Ultraljubičasto zračenje

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu
Ultraljubičasta svetlost je nevidljiva (zato se svetlost koju emituje UV lampa naziva crno svetlo), ali pošto se u spektru javlja odmah ispod ljubičaste podseća na nju.
Kvarcna lampa
Crno svetlo ili UV flourescentna svetiljka

Ultraljubičasto zračenje (skraćeno UV prema engl. ultraviolet) obuhvata elektromagnetno zračenje sa talasnim dužinama manjim od vidljivog zračenja, ali većim od onih koje imaju meki X-zraci. Deli se na blisko (380-200 nm, NUV), daleko ili vakuumsko (200-10 nm, skraćenica FUV ili VUV) i ekstremno (1-31 nm, skraćenica EUV ili XUV) ultraljubičasto zračenje.[1]

Kada se ispituje njegovo delovanje na ljudsko zdravlje i okolinu, ultraljubičasto zračenje se obično deli na UVA (400-315 nm) ili dugotalasno, UVB (315-280 nm) ili srednjetalasno i UVC (< 280 nm) ili kratkotalasno (germicidno).

U spektru Sunčevog zračenja na ultraljubičasto zračenje otpada samo 10% energije. UVC-zraci ne prodiru do površine Zemlje, pa tako ni do naše kože, jer se apsorbuju u ozonskom sloju atmosfere. UVA i UVB zraci prodiru kroz spoljni sloj kože i izazivaju oštećenja: opekotiine, rak kože, alergiju i sl. Oštećenju ćeliju kože naročito su izloženi ljudi svetle puti.

Poreklo imena[uredi]

Ime znači „van ljubičastog“, od latinskog ultra - „van“, gde ljubičasto označava deo spektra vidljive svetlsoti sa najmanjim talasnim dužinama.

Otkriće[uredi]

Otkriće UV zračenja tesno je povezano sa opažanjem da soli srebra potamne kada se izlože sunčevoj svetlosti. Godine 1801. nemački istraživač Johan Riter napravio je ključno otkriće da su nevidljivi zraci na samom kraju ljubičaste oblasti vidljivog spektra izuzetno efikasni u zatamnjivanju papira natopljenog srebrohloridom. Da bi naglasio njihovu hemijsku reaktivnost nazvao ih je „deoksidujućim zracima“ naspram „toplotnih zraka“ na drugom kraju vidljivog spektra. Deoksidujućim zracima ime je ubrzo promenjeno u „hemijske zrake“ i takvo se održalo tokom 19. veka. Kasnije su hemijski i toplotni zraci zamenjeni modernim nazivima ultraljubičasti i infracrveni zraci.[2][3]

Podela[uredi]

Elektromagnetski spektar ultraljubičastog svetla se može podeliti na veliki broj načina. Sledeća podela je prema predlogu međunarodnog standarda, koji određuje Sunčevo zračenje (ISO-DIS-21348):[4]

Naziv Skraćenica Talasna dužina područja u nanometrima Energija po fotonu
Ultraljubičasto A ili dugotalasno područje, (crno svetlo) UVA 400 nm–315 nm 3,10–3,94 eV
Blisko UV NUV 400 nm–300 nm 3,10–4,13 eV
Ultraljubičasto B ili srednjetalasno područje UVB 315 nm–280 nm 3,94–4,43 eV
Srednje UV MUV 300 nm–200 nm 4,13–6,20 eV
Ultraljubičasto C ili kratkotalasno područje, (antimikrobno svetlo) UVC 280 nm–100 nm 4,43–12,4 eV
Daleko UV FUV 200 nm–122 nm 6,20–10,2 eV
Vakuumsko UV VUV 200 nm–100 nm 6,20–12,4 eV
Duboko UV LUV 100 nm–88 nm 12,4–14,1 eV
Super UV SUV 150 nm–10 nm 8,28–124 eV
Ekstremno UV EUV 121 nm–10 nm 10,2–124 eV

Kada se razmatra uticaj UV zračenja na zdravlje čoveka i na okolinu, spektar UV zračenja se obično deli na na UVA (400-315 nm) zračenje, još nazvano dugotalasnim ili „crnim“ svetlom; UVB (315-280 nm) zračenje, poznato i kao srednjetalsno zračenje; i UVC (< 280 nm), kratkotalasno ili „germicidno“ zračenje.

U fotolitografiji, laserskoj tehnologiji itd., izraz duboko ultraljubičasto ili DUV odnosi se na talasne dužine ispod 300 nm.

Izvori ultraljubičastog zračenja[uredi]

Provera novčanica crnim svetlom
Svetlo antimikrobne svetiljke

Prirodni izvori[uredi]

Sunce zrači ultraljubičasto zračenje u području UVA, UVB i UVC. Zemljin ozonski omotač zaustavlja 97 % – 99 % Sunčevog ultraljubičastog zračenja, u području UVA i UVB, da stigne do površine Zemlje. Od ultraljubičastog zračenja koje stigne do površine Zemlje, gotovo sve otpada na UVA zračenje.[5]

Obično prozorsko staklo je 90 % prozirno za UVA zrake, ali zaustavlja 90 % manje talasne dužine. Silikatno ili kvarcno staklo je prozirno za svo ultraljubičasto zračenje, pa čak i za vakuumsko UV zračenje.[6][7][8]

Vakuumsko UV zračenje označava područje od 100 do 200 nm, u kojem je vazduh potpuno neproziran. Ta neprozirnost se javlja zbog snažne apsorpcije ili upijanja kiseonika u vazduhu. U proizvodnji poluprovodnika se koristi svetlost talasne dužine manje od 200 nm, pa se mora raditi u gasu koji ne sadrži kiseonik.

