Кем и когда было открыто ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолетовые лучи: воздействие УФ излучения на организм человека

И фиолетовый), ультрафиолетовые лучи, УФ-излучение, не видимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучениями в пределах длин волн λ 400-10 нм. Вся область ультрафиолетового излучения условно делится на ближнюю (400-200 нм) и далёкую, или вакуумную (200-10 нм); последнее название обусловлено тем, что ультрафиолетовое излучение этого участка сильно поглощается воздухом и его исследование производят с помощью вакуумных спектральных приборов.

Ближнее ультрафиолетовое излучение открыто в 1801 году немецким учёным Н. Риттером и английским учёным У. Волластоном по фотохимическому действию этого излучения на хлористое серебро. Вакуумное ультрафиолетовое излучение обнаружено немецким учёным В. Шуманом при помощи построенного им вакуумного спектрографа с флюоритовой призмой (1885-1903) и безжелатиновых фотопластинок. Он получил возможность регистрировать коротковолновое излучение до 130 нм. Английский учёный Т. Лайман, впервые построив вакуумный спектрограф с вогнутой дифракционной решёткой, регистрировал ультрафиолетовое излучение с длиной волны до 25 нм (1924). К 1927 году был изучен весь промежуток между вакуумным ультрафиолетовым излучением и рентгеновским излучением.

Спектр ультрафиолетового излучения может быть линейчатым, непрерывным или состоять из полос в зависимости от природы источника ультрафиолетового излучения (см. Спектры оптические). Линейчатым спектром обладает УФ-излучение атомов, ионов или лёгких молекул (например, H 2). Для спектров тяжёлых молекул характерны полосы, обусловленные электронно-колебательно-вращательными переходами молекул (см. Молекулярные спектры). Непрерывный спектр возникает при торможении и рекомбинации электронов (см. Тормозное излучение).

Оптические свойства веществ.

Оптические свойства веществ в ультрафиолетовой области спектра значительно отличаются от их оптических свойств в видимой области. Характерной чертой является уменьшение прозрачности (увеличение коэффициента поглощения) большинства тел, прозрачных в видимой области. Например, обычное стекло непрозрачно при λ < 320 нм; в более коротковолновой области прозрачны лишь увиолевое стекло, сапфир, фтористый магний, кварц, флюорит, фтористый литий и некоторые другие материалы. Наиболее далёкую границу прозрачности (105 нм) имеет фтористый литий. Для λ < 105 нм прозрачных материалов практически нет. Из газообразных веществ наибольшую прозрачность имеют инертные газы, граница прозрачности которых определяется величиной их ионизационного потенциала. Самую коротковолновую границу прозрачности имеет гелий - 50,4 нм. Воздух непрозрачен практически при λ < 185 нм из-за поглощения кислородом.

Коэффициент отражения всех материалов (в том числе металлов) уменьшается с уменьшением длины волны излучения. Например, коэффициент отражения свеженапылённого алюминия, одного из лучших материалов для отражающих покрытий в видимой области спектра, резко уменьшается при λ < 90 нм (рис. 1) . Отражение алюминия значительно уменьшается также вследствие окисления поверхности. Для защиты поверхности алюминия от окисления применяются покрытия из фтористого лития или фтористого магния. В области λ < 80 нм некоторые материалы имеют коэффициент отражения 10-30% (золото, платина, радий, вольфрам и др.), однако при λ < 40 нм и их коэффициент отражения снижается до 1% и меньше.

Источники ультрафиолетового излучения.

Излучение накалённых до 3000 К твёрдых тел содержит заметную долю ультрафиолетового излучения непрерывного спектра, интенсивность которого растет с увеличением температуры. Более мощное ультрафиолетовое излучение испускает плазма газового разряда. При этом в зависимости от разрядных условий и рабочего вещества может испускаться как непрерывный, так и линейчатый спектр. Для различных применений ультрафиолетового излучения промышленность выпускает ртутные, водородные, ксеноновые и другие газоразрядные лампы, окна которых (либо целиком колбы) изготовляют из прозрачных для ультрафиолетового излучения материалов (чаще из кварца). Любая высокотемпературная плазма (плазма электрических искр и дуг, плазма, образующаяся при фокусировке мощного лазерного излучения в газах или на поверхности твёрдых тел, и так далее) является мощным источником ультрафиолетового излучения. Интенсивное ультрафиолетовое излучение непрерывного спектра испускают электроны, ускоренные в синхротроне (синхротронное излучение). Для ультрафиолетовой области спектра разработаны также оптические квантовые генераторы (лазеры). Наименьшую длину волны имеет водородный лазер (109,8 нм).

Естественные источники ультрафиолетового излучения - Солнце, звёзды, туманности и другие космические объекты. Однако лишь длинноволновая часть ультрафиолетового излучения (λ > 290 нм) достигает земной поверхности. Более коротковолновое ультрафиолетовое излучение поглощается озоном, кислородом и другими компонентами атмосферы на высоте 30-200 км от поверхности Земли, что играет большую роль в атмосферных процессах. Ультрафиолетовое излучение звёзд и других космических тел, кроме поглощения в земной атмосфере, в интервале 91,2-20 нм практически полностью поглощается межзвёздным водородом.

Приёмники ультрафиолетового излучения.

Для регистрации ультрафиолетового излучения при λ > 230 нм используются обычные фотоматериалы. В более коротковолновой области к нему чувствительны специальные маложелатиновые фотослои. Применяются фотоэлектрические приёмники, использующие способность ультрафиолетового излучения вызывать ионизацию и фотоэффект: фотодиоды, ионизационные камеры, счётчики фотонов, фотоумножители и др. Разработан также особый вид фотоумножителей - каналовые электронные умножители, позволяющие создавать микроканаловые пластины. В таких пластинах каждая ячейка является каналовым электронным умножителем размером до 10 мкм. Микроканаловые пластины позволяют получать фотоэлектрические изображения в ультрафиолетовом излучении и объединяют преимущества фотографических и фотоэлектрических методов регистрации излучения. При исследовании ультрафиолетового излучения также используют различные люминесцирующие вещества, преобразующие ультрафиолетовое излучение в видимое. На этой основе созданы приборы для визуализации изображений в ультрафиолетовом излучении.

Применение ультрафиолетового излучения.

Изучение спектров испускания, поглощения и отражения в УФ-области позволяет определять электронную структуру атомов, ионов, молекул, а также твёрдых тел. УФ-спектры Солнца, звёзд и др. несут информацию о физических процессах, происходящих в горячих областях этих космических объектов (см. Ультрафиолетовая спектроскопия, Вакуумная спектроскопия). На фотоэффекте, вызываемом ультрафиолетовым излучением, основана фотоэлектронная спектроскопия. Ультрафиолетовое излучение может нарушать химические связи в молекулах, в результате чего могут происходить различные химические реакции (окисление, восстановление, разложение, полимеризация и так далее, см. Фотохимия). Люминесценция под действием ультрафиолетового излучения используется при создании люминесцентных ламп, светящихся красок, в люминесцентном анализе и люминесцентной дефектоскопии. Ультрафиолетовое излучение применяется в криминалистике для установления идентичности красителей, подлинности документов и тому подобное. В искусствоведении ультрафиолетовое излучение позволяет обнаружить на картинах не видимые глазом следы реставраций (рис. 2) . Способность многих веществ к избирательному поглощению ультрафиолетового излучения используется для обнаружения в атмосфере вредных примесей, а также в ультрафиолетовой микроскопии.

Мейер А., Зейтц Э., Ультрафиолетовое излучение, пер. с нем., М., 1952; Лазарев Д. Н., Ультрафиолетовая радиация и ее применение, Л. - М., 1950; Samson I. A. R., Techniques of vacuum ultraviolet spectroscopy, N. Y. - L. - Sydney, ; Зайдель А. Н., Шрейдер Е. Я., Спектроскопия вакуумного ультрафиолета, М., 1967; Столяров К. П., Химический анализ в ультрафиолетовых лучах, М. - Л., 1965; Бейкер А., Беттеридж Д., Фотоэлектронная спектроскопия, пер. с англ., М., 1975.

