Сонячна радіація

Сонячна радіація – це весь потік радіації, який випускається Сонцем і являє собою електромагнітні коливання різної довжини хвилі. У гігієнічному відношенні особливий інтерес представляє оптична частина сонячного світла, яка займає діапазон від 280-2800 нм. Більш довгі хвилі - радіохвилі, більш короткі - гамма-промені, іонізуюче випромінювання не доходять до поверхні Землі, тому що затримуються у верхніх шарах атмосфери, зокрема на озоновому шарі. Озон поширений у всій атмосфері, але на висоті близько 35 км формує озоновий шар.

Інтенсивність сонячної радіації залежить в першу чергу від висоти стояння сонця над горизонтом. Якщо сонце знаходиться в зеніті, то шлях який проходять сонячні промені буде значно коротшим, ніж їх шлях якщо сонце знаходиться біля горизонту. За рахунок збільшення шляху інтенсивність сонячної радіації змінюється. Інтенсивність сонячної радіації залежить також від того під яким кутом падають сонячні промені, від цього залежить і освітлювана територія (при збільшенні кута падіння площа висвітлення збільшується). Таким чином, та ж сонячна радіація припадає на велику поверхню, тому інтенсивність зменшується. Інтенсивність сонячної радіації залежить від маси повітря через яке проходять сонячні промені. Інтенсивність сонячної радіації в горах буде вища ніж над рівнем моря, тому що шар повітря через який проходять сонячні промені менший ніж над рівнем моря. Особливе значення представляє вплив на інтенсивність сонячної радіації стан атмосфери, її забруднення. Якщо атмосфера забруднена, то інтенсивність сонячної радіації знижується (в місті інтенсивність сонячної радіації в середньому на 12% менша ніж у сільській місцевості). Напруга сонячної радіації має добовий і річний фон, тобто напруга сонячної радіації змінюється протягом доби, і залежить також від пори року. Найбільша інтенсивність сонячної радіації відзначається влітку, менша - взимку. За своєю біологічною дією сонячна радіація неоднорідна: виявляється кожна довжина хвилі надає різну дію на організм людини. У зв'язку з цим сонячний спектр умовно розділений на 3 ділянки:

Ультрафіолетові промені, від 280 до 400 нм.
Видимий спектр від 400 до 760 нм.
Інфрачервоні промені від 760 до 2800 нм.

При добовому і річному циклі сонячної радіації склад і інтенсивність окремих спектрів піддається змінам. Найбільшим змінам піддаються промені УФ спектру.

Інтенсивність сонячної радіації ми оцінюємо виходячи з так званої сонячної постійної. Сонячна постійна - це кількість сонячної енергії, що надходить за одиницю часу на одиницю площі, розташовану на верхній межі атмосфери під прямим кутом до сонячних променів при середній відстані Землі від Сонця. Ця сонячна постійна виміряна за допомогою супутника і дорівнює 1,94 калорії\см² за хв. Проходячи через атмосферу сонячні промені значно слабшають - розсіюються, відбиваються, поглинаються. У середньому при чистій атмосфері на поверхні Землі інтенсивність сонячної радіації становить 1, 43 - 1,53 калорії\см² за хв.

Напруга сонячних променів опівдні в травні в Ялті 1,33.

Біологічне значення видимої ділянки спектру

Видима ділянка спектру - специфічний подразник органу зору. Світло необхідна умова роботи ока, найтоншого і найбільш чутливого органу відчуття. Світло дає приблизно 80% інформації про зовнішній світ. У цьому полягає специфічна дія видимого світла, але ще є загальнобіологічна дія видимого світла: вона стимулює життєдіяльність організму, підсилює обмін речовин, покращує загальне самопочуття, впливає на психоемоціональну сферу, підвищує працьовитість. Світло оздоровлює навколишнє середовище. При нестачі природного освітлення виникають зміни з боку органу зору. Швидко наступає стомлюваність, знижується працездатність, збільшується виробничий травматизм. На організм впливає не тільки освітленість, а й різна колірна гамма, яка надає різний вплив на психоемоціональний стан. Найкращі показники виконання роботи були отримані при жовтому і білому освітленні. У психофізіологічному відношенні кольори діють протилежно один до одного. У зв'язку з цим було сформовано дві групи кольорів:

Теплі тони - жовтий, оранжевий, червоний.
Холодні тони - блакитний, синій, фіолетовий.

