Как работает и греет солнце. Солнечные лучи. Плюсы и минусы

Спектральный состав солнечной радиации меняется в зависимости от высоты Солнца над горизонтом.

По международной классификации выделяют:

1. Инфракрасное излучение – 760-2600 (3000) нм

2. Видимое излучение – 400-760 нм

3. Ультрафиолетовое излучение – на границе с атмосферой 400-100 нм, на поверхности земли – 400-290 нм

Все виды излучений отличаются друг от друга длиной волны (частотой колебаний) и энергией кванта. Чем меньше длина волны, тем больше энергия кванта и тем соответственно более выражено биологическое действие данного излучения. Следовательно, наибольшей биологической активностью характеризуется ультрафиолетовое излучение.

Инфракрасное излучение составляет большую часть солнечного спектра (до 50%). Ультрафиолетовые лучи занимают 5% спектра на границе с атмосферой и 1% УФ-излучения достигает поверхности земли. Коротковолновая часть УФ-излучения (менее 300 нм) задерживается озоновым слоем Земли.

Реакция организма на действие солнечного света является результатом действия всех частей спектра. Солнечную радиацию воспринимают кожа и глаза. В основе физиологического действия солнечных лучей лежат различные фотохимические реакции, возникновение которых зависит от длины волны и энергии поглощенных квантов действующего излучения.

Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение образуется всяким телом, температура которого выше абсолютного нуля. Чем больше оно нагрето, то есть чем выше его температура, тем выше интенсивность излучения. Инфракрасное излучение проникает сквозь атмосферу, воду, почву, одежду, оконные стекла.

Коэффициент поглощения инфракрасных лучей связан с длиной волны, которая обусловливает глубину проникновения.

По длине волны инфракрасное излучение подразделяется на :

1. длинноволновое (свыше 1400 нм) - задерживается поверхностными слоями кожи и проникает на глубину до 3 мм, в результате ускоряется обмен веществ, усиливается кровоток, рост клеток и регенерация тканей, но в больших дозах может вызывать чувство жжения.

2. средневолновое (длина волны 1000 – 1400 нм)

3. коротковолновое (длина волны от 760 до 1000 нм) обладает большой проникающей способностью. Проникает на глубину 4-5 см, 14% лучей в пределах длин волн 1000-1400 нм - на глубину 3-4 см.

ИК-излучение оказывает :

1. тепловое действие - воздействуя на молекулы и атомы веществ, усиливая их колебательные движения, ИК-излучение приводит к повышению температуры биосубстрата.

2. фотохимическое действие – связано с поглощением энергии тканями и клетками, что ведет к активизации ферментных процессов и, как следствие, к ускорению обмена веществ, образованию БАВ, усилению процессов регенерации, иммуногенеза. ИК-излучение оказывает местное и общее воздействие.

При локальном воздействии на ткани ИФ-излучение несколько ускоряет биохимические реакции, ферментативные и иммунобиологические процессы, рост клеток и регенерацию тканей, кровоток, усиливает биологическое действие УФ-лучей.

Общее действие проявляется противовоспалительным, болеутоляющим, общетонизирующим эффектами. Эти эффекты широко используются в физиотерапии - с помощью использования искусственных источников ИК-излучения для лечения заболеваний воспалительного характера с целью уменьшения болевого синдрома при ревматизме, остеохондрозе и т.д.

3. влияет на климат и микроклимат. Вследствие неравномерного нагревания земной поверхности и испарения воды происходит движение воздуха и водных масс, формирование циклонов и антициклонов, теплых и холодных течений, разнообразие климатических зон, погодных условий, которые опосредованно влияют на человека.

При оптимальной интенсивности ИК-излучение вызывает приятное тепловое ощущение.

Отрицательное воздействие ИК-излучения связано с тепловым эффектом, так как возможно перегревание организма с развитием теплового или солнечного удара.

Видимое излучение

Видимое излучение воздействует на кожу (проникает на глубину 2,5 см) и глаза. Кожа неодинаково поглощает видимые лучи. Красные лучи проникают на глубину 2,5 см в количестве 20%, фиолетовые до 1%.

Биологическое действие :

1. вызывает световое ощущение. Связано с фотохимическим действием, которое проявляется в возбуждении молекул зрительных пигментов сетчатки глаза. В результате в сетчатке возникают электрические импульсы, вызывающие ощущение света. Таким образом, видимые лучи имеют информационное значение (информация об объеме, цвете, форме и т.д.)

2. оказывает благоприятное действие на организм, стимулирует его жизнедеятельность, улучшает общее самочувствие, эмоциональное настроение, повышает работоспособность. Плохое освещение отрицательно сказывается на функции зрительного анализатора, в результате чего быстро развивается утомление.

3. усиливает обмен веществ, иммунологическую реактивность, улучшает деятельность других анализаторов, активизирует процессы возбуждения в коре головного мозга.

4. тепловое действие – около 50% общей тепловой энергии солнечного спектра приходится на видимое излучение.

5. оздоровление окружающей среды

6. психогенное значение. Видимое излучение способно создавать гамму цветов, которые оказывают различное действие на человека. Отношение к цветам очень индивидуальное и каждый цвет вызывает у человека определенные ощущения (голубой – чувство прохлады, успокаивающее действие, зеленый – спокойствие, надежность, ярко-желтый – раздражение, красный – возбуждение, фиолетовый и синий – угнетают и способствуют засыпанию, синий способен усиливать состояние депрессии).

7. интенсивность и цвет видимого света на протяжении суток меняется, что имеет сигнальный характер и определяет суточный биологический ритм активности человека, служит источником рефлекторной и условнорефлекторной деятельности.

