الأشعة فوق البنفسجية Ultraviolet … طاقة الحياة بين الفوائد والأضرار

الأشعة فوق البنفسجية Ultraviolet، هي أحد أنواع الطاقة الكهرومغناطيسية التي تشمل موجات الراديو، الضوء المرئي المنبعث من الأضواء المنزلية، الأشعة السينية وأمواج الميكرويف، وتعد الشمس المصدر الأكثر شهرة لها. تستخدم الأشعة فوق البنفسجية في العديد من التطبيقات مثل التعقيم، التصوير، الطب، التحليل الكيميائي والتصنيع.

يعتقد الخبراء أنه يمكن الوقاية من أربع من كل خمس حالات من سرطان الجلد، عند تجنب الأشعة فوق البنفسجية، مهما كان مصدرها، في حين يؤثر عدم التعرض لأشعة الشمس سلبًا على مزاجنا ورفاهيتنا ويزيد من خطر الإصابة بنقص فيتامين د. الآن لا بد أنك تتساءل ما هي هذه الأشعة؟ وهل تفوق فوائدها أضرارها؟

تعريف الأشعة فوق البنفسجية Ultraviolet

تعريف الأشعة فوق البنفسجية

الأشعة فوق البنفسجية (UV) هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي، تشكل حوالي 10% من إجمالي الإشعاع الكهرومغناطيسي الناتج عن الشمس، يخترق ثلتها فقط الغلاف الجوي ليصل إلى الأرض، وفقًا للبرنامج الوطني الأمريكي لعلم السموم (NTP).

تسمى فوق البنفسجية لأنها تلي اللون البنفسجي في الطيف المرئي، إلا أنه لا يمكن رؤيتها بالعين البشرية، حيث يتراوح طول موجاتها بين 10 و 400 نانومتر، أما طاقتها فتتراوح بين 3 إلى 124 إلكترون فولت.

للأشعة فوق البنفسجية تأثيرات مفيدة كإنتاج فيتامين د في الجلد وتأثيراته المعززة للمناعة ضد الأمراض الجلدية الالتهابية. لكن التعرض المفرط لهذه الأشعة قد يسبب أضراراً للجلد والعيون، مثل حروق الشمس وسرطان الجلد والتهاب الملتحمة.

أهمية الأشعة فوق البنفسجية للحياة

تشير الأبحاث الحديثة إلى أن الأشعة فوق البنفسجية ربما لعبت دورًا رئيسًا في أصل الحياة على الأرض، وخاصة أصل الحمض النووي الريبي (RNA).

ففي مقال نشر عام 2017 في مجلة الفيزياء الفلكية، لاحظ مؤلفو الدراسة أن النجوم القزمة الحمراء قد لا تبعث ما يكفي من هذه الأشعة لبدء العمليات البيولوجية اللازمة لتكوين الحمض الريبي النووي، الضروري لكل أشكال الحياة على الأرض. وتشير الدراسة أيضًا إلى أن هذا الاكتشاف يمكن أن يساعد في البحث عن الحياة في مكان آخر من الكون.

مصادر الأشعة فوق البنفسجية

يوجد نوعين من مصادر الأشعة فوق البنفسجية، هما:

  • المصادر الطبيعية، وتشمل الشمس، التي تعد المصدر الطبيعي المعروف لهذه الأشعة على الأرض.
  • المصادر الصنعية، وتشمل مقصورات الدباغة، مصابيح بخار الزئبق، بعض مصابيح الهالوجين والفلورسنت، المصابيح المتوهجة، بعض أشكال الليزر، الأضواء السوداء، مصابيح مبيدات الجراثيم ومصابيح التفريغ عالية الكثافة. كما يمكن أن تنبعث هذه الأشعة من أقواس اللحام.

أنواع الأشعة فوق البنفسجية

أنواع الأشعة فوق البنفسجية

تصنف الأشعة فوق البنفسجية إلى ثلاث فئات، تبعًا لطولها الموجي، كالتالي:

1 – الأشعة فوق البنفسجية (UVA)

هي الأشعة ذات الطول الموجي الطويل الذي يتراوح بين (315- 400 نانومتر). تمر هذه الأشعة عبر الغلاف الجوي بأكمله وتمثل 95 % من الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح الأرض.

