Ще раз про ультрафіолеті.


Ви не можете побачити, почути або відчути ультрафіолетове випромінювання, але можете цілком реально відчути його вплив на тіло, в тому числі і на очі. Ви напевно знаєте, що надмірне опромінення ультрафіолетом збільшує ризик виникнення онкологічних захворювань шкіри, і прагнете користуватися захисними кремами. А що вам відомо про захист органів зору від УФ-випромінювання?
Багато публікацій у фахових виданнях присвячені дослідженню впливу ультрафіолету на очі, і з них, зокрема, випливає, що тривале опромінення їм може викликати цілий ряд захворювань. В умовах зменшення озонового шару атмосфери необхідність у правильному підборі засобів захисту органів зору від надлишкового сонячного випромінювання, у тому числі і його ультрафіолетової складової, є надзвичайно актуальною.
Що ж таке ультрафіолет?
Ультрафіолетове випромінювання - це невидиме оком електромагнітне випромінювання, що займає спектральну область між видимим і рентгенівським випромінюваннями в межах довжин хвиль 100-380 нанометрів. Вся область ультрафіолетового випромінювання (або UV) умовно ділиться на ближню (l = 200-380 нм) і далеку, або вакуумну (l = 100-200 нм); причому остання назва обумовлена ??тим, що випромінювання цієї ділянки сильно поглинається повітрям і його дослідження виробляють за допомогою вакуумних спектральних приладів.
Основним джерелом ультрафіолетового випромінювання є Сонце , хоча деякі джерела штучного освітлення також мають у своєму спектрі ультрафіолетову складову, крім того, воно виникає і при проведенні газозварювальних робіт . Близький діапазон UV-променів, у свою чергу, підрозділяється на три складові - UVA, UVB і UVC, що розрізняються за своїм впливом на організм людини.
При дії на живі організми ультрафіолетове випромінювання поглинається верхніми шарами тканин рослин або шкіри людини і тварин. В основі його біологічної дії лежать хімічні зміни молекул біополімерів, викликані як безпосереднім поглинанням ними квантів випромінювання, так і - в меншій мірі - взаємодією з утворюються при опроміненні радикалами води та інших низькомолекулярних сполук.
UVC є найбільш короткохвильовим і високоенергетичних ультрафіолетовим випромінюванням з діапазоном довжин хвиль від 200 до 280 нм. Регулярне вплив цього випромінювання на живі тканини може бути досить руйнівним, але, на щастя, воно поглинається озоновим шаром атмосфери. Слід враховувати, що саме це випромінювання генерується бактерицидними ультрафіолетовими джерелами випромінювання і виникає при зварюванні.
UVB охоплює діапазон довжин хвиль від 280 до 315 нм і є випромінюванням середньої енергії, що становить небезпеку для органів зору людини. Саме UVB-промені сприяють виникненню засмаги, фотокератиту, а в екстремальних випадках - викликають ряд захворювань шкіри. UVB-випромінювання практично повністю поглинається рогівкою, однак частина його, в діапазоні 300 - 315 нм, може проникати у внутрішні структури ока.
UVA - це найбільш довгохвильова і найменш Енергетична складова УФ- випромінювання з l = 315-380 нм. Рогівка поглинає деяку кількість UVА-випромінювання, однак більша частина поглинається кришталиком. Цю складову і повинні передусім враховувати офтальмологи і оптометриста, тому що саме вона проникає глибше за інших в очі і володіє потенційною небезпекою.
Очі відчувають вплив всього достатньо широкого УФ-діапазону випромінювання. Його короткохвильова частина поглинається рогівкою, яка може бути пошкоджена при тривалому впливі випромінювання хвиль з l = 290-310 нм. Зі збільшенням довжин хвиль ультрафіолету зростає глибина його проникнення всередину очі, причому більшу частину цього випромінювання поглинає кришталик.