В процессе эволюции человек стал вести активный образ жизни в светлый период суток. Видимый свет влияет на режим сна и бодрствования, а, следовательно, и на физиологические функции организма (регуляция температуры тела, уровня гормонов и т. д.). Сейчас существует понятие синдрома «световое голодание», которое характеризуется снижением работоспособности, эмоциональной нестабильностью, повышенным аппетитом и потребностью во сне. Такой синдром возникает у людей в осенне-зимний период, при проживании за Полярным кругом, у работающих в ночную смену и т.д.

УФ – та часть солнечного излучения, которая придает коже приятный коричневый оттенок и способствует выработке в организме витамина Д, необходимого для костей. Этот витамин также участвует в регуляции деления клеток и даже в некоторой мере предотвращает развитие рака толстой кишки и желудка. Под действием солнечных лучей вырабатываются так называемые «гормоны удовольствия», эндорфины.

Организм человека умеет защищаться от вредоносных соединений, вырабатываемых под воздействием солнечных лучей. Повреждения ДНК быстро восстанавливаются благодаря особой системе, контролирующей ее целостность. А если все-таки произошло изменение в клетке, она распознается иммунной системой как чужеродная и уничтожается. К сожалению, иногда организм не справляется с этими повреждениями, тем более что УФ подавляет активность иммунной системы. Именно поэтому, приехав из теплых стран, человек нередко простывает.

В то же время, подавление иммунной системы – главный механизм лечения с помощью ультрафиолета таких заболеваний, как , атопический дерматит и некоторых других заболеваний кожи.

УФ разделяется на три спектра в зависимости от длины волны. Каждый спектр имеет свои особенности воздействия на организм человека.

Спектр С имеет длину волны от 100 до 280 нм. Это самый активный диапазон, лучи легко проникают через кожные покровы и вызывают разрушительное действие на клетки организма. К счастью, такие лучи практически не доходят до поверхности Земли, а поглощаются озоновым слоем атмосферы.
Спектр Б (УФБ) имеет длину волны 280-320 нм и составляет около 20% от всего УФ-излучения, попадающего на поверхность Земли. Эти лучи дают покраснение на коже во время пребывания на солнце. Они быстро вызывают образование активных соединений в коже человека, воздействуя на ДНК и вызывая нарушение ее структуры.
Спектр А, длина волны которого 320-400 нм, составляет почти 80% УФ-излучения, попадающего на кожу человека. Благодаря большей длине волны, эти лучи обладают в 1000 раз меньшей энергией, чем УФБ, поэтому почти не вызывают солнечных ожогов. Они значительно меньше способствуют выработке биологически активных веществ, способных оказать влияние на ДНК. Однако эти лучи проникают глубже, чем УФБ, а вырабатываемые ими вредные вещества остаются в коже значительно дольше.

Загар – это в первую очередь повреждение кожи.

Повреждающее действие солнца постепенно накапливается в организме, и может дать о себе знать многие годы спустя в виде рака кожи.

Родители, пожалуйста, обратите внимание: если ребенок получил солнечный ожог, после которого образовались пузыри, особенно если это случилось не один раз, опасность развития меланомы в будущем увеличивается в несколько раз!

Люди по-разному защищены от вредного воздействия солнечных лучей. Люди со смуглой кожей имеют более сильную защиту, а люди с рыжими волосами или блондины с голубыми глазами больше других подвержены повреждающему воздействию солнечных лучей.

УФ иногда может способствовать развитию зудящих высыпаний. При солнечной крапивнице зудящие высыпания, напоминающие ожог крапивой, развиваются в период от 30 минут до двух часов после облучения. Полиморфная световая сыпь – через 1-2 дня. Это заболевание тоже проявляется зудящими высыпаниями на месте облучения, но проходят они медленнее, чем солнечная крапивница, и выглядят по-другому. Есть и другие заболевания, для которых УФ является стимулом к развитию. Например, красная волчанка, розацеа, пеллагра (недостаток витамина В3), и другие.

Многие лекарства, принятые внутрь, могут привести к высыпаниям на коже под воздействием солнечных лучей. Есть некоторые травы, которые после контакта с кожей на солнце вызывают сильное покраснение и образование пузырей. Прежде всего, это растения из семейства зонтичных, среди которых самое сильное – борщевик. Кроме того, такой дерматит могут вызвать сельдерей, петрушка, лайм, пастернак и другие.

Как защититься от вредного воздействия солнца, и в то же время получить пользу и удовольствие от него?

Ответ прост: необходимо использовать солнцезащитный крем. Совсем не обязательно брать крем с максимальной защитой (SPF 50+). Препарат, имеющийSPF 15, уже на 80% защищает от солнечных лучей. А это значит, что часть УФБ достигнет кожи и окажет свое положительное влияние. Для того, чтобы защитные кремы от солнца были эффективны, рекомендуется их наносить за 20 минут до солнечной ванны, и возобновлять их нанесение согласно рекомендациям, обычно каждые 2 часа. Но будьте осторожны, использование этих препаратов вовсе не означает, что можно находиться под солнцем бесконечно долго. Именно эта ошибка в свое время привела к резкому увеличению заболеваемости меланомой – из-за отсутствия явных солнечных ожогов благодаря защитному крему, некоторые загорали слишком долго.

Ученые обнаружили, что для того, чтобы организм выработал нужное ему количество витамина Д, достаточно 10-15 минут в день «показывать солнцу» лицо и кисти рук.

Специалисты Клиники дерматовенерологии иаллергологии – иммунологии ЕМС с радостью дадут подробные рекомендации по защите от солнца Вам и всей вашей семье.

