Šta je UV zračenje Sunce je udaljeno od Zemlje oko 149.5 miliona kilometara. Temperatura sunčevog jezgra iznosi
oko 15 106 K, a srenja temperatura površine Sunca (fotosfere) iznosi oko 6000 K. Elektromagnetna energija, koja uključuje X zrake, UV zračenje, IC zračenje, viljivo zračenje i radio talase, koja se svakog sekunda emituje sa Sunca iznosi 3.8 1023 KW. Od te ogromne energije na Zemlju padne, u proseku svega oko 1.4 KW/m2 (ukoliko se Sunce ne nalazi pod
uglom vedim o 30o u onosu na zenitnu osu). Energija koju Sunce zrači ima svoj pik n a 470 nm. Zračenje Sunca se u velikoj meri povrgava Stefan - Boltzmann-ovom zakonu zračenja crnog tela, tj. praktično se i ponaša kao crno telo. Ono spaa u zveze sa izrazito stabilnim režimom zračenja tako a se ono može smatrati konstantnim. Snaga sunčevog zračenja koja pristiže u gornje slojeve atmosfere, najvedim elom proire kroz atmosferu (sa izuzetkom relativno malog ela koji se reflektuje ili utroši na sekunarnu emisiju atmosfere i tako transformisan emituje prema slobodnom prostoru ili tlu). U donjim slojevima atmosfere (troposferi) dolazi do
značajnih promena u bilansu snaga zračenja, elimično usle apsorpcije zbog prisustva aerozagađenja (aerosola), a elimično zbog refleksije sa površine oblaka i iz rugih razloga.
Snaga zračenja na površini Zemlje zavisi o položaja Sunca, tj. o ugla upaa Sunčevih zraka na osvetljenu površinu i o karakteristika i stanja atmosfere u okolini obuhvadenoj horizontom na posmatranom tačkom na tlu. Opšta toplotna ravnoteža Zemlje oržava se zračenjem Zemlj e u slobodni prostor
Vasione, tako a se može smatrati, za uže vremenske intervale, a se energija koju Sunce prea Zemlji zračenjem vrada u Vasionu takoe zračenjem, ali u rugoj spektralnoj oblasti. Tabela 1. Raspoela zračenja pristiglog o atmosfere: Talasni opseg Opseg talasnih užina UV zračenje Procenat UV zračenja UV-A 315 - 400 nm 6.4 W/m2
0.5 %
UV-B 280 - 315 nm
21.1 W/m
1.5 %
100 - 280 nm 85 W/m2
6.3 %
UV-C
Ukupno UV 100 - 400 nm 113.2 W/m2 8.3 % Vidljivo i IC
760 - 106 nm 125.4 W/m2 91.7 %
Količina i spektralna raspoela sunčevog UV zračenja koje stiže na zemljinu površinu zavisi o više faktora:
• talasne užine UV zračenja; • sunčevog zenitnog ugla, koji zavisi o geografske širine, atuma u goini i oba ana(u pravo sunčevo pone sunčevi zraci prelaze najkradi put kroz atmosferu pa je zračenje najjače); • sunčevog spektra koji paa na vrh atmosfere; • ebljine ozonske kolone i vertikalne raspoele (ozonski sloj u strat osferi u potpunosti apsorbuje UV- C komponentu, i vedinu UV-B komponente, tako a se UV zračenje koje stiže o površine zemlje sastoji o velike kolicine UV-A zracenja i vrlo malo UV- B zračenja koje je biološki najopasnije); • apsorpcije molekula i rasejanja na molekulima vazuha i česticama mnogo manjim o talasne užine svetlosti (Rayleigh -evo rasejanje); • apsorpcije aerosola i rasejanja (uključujudi antropogenu); • apsorpcije, rasejanja i refleksije na oblacima (na površini zemlje, grubo gledano, odnos difuzne i irektne komponente zračenja je 1:1); • reflektivne karakteristike Zemlje - albedo (zemlja, trava, voda reflektuju manje o 10 % upanog zračenja ok sneg reflektuje o 80 %); • osenčavanja okolnih objekata; • namorske visine (raste 6 -7 % na 1000 m). UV zračenje nastaje na visokotemperaturnim površinama, kao što je Sunce, u kontinualnom spektru i atomskim ekscitacijama pri pražnjenju gasova u cevima kaoiskretan spektar talasnih užina. Najvedi eo Sunčevog UV zračenja apsorbuje kiseonik u zemlj inoj atmosferi, koji formira ozonski omotač u nižoj stratosferi. Osim toga što je neophoan uslov za stvaranje i opstanak živog sveta na Zemlji, anas, osim pozitivnih efekata na prirou i čoveka, ono ima i mnogo negativnih efekata koji mogu biti vrlo ozbiljni. Ti negativini efekti nastaju kaa ozonski omotač postane suviše tanak, pa ne može a apsorbuje ovoljno UV -B zračenja koje paa na površinu Zemlje i postaje štetno za žive organizme. Najkradi talasi koji u optimalnim uslovima opiru o površine zemlje su užine 290 nm,
tako a se prizemno Sunčevo UV zračenje nalazi u spektralnoj oblasti o 290 - 380 nm.
