Auringonpaisteen UV-säteily nostaa välittömästi ihmisen vireystilaa, koska se ärsyttää talamus-nimisen aivoalueen hermosoluja.selvennä Lisäksi se lisää hermovälittäjäaine serotoniinin ja dopamiinin tuotantoa.[2]
UV-säteily on myös mutageenista eli geenivaurioita aiheuttavaa, mikä johtaa ihmisillä ihon rypistymiseen vuosikymmenten saatossa sekä toisinaan myös ihosyöpään. UV-säteily haurastuttaa myös monia materiaaleja.
Ultraviolettisäteily jaetaan A-, B- ja C-säteilyalueeseen pääasiassa säteilyn ihmisterveyteen ja ympäristöön aiheuttamien vaikutusten mukaan. Näistä ensimmäinen tunkeutuu syvimmälle kudoksiin ja läpäisee myös lasia.
UVA-säteily, aallonpituus 315–380 nm
UVB-säteily, aallonpituus 280–315 nm
UVC-säteily, aallonpituus 100–280 nm
Ultraviolettisäteily on lämmittävää, ja UVC-säteily jopa polttavaa. Ultraviolettisäteilyllä on mahdollista tappaabakteereja, minkä vuoksi sitä käytetään juomaveden puhdistamiseen ja esimerkiksi kirurgien leikkausvälineiden steriloimiseen[3].
Ultravioletti tarkoittaa kirjaimellisesti ”violetin takaista”, missä sanaultra onlatinaa.Violetilla on näkyvän valon väreistä lyhyin aallonpituus. Ultraviolettisäteilyä kutsutaan usein mustavaloksi, koska se on ihmissilmälle näkymätöntä. Sen yhteydessä mahdollisesti näkyvä valo on väriltään tummanviolettia[3].
Pianinfrapuna- eli lämpösäteilyn löytämisen jälkeen, saksalainen fyysikkoJohann Wilhelm Ritter alkoi tutkia näkyvän valon spektrin toista päätä. Vuonna 1801 valoherkän kemikaalinhopeakloridin avulla Ritter osoitti kauimmaisten violettien aallonpituuksien jälkeen olevan vielä säteilyä. Ritter kutsui säteilyä ”kemikaalisäteiksi”.
Tunnetuin ultraviolettisäteilyn käyttökohde lieneemustavalolamppu. Se on loisteputki, joka lähettää pitkäaaltoisinta UVA-säteilyä sekä vähän violettia valoa. Mustavalolampun lasi on usein violetti, jolloin mahdollisesti näkyvä violetti valo saadaan häivytetyksi. Ultraviolettisäteily on sellaisenaan ihmissilmälle näkymätöntä, mutta kohdistettaessa UV-säteilyä tiettyihin materiaaleihin ne hohtavat kirkkainafluoresenssin taifosforesenssin vaikutuksesta. Mustavalolamppuja käytetään muun muassa erikoisefektien luomiseen jasetelien aitouden varmentamiseen. Hieman lyhytaaltoisempaa UVA-säteilyä lähettäviä mustavalolamppuja käytetäänsolariumissa.
Valaisimissa ultraviolettisäteilyä hyödynnetään laajalti.Loisteputkivalaisimet tuottavat ultraviolettisäteilyä ylläpitämällä sähköpurkausta alipaineistetussaelohopeakaasussa. Valaisimen sisäpinta on päällystetty erilaisilla loisteaineilla, jotka absorboivat ultraviolettisäteilyä. Absorptiossa saatu energia virittää loisteaineen atomin korkeammalle energiatasolle, mistä se spontaanisti palautuu, emittoiden samalla näkyvän valon fotonin. Eri loisteaineet tuottavat erilaisen spektrin; niitä yhdistelemällä voidaan muokata lampun tuottama näkyvä valo halutunlaiseksi. Valaisimen lasi suodattaa ultraviolettisäteilyn kokonaan, joten sitä ei pääse lampun ulkopuolelle.Elohopealampuissa pääasiallinen säteily on UVC-alueella, joten suojalasin puuttuminen olisi vaarallista.Hehkulampun säteilystä vain alle sadasosa on ultraviolettisäteilyä. Ultraviolettisäteilyä lähettävään lamppuun perustuvat eräät kärpäsloukut, jossa ultraviolettivalo houkuttelee hyönteistä ja lähelle tullessaan se osuu korkeajänniteiseen ansaan ja saa surmansa.