Вопросы к занятию
1. Характеристика солнца как источника энергии. 2. Солнечная активность и влияние ее на здоровье человека. 3. Значение видимой части солнечной энергии в жизнедеятельности организма человека. 4. Характеристика ультрафиолетовой радиации и ее гигиеническая оценка. 5. Использование искусственных источников ультрафиолетового излучения. Солнечное голодание и его профилактика. 6. Инфракрасное излучение и его влияние на организм человека. Цель занятия
Ознакомить студентов со значением солнечной радиации в жизни человека.
Указания для самостоятельной работы студентов
1. Определить биодозу у здорового человека с помощью биодозиметра Горбачева-Дальфельда, используя излучение ртутно-кварцевой лампы (ПРК). 2. Ознакомиться с расчетом установок для санации воздуха помещений искусственными источниками ультрафиолетового излучения - лампами БУВ. 2

1. Определение биодозы у здорового человека В настоящее время практически применяются три типа искусственных источников ультрафиолетового излучения.
1. Эритемные люминесцентные лампы (ЭУВ) - источники ультрафиолетового излучения в областях А и В. Максимум излучения лампы - область В (313 нм). Лампа применяется для профилактического и лечебного облучения детей. 2. Прямые ртутно-кварцевые лампы (ПРК) и дуговые ртутно-кварцевые лампы (ДРТ) являются мощными источниками излучения в ультрафиолетовых областях А, В, С и видимой частях спектра. Максимум излучения лампы ПРК находится в ультрафиолетовой части спектра в области В (25% всего излучения) и С (15% всего излучения). В связи с этим лампы ПРК применяются как для облучения людей профилактическими и лечебными дозами, так и для обеззараживания объектов внешней среды (воздуха, воды и т.д.). 3. Бактерицидные лампы из увиолевого стекла (БУВ) являются источниками ультрафиолетового излучения в области С. Максимум излучения ламп БУВ - 254 нм. Лампы применяются только для обеззараживания объектов внешней среды: воздуха, воды, различных предметов (посуды, игрушек). Пороговой эритемной дозой, или биодозой, называется количество эритемного облучения, которое вызывает едва заметное покраснение - эритему - на коже незагорелого человека спустя 6-10 часов после облучения. Эта пороговая эритемная доза непостоянна: она зависит от пола, возраста, состояния здоровья и других индивидуальных особенностей.
Биодоза устанавливается экспериментально у каждого или выборочно у наиболее ослабленных лиц, которые будут подвергаться облучению. Определение биодозы проводится с помощью биодозиметра тем же источником искусственного ультрафиолетового излучения, который будет применен для профилактического облучения (лампы ЭУВ или ПРК).
На сгибательной поверхности предплечья или на эпигастральной области укрепляют биодозиметр Горбачева-Дальфельда, представляющий собой пластинку из нержавеющей стали с 6 отверстиями. Облучаемая поверхность должна находится на расстоянии 1 м от источника. Закрывая последовательно отверстия биодозиметра (через 1 минуту), определяют минимальное время облучения, после которого через 6-10 часов появляется эритема.
Экспериментально установлено, что для профилактики ультрафиолетовой недостаточности здоровым людям необходимо ежедневно получать 1/10-3/4 биодозы.
2. Расчет установок для санации воздуха помещений искусственными источниками ультрафиолетового излучения - лампами БУВ
Наибольшее практическое значение имеет применение ламп БУВ для дезинфекции или санации воздуха закрытых помещений с большим скоплением людей; ожидальные поликлиник, групповые комнаты детских садов, помещения для рекреаций в школах и т.д. Существует 2 метода санации воздуха помещений лампами БУВ: в присутствии людей в помещении и в их отсутствии.
Мощность бактерицидного облучения ламп БУВ зависит от мощности, потребляемой лампой из сети. При расчете бактерицидной установки необходимо, чтобы на 1 м3 объема данного помещения приходилось 0,75-1 вт мощности, потребляемой лампой из сети (Промышленность производит лампы номинальной мощностью 15 вт (БУВ-15), 30 вт (БУВ-30) и 60 вт (БУВ-60)).
Время облучения воздуха в закрытых помещениях не должно превышать 8 часов в сутки. Лучше всего производить облучение 3 - 4 раза в день с перерывами для проветривания помещения, так как образуются озон и окислы азота, ощущаемые как посторонний запах.
Приложение 1
Солнечная активность, влияние ее изменений на здоровье человека

Если на границе земной атмосферы ультрафиолетовая часть солнечного спектра составляет 5%, видимая часть - 52% и инфракрасная часть - 43%, то у поверхности земли ультрафиолетовая часть составляет 1%, видимая - 40% и инфракрасная часть солнечного спектра - 59%.
Например, на высоте 1000 м интенсивность солнечной радиации состав

. .
ляет 1,17 кал/(см2 мин); на высоте 2000 м она увеличится до 1,26 кал/(см2 мин), на высоте 3000 м - до 1,38 кал/(см2 . мин). В зависимости от высоты стояния солнца над горизонтом изменяется отношение прямой солнечной радиации к рассеянной, что имеет существенное значение в оценке биологического действия солнечной радиации. Например, при высоте стояния солнца над горизонтом 400 это отношение составляет 47,6%, а при высоте стояния солнца 600 оно увеличивается до 85%.
5

Кроме общебиологического влияния на все системы и органы, ультрафиолетовая радиация оказывает специфическое действие, свойственное определенному диапазону волн. Известно, что коротковолновая ультрафиолетовая радиация с диапазоном волн от 275 до 180 мкм повреждает биологическую ткань. На поверхности земли биологические объекты не подвергаются губительному действию коротковолновой ультрафиолетовой радиации, так как в верхних слоях атмосферы происходят рассеяние и поглощение волн с длиной волны менее 290 мкм. На поверхности земли зарегистрированы наиболее короткие из всего спектра ультрафиолетовой радиации волны в диапазоне от 290 до 291 мкм.
Ультрафиолетовая радиация в диапазоне волн от 320 до 275 мкм оказывает специфическое антирахитическое действие, что проявляется в синтезе витамина D. Ультрафиолетовая радиация антирахитического спектра относится к коротковолновой радиации, поэтому легко поглощается и рассеивается в запыленном атмосферном воздухе.
6

