Озон. Физика и химия озона. Химия атмосферного озона. Стратосферный озон и особенности его распределения, страница 18

Строго говоря, зависимость между общим содержанием озона и спектральной освещенностью УФ-Б излучением не является линейной функцией. Более того, эта зависимость во многом определяется метеоусловиями и высотой Солнца над горизонтом. В частности, можно считать, что никакого влияния уменьшение общего содержания озона в средних широтах в зимние месяцы не оказывает на  среднегодовые дозы ультрафиолетового  облучения и, следовательно, на частоту заболеваний, индуцируемых облучением. В вышеприведенном утверждении предполагается, что на 5 % уменьшается климатическая норма для общего содержания озона, соответственно (весьма приблизительно) на 10 % растет годовая доза ультрафиолетовой радиации, достигающей поверхности Земли. Если быть более педантичным, следует учитывать, как изменяется спектральный состав солнечного излучения у поверхности Земли при изменении общего содержания озона в заданное число раз. Далее, следует учитывать, что биологическое действие излучения сильно зависит от его длины волны и характера порождаемого этим действием биологического эффекта. Эта зависимость носит название спектр действия для каждого выбранного эффекта (например, спектр действия для эритемы). Таким образом, ожидаемый биологический эффект выражается интегралом от произведения спектра действия на спектральную освещенность у поверхности Земли на каждой длине волны. Полученную зависимость мощности действия от времени нужно еще проинтегрировать  в анализируемом временном интервале, чтобы получить дозу действия. Во многих публикациях эту дозу действия ошибочно выражают в единицах  Дж/м². Если быть до конца последовательным, при этом нужно добавлять «для монохроматического излучения на длине волны λ», где λ – длина волны, для которой функция спектра действия равна 1.

В качестве примера на рис. 11.17 приведены спектры действия для эффектов эритемы (покраснения кожи) и синтеза в коже витамина D. Я специально выбрал эти два эффекта,  первый из которых отрицательно сказывается на здоровье, а второй, безусловно, положителен. Это не единственные представители вредных и полезных результатов действия солнечного ультрафиолетового излучения, но уже обсуждение только их роли позволяет убедиться в том, что отношение к биологически активному ультрафиолетовому излучению не столь однозначно, как может показаться на первый взгляд. Обратите внимание, что спектр действия для эритемы продолжается в сторону УФ-А диапазона, в то время как спектр действия для производства витамина обрывается на длинноволновой границе диапазона УФ-Б. Это значит, что для ликвидации дефицита витамина D человеку просто необходимы экспозиции коротковолнового солнечного излучения, которые, с другой стороны, весьма эффективно способствуют проявлению всех отрицательных эффектов облучения ультрафиолетовым излучением. Между прочим, дефицит витамина D  приводит к нарушению усвоения организмом кальция, что ведет к деминерализации костей. Всемирная организация здравоохранения оценила глобальные отрицательные последствия для человечества, вызванные существующим дефицитом витамина, в 3.3 миллиарда человеко-лет жизни (life-years) ежегодно, в то время как суммарный отрицательный эффект от действия ультрафиолетового солнечного излучения оценивается потерей всего 1.7 миллиона человеко-лет ежегодно, то есть, почти в 2000 раз слабее [58]. Конечно, мы должны четко представлять, что ультрафиолетовое излучение - не единственный источник названного витамина, иначе чукчи и эскимосы уже давно бы вымерли, не получая достаточной дозы УФ-радиации. Однако вместе с тем не следует игнорировать и многофакторность  взаимодействия живых организмов с окружающей средой.