공기의 물리적 작용 - 비전리방사선

공기의 물리적 작용 - 비전리방사선

공기의 물리적 작용 - 비전리방사선

공기의 물리적 작용 중에 비전리방사선과 전리방사선에 대해 알아보도록 하겠습니다. 먼저 태양은 연속적으로 에너지를 발산하는 광선으로서 지구 표면에 도달하게 되는데, 그것을 방사선 또는 태양광선이라고 합니다. 방사선은 크게 전리방사선과 비전리방사선으로 분류될 수 있는데, 전리방사선에는 우주선, 알파, 베타, 감마, X선 등 파장이 짧은 전자파가 있고, 지구에 도달하지 않으며, 비전리방사선에는 자외선, 가시광선, 적외선 등으로 비교적 파장이 긴 것으로 지구에 도달하는 광선이 있습니다.

가시광선

비전리방사선 중 가장 일반적인 광선은 아무래도 가시광선이겠죠. 가시광선은 전자기파 중에서 사람의 눈에 보이는 범위의 파장을 가지고 있는 것으로 파장의 범위나 빛은 사람에 따라 다르나 대체로 400~700nm입니다. 단색광인 경우 700~500nm는 녹색, 500~450nm는 청색, 450~400nm는 보라색으로 보입니다. 적색보다 파장이 긴 빛을 적외선, 보라색보다 파장이 짧은 빛을 자외선이라 합니다. 대기를 통해서 지상에 도달하는 태양 복사의 광량은 가시부가 가장 많습니다. 사람의 눈의 감도가 이 부분에서 가장 높은 것도 그 때문인 것입니다. 가시광선의 작용으로는 먼저 눈. 0. 5~10,000 lux에서 순응해서 물체를 구별할 수 있으나 보통 눈에 가장 적당한 조도는 100~1,000 lux 정도를 이야기하고 있습니다. 가시광선은 시각 기관을 통해 정신기능에 작용해서 적색은 온감을, 청색은 냉감 그리고 검은색은 압박감을 주게 됩니다. 조도가 낮을수록 안정피로, 근시, 시력저하가 발생하고, 작업능률의 저조와 또는 안구진탕증이라는 직업병이 발생할 우려가 있습니다.

적외선

비전리방사선의 두 번째로 적외선입니다. 적외선의 특징은 가시광선보다 파장이 길고, 보통 0. 75μm에서 1mm 정도의 범위에 속하는 전자파로 햇빛이나 백열 된 물체로부터 방출되는 빛을 스펙트럼으로 분산시켜보면 적색 스펙트럼의 끝보다 더 바깥쪽에 존재하므로 우리는 적외선이라 부르게 되었습니다. 파장 0. 75~3μm의 적외선을 근적외선, 3~25μm의 것을 중적외선이라고 하고, 25μm 이상의 것을 원적외선이라고 합니다. 가시광선이나 자외선에 비하여 강한 열작용을 가지고 있는 것이기 때문에 우리는 열선이라고도 합니다. 태양이나 발열체로부터 공간으로 전달되는 복사열은 주로 적외선에 의한 것입니다. 이와 같은 적외선의 이용은 대기 중에서의 투과성을 이용한 것으로는 항공사진의 측량, 원거리 사진, 야간 촬영, 적외선 감시장치 등이 있고, 적외선이 가시광선과 다른 반사율을 가지고 있다는 광학적 특성을 이용해서 화폐·증권·문서 등의 위조 검사나 감정에 적외선 사진을 활용하기도 합니다. 열효과 특성을 이용한 각종 재료·공산품·농수산식품의 적외선 건조와 가열은 산업과 실생활에 널리 쓰이고 있습니다. 또한 의료 면에는 소독·멸균과 관절 및 근육의 치료로써 근적외선이 많이 쓰이고, 10μm의 적외선 레이저빔으로는 외과수술, 종양의 제거, 신경의 연결 등에 실용화되고 있습니다. 적외선이 인체에 미치는 영향을 살펴보면, 먼저 일사병이 발생할 수 있습니다. 여름철에 머리에 강한 적외선 투여 시 뇌의 온도 상승으로 중추신경장애를 초래해서 일사병이 발생하게 될 수 있습니다. 적외선이 인체에 미치는 영향 두 번째로는 피부에서의 작용입니다. 적외선의 피부 투과성은 700~760nm의 파장 범위에서 가장 강하고, 이로써 국소혈관의 확장으로 홍반을 초래하나 자외선과는 달리 색소침착을 일으키지는 않습니다. 또한 백내장을 야기할 수 있는데 강한 적외선을 받는 유리공, 용광로, 용접공에 종사하는 사람들에게서 많이 발생하고, 기타 혈액순환의 촉진과 진통작용을 나타내기도 합니다.