UV zračenje je poeljeno na tri poopsega: UV-A (315 nm o 380 nm), nije bitno za biološku aktivnost, a ni količina mu se ne menja sa koncentracijom ozona. O ukupne količine zračenja koja stiže o površine zemlje UV -A komponenta čini 97 %.
UV-B (280 nm o 315 nm), biološki je aktivno i njegov intenzitet na Zemljinoj površini zavisi o kolicine ozona u atmosferi. UV-B zračenje iznosi 3 % ukupnog fluksa UV zračenja ili oko 0.1 %
ukupnog fluksa globalnog Suncevog zračenja. Male promene u ozonu mogu dovesti do velikih promena onog dela UV-B zračenja koje olazi o površine Zemlje. UV-C (10 nm o 280 nm), se kompletno apsorbuje u atmosferi i praktično se ne opaža na površini Zemlje, taj opseg se često zove i sterilišude zračenje. Iako je UV zračenje koje opire o površine Zemlje slabo, ono je ipak o velike praktične važnosti, jer izaziva hemijske, električne, biološke i ruge procese. Fotohemijske reak cije, koje ono izaziva na gasovima u atmosferi, dovode do stvaranja jonosferskih slojeva, zatim do pretvaranja O2 u O3 i stvaranja ozonoskog
omotača, a pri Zemlji na organskoj materiji ovoe o različitih bioloških procesa. U zelenom biljnom tkivu UV zračenje omogudava fotosintezu. Ko čoveka UV zračenje izaziva ozbiljne promene i oštedenja na koži i očima. UV zračenje usporava rast planktona i nekih nižih vrsta voenih organizama, bakterija i virusa, a takođe ubrzava egraaciju materijala kao što su: plastične mase, izvesne boje, gume, papir...
BIOLOŠKI EFEKAT UV ZRAČENJA I NJEGOVO DEJSTVO NA LJUDE Ultraljubičasto zračenje prestavlja opasnost za ljusko zravlje zbog svojih genotoksičnih, mutagenih, kancerogenih i imunotoksičnih svojstava. Prekomerno izlaganje UV zračenju može inukovati kancer kože, oštedenja očiju i smanjiti otpornost organizma na infekcije. Sve vedu pažnju izaziva činjenica a UV zračenje utiče na pa imuniteta kroz interakcije sa kožom, što povedava rizik o infekcije. Posebnu pažnju i zaštitu zahtevaju eca, u periou razvoja, koja su naročito osetljiva na oštedenja izazvana zračenjem, upravo jer im imuni sistem još nije potpuno razvijen. Biološki efekat elovanja svetlosnog zracenja, nastaje kao rezultat apsorpcije energije od strane tkiva. Elektromagnetni zraci, prolazedi kroz tkivo, izazivaju njegovo zagrevanje. Pri tome je najznačajnija apsorpcija energije zračenja, koja je izazvana rezonantnim oscilacijama molekula, atoma i njihovih delova. Ako se frekvencija elektromagnetnog talasa podudari sa frekvencijom rezonatora (molekula, atoma), tada se energija e lektromagnetnog talasa
apsorbuje o strane rezonatora. UV zračenje se karakteriše kradim talasnim užinama i njegova frekvenca odgovara frekvenci delova molekula ili atoma. Uvedanje energije molekula, kao rezultat apsorpcije UV zračenja, prestavlja uzrok stvaranja slobonih raikala koji ovoe o fotohemijskog i abiotskog oštedenja tkiva. Stepen oštedenja tkiva zavisi kako o oze zračenja, tako i od postojanja brzine reparacionih procesa u tkivu. Raijaciono oštedenje tkiva se ne ispoljava ojenom, vec ima kumulativno ejstvo. Dužina latentnog perioa zavisi ne samo o oze, nego i o talasne užine ejstvujudih zraka. Latentni perio se meri minutima za infracrvene, satima za ultravioletne, a neeljama i mesecima za jonizujude zračenje.