Tähtitieteessä erittäin kuumat kappaleet lähettävät ultraviolettisäteilyäWienin lain mukaan. Avaruuden kappaleita on mahdollista tutkia ultraviolettisäteilyn avulla, sillä varsinkin nuorettähdet lähettävät paljon ultraviolettisäteilyä. Tutkimista rajoittaa maata suojaavaotsonikerros, joten tutkimukset tehdään avaruudesta käsin.
Jotkin eläimet, kutenlinnut,matelijat jahyönteiset, näkevät UVA-säteilyä. Kukkien, hedelmien ja virtsan väri korostuu ultraviolettivalossa, joten sen näkemisestä on eläimille hyötyä. Ihmisenkin verkkokalvo rekisteröisi ultravioletin, mutta tavallisestimykiö estää sen.[4]
Yksinomaan kasvisruokavaliota noudattavat eläinlajit tarvitsevat UVB-säteilyäD3-vitamiinisynteesiin, sillä niiden kasvisravinnossa ei ole merkittäviä määriä D3-vitamiinia. UVB-säteily muodostaa iholla D3-vitamiinia, joka on välttämätöntä elimistön kalsium-aineenvaihduntaan. UVB-säteily on siten elintärkeää esim. useimmille päiväaktiivisilleliskoille jakilpikonnille, muttakäärmeille ja yöaktiivisille liskoille UVB-säteilyn merkityksestä ei ole varmaa tietoa.Terraario-oloissa päiväaktiivisille matelijoille tarjotaan aina tarkoitukseen valmistettuja UVB-säteilyä emittoivia valaisimia.[5]
Ultraviolettisäteilyä käytetäändesinfiointiin; suurienerginen UVC-säteily on tehokas keinobakteerien tappamiseen. Alun perin ultraviolettisäteily otettiin käyttöönjäteveden puhdistamisessa, mutta nykyisin yleisempi käyttökohde onjuomaveden puhdistus. Myösuima-altaissa käytetään ultraviolettisäteilyyn perustuvia desinfiointilaitteita, jotka vähentävät kemikaalien tarvetta. Ultraviolettilampuilla desinfioidaan myös leikkaussaleja.
Hammaslääkäri käyttää ultraviolettisäteilyä muovipaikkojen kovettamiseen.[6]
Useat nykyaikaiset teollisesti käytettävät pintakäsittelyaineet ovat UV-kovettuvia, jolloin prosessi haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC-yhdisteiden) määrä voidaan minimoida. Kuivumisprosessissa pinnoitteesta ei haihdu juuri mitään, vaan nestemäisen pinnoitteen kuiva-ainepitoisuus on lähes 100 %, kun se perinteisissä vesi- ja liuotinmaaleissa voi olla reilusti alle puolet.[7]
Auton ikkunalaseihin tulleita halkeamia korjataan UV-kovettuvan epoksin avulla.
Suurimpia ultraviolettisäteilyn tuottajia ovat erittäin kuumat kappaleet elitähdet, joista meidän kannaltamme tärkeimpänäAurinko. Aurinko säteilee kaikkia ultraviolettityyppejä. Säteilystä yhteensä noin 7 prosenttia on ultraviolettisäteilyä, muttailmakehänstratosfäärissä sijaitsevaotsonikerros absorboi suurimman osan UV-B-säteilystä ja kaiken UV-C-säteilyn. Niinpä noin 99 prosenttia maahan saapuvasta ultraviolettisäteilystä on UV-A-tyyppiä.Otsonin eli kolmiatomisten happimolekyylien (O3) määrä ilmakehässä on kuitenkin vähentynyt, mm. ihmisen levittämien kemikaalien takia, ja siten maanpinnalle saapuvan ultraviolettisäteilyn määrä kasvaa jatkuvasti.
