Гигиеническое значение солнечной радиации: физиология естественного освещения и ультрафиолета

Гигиеническое значение солнечной радиации

Жизнедеятельность человека, как и всех биологических видов на нашей планете, неразрывно связана с энергией Солнца. Атмосфера Земли выполняет роль сложного оптического фильтра, который пропускает к поверхности строго определенную часть солнечного спектра. Мы ежедневно подвергаемся воздействию этой энергии, которая запускает каскад сложнейших физиологических и биохимических реакций. Именно поэтому гигиеническое значение солнечной радиации занимает центральное место в современной профилактической медицине и экологии человека.

Достигающая поверхности Земли оптическая часть спектра неоднородна по своей физической природе и биологическому действию. Мы выделяем в ней три основных компонента. Во-первых, это ультрафиолетовые лучи с длиной волны от 290 до 400 нанометров, обладающие колоссальной фотохимической активностью. Во-вторых, видимые световые лучи (от 400 до 760 нанометров), которые обеспечивают работу нашего зрительного анализатора. В-третьих, невидимые инфракрасные лучи (от 760 до 2500 нанометров), несущие мощную тепловую энергию.

Изучая гигиеническое значение солнечной радиации, мы должны понимать, что интенсивность инсоляции непостоянна. У верхней границы тропосферы энергетический потенциал лучей максимален. Однако по мере прохождения через газовую оболочку планеты часть энергии рассеивается и поглощается. Уровень радиации, который в итоге воздействует на нас, зависит от множества переменных факторов: кристальной чистоты атмосферного воздуха, высоты стояния Солнца над линией горизонта, географической широты местности и текущих погодных условий.

Оценивая качество световой среды обитания человека, специалисты опираются на точные физические параметры. Свет невозможно измерить одной величиной, поэтому мы используем комплексную систему оценки, которая позволяет грамотно проектировать освещение в жилых и рабочих зонах.

Физические параметры и световая среда

Помимо светового потока, мы оперируем еще тремя важнейшими физическими характеристиками, без которых невозможно полноценно оценить световую обстановку:

1. Сила света. Эта величина определяет пространственную плотность светового потока и измеряется в канделах (кд).
2. Освещенность. Данный параметр показывает плотность светового потока, падающего на конкретную поверхность. Мы измеряем ее в люксах (лк).
3. Яркость. Измеряется в канделах на квадратный метр (кд/кв.м).

Для комфортного зрительного восприятия окружающего мира нам необходимы строго определенные уровни яркости. Если яркость чрезмерна (возникает эффект слепимости или блеклости), это оказывает выраженное негативное влияние на глаза. Человек испытывает затрудненное видение, глазные мышцы быстро утомляются, а общая работоспособность критически снижается.

Гигиеническое значение солнечной радиации и рациональной освещенности

Грамотно организованное освещение в общественных зданиях, производственных цехах и жилых квартирах выполняет важнейшую здоровьесберегающую функцию. Рациональный световой режим напрямую способствует нормальному физиологическому функционированию всех элементов зрительного анализатора.

Кроме того, полноценное освещение значительно увеличивает общую физическую и умственную работоспособность, повышает жизненный тонус и настроение благодаря стимуляции нервной системы. Качественный свет улучшает санитарно-эпидемиологическое состояние помещений (за счет бактерицидного действия) и эффективно предупреждает производственный и бытовой травматизм, так как позволяет человеку вовремя замечать опасность.

От качества и интенсивности падающего света зависят базовые зрительные функции. Мы фиксируем прямую зависимость между освещенностью и устойчивостью ясного видения. Также от количества света зависит острота зрения, быстрота различения мелких деталей и контрастная чувствительность сетчатки глаза.

Архитектурные аспекты естественного освещения

Естественное освещение внутри зданий формируется за счет двух источников: прямых солнечных лучей и рассеянного света небесного свода. Уровень света, проникающего в комнату, критически зависит от правильной ориентации оконных проемов по сторонам света еще на этапе проектирования здания.

Естественный свет характеризуется мощным биологическим действием, которое влияет абсолютно на все процессы жизнедеятельности в биосфере. Он участвует в регуляции суточных биоритмов и основных функций организма человека, контролирует рост и развитие растительного и животного мира. Кроме того, солнечный свет обладает выраженными бактерицидными (обеззараживающими) и тепловыми свойствами.

На итоговый уровень естественной освещенности в наших домах оказывает влияние целый комплекс преград. К ним относят затемнение окон густыми зелеными насаждениями или высокими соседними зданиями. Огромную роль играют строительно-архитектурные параметры: размер окон, глубина комнаты, высота потолков. Даже темная окраска обоев внутри помещения или темные фасады зданий напротив способны поглощать свет, делая комнату мрачной.

Показатели оценки естественного света

Для объективной гигиенической оценки того, насколько хорошо освещено помещение естественным светом, мы применяем специализированные расчетные показатели:

• Коэффициент естественной освещенности (КЕО).
• Угол отверстия (показывает, какая часть небосвода видна из окна).
• Угол падения лучей на рабочую поверхность.
• Световой коэффициент (отношение площади остекленной поверхности к площади пола).

Специфика ультрафиолетового спектра

Гигиеническое значение солнечной радиации наиболее ярко проявляется при анализе ее невидимой ультрафиолетовой части. Именно эта зона солнечного спектра обладает наивысшей биологической активностью. Мы классифицируем воздействие ультрафиолета на организм по четырем основным направлениям.

Во-первых, ультрафиолет оказывает мощное общебиологическое действие. Под воздействием этих лучей в организме протекают специфические фотохимические реакции. В результате синтезируются биологически активные вещества (например, гистамин), которые стимулируют иммунную систему, ускоряют обмен веществ, тонизируют нервную систему и укрепляют организм в целом.

Во-вторых, мы наблюдаем эритемно-загарное действие. Ультрафиолет вызывает расширение капилляров кожи (эритему) и стимулирует выработку защитного пигмента меланина, который формирует загар и предохраняет глубокие ткани от повреждения.

В-третьих, жизненно важным является антирахитическое действие. Оно заключается в том, что под влиянием строго определенной фракции ультрафиолетовых лучей в глубоких слоях кожи из провитамина синтезируется активный витамин D. Этот витамин жестко регулирует фосфорно-кальциевый обмен, обеспечивая прочность костной ткани и предотвращая развитие рахита у детей.

В-четвертых, мы высоко ценим бактерицидное действие ультрафиолета. Коротковолновое излучение обладает способностью разрушать ДНК патогенных микроорганизмов, убивая бактерии и вирусы, находящиеся в воздухе, на поверхности почвы и в воде. Это природный механизм самоочищения биосферы.

Однако полезное и лечебное действие невидимых лучей наблюдается исключительно при умеренных, физиологичных дозах облучения. Природа требует соблюдения баланса. Избыточное и неконтролируемое использование ультрафиолетового облучения крайне негативно отражается на состоянии здоровья. Чрезмерная инсоляция вызывает острые поражения глаз (такие как фотоофтальмия или электроофтальмия у сварщиков). Кожа реагирует на передозировку ожогами (тяжелой эритемой), развитием фотосенсибилизации (аллергии на солнце), преждевременным старением и многократным увеличением риска развития злокачественных новообразований (рака кожи и меланомы).