Ключевые слова: стратосферный озон, ультрафиолетовое излучение, влияние УФ-излучения на здоровье человека и экосистему.
Нашу планету окутывает озоновый слой, образующий сферический слой высотой около 90 км, охватывая тропосферу, стратосферу и мезосферу, но распределение озонового слоя неравномерно. Больше всего озона содержится на высоте 15–17 км в полярных широтах, на высоте 20–21 км в средних широтах и на высоте 26–27 км в тропиках, которые являются главной областью образования озона, откуда он переносится в средние и полярные широты.
Истощение озонового слоя вызывает существенные изменения в радиационном балансе земной атмосферы и приводит к увеличению уровня биологически опасного солнечного ультрафиолетового излучения для земной биосферы и окружающей среды в целом. Из всего потока солнечной энергии, поступающей на Землю, озон поглощает около 3 % или 5·1020 Дж/ сутки.
Действуя, как защитный экран от жесткого солнечного УФ-излучения, стратосферный озон предохраняет от разрушения белки и нуклеиновые кислоты. В целом биологическое воздействие солнечного УФ — излучения проявляются в 3 диапазонах длин волн λ, достигающих поверхности Земли: А (320<λ<400 нм), В (280<λ<320 нм), С (100<λ<280 нм). Стратосферный озон является основным поглотителем солнечной ультрафиолетовой радиации в спектральных областях В и С. На интенсивность излучения в области А, прилегающей к видимой части спектра, оказывает влияние также атмосферный аэрозоль.
Излучение в спектральной полосе В обладает наибольшей эритемной эффективностью — способностью вызывать эритему (расширение мельчайших капилляров кожи и сопутствующие этому процессы). Это излучение обладает общим терапевтическим и антирахитичным действием. Излучение в области А менее эффективно биологически, но оказывает достаточно благотворное эритемное и загарное воздействие. Излучение в спектральном диапазоне С влияет негативно на растения и животных, при этом обладает мощным бактерицидным действием.
Согласно прогнозам различных исследователей, при степенях истощения озона до 10 % на каждый % истощения следует ожидать 1–2 % увеличения заболеваемости злокачественной меланомой и 0,3–2 % увеличения смертности от нее. Так же, может возникнуть преждевременное старение кожи.
По данным «Статистика злокачественных новообразований в России и странах СНГ в 2012 г«в России количество больных меланомой кожи, находившихся под наблюдением в 2012 году, составило 71666 человек, с другими новообразованиями кожи — 361271 человек. За последние десятилетия рост заболеваемости меланомой отмечается на 1,6 % за 10 лет.
Существенное уменьшение ОСО и, соответственно, увеличение ультрафиолетового излучения, в принципе, может привести к негативным последствиям. Однако само по себе уменьшение ОСО в некоторых районах земного шара пока не является катастрофическим, особенно в средних и высоких широтах при относительно низкой высоте Солнца. В атмосфере УФ-излучение кроме озона поглощают также облака и аэрозольные образования.
Стратосферный озон, задерживая жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца в диапазоне С и значительно ослабляя полосу В, регулирует интенсивность и биологическую активность солнечного излучения. Таким образом, формирование ультрафиолетового климата Земли зависит от состояния озоносферы. Истощение озонового слоя над средними широтами только на 1 % может привести к росту УФ-радиации ~ на 2 %.
Таблица 1
Области коротковолнового солнечного излучения иих свойства
|
Название |
Диапазон длин волн |
Свойства излучения |
|
УФ-А |
320–400 нм |
Не обладает канцерогенным действием; достигает земной поверхности. |
|
УФ-B |
280–320 нм |
Вызывает загар, эритему, катаракту и рак кожи; достигает земной поверхности. |
|
УФ-С |
100–280 нм |
Полностью поглощается атмосферой; на поверхности рождается только искусственными источниками; вызывает эритему, катаракту и рак кожи. |
Из таблицы видно, что основное действие на человека оказывает УФ-В излучение, т. е. самое коротковолновое солнечное излучение, достигающее земной поверхности. Повышенные дозы УФ-В излучения могут способствовать возникновению таких глазных заболеваний, как катаракта, птеригиум, дегенерация конъюктивы, плоскоклеточный рак роговицы и конъюнктивы, острые фотокератиты и фотоконъюнктивиты. Подавление иммунной системы под действием УФР ведет к распространению инфекционных заболеваний, уменьшению эффективности вакцинации. Избыточные дозы УФР могут вызывать также различные виды аллергий (дерматологические реакции). Опасное действие на здоровье человека накопленных доз УФР может проявляться спустя десятилетия.
Также необходимо отметить то, что опасность избытка УФ-В излучения для биоты заключается в том, что оно охотно поглощается живыми клетками. Поглощение этого излучения не безобидно, поскольку его энергия достаточна, чтобы разорвать химические связи биологических молекул, в результате чего образуются химически активные частицы (радикалы), легко реагирующие как друг с другом, так и с неповрежденными молекулами. Следствием этого является образование чуждых клетке молекул, изменяющих свойства клетки и всего организма в неблагоприятную, как правило, сторону.
Таким образом, учитывая значительное влияние УФР на биосферу в целом и на здоровье человека в частности, представляется важным развивать сети станций мониторинга состояния озонового слоя и ультрафиолетового излучения, расширить взаимодействие между зарубежными и российскими специалистами, информировать население о возможном негативном воздействии УФР через средства массовой информации.
Все это во многом позволит снизить нежелательные последствия и эффективно использовать благоприятное воздействие УФ-облучения на здоровье населения страны.
Литература:
- Ларин И. К. Химическая физика озонового слоя / И. К. Ларин –М.: ГЕОС, 2013. —160 с.
- Давыдов М.И, Аксель Е. М. Статистика злокачественных новообразований в России и странах СНГ в 2012 г. М.: Издательская группа РОНЦ, 2014
- Чубарова Н. Е., Жданова Е. Ю., Хаттатов В. У., Варгин П. Н. Актуальные проблемы изучения ультрафиолетовой радиации // Вестник Российской академии наук. –2016. — С.839–846
