Promieniowanie UV i jego wpływ na wzrok

Światło ma wielką moc. Moc rozjaśniania ciemnej nocy, moc tworzenia dobrego nastroju, a nawet … moc wytwarzania prądu elektrycznego. Światło dobrze nam się kojarzy, warto jednak wiedzieć, że posiada także swoją „ciemną” stronę. 

Co światło może zrobić złego?

Na myśl przychodzą jako pierwsze nienaturalne źródła światła o dużej mocy, czyli lasery. I to jest zupełnie normalne, szczególnie że media ugruntowały wizerunek laserów jako przenikających wszystko „promieni śmierci”, a filmy z uniwersum „Gwiezdnych Wojen” epatują mieczami świetlnymi, które kroją wszystko bez wyjątku.

Okazuje się jednak, że nie musimy specjalnie obawiać się laserów. Nie ma na ogół niebezpieczeństwa, iż jakiś laser zaatakuje nas w biały dzień. Trzeba za to obawiać się zupełnie innego światła, które otacza nas na co dzień i które ma ogromny wpływ na nasze samopoczucie oraz zdrowie, a jest przy tym niewidzialne. To światło nadfioletowe, zwane także czasem z angielska ultrafioletem lub opisywane skrótowcem UV.

Dlaczego światło (promieniowanie) UV jest groźne i skąd pochodzi?

Wyjaśnienie niebezpieczeństwa kryje się w jednym z podstawowych praw fizyki, które określa, że energia niesiona przez najmniejsze, niepodzielne „cząstki” światła, zwane fotonami, jest zależna od częstotliwości fali elektromagnetycznej, związanej z tymi „cząstkami”. Im wyższa częstotliwość, tym wyższa energia fotonów. A tak się składa, że światło UV ma częstotliwości i energie wyższe niż w przypadku światła widzialnego. W dodatku źródłem tego promieniowania jest najbliższa nam gwiazda, czyli Słońce. Mimo, że przed najgroźniejszym zakresem promieniowania UV chroni nas warstwa ozonowa w atmosferze, to jednak wychodząc na zewnątrz w ciągu dnia nadal jesteśmy narażeni na ten typ promieniowania.

Duża energia fotonów światła UV jest problemem dla wszystkich związków organicznych, czyli takich, z których mogą być zbudowane organizmy żywe, a to dlatego, że te związki są na ogół bardzo skomplikowane, a atomy w ich molekułach są połączone mniej trwałymi wiązaniami niż w przypadku wielu związków nieorganicznych (takie na przykład piasek, stal, czy skały są na ogół zupełnie niewrażliwe na światło UV). W momencie, gdy foton UV „trafi” w molekułę organiczną, to przekazywana (właściwie pochłaniana) energia jest w stanie zniszczyć wiązanie i zmienić zupełnie dany związek. W przypadku istot żywych powoduje to uszkodzenie tkanki, a samo zjawisko nazywa się fototoksycznością.

Jak chronić się przed nadfioletem?

Na szczęście, wiedząc o zagrożeniu światłem UV mamy wiele sposobów, by uniknąć utraty zdrowia, dodatkowo wspomaganych znakomicie współczesną techniką, także optyczną. Najprostsze a jednocześnie bardzo skuteczne sposoby polegają po prostu na osłonięciu się od światła słonecznego pochodzącego wprost ze Słońca lub odbitego od powierzchni Ziemi, na przykład od wody lub lodu. Można też, oczywiście, ograniczyć czas przebywania na zewnątrz lub pokrywać się różnymi substancjami, zwanymi filtrami. Mieszkańcy krajów, gdzie poziom nasłonecznienia jest bardzo wysoki, mający jednocześnie jaśniejszą karnację skóry, nie paradują w słoneczne dni w kąpielówkach czy bikini, lecz chronią niemal całe ciało przed Słońcem, a także przebywają w miejscach zacienionych.

Ochrona oczu przed UV jest szczególnie ważna!

