Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский
Источник: Галанин Н.Ф. , Тюков Д.М. Отношение тканей одежды к ультрафиолетовым лучам. Из Ленинградского научно-исследовательского санитарно-гигиенического института. Гигиена и санитария № 2, 1954 г.
Деятельной поверхностью при радиационном обмене человека с окружающей средой является открытая поверхность его кожи, а также поверхность одежды. На долю первой приходится 11 – 12% всей поверхности, на долю второй – 88 – 89%.
Впервые об отношении ультрафиолетовых лучей к тканям одежды говорилось в работе первого профессора по гигиене в России А. И. Якоби «О полупрозрачных тканях», вышедшей в 1875 г., а спустя 13 лет С. Ф. Бубнов опубликовал исследования, освещающие вопрос о прозрачности тканей для химических лучей, как тогда назывались ультрафиолетовые лучи.
Несколько причин препятствовало развитию учения о радиационных свойствах тканей одежды. Во-первых, отсутствовала достаточно точная и в то же время практически доступная методика измерения тех небольших интенсивностей излучения, с которыми приходится иметь дело при учете ультрафиолетового излучения; во-вторых, сложилось ложное убеждение, что ткани для ультрафиолетовых лучей не прозрачны.
Несостоятельность этого взгляда на прозрачность тканей убедительно доказана работами Н. Ф. Галанина и Е. Н. Андреевой-Галаниной, Н. Н. Калитина, Ю. В. Вадковской, а в последнее время работами Н. Н. Мищук и Б. Л. Сущинского, В. В. Синицина и др.
Оказывается, что ткани одежды более прозрачны для ультрафиолетовых лучей, чем оконное стекло или стекло в арматуре осветительных приборов.
По исследованиям Т. А. Свидерской, 1/16 эритемной дозы при многочасовом облучении дает лучший эффект, чем та же 1/16 эритемной дозы за несколько минут. Природные ультрафиолетовые лучи, прошедшие через ткани одежды, очень часто превышают по интенсивности эти количества. Это обстоятельство обязывает относиться с большим вниманием к исследованию ультрафиолетовых лучей, проникающих через одежду и достигающих кожной поверхности.
Оптические свойства тканей одежды в отношении к ультрафиолетовым лучам были исследованы нами для участка спектра от границы видимой области до длины волны 297 mμ. С помощью монохроматора с кварцевой оптикой было произведено измерение отражения, проникновения и расчетным путем измерено поглощение однородных излучений. Источником излучения служила ртутно-кварцевая лампа ПРК-2. Лампу устанавливали на расстоянии 20 – 25 см от входной щели монохроматора.
Перед щелью ставили кварцевый конденсатор. Пучок однородных излучений, выходивший из монохроматора, падал на селеновый фотоэлемент. Возникший под действием излучения фототок регистрировался гальванометром чувствительностью 10–9.
Для измерения отражения и проникновения ультрафиолетового излучения были сконструированы два приспособления. Первое из них представляло собой полый цилиндр, внутри которого под углом в 60° устанавливали пластинку с отверстием, над которым закрепляли исследуемый образец ткани. Отраженный от ткани луч падал на селеновый фотоэлемент, установленный в боковой поверхности цилиндра.
Второе приспособление служило для определения прозрачности тканей и представляло собой кольцо шириной 30 мм, надетое на выходную часть монохроматора. В кольцо вставляли фотоэлемент. На расстоянии, не превышающем 3 мм от фотоэлемента, между двумя кольцевидными пластинками закреплялась исследуемая ткань.
Всего было исследовано 42 образца ткани, из них: приборное сукно – 7, мундирное – 2, шерстяная диагональ – 3, бумажная – 3, шерсть для платья – 4, ситец – 2, майя – 2, льняное полотно – 1, ткань (бумажная шерстянка) – 10, шелк – 4, бельевая ткань – 4.
При гигиенической оценке отношения тканей одежды к ультрафиолетовым лучам в пределах длины волн от 297 до 400 mμ, решающее значение имеет прозрачность тканей. Отражение и поглощение ими ультрафиолетового излучения представляют преимущественно теоретический интерес и имеют меньшее практическое значение. Изучаемая область спектра не обладает какими-либо свойствами, от воздействия которых человек должен защищаться при помощи одежды. Наоборот, желательно, чтобы ткани были максимально прозрачны для ультрафиолетового излучения и к этому именно и сводится гигиеническая их ценность. Поэтому основное внимание мы и сосредоточиваем на разборе вопросов прозрачности.