Рис. 1. Зависимости коэффициента отражения r слоя алюминия от длины волны.

Рис. 2. Спектры действия ультр. изл. на биообъекты.

Рис. 3. Выживаемость бактерий в зависимости от дозы ультрафиолетового излучения.

Биологическое действие ультрафиолетового излучения.

При действии на живые организмы ультрафиолетовое излучение поглощается верхними слоями тканей растений или кожи человека и животных. В основе биологического действия ультрафиолетового излучения лежат химические изменения молекул биополимеров. Эти изменения вызываются как непосредственным поглощением ими квантов излучения, так и (в меньшей степени) образующимися при облучении радикалами воды и других низкомолекулярных соединений.

На человека и животных малые дозы ультрафиолетового излучения оказывают благотворное действие - способствуют образованию витаминов группы D (см. Кальциферолы), улучшают иммунобиологические свойства организма. Характерной реакцией кожи на ультрафиолетовое излучение является специфическое покраснение - эритема (максимальным эритемным действием обладает ультрафиолетовое излучение с λ = 296,7 нм и λ = 253,7 нм), которая обычно переходит в защитную пигментацию (загар). Большие дозы ультрафиолетового излучения могут вызывать повреждения глаз (фотоофтальмию) и ожог кожи. Частые и чрезмерные дозы ультрафиолетового излучения в некоторых случаях могут оказывать канцерогенное действие на кожу.

В растениях ультрафиолетовое излучение изменяет активность ферментов и гормонов, влияет на синтез пигментов, интенсивность фотосинтеза и фотопериодической реакции. Не установлено, полезны ли и тем более необходимы ли для прорастания семян, развития проростков и нормальной жизнедеятельности высших растений малые дозы ультрафиолетового излучения. Большие дозы ультрафиолетового излучения, несомненно, неблагоприятны для растений, о чём свидетельствуют и существующие у них защитные приспособления (например, накопление определённых пигментов, клеточные механизмы восстановления от повреждений).

На микроорганизмы и культивируемые клетки высших животных и растений ультрафиолетовое излучение оказывает губительное и мутагенное действие (наиболее эффективно ультрафиолетовое излучения с λ в пределах 280-240 нм). Обычно спектр летального и мутагенного действия ультрафиолетового излучения примерно совпадает со спектром поглощения нуклеиновых кислот - ДНК и РНК (рис. 3, А) , в некоторых случаях спектр биологического действия близок к спектру поглощения белков (рис. 3, Б) . Основная роль в действии ультрафиолетового излучения на клетки принадлежит, по-видимому, химическим изменениям ДНК: входящие в её состав пиримидиновые основания (главным образом тимин) при поглощении квантов ультрафиолетовое излучение образуют димеры, которые препятствуют нормальному удвоению (репликации) ДНК при подготовке клетки к делению. Это может приводить к гибели клеток или изменению их наследственных свойств (мутациям). Определённое значение в летальном действии ультрафиолетового излучения на клетки имеют также повреждение биолеских мембран и нарушение синтеза различных компонентов мембран и клеточной оболочки.

Большинство живых клеток может восстанавливаться от вызываемых ультрафиолетовым излучением повреждений благодаря наличию у них систем репарации. Способность восстанавливаться от повреждений, вызываемых ультрафиолетовым излучением, возникла, вероятно, на ранних этапах эволюции и играла важную роль в выживании первичных организмов, подвергавшихся интенсивному солнечному ультрафиолетовому облучению.

По чувствительности к ультрафиолетовому излучению биологические объекты различаются очень сильно. Например, доза ультрафиолетового излучения, вызывающая гибель 90% клеток, для разных штаммов кишечной палочки равна 10, 100 и 800 эрг/мм 2 , а для бактерий Micrococcus radiodurans - 7000 эрг/мм 2 (рис. 4, А и Б) . Чувствительность клеток к ультрафиолетовому излучению в большой степени зависит также от их физиологического состояния и условий культивирования до и после облучения (температура, состав питательной среды и др.). Сильно влияют на чувствительность клеток к ультрафиолетовому излучению мутации некоторых генов. У бактерий и дрожжей известно около 20 генов, мутации которых повышают чувствительность к ультрафиолетовому излучению. В ряде случаев такие гены ответственны за восстановление клеток от лучевых повреждений. Мутации других генов нарушают синтез белка и строение клеточных мембран, тем самым повышая радиочувствительность негенетических компонентов клетки. Мутации, повышающие чувствительность к ультрафиолетовому излучению, известны и у высших организмов, в том числе у человека. Так, наследственное заболевание - пигментная ксеродерма обусловлено мутациями генов, контролирующих темновую репарацию.

Генетические последствия облучения ультрафиолетовым излучением пыльцы высших растений, клеток растений и животных, а также микроорганизмов выражаются в повышении частот мутирования генов, хромосом и плазмид. Частота мутирования отдельных генов, при действии высоких доз ультрафиолетового излучения, может повышаться в тысячи раз по сравнению с естественным уровнем и достигает нескольких процентов. В отличие от генетического действия ионизирующих излучений, мутации генов под влиянием ультрафиолетового излучения возникают относительно чаще, чем мутации хромосом. Благодаря сильному мутагенному эффекту ультрафиолетовое излучение широко используют как в генетических исследованиях, так и в селекции растений и промышленных микроорганизмов, являющихся продуцентами антибиотиков, аминокислот, витаминов и белковой биомассы. Генетическое действие ультрафиолетового излучения могло играть существенную роль в эволюции живых организмов. О применении ультрафиолетового излучения в медицине см. Светолечение.

Самойлова К. А., Действие ультрафиолетовой радиации на клетку, Л., 1967; Дубров А. П, Генетические и физиологические эффекты действия ультрафиолетовой радиации на высшие растения, М., 1968; Галанин Н. Ф., Лучистая энергия и ее гигиеническое значение, Л., 1969; Смит К., Хэнеуолт Ф., Молекулярная фотобиология, пер. с англ., М., 1972; Шульгин И. А., Растение и солнце, Л., 1973; Мясник М. Н., Генетический контроль радиочувствительности бактерий, М., 1974.


Ультрафиолет поражает именно живые клетки, не оказывая воздействие на химический состав воды и воздуха, что исключительно выгодно отличает его от всех химических способов дезинфекции и обеззараживания воды.

Достижения последних лет в светотехнике и электротехнике позволяют обеспечить высокую степень надежности обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами.

Что это за излучение

Ультрафиолетовое излучение, ультрафиолетовые лучи, УФ-излучение, не видимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучениями в пределах длин волн 400-10 нм. Вся область УФ-излучения условно делится на ближнюю (400-200 нм) и далёкую, или вакуумную (200-10 нм); последнее название обусловлено тем, что УФ-излучение этого участка сильно поглощается воздухом и его исследование производят с помощью вакуумных спектральных приборов.

Естественные источники УФ-излучения - Солнце, звёзды, туманности и др. космические объекты. Однако лишь длинноволновая часть УФ-излучения - 290 нм достигает земной поверхности. Более коротковолновое УФ-излучение поглощается озоном, кислородом и др. компонентами атмосферы на высоте 30-200 км от поверхности Земли, что играет большую роль в атмосферных процессах.

Искусственные источники УФ-излучения. Для различных применений УФ-излучения промышленность выпускает ртутные, водородные, ксеноновые и др. газоразрядные лампы, окна которых (либо целиком колбы) изготовляют из прозрачных для УФ-излучения материалов (чаще из кварца). Любая высокотемпературная плазма (плазма электрических искр и дуг, плазма, образующаяся при фокусировке мощного лазерного излучения в газах или на поверхности твёрдых тел, и т.д.) является мощным источником УФ-излучения.

Несмотря на то, что ультрафиолет нам дан самой природой, он небезопасен

Ультрафиолет бывает трех типов: «А»; «B»; «С». Озоновый слой предотвращает попадание на поверхность земли Ультрафиолета «С». Свет в спектре ультрафиолета «А» имеет длину волн от 320 до 400 нм, свет в спектре ультрафиолет «В» имеет длину волн от 290 до 320 нм. УФ-излучение обладает энергией, достаточной для воздействия на химические связи, в том числе и в живых клетках.