Szczególne względy należą się naszym oczom, bowiem trudno byłoby całkowicie je zasłonić. Oprócz czapki z daszkiem, kapelusza, czy sombrero, optyka okularowa oferuje nam wiele bardzo  skutecznych rozwiązań. Pierwsze, z którym najczęściej stykamy się w słoneczny dzień, to popularne okulary przeciwsłoneczne, czyli takie, które przyciemniają, tym samym zmniejszają natężenie światła, padającego na oczy i ich okolicę. Ta „siła” zaciemniania, czyli filtracja światła, jest opisywana odpowiednią kategorią, widniejącą zazwyczaj w dyskretnym miejscu na oprawie okularowej. Istnieje 5 kategorii, od 0 (najsłabsza) do 4 (maksymalnie 8% przepuszczanego światła).

Dodatkowo, okulary przeciwsłoneczne powinny filtrować światło UV, inaczej ich działanie nie ma większego sensu. Na okularach znajdziemy zazwyczaj informację UV400 lub UV380, która wskazuje typ filtra UV. UV400 nieco lepiej filtruje światło UV. Aby mieć pewność, że okulary poprawnie spełniają swoją funkcję, warto upewnić się, że widnieje na nich znak dopuszczenia do obrotu w Unii Europejskiej (CE). Należy też zaopatrywać się w okulary ze sprawdzonych źródeł. Te kupowane na popularnych straganach mają na ogół znacznie krótszy czas życia i niepotwierdzone działanie anty-UV.

Soczewki w okularach mogą być też barwione, bądź mieć np. odbicie lustrzane, co zawsze powoduje pewną filtrację światła, czyli przynajmniej trochę chroni nas przed silnym światłem słonecznym, w tym bywa, że także UV.

Alternatywą dla typowych okularów przeciwsłonecznych są okulary wyposażone w soczewki fotochromowe, czyli takie, które zaciemniają się w świetle słonecznym i mogą być wygodniejsze w użytkowaniu. To rozwiązanie jest często wybierane przez osoby, które noszą okulary na co dzień, bowiem w ich przypadku okulary przeciwsłoneczne też musiałyby mieć soczewki korekcyjne, o co trudno na stoisku przy plaży w Jastarni.

Część okularów jest dodatkowo wyposażona w filtr polaryzacyjny. Zrozumienie działania tego filtra wymaga opanowania podstaw optyki, w tym zjawiska polaryzacji światła. W bardzo dużym uproszczeniu polega ono na tym, że gdy światło spolaryzowane pada na powierzchnię soczewki lub innego materiału, to ma swój „ulubiony” kierunek, na przykład w poziomie lub w pionie. Światło docierające do nas bezpośrednio ze Słońca nie jest spolaryzowane, ale po odbiciu od powierzchni wody (także szyby), lub rozproszeniu w atmosferze ziemskiej staje się nieco spolaryzowane. Dodając do okularów odpowiedni filtr polaryzacyjny, możemy zmniejszyć natężenie światła spolaryzowanego, poprawiając kontrast oglądanego świata, a także komfort. Gdy patrzymy przez okulary polaryzacyjne na niebo w słoneczny dzień, to okazuje się, że w różnych częściach nieba jego barwa i kontrast są zmienne, tak jak różnie jest spolaryzowane światło, które do nas dociera.

Pamiętajmy, że wzrok (i ciało) należy chronić przed światłem UV od najmłodszych lat i – nie popadając w przesadę – stosować okulary przeciwsłoneczne oraz inne formy ochrony także, a raczej szczególnie, u dzieci. Wszelkie wątpliwości należy wyjaśniać u źródła, to jest u dobrego optyka, który powinien znać bardzo dobrze wszystkie funkcje soczewek stosowanych w okularach, a w razie czego może zasięgnąć dodatkowych informacji u producenta.

W dobie postępującego kryzysu klimatycznego liczba upalnych dni o dużym nasłonecznieniu wzrosła w ostatnich dekadach w Polsce nawet trzykrotnie, jak wynika z danych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej. W związku z tym, powinniśmy regularnie obserwować tzw. indeks UV, czyli wskaźnik natężenia promieniowania UV, podawany jako prognoza dla całego kraju i stosować się do zaleceń Światowej Organizacji Zdrowia w tym zakresie. W ten sposób mamy szansę uniknąć chociaż niektórych zagrożeń dla wzroku.

Dr hab. Jacek Pniewski,

Akademickie Centrum Kształcenia Optometrystów,

Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski