Назовите область применения ультрафиолетового излучения

Ультрафиолетовое излучение, применяемое в лечебных и профилактических целях

Ультрафиолетовое излучение является наиболее распространенным постоянно действующим природным физическим фактором. Благодаря своему многообразному влиянию оно давно привлекает к себе внимание биологов и врачей.

Естественным источником ультрафиолетового излучения является излучение солнца. Почти вся потребность человека в ультрафиолетовом излучении покрывается за счет естественной радиации солнца. Однако содержание ультрафиолетовых лучей в солнечном спектре подвержено большим изменениям (сезонные колебания в интенсивности солнечной радиации, широта местности и т.д.). В условиях города долгое пребывание человека в помещении может вызвать явления ультрафиолетовой недостаточности. А это приводит к нарушению обменных процессов в организме, к сдвигу в течение иммунобиологических процессов, ухудшению процессов регенерации тканей, развитию гиповитаминоза или авитаминоза Д. Это проявляется повышенной предрасположенностью к заболеваниям простудного характера, проявлением и обострением хронических заболеваний. Нарушение обмена кальция (Са) и фосфора (Р) у детей приводит к рахиту, а у взрослых к остеопорозу, замедленному срастанию костей при переломах, увеличенной заболеваемости кариесом. Поэтому в целях профилактики и коррекции ультрафиолетовой недостаточности большую роль приобретает ультрафиолетовое облучение искусственными источниками света.

УФ-излучения применяются в целях компенсации ультрафиолетовой (естественной) недостаточности. Особенно показаны УФ-облучения людям, живущим в северных широтах, в больших промышленных городах, работающим на шахтах и т.д. В компенсации УФ-недостаточности нуждаются больные хроническими заболеваниями легких, ревматизмом и др., которые вынуждены длительное время находиться в помещении. УФ-облучения широко рекомендуются в целях оздоровления и закаливания организма, повышения устойчивости к инфекциям (грипп и др.) и вредным воздействиям внешней среды.

Для УФ-облучения применяются светооблучательные установки. Они бывают двух видов:

1. Длительного действия.

2. Кратковременного действия.

1. Первый метод облучения (длительного действия) состоит в том, что обычное (или улучшенное) искусственное освещение внутри помещения насыщается ультрафиолетовыми лучами с помощью источников УФ-излучения. Все находящиеся в помещении люди облучаются в течение всего времени пребывания в нем УФ-потоком небольшой интенсивности.

Эритемными светооблучательными установками называются осветительные установки, в которых помимо люминесцентных или обычных ламп накаливания вмонтированы ультрафиолетовые лампы ЭУВ. Устанавливать эритемные светооблучательные установки рекомендуется:

— в детских учреждениях (яслях, детских садах, школах, детских домах);

— ЛПУ (больницах, санаториях, домах отдыха);

— жилых домах (общежитиях, интернатах) севернее 60° с. ш.;

— производственных помещениях, лишенных естественного освещения.

Светооблучательные установки во всех перечисленных объектах следует оборудовать лишь в помещениях с длительным пребыванием людей (классах, палатах, цехах и т.п.).

Метод применения эритемных светооблучательных установок является перспективным и наиболее эффективным. Он позволяет создать в помещениях своего рода солнечный свет, причем люди находятся в помещениях в обычной одежде, открытыми остаются лицо, шея и руки. Облучатели располагаются на потолке или стене на уровне 5 м от пола. Длительность облучения определяется временем использования данного помещения (например, в классах школ 6 ч, в детских садах 6 — 8 ч и т.п.). Дозируют УФ-облучение в биодозах.

2. Светооблучательные установки кратковременного действия (фотарии) устраивают для тех людей, которые не имеют постоянного рабочего места или работают под землей. В фотариях люди облучаются интенсивным потоком УФ-излучения. Время, проведенное в фотарии, исчисляется в минутах.