Ekstremno UV zračenje je karakteristično za snažnu reakciju sa atomima: talasne duljine iznad 30 nm izbacuju valentne elektrone i jonizuju atome, dok fotoni talasne dužine manje od 30 nm reaguju sa elektronima u unutrašnjim energetskim nivoima i sa jezgrom.

Crno svetlo[uredi]

Crno svetlo zrači svetiljka koja emituje u dugotalasnom UV svetlu (dužina talasa oko 360 nm) i vrlo malo vidljive svetlosti. Naziva se i UV flourescentna svetiljka. Koriste se da bi pobudile fluorescenciju, da otkrije UV boje (provera novčanica) ili recimo da otkrije urin. Koristi se i kod uređaja za privlačenje komaraca. Neke svetiljke ne koriste fluorescentnu materiju, nego vrlo skupo staklo, poznato kao Vudovo staklo, koje služi kao filter. Crno svetlo se emituje sa malom snagom i u području UVA zračenja, te ne uzrokuje opekotine na koži i rak kože.[9]

Antimikrobna fluorescentna svetiljka[uredi]

Živa pod niskim pritiskom emituja 65% od ukupnog zračenja, na 254 nm liniji i 10 – 20% na liniji 185 nm. Ova svetiljka nema florescentni premaz. Ona zasniva svoje delovanje na činjenici da ultraljubičasto zračenje ubija većinu mikroorganizama ili mikroba. Takve svetiljke ne sadrže fluorescentnu materiju, tako da više liče na tinjalicu. Cevi se sastoje od amorfnog (rastopljenog) kvarca, koji propusta UV zrake dobijene od emisije žive. Takve svetiljke ne samo da ubijaju mikroorganizme, nego pretvaraju deo kiseonika u ozon. One mogu oštetiti oči i kožu, pa je obavezna zaštita kod rada sa antimikrobnom fluorescentnom svetiljkom. Geolozi ih koriste za otkrivanje nekih vrsta minerala. Koriste se i kod nekih EPROM brisača. Te svetiljke imaju oznaku G (engl. germicidal lamps).

Ultraljubičasta svetleća dioda (UV LED)[uredi]

Svetleće diode se mogu proizvesti da rade u ultraljubičastom području, iako su ograničene za talasne duljine ispod 365 nm. U industriji se koriste za sušenje i otvdnjavanje, te za digitalne printere.

Ultraljubičasti laseri[uredi]

UV laserske diode i UV laseri sa čvrstom jezgrom se proizvode za emitovanje UV zračenja, sa talasim dužinama 262, 266, 349, 351, 355 i 375 nm. UV laseri se koriste u industriji za lasersko graviranje, u medicini za dermatologiju i očnu hirurgiju (za popravljanje vida) i za sigurne komunikacije.[10]

Plinske svetiljke[uredi]

Argonske i deuterijumske svetiljke sa električnim pražnjenjem, koriste se kao izvor ultraljubičastog zračenja, sa ili bez otvora.[11]

Ultraljubičasto zračenje i zdravlje ljudi[uredi]

Riba je izvrstan izvor vitamina D
Opekotine od Sunčevog zračenja
Ultraljubičasti fotoni oštećuju DNA molekule kod živih organizama, na razne načine. Najčešći oblik oštećenja je kada se baze timina vežu međusobno, umesto na različite strane lanca. Taj „timinski dimer“ stvara ispupčenja, koja iskrivljuju DNA molekul, pa on ne može normalno da funkcioniše.
Rsorijaza na leđima
Vitiligo
Maligni melanom
Zaštitne naočare za zavarivanje
Zaštitne naočare za Sunce
Akvarel je vrlo osetljiv na UV zračenje

Vitamin D[uredi]

Vitamin D ili kalciferol je antirahitični vitamin, a često se naziva i vitaminom Sunca. Zajedno sa paratireoidnim hormonom reguliše koncentraciju kalcijumskih jona u krvnoj plazmi. Grupa vitamina D obuhvata 7 vitamina, ali kad se govori o vitaminu D u užem smislu misli se na smesu vitamina D2 (ergokalciferol) i D3 (holekalciferol). Ergosterol (provitamin ergokalciferola) je biljnog porekla, dok je 7-dehidroholesterol (provitamin kolekalciferola). Najčešće su to beli kristali. Vitamin D je praktično nerastvoran u vodi, ali se rastvara u alkoholu, hloroformu i etru, te u biljnim uljima. Nije stabilan u kristalnom stanju pa se često nalazi u uljnim rastvorima, koji su stabilni.

