Рефераты | Биология и химия | Загар с точки зрения фотохимика
Загар с точки зрения фотохимикаКатегория реферата: Биология и химия Теги реферата: диплом управление, профилактика реферат Добавил(а) на сайт: Илькун. Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 | Следующая страница реферата Рис. 3. Здесь показана пигментирующая способность ультрафиолета с различной длиной волны. Пик только одни но уже в другой области. Поскольку данные приведены относительные, сравнивать первый и второй графики в цифрах не следует. |
Но есть ещё одна, очень простая возможность загореть без ожога; возможность, о которой, несмотря на её доступность, мало кто знает. Речь идёт о загаре в области УФА, то есть при мягком излучении.
Спектральный максимум загара в области УФА не совпадает с пиками эритемной чувствительности и приходится на 340 нм (рис. 3). Некоторые исследователи утверждают даже, что загар могут вызвать лучи уже в видимой области, вплоть до 450 нм. Это и есть непосредственная пигментация. В отличие от эритемной, она возникает без скрытого периода и достигает максимума уже через час после облучения. У загара от мягкого ультрафиолета несколько иной оттенок — красно-коричневый; такой загар весьма устойчив.
Однако загореть в зоне УФА не так-то просто. Под действием мягкого ультрафиолета пигментные тельца в коже не образуются, а усиливается окраска уже имеющихся телец. Значит, нужна некая загарная „затравка“. Хорошо, если кожа заранее хотя бы слегка загорела — тогда пигментация резко усиливается. Иначе требуется долгое интенсивное облучение. Например, чтобы получить одинаковый загар от света с длиной волны 297 нм (УФВ) и 370 нм (УФА), необходимо находиться на свету соответственно 15 секунд и 75 минут…
В общем, в мягком ультрафиолете можно загореть без ожога, но для этого нужен мощный источник, излучающий в правильной области, и немалое терпение. Или — не нужно ездить на юг из средней полосы. Ведь в умеренных широтах доля мягкого солнечного ультрафиолета значительно выше, чем где-нибудь на Кавказе. Потому-то здесь редко бывают солнечные ожоги, для загара требуется долгое время, зато загар гораздо дольше держится, чем бронзовый южный.
Хотя у организма есть немало защитных приспособлений, их возможности не безграничны, о чём следует помнить всем любителям пожариться на солнце. Опасными могут быть и искусственные источники излучения, причём ожог кожи не самая большая из возможных неприятностей. Давно известна канцерогенная активность ультрафиолета, в кругах неспециалистов, пожалуй, несколько преувеличенная. Свет с длиной волны 254 нм и более 334 нм вовсе не проявляет канцерогенного действия: наиболее опасны лучи от 301 до 303 нм, то есть там, где самая высокая чувствительность к ожогу. Однако канцерогенная доза намного превосходит эритемную: опухоль на коже возникает лишь при тысячекратном превышении порога. Эксперименты на животных показали: если сначала немного превысить тот уровень, при котором кожа краснеет, а потом постепенно усиливать облучение, опухоль не появляется вовсе.
Есть и более реальная опасность от чрезмерного ультрафиолета, опасность, которую прежде всего надо учесть профессиональным химикам. Речь идёт о сенсибилизации.
Под действием определённых химических соединений (их называют сенсибилизаторами) может значительно возрасти чувствительность — в данном случае кожи — к ультрафиолетовому и даже видимому свету. Такие соединения попадают в кожу и при непосредственном контакте, и при приёме внутрь. Известно довольно много фотосенсибилизаторов загара; среди них различные смолы, желчь, хинин, метиленовый синий, эозин, а также мука, вызывающая болезнь, именуемую „гречичной“. Как сенсибилизаторы действуют и некоторые лекарства, например сульфаниламиды. В период лечения такими препаратами врачи советуют избегать длительного пребывания на солнце и не назначают некоторых физиотерапевтических процедур, наподобие кварцевания.
Вполне умышленно синтезированы соединения с особо мощным фотосенсибилизирующим действием. Недавно в медицинскую практику был введён метод безэритемного лечебного загара, так называемая PUVA-терапия. В день облучения пациент глотает таблетку, содержащую вещества из группы фурокумаринов (бероксан, пувален и т. п.). После этого чувствительность к свету настолько увеличивается, что необходимо в течение 6–8 часов носить тёмные очки, а летом защищать и лицо. Через два часа после приёма таблетки кожу облучают особыми светильниками, имеющими максимум излучения в области мягкого ультрафиолета. Вскоре появляется сильный загар, который увеличивается в течение ближайших недель. В большинстве случаев никакого покраснения кожи не наблюдается вовсе.
Такой способ мягкого искусственного загара в косметических целях пока не используется. Зато иногда он даёт неплохие результаты при лечении псориаза.
Рассказ о загаре и механизмах его образования повиснет в воздухе, если не сказать ничего об источниках излучения. Начнём с главного — с солнца.