تتمتع الأشعة فوق البنفسجية (UVA) بطاقة أقل من الأشعة فوق البنفسجية (UVB)، إلا أنها تخترق البشرة وصولًا إلى الأدمة وتسهم في التسبب بـ حروق الشمس، شيخوخة الجلد وسرطان الجلد من خلال الإصابة التأكسدية (تلف الخلايا بسبب الجذور الحرة).

تؤثر أشعة (UVA) على البشرة حيث تعمل على تحفيز أكسدة الميلانين في البشرة (الاسمرار الفوري) وإنتاج الميلانين (الاسمرار المتأخر)، مما يحمي الأدمة عن طريق امتصاص هذه الأشعة داخل البشرة.

2 – الأشعة فوق البنفسجية (UVB)

هي الأشعة ذات الطول الموجي المتوسط (280- 315 نانومتر)، حيث يتم امتصاص معظمها بواسطة الغلاف الجوي. تؤثر هذه الأشعة على طبقة البشرة من الجلد ولكنها لا تصل إلى الأدمة.

تتمتع هذه الأشعة بطاقة عالية، فهي تدمر الحمض النووي لخلايا البشرة، وتعد السبب الرئيس لحروق الشمس وبعض أشكال سرطان الجلد. وفقًا للتقرير الصادر عن البرنامج الوطني الأمريكي لعلم السموم NTP عن المواد المسرطنة فإن: “الأشعة فوق البنفسجية واسعة الطيف [UVA و UVB] هي الأقوى والأكثر ضررًا للكائنات الحية.”

3 – الأشعة فوق البنفسجية (UVC)

هي الأشعة ذات الطول الموجي القصير، الأقل من (<280 نانومتر). يمتصها الغلاف الجوي بالكامل، ولا تصل إلى سطح الأرض.

يمكن أن يؤدي التعرض للأشعة من الفئة C إلى حروق شمس شديدة، ولكن سطحية، وعلى الرغم من أن أطوالها الموجية هي الأقصر ولكنها لا تخترق الجلد، إلا أن لديها طاقة أعلى من الأشعة من الفئة B وتؤذي سطح الجلد.

العوامل المؤثرة على شدة الأشعة فوق البنفسجية

ترتبط شدة هذه الأشعة بالعديد من العوامل، حيث:

  • القرب من خط الإستواء، تكون الأشعة فوق البنفسجية أعلى وأكثر شدة بالقرب من خط الاستواء، وتقل كلما ابتعدنا عنه، وذلك بسبب وقوع الشمس مباشرة فوق خط الاستواء، لذا فإن الأشعة فوق البنفسجية تنتقل لمسافة قصيرة فقط عبر الغلاف الجوي للوصول إلى تلك المناطق.
  • الفصول، تكون شدة هذه الأشعة أعلى خلال أشهر الربيع والصيف.
  • الوقت، تصل الأشعة إلى ذروتها بين الساعة 10 صباحًا و 4 مساءً.
  • تكون الأشعة فوق البنفسجية أعلى شدة على ارتفاعات أعلى، حيث يكون الغلاف الجوي رقيقًا وأقل سماكة، فيقوم بتصفية كمية أقل من الأشعة فوق البنفسجية. مع كل زيادة 1000 متر في الارتفاع، تزيد مستويات الأشعة فوق البنفسجية بنسبة 10 % إلى 12 %.
  • تزداد هذه الشدة في الأيام الصافية، مقارنة بالأيام الغائمة، أو حين يكون الجو ملوثًا، مع العلم أن تأثير السحب يمكن أن يختلف، إلا أن هذه الأشعة يمكنها الوصول إلى الأرض، حتى في الأيام الغائمة. ولكن بشدة أقل.
  • تزداد عند الانعكاس عن بعض الأسطح مثل الثلج أو الرمل، العشب أو الماء.
  • تكون أعلى شدة في نصف الكرة الجنوبي، مقارنة بنصف الكرة الشمالي، حيث تكون المسافة بين الشمس والأرض أقل.
  • تزداد شدتها إذا استنفذت طبقة الأوزون، حيث تظهر قياسات الأوزون التي أجراها المعهد الوطني لأبحاث المياه والغلاف الجوي (NIWA Taihoro Nukurangi) التقلبات المناخية، الموسمية والسنوية، الناتجة عن ثقب الأوزون.