Vitamin D se u telu može sintetisiti u koži pod uticajem Sunčevih ultraljubičastih zraka iz provitamina. Ali se može unositi i hranom. Najviše ga ima u ribljem ulju i mesu, mleku i mlečnim prozvodima i žumancetu, te gljivama. Dnevni zahtevi za vitaminom D relativno su mali i odrasli ga nadoknađuju izlaganjem Suncu ili hranom. Preporučena dnevna količina (RDA) iznosi 5 - 10 μg.

Primarna je uloga vitamina D održavanje homeostaze i konstantne koncentracije kalcijuma i fosfata u plazmi. On podstiče njihovu apsorpciju iz probavnog trakta. Vitamin D pridonosi jačim kostima i zdravim zubima, te je vrlo delotvoran u razvoju dece. Nedostatak vitamina D očituje se klinički hipokalcijemijom, hipofosfatemijom ili opštom demineralizacijom kosti, bolovima u kostima, spontanim frakturama i slabošću mišića. To je uzrokovano nedovoljnom resorpcijom kalcijuma i fosfata. Tako može doći i do bolesti koja se zove rahitis. To je metabolička bolest kostiju. Kosti postaju mekane i naginju deformacijama dok zubi postaju defektni. Najčešća je kod dece, pa je njima vitamina D najviše potreban. Kod odraslih se javlja retko.

Primenom velikih doza vitamina D dolazi do poremećaja u matabolizmu kalcijuma te su prvi simptomi hipervitaminoze vezani uz hiperkalcijemiju. To su umor, probavne smetnje, gubitak težine, anemija pa i depresija. Dolazi i do dodatnog taloženja kalcijuma u bubrezima i gušterači. Vrlo je teško predozirati se D vitaminom.

Izlaganje Suncu[uredi]

Iako ultraljubičasto zračenje ima važnu korisnu ulogu u stvaranju vitamina D, nužnog za ravnotežu kalcijuma u organizmu, ima i svojih štetnih delovanja. Pažnju na moguće štetno delovanje Sunčevog zračenja na ljudsku kožu valja obratiti kad je posredi ultraljubičasto zračenje tipa UVA i UVB, a UVC apsorbuje ozon u gornjim slojevima atmosfere i uglavnom ne dopire do površine Zemlje, osim kod bitno oštećenog ozonskog sloja (ozonske rupe).

Tako ultraljubičasto zračenje UVB, koje ne prodire u dublje slojeve kože, izaziva akutno oštećenje kože (eritem - crvenilo) u obliku opekotina, koje dovodi do degeneracije kože, njenog starenja, a može izazvati i rak kože zbog oštećenja gena za obnovu ćelija kože.

Ultraljubičasto zračenje tipa UVA stvara spontanu i neposrednu pigmentaciju kože povećanom proizvodnjom melanina. Prodire u dublje slojeve kože uzrokujući oštećenja i mogući razvoj raka kože u kasnijoj fazi života.

Intenzitet ultraljubičastog zračenja i njegov sastav zavisi od mnogih činilaca, koji uključuju i dužinu puta kroz atmosferu, što je zavisno od godišnjeg doba, delu dana, geografske širine, nadmorske visine, te od oblačnosti i čistoće vazduha. Kako ultraljubičasto zračenje UVB znatno zavisi od ugla Sunčevog svetla, znatno je slabije zimi, zatim ujutro i kasno poslepodne, a najjače leti i u podne. Ultraljubičasto zračenje UVA zbog veće talasne dužine manje je zavisno od položaja Sunca i drugih uticaja, pa tako, na primer i 83 % oblačnosti umanjuje UVA zračenje samo za 50 posto. Staklo i neke vrste plastike potpuno blokiraju UVB zračenje, a uopšte ne smetaju UVA zračenju.

Treba imati u vidu da:

  • Nijedna preplanulost nije zdrava ni sigurna.
  • Prirodno tamnija put ne znači i prirodnu zaštitu od Sunca, pa takvu kožu treba jednako štititi.
  • Zabluda je da se treba više izlagati Suncu zbog stvaranja D vitamina, jer desetominutno izlaganje Suncu tri puta nedeljno je dovoljno je za stvaranje vitamina D.
  • Primena samo zaštitnih sredstava za kožu nije dovoljna, nego treba upotrebljavati kompletan program zaštite.
  • Preplanulost iz solarijuma jednako je opasna.
  • Oblačno vreme ne znači da zaštita kože nije potrebna, jer UVA zraci lako prolaze kroz oblake.
  • Treba čuvati reflektirajućeg zračenja s površine vode ili snega zimi.[12]

Gotovo 80 posto sredstava za zaštitu kože od UV zračenja su u obliku emulzija na osnovi vodenih, alkoholnih ili uljnih rastvora, a ostala su sredstva u obliku krema i gelova. Zaštitne materije u tim sredstvima apsorbiraju, a u nekim slučajevima raspršuju i reflektuju UV zrake. Najčešće primenjivane materije su one koje apsorbiraju UV zračenje talasnih dužina oko 300 nm (tj. UVB zračenje) radi zaštite od sunčanih opeklina (crvenila), a dopuštaju prolaz UVA zračenja zbog pigmentacije kože.