Облучение в фотариях проводится в осенне-зимний сезон. Обычно проводят 16 — 20 се-ансов облучения с последующим двухмесячным перерывом, после которого цикл облучений повторяют. Облучение можно проводить ежедневно или через день. Дозы облучения постепенно повышают, обычно начиная с 1/2 биодозы. Для положительного действия УФ-лучей необходимо определять дозу облучения и вести четкий контроль за ней. Это связано с тем, что чувствительность к УФ — излучению зависит от многих факторов и поэтому возникает необхо-димость в определении дозы облучения.

Чувствительность к УФ — излучению зависит от возраста, состояния здоровья, климата, локализации, времени года. Чем меньше возраст, тем выше чувствительность. Самые чувствительные участки кожи находятся на спине, животе, наименее чувствительные – на конечностях. Зимой и весной чувствительность повышается. Препараты железа, уросептики, сульфа-ниламиды, гормоны, антибиотики, атмосферные загрязнения повышают чувствительность к УФ-излучению. При некоторых заболеваниях, таких как дерматиты, экссудативные диатезы, болезнях печени, у ослабленных детей также повышается чувствительность.

Доза – это количество энергии, поглощенное кожей, приведшее к какому-то эффекту. Таким образом, с учетом чувствительности доза зависит от возраста, пола, индивидуальной чувствительности, состояния здоровья, индивидуальных особенностей оволосения, строения кожи (цвета), применения медицинских препаратов, времени года.

Биодоза – это мера индивидуальной чувствительности кожи к УФ-лучам. Биодозу опре-деляют с помощью биологического метода. Она выражается минимальным временем облучения, после которого через 12-14 часов наступает покраснение незагоревшего участка кожи. Экспериментальным путем установлено, что для профилактики УФ-недостаточности здоровым людям необходимо ежедневно получать 1/10 биодозы. После первого облучения чувствительность кожи снижается, так как выработался меланин, значит, время последнего облучения уве-личивается на 10-15 %. Если облучению подвергают слизистые, то продолжительность облуче-ния уменьшают, так как чувствительность слизистой оболочки наоборот увеличивается. Если дозу увеличить до 1/5 биодозы – это витаминообразующая доза – происходит образование витамина Д. Необходимо варьировать длину волны – 400 – 320 нм – закаливающий мягкий эф-фект, 280 – 320 нм – образование вит Д. В профилактических целях никогда не начинают облучение с целой биодозы. Конечная доза облучения может достигать 2-3 биодозы.

• Save as Word
• Save as text
• Версия для печати

Описание ультрафиолетовой дезинфекции

Преимущества ультрафиолетовой дезинфекции сточных вод:

• Достаточная эффективность в отношении большинства видов вирусов, бактерий, а также спор и цист.
• Дезинфекция проводится методом физического воздействия, без использования химических реагентов, поэтому отпадает необходимость организовывать использование, хранение и транспортировку опасных токсичных и коррозионно-активных веществ.
• В обеззараживаемой воде отсутствуют продукты химических реакций, которые могут быть токсичны для человека или водных организмов.
• Технология дезинфекции проста в эксплуатации и обслуживании.
• Минимальное время контакта по сравнению с другими методами дезинфекции (20-30 секунд при использовании ламп среднего давления).
• Оборудование для дезинфекции имеет компактные размеры и занимает мало места.

Недостатки УФ-излучения:

• При недостаточной мощности излучения или малой длительности воздействия не все микробы в сточной воде инактивируются.
• Известен механизм репарации, или восстановления ДНК клетки, даже после воздействия УФ-излучения. Репарация клетки может быть как световая (фотореактивация), так и темновая (без доступа света).
• Необходимо организовать профилактическое обслуживание и контроль загрязнения трубок.
• Высокая концентрация взвешенных частиц и мутность воды могут быть причиной низкой эффективности ультрафиолетовой дезинфекции. Метод УФ-дезинфекции лампами низкого давления не эффективен для вторичных стоков с концентрацией взвешенных частиц свыше 30 мг/л.
• По стоимости УФ-дезинфекция уступает методу хлорирования, однако конкурентноспособна при сочетании методов хлорирования и дехлорирования и выполнении требований пожарных нормативов.