Прозрачность ткани одежды зависит от физических свойств материала, способов их изготовления и окраски. Плотные ткани или ткани, окрашенные в темные цвета, не пропускают ультрафиолетовых лучей, а если и пропускают, то лишь в незначительных количествах. К таким тканям из числа обследованных нами, относятся: приборное сукно (за исключением сукна белого цвета, которое в ничтожных количествах пропускает однородное излучение с длиной волны 365 mμ), шерстяная и бумажная диагональ и некоторые другие ткани темного цвета. Ткани, пропускающие ультрафиолетовые лучи, приведены на рис. 1.
Наиболее высокой прозрачностью (25,7 – 34,7%) обладают батист, рогожка, некоторые виды шелка, различные сорта бельевого материя-"3-Хорошей прозрачностью обладают ситец и майя (20,3%). Даже шерстяные ткани для платья дали прозрачность 4,4 – 10,4%. Окрашенные ткани менее прозрачны, причем чем глубже по топу окраска, тем меньше прозрачность ткани. Для одной и той же ткани при окраске в черный цвет прозрачность равна 0,6%, в синий – 1,9%, в голубой – 11,6%, в розовый – 16,4%, в желтый – 19,7%.
Суммарная прозрачность для ультрафиолетовых лучей слагается из прозрачности тканей к однородным излучениям. Наблюдается зависимость между длиной волны и величиной ее проникновения. С укорочением длины волны происходит падение проникновения лучистой энергии. Однако характер падения однородных излучений выражен неодинаково для различных тканей (рис. 2).
Спад кривой, как это показано на рис. 2, более резко выражен для бумажной шерстянки розового цвета и крепдешина; прозрачность их для коротких волн резко падает. Более плавный ход имеет кривая для креп-жоржета и бумажной шерстянки желтого цвета. Для первых двух тканей падение проникновения однородных излучений (405 – 302 mμ) составляет 75,7 – 72%, для вторых – 52,4 – 42,8%. Из этого следует, что при гигиенической оценке тканей недостаточно знать проникновение всего потока ультрафиолетовых излучений, но необходимо также знать прозрачность тканей для однородных излучений.
Более сильное поглощение коротковолновых излучении, а иногда и полная их задержка приводят к резкому снижению биологического эффекта, а следовательно, и к снижению гигиенической ценности тканей для ультрафиолетовой области спектра.
Гигиеническая оценка тканей станет более понятной, если в основу ее будет положен биологический эффект. С этой целью на основании полученных данных о прозрачности тканей для однородных излучений Произведен расчет ожидаемого эритемного и бактерицидного действия, прошедшего через ткани ультрафиолетового излучения. В своих расчетах мы исходили из спектральной характеристики излучения ртутно-кварцевой лампы ПРК-2 для диапазона длины волн от 365 до 297 mμ и кривых относительно эритемного и бактерицидного действия лучистой энергии.
Результаты расчетов, выраженные в процентах, для эритемной и бактерицидной облученностей, создаваемых прошедшим через ткань лучистым потоком, приведены на рис. 3.
Эритемная облученность, создаваемая проникшим через ткани излучением ртутно-кварцевой лампы, как видно из рис. 3, достаточно большая. Эритемный поток, прошедший через ткани редкого тканья и тонкие ткани светлых тонов, создает на поверхности кожи человека облученность 5,15 – 7,4 мкэр/см2. В процентном отношении величина проникшей через них эритемной энергии составляет 11,5 – 16,5%. Даже такие ткани, как бумажная шерстянка, шерстяная шотландка, прозрачность которых для ультрафиолетовых лучей до сих пор вызывала сомнение, оказались прозрачными не только для спектральной области А, но и для более коротких волн. Эритемная облученность, создаваемая прошедшим через шерстянку излучением, составляет 2,52 – 5,15 мкэр/см2 или 5,6 – 11,5% от количества упавшего на них излучения.
Если принять, что для образования эритемы необходимо 500 мкэр/см2, то для получения эритемы от излучения ртутно-кварцевой лампы, прошедшего через ткани, требуется продолжительность облучения, приведенная в табл. 1.