Длинноволновая часть солнечного спектра представлена инфракрасными лучами. По биологической активности инфракрасные лучи делятся на коротковолновые с диапазоном волн от 760 до 1400 мкм и длинноволновые с диапазоном волн от 1500 до 25 000 мкм. Все неблагоприятные воздействия инфракрасного цвета возможны лишь при отсутствии надлежащих мер защиты и профилактических мероприятий. Одна из важных задач санитарного врача заключается в своевременном предупреждении заболеваний, связанных с неблагоприятным воздействием инфракрасной радиации.
Дневная освещенность на открытой площадке зависит от погоды, поверхности почвы, высоты стояния солнца над горизонтом. Запыленность воздуха заметно влияет на дневную освещенность. При низкой освещенности быстро наступает зрительное утомление, снижается работоспособность. Большое значение имеет чистота стекол. Загрязненные стекла, особенно при двойном остеклении, снижают естественную освещенность до 50-70%.
Значение видимой части спектра солнечной энергии в жизнедеятельности человека

Дневная освещенность на открытой площадке зависит от погоды, поверхности почвы, высоты стояния солнца над горизонтом. Средняя освещенность по месяцам в средней полосе России колеблется в широких пределах - от 65 000 лк в августе до 1000 лк и менее в январе.
Запыленность воздуха заметно влияет на дневную освещенность. В крупных промышленных городах естественная освещенность на 30-40% меньше, чем в районах с относительно чистым атмосферным воздухом. Минимальная освещенность наблюдается и ночью. В безлунную ночь освещенность создается светом звезд, рассеянным свечением атмосферы и собственным свечением ночного неба. Небольшой вклад в общую освещенность вносит свет, отраженный от светлых земных объектов.
Видимый свет оказывает общебиологическое действие. Это проявляется не только в специфическом влиянии на функции зрения, но и в определенном воздействии на функциональное состояние центральной нервной системы и через нее на все органы и системы организма. Организм реагирует не только на ту или иную освещенность, но и на весь спектр солнечного света. Оптимальные условия для зрительного аппарата создают волны зеленой и желтой зоны спектра.

Многочисленными физиологическими работами отечественных ученых Н.Г. Введенский, В.М. Бехтерев, Н.Ф. Галанин, СВ. Кравков) показано благоприятное влияние на нервно-мышечную возбудимость и психическое состояние красно-желтого света и угнетающее действие сине-фиолетовых лучей.
Хромотерапия - это бесконтактный метод лечения светом и цветом, эффективность которого научно доказана. Он основан на том, что свет, являясь электромагнитным излучением, проникает через ткани и несет необходимую энергию. Все цвета имеют свое излучение, несущее ту или иную информацию. Воздействие соответствующего цвета на определенный внутренний орган может быть целительно. Хромотерапия применяется для лечения не только физических, но и психических заболеваний и расстройств.
Все цвета имеют свое излучение, свою длину волны, способную нести информацию, по-разному воздействуя на разные органы человека. Цветом можно лечить физическое и корригировать психическое состояние человека.
Цвет - это окрашенный световой поток различной интенсивности, а свет
- это энергия. Ученые установили, что под действием определенных цветов в организме человека происходят физиологические изменения. Цвета могут стимулировать, возбуждать, подавлять, успокаивать, повышать и подавлять аппетит, создавать ощущение холода или теплоты. Это явление называется «хромодинамика». Древние цивилизации поклонялись солнцу - источнику света и цвета. Цветотерапия настраивает наши биологические часы, восстанавливает иммунную, половую, эндокринную и нервную системы. Цвет влияет на физическое состояние человека.
В обстановке с преобладанием красного цвета увеличивается мускульное напряжение, ускоряется ритм дыхания и повышается давление.
Оранжевый усиливает кровоток и улучшает пищеварение.
Желтый - стимулирует зрение, а светло-желтый успокаивает.
В зеленом окружении у человека оптимизируется кровяное давление, расширяются сосуды.
В голубой комнате замедляется дыхание и наступает болеутоляющий эффект. Кроме того, голубой цвет обладает антисептическими свойствами.
Об использовании синего цвета в лечебных целях можно услышать чаще всего, когда речь идет о бессоннице. Видимо, синий цвет тут способен помочь потому, что он умиротворяет.
Фиолетовый цвет улучшает работу сердечно-сосудистой системы, снижает температуру и аппетит, облегчает течение простудных заболеваний.
Особое гигиеническое значение света заключается в его влиянии на функции зрения. Основные функции зрения - острота зрения (способность глаза различать две точки как изолированные при максимально малом расстоянии между ними), контрастная чувствительность (способность различать степень яркости), быстрота различения (минимальное время установления величины и формы детали), устойчивость ясного видения (время ясного видения предмета).
Физиологический уровень зрения в известных пределах индивидуален, но всегда зависит от освещенности, цвета фона и детали, величины рабочих деталей и т. д.
При низкой освещенности быстро наступает зрительное утомление, снижается работоспособность. Например, при зрительной работе в течение 3 ч при освещенности 30-50 лк устойчивость ясного видения снижается на 37%, а при освещенности 100-200лк она снижается только на 10-15%. Гигиеническое нормирование освещенности рабочих мест устанавливается в соответствии с физиологическими особенностями зрительных функций. Создание достаточной естественной освещенности в помещениях имеет большое гигиеническое значение.