DEJSTVO UV ZRAČENJA NA OČI Ko organa via rožnjača i sočivo u velikoj meri apsorbuju prironu i veštačku UV raijaciju. Pri tome rožnjača upija zrake talasne užine o 300 nm, a sočivo tala se od 295 do 400 nm. Prednjekomorna tečnost je prakticno prolazna za UV zracenje i ne štiti sočivo. Rožnjača je relativno otporna na UV zračenje i u prironim uslovima ne straa. Izuzetak prestavlja "snežno slepilo" (ophthalmia nivea), koje naročito nastaje u planinama sa večitim snegom ge je nivo Sunčeve raijacije neobicno velik. Eksperimentalno je utvrđeno a prag traumatske oze za rožnjaču zavisi o talasne užine. Najopasnije je oštedenje enotela rožnjače zbog toga što enotelijalne delije ko čoveka ne raspolažu regenerativnom sposobnošdu (starenjem se njihov broj smanjuje). Profesionalno oštedenje sočiva izazvano višegoišnjom akumulacijom povrea UV zracima ko lica koja se svakonevno izlažu prouženom ejstvu prironog ili veštačkog zračenja (mornari, zemljoranici, ranici koji rae na planinma) nije teško sprečiti nošenjem naočara za sunce, koje upijaju ili obijaju UV zrake.
DEJSTVO UV ZRAČENJA NA KOŽU U čovekovoj koži se najvedi eo zračenja apsorbuje u epiermu, tj. u površinskom sloju kože, stoga oštedenje koje je prouzrokovano UV zračenjem zavisi ne samo o energije zračenja, nego i o propustljivosti epierma. Dejstvo na kožu sastoji se u pojavi eritema (crvenilo kože) i eema (otok na koži), posle nekoliko sati o zračenja. Izvesno vreme nakon početne upale kože ili pojave eritema, povedava se količina kožnog pigmenta ili melanina, koji služi kao zaštitini sloj protiv UV zračenja. Koža taa potamni. Osetljivost kože na Sunce zavisi o njene pigmentacije, tj. o količine melanina u epiermu. Ta osetljivost se naziva fotobiološki tip kože, postoji ukupno 6 fotobioloških tipova kože. Na našem poneblju fotobiološki tip kože je uglavnom izmedu 3 i 4. Za nastanak Sunčevih opekotina presuna je ilatacija krvnih suova koji se nalaze upravo ispo tog površinskog sloja i ta ilatacija se manifestuje kao crvenilo kože ili eritem. Da bi se na prosečnoj koži čoveka obila minimalna primetna eritemska reakcija, potrebno je izložiti UV-B zračenju o 1 MED, što je u meicini poznato kao minimalna o za eritema (minimal erythema ose, MED). Ta vrenost zavisi o tipa kože i ata je u tabeli 2. Zanimljivo je da, ukoliko bi smo takav efekat hteli da proizvedemo sa UV-A zračenjem, trebala bi
nam 600 o 1000 puta veda energija zračenja. Tabela (2) je bazi rana na izlaganju od 3 MED-a nepotamnele kože čoveka, koja nije izlagana Suncu, i u njoj su ati opisi fototipova kože i njeno ponašanje pri osunčavanju. Tabela 2. Fototipovi ljuske kože i njihova reakcija na Sunce (V i VI fototip se odnose na crnu populaciju)
Fototip kože Neizložena boja kože MED opseg (mJ/cm2) Osetljivost na UV zračenje Pregorevanje ili tamnjenje I
bela 15 - 30
II bela 25 - 40
vrlo osetljiva
Uvek lako pregori, nikad ne potamni
vrlo osetljiva Uvek lako pregori, potamni malo uz teškode
III bela 30 - 50 osetljiva Minimalno pregoreva, tamni postepeno i uniformno IV svetlo braon 40 - 60 V
umereno osetljiva Minimalno pregoreva, uvek dobro potamni
braon 60 - 90 minimalno osetljiva
Retko pregoreva, obimno tamni (tamno braon)
VI tamno braon ili crna 90 - 150
neosetljiva ili
jedva osetljiva Nikad ne pregoreva, obilno tamni (crna)
JEDINICE KOJIMA SE IZRAŽAVA UV ZRAČENJE, JAVNI SAVETI O UV ZRAČENJU I POTREBA NJEGOVOG MERENJA Postoji više načina na koje naležne službe pokušavaju stanovništvu, koje živi na poručijima sa visokim stepenom UV zračenja, a ukažu na stepen opasnosti koji trenutno postoji. U nekim zemljama se aju javni saveti o užini nevnog izlaganja Suncu, zatim šta obudi a bi se zaklonili o UV zračenja, koje zaštitne faktore a koriste, i sl. Dugorocni cilj savetovanja o UV zračenju je a pojeinci mogu a procene šta ta vrenost ili ineks znači za njih na isti nacin kao što procenjuju temperaturu, i a se u sklau sa tim ponašaju. U skorije vreme mnoge zemlje su počele a obezbeđuju stanovništvu poatke o UV zračenju. WMO (Worl Meteorological Organisation) je 1994. goine preporučila a se sve zemlje prilagoe stanarizovano m UV indeksu. To je bilo bazirano na kalkulaciji vremenskog izlaganja Suncu. Izlaganje Suncu je
proračunato za čisto nebo i varira u onosu na oba ana i goišnje oba.
UV INDEKS Potreba a se javnost obaveštava jenostavnim, razumljivim informacijama UV zračenju i mogudim štetnim posleicama na ljue, ovela je naučnike o efinisnja parametra koji je upotrebljen kao inikator izloženosti UV zračenju. Taj parametar se naziva UV ineks. On je povezan sa eritemalnim ejstvom sunčevog UV zračenja na ljusku kožu, a njegova efinicija je stanarizovana i publikovana kao zajenička preporuka Svetske zravstvene organizacije (World Health Organization - WHO), Svetske meteorološke organizacije (Worl Meteorological Organization - WMO), Programa Ujedinjenih nacija za životnu sreinu (Unite Nations
Environment Programme - UNEP) i Međunarone komisije za nejonizujude zračenje (International Commission on Non-Ionizing Radiation - ICNIRP). UV indeks:
• je mera kolicine UV zračenja koja ogovara njegovom ejstvu na ljusku kožu • efiniše se kao efektivno zračenje obijeno integraljenjem spektra zračenja, pomnoženog težinskom funkcijom CIE (1987), po talasnim užinama o 290 o 400nm • je izražen numerički, kao ekvivalent vremenski otežinjenog i usrenjenog ejstva zračenja (W/m2 ) pomnoženog sa 40
IZRAČUNAVANJE UV INDEKSA Za izračunavanje UV ineksa je potrebno poznavati spektar ejstva. Spektar ejstva opisuje relativno ejstvo UV zračenja na pojeinim talasnim užinama u proizvonji oređenog biološkog ogovora. Biološki ogovor se može onositi na različita štetna ejstva na različite biološke jeinke, uključujudi ljue, životinje ili biljke. S obzirom a su opekotine najčešde štetno ejstvo na ljuskoj koži, eritemalni spektar ejstva je preporučen za upotebu u opisivanju ejstva oštedenja kože UV zračenjem. Spektar ejstva za ato biološko ejstvo se upotrebljava kao težinski faktor koji zavisi o talasne užine, koji se primjenjuje na spektralno UV zračenje (290 o 400 nm) i potom integrali po talasnim užinama a bi se obilo stvarno biološki efektivno UV zračenje (u W/m2). To biološki efektivno UV zračenje izraženo u W/m2 se integrali (sumira) za oređeni perio izlaganja suncu i obije se efektivna UV oza (u J/m2). Efektivna UV doza se usrednjuje za posmatrani vremenski interval i pomnoži sa faktorom 40 kako bi se obila brojčana vrenost koja prestavlja UV ineks.