Široko primenjivane hemijske materije u sredstvima za zaštitu su organski UVB filtri (estri cinaminske kiseline, metil-benziliden kamfor i u vodi rastvoran benzimidazol). One nisu dovoljne za zaštitu kože od mogućeg kasnijeg razvoja raka, jer ne deluju na UVA zračenje, pa treba posebnu pažnju obratiti na zaštitu kože od UVA zračenja. Hemijsko sredstvo za filtriranje UVA zračenja je butil-dibenzolmetan, a poznat je i kao fotonestabilno jedinjenje koje se na Suncu brzo razgrađuje.

Osim hemijskih organskih materija, koriste se i druge zaštitne materije, kao što su Titanijumov i cinkov oksid. Cinkov oksid povoljniji je za UVA, a titanijumov za UVB zračenje. Mogu se koristiti u ograničenim količinama, jer inače ne dopuštaju pigmentaciju kože, pa ona ostaje bela. Optimalan zaštitni učinak postiže se samo ako su čestice tih oksida izuzetno sitne i ako se mogu potpuno ravnomerno rasporediti po koži.

Zaštitni faktor - većina sredstava za zaštitu kože od ultraljubičastog zračenja deklarisana su zaštitnim faktorom - SPF. Zaštitni faktor nekog sredstva govori koliko vremenski dugo izlaganje UVB zračenju izaziva određeni stupanj eritema (crvenila) kože u poređenju sa vremenom za isti stupanj eritema na nezaštićenoj koži.

Većina proizvoda na tržištu ima zaštitne faktore između 15 i 25, a u nekim se zemljama pojavljuju i sredstva s većim zaštitnim faktorima. Oni iznad 40 nemaju smisla, jer već zaštitni faktor 33 filtrira 97 posto UVB zračenja.

Zaštita od UVA zračenja jednako je važna kao i zaštita od UVB zračenja, ali kako je štetno delovanje UVA zračenja neprimetno (jer ne izaziva crvenilo kože kao UVB), to je opasnost od njega zapravo veća. Međutim, za tu vrstu ultraljubičastog zračenja (UVA), koja u kasnijoj dobi takođe izaziva rak kože, ne postoje metode merenja delotvornosti zaštite. Zasad na tržištu ima vrlo malo testiranih i odobrenih delotvornih materija za zaštitu od UVA zračenja, pa kod izbora treba obratiti pažnju na stupanj zaštite od UVA zračenja.[13]

Medicinska primena UV zračenja[uredi]

UV zračenje se koristi za lečenje kožnih bolesti, kao što je psorijaza i vitiligo. Psorijaza je reativno česta kožna bolest i od nje boluje od 1-5% populacije. Najčešće ne stvara veće probleme obolelom. Ono što je važno u terapiji psorijaze je izlaganje UV zračenju, bilo prirodnim izvorima - Sunčeva svetlost ili veštačkim izvorima - UV svetiljke. Izlaganje suncu je u većini slučajeva delotvorno.[14]

PUVA-terapija ili fotohemoterapija podrazumeva lokalno ili sistemsko nanošenje fotosenzibilizatora psoralena, a potom obasjavanje kože UVA zracima. Nakon otkrića uskospektralne fototerapije ređe se primenjuje u lečenju vitiliga. Naime, smatra da je do postizanja estetski prihvatljivog uspeha prosečno potrebno 150-200 seansi obasjavanja, što može biti povezano sa povećanim rizikom od nastanka prekanceroza i karcinoma kože. Od otkrića uskospektralne (engl. narrow-band, 311 nm) UVB fototerapije, ona postaje najčešći oblik lečenja generalizovanog vitiliga te zamenjuje do tada najčešće primenjivanu PUVA-terapiju (fotohemoterapiju. Trajanje pojedine terapije je vrlo kratko, u početku tek dvadesetak sekundi, nakon čega se vreme obasjavanja postepeno povisuje do nekoliko minuta. Uskospektralna fototerapija u lečenju vitiliga sprovodi se 2 do 3 puta nedeljno, lečenje traje od 6 meseci do godine dana, a ponekad i više. Ukoliko ne dođe do početne repigmentacije unutar prva 3 meseca od početka fototerapije smatra se da fototerapija nije delotvorna te se sa istom prekida. Za vreme obasjavanja bolesnik nosi zaštitne naočare koje sprečavaju iritaciju očiju. Nakon terapije može se pojaviti blago crvenilo kože što je pokazatelj da je primenjena primerena terapijska doza UVB zračenja. Ukoliko dođe do jačeg crvenila kože, savetuje se smanjenje doze obasjavanja. Kod oko 50% bolesnika dolazi do ponovnog vraćanja većeg dela pigmenta, iako je potpuna repigmentacija retka.[15]

Štetno delovanje UV zračenja[uredi]