Энергия ультрафиолетовой компоненты солнечного света вызывает повреждения микроорганизмов на клеточном и генетическом уровнях, тот же самый ущерб наносится людям, но он ограничен кожей и глазами. Солнечные ожоги вызываются воздействием ультрафиолета «В». Ультрафиолет «А» проникает гораздо глубже, чем ультрафиолет «В» и способствует преждевременному старению кожи. Кроме того, воздействие ультрафиолета «А» и «В» приводит к раку кожи.

Из истории ультрафиолетовых лучей

Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей было обнаружено около 100 лет назад. Первые лабораторные испытания УФИ в 1920х годах были настолько многообещающими, что полное уничтожение воздушно-капельных инфекций казалось возможным в самое ближайшее время. УФИ стало активно применяться с 1930х годов и в 1936 г. было впервые использовано для стерилизации воздуха в хирургической операционной комнате. В 1937 г. первое применение УФИ в вентиляционной системе одной из американских школ впечатляюще снизило уровень заболеваемости учащихся корью и другими инфекциями. Тогда казалось, что найдено замечательное средство для борьбы с воздушно-капельными инфекциями. Однако, дальнейшее изучение УФИ и опасных побочных действий серьезно сузило возможности его использования в присутствии людей.

Сила проникновения ультрафиолетовых лучей невелика и распространяются они только по прямой, т.е. в любом рабочем помещении образуется множество затенённых зон, которые не подвержены бактерицидной обработке. По мере удаления от источника ультрафиолетого излучения биоцидность его действия резко снижается. Действие лучей ограничивается поверхностью облучаемого предмета, и его чистота имеет большое значение.

Бактерицидное действие ультрафиолета

Обеззараживающий эффект УФ излучения, в основном, обусловлен фотохимическими реакциями, в результате которых происходят необратимые повреждения ДНК. Помимо ДНК ультрафиолет действует и на другие структуры клеток, в частности, на РНК и клеточные мембраны. Ультрафиолет как высокоточное оружие поражает именно живые клетки, не оказывая воздействие на химический состав среды, что имеет место для химических дезинфектантов. Последнее свойство исключительно выгодно отличает его от всех химических способов дезинфекции.

Применение ультрафиолета

Ультрафиолет используется в настоящее время в различных областях: медицинских учреждениях (больницы, поликлиники, госпитали); пищевой промышленности (продукты, напитки); фармацевтической промышленности; ветеринарии; для обеззараживания питьевой, оборотной и сточной воды.

Современные достижения свето- и электротехники обеспечили условия для создания крупных комплексов УФ-обеззараживания. Широкое внедрение УФ-технологии в муниципальные и промышленные системы водоснабжения позволяют обеспечить эффективное обеззараживание (дезинфекцию) как питьевой воды перед подачей в сети горводопровода, так и сточных вод перед их выпуском в водоемы. Это позволяет исключить применение токсичного хлора, существенно повысить надежность и безопасность систем водоснабжения и канализации в целом.

Обеззараживание воды ультрафиолетом

Одной из актуальных задач при обеззараживании питьевой воды, а также промышленных и бытовых стоков после их осветления (биоочистки) является применение технологии, не использующей химические реагенты, т. е. технологии, не приводящей к образованию в процессе обеззараживания токсичных соединений (как в случае применения соединений хлора и озонирования) при одновременном полном уничтожении патогенной микрофлоры.

Различают три участка спектра ультрафиолетового излучения, имеющего различное биологическое воздействие. Слабое биологическое воздействие имеет ультрафиолетовое излучение с длиной волны 390-315 нм. Противорахитичным действием обладают УФ-лучи в диапазоне 315-280 нм, а ультрафиолетовое излучение с длиной волны 280-200 нм обладает способностью убивать микроорганизмы.

Ультрафиолетовые лучи длиной волн 220-280 им действуют на бактерии губительно, причем максимум бактерицидного действия соответствует длине волн 264 нм. Данное обстоятельство используется в бактерицидных установках, предназначенных для обеззараживания в основном подземных вод. Источником ультрафиолетовых лучей является ртутно-аргонная или ртутно-кварцевая лампа, устанавливаемая в кварцевом чехле в центре металлического корпуса. Чехол защищает лампу от контакта с водой, но свободно пропускает ультрафиолетовые лучи. Обеззараживание происходит во время протекания воды в пространстве между корпусом и чехлом при непосредственном воздействии ультрафиолетовых лучей на микробы.

Оценка бактерицидного действия производится в единицах, называемых бактами (б). Для обеспечения бактерицидного эффекта ультрафиолетового облучения достаточно примерно 50 мкб мин/см2. УФ-облучение наиболее перспективный метод обеззараживания воды с высокой эффективностью по отношению к патогенным микроорганизмам, не приводящий к образованию вредных побочных продуктов, чем иногда грешит озонирование.

УФ-облучение идеально для обеззараживания артезианских вод

Точка зрения, что подземные воды считаются свободными от микробных загрязнений в результате фильтрации воды через почву, не совсем верна. Исследования показали, что подземные воды свободны от крупных микроорганизмов, таких как протоза или гельминты, но более мелкие микроорганизмы, например, вирусы, могут проникать сквозь почву в подземные источники воды. Даже если бактерии не обнаружены в воде, оборудование для обеззараживания должно служить барьером от сезонных или аварийных заражений.

УФ-облучение должно применяться для обеспечения обеззараживания воды до нормативного качества по микробиологическим показателям, при этом необходимые дозы выбираются на основании требуемого снижения концентрации патогенных и индикаторных микроорганизмов.

УФ-облучение не образует побочных продуктов реакции, его доза может быть увеличена до значений, обеспечивающих эпидемиологическую безопасность, как по бактериям, так и по вирусам. Известно, что УФ-излучение действует на вирусы намного эффективнее, чем хлор, поэтому применение ультрафиолета при подготовке питьевой воды позволяет, в частности, во многом решить проблему удаления вирусов гепатита А, которая не всегда решается при традиционной технологии хлорирования.

Использование УФ-облучения в качестве обеззараживания рекомендуется для воды, уже прошедшей очистку по цветности, мутности и содержанию железа. Эффект обеззараживания воды контролируют, определяя общее число бактерий в 1 см3 воды и количество индикаторных бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды после ее обеззараживания.

На сегодняшний день широкое распространение получили УФ-лампы проточного типа. Основным элементом данной установки является блок облучателей состоящий из ламп УФ-спектра в количестве, определяемом необходимой производительностью по обработанной воде. Внутри лампа имеет полость для протока. Контакт с УФ-лучами происходит через специальные окошечки внутри лампы. Корпус установки выполнен из металла, защищающего от проникновения лучей в окружающую среду.

Вода, подающаяся на установку должна соответствовать следующим требованиям:


  • общее содержание железа – не более 0,3 мг/л, марганца – 0,1 мг/л;

  • содержание сероводорода – не более 0,05 мг/л;

  • мутность – не более 2 мг/л по каолину;

  • цветность – не более 35 град.