Естественное освещение помещений возможно не только от прямого солнечного облучения, но и от рассеянного и отраженного света от небосвода и земной поверхности.
Естественная освещенность помещений зависит от ориентации светопроемов по странам света. Ориентация окон на южные румбы способствует более длительной инсоляции помещений, чем ориентация на северные румбы. При восточной ориентации окон прямые солнечные лучи проникают в помещение в утренние часы, при западной ориентации инсоляция возможна во второй половине дня.
На интенсивность солнечного освещения помещений влияет также затемнение близлежащими зданиями или зелеными насаждениями. Если в окно невиден небосвод, то в помещение не проникают прямые солнечные лучи, освещение обеспечивается только рассеянными лучами, что ухудшает санитарную характеристику помещения.
На подоконнике при открытом окне интенсивность ультрафиолетового облучения составляет 50% общего количества ультрафиолетовых лучей на улице; в комнате на расстоянии 1 м от окна ультрафиолетовое облучение уменьшается еще на 25-20% и на расстоянии 2 м оно не превышает 2-3% ультрафиолетовых лучей на улице.
Плотная застройка квартала, близкое расположение домов приводит к еще большей потере солнечной радиации, в том числе и ее ультрафиолетовой части. Больше всего затеняются помещения, расположенные в нижних этажах, и в меньшей степени - помещения верхних этажей. На освещенность естественным светом влияют некоторые строительно-архитектурные факторы - конструкция светопроемов, затеняющие строительно-архитектурные детали, окраска стен здания и т. д. Большое значение имеет чистота стекол. Загрязненные стекла, особенно при двойном остеклении, снижают естественную освещенность до 50-70%.
Современное градостроительство учитывает эти факторы. Большие светопроемы, отсутствие затеняющих деталей, светлая окраска домов создают благоприятные условия для хорошей естественной освещенности жилых помещений.