يعتمد ضرر الأشعة فوق البنفسجية، التي يتعرض لها الشخص، على قوة هذه الأشعة، طول المدة التي يتعرض فيها الجلد لها، وما إذا كان الجلد محميًا بالملابس أو بالواقي الشمسي.

فوائد الأشعة فوق البنفسجية

1 – تصنيع فيتامين د

تساعد الأشعة فوق البنفسجية الجلد على تصنيع فيتامين د، وهو فيتامين ضروري جدًا للحفاظ على صحة العظام، دعم جهاز المناعة وتنظيم نمو الخلايا. يساعد فيتامين د الجسم على امتصاص الكالسيوم والفوسفور من الطعام وبالتالي يساعد على نمو العظام. لذا توصي منظمة الصحة العالمية (WHO) بالتعرض لأشعة الشمس لمدة 5 إلى 15 دقيقة، 2 إلى 3 مرات في الأسبوع.

2 – علاج بعض الأمراض الجلدية

يساعد التعرض، المتحكم فيه، للأشعة فوق البنفسجية في البيئات الطبية على تحفيز إنتاج فيتامين د في الجلد، والذي يعد عاملًا علاجيًا لبعض الأمراض الجلدية، مثل الصدفية.

3 – تحسين المزاج

يتمتع التعرض لهذه الأشعة بتأثير إيجابي على الحالة المزاجية للإنسان، من خلال تحفيز إطلاق هرمون السيروتونين، وهو ناقل عصبي مرتبط بالمشاعر الإيجابية. لذا ينصح بالتعرض لأشعة الشمس من أجل تحقيق هذا الأمر.

4 – التعقيم

تستخدم الأشعة فوق البنفسجية كتقنية تعقيم، بسبب قدراتها القاتلة للجراثيم عند الأطوال الموجية 260- 280 نانومتر. كما أظهرت الدراسات أنها تخترق سطح المحيط، وقد تكون قاتلة للعوالق البحرية على عمق 30 مترًا (حوالي 100 قدم) في المياه الصافية.

5 – الإضاءة

تعتمد مصابيح الفلورسنت قدرة الأشعة فوق البنفسجية بهدف التفاعل مع المواد التي ينبعث منها الضوء المرئي والمعروفة باسم الفوسفور. تعد مصابيح الفلورسنت شكلاً أكثر كفاءة لاستخدام الطاقة من الإضاءة الصنعية بالمقارنة مع المصابيح المتوهجة.

6 – معالجة السرطان

وفقًا لأبحاث السرطان، في المملكة المتحدة، يمكن علاج بعض الأمراض الجلدية باستخدام الأشعة فوق البنفسجية في إجراء يسمى العلاج بالسورالين والأشعة فوق البنفسجية (PUVA)، حيث يتناول المرضى دواءً أو يضعون مستحضرًا لجعل بشرتهم حساسة للضوء. ثم يتم تسليط ضوءًا من الأشعة فوق البنفسجية على الجلد. تستخدم تقنية (PUVA) لعلاج سرطان الغدد الليمفاوية، الأكزيما، الصدفية والبهاق. حيث يحفز تأثير الأشعة فوق البنفسجية إنتاج خلايا الجلد ويبطئ نمو الخلايا السرطانية.

7 – عملية التركيب الضوئي للنباتات

تعد أشعة الشمس هي العامل الأساس الذي يعتمد عليه النبات للقيام بـ عملية التركيب الضوئي وصنع غذائه.

8 – دراسة تكوين النجوم

يمكن للعلماء دراسة تكوين النجوم والمجرات باستخدام تلسكوب التصوير بالأشعة فوق البنفسجية (UIT). يرجع الاختلاف في كيفية ظهور المجرات إلى نوع النجوم التي تتألق بشكل أكبر في الأطوال الموجية الضوئية والأشعة فوق البنفسجية، كما يمكن للعلماء (بهذه الطريقة) أيضًا قياس المسافات بين النجوم والمجرات.

