Ультрафиолетовое излучение

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Гимназия  №1» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Теоретическое исследование по теме: 

 
 
 
 
 

Выполнила: ученица 8 «Б» класса

Бестибаева  Эльвира

Учитель: Никонова

Светлана  Ивановна 
 
 
 
 
 
 
 
 

г. Орск

2009 –  2010 уч.г.

Содержание

Введение ………………………………………………………………... стр. 3

Глава I. Ультрафиолетовое излучение……………………………….... стр. 4

• 1. История открытия ……………………………………………….. стр.  4
• 2. Понятие УФИ, его виды…………………………………………. стр.  6
• 3. Источники УФИ………………………………………………….. стр.  7

Глава II. Положительное воздействие УФИ, его использование ..…… стр.  9

• Положительные эффекты……………………………………………………... стр. 9
• Стерилизация …………………………………………………………………. стр. 10
• Стерилизация воздуха и твердых поверхностей ………………………………….. стр. 10
• Дезинфекция питьевой воды ……………………………………………………….. стр. 10
• Химический анализ …………………………………………………………..  стр. 11
• УФ – спектрометрия …………………………………………………....................... стр. 11
• Анализ минералов …………………………………………………………………..  стр. 11
• Ловля насекомых ………………………………………………………………….... стр. 11
• Искусственный загар и «Горное солнце» …………………………………………. стр. 11
• УФ в реставрации …………………………………………………………………… стр. 11

Глава III. Отрицательное воздействие УФИ, способы его предупреждения    стр. 12

• Негативное воздействие ультрафиолета …………………………………….  стр. 12
• Естественная система защиты кожи ……………………………………….     стр.12
• Отрицательное действие на кожу …………………………………………… стр. 13
• Действие на сетчатку глаз ……………………………………………………  стр. 13
• Рак кожи ……………………………………………………………………….  стр. 13
• Способы предотвращения…………………………………………..........................  стр. 13

Заключение ……………………………………………………… стр. 15

Литература ……………………………………………………… стр. 16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

Печальную картину  представляла бы Земля без солнечного света. Не существовало бы растений и  животных, а единственными живыми организмами были бы лишь бактерии, способные обходиться без солнца. Именно солнечный свет прямым или косвенным образом стимулирует тканевое дыхание, оказывает противовоспалительный эффект, укрепляет защитные силы организма, обеспечивает нормальное развитие костного скелета. 
Основой благотворного влияния солнца на человека являются ультрафиолетовые лучи. В солнечном свете 40% спектра составляет видимый свет, 50% — инфракрасное излучение и 10% — ультрафиолет. На шкале электромагнитного излучения ультрафиолет занимает промежуточное положение между рентгеновскими лучами и видимой частью спектра.

Если длина  волны излучения увеличивается, то его проникающая способность  возрастает, а переносимая им энергия  уменьшается. Следовательно, наибольшей энергией обладают UVС-лучи, однако они почти полностью фильтруются озоновым слоем и не имеют физиологического значения. Лучи UVВ составляют 5% всего ультрафиолетового излучения и не проникают дальше эпидермиса. Остальная часть (90–95%) УФ-лучей приходится на долю излучения UVА, которое обладает большей проникающей способностью и достигает сосочкового и сетчатого слоя дермы. 

Цель  исследования:

      Изучить влияние УФИ на организм человека в нашей местности. 

Задачи  исследования:

• Выяснить что такое УФИ;
• Выяснить источники УФИ;
• Выяснить положительное воздействие УФИ, его использование;
• Выяснить отрицательное воздействие УФИ, способы его предупреждения;
• Подобрать и проанализировать нужный материал;
• Оформить исследовательскую работу.

 

Методы  исследования:

• Чтение;
• Анализ литературы.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава I.

Ультрафиолетовое  излучение. 

§ 1. История открытия. 

С момента зарождения человечество обожествляло Солнце как  источник жизни. Об этом свидетельствуют  древние рисунки, найденные в  каменных пещерах, а также египетские иероглифы, ясно демонстрирующие, что солнечным лучам приписывались живительные свойства, необходимые для поддержания жизни. Вплоть до начала XIX века научная общественность полагала, что действие солнечного света на кожу, вызывающее ее покраснение и даже ожоги при длительном облучении, обусловлено тепловыми свойствами солнечных лучей. 
 