Preveliko izlaganje UVB zračenju može izazvati akutno oštećenje kože (eritem - crvenilo) u obliku opekotina, koje dovodi do degeneracije kože, njenog starenja, a može izazvati i rak kože, zbog oštećenja gena za obnovu ćelija kože. Ultraljubičasto zračenje tipa UVA prodire u dublje slojeve kože uzrokujući oštećenja i mogući razvoj raka kože u kasnijoj fazi života. UVC zračenje ima najveću energiju i zato je najopasnija vrsta UV zračenja. Pre se vrlo malo pažnje posvećivalo UVC zračenju, jer atmosfera upija gotovo sve što nam stigne sa Sunca. Međutim, neki uređaji (sterilizacija) koriste tu vrstu zračenja i treba biti vrlo oprezan kod rukovanja s njima. [16]

Koža i UV zračenje[uredi]

UV zračenje vrlo brzo deluje na našu kožu. Tek je nekoliko minuta izlaganja suncu dovoljno za nastanak neposredne pigmentacije. Isto je tako i za sintezu vitamina D u našoj koži potrebno pet minuta dnevno, dok je za pojavu solarnog crvenila na koži dovoljno nekoliko sati. Ako su u pitanju meseci i godine izlaganja Suncu, uticaj UV zračenja je najnepovoljniji – koža stari, gubi elasticitet i može doći do nastanka karcinoma kože.

Štetni učinci UV zračenja ne zavise samo od količine izlaganja Suncu, već i od osetljivosti kože pojedinca. Najosetljiviji na UV zrake su oni ljudi koji imaju crvenu kosu, koji su pegavi, sa svetlim, zelenim ili plavim očima, svetle puti. Oni nikad ne dobiju lepu bronzanu boju, a najčešće „izgore“. Osobe bele kože sa tamnom kosom i smeđim očima, takođe su osetljive, a najmanje osetljivi su i nateže dobiju opekline ljudi tamne, smeđe kože i kose, sa smeđim očima.

Kada se govori o štetnim delovanjima UV zraka, ona mogu biti akutna i hronična. Akutna su sunčane opekotine, fototoksične i fotoalergijske reakcije uzrokovane lekovima ili biljkama (razni dezodoransi, parfemi), solarna urtikarija često se javlja baš u vreme prvog izlaganja Suncu. Može doći do pojave akutnih idiopatskih delovanja, te aktiničkog svrbeža – pruriga.

U hronična delovanja UV zračenja ubraja se fotostarenje koje zapravo počne s našim rođenjem. Zatim su tu hronični aktinični dermatitis, razne prekanceroze, lentigo solaris, keratosis actinica, tumori kože (karcinoma basocellulare i spinocellulare), mezenhimalni tumori kože, limfom kože i najopasniji, najmaligniji od njih – melanoma.

Maligni melanom je najzloćudniji tumor kože i sluzokože. Nastaje malignom preobražajem melanocita bazalnog sloja našeg epiderma i za njegov nastanak najvažniji su činioci životne sredine, odnosno UV zračenje i genetska komponenta. U 50 posto slučajeva razvija se na klinički nepromenjenoj koži, a u 35-50 posto slučajeva zloćudni melanom nastaje preobrazbom mladeža na našoj koži. U celom svetu u porastu je i broj slučajeva obolelih od melanoma, ali i broj smrtnosti od melanoma.[17]

Oči i UV zračenje[uredi]

UVA zračenje može dopreti do mrežnjače oka, stoga dugotrajno izlaganje može uveliko da poveća opasnost od degeneracije žute pege. Šteta od UVA-zračenja je kumulativna, pa se preporučuje nošenje sunčanih naočara.

UVB zračenje čini tek 10% od ukupnog ultraljubičastog zračenja koje dolazi do Zemlje, međutim upravo ono predstavlja najveću opasnost za zdravlje čoveka te može uzrokovati najveću štetu vašim očima. Preveliko izlaganje UVB-zračenju može da ošteti rožnjaču i da izazove bolno stanje, vrstu upale rožnjače koja se naziva fotokeratitis.

UVC zračenje blokira ozonski omotač i trenutno ne predstavlja neposrednu pretnju.

Umereno ili produženo izlaganje očiju ultraljubičastom zračenju može da uzrokuje brojna oštećenja delova oka, te biti glavnim uzrokom nekih bolesti oka, poput katarakte ili sive mrene (zamagljenja očnog sočiva) ili degeneracije žute pege, što eventualno može dovesti i do gubitka vida. Pretpostavlja se da je otprilike 10% slučajeva katarakte ili sive mrene uzrokovano UVB-zračenjem, koje reaguje s belančevinom iz sočiva. Katarakta predstavlja zamagljenje leće, koja mora biti prozirna za jasan vid.

Stvaranjem mrene, zaustavlja se i reflektuja svetlo koje ulazi u oko, što zablešćuje. Napredovanjem mrene, vid postaje sve slabiji i zamućeniji, kao da se gleda kroz izmaglicu. Mrene predstavljaju glavni uzrok oslabijeg vida u starijem dobi. Operacijom se u većini slučajeva može povratiti izgubljeni vid. Degeneracija očne pege takođe je jedan od vodećih uzroka gubitka vida, čiji napredak može biti ubrzan prekomernim izlaganjem ultraljubičastom zračenju.

