УФ излучение — убийца или друг? Действие ультрафиолета на организм.

92
просмотров
ультрафиолет от солнца

Ультрафиолет – это невидимое для наших глаз излучение, которое одновременно может быть как полезным для организма, а кому-то даже спасти жизнь, так и нанести непоправимый вред.

Чтобы понять как работает УФ, откуда он берется, изучим этот загадочный спектр поподробнее.

Естественная защита от УФ излучения

Немногие знают, но на Земле есть люди, для которых даже малейшее УФ излучение, содержащееся в лучах солнца, может их погубить. Такая болезнь называется пигментная ксеродерма.

В простонародье употребляют другое выражение – синдром вампира.

солнышко вред для организма

Да, да не удивляйтесь, боязнь солнечного света “вампирами” это вовсе не сказки. Даже малейшее пребывание на солнце таких больных, приводит к ожогам кожи и необратимым изменениям на клеточном уровне.

Процент таких пациентов мизерный — один на несколько сотен тысяч. Однако, если бы природа естественным образом не предусмотрела защиту от УФ, то мы бы все ходили по улице в дневное время в скафандрах.

скафандры для защиты от химического отравления

Что же нас спасает от этого? Данная чудо защита – озоновый слой. Это своего рода солнцезащитный крем для Земли. Какова его толщина?

озоновый слой на поверхности земли

Если весь озон равномерно “растереть” по всей поверхности вокруг нашего шарика, толщина его составит мизерные 3мм. Это как две монетки сложенные вместе.

толщина озонового слоя

Не впечатляет, правда? Но именно эта тонкая прослойка и защищает нас от убийственных лучей УФ радиации.

Озоновый слой находится на высоте от 15 до 50км. Начал он формироваться более 500 млн. лет назад.

когда начал формироваться озоновый слой земли

Только после этого, жизнь как таковая смогла выйти из воды и перебраться на сушу. Кто его знает, не будь этой защиты, может быть мы с вами жили сейчас в какой-нибудь Атлантиде и имели жабры.

атлантида

А суша была бы для нас такой же экзотикой как открытый космос.

УФ и озоновая дыра

Плотность озона не везде одинакова, и кое-где уже появились дыры. Конечно, не в прямом смысле слова, просто толщина озона в этих местах намного меньше, чем в других частях планеты.

Главная дыра образовалась над Антарктидой. В эпоху бурного промышленного роста она начала расширяться и расползаться в размерах.

озоновая дыра над Антарктидой

Ученые умы забили тревогу и в 1987г был принят Монреальский протокол обязательств по защите озонового слоя. В наши дни активистов-экологов только прибавляется.

озоновый слой и грета тунберг

Борьба за экологию и повестка глобального потепления превратилась чуть ли не в религию.

борьба за экологию как религия

Без нормального уровня озона нас конечно не ждет моментальная смерть, однако привычный уровень жизни претерпит существенные изменения:

  • переход на ночной режим работы
  • сплошные шторы на окнах или вообще отсутствие окон как таковых
  • ежедневный обязательный прием витамина Д в таблетках
  • много-много защитного крема в любой сезон года

Даже в древности люди понимали, что от длительного пребывания на солнце требуется защита. В Греции и Риме жители для этого использовали смесь песка с растительным маслом.

как защищались от ультрафиолета жители в древности

Данный состав отражал лучи и не позволял проникать им под кожу.

Источники ультрафиолета — откуда он берется?

Так откуда же берется опасный ультрафиолет? Помните детскую считалку – Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан.

видимый спектр белого света

Начальные буквы слов рассказывают о семи основных цветах, которые мы визуально различаем в солнечном спектре. Не всегда кстати, правильно.

как мы различаем цвета

Так вот, солнечный свет — это не просто желтый прозрачный лучик, это целый спектр лучей и разноцветные цвета в нем, составляют очень малую часть.

разложение спектра солнечного света

Большую долю (около 53%) занимает невидимое инфракрасное излучение, или попросту говоря тепло.

спектр излучения лампочки накаливания

Мы его не видим, зато чувствуем.

