые лампы используются для обеспложивания (обеззараживания) воды, воздуха и различных поверхностей во всех сферах жизнедеятельности человека. Полной стерилизации от микроорганизмов при помощи УФ-излучения добиться невозможно — оно не действует на некоторые бактерии, многие виды грибов и прионы.^[12]

В наиболее распространённых лампах низкого давления почти весь спектр излучения приходится на длину волны 253,7 нм, что хорошо согласуется с пиком кривой бактерицидной эффективности (то есть эффективности поглощения ультрафиолета молекулами ДНК). Этот пик находится в районе длины волны излучения равной 265 нм^[13], которое оказывает наибольшее влияние на ДНК, однако природные вещества (например, вода) задерживают проникновение УФ.

Относительная спектральная бактерицидная эффективность ультрафиолетового излучения — относительная зависимость действия бактерицидного ультрафиолетового излучения от длины волны в спектральном диапазоне 205—315 нм. При длине волны 265 нм максимальное значение спектральной бактерицидной эффективности равно единице.

Бактерицидное УФ-излучение на этих длинах волн вызывает димеризацию тимина в молекулах ДНК. Накопление таких изменений в ДНК микроорганизмов приводит к замедлению темпов их размножения и вымиранию. Ультрафиолетовые лампы с бактерицидным эффектом в основном используются в таких устройствах, как бактерицидные облучатели и бактерицидные рециркуляторы.

Обеззараживание воздуха и поверхностей

Ультрафиолетовая обработка воды, воздуха и поверхности не обладает пролонгированным эффектом. Достоинство данной особенности заключается в том, что исключается вредное воздействие на человека и животных. В случае обработки сточных вод УФ флора водоёмов не страдает от сбросов, как, например, при сбросе вод, обработанных хлором, продолжающим уничтожать жизнь ещё долго после использования на очистных сооружениях.

Ультрафиолетовые лампы с бактерицидным эффектом в обиходе часто называют просто бактерицидными лампами. Кварцевые лампы также имеют бактерицидный эффект, но их название обусловлено не эффектом действия, как у бактерицидных лампах, а связано с материалом колбы лампы — кварцевым стеклом.

Дезинфекция питьевой воды

Дезинфекция воды осуществляется способом хлорирования в сочетании, как правило, с озонированием или обеззараживанием ультрафиолетовым (УФ) излучением. Обеззараживание ультрафиолетовым (УФ) излучением — безопасный, экономичный и эффективный способ дезинфекции. Ни озонирование, ни ультрафиолетовое излучение не обладают бактерицидным последействием, поэтому их не допускается использовать в качестве самостоятельных средств обеззараживания воды при подготовке воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения, для бассейнов. Озонирование и ультрафиолетовое обеззараживаниe применяются как дополнительные методы дезинфекции, вместе с хлорированием, повышают эффективность хлорирования и снижают количество добавляемых хлорсодержащих реагентов.^[14]

Принцип действия УФ-излучения. УФ-дезинфекция выполняется при облучении находящихся в воде микроорганизмов УФ-излучением определённой интенсивности (достаточная длина волны для полного уничтожения микроорганизмов равна 260,5 нм) в течение определённого периода времени. В результате такого облучения микроорганизмы «микробиологически» погибают, так как они теряют способность воспроизводства. УФ-излучение в диапазоне длин волн около 254 нм хорошо проникает сквозь воду и стенку клетки переносимого водой микроорганизма и поглощается ДНК микроорганизмов, вызывая нарушение её структуры. В результате прекращается процесс воспроизводства микроорганизмов. Следует отметить, что данный механизм распространяется на живые клетки любого организма в целом, именно этим обусловлена опасность жёсткого ультрафиолета.

Хотя по эффективности обеззараживания воды УФ обработка в несколько раз уступает озонированию, на сегодня использование УФ-излучения — один из самых эффективных и безопасных способов обеззараживания воды в случаях, когда объём обрабатываемой воды невелик.

В настоящее время в развивающихся странах, в регионах испытывающих недостаток чистой питьевой воды внедряется метод дезинфекции воды солнечным светом (SODIS), в котором основную роль в очистке воды от микроорганизмов играет ультрафиолетовая компонента солнечного излучения^[15][16].

Ультрафиолетовое облучение

УФО — физиотерапевтическая процедура, облучение определённых участков человеческого тела (носоглотки, внутреннего уха, ран и т. д.) ультрафиолетовым излучением того или иного диапазона. Высокоэнергетическое коротковолновое УФ-излучение применяется для лечения острых воспалительных заболеваний кожи, гнойных воспалений и др. Длинноволновое излучение используется при лечении хронических заболеваний кожи.^[17]

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 отражённого 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 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.

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

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.

В реставрации

Один из главных инструментов экспертов — ультрафиолетовое, рентгеновское и инфракрасное излучение. Ультрафиолетовые лучи позволяют определить старение лаковой плёнки — более свежий лак в ультрафиолете выглядит темнее. В свете большой лабораторной ультрафиолетовой лампы более тёмными пятнами проступают отреставрированные участки и кустарно переписанные подписи.

В полиграфии

Ультрафиолетовое излучение применяется для:

• Сушки красок и лаков.
• Затвердевания зубных пломб.
• Защиты денежных купюр от подделки.

В биотехнологии

В качестве неионизирующего облучения для получения генетических мутаций. В связи с невысокой проникающей способностью воздействуют преимущественно на пыльцу. Вызывает особенно большое количество мутаций при облучении излучением с длиной волны, близкой к 265 нм, которое хорошо поглощается дезоксирибонуклеиновыми кислотами.

См. также

• Инфракрасное излучение

wikiredia.ru

Другие статьи по теме:

Установить люстру Подключение светодиодной ленты к блоку питания Как сделать ультрафиолетовую лампу в домашних условиях Как подключить люстру с тремя проводами Подсветка ступенек Освещение во дворе частного дома