Область применения

При выборе системы УФ-дезинфекции следует охватить три важные сферы:

• характеристики производителя оборудования;
• конструкция системы и работы, связанные с обслуживанием и эксплуатацией;
• контроль на стадии обработки.

Основные характеристики системы УФ-дезинфекции:

• Гидравлические свойства реактора. В идеале система УФ-дезинфекции должна обеспечивать равномерный поток жидкости с достаточным осевым движением (радиальным перемешиванием) для максимального воздействия ультрафиолета на воду. Дезинфицирующее действие УФ-излучения зависит от пути, который микроорганизм проходит в реакторе. Конструкция реактора должна исключать короткие замыкания и мертвые зоны, способные сокращать время контакта или неэффективно расходовать энергию.
• Интенсивность УФ-излучения. Зависит от срока эксплуатации ламп, степени их загрязнения, пространственной конфигурации и расположения ламп в реакторе.
• Характеристики сточных вод. К ним относятся расход воды в единицу времени, содержание взвешенных и твердых частиц, начальная бактериальная концентрация, а также другие физические и химические параметры. Доза УФ-излучения, достигающая целевой организм, зависит от концентрации взвешенных частиц и концентрации связанных с частицами микроорганизмов. Чем выше эти значения, тем меньше УФ-излучения поглощается микроорганизмами. В таблице представлены различные характеристики сточных вод и воздействие УФ-дезинфекции.

Воздействие УФ-излучения на сточные воды

Характеристики сточных вод	Воздействие УФ дезинфекции
Аммиак	Незначительное воздействие, при наличии
Нитрит	Незначительное воздействие, при наличии
Нитрат	Незначительное воздействие, при наличии
Биохимическая потребность в кислороде (БПК)	Незначительное воздействие, при наличии. Однако, в случае если большая доля БПК представлена гумусовым м/или ненасыщенным (или конъюгированным) составами, передача УФ излучения может быть ухудшена.
Жесткость	Воздействует на растворимость металлов, которые могут поглощать УФ излучение. Может стать причиной осаждения карбонатов на трубках из кварцевого стекла.
Железо, гуминовые материалы	Высокая оптическая плотность для УФ излучения.
pH	Воздействует на растворимость металлов и карбонатов.
Общее количество взвешенных твердых частиц	Поглощает УФ излучение и защищает включенные бактерии.

УФ-дезинфекция может применяться на станциях очистки сточных вод разного размера в качестве вторичной или дополнительной дезинфицирующей обработки.

Ультрафиолет: виды, свойства, особенности применения

Ультрафиолетовое излучение – это электромагнитные волны. Оно находится в диапазоне между рентгеновским и видимым светом. Уже много лет учёные изучают УФ-излучения, определяют их полезные свойства и вред. На основе полученной информации были изобретены разные средства обеззараживания, очистки, используемые в быту и других сферах. Однако далеко не все разбираются в особенностях ультрафиолета, его видах и конкретных свойствах. Потому полезным будет ознакомиться с этой темой более детально.

Свойства и классификация

Ультрафиолетовые лучи разделяют на 3 основных типа:

1. УФ-С – дальние. Известны под названием «гамма-лучи». Такое излучение считается опасным для человека. Гамма-лучи почти полностью поглощаются кислородом, озоновым шаром и паром ещё при прохождении через атмосферу. Благодаря этому они практически не представляют опасности.
2. УФ-В – средние. Ещё один вид излучения, который поглощается атмосферной оболочкой планеты. На поверхность попадает лишь 10% лучей. УФ-В считается опасным, поскольку провоцирует выработку меланина в кожном покрове.
3. УФ-А – ближние. Этот тип излучения доходит до поверхности Земли, но является безопасным для живых существ. Однако при продолжительном воздействии ультрафиолет ускоряет старение кожи.

Основное полезное свойство УФ-излучения – антибактериальное воздействие. При высокой концентрации лучи способны уничтожать микроорганизмы. Ультрафиолет в целом оказывает положительное влияние на организм. Разумеется, в умеренных дозах. Он способствует образованию витамина Д в коже. Ультрафиолетовые лучи отвечают за биоритмы живого организма. Кроме того, они способствуют выделению «гормона бодрости», за счёт чего нормализуется эмоциональное состояние человека.