Метод ультрафиолетового обеззараживания имеет следующие преимущества по отношению к окислительным обеззараживающим методам (хлорирование, озонирование):


  • УФ облучение летально для большинства водных бактерий, вирусов, спор и протозоа. Оно уничтожает возбудителей таких инфекционных болезней, как тиф, холера, дизентерия, вирусный гепатит, полиомиелит и др. Применение ультрафиолета позволяет добиться более эффективного обеззараживания, чем хлорирование, особенно в отношении вирусов;

  • обеззараживание ультрафиолетом происходит за счет фотохимических реакций внутри микроорганизмов, поэтому на его эффективность изменение характеристик воды оказывает намного меньшее влияние, чем при обеззараживании химическими реагентами. В частности, на воздействие ультрафиолетового излучения на микроорганизмы не влияют рН и температура воды;

  • в обработанной ультрафиолетовым излучением воде не обнаруживаются токсичные и мутагенные соединения, оказывающие негативное влияние на биоценоз водоемов;

  • в отличие от окислительных технологий в случае передозировки отсутствуют отрицательные эффекты. Это позволяет значительно упростить контроль за процессом обеззараживания и не проводить анализы на определение содержания в воде остаточной концентрации дезинфектанта;

  • время обеззараживания при УФ облучении составляет 1-10 секунд в проточном режиме, поэтому отсутствует необходимость в создании контактных емкостей;

  • достижения последних лет в светотехнике и электротехнике позволяют обеспечить высокую степень надежности УФ комплексов. Современные УФ лампы и пускорегулирующая аппаратура к ним выпускаются серийно, имеют высокий эксплуатационный ресурс;

  • для обеззараживания ультрафиолетовым излучением характерны более низкие, чем при хлорировании и, тем более, озонировании эксплуатационные расходы. Это связано со сравнительно небольшими затратами электроэнергии (в 3-5 раз меньшими, чем при озонировании); отсутствием потребности в дорогостоящих реагентах: жидком хлоре, гипохлорите натрия или кальция, а также отсутствием необходимости в реагентах для дехлорирования;

  • отсутствует необходимость создания складов токсичных хлорсодержащих реагентов, требующих соблюдения специальных мер технической и экологической безопасности, что повышает надежность систем водоснабжения и канализации в целом;

  • ультрафиолетовое оборудование компактно, требует минимальных площадей, его внедрение возможно в действующие технологические процессы очистных сооружений без их остановки, с минимальными объемами строительно-монтажных работ.

Ультрафиолетовое излучение Солнца и искусственных источников в зависимости от длины волны делят на три диапазона:

  • - область А – длина волны 400-320 нм (длинноволновое ультрафиолетовое излучение УФ-А);
  • - область Б – длина волны 320-275 нм (средневолновое ультрафиолетовое излучение УФ-В);
  • - область С – длина волны 275-180 нм (коротковолновое ультрафиолетовое излучение УФ-С).

В действии длинно, средне и коротковолнового излучения на клетки, ткани и организм имеются существенные различия.

Область А (УФ-А) длинноволновое излучение оказывает разнообразное биологическое действие, вызывает пигментацию кожи и флуоресценцию органических веществ. УФ-А – лучи обладают наибольшей проникающей способностью, что позволяет некоторым атомам и молекулам тела избирательно поглощать энергию УФ-излучения и переходить в неустойчивое возбужденное состояние. Последующий переход в исходное состояние сопровождается выделением квантов света (фотонов), способных инициировать различные фотохимические процессы, прежде всего затрагивающие ДНК, РНК, белковые молекулы.

Фототехнические процессы вызывают реакции и изменения со стороны различных органов и систем, которые составляют основу физиологического и лечебного действия УФ – лучей. Происходящие в облученном УФ – лучами организме сдвиги и эффекты (фотоэритема, пигментация, десенсибилизация, бактерицидный эффект и др.) имеют четкую спектральную зависимость (рис. 1), что и служит основой дифференцированного применения различных участков УФ – спектра.

Рисунок 1 - Спектральная зависимость важнейших биологических эффектов ультрафиолетового излучения

Облучение средневолновыми УФ-лучами вызывает фотолиз белка с образованием биологически активных веществ, а воздействие коротковолновыми лучами чаще приводит к коагуляции и денатурации белковых молекул. Под воздействием УФ-лучей диапазонов В и С, особенно в больших дозировках, происходят изменения в нуклеиновых кислотах, в результате чего возможно возникновение клеточных мутаций.

В то же время длинноволновые лучи приводят к образованию специфического фермента фотореактивации, способствующего восстановлению нуклеиновых кислот.

  1. Наиболее широко УФ-излучение используется с лечебными целями.
  2. Используются УФ-лучи также для стерилизации и дезинфекции воды, воздуха, помещений, предметов и т. д.
  3. Весьма распространено их применение с профилактическими и косметическими целями.
  4. Применяют УФ-излучение и с диагностическими целями, для определения реактивности организма, в люминисцентных методах.

УФ-излучение – жизненно необходимый фактор, а его длительный недостаток ведет к развитию своеобразного симптомокомплекса, имеющего «световым голоданием» или «УФ-недостаточностью». Наиболее часто он проявляется развитием авитаминоза D, ослаблением защитных иммунобиологических реакций организма, обострением хронических заболеваний, функциональными расстройствами нервной системы и т. д.К контингентам, испытывающим «УФ-недостаточность», относятся рабочие шахт, рудников, метро, люди работающие в бесфонарныхи безоконных цехах, машинных отделениях и на Крайнем Севере.

Ультрафиолетовое облучение

Ультрафиолетовое облучение производится различными искусственными изделиями с отличными друг от друга длинами волн λ. Поглощение УФ-лучей сопровождается рядом первичных фотохимических и фотофизических процессов, которые зависят от их спектрального состава и определяют физиологическое и лечебное действие фактора на организм.

Длинноволновые ультрафиолетовые (ДУФ) лучи стимулируют пролиферацию клеток мальпигиевого слоя эпидермоса и декарбоксилирование тирозина с последующим образованием в клетках шиповидногослоя. Далее идет стимулирование синтеза АКТГ и других гармонов и т. д. Получаются различные иммунологические сдвиги.

ДУФ-лучи оказывают более слабое, чем другие УФ-лучи биологическое, в том числе и эритемообразующее действие. Для усиления чувствительности кожи к ним используют фотосенсибилизаторы, чаще всего соединения фурокумаринового ряда (пувален, бероксан, псорален, амминофурин и др.)

Это свойство длинноволнового излучения позволяет его применять при лечении кожных заболеваний. Метод ПУВА-терапии (используется и салициловый спирт).

Таким образом можно выделить основные характеристики лечебных эффектов ДУФ-лучей:

  1. Лечебными эффектами являются
  • - фотосенсибилизирующий,
  • - пигментообразующий,
  • - иммуностимулирующий.
  1. ДУФ-лучи, как и другие области УФ-излучения вызывают изменение функционального состояния ЦНС и ее высшего отдела коры головного мозга. За счет рефлекторной реакции улучшается кровообращение, усиливается секторная активность органов пищеварения и функциональное состояние почек.
  2. ДУФ-лучи влияют на обмен веществ, прежде всего минеральный и азотный.
  3. Широко применяют местные аппликации фотосенсибилизаторов при ограниченных формах псориаза. В последнее время с успехом в качестве сенсибилизатора используют УФ-В как обладающее большей биологической активностью. Комбинированное облучение УФ-А и УФ-В называют селективным облучением.
  4. ДУФ-лучи используют как для местных, так и для общих облучений. Основными показаниями для их применения являются:
  • - кожные заболевания (псориаз, экзема, витилиго, себорея и др.)
  • - хронические воспалительные заболевания внутренних органов (особенно органов дыхания)
  • - заболевания органов опоры и движения различной этнологии
  • - ожоги, отморожения
  • - вялозаживающие раны и язвы, косметические цели.

Протвопоказания

  • - острые противовоспалительные процессы,
  • - заболевания печени и почек с выраженным нарушением их функций,
  • - гипертиреоз,
  • - повышенная чувствительность к ДУФ-излучениям.

Средневолновое ультрафиолетовое (СУФ) излучение обладает выраженным и разносторонним биологическим действием.

При поглощении квантов СУФ-излучения в коже образуются низкомолекулярные продукты фотолиза белка и продукты перекисного окисления липидов. Они вызывают изменения ультраструктурной организации биологических мембран, белково-липидных комплексов, мембранных ферментов и их важнейших физико-химических и функциональных свойств.

Продукты фотораспада активируют систему мононуклеарных фагоцитов и вызывают дегрануляцию лаброцитов и базофилов. В результате в облученной области и прилежащих тканях происходит выделение биологически активных веществ (кининн, простогландинн, гепарин, лейкотриены, тромбоксаны и др.) и вазоактивных медиаторов (ацетилхолин, гистамин), которые существенно увеличивают проницаемость и тонус сосудов, а также способствуют расслаблению гладкой мускулатуры. Вследствие гумаральных механизмов увеличивается количество функционирующих капилляров кожи, нарастает скорость местного кровотока, что ведет к формированию эритомы.