ERITEMALNA ILI EFEKTIVNA ILI OTEŽINJENA DOZA (energija po jeiničnoj površini, jeinica: J/m2) Eritemalna funkcija znači a je primenjena kr iva osetljivosti kože CIE (International Commision on Illumination spektar ejstva). Eritemalni spektar ejstva (funkcija) porazumeva mnogo vedu biološku efikasnost UV -B zračenja u odnosu na UV- A zračenje. Da bi izrazili efektivne doze UV-B biometri rade sa MED jedinicama (Medical Erythermal Doze): 1 MED = 250 J/m2
Ova veza efiniše minimalnu ozu a bi fotobiološki tip kože II obio minimalno crvenilo (eritem). Koeficijent 250 varira o zemlje o zemlje ali je u vedini evropskih zemalja prihvaden. Očitavanja sa biometara izražavaju efektivnu ozu po satu i ati su kao MED/h, ge je: 1 MED/h = 250 J/(m2*h)
=0.0694 W/m2 = 69.4 mW/m2
Tip kože 1 MED I
200 J/m2
II
250 J/m2
III 350 J/m2 IV 450 J/m2 Bezbedno vreme izlaganja
= 1/(zračenje izraženo u MED/h) Primer: Zračenje = 3 MED/h Maksimalno bezbedno izlaganje suncu je = 1/3 sata = 20 minuta
Efektivno UV zračenje može
biti izraženo i u UV ineksima (UVI) 1 UVI = 1/40 W/m2 =0.025 W/m2 = 0.25 mW/m2 Primer:
Ukoliko je efektivno zračenje 0.2 W/m2 ta da vrednost UVI = 8 Ova efinicija je prihvadena o strane: WHO, WMO i mnogih zemalja. Veza izmeu UVI i maksimalnog vremena izlaganja zavisi o fototipa i osetljivosti kože koji svaka zemlja propisuje za sebe, pa su samim tim i vremena izlaganja različita od zemlje do zemlje. Ukoliko prihvatimo vrednost 1 MED = 250 J/m2 relacija i zmedu UVI i MED/h je: 1 MED/h = 25/9 = 2.778 J/m2 Max vreme izlaganja = 1/(MED/h) = 25/(9*UVI)
Primer: zračenje = 1.8 MED/h = 1.8*(25/9) UVI = 5 UVI Maksimalno vreme izlaganja = 1/1.8 = 0.56 h = 34 minuta (korišdenjem MED/h) ili = 25/(9*5) = 0.56 h = 34 minuta (korišdenjem UVI) Vrednosti UV indeksa: (prema EPA - Environmental Protection Agency)
a) MINIMALAN - 0, 1, 2
Ova kategorija prestavlja minimalnu opasnost o UV zračenja. Vedina ljui može ostati na suncu i više o 1 sat a ne obije opekotine. Preporučuje se upotreba naočara za sunce. Ipak, ljui s vrlo osetljivom kožom (tip 1) i novorođenča trebaju se uvek zaštititi o prouženog boravka na suncu i sunčanim naočarima i zaštitinom kremom. Ne sme se zaboraviti na obijeno (refllektovano) UV zračenje, pa se posebna opreznost preporučuje za skijaše i ljue koji borave u planinama, kao i one na moru (plivaci, jeriličari) koji trebaju posebno a zaštite poručja
ispod brade i nosa.
b) NIZAK - 3, 4
UV ineks ovih vrenosti prestavlja malu opasnost o UV zračenja. Za vedinu ljui se preporučuje upotreba šešira sa širokim oboom, naočare za sunce i zaštitna krema. Osetljiva populacija još treba a oa i oedu s ugim rukavima jer oni mogu dobiti opekotine vec za 20 minuta. Dobro je pratiti sopstvenu senku. Što je ona krada, postoji veda opasnost o UV zračenja.
