Поглощает ультрафиолетовое излучение солнца что это

а) Солнцезащитные средства. Применение солнцезащитных средств дополняет другие меры, ослабляющие воздействие УФИ на организм человека, такие как ношение защитной одежды, отказ от появления на улице в период высокой солнечной активности и отказ от всех процедур, основанных на искусственном облучении. Известно 2 типа подобных препаратов: (а) химические вещества, которые обеспечивают поглощение УФИ, и (б) физически экранирующие средства, способные ограничить доступ УФ-лучей к коже. Поглощающие ультрафиолет составы могут содержать в себе один или более химических веществ на той или иной основе.

Такие средства выпускаются в виде прозрачных или молочно-белых лосьонов, гелей, кремов или мазей и накладываются на кожу тонким слоем. В зависимости от прописи можно обеспечить коэффициент ослабления воздействия солнца от 2 до 50 [86\.

Физически экранирующие средства в своем составе имеют частицы оксида цинка, талька или диоксида титана, равномерно распределенные в мазевой основе. Эти препараты рассеивают лучи и ультрафиолетовой, и видимой части спектра, т. е. служат преградой для света любой длины волны. Они эффективны и приемлемы для применения в отношении определенных областей тела человека (например, носа, щек и плеч), если их накладывают толстым слоем. Однако с косметической точки зрения их нельзя назвать идеальными.

Люди с типом кожи I или II и страдающие повышенной чувствительностью к УФ-облучению должны использовать солнцезащитные средства ежедневно во время пребывания на улице. В отношении детей нужно сделать нормой частое применение солнцезащитных средств. Лысым мужчинам предписывается регулярно накладывать такие препараты на особенно интенсивно облучаемую зону. После купания, физической нагрузки с интенсивным потоотделением или растирания полотенцем на пляже необходимо дополнительно нанести препарат на кожу, поскольку все это устраняет первоначально образовавшуюся пленку из действующего вещества. Аппликация средства всего 1 раз в день, как правило, не обеспечивает достаточного защитного действия.

б) Профилактика тяжелых ожогов и поражения глаз:

— Минимизация воздействия УФИ. Наиболее мощное солнечное излучение отмечается с 10 до 14 ч, поэтому активную деятельность на свежем воздухе следует планировать на утренние и поздние послеобеденные часы. Рекомендуется надевать головной убор и защищающую кожу одежду.

— Значение отражающих поверхностей. От песка, снега, льда и бетона может отражаться от 10 до более чем 50 % солнечных лучей.

— Применение солнцезащитных средств. Для людей с типом кожи I, II и III достаточными для профилактики солнечных ожогов признаются солнцезащитные средства с коэффициентом ослабления 15 и применение солнцезащитной губной помады. При необходимости можно прибегнуть к препаратам с более высокими коэффициентами ослабления, особенно если речь идет о пребывании в горах. Эти средства показаны и в пасмурные, и в туманные дни, точно так же, как и в солнечные. Лица, относящиеся к группе риска (светловолосые, постоянно работающие на улице и перенесшие в прошлом рак кожи), должны пользоваться солнцезащитными средствами в большей степени, чем другие люди.

— Защита младенцев и детей младшего возраста. Нужно стараться, чтобы грудные младенцы как можно меньше времени проводили на открытом солнце, и наносить им на кожу солнцезащитные препараты, если предполагается длительное пребывание на улице (FDA не рекомендует использовать у детей в возрасте до 6 мес солнцезащитные средства на основе аминобензойной кислоты). Есть смысл уже с раннего детства начинать учить детей укрываться от солнца, так как его вредное влияние начинается с самого первого дня и накапливается в течение всей жизни.

— Отказ от посещения солярия. Пользование солярием чревато повышением риска развития злокачественных опухолей кожи. Если у человека с большим трудом протекает процесс естественного потемнения кожи и быстро образуются солнечные ожоги, то и в солярии ему грозит то же самое. Лица с типом кожи I и заведомо страдающие солнечным кератозом, знающие за собой склонность к тяжелым реакциям на солнце или перенесшие рак кожи в прошлом, должны забыть обо всем том, что применяется для индукции искусственного загара. Процедуры с УФ-облучением особенно вредны для тех, кто принимает фотосенсибилизи-рующие препараты.

Если человек все же посещает солярий, то люди, у которых кожа загорает с умеренной интенсивностью, должны ограничиться 30—50 (или менее того) получасовыми сеансами в год (30 минимальных эритемных доз). Установка для облучения людей должна быть соответствующим образом откалибрована и оснащена таймером, недоступным для переустановки ни владельцем, ни посетителем. В идеале необходимо регистрировать общее количество джоулей поглощенной энергии по аналогии с тем, как это делается в отношении персонала, работающего с ионизирующей радиацией, когда суммируется полученная за определенный промежуток времени эквивалентная доза в Зв.

Обязательным условием является использование защитных очков с желтыми стеклами, которые поглощают все УФИ-А, УФИ-В и видимые лучи с длиной волны до 500 нм. Простое закрывание глаз, использование обычных солнцезащитных очков или накладывание ватных шариков на веки недостаточны для профилактики поражения глаз. И наконец, важно, чтобы в период загорания поблизости всегда находился служащий солярия, готовый прийти на помощь в любой непредвиденной ситуации [86\.

в) Катаракта. Большая часть ультрафиолетовых лучей отфильтровывается роговицей, и только лучи с длиной волны в 295 нм и более минуют ее, поэтому на хрусталик приходятся почти все ультрафиолетовые лучи с длиной волны от 295 до 400 нм. Высокие показатели заболеваемости катарактой в странах с жарким климатом давно уже обозначили ту закономерность, что ультрафиолет способен обусловливать такую патологию. Поглощение солнечных ультрафиолетовых лучей является важным фактором риска развития катаракты.

Мощность УФИ-В может быть наполовину ослаблена, если носить шляпу с полями. Обычные очки с пластмассовыми линзами способны уменьшить радиацию примерно на 5 %. Следовательно, минимизация воздействия УФИ-В на глаза достигается ношением шляпы с полями и плотно прилегающих солнечных очков с линзами, абсорбирующими УФИ-В, в период, когда интенсивность солнечной радиации самая большая.

Влияние ультрафиолета на зрение:
— Солнечный кератит (keratitis Solaris)
— Катаракта — кортикальная катаракта
— Электроофтальмия
— Дегенерация желтого пятна
— Фотокератит
— Эритропсин
— Актинический кератит
— Кистозный отек желтого пятна после оперативного лечения катаракты
— Старение рецепторов
— Снижение чувствительности фоторецепторов (в результате длительного воздействия УФ)

г) Защита от солнца:
1. Всегда наносите эффективный солнцезащитный лосьон или мазь на те участки кожи, которые интенсивно облучаются солнцем. Не забывайте, что данным препаратом нужно пользоваться постоянно.
2. После купания, принятия ванны или периода сильного потоотделения не забудьте нанести средство повторно.
3. Пользуйтесь солнцезащитными очками, которые поглощают ультрафиолетовые лучи (очки с бортиком по периметру — самый лучший вариант). Шляпа с широкими полями может уменьшить интенсивность воздействия солнечного света на 50 %.
4. Применяйте солнцезащитные средства, даже находясь под пляжным зонтом или тентом. Белый песок способен отражать от 20 до 25 % солнечных лучей, свежий снег, алюминий или белая поверхность — от 70 до 85 %.
5. Солнечный свет может проникать в воду на глубину до нескольких десятков сантиметров, поэтому после плавания и ныряния с трубкой можно пострадать от солнечного ожога даже при купании в прохладной воде. Когда солнце находится над головой в зените, вода начинает играть роль зеркала, возвращая своей поверхностью до 95 % солнечных лучей.

6. При подъеме на каждые 300 м над уровнем моря ультрафиолетовая радиация усиливается на 4 %, поскольку свет, проходя более короткую дистанцию в атмосфере, поглощается меньше.
7. Озоновый слой над экватором истончается, поэтому большее количество УФИ-В достигает земной поверхности.
8. Старайтесь исключать пребывание на солнце между 10.00 и 14.00 ч (между 11.00 и 15.00 — с учетом летнего сдвига).
9. Не забывайте, что ультрафиолетовые лучи невидимы.
10. При езде на легковой или грузовой машине держите окно со стороны водителя закрытым, так как обычное стекло задерживает большую часть УФИ-В.