солнечный свет

Инфракрасные лучи находятся с одного края спектра. А вот с другой стороны (Фазан – Фиолетовый свет), как раз-таки и прячется наш ультрафиолет, плавно переходя в рентгеновское излучение.

разложение спектра солнечного света с ультрафиолетом

Хотя мы этого света и не видим, зато насекомые (и некоторые люди с отклонениями!) вполне способны его различать. Вот так его распознают пчелы.

как пчелы видят цветы в ультрафиолете

Там, где на цветах темные пятна – это “посадочные” полосы для пчелки, куда ей нужно приземляться для сбора нектара.

Поговаривают, что великий художник Клод Моне тоже видел ультрафиолет. И даже многие его картины навеяны именно таким зрением.

клод моне видел ультрафиолет

Причина была в катаракте одного глаза. После операции по удалению хрусталика, который и останавливает “синие лучи”, не давая им попадать на сетчатку, у него и появилась такая сверхспособность.

Многие картины он создавал с одним открытым глазом. Сначала закрывал правый глаз и рисовал одно полотно, затем левый и писал другое. Разница произведений была просто поразительна.

разница в картинах моне написанных одним и другим глазом
разница в картинах моне написанных одним и другим глазом

Откуда у людей веснушки?

Еще одно влияние УФ солнечной радиации - веснушки на лице человека.

веснушки на лице девушки откуда берутся и как избавиться

Никто не рождается изначально с веснушками. Однако у некоторых людей эффект с годами накапливается.

УФ радиация постепенно разрушает наши клетки. Организм по мере сил с этим борется и пытается их восстановить. У тех, у кого организм справляется не очень, как раз-таки и остаются следы в виде веснушек.

Если вы относитесь к таким людям и не хотите увеличения веснушек по мере взросления, регулярно используйте солнцезащитный крем. Не только летом на пляжах, но и в повседневной жизни.

солнцезащитный крем от веснушек

Крем образует защитный экран от подобной напасти. Вот его эффект в ультрафиолетовых лучах.

эффект солнцезащитного крема на лице человека
лицо человека под УФ лучами с намазанным солнцезащитным кремом

Именно механизм восстановления клеток после атаки УФ лучей, это то, что не работает у людей с синдромом вампира. Как вы понимаете, разные люди по-разному воспринимают УФ излучение.

Опаснее всего оно для рыжеволосых, бледнолицых ирландцев.

рыжеволосый ирландец

У большинства людей веснушки тоже есть, но их можно увидеть только в свете ультрафиолета. Вот наглядный снимок на специальном аппарате под обычными лампами и с UV подсветкой.

лицо под обычными лампами и под уф излучением

УФ лучи проникают под кожу примерно на 1мм. Следовательно, под их облучением можно разглядеть пигментные пятна (меланин), которые через некоторое время вылезают наружу.

меланин и уф загар на солнце

Подобный аппарат с ультрафиолетовым излучением это своеобразная машина времени. Хотите знать как будете выглядеть через несколько лет, взгляните на себя через него.

Виды ультрафиолета и его влияние на кожу, животных и предметы

Каким образом ультрафиолет действует на нашу кожу и клетки? УФ излучение в своем спектре не однородно и подразделяется на три составляющие.

“Было у царя три сына”:

  • коротковолновой или жесткий УФ (спектр “С”) – UVC (100-280нм)
коротковолновой ультрафиолет

Настоящий убийца всего живого. Непосредственно до нас он не долетает как раз-таки из-за озонового слоя.

  • средний УФ (спектр “В”) – UVB (280-315нм)
средневолновой ультрафиолет UVB

Озон блокирует его частично, оставшуюся часть поглощают облака, если они есть. Именно этот вид УФ проникая под кожу, провоцирует в организме выработку полезного витамина D.

виды ультрафиолета и его проникновение под кожу

Однако при излишней интенсивности он начинает разрушать клетки. Загар – его рук дело.

Как образуется загар? В нашей коже имеется особый темный пигмент – меланин. При попадании ультрафиолета под кожу он начинает его впитывать, увеличиваться в размерах и накапливаться в нижних слоях эпидермиса.

