Urządzenia wykorzystujące światło UV nieodmiennie kojarzą się przede wszystkim z solarium. Jednakże spektrum różnych zastosowań i urządzeń tego typu jest olbrzymie. Wykorzystują one różne zakresy długości fali oraz różne technologie. Jednakże mając świadomość szkodliwych właściwości światła UV rodzi się pytanie, czy tego typu urządzenia są bezpieczne? Na co zwracać szczególną uwagę? I czy symbol „UV” w nazwie zawsze oznacza to samo?
Zakresy światła UV i jego właściwości
Światło UV jest promieniowaniem elektromagnetycznym o długości fali pomiędzy 10 nm a 400 nm. Jest to światło nierejestrowane przez ludzkie oko (światło UV jest rejestrowane przez niektóre gatunki owadów, gryzoni, nietoperzy etc.). Tak szerokie spektrum różnych długości zostało umownie podzielone na trzy zakresy: UV-A (315 – 400 nm), UV-B (280 – 315 nm) i UV-C (100 – 280 nm). Jak widać, skrajnie krótkie zakresy światła UV nie zostały objęte klasyfikacją. Wynika to z faktu, że długości fali pomiędzy 10 – 100 nm mają ograniczone występowanie oraz zastosowani praktyczne (przynajmniej na co dzień).
Światło UV jest promieniowaniem wysokoenergetycznym, z czego energia jest odwrotnie proporcjonalna do długości fali. Oznacza to, że światło z zakresu bliskiego 400 nm będzie miało relatywnie niską energię, zaś fale zakresu UV-C będą wysokoenergetyczne. Ma to istotne znaczenie praktyczne jak również przekłada się to na bezpieczeństwo stosowania różnych zakresów UV. Promieniowanie UV oddziałuje bowiem z materią organiczną mogąc wywoływać istotne zmiany w strukturze białek, bądź w materiale genetycznym (działanie mutagenne). Więcej o świetle UV i jego oddziaływaniu na materię organiczną można przeczytać w artykule „Światło UV – czym jest i jak oddziałuje na organizmy żywe”.
Ogólne zasady bezpieczeństwa stosowania urządzeń UV
Z punktu widzenia bezpieczeństwa istotne jest jaka jest długość fali, natężenie napromieniania emitowanego przez lampę oraz czas ekspozycji. Generalnie światło UV-C powinno być uważane za bardzo niebezpieczne, a UV-B za niebezpieczne. Jeśli chodzi o zakres UV-A warto patrzeć na oznaczenia długości fali emitowanej przez urządzenie. Światło z zakresu bliskiego 400 nm będzie dość bezpieczne i teoretycznie można stosować je rozsądnie dłużej lub odpowiednio mocniejsze niż światło z zakresu np. 365 nm, czy 320 nm. Warto pamiętać, że wartości te są podawane dla szczytu zakresu. Zawsze generowane jest również światło o mniejszej i większej długości fali, jednak w odpowiednio mniejszym natężeniu. Na szerokość stożka zakresu emitowanych długości światła UV wpływ będzie miała m.in. technologia układu emisji – lampy rtęciowe będą miały szerszy stożek, natomiast diody LED/UV charakteryzuje wąskie spektrum emisji różnych długości fali. Czasami producent dostarcza wykres zakresu natężenia światła w zależności od długości fali.
Solaria czyli mieszanka UV-A i UV-B
Świetlówki UV zostały wyprodukowane po raz pierwszy przez Friedricha Wolffa w 1975 roku. Pierwsze zastosowania miały na celu nie opalanie lecz leczenie chorób skóry i stymulację wytwarzania witaminy D. Jednakże to efekt stymulacji wytwarzania pigmentu w skórze okazał się prawdziwym hitem marketingowym. Świetlówki wykorzystywane w solariach zazwyczaj mają moc 150 – 180 W i generują zarówno promieniowanie w zakresie UV-A jak i UV-B. Większość dostępnych opisów jest jednak dość lakoniczna. Zwroty w stylu „wysoka zawartość UVA, przy zachowaniu wysokiego poziomu UVB” nie mówią w zasadzie nic, poza tym, że wszystkiego jest dużo (co raczej nie brzmi rzetelnie). W praktyce poziom promieniowania UV-B zazwyczaj nie przekracza 3,5% w całkowitym widmie emisyjnym lampy. Obecnie lampy UV w solariach powinny spełniać normę Unii Europejskiej EN 60335-2-27 (polska norma PN-EN 60335-2-27:2014-02). W związku z tym od 1 kwietnia 2009 maksymalna wartość natężenia napromienienia emitowanego przez lampy nie może przekraczaj 0,3 W/m2. Niestety wyniki kontroli prowadzonych przez Inspekcję Handlową pokazują, że część salonów stosuje lampy przekraczające dopuszczone przez normę wartości.