Кришталик ока людини є прекрасним фільтром , створеним природою для захисту внутрішніх структур ока. Він поглинає УФ-випромінювання в діапазоні від 300 до 400 нм, оберігаючи сітківку від впливу потенційно небезпечних довжин хвиль. Проте при довготривалому регулярному впливу ультрафіолету розвиваються пошкодження самого кришталика, з роками він стає жовто-коричневим, каламутним і в цілому - непридатним до функціонування за призначенням (тобто утворюється катаракта). У цьому випадку призначається операція з видалення катаракти.
Світлопропускання матеріалів очкових лінз в УФ-діапазоні
Захист органів зору традиційно проводиться із застосуванням сонцезахисних окулярів, кліпсів, щитків, головних уборів з козирками. Здатність очкових лінз відфільтрувати потенційно небезпечну складову сонячного спектру пов'язана з явищами абсорбції, поляризації або відображення потоку випромінювання. Спеціальні органічні або неорганічні матеріали вводяться в склад матеріалу лінз або у вигляді покриттів наносяться на їх поверхню. Ступінь захисту очкових лінз в УФ-області не можна визначити візуально, виходячи з відтінку або кольору забарвлення лінзи.
Хоча спектральні властивості матеріалів очкових лінз регулярно обговорюються на сторінках фахових видань, в тому числі і журналу "Веко", до цих пір існують стійкі помилки про їх прозорості в УФ-діапазоні. Ці неправильні судження і уявлення знаходять своє вираження в думці деяких офтальмологів і навіть вихлюпуються на сторінки масових видань. Так, у статті "Сонцезахисні окуляри можуть спровокувати агресивність" окуліста-консультанта Галини Орлової, опублікованій в газеті "Санкт-Петербурзькі відомості" за 23 травня 2002 року, читаємо: "Кварцове скло не пропускає ультрафіолетові промені, навіть якщо воно не затемнене. Тому будь-які окуляри зі скляними лінзами захистять очі від ультрафіолету ". Слід зазначити, що це абсолютно невірно, тому що кварц є одним з найбільш прозорих в УФ-діапазоні матеріалів, та кювети з кварцу широко використовуються для вивчення спектральних властивостей речовин в ультрафіолетовій області спектру.


Там же: "Не всі пластикові лінзи захистять від ультрафіолетового випромінювання". Ось з цим твердженням можна погодитися.
З метою остаточно внести ясність у це питання розглянемо світлопропускання основних оптичних матеріалів в ультрафіолетовій області. Відомо, що оптичні властивості речовин в УФ-області спектра значно відрізняються від таких у видимій області. Характерною рисою є зменшення прозорості зі зменшенням довжини хвилі, тобто збільшення коефіцієнта поглинання більшості матеріалів, прозорих у видимій області. Наприклад, звичайне (не очкове) мінеральне скло прозоро при довжині хвилі понад 320 нм, а такі матеріали, як увіолеве скло, сапфір, фтористий магній, кварц, флюорит, фтористий літій, прозорі в більш короткохвильовій області [енциклопедії].
Для того щоб зрозуміти ефективність захисту від УФ-випромінювання різних оптичних матеріалів, звернемося до спектральним кривим світлопропускання деяких з них. На рис. представлено світлопропускання в діапазоні довжин хвиль від 200 до 400 нм п'яти лінз з різних матеріалів: мінерального (кронові) скла, CR-39 і полікарбонату. Як видно з графіка (крива 1), більшість мінеральних лінз з кронові скла в залежності від товщини по центру починають пропускати ультрафіолет з довжин хвиль 280-295 нм, досягаючи 80-90% світлопропускання на довжині хвилі 340 нм. На кордоні УФ-діапазону (380 нм) светопоглощение мінеральних очкових лінз становить всього 9% (див. табл.)
Світлопропускання лінз з різних матеріалів:
1 - кронові скло;
2, 4 - полікарбонат;
3 - CR-39 зі светостабилизаторов;
5 - CR-39 з УФ-абсорбером в масі полімеру.