меланин в нижних слоях эпидермиса и загар от уф лучей

По мере увеличения он поднимается к поверхности кожи. В итоге она приобретает темный оттенок. Насколько потемневшим он будет, зависит от количества уже другого вида УФ.

  • мягкий или длинноволновой УФ (спектр “А”) – UVA (315-400нм)

Его еще называют черный свет. Он спокойно проникает через любые препятствия – озон, облака, стекло, наша кожа. Ему ничто не помеха.

Быстрое старение из-за ультрафиолета

UVA отвечает за старение материалов и появление морщин раньше времени. Он разрушает коллагеновые волокна, и кожа теряет эластичность.

Именно лучи UVA составляют львиную долю всего УФ излучения на Земле (95%).

прохождение лучей ультрафиолета от солнца

Все наверняка видели старые выцветшие баннеры на улицах, а также растрескавшуюся изоляцию отдельных марок проводов и кабелей, висящих на открытом воздухе.

потрескавшийся провод СИП

Так вот, разрушает их в первую очередь не дождь и ветер, а ультрафиолет. Он и вызывает фактическое старение материала на молекулярном уровне.

Хотите искусственно состарить вещи? Поместите их на несколько часов под интенсивный ультрафиолет.

По примерным расчетам, один год под солнцем равен 40 часам, проведенным в небольшом ящике с двумя лампами ДРЛ (без стеклянной колбы) мощностью 400Вт.

ящик для исксственного старения материалов на уф лампах

Один киловатт такого освещения обеспечивает 100Вт вредного излучения. В то время как солнце излучает 1,3 милливатт на 1см2.

Такие искусственные состариватели пригодятся тем, кто профессионально занимается наружной рекламой или автосервисом и дает на свою работу длительную гарантию.

Сможете реально проверить краски и винил. Как они поведут себя через несколько лет и на что будут похожи.

Польза ультрафиолета в быту

Однако ультрафиолетовое излучение — это не абсолютное зло. Без него невозможна нормальная работа организма как человека, так и животных.

Его можно приручить и использовать с выгодой. Как уже говорилось выше, за счет этих невидимых лучей спектра B (UVB) вырабатывается витамин Д, который повышает иммунитет и укрепляет кости.

полезный витамин д от ультрафиолета

Ученые быстро сообразили, что полезный ультрафиолет не обязательно ловить только от солнца. В итоге были разработаны искусственные источники света с нужными УФ волнами.

Например, серийного убийцу UVC запечатали в лампах со стенками из кварца. При целенаправленном облучении они уничтожают все бактерии вокруг себя и дезинфицируют окружающее пространство.

Искусственные источники УФ широко применяют не только в научных или медицинских целях, но и в бытовых:

  • в аквариумах для здорового роста рептилий
УФ лампа для черепах какая лучше установка и особенности использования
  • в солярии
ультрафиолетовый солярий с uva лучами

Здесь преобладают на первый взгляд безопасные UVA лучи. Однако такой загар может быть опаснее, чем солнечный. Почему так?

На солнце, при излишнем облучении от UVB+UVA, в зависимости от толщины кожного покрова, рано или поздно у вас сработает защитный механизм, покраснеет кожа, появится жжение, что тут же вызовет дискомфорт и вы сами спрячетесь в тень.

В солярии же можно превратиться в уголёк и при этом даже ничего не почувствовать. Поэтому время нахождения под таким искусственным солнышком рассчитывается всегда индивидуально.

излишний загар в солярии
  • в защитных лампах от комаров и насекомых
лампы от комаров инсектицидные лампы работают ли они
  • при уборке и выявлении загрязнений или поиске улик на месте преступления

Никогда не смотрите в ультрафиолете на свою кухню или туалет. Результат вас шокирует.

  • в сушилках для обуви
сушилка для обуви ультрафиолетовая какую лучше выбрать и почему
  • для проверки денег

Защитные знаки на бумажных купюрах откликаются на длину волны в 365нм.

проверка денег ультрафиолетом
  • для сушки лака на ногтях
как выбрать лампу для сушки гель лака и маникюра

Мощными светильниками UVC обеззараживают огромные объемы воды на очистных сооружениях.

