Hằng ngày, mỗi người trong chúng ta đều sẽ phải tiếp xúc với tia cực tím (UV), nhưng không phải ai trong chúng ta cũng biết và cảm nhận rõ về chúng. Trong bài viết sau chúng ta hãy tìm hiểu về bản chất của tia cực tím, công dụng và tác hại cũng như những ứng dụng của chúng trong đời sống hiện đại ngày nay.
Khái niệm tia cực tím
Tia cực tím là giải nghĩa của từ trong tiếng Anh là Ultraviolet hay theo cách gọi khác là tia tử ngoại hoặc tia UV. Những tia này có bước sóng ngắn hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy thông thường và dài hơn bước sóng của tia X quang. Phổ của tia cực tím sẽ nằm trong khoảng 10nm – 400nm chia ra 2 vùng tia: Vùng tử ngoại gần (có bước sóng từ 380 – 200nm) và vùng tử ngoại xa (có bước sóng từ 200-10nm) Vậy bản chất của tia cực tím (UV) là tia sáng nhưng chúng không thể nhìn thấy bằng mắt thường vì chúng có bước sóng ngắn hơn rất nhiều so với bước sóng mà mắt chúng ta nhìn thấy được nhưng chúng lại có năng lượng rất mạnh theo quy tắc vật lý về sóng hạt.
Các loại tia cực tím (UV)
Tia cực tím (UV) có nhiều nhất ngoài tự nhiên có xuất phát từ ánh sáng mặt trời. Trong các tia sáng mặt trời hướng xuống trái đất thì sẽ có 3 dạng tia UV chính là UVA, UVB và UVC. Ba dạng này có các đặc điểm như sau
- Tia UVA (380 – 315nm): không bị lớp ozon hấp thụ, có thể nhìn thấy đối với chim, côn trùng và cá ( là loại tia chiểm đến 95% lượng tia chiếu xuống mặt trái đất).
- Tia UVB (315 – 280nm): bị lớp ozon hấp thụ phần lớn. Không những thế nó còn không có khả năng chiếu xuyên qua kính và nước (khả năng chiếu xuống mặt trái đất dưới 5%)
- Tia UVC (280 – 100nm): bị lớp ozon và khí quyển hấp thụ hoàn toàn. ( hầu như không có khả năng chiếu xuống mặt trái đất)
Mức độ ảnh hưởng và mật độ
- Vị trí địa lý: cường độ của tia UV thường lớn ở những vùng nhiệt đới, đặc biệt là các khu vực gần xích đạo, các khu vực ở xa hơn vị trí xích đạo thì nguy cơ sẽ ít hơn.
- Độ cao so với mực nước biển: cường độ của UV thường tỉ lệ thuận với độ cao cao hơn mực nước biển.
- Thời điểm trong ngày: tia bức xạ UV thường tập trung cao vào buổi trưa, khi mặt trời ở vị trí cao và chiếu sáng trực tiếp, gần như vuông góc với mặt đất (mặt trời trên đỉnh đầu, đứng bóng), thường khoảng từ 10 giờ sáng đến 14 giờ chiều.
- Khung cảnh và môi trường: mức độ UV thường lớn ở những nơi có không gian rộng, đặc biệt ở những bề mặt có tính phản xạ cao như: bề mặt tuyết và bề mặt cát biển. Trên thực tế, mức độ của tia UV gần như tăng gấp đôi khi tia UV được phản xạ từ bề mặt của tuyết. Trong các khu vực thành phố thường ít tia UV hơn do tập trung các tòa nhà cao tầng, bóng râm và cây cối.sẽ cản lại và hấp thu phần lớn tia UV
Tác hại và lợi ích của tia cực tím (UV)
- Tác hại
Các loại tia cực tím là loại tia có thể gây hại khá nhiều tới sức khỏe con người và một số loài động thực vật
Tia UVA, đây là bức xạ cực tím có tỉ lệ nhiều nhất (chiếm tới 97%) lượng tia chiếu xuống trái đất, do UVA dễ dàng xuyên qua tầng ozone bảo vệ trái đất. Tia UVA có thể xuyên qua giác mạc của mắt, đi vào thủy tinh thể hoặc võng mạc ở bên trong mắt. Tiếp xúc với bức xạ UVA quá lâu sẽ dẫn đến hiện tượng đục nhân mắt hay thoái hóa hoàng điểm mắt. Ngoài ra, tia UVA còn là tác nhân gây ra hiện tượng thay đổi nội tiết cơ thể. Khi để tia UVA tiếp xúc với các vùng như tuyến giáp hoặc tuyến mồ hôi, tuyến yên.