Ультрафиолетовая радиация и ее гигиеническое значение

С физической точки зрения солнечная энергия представляет собой поток электромагнитных излучений с различной длиной волны. Спектральный состав солнца колеблется в широком диапазоне от длинных волн до волн исчезающе малой величины.
Наиболее биологически активна ультрафиолетовая часть солнечного спектра, которая у поверхности земли представлена потоком волн в диапазоне от 290 до 400 мкм.
Ультрафиолетовые лучи дают бактерицидный эффект. Под влиянием естественного ультрафиолетового облучения бактерицидного спектра происходит санация воздушной среды, воды, почвы. Бактерицидным свойством обладают лучи с длиной волны от 180-275 мкм. Слабое бактерицидное действие оказывает солнечная радиация в диапазоне волн от 200 до 310 мкм. Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей, доходящих до поверхности земли, снижается, так как диапазон этих волн ограничен 290-291 мкм.
Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей было обнаружено около 100 лет назад. Бактерицидное действие УФ излучения, в основном, обусловлено 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 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. Последнее свойство исключительно выгодно отличает его от всех химических способов дезинфекции. Ультрафиолет эффективно обезвреживает микроорганизмы, например такого вида, как известный индикатор загрязнения Е. Coli.
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 УФтехнологии 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.
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.
Для использования бактерицидного эффекта ультрафиолетовой радиации имеются специальные лампы, дающие лучи бактерицидного спектра, как правило, с меньшей длиной волны, чем в естественном солнечном спектре. Таким образом проводится санация воздушной среды в операционных, микробиологических боксах, помещениях для приготовления стерильных лекарств, сред и т. д. С помощью бактерицидных ламп возможно обеззараживание молока, дрожжей, безалкогольных напитков, что увеличивает сроки их хранения. Бактерицидное действие искусственного ультрафиолетового излучения используется для обеззараживания питьевой воды. При этом не изменяются органолептические свойства воды, в воду не вносятся посторонние химические вещества.
Ультрафиолетовое излучение наиболее активно в отношении бактерий и вирусов и малоэффективно в отношении грибов и споровых форм бактерий.
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. Поскольку каждая пылинка или песчинка препятствует доступу УФ-лучей к микроорганизмам, то
УФ-излучение обеспечивает эффективное обеззараживание только чистого не запыленного воздуха и чистых поверхностей.
Бактерицидные лампы широко применяются для обеззараживания воздуха в помещениях, поверхностей (потолков, стен, пола) и оборудования в помещениях с повышенным риском распространения воздушно-капельных и кишечных инфекций.
Эффективно их использование в бактериологических, вирусологических лабораториях и в других функциональных помещениях. Перечень помещений, в которых должны устанавливаться бактерицидные облучатели, может быть при необходимости расширен отраслевыми санитарными правилами, касающимися устройства, оборудования и содержания этих помещений, или другой нормативной документацией, согласованной с органами Роспотребнадзора.
По конструкции облучатели подразделяются на три группы - открытые (потолочные или настенные), комбинированные (настенные) и закрытые. Облучатели открытого типа и комбинированные предназначены для обеззараживания помещения при отсутствии в нем людей или при кратковременном их пребывании в помещении. Подача и отключение питания бактерицидных установок с открытыми облучателями от электрической сети должны осуществляться при помощи отдельных выключателей, расположенных вне помещения у входной двери.
Облучатели закрытого типа (рециркуляторы) применяют для обеззараживания воздуха в присутствии людей с помощью обеззараживания воздушного потока в процессе его циркуляции через корпус. Выключатели для установок с закрытыми облучателями устанавливаются в любом удобном месте, там, где это необходимо. Над каждым выключателем должна быть надпись «Бактерицидные облучатели». На помещения с бактерицидными установками должен быть оформлен акт ввода их в эксплуатацию и заведен журнал регистрации и контроля.
Лампа бактерицидная:
Лампы бактерицидные (F30T8) представляют собой газоразрядные лапы низкого давления на парах ртути. Лампа бактерицидная применяется в установках для обезвреживания бактерий, вирусов и других простейших организмов.
Лампа бактерицидная имеет следующие варианты применения: для уничтожение или дезактивация бактерий, микробов и других микроорганизмов для дезинфекция воздуха, воды и поверхностей в больницах, НИИ бактериологии, фармацевтических предприятиях и предприятиях пищевой промышленности, например на молочных, пивоваренных заводах и в пекарнях для дезинфекция питьевой воды, сточных вод, плавательных бассейнов, систем кондиционирования, холодных складских помещений, упаковочных материалов и т.д. используются в целом ряде фотохимических процессов. Лампа бактерицидная получила широкое распространение в медицине.
Кварцевая лампа Солнышко предназначена для внутриполосных облучений при лечении воспалительных заболеваний (ангина, ринит любого происхождения, отит, аллергический насморк, фурункул слухового прохода и т.д.), кожных и ряда других заболеваний в лечебных, лечебно-профилактических, санаторно-курортных учреждениях, а также на дому.
Вентиляционные УФ секции обеззараживания воздуха
УФ-секции предназначены для обеззараживания воздуха в системах вентиляции помещений лечебно-профилактических учреждений, в производственных, жилых, торговых зданиях, на предприятиях пищевой промышленности, а также в овощных и фруктовых хранилищах.
Медицинские УФ бактерицидные камеры предназначены для хранения стерильных медицинских изделий, взамен старому методу с использованием простыней и применимы для любого профиля медицинской деятельности, а именно в: операционных блоках; перевязочных кабинетах; роддомах; гинекологических консультациях; стоматологических клиниках; кабинетах общего приема. Принцип работы основан на бактерицидном действии облучающего ультрафиолетового света. Работа с камерами безопасна для здоровья пользователя в связи с тем, что УФ лампа не озонирует, а оригинальная конструкция крышки камеры обеспечивает полную защиту от ультрафиолетового облучения персонала без её отключения и исключает перемешивание стерильного воздуха внутри камеры с нестерильным, находящимся снаружи. Невостребованные медицинские изделия сохраняют стерильность 7 суток.
Личная индикация УФ излучения
Человек с этим излучением сталкивается довольно часто. Во-первых, в силу своих профессиональных обязанностей -на производстве микросхем, в соляриях, в банках или обменных пунктах, где подлинность денежных купюр проверяют ультрафиолетом, в медицинских учреждениях, где УФ- излучением дезинфицируют приборы или помещение. Другая группа риска - жители средних широт, когда над их головами внезапно открывается озоновая дыра. Третья
-отдыхающие на южном взморье, особенно когда это взморье расположено в районе экватора. Всем им было бы полезно знать, когда полученная организмом доза превышает критический уровень, чтобы вовремя укрыться от опасного ультрафиолета. Лучшее средство для такой оценки -личный индикатор. И они есть, например пленки, которые меняют свой цвет, получив критическую дозу. Но такие пленки одноразовые. А материаловеды из НПО "Композит", что в подмосковном городе Королеве, решили сделать многоразовое устройство на основе кристалла иодида калия. Чем больше синего и ультрафиолетового излучение прошло через такой кристалл, тем глубже синий цвет. Если же поток ультрафиолета прервать, то кристалл через несколько часов вновь станет бесцветным. Так получается индикатор, которым можно пользоваться долго, он выдерживает более ста циклов изменения цвета. Индикатор дает лишь качественную, но не количественную оценку ситуации: если посинел, значит, доза ультрафиолета перевалила за допустимую. 19

Изготавливать индикатор ученые предлагают в виде кулона или значка. На нем закрепляют кристалл, рядом располагают цветовую шкалу значений полученной дозы. Поскольку иодид калия разрушается под действием влаги, его защищают веществом, пропускающим ультрафиолет, например, кварцевым стеклом. Пользоваться таким устройством просто: нужно вынести на солнышко. Если кристалл за несколько минут посинел, значит, Солнце неспокойно, озона в небе мало и опасный ультрафиолет легко достигает поверхности Земли. В такой день солнечные ванны следует отменить. На всякий случай. К сожалению, эта разработка входит в число замечательных идей наших ученых, которые не могут перешагнуть порог лаборатории.
Солнечное голодание и его профилактика