очистка воды ультрафиолетовым излучением С

После стадии механической и биологической очистки УФ лампами убиваются все вредные микроорганизмы, содержащиеся в сточных водах. Бомбардируя клетки организмов UVC лучами, мы разрушаем их ДНК.

очистка воды ультрафиолетом

Только после этого такую воду выпускают в речку без вреда для ее обитателей.

Данная технология считается более эффективной, безопасной и экологичной по сравнению с хлорированием.

Очистка и стирка белья

А еще УФ лучи помогают нам выглядеть неотразимо. Каким образом? Одна из задач средств для стирки – создать видимость ярко белого и чистейшего белья.

как ультрафиолет помогает создать идеально чистое белье

Это происходит за счет поглощения длин волн, которые мы не видим, т.е. того самого ультрафиолета. После чего хим.вещество попавшее в ткань с отбеливателем (из порошка или чистящей жидкости), переизлучает эти волны в ярко видимом спектре.

В итоге получается, что это не платье стало новее нового и идеально чистым, а его заставили светиться в более ярких белых оттенках. Ваши глаза таким образом просто напросто дурят. Грамотный подход и работа со светом творит настоящие чудеса.

что такое индекс цветопередачи CRI и верить ли ему

Посмотрите на порошок в лучах ultravioleta.

порошок в лучах ультрафиолета

Примерно такой же эффект наблюдается и с вашей постиранной одеждой.

Ультрафиолетовый фонарик своими руками?

Умельцы считают, что простейший ультрафиолетовый фонарик можно сделать в домашних условиях всего за несколько минут. Для этого они советуют покрасить стекло фонаря синим или фиолетовым маркером.

ультрафиолетовый фонарик своими руками

Далее наложить слой прозрачного скотча и закрасить снова. И так несколько раз.

самодельный уф фонарик

Однако не ведитесь на советы таких Кулибиных.

Краска и скотч не способны изменить длину волны, а значит в итоге вы получите обычный фонарик с фиолетовым излучением. Не более того.

Пользы от такой самоделки не будет никакой. Для полноценного эффекта нужны настоящие УФ светодиоды или ЛБ лампы с правильной волной.

ультрафиолетовые светодиоды

Очки против ультрафиолета

Фонарики и лампы UVB+UVA безопасны для зрения при непродолжительном использовании. При длительной работе, глаза необходимо защищать спец.очками, которые не пропускают данные лучи.

очки для защиты от ультрафиолетового излучения

Обычное стекло конечно задерживает длинноволновое излучение, но в недостаточной степени.

как стекло пропускает и задерживает ультрафиолет

А вот современные линзы для очков с этим справляются на ура. Поэтому простые очки (не солнцезащитные), через камеры с фильтрами UV и выглядят темными.

очки против ультрафиолетовых лучей

При случайном ожоге глаз резкое жжение вы почувствует только через несколько часов. Это будет похоже на ощущения, как при чистки лука или после сварки. С закрытыми глазами боль будет только усиливаться.

пульсации света светодиодных ламп какой вред здоровью наносят как влияют на глаза

К утру на следующий день боль изменится. Появится чувство, что вам насыпали песок под веки. А солнечный свет будет сильнейшим раздражителем. Причем сами глаза могут и не иметь каких-то явных признаков поражения – краснота и т.п.

Комфортно чувствовать себя вы сможете только в полной темноте. Даже после того, как немного полегчает, все вокруг будет выглядеть как в дымке или тумане.

последствие ультрафиолетового ожога глаз

Эффект проходит через один-два дня, в зависимости от степени ожога. Так что будьте осторожны со всеми источниками ультрафиолета.

Индекс UV

Чтобы реально оценить влияние УФ излучения на организм человека, всемирная организация здравоохранения ввела так называемый UV индекс.

индекс ультрафиолета UV

Если вы обратите внимание, во многих прогнозах погоды выводятся подобные данные. Однако большинство пропускает их “мимо ушей”. А зря.