Ultraviolettisäteilyn voimakkuudesta tiedotetaan standardoidulla UV-indeksillä, mikä kertoo yksinkertaisella ja helposti ymmärrettävällä lukemalla ultraviolettisäteilyn voimakkuuden keskipäivällä säteilyn ollessa voimakkaimmillaan.[9]
Ultraviolettisäteily onmutageenista eli se aiheuttaaDNA-vaurioita.[10]. Vaikka UV-säteily ei ole ionisoivaa säteilyä, sen energia on riittävän suuri aiheuttamaan DNA-vaurioihin johtavia fotokemiallisia reaktioita.[11] UV-säteily on keskeisinmelanooman eli vaarallisimman ihosyövän lisääntymiseen vaikuttanut tekijä.[11][12] Suurimmassa riskiryhmässä ovatXeroderma pigmentosumia sairastavat[13]. Ultraviolettisäteily aiheuttaa myöskaihia ja vaurioittaakollageenia vanhentaenihoa[14]. UV-säteilyn määrää lisäävä yläilmakehänotsonikato on lisännyt UV-säteilyn aiheuttamia terveyshaittoja[15], joista merkittävin lieneeIhosyöpä.
UV-säteily aiheuttaa terveysongelmia erytropoieettista protoporfyriaa[16] ja XP-tautia (Xeroderma pigmentosum) sairastaville[17].
UVA-säteily tunkeutuu syvälle kudokseen, mutta polttaa 1000 × heikommin kuin UVB.[18] UVA-säteilystä irtoava fotoni on UV-säteilyiden pienienergisin, mutta se vahingoittaa silti ihon kollageeni- ja elastiinisäikeitä[19]. UVA-säteily aiheuttaa siten ihon valovanhenemista eli haurastumisesta ja jäykistymisestä johtuvaa veltostumista ja rypistymistä[18].
UVA-säteily tunkeutuu myössilmässämykiöön asti ja aiheuttaa sen samentumista eliharmaakaihia.[11] Osa suomalaisista kärsii UVA-herkkyydestä johtuvasta valoihottumasta[1].
UVA-säteily saattaa myös aiheuttaa geenivaurioita ja siten ihosyöpää.[11][12] Tämä koskee myös solariumien UVA-säteilyä[20][18]
UVB-säteily aiheuttaa kaihia[21], heikentää immuunipuolustusjärjestelmää[22] ja voi lisäksi aiheuttaa silmissävalonarkuutta ja vetisyyttä. Joka viides suomalainen kärsii UVB-herkkyydestä johtuvasta monimuotoisesta valoihottumasta (MMVI)[23].
UVB-säteily lisää myös riskiä sairastua ihosyöpään[11] ja on esimerkiksi nopeasti yleistyneen melanooman suurin riskitekijä[24]. Ultraviolettisäteily muuntaa ihosolujenDNA:ta aiheuttaentymiinien välillekovalenttisia sidoksia, jolloin syntyytymidiinia. Tymiinidimeeri aiheuttaa DNA-ketjuun "mutkan" tai taipuman, jonka yliDNA-polymeraasi ei pysty kulkemaan. Dimeeri ei mahdu DNA polymeraasin aktiiviseen kohtaan ja DNA-synteesi pysähtyy. Jos solu omat korjausmekanismit eivät pysty korjaamaan virhettä DNA-ketjussa, siihen syntyy pysyvä mutaatio. Mutaatiot voivat johtaa proteiinien vääränlaiseen laskostumiseen ja niiden toimintakyvyn muutokseen. Pahimmillaan DNA-mutaatiot voivat kokonaan estää tärkeiden proteiinien toiminnan, mikä voi johtaa solun säätelyjärjestelmien häiriintymiseen. Solun kontrolloimaton kasvu ja jakaantuminen johtavat edelleen syövän syntyyn. Säteilyn mutageenisyyden voi havaita altistamalla bakteereja ultraviolettisäteilylle.[14][15]
UVC-säteily on vaarallisinta, koska sillä on säteilyalueista lyhin aallonpituus ja siten suurin fotonin energia. Se imeytyy kokonaan otsonikerrokseen. Otsoni absorboi voimakkaasti UVC-säteilyä, ja se myös synnyttää tavallisistahappimolekyyleistä otsonia.