Сферы применения

Ультрафиолетовое излучение используют в разных областях. Чаще всего его можно встретить в следующих сферах:

Медицина

Здесь задействуется бактерицидное свойство ультрафиолета. С помощью лучей подавляют развитие патогенных микроорганизмов при порезах, ожогах, обморожениях. Кровь подвергают излучению при интоксикации алкоголем, наркотиками, медикаментами, разных инфекционных болезнях.

Облучение ультрафиолетовой лампой применяется для лечения заболеваний разных систем:

• нервной;
• мочеполовой;
• эндокринной;
• опорно-двигательной и пр.

Важно учитывать, что УФ не является панацеей. Облучение – это вспомогательная процедура, которую использую в комплексе с основной терапией.

Санитария

Ультрафиолет – отличное средство дезинфекции. Его используют для обеззараживания воды, воздуха, поверхностей. Здесь задействуют ртутно-кварцевые лампы, которые генерируют лучи длиной 205-315 нм. Подобное излучение провоцирует разрушение структуры генов бактерий и приводит к их гибели.

Другие сферы

Ультрафиолетовое излучение – это красивый загар. Потому в соляриях используют именно такие волны в допустимой для человеческого организма концентрации. УФ-лампы помогают делать маникюр и педикюр. Гели быстро застывают под действием лучей.

Широко применяют ультрафиолет в экспертной деятельности. При помощи излучения проверяют подлинность картин, денег, наличие защитных элементов. Криминалисты обнаруживают следы крови на предметах и поверхностях.

Ещё одна популярная сфера – производство сушилок для обуви. Здесь используется такая концентрация ультрафиолета, которая уничтожает грибок и другие вредные микроорганизмы. УФ-сушилки обеззараживают, дезодорируют обувь. Поэтому специалисты советуют обязательно их использовать для удаления влаги из ботинок и просто при лечении грибка ног.

Неприятный запах обуви доставляет много неудобств. Снять ботинки в гостях, переодеться в тренажёрном зале или померить новую пару в магазине – всё это становится настоящим испытанием.

Один из самых частых вопросов в уходе за обувью это можно ли постирать кеды в домашних условиях без риска испортить их внешний вид? Можно ли стирать кеды в стиральной машине?

При знакомстве многие обращают внимание на обувь человека. Если она ухоженная и опрятная, сразу складывается хорошее впечатление о собеседнике.

Ультрафиолетовое излучение, виды, свойства и применение

Открытие ультрафиолетового излучения произошло благодаря работам нескольких ученых. Одним из первых был Уильям Рамзай в 1802 году. Он заметил, что при пропускании солнечного света через кристаллическую соль часть света поглощалась, а другая часть проходила через кристаллы. Это явление получило название «рассеяния света».

Через несколько лет, в 1814 году, Уильям Гершель обнаружил, что свет, пропущенный через кристаллы кварца, также поглощался. Это открытие позволило создать первый фильтр для ультрафиолетового излучения — кварцевую лампу.

Однако, настоящее открытие произошло в 1900 году, когда Макс Лауэ открыл его способность использоваться для изучения кристаллических структур. Благодаря этому открытию, ультрафиолетовое излучение стало использоваться в рентгеновской кристаллографии, которая стала одной из важнейших областей физики.

С тех пор ультрафиолетовое излучение нашло широкое применение в различных областях, включая медицину, косметологию, промышленность и научные исследования.

Виды ультрафиолетовое излучения

Существует несколько типов ультрафиолетового излучения (УФ), каждый из которых имеет свою длину волны и область применения. Вот основные характеристики:

А (УФ-А, UVA)

Это наиболее широко используемое излучение в косметологии и производстве солнцезащитных кремов. УФ-А имеет длину волны в диапазоне от 300 до 400 нм и отвечает за загар кожи. При воздействии на кожу УФ-А может вызывать фотостарение и повреждение ДНК.