Повторные СУФ-облучения могут привести к появлению быстро исчезающей пигментации, способствующей повышению барьерной функции кожи, повышают ее холодовую чувствительность и резистентность к действию токсических веществ и неблагоприятных факторов.

Как эритемная реакция, так и другие сдвиги, вызываемые СУФ-лучами зависят не только от длины волны, но и от дозировки. В фототерапии его применяют в эритемных и субэритемных дозах.

Облучение СУФ-лучами в субэритемных дозировках способствует образованию в коже витамина D, который после его биотрансформации в печени и почках участвует в регуляции фосфорно-кальциевого обмена в организме. СУФ-облучение способствует образованию не только витамина D1, но и его изомера – эргокальцифемина (витамина D2). Последний обладает антирахитическим действием, стимулирует аэробный и анаэробный пути клеточного дыхания. СУФ-лучи в небольших дозировках также модулируют обмен других витаминов (А и С) вызывают активизацию метаболических процессов в облученных тканях. Под их влиянием активируется адаптационно-трофическая функция симпатической нервной системы, нормализуются нарушенные процессы различных видов обмена веществ, сердечнососудистая деятельность.

Таким образом СУФ-излучение обладает выраженным биологическим действием. В зависимости от фазы облучения можно получить эритему на коже и слизистых оболочках или проводить лечение в дозе, не вызывающей ее. Механизм лечебного действия эритемных и безэритемных доз СУФ различный, следовательно будут различными и показания к применению ультрафиолетового излучения.

Ультрафиолетовая эритема появляется на месте облучения УФ-В через 2-8 ч и связана с гибелью клеток эпидермиса. Продуты фотолиза белков поступают в ток крови и вызывают расширение сосудов, отек кожи, миграцию лейкоцитов, раздражение многочисленных рецепторов, ведущие к возникновению ряда рефлекторных реакций организма.

Кроме того, продукты фотолиза, попадающие в ток крови, оказывают гуморальное действие на отдельные органы, нервную и эндокринную системы организма. Явления асептического воспаления постепенно стихают к седьмому дню, оставляя после себя пигментацию кожи на месте облучения.

Основные лечебные эффекты СУФ-илучения:

  1. СУФ –излучения являются витаминно образующий, трофостимулирующий, иммуномодулирующий – это субэритемные дозы.
  2. Протиивовоспалиительный, анальгетический, десенсибилизирующий – это эритемная доза.
  3. Бронхиальные болезни, астма, закаливание – это безэритемная доза.

Показания к местному применению УФ-В (субэритемные и эритемные дозы):

  • - острый неврит
  • - острый меозит
  • - гнойничковые заболевания кожи (фурукул, карбункул, сикоз и др)
  • - рожа
  • - трофические язвы
  • - вялозаживающие раны
  • - пролежни
  • - воспалительные и посттравматические заболевания суставов
  • - ревматоидный артрит
  • - бронхиальная астма
  • - острый и хронический бронхит
  • - острые респературные заболевания
  • - воспаления придатков матки
  • - хронический тонзиллит.

Безэритемные зоны ультрафиолетового излучения спектра В при общих облучениях организма ликвидируют явления Д-гиповитаминоза, связанного с недостатком солнечного света. Нормализует фосфорно-кальциевый обмен, стимулируют функцию симпатико-адреналовой и гипофизарно-надпочечниковой систем, повышают механическую прочность костной ткани и стимулируют образование костной мозоли, повышают сопротивляемость кожи организма и организма в целом к вредным факторам внешней среды. Уменьшаются аллергические и экссудативные реакции, повышается умственная и физическая работоспособность. Ослабляются другие нарушения в организме, вызванные солнечным голоданием.

Показания к общему применению УФ-В (безэритемные дозы):

  • - D-гиповитаминоз
  • - нарушение обмена веществ
  • - предрасположенность к гнойничковым заболеваниям
  • - нейродермит
  • - псориаз
  • - переломы костей и нарушение образования костной мозоли
  • - бронхиальная астма
  • - хронические заболевания бронхиального аппарата
  • - закаливание организма.

Противопоказания:

  • - злокачественные новообразования
  • - наклонность к кровотечениям
  • - системные заболевания крови
  • - тиреотоксикоз
  • - активный туберкулез
  • - язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки в стадии обострения
  • - гипертоническая болезнь II и III стадии
  • - далекозашедший атеросклероз артерий головного мозга и коронных артерий.

Коротковолновый ультрафиолетовый спектр излучения (КУФ) излучения.

УФ-излучение коротковолнового диапазона является активным физическим фактором, т. к. его кванты обладают наибольшим запасом энергии. Оно способно вызывать денатурацию и фотолиз нуклеиновых кислот и белков за счет избыточного поглащения энергии его квантов различными молекулами, в первую очередь ДНК и РНК.

При действии на микроорганизмы, на клетки это приводит к инактивации их генома и денатурации белка, что ведет к их гибели.

При излучении КУФ-лучей возникает бактерицидный эффект, т. к. прямое попадание их на белок гибельно для клеток вирусов, микроорганизмов и грибов.

КУФ-лучи вызывают после кратковременного спазма расширение кровеносных сосудов, прежде всего субкапелярных вен.

Показания к применению КУФ-излучений:

  • - облучение раневых поверхностей
  • - пролежни и миндалевидных ниш после тонзиллэктомин с бактерицидной цепью
  • - санация носоглотки при острых распиратурных заболеваниях
  • - лечение наружного отита
  • - обеззараживание воздуха в операционных, процедурных, ингаляториях, реанимационных отделениях, палатах больных, детских учреждениях и в школах.

Кожа и ее функция

Кожа человека составляет 18% от массы тела человека и имеет общую площадь 2м2. Состоит кожа из трех анатомически и физиологически тесно взаимосвязанных слоев:

  • - эпидермиса или надкожницы
  • - дермы (собственно кожа)
  • - гиподерма (подкожно жировая подкладка).

Эпидермис построен из различных по форме и строению, послойно расположенных эпителиальных клеток (эпитермоцитов). При этом каждая вышележащая клетка происходит из нижележащей, отражая определенную фазу ее жизни.

Слои эпидермиса распологаются в следующей последовательности (с низу в верх):

  • - базальный (Д) или зародышевый;
  • - слой шиповатых клеток;
  • - слой кератогиалиновых или зернистых клеток;
  • - эпейдиновый или блестящий;
  • - роговой.

Кроме эпидермоцитов в эпидермисе (в базальном слое) располагаются клетки, способные вырабатывать меланин (меланоциты), клетки Лагерганса, Гринстейна и др.

Дерма располагается непосредственно под эпидермисом и отделяется от него основной мембраной. В дерме различают сосочковый и сетчатый слои. Она состоит из коллагеновых, эластических и ретикулиновых (аргирофильных) волокон, между которыми располагается основное вещество.

В дерме, собственно, в коже находится сосочковый слой, богато снабженный кровеносными и лимфатическими сосудами. Здесь же имеются сплетения нервных волокон, дающие начало многочисленным нервным окончаниям в эпидермисе и дерме. В дерме заложены на различных уровнях потовый и сальные железы, волосяные фолликулы.

Подкожная жировая клетчатка является самым глубоким слоем кожи.

Функции кожи сложны и многообразны. Кожа выполняет барьерно - защитную, терморегуляторную, выделительную, обменную, рецепторную и т. д.

Барьерно – защитная функция, считающаяся главнейшей функцией кожи человека и животных, осуществляется за счет различных механизмов. Так, прочный и эластичный роговой слой кожи противостоит механическим влияниям и уменьшает вредное действие химических веществ. Роговой слой, являясь плохим проводником, предохраняет глубжележащие слои от высыхания, охлаждения и действия электрического тока.