С физической точки зрения солнечная энергия представляет собой поток электромагнитных излучений с различной длиной волны.
Солнечная радиация является мощным лечебным и профилактическим фактором, она влияет на все физиологические процессы в организме, изменяя обмен веществ, общий тонус и работоспособность.
Ультрафиолетовая радиация в диапазоне волн от 320 до 275 мкм оказывает специфическое антирахитическое действие, что проявляется в фотохимических реакциях ультрафиолетовой радиации этого диапазона в синтезе витамина D. При недостаточном облучении ультрафиолетовыми лучами антирахитического спектра страдают фосфорно-кальциевый обмен, нервная система, паренхиматозные органы и системы кроветворения, снижаются окислительно-восстановительные процессы, нарушается стойкость капилляров, снижается работоспособность и сопротивляемость простудным заболеваниям. У детей возникает рахит с определенными клиническими симптомами. У взрослых нарушение фосфорно-кальциевого обмена на почве гиповитаминоза D проявляется в плохом срастании костей при переломах, ослаблении связочного аппарата суставов, в
быстром разрушении эмали зубов. Как указывалось выше, ультрафиолетовая радиация антирахитического спектра относится к коротковолновой радиации, поэтому легко поглощается и рассеивается в запыленном атмосферном воздухе.
В связи с этим жители промышленных городов, где атмосферный воздух загрязнен различными выбросами, испытывают «ультрафиолетовое голодание».
Недостаточность естественного ультрафиолетового излучения испытывают также жители дальнего Севера, рабочие угольной и горнорудной промышленности, лица, работающие в темных помещениях, и т.д. Для восполнения естественного солнечного облучения эти контингенты людей дополнительно облучают искусственными источниками ультрафиолетовой радиации либо в специальных фотариях, либо путем комбинации осветительных ламп с лампами, дающими излучение в спектре, близком к естественному ультрафиолетовому облучению. Наиболее перспективно и практически реально обогащение светового потока осветительных установок эритемной составляющей. Многочисленные исследования по профилактическому облучению населения Крайнего Севера, подземных рабочих угольной и горнорудной промышленности, рабочих темных цехов и других контингентов говорят о благотворительном влиянии искусственного ультрафиолетового облучения на ряд физиологических функций организма и работоспособность. Профилактическое облучение ультрафиолетовыми лучами улучшает самочувствие, повышает сопротивляемость простудным и инфекционным заболеваниям, увеличивает работоспособность. Недостаточность ультрафиолетовой радиации неблагоприятно действует не только на здоровье человека, но и на процессы фотосинтеза растений. У злаковых это приводит к ухудшению химического состава зерен с уменьшением содержания белка и увеличением количества углеводов.
Кроме лучей ультрафиолетового и инфракрасного спектра, солнце дает мощный поток видимого света. Видимая часть солнечного спектра занимает диапазон от 400 до 760 мкм.
Запыленность воздуха заметно влияет на дневную освещенность. В крупных промышленных городах естественная освещенность на 30-40% меньше, чем в районах с относительно чистым атмосферным воздухом. При низкой освещенности быстро наступает зрительное утомление, снижается работоспособность. Например, при зрительной работе в течение 3 ч при освещенности 30-50 лк устойчивость ясного видения снижается на 37%, а при освещенности 100-200лк она снижается только на 10-15%. Гигиеническое нормирование освещенности рабочих мест устанавливается в соответствии с физиологическими особенностями зрительных функций. Создание достаточной естественной освещенности в помещениях имеет большое гигиеническое значение.
Если в окно невиден небосвод, то в помещение не проникают прямые солнечные лучи, освещение обеспечивается только рассеянными лучами, что ухудшает санитарную характеристику помещения.
При южной ориентации помещений солнечная радиация внутри помещения составляет 25% наружной, при других ориентациях она уменьшается до 16%.
Плотная застройка квартала, близкое расположение домов приводит к еще большей потере солнечной радиации, в том числе и ее ультрафиолетовой части. Больше всего затеняются помещения, расположенные в нижних этажах, и в меньшей степени - помещения верхних этажей. Большое значение имеет чистота стекол. Загрязненные стекла, особенно при двойном остеклении, снижают естественную освещенность до 50-70%. Современное градостроительство учитывает эти факторы. Большие светопроемы, отсутствие затеняющих деталей, светлая окраска домов создают благоприятные условия для хорошей естественной освещенности жилых помещений.
Влияние инфракрасного излучения на организм человека

Живительные лучи.

Солнце испускает три типа ультрафиолетовых лучей. Каждый из этих типов по-разному воздействует на кожу.

Большинство из нас после отдыха на пляже чувствует себя более здоровыми и полными жизни. Благодаря живительным лучам в коже образуется витамин D, который необходим для полноценного усвоения кальция. Но благотворно воздействуют на организм только небольшие дозы солнечного облучения.

Но сильно загорелая кожа это все-таки поврежденная кожа и,как следствие преждевременное старение и высокий риск развития рака кожи.

Солнечный свет - электромагнитное излучение. Кроме видимого спектра излучения в нем присутствует ультрафиолетовое, которое собственно и отвечает за загар. Ультрафиолет стимулирует способность пигментных клеток меланоцитов производить больше меланина, выполняющего защитную функцию.

Типы УФ лучей.

Существуют три типа ультрафиолетовых лучей, которые различаются по длине волны. Ультрафиолетовое излучение способно проникать сквозь эпидермис кожи в более глубокие слои. Это активизирует процесс производства новых клеток и кератина, в результате кожа становится более жесткой и грубой. Солнечные лучи, проникая сквозь дерму разрушают коллаген и приводят к изменениям толщины и текстура кожи.

Ультрафиолетовые лучи А.

Эти лучи обладают наиболее низким уровнем радиации. Раньше было принято считать, что они безвредны, однако, в настоящее время доказано, что это не так. Уровень этих лучей остается практически постоянным на протяжении всего дня и года. Они проникают даже сквозь стекло.

УФ лучи типа А проникают сквозь слои кожи, достигая дермы, повреждают основание и структуру кожи, разрушая волокна коллагена и эластина.

А-лучи способствуют появлению морщин, уменьшают эластичность кожи, ускоряют появление признаков преждевременного старения, ослабляют защитную систему кожи, делая ее более подверженной инфекциям и, возможно, онкологическим заболеваниям.

Ультрафиолетовые лучи В.

Лучи этого типа испускаются солнцем лишь в определенные времена года и часы дня. В зависимости от температуры воздуха и географической широты они обычно проникают в атмосферу в период с 10 до 16 часов.

УФ лучи типа В наносят коже более серьезный урон, так как взаимодействуют с молекулами ДНК, которые содержатся в клетках кожи. В-лучи повреждают эпидермис, что приводит к появлению солнечных ожогов. В-лучи повреждают эпидермис, что приводит к появлению солнечных ожогов. Излучение этого типа усиливает активность свободных радикалов, которые ослабляют естественную защитную систему кожи.