Холодні і теплі тони здійснюють різну фізіологічну дію на організм. Теплі тони збільшують м'язове напруження, підвищують кров’яний тиск, частішає ритм дихання. Холодні тони навпаки знижують кров’яний тиск, уповільнюють ритм серця і дихання. Це часто використовують на практиці: для пацієнтів з високою температурою найбільше підходять палати пофарбовані у ліловий колір, темна охра покращує самопочуття хворих зі зниженим тиском. Червоний колір підвищує апетит. Більше того, ефективність ліків можна підвищити змінивши колір таблетки. Хворим, які страждають депресивними розладами давали одні і ті ж ліки в таблетках різного кольору: червоного, жовтого, зеленого. Найкращі результати принесло лікування таблетками жовтого кольору.

Колір використовується як носій закодованої інформації наприклад на виробництві для позначення небезпеки. Існує загальноприйнятий стандарт на сигнально-розпізнавальні забарвлення: зелений - вода, червоний - пара, жовтий - газ, оранжевий - кислоти, фіолетовий - луги, коричневий - горючі рідини, синій - повітря, сірий - інше.

З гігієнічних позицій оцінка ділянки видимого спектру проводиться за наступними показниками: окремо оцінюється природне і окремо штучно освітлення. Природне освітлення оцінюється за 2 групами показників: фізичними і світлотехнічними.

Фізичні показники

Світловий коефіцієнт - характеризує відношення площі заскленої поверхні вікон до площі підлоги.
Кут падіння - характеризує під яким кутом падають промені. За нормою мінімальний кут падіння повинен бути не менше 270^о.
Кут отвору - характеризує освітленість небесним світлом (повинен бути не менше 50).
Глибина закладення приміщення - це відношення відстані від верхнього краю вікна до підлоги до глибини приміщення (відстань від зовнішньої до внутрішньої стіни).

Світлотехнічні показники

Світлотехнічні показники - це показники, які визначаються за допомогою приладу - люксметра. Вимірюється абсолютна і відносна освітленість. Абсолютна освітленість - це освітленість на вулиці. Коефіцієнт освітленості визначається як відношення відносної освітленості (виміряної в приміщенні) до абсолютної, виражений у %. Освітленість у приміщенні вимірюється на робочому місці. Принцип роботи люксметра полягає в тому що прилад має чутливий фотоелемент (селеновий - так як селен наближений за чутливістю до ока людини).

Для оцінки штучного освітлення приміщень мають значення такі показники як яскравість, відсутність пульсацій, кольоровість тощо.

Інфрачервоні промені

Основна біологічна дія цих променів - теплова, причому ця дія також залежить від довжини хвилі. Короткі промені несуть більше енергії, тому вони проникають глибше, спричиняючи сильний парниковий ефект. Довгохвильові промені здійснюють свою теплову дію на поверхні. Це використовується у фізіотерапії для прогріву ділянок, які лежать на різній глибині.

Для того щоб оцінити і виміряти інфрачервоні промені існує прилад - актинометр. Вимірюється інфрачервона радіація в калоріях на см²\хв. Несприятливий вплив інфрачервоних променів спостерігається в гарячих цехах, де вони можуть призводити до професійних захворювань - катаракти (помутніння кришталика). Причиною катаракти є короткі інфрачервоні промені. Заходом профілактики є використання захисних окулярів, спецодягу.

Особливості впливу інфрачервоної сонячної радіації на шкіру: виникає опік - еритема. Вона виникає за рахунок теплового розширення судин. Особливість її полягає в тому, що вона має різні межі, виникає відразу.