В (УФ-В, UVB)

Этот тип излучения используется в дерматологии и медицине для лечения некоторых кожных заболеваний, например, псориаза. УФ-В имеет длину волны около 280 — 320 нм, что делает его более опасным, чем УФ-А.

С (УФ-С, UVC)

Это самое опасное излучение, которое имеет длину волны менее 200 нм. УФ-С используется в промышленности для обеззараживания и стерилизации, а также в научных исследованиях.

Эти типы ультрафиолетового излучения могут быть опасны для здоровья человека, если не использовать соответствующие меры предосторожности при их использовании.

Принцип работы

Принцип работы ультрафиолетового излучения основан на его способности вызывать фотохимические реакции в биологических материалах, таких как ДНК, белки и липиды. В общем случае, УФИ может привести к следующим основным эффектам:

• Разрыв водородных связей: УФИ нарушает водородные связи в молекулах воды, что приводит к образованию свободных радикалов и активных форм кислорода, которые могут вызывать окислительный стресс и повреждение клеток.
• Фотодимеризация тимина: В ДНК, тимин (T) является одним из четырех нуклеотидов, который особенно чувствителен к УФИ. Когда УФИ попадает на ДНК, оно может вызвать фотодимеризацию тимина, что может привести к ошибкам при репликации ДНК и увеличению риска развития рака.
• Фотоокисление белков: УФИ также может вызывать окисление белков, что влияет на их структуру и функцию.
• Фотолизис липидов: Ультрафиолетовое излучение может приводить к разложению липидов, что вызывает изменения в структуре и функции мембран клеток.
• Стимуляция выработки витамина D: Находясь под воздействием УФИ, наша кожа начинает вырабатывать витамин D, который играет важную роль в здоровье костей, иммунной системы и регуляции клеточного роста.

В целом, принцип работы ультрафиолетового излучения заключается в том, что оно вызывает различные фотохимические и фотобиологические реакции в биологических системах, что может приводить как к положительным, так и к отрицательным последствиям для здоровья.

Свойства УФ-излучения

Основные свойства ультрафиолетового излучения следующие:

• Высокая энергия: имеет более высокую энергию, чем видимый свет, и может повреждать клетки кожи, вызывать ожоги и даже рак.
• Биологическая активность: ультрафиолетовое излучение влияет на многие биологические процессы в живых организмах, такие как синтез витамина D, фотосинтез и иммунный ответ. Оно может быть использовано для лечения некоторых заболеваний, но также может вызывать рак кожи при длительном воздействии.
• Фотохимическое действие: вызывает фотохимические реакции в молекулах, что может приводить к изменению их структуры и функций.
• Космическое значение: ультрафиолетовое излучение является важным фактором в поддержании жизни на Земле, защищая нашу планету от вредного солнечного излучения и поддерживая озоновый слой.
• Безопасность: в некоторых случаях ультрафиолетовое излучение может приносить пользу для здоровья, например, при лечении некоторых кожных заболеваний, но продолжительное воздействие может приводить к ожогам и раку кожи. Поэтому важно использовать защиту от ультрафиолета и избегать длительного пребывания на солнце.

Применение ультрафиолетового излучения

В медицине

• Фотодинамическая терапия (ФДТ) — это метод лечения рака, основанный на использовании УФ-излучения для активации фотосенсибилизатора в опухоли. Фотосенсибилизатор поглощает УФ-свет и передает свою энергию на опухоль, вызывая ее гибель. ФДТ может быть использована для лечения рака кожи, меланомы, рака предстательной железы и других видов рака.
• Фототоксичность — это реакция организма на УФ-излучение, которое может привести к повреждению кожи, глаз или внутренних органов. Это может произойти при длительном пребывании на солнце без защиты или при использовании УФ-лампы для лечения определенных заболеваний.
• Фототерапия — лечение различных кожных заболеваний, таких как псориаз, экзема, акне и другие. УФ-лучи могут стимулировать выработку коллагена в коже, что способствует ее регенерации и улучшению ее состояния.