11. Надевайте плотные светлые вещи, чтобы прямые солнечные лучи не попадали на кожу.
12. Избегайте соляриев и облучения ультрафиолетовыми лампами в других условиях, так как даже искусственное УФИ отрицательно влияет на кожу.
13. Не выносите младенцев в возрасте до 6 мес на солнце, учите детей защищать кожу и глаза от воздействия солнца.

д) Озон. Поглощение ультрафиолетовых лучей в стратосфере озоном (О3) неоценимо для живых организмов, оно обеспечивает защиту от губительного воздействия этого вида радиации. Около 3 % электромагнитного излучения солнца испускается в форме УФИ, но только часть его попадает на поверхность Земли. УФИ-С с длиной волны от 240 до 290 нм фактически полностью отсекается озоном, и только определенная доля УФИ-В (290—320 нм) достигает земного обитаемого пространства.

Излучение с длиной волны в интервале, соответствующем УФИ-В и УФИ-С, поглощается ДНК, поэтому озоновый слой имеет огромное значение, так как оберегает примитивные формы жизни, особенно в водных экосистемах, и во многом ограничивает канцерогенный потенциал солнечной радиации. Фотосинтез в растениях также тесным образом связан с повсеместно присутствующим О2, О3 и солнечным светом.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Поглощает ультрафиолетовое излучение солнца что это

5. Поглощение ультрафиолетового солнечного излучения в атмосфере

Теперь мы можем заняться вопросом, какая часть солнечного излучения поглотилась бы атмосферами разного состава. Кривые, к которым мы обратимся, показывают количество интересующего нас атмосферного газа (выраженное или в длине пути при нормальных условиях, или в долях содержания в атмосфере, PAL, или обоими способами сразу), которое, присутствуя в атмосфере, могло бы поглотить излучение данной длины волны до некоторого определенного уровня.

Теоретически солнечное излучение никогда не поглощается полностью ни в атмосфере, ни в гидросфере. Всегда какая-то часть излучения проходит. Но поскольку поглощение — процесс «экспоненциальный», это количество быстро снижается до столь незначительной величины, что ею можно пренебречь. Поэтому надо условиться, какое поглощение излучения мы будем считать «полным». Беркнер и Маршалл во всех своих расчетах принимали пороговое значение потока энергии, соответствующее полному поглощению, равным 1 эрг/(см 2 ⋅с) для 5 нм (когда энергия в спектральном интервале шириной 5 нм поглощается в такой степени, что за 1 с через 1 см 2 проходит всего 1 эрг). При таком поглощении (экстинкция) Солнце было бы всего лишь в 50 раз ярче полной Луны. Ниже этого уровня никакие неорганические фотохимические реакции практически не идут.

Если оставить в стороне довольно регулярное возрастание потока энергии с увеличением длины волны солнечного излучения (фиг. 85), то кривые, указывающие количество газа, необходимое для поглощения определенной длины волны до принятого нами уровня, являются как бы зеркальным отражением кривых коэффициентов поглощения для разных длин волн. Ведь чем меньше коэффициент поглощения, тем более прозрачен газ для излучения данной длины волны и, следовательно, тем толще будет слой газа, необходимый для ослабления этого света до принятого уровня.

Изменения в количестве водяных паров и двуокиси углерода слабо влияют на поглощение ультрафиолетового излучения. Решающую роль играют здесь кислород и его производное — озон.

График, приведенный на фиг. 88, показывает, что при современном содержании в атмосфере водяных паров они эффективно поглощают солнечный ультрафиолет с длиной волны менее 200 нм. Но даже при десятикратном увеличении их содержания они слабо поглощают излучение с большой длиной волны. Поскольку водяные пары находятся в равновесии с жидкой водой Мирового океана, а верхний предел их распространения ограничен «холодной ловушкой» в тропосфере, можно думать, что их содержание в атмосфере никогда не подвергалось значительным колебаниям. Водяные пары никогда не могли играть главной роли в экранировании солнечного ультрафиолета с длиной волны более 200 нм.