МатеріалПоказатель преломленіяПоглащеніе УФ-випромінювання,% CR-39 - традиційні пластмасси1, 49855CR-39 - з УФ -абсорбером1, 49899Кроновое стекло1, 5239Trivex1, 5399Spectralite1, 5499Поліуретан1, 5699Полікарбонат1, 58699Hyper 1,601,6099 Hyper 1,661,6699
Це означає, що мінеральні лінзи зі звичайного кронові скла непридатні для надійного захисту від УФ-випромінювання, якщо до складу шихти для виробництва скла не введені спеціальні добавки. Лінзи з кронові скла можуть використовуватися в якості сонцезахисних фільтрів тільки після нанесення якісних вакуумних покриттів.
Світлопропускання CR-39 (крива 3) відповідає характеристикам традиційних пластмас, довгі роки застосовувалися для виробництва очкових лінз. Такі лінзи містять невелику кількість светостабилизатора, перешкоджає фотодеструкции полімеру під впливом ультрафіолету і кисню повітря. Традиційні лінзи з CR-39 прозорі для УФ-випромінювання від 350 нм (крива 3), а їх светопоглощение на кордоні УФ-діапазону становить 55% (див. табл.).
Звертаємо увагу наших читачів , наскільки краще з точки зору захисту від ультрафіолету традиційні пластмаси в порівнянні з мінеральним склом.
Якщо до складу реакційної суміші додають спеціальний УФ-абсорбер, то лінза пропускає випромінювання з довжиною хвилі від 400 нм і є прекрасним засобом захисту від ультрафіолету (крива 5). Лінзи з полікарбонату відрізняються високими фізико-механічними властивостями, але у відсутність УФ-абсорберів починають пропускати ультрафіолет при 290 нм (тобто аналогічно кронові склу), досягаючи 86% світлопропускання на кордоні УФ-області (крива 2), що робить їх непридатними до застосування в якості засобу УФ-захисту. З введенням УФ-абсорбера лінзи відрізають ультрафіолетове випромінювання до 380 нм (крива 4). У табл. 1 також наведені значення світлопропускання сучасних органічних лінз з різних матеріалів - високопреломляющіх і з середніми значеннями показника заломлення. Всі ці лінзи пропускають світлове випромінювання, починаючи тільки від кордону УФ-діапазону - 380 нм, і досягають 90% світлопропускання при 400 нм.
Необхідно враховувати, що ряд характеристик очкових лінз і особливостей конструкції оправ впливає на ефективність їх застосування в якості засобів УФ-захисту. Ступінь захисту зростає із збільшенням площі лінз - так, лінза площею 13 см2 забезпечує 60-65%-ю ступінь захисту, а площею 20 см2 - 96%-у або навіть більше. Це відбувається за рахунок зменшення бічного засвічення і можливості попадання УФ-випромінювання в очі через дифракції на краях лінз. Збільшенню захисних властивостей очок сприяє і наявність бічних щитків і широких заушников, а також вибір більш зігнутої форми оправи, відповідної кривизні особи. Слід знати, що ступінь захисту знижується зі зростанням вертексних відстані, тому що збільшується можливість проникнення променів під оправу і, відповідно, попадання їх в очі.
Кордон відрізання
Якщо межа ультрафіолетової області відповідає довжині хвилі 380 нм (тобто світлопропускання при цій довжині хвилі не більше 1%), то чому на багатьох марочних сонцезахисних окулярах і очкових лінзах зазначено відрізання до 400 нм? Деякі фахівці стверджують, що це прийом маркетингу, так як забезпечення захисту понад мінімальних вимог більше подобається покупцям, до того ж "кругле" число 400 запам'ятовується краще, ніж 380. У той же час в літературі з'явилися дані про потенційно небезпечному впливі світла синьої області видимого спектра на очі, тому деякі виробники і встановили трохи більшу кордон в 400 нм. Тим не менше ви можете бути впевнені, що засоби захисту, що не пропускають випромінювання до 380 нм, забезпечать вас достатнім захистом від ультрафіолету у відповідності до сьогоднішніх стандартів.
Хочеться вірити, що ми остаточно переконали всіх у тому, що звичайні мінеральні лінзи, а тим більше кварцове скло, значно поступаються органічним лінзам по ефективності відрізання ультрафіолету.