Методы исследования интенсивности ультрафиолетового излучения
Биологическое значение солнечной радиации и лучистой энергии искусственных источников обусловливает важность и необходимость гигиенической оценки количественных и качественных характеристик излучения.
Качественные характеристики излучения получают с помощью спектроскопических методов, количественные – приборами типа спектрорадиометров. Количественная характеристика – интенсивность лучистой энергии (напряжение радиации, т.е. количество энергии в джоулях (системные единицы) или калориях (внесистемные единицы), которая падает за единицу времени на 1м2 (см2) поверхности, расположенной перпендикулярно к источнику излучения) и поверхностная плотность потока энергии в вт, которая падает на единицу облучаемой поверхности.
Интенсивность инфракрасного (теплового) излучения измеряется пиранометрами или актинометрами, действие которых основано на принципе поглощения энергии черным телом и превращении лучистой энергии в тепловую.
Пиранометр универсальный предназначен для измерения суммарной, рассеянной и отраженной радиации Солнца с длиной волны 300 – 2400 нм (кал/см2.мин).
Пиранометр Янишевского предназначен для измерения суммарной и рассеянной радиации.
Интенсивность ультрафиолетовой радиации определяется биологическим, фотохимическим и фотоэлектрическим (физическим) методами.
Биологический метод.Широко используется в медицинской практике. Основан на определении биодозы – минимальной эритемной дозы облучения (МЭД), которая соответствует минимальному времени облучения, после которого через 8 – 20 часов возникает покраснение (эритема) незагорелой кожи.Эта пороговая эритемная доза непостоянна. Она зависит от пола, возраста, состояния здоровья и других индивидуальных особенностей организма.
Биодоза должна устанавливаться экспериментально у каждого или выборочно у наиболее ослабленных лиц облучаемого контингента. Определение биодозы проводится тем же источником искусственного УФИ, который будет применен для профилактического облучения.
Определение биодозы производится при помощи специального устройства – биодозиметра Дальфельда-Горбачева, который представляет собой планшетку с шестью отверстиями размером 1,5 х 1,0 см, которые закрываются подвижной пластинкой. Биодозиметр закрепляют на незагорелой части тела, чаще всего на внутренней части предплечья, либо на эпигастральной области или спине. На коже шариковой ручкой отмечают расположение и номер окошек. Пациента располагают на расстоянии 0,5 м от источника УФО (после предварительного прогревания лампы в течение 10-15 минут), закрывая последовательно отверстия биодозиметра через каждую минуту, начиная с 6-ого окна. Таким образом, под окошком № 1 поверхность тела облучается в течение 6 минут; под № 2 – 5 минут; № 3 – 4 минуты; № 4 – 3 минуты; № 5 – 2 минуты; № 6 – 1 минуту. Контроль появления эритемы проводят через 18 – 20 часов после облучения.
Рис. 2.2. Биодозиметр Горбачева.
Биодозу выражают в минутах по номеру окошка, под которым эритема будет едва заметна, что соответствует 600-800 мкВт/см2.
Экспериментально установлено, что для профилактики ультрафиолетовой недостаточности (гипо- и авитаминоза D, нарушений фосфорно-кальциевого обмена и др. неблагоприятных последствий) необходимо ежедневно получать 1/8 – 1/10 биодозы (минимальная суточная профилактическая доза) (75-100 мкВт/см2).
Оптимальная, илифизиологическая,дозас точки зрения ее адаптогенного действиясоставляет 1/2 – 1/4 биодозы (200-400 мкВт/см2).
Пример:Едва заметная эритема выявлена на коже под окошком № 3 биодозиметра при длительности облучения 4 минуты. Таким образом, биодоза соответствует длительности облучения – 4 минуты, соответственно профилактическая доза составит – 0,5 минуты, а физиологическая – 1-2 минуты.
Время получения биодозы зависит от расстояния до источника УФИ.
Х = А х ( В/С) 2
Где Х – биодоза, мин.; А – биодоза на стандартном расстоянии 0,5 м, мин.;
В – расстояние, на котором находится пациент, м; С – стандартное расстояние, на котором определяли биодозу, м.
Таким образом, при увеличении расстояния до источника в 2, 3, 4 раза от стандартного (0,5 м) время облучения, необходимое для возникновения едва заметной эритемы должно увеличиваться соответственно в 4, 9, 16 раз, т.е. в геометрической прогрессии.
В медицинской практике профилактические дозы УФО от Солнца и небосвода во время приема солнечных и воздушных ванн определяют расчетным методом при помощи табл.2.
Фотохимический (щавелевокислый) метод, основан на разложении раствора щавелевой кислоты в присутствии нитрата уранила пропорционально интенсивности и длительности ультрафиолетового облучения ее титрованного раствора.
Физический (фотоэлектрический) метод основан на использовании специальных приборов-ультрафиолетметров (сокращенно уфиметров) типа УФМ-5, УФ-65 и др. Ультрафиолетметр – физический прибор с магниевым (для диапазона 220-290 нм) или сурьмяно-цезиевым (290-340 нм) фотоэлементом.
Эти приборы дают возможность определить энергетическую облученность (поверхностную плотность потока энергии), которая используется для оценки интенсивности УФ-излучения и распределения его на поверхности, в объеме помещения (в Вт/м2), а также количественную характеристику облучения – дозу энергетической облученности для дозирования излучения отдельно в энергетическом и бактерицидном диапазонах (Вт/м2.час).
Эритемный эффект, соответствующий одной биодозе, достигается при энергетической облученности полихроматическим излучением 600-800 мкВт/см2, профилактический эффект – при 75-100 мкВт/см2.
Таблица 2
Относительная биологическая и бактерицидная эффективность
разных диапазонов длин волн ультрафиолетового излучения
| Длина волны, нм | |||||||
| Относительная биологическая эффективность | 0,01 | 0,03 | 0,5 | 1,0 | 0,43 | 0,75 | 0,18 |
| Длина волны, нм | |||||||
| Относительная бактерицидная эффективность | 0,02 | 0,08 | 0,45 | 1,0 | 0,84 | 0,76 | 0,74 |
В связи с тем,что эритемный эффект при разных длинах волн различен используется способ измерения интенсивности УФ-радиации не в энергетических, а в биологически эффективных единицах. За единицу эритемного потока энергии принимают эр – поток монохроматического излучения мощностью 1 Вт/м2 с длиной волны 297 нм.При других длинах волн результат измерения в 1 мкэр (мкВт/м
Единицей бактерицидного потока является бакт, соответствующий бактерицидному потоку монохроматического излучения мощностью 1 вт с длиной волны 254 нм. Эритемный поток энергии оценивается по эритемной облученности – отношению эритемного потока энергии к единице площади облученной поверхности (эр/м2) и дозе эритемной облученности –отношению эритемного потока энергии за единицу времени к единице площади (эр/м2 .час ). Бактерицидный поток энергии УФ-излучения оценивается по бактерицидной облученности (бакт/м2.час).
Эритемный поток, соответствующий одной биодозе, достигается при дозе эритемной облученности монохроматическим излучением с длиной волны 297 нм приблизительно 80 мэр/м2.час или 500 мкэр/см2.мин.Для смежных длин волн и в ту и в другую сторону спектра эритемный эффект снижается и для его достижения необходима более высокая доза эритемной облученности.
return false">ссылка скрытаНа юге в условиях незагрязненной атмосферы солнечным днем в 12 часов энергетическая облученность УФ-излучением составляет приблизительно 19 мкВ/см2, т.е. чтобы получить минимальную профилактическую дозу, необходимо 4 – 5 минут, а для получения эритемной дозы достаточно 30-40 минут.