Рисунок 2 – Строение кожи

Кожное сало, продукт секреции потовых желез и чешуйки отшелушивающегося эпителия образуют на поверхности кожи эмульсионную пленку (защитную мантию), играющую важную роль в предохранении кожи от воздействия химических, биологических и физических агентов.

Кислая реакция водно-липидной мантии и поверхностных слоев кожи, а также бактерицидные свойства кожного секрета являются важным барьерным механизмом для микроорганизмов.

В защите от световых лучей определенную роль играет пигмент меланин.

Электрофизиологический барьер является основным препятствием проникновения веществ в глубь кожи, в том числе и при электрофорезе. Он располагается на уровне базального слоя эпидермиса и представляет собой электрический слой с разнородными слоями. Наружный слой вследствие кислой реакции имеет «+» заряд, а обращенный внутрь «-». следует иметь в виду, что, с одной стороны, барьерно-защитная функция кожи ослабляет действие физических факторов на организм, а с другой стороны – физические факторы могут стимулировать защитные свойства кожи и тем самым реализовывать лечебные действие.

Физическая терморегуляция организма также является одной из важнейших физиологических функций кожи и имеет непосредственное отношение к механизму действия водолечебных факторов. Она осуществляется кожей путем теплоизлучения в виде инфракрасных лучей (44%) теплопроведения (31%) и испарения воды с поверхности кожи (21%). Важно отметить, что кожа с ее терморегуляторными механизмами играет большую роль в акклиматизации организма.

Секретно-экскреторная функция кожи связана с деятельностью потовых и сальных желез. Она играет важную роль в поддержании гомеостаза организма, в выполнении кожей барьерных свойств.

Дыхательная и резорбционная функция тесно взаимосвязаны. Дыхательная функция кожи, состоящая в поглощении кислорода и выделении углекислоты, в общем балансе дыхания для организма большого значения не имеет. Однако дыхание через кожу может значительно возрастать в условиях высокой температуры воздуха.

Резорбционная функция кожи, ее проницаемость имеют большое значение не только в дерматологии и токсикологии. Значение ее для физиотерапии определяется тем, что химический компонент действия многих лечебных факторов(лекарственных, газовых и минеральных ванн, грязелечения и др.) зависит от проникновения их составных ингредиентов через кожу.

Обменная функция кожи имеет специфические особенности. С одной стороны, в коже происходят только ей присущие обменные процессы (образование кератина, меланина, витамина D и др.), с другой – она принимает активное участие в общем обмене веществ в организме. Особенно велика ее роль в жировом, минеральном, углеводном и витаминном обменах.

Кожа является также местом синтеза биологически активных веществ (гепарина, гистамина, серотонина и др.).

Рецепторная функция кожи обеспечивает ее связь с внешней средой. Эту функцию кожа осуществляет в виде многочисленных условных и безусловных рефлексов благодаря наличию в ней упомянутых выше различных рецепторов.

Считают, что на 1 см2 кожи 100-200 болевых точек 12-15 холодовых, 1-2 тепловые, 25 точек давления.

Взаимосвязь с внутренними органами связана теснейшим образом – изменения кожи отражаются на деятельности внутренних органов, а нарушения со стороны внутренних органов сопровождаются сдвигами в коже. Эта взаимосвязь особенно четко проявляется при внутренних болезнях в виде так называемых рефлексогенных, или болевых, зон Захарина-Геда.

Захарьина-Геда зоны определенные области кожи, в которых при заболеваниях внутренних органов часто появляются отраженные боли, а также болевая и температурная гиперестезия.

Рисунок 3 – Расположение Захарьина-Геда зоны

Такие зоны при заболеваниях внутренних органов выявлены также в области головы. Например, боли в лобно-носовой области соответствует поражению верхушек легких, желудка, печени, устья аорты.

Боли в среднеглазичной области поражению легких, сердца, восходящей аорты.

Боли в лобно-височной области поражению легких, сердца.

Боли в теменной области поражению привратника и верхней части кишечника и т. д.

Зона комфорта область температурных условий внешней среды, вызывающих у человека субъективно хорошее теплоощущение без признаков охлаждения или перегрева.

Для обнаженного человека 17,3 0С – 21,7 0С

Для одетого человека 16,7 0С – 20,6 0С

Импульсная ультрафиолетовая терапия

НИИ энергетики машиностроения МГТУ им. Н. Э. Баумана (Шашковский С. Г. 2000 г) разработал портативный аппарат «Мелитта 01» для локального облучения пораженных поверхностей кожных покрытий, слизистых оболочек высокоэффективным импульсным ультрафиолетовым излучением сплошного спектра в диапазоне 230-380 нм.

Режим работы данного аппарата импульсный-периодический с частотой 1 Гц. В аппарате предусмотрена автоматическая генерация 1, 4, 8, 16, 32 импульсов. Выходная импульсная плотность мощности на расстоянии 5 см от горелки 25 Вт/см2

Показания:

  • - гнойно-воспалительные заболевания кожи и подкожной клетчатки (фурункул, карбункул, гидраденит) в начальный период гидратации и после хирургического вскрытия гнойной полости;
  • - обширные гнойные раны, раны после некрэктомии, раны перед и после проведения аутодермопластики;
  • - гранулирующие раны после ожогов термических, химических, радиационных;
  • - трофические язвы и вялозаживающие раны;
  • - рожистое воспаление;
  • - герпетическое воспаление кожи и слизистых оболочек;
  • - облучение ран перед первичной хирургической обработке и после нее с целью профилактики развития гнойных осложнений;
  • - обеззараживание воздуха помещений, салона автомобиля, автобуса и автомобиля скорой помощи.

Импульсная магнитная терапия с вращающимся полем и изменяющейся частотой повторения импульсов автоматически.

В основе лечебного действия лежат известные физические законы. На электрический заряд, движущиеся по кровеносному сосуду в магнитном поле, действует сила Лоренца, перпендикулярная вектору скорости заряда, постоянная в постоянном и знакопеременная, в переменном, вращающемся магнитном поле. Это явление реализуется на всех уровнях организма (атомарный, молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой).

Действие импульсной магнитной терапии низкой интенсивности оказывает активное влияние на глубоко расположенную мышечную, нервную, костную ткань, внутренние органы, улучшая микроциркуляцию, стимулируя обменные процессы и регенерацию. Электрические токи большой плотности, индуцированные импульсным магнитным полем, активизирую миелинизированные толстые волокна нервов, вследствие чего блокируется афферентная импульсация из болевого очага по спинальному механизму «воротного блока». Болевой синдром ослабляется или устраняется полностью уже во время процедуры или после первых процедур. По степени выраженности обезболивающего эффекта импульсная магнитная терапия сильно превосходит другие виды магнитной терапии.

Благодаря импульсным вращающимся магнитным полям появляется возможность индицирования в глубине тканей без их повреждений электрических полей и токов, значительной интенсивности. Это позволяет получить выраженный терапевтический противоотечный, обезболивающий, противовоспалительный, стимулирующий процессы регенерации, биостимулирующий эффекты действия, которые по степени выраженности превосходят в несколько раз лечебные эффекты, получаемые от всех известных аппаратов низкочастотной магнитотерапии.

Аппараты импульсной магнитной терапии являются современным эффективным средством лечения травматических повреждений, воспалительных, дегеративно-дистрофических заболеваний нервной и опорно-двигательной системы.

Лечебные эффекты импульсной магнитной терапии: анальгетический, противоотечный, противовоспалительный, вазоактивный, стимулирующий процессы регенерации в поврежденных тканях, нейростимулирующий, миостимулирующий.

