Сонячна радіація

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОЗ України ДВНЗ Івано-Франківський Національний Медичний Університет

Реферат

на тему: «Сонячна радіація»

Здріль В.А.

м. Івано-Франківськ 2018р.

План

1. Сонячна радіація, її гігієнічне значення, вплив на здоров'я. Спектральний склад сонячного випромінювання

2. Гігієнічне значення інфрачервоного випромінювання. Патологія, що викликається надмірною його дією, її профілактика

Висновок

1. Сонячна радіація, її гігієнічне значення, вплив на здоров'я. Спектральний склад сонячного випромінювання

Людина звичайно зазнає діяння різних видів випромінювання. Серед відомих джерел і видів природної променистої енергії слід вказати на сонячне. Завдання гігієнічної науки полягає в тому, щоб вивчити діяння сонячної радіації на людський організм у різних умовах (кліматичних, професійних, вікових та ін.). На основі цього вивчення можна розробити рекомендації щодо найраціональнішого використання сонячної радіації для зміцнення здоров'я і запобігання шкідливим наслідкам, спричинюваним неправильним застосуванням променистої енергії. Щоб правильно зрозуміти діяння сонячної енергії на організм людини, для нас важливо знати ті явища на Сонці, які ведуть до утворення променистої енергії. Довгий час вважали, що джерелом сонячної променистої енергії є процеси горіння. Але це не так. В результаті внутрішньоядерних процесів у надрах Сонця відбувається утворення сонячної променистої енергії. Сонячна промениста енергія поширюється в світовому просторі. Щосекунди Сонце втрачає у вигляді променистої енергії близько 4 млн. тонн своєї маси. Земля одержує лише одну двомільярдну частку сонячного випромінювання. За підрахунками, у ви­гляді променистої енергії Земля одержує щосекунди від Сонця близько 2 кг його маси. Цієї кількості сонячної променистої енергії досить для того, щоб підтримати ту різноманітність життя, яку ми маємо на Землі, і ті різні явища, які відбуваються на Землі. Наявність атмосфери веде до того, що сонячна промениста енергія розсіюється, причому це розсіювання залежить від висоти стояння Сонця і від сезону року. Розсіяна радіація в осінньо-весняні місяці більша, ніж пряма радіація, і, навпаки, в літні місяці пряма радіація значно більша, ніж розсіяна, або дифузна, сонячна радіація. В такому ж співвідношенні перебуває й інтенсивність теплової радіації.

На границі атмосфери в складі сонячного випромінювання 43% інфрачервоного, 52% видимого, 5% ультрафіолетового проміння. Біля поверхні Землі інфрачервоне проміння становить 59%, видиме -- 40%, ультрафіолетове-- 1%.

Сонячна радіація є єдиним джерелом тепла і світла для земної поверхні і атмосфери. Сонячна енергія викликає повітряні потоки і пов'язані з ними зміни погоди, визначає клімат місцевості тощо. Людина протягом тисячоліть розвивалася у середовищі, яке пронизано сонячними променями, і пристосувалася безпосередньо через шкіру використовувати сонячну енергію, яка є необхідною для оптимальної життєдіяльності. Сонячні промені є електромагнітними коливаннями з різною довжиною хвилі. Основну масу сонячного спектру складають промені з надзвичайно малими довжинами хвиль, які вимірюються в нанометрах (нм).

Сонячна радіація - це інтегральний потік корпускулярних часток (протони, альфа-частинки, електрони, нейтрони, нейтрино) та електромагнітного (фотонного) випромінювання.

Таблиця 1. Електромагнітний склад сонячної радіації

У межах оптичної частини спектра знаходяться: ультрафіолетові невидимі промені (280-400 нм), світлові промені (400-760 нм) та інфрачервоні невидимі промені (760-4200 нм). Ультрафіолетове випромінювання викликає в основному фотохімічний ефект, а інфрачервоне - тепловий.

До складу сонячної радіації, яка досягає поверхні землі входить 59% інфрачервоного випромінювання, 40% складають світлові промені і біля 1% - ультрафіолетові промені. При проходженні через атмосферу біля 60% радіації поглинається і розсіюється в просторі. Найбільшу роль у поглинанні променів відіграють водяна пара і шар озону в стратосфері. Поблизу землі значна затримка радіації проходить за рахунок забруднення атмосфери пилом, димом і газами, при хмарності і туманах, причому особливо страждає ультрафіолетова частина спектра. У крупних промислових містах з великим задимленням і загазованістю втрати ультрафіолетової радіації досягають 40%, різко знижується загальна освітленість.