В 1825 году наблюдения, опубликованные сэром Эверхардом Хоумом, впервые заставили задуматься над тем, что действие солнечных лучей на кожу имеет более прямой характер, нежели просто перенос тепла. В качестве примера Хоум привел историю, которая произошла с ним в 1771 г. во время плавания в Западную Индию. Эверхард был еще в юном возрасте, когда, путешествуя на корабле, уснул на палубе. Проснувшись, он обнаружил, что кожа на ногах сильно покраснела, как при ожоге (хотя на нем были льняные брюки), и последствия этого ожога ощущались довольно долго. Предположение, что причиной такого воспаления кожи являются укусы насекомых, его, однако, полностью не удовлетворило. 
 
Спустя несколько десятилетий, в 1818 году, ему рассказали, как у серебряной рыбки, живущей в тенистом пруду, потемнела спинка после того, как на берегу вырубили деревья. Поскольку температура воды исключала возможность ожога, это натолкнуло сэра Хоума на мысль, что не тепловая энергия солнечных лучей отвечает за появление загара. И, наконец, в августе 1820 года исследователь осуществил простой и наглядный эксперимент, подтверждающий его гипотезу (к слову, это легко может повторить любознательный читатель). Сэр Хоум подставил свои руки солнечным лучам, при этом одна рука была покрыта черной тканью, а другая — полностью открыта. Температура на каждой руке измерялась термометром. По истечении 30 минут температура открытой руки была 980 по Фаренгейту, а руки, покрытой черной тканью, — 1060. Однако кожа была обожжена только на открытой руке, несмотря на то, что температура руки под черной тканью была выше. Подобный эксперимент он повторил с одним из темнокожих жителей. Не обнаружив никакого ожога, Эверхард Хоум пришел к выводу, что темная пигментация кожи обеспечивает защиту от сильного солнечного света. 
В результате этих наблюдений, которые описал в своей книге, он пришел к умозаключению о том, что в основе действия солнечных лучей на кожу лежит не тепловой, а химический эффект. 
Почти в это же время польский врач Снядецкий опубликовал результаты собственных наблюдений, согласно которым дети, живущие в городе, в частности в индустриально развитой Варшаве, чаще болеют рахитом, чем обитающие в сельской местности. Он предположил, что прямое действие солнечных лучей на кожу можно рассматривать как один из наиболее эффективных методов предотвращения и лечения рахита, которым часто болели дети в индустриальных центрах Северной Европы. 
Однако в то время научная общественность еще не готова была воспринять передовые идеи Хоума и Снядецкого. Несмотря на то, что ультрафиолетовое излучение было открыто Риттер в 1801 г., эффект воздействия именно УФ-лучей на кожу был признан лишь в 1858 году, когда Шарко показал, что «химические лучи» от электрического разряда способны вызвать покраснение (эритему) кожи. 
За два десятилетия до окончания XIX века возникло движение за оздоровление с помощью свежего воздуха и солнечного света. Доктор Арнольд Рикли основал клинику в горной местности Словении, где в оздоровительных целях применял чистую воду, лечебные травы и солнечные ванны. После многолетних исследований он пришел к выводу, что «чистая вода работает удивительно, чистый воздух делает даже больше, но солнечный свет приносит для здоровья максимум пользы». 
 
В 1890 г. английский врач Пальм обнаружил, что дети, живущие в индустриальных центрах Великобритании, болеют рахитом чаще, чем дети, растущие пусть даже в нищете, но в той части Земли, где Солнце светит больше дней в году — в данном случае речь шла о бедных кварталах в городах Индии и Юго-Восточной Азии. Исходя из своих наблюдений, он рекомендовал систематическое применение солнечных ванн как превентивного и терапевтического средства в лечении рахита и других заболеваний. При этом Пальм предложил устанавливать датчик для регистрации именно химической активности солнечных лучей, а не их тепловых свойств, и продвигал концепцию просвещения широкой публики, дабы люди воспринимали солнечные лучи как средство оздоровления. Однако даже медицинским светилам того времени было трудно понять и принять новую идею о том, что отсутствие или недостаточное количество солнечного света может приводить к появлению рахита, результатом чего является процесс разрушения костей. Поэтому и теперь наблюдения ученых оставили без внимания. 
 