Показания:

  • – заболевания и травматические повреждения ЦНС (ишемический инсульт головного мозга, преходящее нарушение мозгового кровообращения, последствия черепно-мозговой травмы с двигательными расстройствами, закрытые травмы спинного мозга с двигательными на рушениями, детский церебральный паралич, функционально истерические параличи),
  • - травматические повреждения опорно-двигательной системы (ушибы мягких тканей, суставов, костей, растяжение связок, закрытые переломы костей и суставов при иммобилизации, в стадии репаративной регенерации, открытые переломы костей, суставов, ранения мягких тканей при иммобилизации,в стадии репаративной регенерации, гипотрофия, атрофия мышц в результате гиподинамии, вызванной травматическими повреждениями опорно-двигательной системы),
  • - воспалительные дегенеративно-дистрофические повреждения опорно-двигательной системы (деформирующий остеоартроз суставов с явлениями синовита и без явлений синовита, распространенный остеохондроз, деформирующий спондилез позвоночника с явлениями вторичного корешкового синдрома, шейный радикулит с явлениями плечелопаточного переатрита, грудной радикулит, пояснично-крестцовый радикулит, анкилозирующий спондилоатрит, сколиотическая болезнь у детей),
  • - хирургические воспалительные заболевания (послеоперационный период после оперативных вмешательств на опорно-двигательном аппарате, коже и подкожной клетчатке, вялозаживающие раны, трофические язвы, фурункулы, карбункулы, флегмоны после хирургического вмешательства, маститы),
  • - заболевания бронхолегочной системы (бронхиальная астма легкой и средней степени тяжести, хронический бронхит),
  • - заболевания органов пищеварения (гипомоторно-эвакуаторные нарушения функции желудка после желудка и ваготомии, гипомоторная дисфункция толстой кишки, желудка и желчного пузыря, хронический гепатит с умеренным нарушением функции печени, хронический панкреатит с секреторной недостаточностью),
  • - заболевания сердечно-сосудистой системы (оккклюзионные поражения переферических артерий атеросклеротического генеза),
  • - урологические заболевания (камень в мочеточнике, состояние после литотрипсии, атония мочевого пузыря, слабость сфинкера и детрузора, простатит),
  • - гинекологические заболевания (воспалительные заболевания матки и придатков, заболевания, обусловленные гипофункцией яичников),
  • - хронический простатит и сексуальные расстройства у мужчин,
  • - стоматологические заболевания (пародонтоз, пломбировочные боли).

Противопоказания:

  • - выраженная гипотония,
  • - системные заболевания крови,
  • - наклонности к кровотечениям,
  • - тромбофлебит,
  • - тромбоэмболическая болезнь, переломы костей до иммобилизации,
  • - беременность,
  • - тиреотоксикоз и узловой зоб,
  • - абсцесс, флегмоны (до вскрытия и дренирования полостей),
  • - злокачественные новообразования,
  • - лихорадочное состояние,
  • - желчекаменная болезнь,
  • - эпилепсия.

Предупреждение:

Импульсную магнитную терапию нельзя применять при наличии имплантированного кардиостимулятора, так как индуцированные электропотенциалы могут нарушать его работу; при различных металлических свободно лежащих в тканях организма предметах (например, осколки при ранениях), если они находятся на расстоянии менее 5 см от индукторов, поскольку при прохождении импульсов магнитного поля предметы из электропроводных материалов (сталь, медь и др.) могут совершать движения и вызывать повреждения окружающих тканей. Воздействовать на область головного мозга, сердца и глаза не допускается.

Большой интерес представляет создание импульсных магнитных аппаратов низкой интенсивности (20-150 мТл) с частотой следования импульсов, приблизительно совпадающей с частотой собственных биопотенциалов органов (2-4-6-8-10-12 Гц). Это позволило бы оказывать биорезонансное воздействие на внутренние органы (печень, поджелудочная железа, желудок, легкие) импульсным магнитным полем и положительно влиять на их функцию. Уже известно, что положительно ИМП влияет на частоте 8-10 Гц на функцию печени у больных с токсическим (алкогольным) гепатитом.

УФ излучение - это электромагнитные волны, которые невидимы человеческому глазу. Оно занимает спектральное положение между видимым и рентгеновским излучением. Интервал ультрафиолетового излучения принято делить на ближний, средний и дальний (вакуумный).

Биологи сделали такое разделение УФЛ для того, чтобы можно было лучше увидеть разницу в эффекте, оказываемом лучами разной длины на человека.

  • Ближний ультрафиолет принято называть УФ-А,
  • средний - УФ-B,
  • дальний - УФ-С.

Ультрафиолетовое излучение исходит от солнца и атмосфера нашей планеты Земля защищает нас от мощного воздействия ультрафиолетовых лучей . Солнце является одним из немногих естественных УФ излучателей. При этом дальний ультрафиолет УФ-С блокируется атмосферой Земли почти полностью. Те 10%, длинноволновых лучей ультрафиолета попадают к нам в виде солнца. Соответственно, тот ультрафиолет, который попадает на планету, это в основном УФ-А,и в небольших количествах УФ-B.

Одно из главных свойств ультрафиолета - это его химическая активность, благодаря которой уф излучение оказывает большое влияние на организм человека . Самым опасным для нашего организма считается коротковолновый ультрафиолет. Несмотря на то, что наша планета максимально оберегает нас от воздействия на нас ультрафиолетовых лучей, если не соблюдать некоторые меры предосторожности, можно все-таки пострадать от них. Источниками коротковолнового типа излучения являются сварочные аппараты и ультрафиолетовые лампы.

Положительные свойства ультрафиолета

Лишь в XX веке начали проводиться исследования, которые доказали положительное влияние УФ излучения на организм человека . Результатом этих исследований стало выявление следующих полезных свойств: укрепление человеческого иммунитета, активизация защитных механизмов, улучшение циркуляции крови, расширение сосудов, повышение проницаемости сосудов, увеличение секреции ряда гормонов.

Еще одним свойством ультрафиолета является его способность изменять углеводный и белковый обмен веществ человека. Могут повлиять УФ лучи также и на вентиляцию легких - частоту и ритм дыхания, повышение газообмена, уровня потребления кислорода. Улучшается также и функционирование эндокринной системы, в организме образуется витамин Д, который укрепляет костно-мышечную систему человека.

Применение ультрафиолета в медицине

Довольно часто ультрафиолет применяют в медицине. Несмотря на то, что в некоторых случаях ультрафиолетовые лучи могут плохо влиять на организм человека, при правильном использовании они могут быть и полезны.

В медицинских учреждениях уже давно придумали полезное применение искусственному ультрафиолету. Существуют различные излучатели, которые могут помочь человеку с помощью ультрафиолетовых лучей справиться с различными заболеваниями . Они также делятся на те, которые излучают длинные, средние и короткие волны. Каждый из них применяется в определенном случае. Так, длинноволновое излучение подходит для лечения дыхательных путей, для повреждений костно-суставного аппарата, а также в случае различных повреждений кожи. Длинноволновое излучение мы можем увидеть также и в соляриях.

Немного другую функцию выполняет лечение средневолновым ультрафиолетом . Назначается оно в основном людям, страдающим от иммунодефицита, нарушения обмена веществ. Применяется также при лечении нарушений опорно-двигательного аппарата, обладает обезболивающим действием.

Коротковолновое излучение же применяется при лечении заболеваний кожи, при заболеваниях ушей, носа, при повреждениях дыхательных путей, при сахарном диабете, при поражении клапанов сердца.

Помимо различных приборов, излучающих искусственный ультрафиолет, которые применяются в массовой медицине, существуют также и ультрафиолетовые лазеры , обладающие более точечным действием. Используются эти лазеры, например, при микрохирургии глаза. Применяются такие лазеры также и для научных исследований.

Применение ультрафиолета в других сферах

Помимо медицины, ультрафиолетовое излучение применяется и во многих других сферах, значительно улучшая нашу жизнь. Так, ультрафиолет является отличным обеззараживающим средством , и применяется, в том числе, для обработки различных предметов, воды, воздуха в помещениях. Широко применяется ультрафиолет и в полиграфии : именно с помощью ультрафиолета производятся различные печати и штампы, сушатся краски и лаки, денежные купюры защищаются от подделки. Кроме своих полезных свойств, при правильной подаче ультрафиолет может создать красоту: применяется он для различных световых эффектов (чаще всего это происходит на дискотеках и на выступлениях). Помогают уф лучи также и в нахождении пожаров.