  • при UV=1-2 можете смело гулять на улице
  • UV=3-7

Рекомендуется использовать защитный крем. Даже если вы не собираетесь идти на пляж.

  • UV=8-11
прогноз погоды с индексом UV уф радиация

Экстремально высокий уровень. Под удар УФ лучей попадает ваша ДНК.

На солнце с такими показателями UV находится не рекомендуется. По улице перемещайтесь мелкими перебежками от тени к тени.

Для фактического измерения этих показателей люди с синдромом вампира редко доверяются прогнозам погоды и используют специальные приборы – пиргелиометры.

пиргелиометр

Только при низких значениях UV они в редкие дни могут без боязни показаться снаружи своего жилища.

Кроме толщины озонового слоя на уровень УФ влияют еще несколько факторов:

  • высота солнца над горизонтом

В день летнего солнцестояния UV достигает максимальных значений. Помимо месяцев, пики и спады происходят каждый день.

Максимум – в полдень. При этом 60% радиации спектра “В”падает на Землю между 11.00 и 15.00.

инаглядное изменение цветовой температуры солнечного света

При этом интенсивность УФ спектра “А” не зависит от времени суток.

  • высота над уровнем моря

Если вы живете в горной местности, там УФ излучение воздействует на вас гораздо сильнее. Поэтому на горнолыжных курортах все и пользуются солнцезащитными очками.

почему самый опасный ультрафиолет в горах со снегом

Кстати, "сгорают" там быстрее, чем на жарких солнечных пляжах. Белый снег и лед отражают UV лучи и усиливают эффект загара в несколько раз.

Не зря самые первые УФ источники света назывались лампами горного солнца.

Их активно использовали для физиотерапии уже в начале 20-го века! И успешно лечили некоторые болезни.

как ультрафиолетовыми лампами лечат болезни

Придумал такие аппараты нобелевский лауреат Нильс Рюберг Финзен. Его еще называли - "лечащий светом".

Опасные места на планете Земля

Как не удивительно, но на нашей планете есть места, где из-за повышенного УФ излучения людям уже нельзя находиться без специального защитного костюма.

В Южной Америке на вулкане Ликанкабур на высоте почти в 6000 метров UV индекс достигает 43 баллов!

вулкан ликанкабур

Это в 4 раза выше экстремального уровня для обычного человека. Тем не менее, неподалеку от вулкана есть населенный пункт с проживающими там коренными жителями. И уезжать они никуда не собираются.

Это к вопросу о приспособленности кожи и организма человека.

Вообще подобные места напоминают поверхность Марса и часто используются NASA для тестирования марсоходов и другого космического оборудования. Здесь можно спокойно снимать какую-нибудь киношку не особо вкладываясь в декорации.

поверхность возле вулкана ликанкабур

Высокий уровень UV излучения также наблюдается в таких популярных для туристов странах, как Австралия и Новая Зеландия.

в Австралии высокий уровень УФ

Это связано с их непосредственной близостью к озоновой дыре, которая расползается в своих размерах от берегов Антарктики. По статистике в этих странах самый большой процент заболеваемости раком среди мигрантов из Европы.

Кожа белого человека, даже родственников переселенцев, которые прибыли сюда 100-200 лет назад, еще не успела должным образом адаптироваться. Поэтому хорошенько подумайте, прежде чем строить планы по переезду в южное полушарие к хоббитам.

хоббитания

По закону сохранения ультрафиолета, если его где-то много, значит должны существовать места с его недостатком. Наиболее дефицитным местом, заселенным людьми, является Аляска.

В местном городе Анкоридж люминесцентные лампы законодательно рекомендованы в детских учреждениях и рабочих офисах.

анкоридж аляска

Именно лампы ЛБ, а не светодиодные или обычные лампочки накаливания.

можно ли выбрасывать светодиодные лампочки в мусорку

Люминесцентные в некоторой степени способны восполнить недостаток УФ лучей в условиях долгой полярной ночи.

От солнечной недостаточности страдает большинство жителей северного полушария. Выражается это в первую очередь в нехватке витамина D, который можно компенсировать либо частыми поездками на юга, либо витаминками из аптеки.