Ультрафиолетовые лучи В способствуют появлению загара и вызывают солнечные ожоги, ведут к преждевременному старению и появлению темных пигментных пятен, делают кожу грубой и шершавой, ускоряют появление морщин, могут спровоцировать развитие предраковых заболеваний и рака кожи.

Солнце - главный источник энергии на Земле. Без него невозможным было бы существование жизни. И хотя все буквально вертится вокруг Солнца, мы очень редко задумываемся над тем, как работает наша звезда.

Структура Солнца

Чтобы понять, как работает Солнце, сначала нужно разобраться в его структуре.

Ядро.
Зона лучистого переноса.
Конвективная зона.
Атмосфера: фотосфера, хромосфера, корона, солнечный ветер.

Диаметр солнечного ядра составляет 150-175 000 км, около 20-25% солнечного радиуса. Температура ядра достигает 14 млн градусов по Кельвину. Внутри постоянно происходят термоядерные реакции с образованием гелия. Именно в ядре в результате данной реакции выделяется энергия, а так же тепло. Остальная часть Солнца нагрета этой энергией, она проходит сквозь все слои до фотосферы.

Зона лучистого переноса находится над ядром. Энергия переносится с помощью излучения фотонов и их поглощения.

Над зоной лучистого переноса находится конвективная зона. Здесь перенос энергии осуществляется не переизлучением, а переносом вещества. С высокой скоростью более холодное вещество фотосферы проникает в конвективную зону, а излучение из зоны лучистого переноса поднимается на поверхность - это и есть конвекция.

Фотосфера - это видимая поверхность Солнца. Из этого слоя исходит большая часть видимого излучения. В фотосферу уже не проникает излучение более глубоких слоев. Средняя температура слоя достигает 5778 К.

Хромосфера окружает фотосферу, она имеет красноватый оттенок. Из поверхности хромосферы постоянно происходят выбросы - спикулы.

Последняя внешняя оболочка нашей звезды - корона, состоящая из энергетических извержений и протуберанцев, образующих солнечный ветер, распространяющийся к самым дальним уголкам солнечной системы. Средняя температура короны - 1-2 млн К, но есть участки с 20 млн К.

Солнечный ветер - это поток ионизированных частиц, распространяющийся до границ гелиосферы со скоростью около 400 км/с. Многие явления на Земле связаны с солнечным ветром, например, полярное сияние и магнитные бури.

Солнечное излучение

Плазма Солнца обладает высокой электропроводностью, что способствует появлению электрических токов и магнитных полей.

Солнце - самый сильный излучатель электромагнитных волн в мире, который дает нам:

ультрафиолетовые лучи;
видимый свет - 44% солнечной энергии (преимущественно желто-зеленый спектр);
инфракрасные лучи - 48%;
рентгеновское излучение;
радиационное излучение.

Лишь 8% энергии отводится на ультрафиолетовое, рентгеновское и радиационное излучение. Видимый свет расположен между лучами инфракрасного и ультрафиолетового спектра.

Также Солнце является мощным источником радиоволн нетепловой природы. Помимо всевозможных электромагнитных лучей излучается постоянный поток частиц: электронов, протонов, нейтрино и так далее.

Все виды излучения оказывают свое влияние Землю. Именно это влияние мы ощущаем.

Воздействие УФ лучей

Ультрафиолетовые лучи воздействуют на Землю и все живые существа. Благодаря им существует озоновый слой, так как УФ-лучи разрушают кислород, который модифицируется в озон. Магнитное поле Земли в свою очередь формирует озоновый слой, который, как ни парадоксально, ослабляет силу воздействия УФ.

На живые организмы и окружающую среду ультрафиолет влияет многогранно:

способствует выработке витамина D;
обладает антисептическими свойствами;
вызывает появление загара;
усиливает работу кроветворных органов;
повышает свертываемость крови;
увеличивается щелочной резерв;
дезинфицирует поверхности предметов и жидкости;
стимулирует обменные процессы.

Именно ультрафиолетовое излучение способствует самоочищению атмосферы, устраняет смог, частицы дыма и пыли.

В зависимости от широты сила воздействия УФ излучения сильно изменяется.

Воздействие ИК лучей: почему и как Солнце греет

Все тепло на Земле - это инфракрасные лучи, которые появляются благодаря термоядерному синтезу водорода с образованием гелия. Эта реакция сопровождается огромным выбросом лучистой энергии. До земли доходит порядка 1000 Ватт на квадратный метр. Именно за это ИК излучение очень часто называют тепловым.

Удивительно, но Земля выступает в роли инфракрасного излучателя. Планета, а также облака поглощают ИК лучи, а затем переизлучают эту энергию обратно в атмосферу. Такие вещества как водяной пар, капли воды, метан, диоксид углерода, азот, некоторые соединения фтора и серы излучают ИК лучи во всех направлениях. Именно благодаря этому имеет место парниковый эффект, который поддерживает поверхность Земли в постоянно подогретом состоянии.

Инфракрасные лучи не только нагревают поверхности предметов и живых существ, но и оказывают другое влияние:

обеззараживают;
улучшают метаболизм;
стимулируют кровообращение;
снимают болевые ощущения;
нормализуют водно-солевой баланс;
укрепляют иммунитет.

Почему зимой Солнце греет слабо

Так как Земля вращается вокруг Солнца с некоторым наклоном оси, в разное время года происходит отклонение полюсов. В первой половине года Северный полюс повернут к Солнцу, в во второй - Южный. Соответственно, меняется угол воздействия солнечной энергии, а также мощность.