Tia UVB kích thích quá trình chuyển hóa Melanin – sắc tố da làm cho da trở nên tối đi, rám nắng. Nếu da người tiếp xúc với UVB cường độ cao sẽ gây nên hiện tượng cháy nắng, làm tăng các nguy cơ ung thư da. Tia UVB cũng gây hiện tượng bạc màu da, xuất hiện các nếp nhăn và các dấu hiệu lão hóa sớm trước tuổi
Do UVC là vùng bức xạ có năng lượng cao nhất nên tia tử ngoại UVC có khả năng gây tổn hại nhiều nhất cho đôi mắt và làn da của con người vì vậy nên chúng ta phải tuyệt đối tránh tia UVC vì chúng có khả năng gây mù lòa cũng như ung thư da tuy nhiên tia UVC lại có nhiều ứng dụng nhất là trong việc diệt khuẩn không khí và nước, làm sạch vết thương…
- Lợi ích
Tia cực tím chỉ có hại thôi ư ? – Không hẳn, chúng cũng có công dụng tốt đối với con người trong rất nhiều ứng dụng. Chúng ta chỉ cần nhớ bản chất của tia UV là loại tia có bước sóng ngắn và có năng lượng cao nên nó có thể đi xuyên qua các môi trường trong suốt, các dạng vật chất của các loài vi sinh vật…, riêng tia UVA có khả năng đi xuyên qua khá nhiều loại vật chất trong tự nhiên nhất như vải vóc, xuyên qua kính, các vật liệu trong suốt… Chính vì vậy các loại tia UV đã được nghiên cứu về tính năng để có thể đáp ứng yêu cầu trong cuộc sống hiện đại của con người và dưới đây là các ứng dụng của tia UV.
Các ứng dụng của tia UV
Diệt khuẩn
-
Ức chế và tiêu diệt nấm mốc vi khuẩn và virus trên các bề mặt
Hầu hết các tia UV có khả năng thay đổi cấu trúc dạng đơn phân tử của đa số các loại nấm mốc, vi khuẩn và virus trong không khí và trên các bề mặt vật liệu chính vì thế tia UV có thể sử dụng để ức chế khả năng sinh sôi của nấm mốc, vi khuẩn và virus giúp khoanh vùng và bất hoạt chúng
Một số thí dụ như khi ta phơi quần áo ngoài trời nắng, ngoài việc sử dụng nguồn nhiệt do ánh nắng mặt trời tạo ra để hong khô quần áo thì chúng ta cũng có thể lợi dụng Tia UV trong ánh nắng mặt trời để ức chế và tiêu diệt một phần các loại nấm mốc, vi khuẩn và virut trên quần áo giúp quần áo sạch hơn, thơm hơn và khô hơn.
-
Tiêu diệt các loại Virus và vi khuẩn lơ lửng trong không khí
Tia UVC với bước sóng 254 nm và tia UVC 222 nm đã được nghiên cứu và khẳng định là có khả năng ngăn chặn sự lây lan của các vi sinh vật trong không khí, chống lại sự phát sinh của các bệnh truyền nhiễm tối ưu và an toàn nhất với hiệu suất lên tới 90%. Một số thực nghiệm với tia UVC (254nm và 222nm) cho kết quả có thể loại bỏ nhiều loại vi khuẩn, vi rút như sau: tiêu diệt virus Ecoli trong 0,36 giây, Virus Echo trong 0,75 giây, virus cúm trong 0,23 giây, virus Corona gây bệnh Covid 19 trong 0,6s,… đồng thời kiểm soát nấm mốc và các chất gây dị ứng khác. Tuy nhiên cần lưu ý thêm rằng tia UVC chỉ có khả năng tiêu diệt vi khuẩn và virus trên bề mặt chứ không thể bên trong hoặc bên dưới bề mặt vì không có khả năng xuyên thấu. Chính vì thế đây là ứng dụng được sử dụng nhiều trong các loại đồ gia dụng nhất là các máy lọc không khí.
-
Diệt khuẩn trong môi trường nước
Các loại tia UV nhất là tia UVC không thể đi xuyên qua môi trường nước, vì vậy người ta đã sử dụng một loại nguyên liệu có thể khuếch tán và tăng khả năng dẫn truyền tia UVC đó là thạch anh. Các loại đèn UV thạch anh được chứng minh là có khả năng khuếch tán dễ dàng tia UVC trong nước mà ít gây hiện tượng thay đổi tính chất của tia này nhất, hơn nữa nó còn là loại vật liệu an toàn hơn các loại đèn thủy ngân sử dụng nhiều hiện nay. Nước được đi qua hoặc ở trong bể chứa được xử lý tia UV này sẽ được làm sạch phần lớn vi khuẩn và virus.
Trung hòa các loại khí độc ảnh hưởng tới sức khỏe con người
Tia UVB và tia UVA có khả năng loại bỏ và trung hòa phần lớn các dạng liên kết của các chất độc hại dễ bay hơi (VOCs) như Asen, Benzen, Monoxit Carbon, Formandehit… các chất này có thể tìm thấy trong một số loại đồ vật trong nhà như tủ bàn ghế, giường ngủ, khói thuốc lá, phẩm màu quần áo thậm chí là cả trong đồ ăn, các chất này đều lơ lửng trong không khí và có khả năng gây hại đến hô hấp của con người, vì thế nên tác dụng của tia cực tím là rất lớn khi được sử dụng trong các máy lọc không khí ở mọi không gian có mặt con người như phòng ngủ, gia đình lớp học…
Bài viết trên đã làm rõ về khái niệm và các ứng dụng của tia cực tím (UV), mong rằng qua bài viết bạn đọc sẽ có thêm kiến thức và lựa chọn được những sản phẩm ứng dụng tia UV ưng ý nhất phục vụ bản thân và gia đình mình.