Zaštita očiju se može postići na više načina, na primer nošenjem šešira sa širokim obodom koji štiti oči od neposrednog sunčevog svetla, zatim nošenjem sunčanih naočara ili pak kontaktnih sočiva koje imaju zaštitu od ultraljubičastog zračenja. Naravno, šeširi ne predstavljaju potpunu zaštitu od UV-zračenja, već mogu smanjiti izlaganje očiju Suncu za otprilike 50%. Danas su dostupne kontaktna sočiva koje štetno zračenje mogu smanjiti i do 90%, dok kvalitetne sunčane naočare mogu garantovati čak i stopostotnu zaštitu od UV-zraka. Prilikom izbora sunčanih naočara koje mogu kvalitetno i efikasno da blokiraju štetno ultraljubičasto zračenje, treba imati na umu nekoliko stvari:

  • Certifikat ili oznaku koja govori o postotku štetnog zračenja koje naočare blokiraju i vrsti UV zračenja od kojeg štite oči.
  • Oznake na naočarama koje govore o blokiranju infracrvenih zraka ili plavih zraka nisu povezane sa zaštitom od UV-zraka.
  • Ako na naočarama stoji izraz „polarizirane“, to znači da sočiva tih sunčanih naočara smanjuju odbljesak sunca od drugih površina, poput odbljeska sunca od površine vode. Takve naočare ne moraju ujedno i štititi od UV zračenja, pa je potrebno potražiti i neku drugu oznaku ili certifikat.
  • Zakrivljene naočale koje se „obavijaju“ oko očiju i u potpunosti pokrivaju oči sa svih strana nude dodatnu zaštitu od UV-zraka jer štite i od zračenja sa strane;
  • Sočiva naočara trebaju da budu kvalitetno izrađena i polirana.

Sunce se zimi nalazi u nižem položaju na nebu u odnosu na položaj tokom leta. To može uzrokovati još veću izloženost štetnim UV zracima. Zbog reflektivne prirode snega, prema nekim procenama čak do 85% sunčevih UV zraka biva reflektovano od njegove površine. U vrlo kratkom roku, ti UV-zraci mogu da uzrokuju sunčane opekotine na površini oka koje se još nazivaju i snežno slepilo, a predstavljaju veliki problem skijašima i ostalim sportistima na snegu.

Bez zaštite očiju, refleksija sunčevih zraka može u samo nedelju dana da uzrokuje oštećenja na rožnjači. Kako bi se oči zaštitile od mogućeg oštećenja, preporučuje se nošenje sunčanih naočala s antireflektivnim, polariziranim sočivima koje blokiraju 100% UV zračenja.[18]

Propadanje i razgradnja polimera, pigmenata i boja[uredi]

Mnogi polimeri blede, propadaju i razgrađuju se pod uticajem UV zračenja i zato je potrebno staviti dodatno UV apsorbere da štite polimere. Osim toga, mnogi pigmenti i boje upijaju UV zračenje, te menjaju boju, tako da umetničke slike (posebno akvarel) i tekstil trebaju da imaju dodatnu zaštitu od Sunčevog zračenja i fluorescentnih svetiljki.[19]

Primena UV zračenja[uredi]

Ptica se pojavljuje na VISA kreditinim karticama pod UV svetiljkama
Ksenonova svetiljka
Maglina NGC 6543, poznata i pod imenom Mačje oko
Entomolog koristi UV svetiljku za skupljanje insekata kornjaša
Dezinfekcija vode Sunčevim ultraljubičastim zračenjem u Indoneziji

Primena UV zračenja prema talasnim dužinama: [20]

  • 13,5 nm: Ekstremna UV litografija
  • 230-400 nm: Optički davači, razni elektronski instrumenti
  • 230-365 nm: Praćenje oznaka, kao što je crtični kod (barkod)
  • 240-280 nm: Dezinfekcija, uništenje najvećeg broja neželjenih mikroorganizama na površinama i u vodi (DNK ili dezoksiribonukleinska kiselina ima vršnu vrednost (Vinov zakon pomeranja) na 260 nm)
  • 250-300 nm: Forenzička analiza, otkrivanje lekova i droga
  • 270-300 nm: Analiza bjelančevina, DNK redosled, pronalaženje lekova
  • 280-400 nm: Medicinsko snimanje ćelija
  • 300-400 nm: Svetleće UV diode (LED), organske svetleće UV diode (OLED) i polimerne svetleće UV diode (PLED)
  • 300-365 nm: Očvršćivanje polimera i sušenje tonera kod printanja
  • 300-320 nm: Fotohemoterapija u medicini
  • 350-370 nm: Uređaji za privlačenje komaraca (komarce najviše privlači UV zračenje sa talasnom duljinom 365 nm)[21]

Osiguranje[uredi]

Za sprečavanje krivotvorenja važnih dokumenata (kreditne kartice, vozačke dozvole, pasoša), dodatno se stavlja vodeni žig, koji je vidljiv samo pod UV svetiljkama. Vize i nalepnice, koje se stavljaju u pasoš, sadrže mnoge detalje koji su nevidljivi kod vidljive svetlosti, ali vrlo dobro se uočavaju pod UV svetiljkama. Novčanice imaju uglavnom dodatna vlakna u boji, vidljivom samo pod UV svetiljkama.