c) SREDNJI - 5, 6
Ove vrenosti prestavljaju ved značajnu opasnost o UV zračenja. Za vedinu ljui se preporučuje upotreba šešira sa širokim oboom, naočara za sunce, zaštitne kreme i oede s ugim rukavima. Osjetljiva populacija može a obije opekotine za manje o 20 minuta, pa se ne preporučuje izlaganje novorođenčai suncu u vremenu o 10 o 16 sati. Ukoliko boravi te ili raite na otvorenom svakako zaštitite vrlo osjetljiva poručja kao što su nos, vrhovi ušiju i usne.
d) VISOK - 7, 8, 9
Te vrenosti UV ineksa prestavljaju visoku opasnost o UV zračenja. Svakako treba smanjiti boravak na suncu između 10 i 16 sati, koristiti šešir sa širokim oboom, naočare za sunce, zaštitnu kremu i oedu ugih rukava. Ljui s vrlo osetljivom kožom mogu obiti opekotine za manje o 10 minuta. Preporuka je a novorođenča i eca ne izlaze na sunce izmeu 10 i 16 sati. Svakako je dobro potražiti senku, ali treba biti svestan a voa, pesak, beton, stene,refleksijom UV zracenja mogu povedati nivo UV zračenja i u senci pa je i u senci potrebna zaštita. Dobro je koristiti oedu o gusto tkanog materijala, jer UV zraci mogu a proru kro z tanku tkaninu.
e) VRLO VISOK - 10 I VIŠE
Vrenosti UV ineksa 10 i izna 10 prestavljaju vrlo veliku opasnost o UV zračenja. Preporuka je a se maksimalno smanji boravak na otvorenom sreinom ana o 10 o 16 sati. Kao zaštita se svakako preporučuje upotreba šešira za širokim oboom, naočara za sunce, zaštitne kreme, oede ugih rukava o gustog tkanja i izbegavanje boravka na irektnom suncu. Preporuka je a novorođenča i eca nikako ne izlaze na sunce između 10 i 16 sati. Osjetljiva populacija može dobiti opekotine za manje od 5 minuta.
ZAŠTITA OD UV ZRAČENJA Koža i oči su organi na ljuskom telu koji su najčešde izloženi UV zračenju stoga se najveda pažnja posveduje njihovoj zaštiti. Ispitivanja su pokazala a aekvatna UV zaštita može u 70 % slučajeva a preuprei rak kože. Smatra se a se koža najbolje štiti oecom, a elove tela koji nisu zaštideni oedom treba mazati zaštitnim kremama. Međunarone preporuke kažu a pri treba koristiti kremu sa zaštitnim faktorom 15 i primenjivati je na svaka 2 sata kao i svaki put posle plivanja. Posebnu pažnju treba obratiti na osetljive elove tela koji su više ili po irektnijim uglom izloženi sunčevom zračenju. Najvažnija mera zaštite je izbegavanje izlaganja suncu ona kaa je ono najopasnije (o 10 o 16 časova) i reovno pradenje i informisanje u javnim meijima o intenzitetu UV zračenja i priržavanje preporuka koje se u njima aju. Savremena farmaceutska inustrija intezivno rai na tome a čovekov boravak na suncu učini što bezbenijim. Osim eksternih srestava zaštite u obliku zaštitnih krema za sunce koje apsorbuju štetno UV zračenje pre nego što ono stigne o kože postoje i srestva za oralnu upotrebu. Ti preparati su najčešde kombinacija vitamina i rugih supstanci koje imaju antioksidaciona dejstva, jer se na taj način sprečava stvaranje slobonih raikala i širenje štetnih efekata zračenja što oprinosi očuvanju opšteg zravlja organizma. Oni se koriste zajeno u kombinaciji sa kremama za zaštitu koje takođe imaju višestruko ejstvo: oni istovremeno štite, hrane, vlaže i neguju kožu.Zaštitni faktor (Sun Protection Factor, SPF) ovih krema je vrenost vino istaknuta na kutijama ovih preparata koja pokazuje koliko se puta uže može boraviti na suncu uz primenu zaštitnog preparata nego bez njega, a a ne ođe o pojave crvenila (eritema) na koži.