У зв'язку з дією інфрачервоних променів можуть виникати два стани організму: тепловий удар і сонячний удар. Сонячний удар - результат прямого впливу сонячних променів на тіло людини в основному з ураженням ЦНС. Сонячний удар вражає тих хто проводить багато годин поспіль під палючими променями сонця з непокритою головою. Відбувається розігрівання мозкових оболонок.

Тепловий удар виникає через перегрівання організму. Він може трапитися з тим хто виконує важку фізичну роботу в спекотному приміщенні або при спекотній погоді. Особливо характерними були теплові удари у наших військових в Афганістані.

Крім актинометрів для вимірювання інфрачервоної радіації існують піраметри різних видів. В основі їх дії - поглинання чорним тілом променевої енергії. Сприймаючий шар складається із чорних і білих пластинок, які залежно від інфрачервоної радіації нагріваються по різному. Виникає струм на термобатареї і реєструється інтенсивність інфрачервоної радіації. Оскільки інтенсивність інфрачервоної радіації має значення в умовах виробництва то існують норми інфрачервоної радіації для гарячих цехів, для того щоб уникнути несприятливої дії на організм людини. Наприклад, в трубопрокатному цеху норма 1,26 - 7,56, в цеху з виплавки чавуну 12,25. Рівні випромінювання, що перевищують 3,7 вважаються значними і вимагають проведення профілактичних заходів - застосування захисних екранів, водяних завіс, спецодягу.

Ультрафіолетові промені

Це найбільш активна в біологічному плані частина сонячного спектру. Вона також неоднорідна. У зв'язку з цим розрізняють довгохвильові і короткохвильові ультрафіолетові промені. Ультрафіолетові промені сприяють загару. При надходженні ультрафіолету на шкіру в ній утворюються дві групи речовин: 1) специфічні речовини, до них відносяться вітамін D, 2) неспецифічні речовини - гістамін, ацетилхолін, аденозин, тобто це продукти розщеплювання білків. Засмагання або еритемна дія зводиться до фотохімічного ефекту - гістамін та інші біологічно активні речовини сприяють розширенню судин. Особливість цієї еритеми - вона виникає не відразу. Еритема має чітко обмежені кордони. Ультрафіолетова еритема завжди призводить до більш-менш вираженої засмаги, в залежності від кількості пігменту в шкірі. Механізм утворення засмаги ще недостатньо вивчений. Вважається що спочатку виникає еритема, виділяються неспецифічні речовини типу гістаміну, продукти тканинного розпаду організм переводить на меланін, в результаті чого шкіра набуває своєрідного відтінку. Таким чином, засмага є перевіркою захисних властивостей організму (хвора людина не засмагає або засмагає повільно).

Найсприятливіша засмага виникає під впливом ультрафіолетової сонячної радіації з довжиною хвилі приблизно 320 нм, тобто при впливі довгохвильової частини УФ-спектру. На півдні в основному переважають короткохвильові, а на півночі - довгохвильові УФ промені. Короткохвильові промені мають більшу здатність розсіюватися. А розсіювання краще за все відбувається в чистій атмосфері і в північному регіоні. Таким чином, найбільш корисна засмага на півночі - вона більш тривала в більш темна.

Ультрафіолетова сонячна радіація є дуже потужним фактором профілактики рахіту. При нестачі ультрафіолетових променів у дітей розвивається рахіт, у дорослих - остепороз або остеомаляція. Зазвичай з цим стикаються на Крайній Півночі чи в груп робочих, які працюють під землею. Для профілактики сонячного голодування використовується штучна засмага. Світлове голодування - це тривала відсутність УФ спектру. При дії УФ в повітрі відбувається утворення озону, за концентрацією якого необхідний контроль.

Ультрафіолетові промені надають бактерицидну дію. Воно використовується для знезараження великих палат, харчових продуктів, води.

Визначається інтенсивність УФ сонячної радіації фотохімічним методом за кількістю розкладеної під дією УФ щавлевої кислоти в кварцових пробірках (звичайне скло не пропускає ультрафіолетові промені). Інтенсивність УФ радіації визначається і приладом ультрафіолетметром. У медичних цілях ультрафіолет вимірюється в біодозах.

За матеріалами: xserver.ru.

Читайте також:

Меню