Чувствительность кожи, как вы помните (а если не помните, ещё раз взгляните на рис. 2), резко падает после 300 нм. Наименьшая длина волны, зарегистрированная на уровне моря,— 286 нм. Реально в умеренных, не тропических широтах свет с длиной волны менее 295 нм никогда не достигает поверхности земли; в Москве это число ещё выше — 301 нм.
Иное дело в горах. Там при подъёме на каждые 100 метров интенсивность УФ-радиации возрастает на 3–4%, причём граница постепенно сдвигается в сторону жёсткого излучения. Поэтому на больших высотах солнечное излучение опасно. А в Ленинграде, например, с 15 октября по 15 марта — „биологическая ночь“: лучи, способные вызывать эритему, в этот период вообще не достигают земли. Москвичи почти лишены естественного ультрафиолета два самых коротких зимних месяца.
Другие диапазоны тоже для нас небезразличны. Поток солнечного света в видимой области вызывает нагрев кожи и усиливает выделение пота. Инфракрасные лучи способны проникать в кожный покров и усиливать биологическую активность клеток. Они — и это существенно — могут ослаблять воздействие ультрафиолета. Наиболее благоприятно для нас с вами комбинированное воздействие инфракрасных лучей в области около 1100 нм в сочетании с ультрафиолетовыми. В этом случае требуется вдвое большее облучение, чтобы на коже возникло покраснение.
|
Рис. 4. Спектральный состав излучения лампы „Фотон“ (кривая I) и ртутной лампы высокого давления (кривая II) |
Нет ничего удивительного в том, что совместное воздействие двух видов излучения наилучшим образом воздействует на организм человека. Такое сочетание естественно, а ответ на него формировался в течение миллионов лет эволюции; было время приспособиться…
Все искусственные источники света дают излучение, не очень-то похожее на солнечное. Для иллюстрации на рис. 4 показан спектральный состав излучения косметической лампы „Фотон“, основной элемент которой — кварцевый шарик с капелькой ртути. Если в сети недостаточное напряжение или лампа плохо отрегулирована, она горит слабым бледно-синим светом и почти всё её излучение сосредоточено в линии ртути 254 нм. Подобный спектр и у бактерицидных увиолевых ламп, часто используемых в поликлиниках и больницах. Такие лампы неплохо обеззараживают воздух и питьевую воду, они стерилизуют различные поверхности, но совершенно непригодны для получения загара.
Если повысить давление в ртутной лампе до нескольких атмосфер, то интенсивность излучения заметно увеличится, узкие ртутные линии расширятся, а между ними появится ощутимый фон (это также показано на рис. 4). Такого рода лампы известны как „кварцевые“. Надо иметь в виду, что их излучение может вызвать не только загар, на и сильный ожог кожи, если сразу дать большую дозу.
Ещё ближе к непрерывному солнечному спектру яркий белый свет ламп сверхвысокого давления, наполненных ксеноном; их применяют для освещения стадионов, аэродромов, площадей. Но, пожалуй, особый интерес представляют эритемные лампы, устроенные как обычные люминесцентные, но сделанные из стекла, прозрачного в области мягкого ультрафиолета.
На внутреннюю поверхность эритемных ламп нанесены люминофоры, скажем, силикаты и фосфаты металлов второй группы, активированные тяжёлыми металлами. У них максимум излучения в области УФА, а в жёсткой области они совсем не излучают. Эритемные лампы выгодно отличаются от ртутно-кварцевых и тем, что не провоцируют образования в воздухе озона и окислов азота, не требуют защиты глаз, а для получения профилактической дозы ультрафиолета достаточно облучать открытые части лица и рук в течение рабочего дня. То есть не отрывая людей от дела.
|
Рис. 5. Прозрачность шести распространённых материалов в ультрафиолетовой области: 1 — лавсановая плёнка, 0,15 мм; 2 — поливинилхлоридная плёнка, 0,15 мм; 3 — оргстекло, 2,5 мм; 4 — оконное стекло, 1 мм; 5 — то же, 6 мм; 6 — оптический кварц, 3 мм. |
И, наверное, нет нужды говорить о том, что лампы накаливания, даже очень мощные, для загара не годятся…
А какие материалы пропускают ультрафиолет, какие задерживают? Почти все вещества, непрозрачные в видимой области, непрозрачны и для ультрафиолета. Но обратное утверждение далеко не всегда верно, и совершенно прозрачный на вид материал может полностью задерживать УФ-лучи. Для наглядности на последнем, пятом рисунке показаны спектры пропускания распространённых материалов. Поглядите, как важна толщина материала. Кстати, стекло в тонком слое, около 0,1 мм, весьма прозрачно во всей УФ-области. И обычное оконное стекло толщиной 3 мм пропускает свет в области мягкого излучения. Так что теоретически можно загореть, вопреки распространённому мнению, и под стеклянной крышей. Но время, потраченное на загар, окажется настолько долгим, что, право, разумнее использовать его как-нибудь иначе…