مخاطر التعرض للأشعة فوق البنفسجية

على الرغم من الفوائد التي تم ذكرها للأشعة فوق البنفسجية إلا أن التعرض لهذه الأشعة لفترات طويلة لها مخاطرها، لذا فقد أوصت المراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها (CDC) المجتمعات بطرق للمساعدة في الوقاية من سرطان الجلد، عن طريق الحد من التعرض لأشعة الشمس، بما في ذلك التدخلات التعليمية في المدارس وتوفير الظل في المدارس، المواقع الترفيهية ومواقع العمل، حيث يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تسبب:

  • حروق الشمس، وهي أبرز علامات التعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية على المدى القصير.
  • الشيخوخة المبكرة وسرطان الجلد، الذي يسببه التعرض الطويل للأشعة فوق البنفسجية. حيث تسبب هذه الأشعة ما يصل إلى 80 % من الخطوط الدقيقة والتجاعيد، وترهل الجلد وظهور البقع.
  • خطر الإصابة بأمراض العين المسببة للعمى، إذا لم يتم استخدام وسائل حماية العين.
  • سرطان الجلد، هو السرطان الأكثر شيوعا في الولايات المتحدة، حيث تنتج معظم حالات سرطان الجلد عن التعرض المستمر للأشعة فوق البنفسجية والذي يؤدي إلى حدوث معظم التغيرات الجلدية المرتبطة عادة بالشيخوخة، مثل التجاعيد، السماكة والتغيرات في التصبغ، وقد ينجم عن التغيرات التي تولدها الأشعة فوق البنفسجية تغير في الحمض النووي لخلايا الجلد.
  • تشير مراجعة حديثة للعديد من الأدلة، التي تربط التعرض للأشعة فوق البنفسجية بمجموعة من الآثار الضارة على صحة الإنسان، أن التعرض لهذه الأشعة يمكن أن يزيد من خطر الإصابة بالأمراض المعدية، ويقلل من فعالية اللقاحات، ويسرع تطور مرض الإيدز لدى الأفراد المصابين بالفيروس، وذلك وفقًا لمنظمة الصحة العالمية والبرنامج الدولي للسلامة الكيميائية.

والفيديو التالي يوضح بعض فوائد وأضرار التعرض لهذه الأشعة:

الأشخاص الأكثر عرضة لمخاطر التعرض للأشعة فوق البنفسجية

من الممكن أن يكون أي شخص عرضًة لآثار صحية ضارة نتيجة التعرض لهذه الأشعة، ولكن المخاطر تزداد لدى الأشخاص الذين:

  • يقضون الكثير من الوقت تحت أشعة الشمس.
  • يتمتعون بلون بشرة، شعر وعينين فاتحًا.
  • يتناولون بعض أنواع الأدوية الفموية والموضعية، مثل المضادات الحيوية، حبوب منع الحمل ومنتجات بيروكسيد البنزويل، بالإضافة إلى أن استخدام بعض مستحضرات التجميل قد يزيد من حساسية الجلد والعين للأشعة فوق البنفسجية في جميع أنواع البشرة.
  • أن يكون أحد أفراد العائلة مصابًا بسرطان الجلد.
  • الأشخاص الذين تجاوزوا سن الخمسين.

طرق الوقاية من الأشعة فوق البنفسجية الضارة

  • تجنب الأشعة فوق البنفسجية والبقاء في الظل، خاصة خلال ساعات الظهيرة.
  • ارتداء الملابس التي تغطي الذراعين والساقين.
  • ارتداء قبعة واسعة الحواف، لتظليل الوجه، الرأس، الأذنين والرقبة.
  • ارتداء نظارات شمسية جيدة، تحجب الأشعة فوق البنفسجية، الفئتين A و B.
  • استخدام واقي شمسي بعامل حماية من الشمس (SPF) 15 أو أعلى، للحماية من الأشعة فوق البنفسجية الفئتين A و B.
  • تجنب التعرض لهذه الأشعة من الساعة العاشرة صباحًا حتى الساعة الرابعة بعد الظهر وخاصة في فصل الصيف.
  • تجنب تسمير البشرة في الأماكن المغلقة، فقد بينت الدراسات أن الأشخاص الذين يستخدمون أسرّة التسمير (أو الأكشاك) يكونون أكثر عرضة للإصابة بسرطان الجلد، خاصًة أثناء فترة المراهقة، أو مرحلة البلوغ المبكر. كما وجدت العديد من الدراسات أن سرطانات الجلد القاعدية والحرشفية ترتبط بتعرض الإنسان للشمس لفترات طويلة.