Фотобиология и фотомедицина обязаны своим рождением работам шведского ученого Нильса Ридберга Финсена, который в 1893 году успешно лечил кожную сыпь путем облучения пациентов «химическими лучами» с помощью искусственных источников. За излечение черной оспы и lupus vulgaris Финсен в 1903 году был удостоен Нобелевской премии. В это же время была выдвинута идея фотодинамической терапии, а в 1905 г. зарегистрирован успешный результат лечения basal cell carcinoma с помощью света и эозина. Эти открытия увенчались вторым рождением гелиотерапии в начале XX века. 
 
Первое научное доказательство того, что именно УФ-лучам присуща «антирахитная активность», было получено Хульдчинским в 1919 г. после успешного излечения детского рахита лучами ртутной лампы. Он ясно показал, что фототерапия имеет не локальный, а системный эффект — при УФ-облучении только одной руки одновременно излечивается и вторая рука. Таким образом, спустя столетие, предположения Снядецкого о важности солнечного облучения в лечении рахита были подтверждены экспериментально. 
 
Следующим шагом для предотвращения эпидемии рахита было УФ-облучение молока, содержащего провитамин D, а затем и добавление в молоко химически синтезированного витамина D3. В результате всех этих действий в течение 1930—1950 годов в США и Европе удалось полностью остановить рост заболеваемости рахитом. Таким образом, первые три декады XX века ознаменовались расцветом фототерапии и гелиотерапии в Европе и началом их распространения в США. Однако, как заметил Латар, «после периода расцвета фототерапии, начиная с 1900-го и по 1940-е годы, наступил период ее заката, поскольку фототерапия была «проглочена» фармакологией, быстро развивавшейся после открытия пенициллина и хинина». 
 
Тем не менее в последние годы, вследствие проводимой эпидемиологами корреляции динамики распространения многих заболеваний и показателей недостаточного уровня солнечной УФ-радиации, вновь наблюдается оживление интереса к проблеме биологического действия УФ-излучения. В настоящее время доказано, что естественная УФ-радиация, составляющая ничтожную долю в общем потоке солнечного излучения, достигающего земной поверхности, является наиболее распространенным постоянно действующим природным физическим фактором и имеет важное значение для нормального развития человеческого организма. УФ-облучение кожи инициирует множество биологических откликов, включая воспаление (эритему), увеличение пигментации, утолщение эпидермиса, изменение иммунной системы и образование витамина D3. Каждый из этих откликов начинается с проникновения УФ-лучей в кожный покров и поглощения их соответствующим хромофором. Первичная фотохимическая реакция хромофора сопровождается последующими биохимическими изменениями в клетках, которые передаются через медиаторы другим клеткам в биологических тканях и таким образом инициируют их дальнейшие изменения. Детали этой последовательности хорошо изучены лишь для некоторых УФ-индуцированных откликов кожи, таких как синтез витамина D3 в коже под действием УФ-облучения и его важную роль для здоровья человека.

§2. Понятие УФИ. Его  виды. 

Ультрафиолетовое  излучение - невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее область между нижней границей видимого спектра и верхней границей рентгеновского излучения.

Длина волны  УФ - излучения лежит в пределах от 100 до 400 нм (1 нм = 10-9 м). По классификации Международной комиссии по освещению (CIE) спектр УФ - излучения делится на три диапазона:

                    UV-A - длинноволновое (315 - 400 нм.)

                   UV-B - средневолновое (280 - 315 нм.)

                     UV-C - коротковолновое (100 - 280 нм.)

Практически весь UV-C и приблизительно 90 % UV-B поглощаются озоном, а также водным паром, кислородом и углекислым газом при прохождении солнечного света через земную атмосферу. Излучение из диапазона UV-A достаточно слабо поглощается атмосферой. Поэтому радиация, достигающая поверхности Земли, в значительной степени содержит ближний ультрафиолет UV-A, и, в небольшой доле — UV-B.

Виды ультрафиолетового излучения

 
 
 

§3. Источники УФИ.

Природные источники

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

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

Искусственные источники

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

• Эритемные лампы (ЛЭЗО, ЛЭР40) были разработаны в 60-х годах прошлого века для компенсации «УФ недостаточности» естественного излучения и, в частности, интенсификации процесса фотохимического синтеза витамина D3 в коже человека («антирахитное действие»).