Максимум сонячної радіації приходиться на травень, протягом дня опівдні. УФ- променів більше на півдні, ніж на півночі. Велике значення має також розсіяна радіація. Напруженість розсіяної радіації невелика, але велика кількість ультрафіолетових променів робить її біологічно цінною. Ось чому, загорати можна і в затінку.

Частина сонячної радіації відбивається від поверхні, на яку вона падає. Така їх здатність називається альбедо, вона виражається у відсотках. Найбільше альбедо властиве снігові, який відбиває до 85% загальної променевої енергії. Жовтий кварцовий пісок відбиває 35% сонячної радіації, річковий пісок - 29%, зелена трава - 26%, чорнозем - 13%, водяна поверхня при прямовисному падінні сонячних променів - тільки 2%. Альбедо враховується при виборі місця для влаштування соляріїв, віддаючи перевагу трав'яному покритті на півдні, яке має менше альбедо.

Сонячна радіація є одним із видів електромагнітних випромінювань (ЕМВ). За законом Стефана-Больцмана питома потужність випромінювання всякого фізичного тіла пропорційна 4-й степені його абсолютної температури, тобто Е=К.Т⁴, де К - постійна величина, яка дорівнює 5,77х10^-12 Дж/с. За законом зміщення Віна, з підвищенням температури випромінюючого тіла зменшується довжина хвилі його випромінювання. За законом Планка, чим коротша хвиля ЕМВ, тим більша енергія його кванта.

Біологічна дія любого ЕМВ залежить від енергії кванта, глибини проникнення в організм, інтенсивності опромінення, його режиму, площі опромінення, умов, при яких проходить опромінення, і стану організму. Цей процес проходить у декілька стадій. Перша стадія - це первинна, чисто фізична, енергетична взаємодія між квантами ЕМВ і молекулами опромінюваних тканин, у результаті чого спостерігаються тепловий ефект, збудження або іонізація атомів і молекул. Після цього в опроміненій ділянці проходить наступна стадія у вигляді ланцюжка біохімічних реакцій і фізіологічних процесів. У подальшому, внаслідок нейрорефлекторних і гуморальних зв'язків розвивається генералізована реакція всього організму (третя стадія), у якій визначальну роль відіграє нейроендокринна регуляція.

Відмічено дуже сприятливий вплив сонячного випромінювання в профілактиці туберкульозу, простудних захворювань і ряду інших. Широко відомі бактерицидні властивості сонячного ультрафіолетового випромінювання. Велике значення має сонячна радіація для загартовування організму. Сонячне випромінювання з успіхом використовується не тільки для профілактики, але й з лікувальною метою.

Вплив сонячної радіації на здоров'я людини різниться залежно від спектра випромінювання. Так, результатом впливу інфрачервоного випромінювання є тепловий ефект, який супроводжується розширенням кровоносних судин, посиленням кровотоку і шкірного дихання. Відбувається розслаблення судин і м'язів, має болезаспокійливу і протизапальну дію. М'яке тепло стимулює утворення і засвоєння біологічно активних речовин.

Світлове випромінювання має значну фотохімічну дію, завдяки якій в оточуючих тканинах відбуваються дуже важливі для організму процеси. Саме кванти видимого світла активізують роботу зорового аналізатора, і людина бачить світ у всьому розмаїтті барв. Сонячне світло активізує обмінні процеси в організмі, стимулює роботу кори головного мозку, покращує емоційний стан людини. Саме світло синхронізує добові і сезонні ритми у людини, визначаючи час сну і неспання. Їх порушення призводить до безсоння, погіршення працездатності і депресії.

Дослідження вчених щодо впливу колірного спектру на організм людини дозволили зробити наступні висновки:

* червоний колір стимулює нервові центри, ліва півкуля, заряджає енергією печінка і м'язи. Однак при тривалому впливі може викликати втому і почастішання серцебиття. Протипоказаний червоний колір при лихоманці, нервовому збудженні, гіпертонії, запальних процесах, невритах, погано впливає він і на яскраво-рудих людей;

* жовтий і лимонний кольори активізують рухові центри, генерують енергію для м'язів, стимулюють роботу печінки, кишечника, шкіри, володіють проносним і жовчогінну дію, викликають радісний настрій. Ці кольори протипоказані при підвищеній температурі тіла, невралгії, перезбудженні, запальних процесах і зорові галюцинації;