أسئلة شائعة عن الأشعة فوق البنفسجية

ما هو مؤشر الأشعة فوق البنفسجية (UVI)؟

هو مقياس تصنيف لقوة الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح الأرض خلال النهار والتي تعد الضارة بالجلد. يتراوح هذا المؤشر بين 1- 11. فإذا كانت هذه الأشعة أكبر من 10، تكون متطرفة، وقد تسبب حروق الشمس وإذا كانت أقل من 3، فهي منخفضة وضررها طفيف.

ما هي الطبقة التي تمنع وصول الأشعة فوق البنفسجية إلى الأرض؟

طبقة الستراتوسفير، حيث تحتوي هذه الطبقة على الأوزون الذي يعمل على امتصاص جزء من أشعة الشمس فوق البنفسجية الضارة بيولوجياً.

ما هو أفضل وقت للتعرض للشمس؟

يشدد طب الجلد على أن أفضل وقت للتعرض لأشعة الشمس، هو من الساعة الثامنة صباحاً وحتى الساعة الحادية عشر ظهراً، ومن الساعة الثالثة بعد الظهر وحتى المغيب، محذرًا من التعرض للشمس ما بين الساعة 11 ظهراً والثالثة بعد الظهر، حيث تكون أشعة الـ UVB عامودية وتتسبب بحروق كبيرة.

هل يمكن أن نرى الأشعة فوق البنفسجية؟

لا، لا يمكن رؤية هذه الأشعة، لأنها عبارة عن موجة كهرومغناطيسية ذات طول موجي أقصر من الضوء المرئي، لذا لا يمكن للعين رؤيتها.

هل توجد الأشعة فوق البنفسجية في الجوالات؟

أكدت الدراسات الحديثة أن الأشعة التي ترسلها الهواتف الجوالة هي الأشعة ذاتها التي ترسلها الشمس (الأشعة فوق البنفسجية) والتي تتسبب في شيخوخة الجلد وأضرار للعين.

هل تؤثر الاشعة فوق البنفسجية على العين؟

توصّلت الأبحاث التي أجرتها الرابطة الأميركية لقياس النظر، إلى أن زيادة التعرّض للأشعة فوق البنفسجية يؤدي إلى العديد من الاضطرابات والمشاكل العينية. وهي تشمل تكوّن الماء الأبيض في عدسة العين، التلف الذي يطال غلاف القرنيّة، النمو غير الطبيعي للأنسجة على سطح العين وحتى حصول حروق فيها.

لماذا سميت الأشعة فوق البنفسجية بهذا الاسم؟

سميت بفوق البنفسجية لأن طول موجة اللون البنفسجي هو الأقصر بين ألوان الطيف، ومداها الموجي يبدأ من 400 نانومتر إلى 10 نانومتر، وطاقتها تبدأ من 3 eV إلى 124 eV.

هل الأشعة فوق البنفسجية تخترق الزجاج؟

نعم، تخترق هذه الأشعة زجاج النوافذ، كما يمكنها اختراق طبقات الجلد العميقة.

متى اكتُشفت الأشعة فوق البنفسجية؟

تم اكتشاف الأشعة فوق البنفسجية في عام 1801 م، عندما لاحظ الفيزيائي الألماني يوهان فيلهلم ريتر أن الأشعة غير المرئية الواقعة خلف الطرف البنفسجي للطيف المرئي تؤدي إلى تعتيم الورق المنقوع بكلوريد الفضة بسرعة أكبر من الضوء البنفسجي نفسه.

المصادر

شارك المعلومة؛ فالدال على الخير كفاعله

مقالات ذات صلة

تحويل النصوص لصور احترافية