Kosmetyczka, czyli co ma wspólnego manicure z klejem
Energia światła UV znalazła zastosowanie jako aktywator polimeryzacji i utwardzania odpowiednich substancji. Promieniowanie UV powoduje rozszczepianie fotoinicjatorów, a powstałe w tym procesie wolne rodniki rozpoczynają polimeryzację. Tego typu kleje UV silnie wiążą się z powierzchnią i tworzą trwałą spoinę. W zastosowaniu przemysłowym stosuje się różnego rodzaje kleje UV, a także różne zakresy UV. I tak na przykład do utwardzania wskrośnego stosuje się zakresy promieniowania UV-A o wysokim natężeniu. Natomiast przy utwardzaniu powierzchniowym stosowane są lampy emitujące promieniowanie z zakresu UV-C. Klejenie na ultrafiolet może być prowadzone w warunkach domowych z zastosowaniem małych pisaków i pistoletów na klej wyposażonych w lampę. Duże znaczenie ma także w przemyśle, np. meblarskim. Podobne zastosowanie ma także w poligrafii do suszenia i polimeryzacji farb drukarskich.
Podobny mechanizm stosowany jest przez kosmetyczki przy zabiegach manicure. Tzw. lakiery hybrydowe utwardzane są właśnie z zastosowaniem światła UV. Obecnie istnieje na rynku dużo różnego rodzaju urządzeń, które różnią się zakresem emitowanego światła UV. Najstarszym typem są lampy posiadające świetlówki generujące światło o długości 365 nm (zwykle 4 o mocy 9W). Alternatywą stały się aparaty wyposażone w diody LED, jednak generują one światło o długości fali 405 nm. Nie można więc teoretycznie uznać tego zakresu światła za światło UV, lecz raczej światło widzialne (fioletowe). Są one jednak dzięki temu teoretycznie bezpieczniejsze niż wspomniane wcześniej świetlówki. Na rynku są dostępne również aparaty wyposażone w diody LED (zazwyczaj 24W) oraz 12W świetlówkę CCFL generującą światło UV o długości 365nm. Obecnie istnieją również aparaty wyposażone w silne diody UV/LED, które generują światło o długości również 365 nm.
Obecnie zaczyna się mówić o niebezpieczeństwie stosowania tego typu metody utwardzania lakieru na paznokciach. Onkolodzy donoszą o zwiększeniu częstości występowania czerniaka pod paznokciami. W warszawskim Centrum Onkologii stanowią one już 1% wszystkich wykrywanych czerniaków, zaś w USA około 2%. Wpływ na to może mieć właśnie stosowanie promieniowania UV z zabiegach manicure. Warto więc zachować umiar w stosowaniu tego typu zabiegów upiększających. Racjonalne wydaje się też stosowanie urządzeń generujących promieniowanie o wyższej długości fali, niższe moce i krótsze czasy naświetlania (chociaż pewnie w praktyce nie byłoby to możliwe, gdyż wtedy przy dostępnych lakierach nie zdążyłaby zajść polimeryzacja lakieru). Warto też przed wizytą u kosmetyczki posmarować ręce kremem z filtrem i stosować rękawiczki by odsłaniać jak najmniejszy fragment skóry.
Po chwili zastanowienia można dojść do przekonania, że przecież obecnie nawet u dentysty stosuje się światłoczułe wypełnienie plomby utwardzane specjalną aparaturą generujące dziwne, fioletowawe światło. I faktycznie pierwszymi światłoczułymi materiałami stomatologicznymi były laki szczelinowe oraz materiały kompozytowe przeznaczone do odbudowy twardych tkanek zęba, które utwardzano z zastosowaniem światła UV. Warto jednak uspokoić czytelnika, że obecnie stosuje się najczęściej lampy halogenowe generujące światło o długości fali od 360 do 560 nm (szczyt w 400 – 500 nm) oraz diodowe posiadające wąskie widmo ze szczytem przy 648 nm. Nie są to wiec lampy UV.
