水面背景下眼部紫外线暴露量的研究

发布时间：2020-05-17 12:23

【摘要】：目的:过度暴露紫外线可导致人体出现多种疾病,而眼睛是人体紫外线暴露的重要靶器官,其对眼部的损伤已成为重要的公共卫生问题。影响进入眼部的日光紫外辐射强度的因素有很多,如SEA、海拔、纬度、云层和气溶胶等等,此外地面反照率也是一个重要的影响因素,不同地面的反照率不尽相同,其对眼部的损伤程度不一。水面是人们日常生活中常见地面背景,主要暴露人群分为两类,一是职业暴露,较为典型的是渔民,由于生存和职业需要,需长时间暴露于强烈日光下,除了渔民,海员、帆船运动员、海上巡逻队和海上搜救队等许多职业亦如此;二是娱乐暴露,目前旅游业是重要的经济活动之一,而沿海旅游在全球范围内不断盛行,逐渐成为度假胜地。另本研究团队已进行雪地、草地、沙滩的眼部紫外线监测,为进一步完善地面背景对眼部紫外线暴露量影响这一体系的完整性,故本文重点研究水面背景下紫外线的眼部损伤,旨在为公众水面背景下的眼部防护提供参考依据。方法:本研究采用自制旋转式眼部紫外线暴露模型于2017年8月期间在沈阳市五里河公园河畔的水面、木板两种不同地面背景下同时进行日间连续监测。以正对太阳为起始位置,转盘保持匀速旋转一周,每隔6°采集一个数值,每个时点采集60个数据,间隔15 min进行1次数据采集。监测所得数据为不同太阳高度角下不同谱段眼部紫外线暴露强度,单位(μW/cm~2/nm)。应用AvaSoft 7.6 for USB2软件将数据转换成excel格式并进行处理得眼部紫外线暴露物理强度,将物理强度与紫外线致角膜、结膜和晶体损伤的有效作用光谱进行加权后计算出致角膜、结膜、晶体三种损伤的生物有效暴露强度;将物理强度与ICNIRP提供的眼损伤作用光谱相加权,乘以暴露时间计算每小时累积紫外线生物有效剂量。再应用OriginPro 9软件作图进行分析。结果:1、水面背景下眼部UVA最大暴露强度、平均暴露强度日间变化呈双峰分布且均高于木板背景,在上午9:15(SEA=43°)、下午14:32(SEA=41°)时达到峰值,分别为2752μW/cm~2、2666μW/cm~2;水面背景下眼部UVB最大暴露强度、平均暴露强度均高于木板背景,日间变化未见明显双峰。2、水面背景下眼部UVA、UVB暴露强度在不同方位均高于木板背景,且随着SEA升高,水面背景、木板背景眼部UVA、UVB暴露强度最大值出现的方位角逐渐接近180°(正南)。3、水面背景下的UVA和UVB眼与环境辐射强度暴露比均高于木板背景,并呈现两边高中间低的分布趋势。4、水面、木板背景下致角膜、结膜和晶体损伤的UVBE随时间和SEA分布显示,当SEA在30°-57°范围内,致角膜损伤的UVBE强度和致晶体损伤的UVBE强度均为水面背景高于木板背景;而致结膜损伤的UVBE强度则为木板背景高于水面背景。5、水面、木板背景下眼部紫外线物理强度和UVBE强度在不同SEA范围内的差值均值比较表明,UVA在30°-45°范围内差值均值最大,约444.0445μW/cm~2,UVB、角膜、结膜、晶体损伤则随着SEA的升高,差值均值逐渐增加。6、水面背景下每小时累积眼部紫外线暴露生物有效剂量的日间变化呈单峰分布,在8:30-14:30(SEA=36.13°-57°)期间每小时累积眼部紫外线暴露生物有效剂量变化幅度均在70J/m~2以上,在上午9:30-10:30(SEA=45.12°-52.85°)期间达到峰值77.74J/m~2。结论:在2017年8月30日于沈阳市某公园河畔的研究条件下进行监测,得出以下结论:1、水面、木板背景下的眼部紫外辐射最大暴露强度、平均暴露强度、不同方位上的暴露强度及眼与环境辐射强度暴露比均为水面背景高于木板背景。2、与木板背景下的眼部UVBE强度相比,水面背景下致角膜和晶体损伤的UVBE强度较高,对眼睛危害较重。3、水面背景下每小时累积眼部紫外线暴露生物有效剂量在8:30-14:30(SEA=36.13°-57°)期间均超过70J/m~2,其峰值高达77.74J/m~2。
【图文】：

［注］：A：水面背景监测场地卫星图；B：水面背景监测场地实拍图；C：木板背景监测场地实拍图图1 监测场地图片2.2 监测设备2.2.1 主要仪器本研究采用双通道微型光纤光谱仪(AvaSpec-2048-14-2-USB 2，荷兰)测量了高

中国医科大学硕士学位论文率和高紫外灵敏度的紫外光谱辐照度。该光谱仪基于 AvaBench-75 y-Turner 设计，采用 2048 像素 CCD 探测器阵列，特别适用于微光水平和应用。该光谱仪半高宽分辨率为 2.0nm，杂散光小于 0.1%。信噪比为 50仪的狭缝尺寸为 200 磅，，衍射光栅的长度为 1200 线。两个光纤连接器作，USB 2 接口具有每秒 450 光谱的超快数据采样和 2.24 毫秒的数据器具有余弦校正器(CC-UV Vis)，有效面积为 3.9mm，可接受来自 180 个光。为了测量绝对辐照度，对光谱仪进行了配置，并在 200 至 400 nm行了辐射计量校准。实验前由英国国家物理实验室(National Phatory GB , NPL)进行校准[39]。
【学位授予单位】：中国医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R135

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本文编号：2668542