Фиг. 88. Толщина слоя воды, необходимого для поглощения солнечного ультрафиолета разной длины волны до уровня 1 эрг/(см 2 ⋅с) при ширине полосы 5 нм [1]. Количество воды выражено в сантиметрах длины пути при нормальных условиях (х)

Примерно то же можно сказать и о двуокиси углерода. График, приведенный на фиг. 89, показывает, что при современном содержании СО₂ в атмосфере этот газ задерживает только излучение с длиной волны менее 190 нм. При содержании в 30 раз выше современного двуокись углерода задерживала бы волны длиной до 205 нм. Однако крайне маловероятно, чтобы в земной атмосфере когда-либо имелось столько двуокиси углерода. В противоположность кислороду основной запас двуокиси углерода содержится не в атмосфере, а в океанских водах. Океан поэтому представляет собой прекрасный «буфер», регулирующий содержание СО₂ в атмосфере. Процесс осаждения карбонатов служит «мусорщиком», удаляя из атмосферы лишнюю двуокись углерода.

Фиг. 89. Толщина слоя СО₂, необходимого для поглощения солнечного ультрафиолета до уровня 1 эрг/(см 2 ⋅с) при ширине полосы 5 нм (ср. фиг. 88) [1]

Как уже говорилось, с кислородом и озоном дело обстоит совершенно иначе. Мы уже несколько раз подчеркивали важную роль такого фактора, как увеличение содержания кислорода в атмосфере для защиты от солнечного ультрафиолета, но мы ограничивались общим, чисто качественным подходом. Из работ Беркнера и Маршалла [1, 2], содержащих солидный фактический материал, мы можем извлечь и численные данные, позволяющие перевести наши умозаключения на количественную основу. Это настолько важно, что я считаю необходимым поговорить подробнее о физике явлений поглощения света в атмосфере.

График, приведенный на фиг. 90, показывает, что, не считая системы полос Шумана — Рунге вблизи 180 и 190 нм, обусловленной атомным резонансом, рост содержания кислорода в атмосфере сопровождается монотонным увеличением поглощения жесткого ультрафиолета. Этот эффект при современном содержании кислорода в атмосфере распространяется на область до 250 нм, а далее главную роль в поглощении начинает играть озон. Итак, кислород сильно влияет на состав солнечного излучения, которое доходит до поверхности Земли.

Фиг. 90. Толщина слоя О₂, необходимого для поглощения солнечного ультрафиолета до уровня 1 эрг/(см 2 ⋅с) при ширине полосы 5 нм [1]

Действие озона дополняет действие кислорода (фиг. 91). Различие в кривых их коэффициентов поглощения отражает радикальное различие в кривых толщины слоя этих газов, необходимой для ослабления до порогового значения.

Напомним, что содержание озона прямо зависит от содержания кислорода. Таким образом, атмосфера, бедная кислородом, не может быть насыщена озоном. Хотя константы, определяющие образование озона, известны пока не слишком хорошо, можно оценить количество озона, которое будет присутствовать в атмосфере при разных уровнях содержания кислорода.

Сравнивая фиг. 91 с табл. 22, мы замечаем, что уже при содержании кислорода, равном 0,1 его содержания в современной атмосфере уровень озона, видимо, был лишь ненамного ниже того что мы наблюдаем сейчас. Поскольку озон даже при таком низком содержании кислорода экранирует ультрафиолет с длиной волны около 250 нм, кислород и озон вместе эффективно поглощали все жесткое ультрафиолетовое излучение уже в те времена, когда содержание кислорода в атмосфере составляло 0,1 его содержания в современной атмосфере (см. также фиг. 94).

Фиг. 91. Толщина слоя О₃, необходимого для поглощения солнечного ультрафиолета до уровня 1 эрг/(см 2 ⋅с) при ширине полосы 5 нм [1]

Таблица 22. Оценки длины пути в О₃ при различном содержании О₂

Источник