Для проверки этих данных были произведены специальные исследования. Допуская, что эритемная облученность человека изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния, на расстоянии 60 см от лампы время облучения по расчету должно быть при облучении через батист 24 минуты, через бельевую ткань артикул 69 – 24 минуты, через креп белый – 28 минут, через рогожку – 29 минут, через бельевую ткань артикул 77 – 29 минут.
Произведенные наблюдения не подтвердили расчетных данных, что видно из табл. 2.
В среднем для получения эритемы потребовалось в 2 раза меньше времени, чем по расчету.
Для установления достоверности полученных результатов эти наблюдения были сопоставлены с наблюдениями за образованием эритемы при облучении кожи через стеклянный фильтр, отрезающий область спектра короче 297 mμ. В отличие от тканей спектральная характеристика прозрачности фильтра может быть получена с высокой степенью точности. Эритемная облученность, создаваемая прошедшим через фильтр излучением с волнами той же длины, что и при испытании тканей, составляла 6,8 мкэр/см2. Оказалось, что образование эритемы при облучении кожи через фильтр также происходит быстрее (в 1,7 раза), чем это должно быть по расчету.
Исходя из времени образования эритемы и спектральной характеристики прозрачности тканей и фильтра, получаем, что для образования эритемы требуются следующие облученности: при прохождении излучения через фильтр – 266 мкэр/см2, батист – 207 мкэр/см2, бельевую ткань артикул 69 – 204 мкэр/см2, креп белый – 275 мкэр/см2, бельевую ткань артикул 77 – 260 мкэр/см2, рогожку – 260 мкэр/см2, шелковое полотно – 244 мкэр/см2, т. е. в среднем 244 мкэр/см2.
Таким образом, непосредственные наблюдения показали, что для образования эритемы от излучения ртутно-кварцевой лампы, прошедшего через ткани в пределах длины волн от 297 до 365 mμ , требуется не 500 мкэр/см2, а вдвое меньше.
Возможно, этот факт объясняется особенностями действия длинноволнового излучения, более глубоко проникающего в кожу человека.
В зарубежной литературе имеются ссылки, указывающие, что отфильтрование коротковолнового излучения не сказывается на образовании эритемы. Поскольку принятая облученность в 500 мкэр/см2 учитывает весь эритемный поток ртутно-кварцевой лампы, состоящий из длинноволнового и коротковолнового излучениий (причем на долю последнего падает более половины эритемного потока), то следует допустить, что эта часть потока в наших наблюдениях не принимала участия в образований эритемы.
Если придерживаться других источников, то количество облучения, необходимое для образования эритемы за счет длинноволновой области, может быть иным. Оно зависит от спектрального состава излучения. При наличии большого количества инфракрасного излучения, снижающего эритемную эффективность ультрафиолетовых лучей, величина эритемного потока должна быть увеличена.
Значительно больший интерес вызывает прозрачность тканей одежды для ультрафиолетового излучения солнца. К сожалению, таких измерений произвести не удалось. Чтобы иметь представление об отношении тканей к ультрафиолетовым лучам солнца, мы приводим расчетные данные, составленные по прозрачности тканей для однородных излучений от ртутно-кварцевой лампы и по данным о распределении энергии в ультрафиолетовой области солнечного излучения в Ленинграде при высоте стояния солнца 52°.
Результаты расчетов отношения некоторых наиболее прозрачных тканей к ультрафиолетовым лучам солнца произведены в табл. 3.
Эритемная облученность, создаваемая прошедшим через эти ткани ультрафиолетовым излучением солнца, составленная по расчету, приведена в табл. 4.
Расчетное время, необходимое для получения эритемы, будет: при облучении через батист – 157 минут, креп –173 минуты, бельевую ткань, артикул 77 – 177 минут, майю – 272 минуты, шелковое полотно 284 минуты.
Эти данные подтверждаются практическими наблюдениями.
Так, например, у двух наблюдаемых, одетых в блузки, сшитые из батиста и из ситца, после четырех часов пребывания на солнце через 24 часа была отмечена начальная эритема. Общая облученность при этом на поверхности кожи (под батистом) за весь период облучения была равна 530 мкэр/см2 при эритемной эффективности солнечного излучения за этот же период, равной 1 420 мкэр/см2.
Назад в раздел
