电磁波辐射

电磁波包括波长最短的γ射线、X射线、紫外线、 可见光、红外线及波长最长的无线电波。其中对人体影响最大的是太阳产生的紫外线、可见光和红外线,它们穿过大气层后只有2/3的能量到达地面。

太阳日光电磁波谱

电磁波中紫外线(ultraviolet,uv)的波长为100~400 nm,通常分为波长为320~400 nm的长波紫外线(UVA),波长为290~320 nm的中波紫外线(UVB)和波长为100~290 nm的短波紫外线(UVC)。UVA又分为UVA Ⅰ(波长340-400 nm),UVA Ⅱ(波长320~340 nm)。波长越长的紫外线,其穿透力越强。不同波长的紫外线和可见光在皮肤中穿透深度下两图。

不同波长紫外线和可见光在皮肤中穿透深度示意图

不同波长紫外线和可见光在皮肤中穿透深度示意图

UVA又称“黑光”,可穿透表皮达真皮上部,并可作用于血管和其他组织,仅在某些光敏物存在时才引起皮肤反应;UVB主要由表皮吸收,损伤表皮,引起皮肤红斑;UVC有较大的杀伤作用,可用来灭菌消毒,日光中的UVC大部分被大气中的空气、云层、尘粒、水汽等吸收和散射。

地球表面的紫外线辐射(ultraviolet radiation,UVR)大约95%~98%是UVA,2%-5%UVB,几乎所有的UVC完全被平流层的臭氧吸收(下图)。日光紫外线辐射的精确剂量和构成有赖于很多因素,特别是日光的角度,它随着一天的时间、季节、纬度、大气层中臭氧的浓度、污染物、云层、海拔高度而改变。

日光中紫外线穿大气层示意图

夏季太阳距地球近,辐射波长在290 nm以上,包括了中波紫外线;而冬季辐射到地面的波长最短则是320 nm,因此主要是长波紫外线。在同一天中,也可因时间不同,紫外线对地面的辐射量不同,如在上午9点和下午3点,地面上的紫外线辐射强度只有中午的25%。影响紫外线辐射量的还有海拔高度,如在海拔2 km处的紫外线辐射量比海平面处要高33%。另外,地面的环境对紫外线的辐射影响也很大,在开阔的海滩的紫外线辐射量要大大超过在公园、花园和郊区,因树木和草地对紫外线有较大的散射作用。周围环境的反射作用对紫外线的辐射也有较大影响,如在白色的沙滩上,即使在阳伞的阴影下做日光浴,由于有周围的沙滩、水面和蓝天的反射,受到的紫外线辐射量也有完全曝光时的40%。

人体受到紫外线辐射还受到工种的影响,一般讲,室外工作人员受到的紫外线辐射量大约是室内工作者的3至4倍。UVA能穿透玻璃,而UVB则不能,因此室内的阳光里大量的是UVA。在人工光源中也有许多能产生紫外线,最常见的有充气灯、石英灯和通过电极间电子持续不断冲撞的汞蒸气灯及氙灯。最简单的低压汞灯能产生用于杀菌的波长为254 nm的UVC。人工光源中也包括用于光疗和皮肤光试验的UVA、UVB荧光灯及用于诊断的伍氏灯(UVA)。高能量的高压氙灯产生与太阳相似的广谱的电磁辐射波,包括紫外线、可见光和红外线。通常用于室内照明的荧光灯和各种人工光源中也有中等量的UVA和极少量的UVB产生。对于焊接工、从事医院的光疗的工作人员、办公室工作人员和普通居民也有从各种人工光源受到紫外线辐射的危险。