Neke vrste sprejeva protiv napadača, ostavljaju nevidljivo UV bojilo, koje je vrlo teško isprati, da bi pomoglo policiji kod otkrivanja kasnije.[22]

Forenzika[uredi]

UV svetiljke pomažu forenzičarima za otkrivanje telesnih tečnosti, kao što su krv, slina, urin ili žuč.[23]

Fluorescentne svetiljke[uredi]

Fluorescentne svetiljke stvaraju UV zračenje joniziranjem žive pod niskim pritiskom, koja ima talasnu dužinu od 253,7 nm i 185 nm. Te fotone zatim upijaju elektroni u fluorescentnom sloju, na unutrašnjoj strani cevi, koji emitiraju fotone u vidljivom području za ljudsko oko. Fluorescentne svetiljke koje nemaju fluorescentni sloj ili je oštećen, vrlo su opasne za zdravlje ljudi. Ostali izvori UV zračenja su ksenonove elektrolučne svetiljke, deuterijumske elektrolučne svetiljke, živa-ksenonske elektrolučne svetiljke, metal-halidne elektrolučne svetiljke i volfram-halogene žarne svetiljke.

Astronomija[uredi]

U astronomiji, vrlo topli objekti prvenstveno emituju UV zračenje (vidi Vinov zakon pomeranja). Budući da ozonski omotač zaustavlja veći deo UV frekvencija, znatan broj UV opservatorija se nalazi u svemiru.

Biološka posmatranja i kontrola epidemija[uredi]

Neke životinje, kao što su ptice, gmizavci i insekti (pčele), mogu da vide u bliskom UV području (300 – 400 nm). Mnoge voćke, cveće i semenke su osetljivije na UV zračenje od ljudskog oka. Škorpioni svetle pod UV svetiljkom. Neke ptice imaju perje koje se bolje vidi u UV području. Urin i ostale telesne tečnosti kod nekih životinja, kao kod psa, mačaka, pa i ljudi, se bolje vide pod UV svetiljkama. Tragovi urina glodara se mogu pratiti pod UV svetlom, kako bi se sprečilo njihovo širenje u ljudskim naseljima. Leptiri koriste ultraljubičaste oznake kod prepoznavanja suprotnih polova.

Spektrometrija[uredi]

Spektroskopija vakuumskog UV zračenja koristi ultraljubičasto zračenje kratke talasne dužine, znano kao vakuumsko ultraljubičasto zračenje (200 nm – 100 nm), kao medijum proučavanja. Ovo zračenje uzrokuje pubuđenje elektrona u visoka energijska stanja: Ridbergove orbitale. Ova spektroskopija se koristi za proučavanje visokopobuđenih molekula. Objekti koji emitiraju ultraljubičasto zračenje moraju biti zagrejani na ekstremno visoke temperature, pa se koriste u astronomiji za proučavanje vrućih zvezda, zvzdanih korona i vrućih maglina.

Higijena i UV zračenje[uredi]

UV svetiljke se koriste za otkrivanje organskih taloga, gde čišćenje sanitarija nije dobro obavljeno. Urin i fosfati se lako otkrivaju. Koristi se u bolnicama, hotelima, javnim sanitarijama i u industriji.

Analiza minepala[uredi]

Zbirka minerala briljantno fluorescira na različitim talasnim dužinama kada se obasja ultraljubičastom lampom.

Ultraljubičasta lampa se koristi i u analizi minerala, dragog kamenja, recimo prilikom utvrđivanja autentičnosti kolekcionarskih uzoraka. Pod vidljivom svetlošću uzorci mogu izgledati isto ali obasjani ultraljubičastim zracima fluoresciraju različito. Ili mogu da pokažu razlike u fluoroscenciji kada se obasjaju dugotalasnim ili kratkotalasnim ultraljubičastim zracima. UV fluoroscentne boje naveliko se koriste u biohemiji i kriminološkim istragama. Najopznatiji predstavnik u biohemiji je možda zeleno fluorescirajući protein (GFP od engleskog Green Fluorescent Protein) koji se često koristi kao genetički obeleživač. Mnoge supstance, recimo proteini, znatno apsorbuju u UV spektralnoj oblasti što je od ogromne praktične važnosti u biohemiji i srodnim oblastima. Zato su UV spektrofotometri obavezni deo biohemijske laboratorijske opreme.

Fotolitografija[uredi]

UV zračenje se koristi u fotolitografiji, koja se primenjuje u proizvodnji poluprovodnika, integriranih kola i štampanih ploča. [24]

Provera električne izolacije[uredi]

UV svetiljke mogu otkriti koronarno pražnjenje na električnim aparatima, što obično oštećuje izolaciju kod električnih provodnika.[25]

Sterilizacija[uredi]

Sterilizacija ultraljubičastim zračenjem - oštećuje ćelijske nukleinske kiseline i na taj način deluje germicidno. Koristi se za sterilizaciju prostorija. Štetno deluje na vid, pa se ne sme koristiti u prostorijama u kojima se nalaze ljudi.

Sterilizacija vode za piće[uredi]

Delotvorna i sigurna alternativa hemijskim metodama dezinfekcije vode je sterilizacija vode ultraljubičastom svetlošću.

Davne 1878. primećeno je da Sunčeva svetlost deluje antibakterijski. Kasnija ispitivanja pokazala su da antibakterijski učinak Sunčeve svetlosti ne dolazi od vidljive već od nevidljive svetlosti talasnih dužina od 100 do 400 nm, a najbolji rezultate postižu UVC zraci pri talasnoj dužini od 254 nm. UVC zraci navedene talasne dužine menjaju genetski DNK materijal ćelija tako da bakterije, virusi, alge i drugi mikroorganizmi gube sposobnost reprodukcije. Prisutni mikroorganizmi uginu, a s tim i rizik od bolesti koje oni mogu izazvati. Upravo ova činjenica iskorištena je kod UV sterilizatora gde se UVC zraci dobijaju veštačkim putem pomoću kvarcnih lampi sa živinim parama.

Centralni deo UV sterilizatora je UV svetiljka, koju čini kvarcna cev u kojoj se nalazi određena količina žive. Stavljanjem lampe pod napon dolazi do stvaranja električnog luka koji kontinuirano pobuđuje atome žive koji emituju energiju talasne dužine 254 nm. Sterilizacija vode se odvija tako da voda teče u tankom sloju oko kvarcne cevi u kojoj se nalazi UV lampa pri čemu voda prima određenu količinu energije. [26]

Proizvodnja hrane[uredi]

Kod proizvodnje hrane zahtev je da se što manje koristi toplotna obrada hrane, kako bi ona ostala što svežija. Zbog toga se sve više koristi pasterizacija sa UV svetiljkama.[27]

Uređaji za otkrivanje plamena[uredi]

UV uređaji za otkrivanje plamena su osetljivi na većinu plamena, uključujući ugljovodonike, sumpor, vodonik, amonijak itd. Uređaji za otkrivanje plamena koji imaju i UV i infracrvene davače, su puno sigurniji u radu.

Vidi još[uredi]

Reference[uredi]

  1. Lakowicz, Joseph R. (2006). Principles of fluorescence spectroscopy. Springer. str. xxvi. ISBN 9780387312781. Pristupljeno 16. 4. 2011. 
  2. Hockberger, P. E. (2002). „A history of ultraviolet photobiology for humans, animals and microorganisms”. Photochem. Photobiol. 76 (6): 561—579. PMID 12511035. doi:10.1562/0031-8655(2002)076<0561:AHOUPF>2.0.CO;2. 
  3. The ozone layer protects humans from this. Lyman, T. (1914). „Victor Schumann”. Astrophysical Journal. 38: 1—4. Bibcode:1914ApJ....39....1L. doi:10.1086/142050. 
  4. ISO 21348 - "Process for Determining Solar Irradiances" [1]
  5. [2] "Ozone layer", 2007.
  6. "Soda Lime Glass Transmission Curve" [3]
  7. "B270-Superwite Glass Transmission Curve" [4]
  8. "Selected Float Glass Transmission Curve" [5]
  9. "Compiled from various Philips, Osram and Sylvania Lighting Catalogues"
  10. Marshall Chris: "A simple, reliable ultraviolet laser: the Ce:LiSAF", publisher = Lawrence Livermore National Laboratory, 1996., [6]
  11. [7], Klose Jules Z., Bridges J. Mervin, Ott William R.: "NBS Measurement Services: Radiometric Standards in the VUV", journal=NBS Special publication, 1987., publisher=US Dept. of Commerce
  12. „Zaštita od sunca nužna tokom letnih meseci“, „Vaše zdravlje“
  13. „Opasnosti leta“, Stjepan Šaban, dipl.ing.
  14. [8] "Kako liječiti psorijazu?", prim. mr. sc. Antica Soldo
  15. "Liječenje vitiliga", Doc. dr. sc. Romana Čeović, dr. med., specijalist dermatovenerolog
  16. C. Michael Hogan. 2011. Sunlight. eds. P.saundry & C.Cleveland. Encyclopedia of Earth.
  17. "Kako UV zračenje djeluje na našu kožu?", prim. mr. sc. Branislava Resanović, dr. med. spec. zdravstvene ekologije
  18. [9] "Sunce i oči", Dr. sc. Nadežda Bilić, dr. med., specijalist oftalmolog
  19. R. V. Lapshin, A. P. Alekhin, A. G. Kirilenko, S. L. Odintsov, V. A. Krotkov: "Vacuum ultraviolet smoothing of nanometer-scale asperities of poly(methyl methacrylate) surface", journal=Journal of Surface Investigation. X-ray, publisher=Pleiades Publishing, [10]Russian translation 2010.
  20. UV applications
  21. Pestproducts.com
  22. "Pepper Spray FAQ"
  23. [11] "Detection of Semen (Human and Boar) and Saliva on Fabrics by a Very High Powered UV-/VIS-Light Source" Anja Fiedler, Mark Benecke, 2009.
  24. "Deep UV Photoresists"
  25. "Corona - The Daytime UV Inspection Magazine"
  26. „Sterilizacija vode“
  27. Rulfsorchard

Literatura[uredi]

Spoljašnje veze[uredi]