* зелений колір усуває спазми кровоносних судин і знижує кров'яний тиск, розширює капіляри, стимулює гіпофіз, сприяє гарному настрою;

* синій колір сприяє спазму судин і підвищує кров'яний тиск. Має протимікробну дію, використовується при дезінфекції приміщень, лікуванні хвороб вуха, горла, носа, шлунково-кишкового тракту. При тривалому впливі темно-синій колір може викликати втому і депресію;

* білий колір - холодний, спокійний, створює враження святковості та урочистості і в той же час скромності і простоти. Приміщення з білими стінами світлі, затишні і разом з тим досить парадні;

* сірий колір - похмурий, викликає апатію, нудьгу. Темно-сірий колір діє гнітюче;

* чорний колір - похмурий, важкий. Асоціюється з ніччю, темрявою. Діє гнітюче, різко знижує настрій і працездатність.

Характеристики впливу на організм фіолетового кольору приблизно ті ж, що і синього кольору.

Ультрафіолетова частина є життєво важливим фактором. Її нестача призводить до ослаблення імунітету, загострення хронічних захворювань та функціональних розладів нервової системи, гальмує вироблення життєво необхідних речовин.

УФ-радіація у складі сонячної радіації в медичній практиці вимірюється за допомогою біодози -- одиниці, що є найменшою дозою УФ-опромінення, котре спричинює на шкірі ледве помітне почервоніння після 6--20 год опро­мінення. У відповідних приладах біодоза визначається в мікроватах і дорів­нює 600--800 мкВт/см2. Мінімальна добова профілактична доза для людини, яка не допускає розвитку рахіту, дорівнює 1/8 біодози, або 75 -- 100 мкВт/см2, а оптимальною слід вважати 1/4--1/2 біодози, тобто 200--400 мкВт/см2.

Однак відомі захворювання, що спричиняються УФ-променями. Негативна їхня дія проявляється виникненням еритеми з набряком шкіри, супроводжується поганим самопочуттям, неспокійним сном, головним болем і підвищенням температури тіла. Іноді виникає різко виражений дерматит із почервонінням і набряком, з утворенням пухирів.

У разі, коли шкіра сенсибілізована, її чутливість до УФ-променів значно підвищується. Це трапляється, наприклад, у хворих із свинцевою інтоксикацією, у хворих на кір. Визначено також бластомогенну дію УФ-променів з довжиною хвиль 303--280 нм. Можливість появи раку шкіри під дією УФ-променів доведено експериментом на тваринах.

Запобігти надлишковому опроміненню можна шляхом виконання медичних рекомендацій під час приймання сонячних ванн або під час виконання фізичного навантаження в умовах відкритої атмосфери.

сонячний радіація інфрачервоний електромагнітний

2. Гігієнічне значення інфрачервоного випромінювання. Патологія, що викликається надмірною його дією, її профілактика

59% інфрачервоної радіації досягає поверхні Землі. Теплове (інфрачервоне) випромінювання утворюється всяким тілом, температура якого вище абсолютного нуля. Якщо температура поверхні тіла людини вище температури оточуючих поверхнею, тоді людина віддає тепло випромінюванням; якщо оточуючі поверхні мають більш високу температуру, тоді людина отримує від них тепло.

Інфрачервона сонячна радіація поділяється на короткохвильову (760 -- 1400 нм) і довгохвильову (1500-25 000 нм).

Біологічна дія інфрачервоної радіації полягає здебільш у тепловому ефекті. Довгохвильові інфрачервоні промені поглинаються шаром шкіри, а ко­роткі проникають глибше. Непігментована шкіра поглинає 38% інфрачерво­них променів, а пігментована -- 58%. Поглинаючись тканинами організму, інфрачервоні промені спричинюють підвищення температури опроміненої ділянки шкіри й утворення теплової еритеми. Водночас вони зумовлюють загальну реакцію організму за допомогою численних рецепторних закінчень, що проявляється зміною температури тіла, кров'яного тиску, прискоренням пульсу, зміною обміну речовин, видільної функції нирок. Спостерігаються також зміни з боку серцево-судинної і дихальної систем, зміни в органі зору, внаслідок чого можливі явища сонячного удару.

Довгохвильове інфрачервоне випромінювання (1500-25000 нм) поглинається поверхневими шарами шкіри і лише в подальшому викликає прогрівання підлягаючих тканин і крові. Завдяки подразненню нервових закінчень і більшій інтенсивності викликає паління і біль.