Одним из негативных последствий ультрафиолетового воздействия на организм человека является электроофтальмия . Этим термином называют поражение органа зрения человека, при котором обжигается и отекает роговица глаза, а в глазах появляется режущая боль. Болезнь эта может возникнуть в том случае, если человек смотрит на лучи солнца без специального защитного приспособления (солнцезащитных очков) или пребывает в заснеженном районе в солнечную погоду, с очень ярким светом. Также электроофтальмию можно заработать при кварцевании помещений.

Негативных последствий можно добиться и благодаря долгому, интенсивному воздействию ультрафиолетовых лучей на организм. Последствий таких может быть достаточно много, вплоть до развития различных патологий. Основными симптомами чрезмерного облучения являются

Последствия же сильного облучения бывают следующие: гиперкальциемия, задержка роста, гемолиз, ухудшение иммунитета, различные ожоги и заболевания кожи. Больше всего подвержены чрезмерному облучению люди, постоянно работающие на открытом воздухе, а также те люди, которые постоянно работают с приборами, излучающими искусственный ультрафиолет.

В отличие от УФ излучателей, применяемых в медицине, солярии являются более опасными для человека. Посещение соляриев никем не контролируется, помимо самого человека. Люди, которые часто посещают солярии для того, чтобы добиться красивого загара, зачастую пренебрегают негативными последствиями УФ излучения, несмотря на то, что частое посещение соляриев может привести даже к летальному исходу.

Приобретение более темного цвета кожи происходит за счет того, что наш организм борется с травмирующим воздействием на него УФ излучения, и вырабатывает красящий пигмент, под названием меланин. И если покраснение кожи - это временный дефект, проходящий через какое-то время, то появляющиеся на теле веснушки, пигментные пятна, которые происходят в результате разрастания клеток эпителия - стойкое повреждение кожи .

Ультрафиолет, глубоко проникая в кожные покровы, может изменить клетки кожи на генном уровне и привести к ультрафиолетовому мутагенезу . Одним из осложнений этого мутагенеза является меланома - опухоль кожи. Именно она способна привести человека к летальному исходу.

Для того, чтобы избежать негативных последствий воздействия УФ лучей, необходимо обеспечить себя некоторой защитой . На различных предприятиях, работающих с приборами, излучающими искусственный ультрафиолет, нужно использовать спецодежду, шлемы, щитки, изолирующие ширмы, защитные очки, переносной экран. Людям же, не задействованным в деятельности подобных предприятий, нужно ограничивать себя в чрезмерном посещении соляриев и в долгом нахождении на открытом солнце, в летнее время года использовать солнцезащитные кремы, спреи или лосьоны, а также носить солнцезащитные очки и закрытую одежду из натуральных тканей.

Существуют также и негативные последствия от недостатка УФ излучения . Длительное отсутствие УФИ может привести к заболеванию под названием «световое голодание». Основные его симптомы очень сходны с симптомами чрезмерного воздействия ультрафиолета. При данной болезни у человека снижается иммунитет, нарушается обмен веществ, появляется утомляемость, раздражительность и т. п.

За множество лет своего развития медицина достигла значительных успехов. Эта наука широко использует разработки физиков и химиков в повседневной практике, что облегчает диагностику заболеваний и делает их терапию максимально результативной. Современные методы лечения сейчас практикуются даже в небольших медучреждениях, практически в каждой поликлинике есть специальный кабинет физиотерапевтического лечения, где работает множество уникальных приборов. Медики широко используют в своей практике и ультрафиолетовое излучение, поговорим о его месте в медицине, и обсудим применение ультрафиолетового излучения в медицине чуть более подробно.

Ультрафиолетовое излучение – это электромагнитные волны, длина которых колеблется от 180 и до 400нм. Такой физический фактор характеризуется множеством свойств, и может оказывать выраженное положительное воздействие на организм человека. Его активно применяют в физиотерапии – для более успешного лечения целого ряда болезней.

Ультрафиолетовые лучи способны проникать в кожу на глубину не более одного миллиметра, вызывая в ней ряд различных биохимических изменений. Специалисты выделяют несколько разновидностей такого излучения, они могут быть представлены:

Длинноволновым излучением (длина волны колеблется от 320 до 400 нм);
- средневолновым излучением (показатели длины волны находятся в промежутке от 275 до 320 нм);
- коротковолновым излучением (длина волны варьируется от 180 до 275 нм).

Все разновидности ультрафиолетового излучения оказывают различное влияние на человеческий организм.

Длинноволновое излучение

Такое ультрафиолетовое излучение характеризуется пигментирующими качествами. При попадании на кожу оно провоцирует развитие ряда химических реакций, которые сопровождаются выработкой меланина, и кожа как бы загорает.

Также длинноволновое излучение оказывает выраженное иммуностимулирующее воздействие, повышая местный иммунитет и неспецифическую сопротивляемость тела человека агрессии многих неблагоприятных факторов.

Кроме того такая разновидность ультрафиолетового облучения характеризуется фотосенсибилизирующими свойствами. Его воздействие приводит к повышению чувствительности кожи и к активной выработке меланина. Поэтому у лиц с дерматологическими болезнями длинноволновое излучение вызывает отечность кожи и эритему. Терапия в этом случае приводит к нормализации пигментации и структурных особенностей кожи. Подобный вид лечения классифицируется, как фотохимиотерапия.

Длинноволновое ультрафиолетовое излучение в медицине применяют для терапии хронических воспалительных процессов органов дыхания и недугов костно-суставного аппарата, которые имеют воспалительную природу. Также такое воздействие применяется в лечении ожогов, обморожений, трофических язв и болезней кожи, представленных витилиго, псориазом, грибовидным микозом, себореей и пр.

Средневолновое излучение
Такой вид ультрафиолетовой терапии оказывает выраженное иммуностимулирующее воздействие, способствует выработке и усвоению ряда витаминов, помогает устранить боли и воспаления. Кроме того средневолновое излучение характеризуется десенсибилизирующими качествами (снижает чувствительность организма к воздействию продуктов фотодеструкции белков) и стимулирует трофику (улучшает кровоток, увеличивает количество работающих сосудов).

Данная разновидность ультрафиолетовой терапии помогает справиться с воспалительными поражениями органов дыхания и с посттравматическими изменениями в опорно-двигательном аппарате. К ней прибегают при лечении воспалительных поражений костей и суставов, представленных артритами и артрозами, а также при устранении вертеброгенных радикулопатий, невралгии, миозитов и плекситов. Кроме того средневолновое ультрафиолетовое излучение показано пациентам с солнечным голоданием, болезнями обменных процессов и с рожистым воспалением.

Коротковолновое излучение

Такая разновидность ультрафиолетового излучения оказывает выраженное бактерицидное и фунгицидное воздействие (активизирует реакции, которые помогают разрушить структуру бактерий и грибков), способствует детоксикации организма (помогает выработать в организме вещества, способные нейтрализовать токсины). Кроме того коротковолновое излучение характеризуется метаболическими свойствами – во время его проведения происходит улучшение микроциркуляции, в результате чего органы и ткани насыщаются значительным количеством кислорода. Еще такая терапия корригирует свертывающие способности крови – изменяет способность клеточек крови к формированию тромбов и оптимизирует процессы свертывания.

Коротковолновое излучение применяют в терапии ряда кожных заболеваний, представленных псориазом, нейродермитом, туберкулезом кожи. Ним лечат различные раны, рожистое воспаление, абсцессы, а также фурункулы и карбункулы. Такая терапия помогает справиться с отитами и тонзиллитами, вылечить остеомиелит и устранить длительно незаживающие язвенные поражения на коже.

Коротковолновое ультрафиолетовое излучение используют в комплексном лечении ревматического поражения сердечных клапанов, ишемической болезни сердца, гипертонии (первой-второй степени) и ряда недугов ЖКТ (язвенных недугов и гастрита). Кроме того такое воздействие способствует устранению острых и хронических заболеваний органов дыхания, терапии сахарного диабета, острого андексита и хронического пиелонефрита.

Как и любое другое воздействие на организм, ультрафиолетовое излучение имеет ряд противопоказаний к применению.



Рекомендуем почитать