UV-A w życiu codziennym
Dużą część rynku urządzeń wykorzystujących światłu UV-A stanowią różnego rodzaju latarki. Tego typu urządzenia stosowane są w wielu dziedzinach np. do analizy papierów wartościowych i dokumentów, sprawdzania szczelności układów klimatyzacji, analiz śladów biologicznych takich jak krew czy uryna (na potrzeby np. kryminalistyki lub myślistwa), utwardzania lakieru na paznokciach, a nawet do poszukiwania bursztynów. Szybki przegląd rynku wskazuje na istnienie urządzeń generujących fale o długości 365 nm, 390 nm, 395 nm, czy nawet 400 nm i 405 nm (czyli de facto światło widzialne – fioletowe, więc używanie oznaczenia UV jest trochę na wyrost). Niektóre z tych urządzeń słabej mocy i generują względne bezpieczne światło (choć i tak przestrzegałbym użytkowników przed np. świeceniem prosto w oczy). Natomiast niektóre, zwłaszcza te o krótszej długości fali (np. 365 nm) i wysokiej mocy mogą już stanowić zagrożenie dla zdrowia. Niektóre modele sprzedawane są dodatkowo z okularami ochronnymi. Inne opatrzone są informacją o szkodliwym działaniu promieniowania UV. Natomiast duża ilość tego typu gadżetów nie posiada żadnych informacji i zaleceń dotyczących bezpieczeństwa użytkowania. Zaś niektóre opisy w stylu „lampa emituje niebieskie światło UV” świadczą o niekompetencji ich autora.
Popularnym zastosowaniem dla oświetlenia UV jest oświetlenie efektowe, szczególnie dyskotekowe. Jest to popularny sposób na zwiększenie atrakcyjności zabawy poprzez rozświetlenie białych elementów odzieży oraz specjalnych elementów czy farb fosforyzujących. Niestety w tym segmencie obowiązuje dość duża dowolność dotycząca źródła promieniowania UV, a na rynku dostępne są różnego rodzaju świetlówki opatrzone symbolem „UV”. Dużo z nich generuje światło >400 nm, a więc poza formalnym zakresem UV. Takie światło będzie po pierwsze bezpieczne, a po drugie widoczne dla oka. Krótki przegląd rynku pokazuje, że dostępne są także liczne świetlówki generujące światło z zakresu UV-A (zwykle od 320 do 400 nm, szczytowo między 350 a 380 nm). Przy zastosowaniu takiego oświetlenia będzie ono całkowicie niewidoczne ludzkim okiem i będzie dawało mocniejsze efekty świetlne. Niestety będzie ono też w pewnym stopniu niebezpieczne dla zdrowia, szczególnie, że na dyskotece czas narażenia na takie światło jest zazwyczaj dłuższy. Równocześnie mrok panujący zazwyczaj na dyskotekach wpływa na dodatkowe rozszerzenie się źrenicy oka i wpuszczenie więcej światła UV do jego głębszych warstw.
UV-B i UV-C
Zastosowanie wysokoenergetycznego i bardziej niebezpiecznego światła z zakresu UV-A i UV-B w zasadzie ogranicza się do różnego rodzaju dezynfekcji (poza wspomnianymi wcześniej możliwościami wykorzystania do utwardzania klejów oraz w solariach (UV-B). Zazwyczaj stosowane jest w tym celu światło UV-C w zakresie 250 – 260 nm. Popularnie jest ono stosowane także w akwarystyce do dezynfekcji wody z bakterii, glonów czy grzybów. Podobne zastosowanie znajduje w pompach fontannowych oraz także w oczyszczaniu wody czy ścieków w szpitalach. Obecnie produkowane są także takie gadżety jak sterylizatory UV do szczoteczek do zębów, suszarki do butów z funkcją sterylizacji (choć tu często stosuje się ozon) oraz odkurzacze przeciwalergiczne. Ważne, by tego typu sprzęty posiadały odpowiednie zabezpieczenia uniemożliwiające niekontrolowane bądź przypadkowe naświetlenie.
Oczywiście światło UV ma również zastosowanie bardziej profesjonalne. W szpitalach bądź laboratoriach może być stosowane nie tylko do dezynfekcji wody, lecz również do dezynfekcji pomieszczeń (powietrza i powierzchni). Ma ono również szereg zastosowań bardzo niszowych. Przykładem może być zastosowanie w biologii molekularnej do oznaczania obecności i czystości DNA (zarówno w technikach elektroforetycznych jak i spektrofotometrycznych).
Podsumowanie
Podsumowując, światło UV wykorzystywane jest w wielu urządzeniach, od prostych gadżetów do zastosowań profesjonalnych i przemysłowych. Ze względu na jego szkodliwy charakter trzeba jednak zachować ostrożność przy odpowiednim stosowaniu urządzeń UV. Warto świadomie analizować chociażby spektrum fal generowanych przez urządzenie. Wszak chodzi przede wszystkim o nasze bezpieczeństwo i zdrowie.