Крім того, найкоротше інфрачервоне проміння з довжиною хвилі від 7900 до 10 000 проникає через кістки черепа. При інтенсивній сонячній радіації температура між черепною короб­кою і мозком може підвищитися до 41°. Настає еритематозне запалення мозкових оболонок з різко вираженим діянням на мозкові центри. В результаті цього виникає особливий стан ор­ганізму, який називають сонячним ударом. При легких формах сонячного удару відмічається гіперемія лиця, різкі го­ловні болі, запаморочення, мигтіння в очах плям, точок, розши­рення зіниць, сповільнення пульсу та ін. При тяжчих формах сонячного удару ці ознаки ще більш посилюються. Крім того, приєднується сповільнене дихання, різка гіперемія лиця, підви­щення температури тіла, асфіктичне дихання, аритмічний пульс. блювання, судороги та інші цереброменінгеальні явища.

При оптимальних рівнях інтенсивності інфрачервоне випромінювання викликає приємне теплове відчуття, посилює біологічну дію ультрафіолетового випромінювання, що використовується в практиці. Інфрачервоне випромінювання, маючи велику проникаючу здатність, є хорошим болезаспокійливим фактором, сприяє до того ж розсмоктуванню запальних процесів.

Інтенсивність ІЧВ необхідно вимірювати на робочих місцях або в робочій зоні поблизу джерела випромінювання.

На непостійних робочих місцях при стабільних ІЧВ доцільно вимірювати їх інтенсивність на різних відстанях від джерела випромінювання з однаковими інтервалами і визначати тривалість часу дії на організм людини.

Оскільки ІЧВ нагріває навколишні поверхні, створюючи вторинні джерела, які виділяють тепло, то необхідно вимірювати інтенсивність випромінювання не тільки на постійних робочих місцях або в робочій зоні, але і в нейтральних точках та інших місцях виробничого приміщення. Сумарна допустима інтенсивність випромінювання має не перевищувати 350 Вт/м2. Інтенсивність сумарного теплового випромінювання вимірюється актинометрами, а спектральна інтенсивність випромінювання -- інфрачервоними спектрометрами. Для вимірювання малих величин (1400-2100 Вт/м2) інтенсивність випромінювання (від слабо нагрітих тіл або сильних джерел, розміщених далеко від робочої зони) застосовують срібно-вісмутовий термостовпчик Молля.

Профілактика професійних захворювань полягає у дистанційному управлінні трудовим процесом, теплоізоляції поверхней обладнання, влаштування захисних екранів, заміни вертикальних печей на тунельні печі для обпалювання цегли, сушки форм, гончарних трубок, зниження частки важких ручних операцій, водяні завіси, які поглинають теплову частку інфрачервоної радіації, при великих теплових навантаженнях суттєве значення має раціональний питний режим,раціоналізація режимів праці та відпочинку шляхом скорочення робочого дня, введення додаткових перерв, створення умов для ефективного відпочинку. Велике значення мають індивідуальні засоби захисту. Використовуються тканини, на поверхні яких розпилений тонкий шар металу, звичайно алюмінію, який відбиває інфрачервоне випромінювання. Для захисту голови від теплового випромінювання використовують фіброві та дюралеві каски, широкополі повстяні капелюхи, а для захисту очей - окуляри (темні або з тонким прозорим шаром металу), наголовні маски з відкидними екранами. При роботі на відкритому повітрі на постійних робочих місцях установлюються навіси, а в місцях тимчасового перебування - пересувні тенти, які захищають від сонячного випромінювання.

Висновок

Отже, сонячна радіація - це головне джерело енергії для всіх фізико-географічних процесів, що відбуваються на земній поверхні і в атмосфері.

Кількість сонячної радіації залежить від висоти Сонця, географічної широти місцевості, пори року, прозорості атмосфери. Кількість сумарної радіації зменшується від екватора до полюсів, оскільки кількість радіації, що досягла земної поверхні, залежить від кут падіння променів, тобто від широти місцевості.

Для вимірювання сонячної радіації використовують актинометри і піргеліометри.

Сонячна радіація звичайно вимірюється за її тепловою дією і визначається в калоріях на одиницю поверхні за одиницю часу. Відношення відбитої радіації до тієї, що надійшла на дану поверхню, називається альбедо. Різні типи поверхні володіють різними показниками відбиття сонячної радіації.

Размещено на Allbest.ru