Ultraviolettisäteilyn myönteinen vaikutus onD-vitamiinin tuotannon mahdollistuminen ihossa. D-vitamiinin esiaste 7-dehydrokolesteroli (7-DHC) on fotosensitiivinen vain hyvin kapealla UV-valon aallonpituusalueella, n. 270–305 nm, mikä sijoittuu UVC- ja UVB-alueiden rajalle, suurimman herkkyyden ollessa 300 nm kohdalla.[25] Tämä on aivan alimpia aallonpituuksia, mitä auringonvalosta saavuttaa maanpinnan.[5] D-vitamiinisynteesin ylläpitäminen edellyttää siten ihon altistumisen melko runsaalle suurienergiaiselle säteilylle, mikä vaikeuttaa turvallisen annostelun saavuttamista.
Ultraviolettisäteilyllä voidaan myös hoitaa ihotauteja, kutenpsoriasista,aknea,atopiaa sekäpunajäkälää. Hoitoon käytetään luonnonvalon lisäksi UVA- ja UVB- sekäSUP-lamppuja. SUP tulee sanoistaSelective Ultraviolet Phototherapy.
UV-säteily aiheuttaa vuosittain suuria kustannuksia tuhoamalla ihmisen valmistamien tuotteiden pintarakennetta. Säteily voi aiheuttaa pintarakenteessa muun muassa halkeilua, haalistumista, värimuutoksia ja rakkuloitumista. Tämän takia ulkokäyttöön tarkoitettujen tuotteiden UV-säteilyn kesto yleensä testataan ennen markkinoille päästämistä. Testaukseen on käytännössä kaksi mahdollisuutta. Luotettavimpia ovat ulkokenttäkokeet, jotka antavat todenmukaisia tuloksia, mutta ne kestävät varsin pitkään. Vaadittavaa aikaa on pyritty lyhentämään sijoittamalla suuria ulkotestauskenttiä alueille, jotka ovat voimakkaasti säälle ja auringolle alttiina. Merkittävimmät tällaiset kentät sijaitsevatFloridassa (korkealämpötila ja suuriilmankosteus) jaArizonassa (korkea lämpötila ja pieni ilmankosteus).
Usein on huomattavasti nopeampaa testata säteilynkestoa laboratorioon sijoitetuissa, erikoisvalmisteisissa kaapeissa, joissa säteilyvaikutus moninkertaistetaan käyttämällä erikoislamppuja. Laboratoriotestauksessa ei kuitenkaan saada yhtä luotettavia tuloksia, johtuen prosessin huomattavasta nopeutuksesta ja siitä, ettei lamppujen säteilyspektri ole aivan samanlaista, kuin auringon UV-säteily.
↑Autio, Sakari & Kivistö, Jari: Uudet teknologiat ja ympäristöarvot, s. 20. Lahti: Lahden ammattikorkeakoulu, 2008. ISBN 978-951-827-087-7Teoksen verkkoversio Viitattu 29.12.2018.
↑abcdeJuutilainen, J. & Naarala, J., Ionisoimaton säteily ympäristössä, kirjassa Mussalo-Rauhamaa, H., Pekkanen, J., Tuomisto, J. & Vuorinen, H. S., Ympäristöterveys, Kustannus Oy Duodecim, 2020,ISBN 978-951-656-729-0.
↑MacLaughlin, J. A., Anderson, R. R. & Holick, M. F.: Spectral character of sunlight modulates photosynthesis of previtamin D3 and its photoisomers in human skin. Science, toukokuu 1982, 216. vsk, nro 4549, s. 1001–1003. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 29.12.2018. (englanniksi)