Кроме того, ультрафиолетовое излучение применяется для дезинфекции помещений и оборудования, что особенно важно в условиях пандемии COVID-19.

В косметологии

Ультрафиолетовое излучение находит широкое применение в косметологических процедурах. Вот несколько примеров его использования:

• Загар: ультрафиолетовые лампы в соляриях используются для создания естественного загара на коже без воздействия прямых солнечных лучей. Это позволяет достичь красивого оттенка кожи без риска ожогов.
• Лечение кожных заболеваний: ультрафиолетовые лучи обладают антибактериальным действием, что позволяет использовать их для лечения акне, псориаза, экземы и других кожных проблем.
• Защита кожи: УФ помогает защитить кожу от вредных ультрафиолетовых лучей солнца. Использование солнцезащитных кремов с высоким фактором защиты SPF (Sun Protection Factor) и ношение защитной одежды при длительном пребывании на солнце может снизить риск солнечных ожогов и других негативных последствий.
• Создание специальных эффектов: в косметологических салонах для создания световых татуировок, рисунков и других эффектов на коже.
• Омоложение кожи: некоторые косметические процедуры, такие как лазерная шлифовка и микродермабразия, используют ультрафиолетовое излучение для удаления ороговевших клеток и стимуляции процессов регенерации кожи.

В промышленности

Ультрафиолетовое (УФ) излучение используется в различных отраслях промышленности, включая:

• Фотолитография — процесс создания микроэлектронных устройств на полупроводниковых пластинах путем облучения ультрафиолетовым светом.
• Стерилизация — УФ-излучение используется для уничтожения бактерий, вирусов и других микроорганизмов на поверхности материалов.
• Освещение — УФ-лампы используются для освещения помещений, например, в больницах, лабораториях и производственных цехах.
• Производство красок — УФ-свет применяется для полимеризации красок и создания специальных эффектов на поверхности изделий.
• Обработка воды — используются для очистки воды от бактерий и других загрязнителей.
• Фотохимическая обработка — применяется в промышленности для очистки воды, воздуха и поверхностей от различных загрязнений. УФ-излучение может использоваться для дезинфекции воды, удаления вредных веществ из воздуха и очистки поверхностей от бактерий и вирусов.

В науке

• Физика и химия: УФ-излучение играет важную роль в физике и химии. Оно используется для изучения структуры молекул и атомов, определения химических связей и реакций. Например, УФ-свет может быть использован для анализа состава органических соединений и определения их структуры.
• Биология: для изучения биологических процессов. Например, он может помочь в изучении фотосинтеза у растений и животных, а также в исследовании структуры ДНК и РНК. УФ-излучение также может быть использовано в генетических исследованиях для изучения мутаций и наследственности.
• Материаловедение: УФ-излучение имеет важное значение в материаловедении. Оно может использоваться для синтеза новых материалов с заданными свойствами. Например, УФ-излучением можно создать полимерные материалы с особыми оптическими свойствами, которые могут быть использованы в оптической промышленности.
• Техника: yапример, можно использовать для создания солнечных батарей, которые преобразуют свет в электричество.

В энергетике

Ультрафиолетовое излучение находит применение в различных областях энергетики, включая солнечную энергетику, ядерную энергетику и энергетику на основе возобновляемых источников.

• Солнечная энергетика — использует солнечные панели, которые преобразуют энергию солнечного света в электрическую энергию. Солнечные панели используют фотогальванические элементы, которые поглощают ультрафиолетовое излучение и преобразуют его в электричество.
• Ядерная энергетика — применяет ядерные реакторы для производства энергии путем расщепления атомов. В ядерных реакторах используется ультрафиолетовое излучение, чтобы инициировать ядерные реакции.

Энергетика на основе возобновляемых источников, таких как ветер и гидроэнергетика, также использует ультрафиолетовое излучение. Например, ветрогенераторы используют ультрафиолетовое излучение для обнаружения наличия ветра, а гидроэлектростанции используют ультрафиолетовое излучение для очистки воды перед ее использованием.