자외선

비전리방사선의 세 번째는 자외선입니다. 자외선의 특징으로는 보통 380nm 이하의 전파로서 강한 광화학 작용을 일으킵니다. 일광의 자외선 중 대기 중의 오존층에 흡수되고 도달하는 파장은 290nm 이상으로 여름철 정오에 가장 많이 도달하게 되는데, 피부 상층에 흡수되며 광화학 반응을 일으키는 특징이 있습니다. 보통 280~315nm 파장은 가장 강력한 반응을 일으키는 빛으로서 스위스의 Dorno Arla가 발견했다고 해서 도노선이라고도 불리기도 합니다. 이런 도노선은 일명 건강선이라고도 하는데, 소독작용, 비타민D를 형성해서 구루병을 예방한다든가 피부의 색소침착 등의 작용을 합니다. 자외선의 작용은 앞서 말씀드렸던 것처럼 광화학적 작용을 합니다. 300~400nm 범위의 파장을 가지는 빛은 공기 중 오존을 형성시키고, 이러한 산소와 오존에 의해 질소산화물은 이산화질소로 변화되고, 올레핀계 탄화수소와 결합해서 강력한 산화 촉진제 등 대기오염 물질을 발생시킵니다. 자외선은 또한 광화학적 스모그를 발생시키므로 대기오염 상 큰 문제를 발생시키기도 합니다. 이러한 자외선이 인간 등 생물학적 작용을 살펴보면, 먼저 눈에 대한 작용을 미칠 수 있습니다. 240~310nm 파장의 자외선은 안구에 작용해서 일시적인 시력장애를 일으켜 시력이 흐려지고 눈의 피로를 초래할 수 있습니다. 전기용접 작용, 자외선 살균 등의 취급자의 경우 강한 자외선은 눈의 각막, 결막 및 수정체에 흡수되어 급성각막염이 발생해서 이물감을 느끼고, 눈이 부시는 수명 현상, 충혈, 안검의 경련, 눈물이 많이 나는 증상을 일으키고, 이러한 자외선은 나이가 많을수록 흡수량이 많아져서 백내장을 일으키기도 합니다. 피부에 대한 작용을 보면 제일 먼저 피부암이 발생합니다. 280~320nm의 파장을 가진 자외선에 의해 발생하고, 특히 콜타르 유도체, 벤조피렌, 메틸 콜 란스렌, 안트라센 화합물을 다루는 근로자에게 빈발하고, 흑인에게는 드문 특징이 있습니다. 또한 피부가 비후(肥厚) 되는데, 자외선에 의해 표피와 진피의 두께가 두꺼워지며, 자외선량이 클수록 현저하고 일종의 순화 현상으로 볼 수 있습니다. 색소침착을 일으킬 수 있습니다. 표피의 기저 세포층에 존재하는 멜라닌 색소가 증대되어 색소침착을 일으키고, 홍반 현상, 즉 260~290nm의 파장에서 강한 홍반 작용을 나타내는데, 이는 자외선의 피부 흡수 시 히스타 민성 물질의 유리로서 모세혈관을 확장시키므로 생성됩니다. 살균작용도 있는데 보통 200~310nm의 파장에서 살균작용이 있으며, 특히 254~ 280nm의 파장 부근이 가장 강렬해서 자외선 살균에 이용이 됩니다. 앞서 말씀드렸던 것처럼 또한 비타민D를 형성할 수 있습니다. 320nm 이하로 주로 280nm의 파장에 의해 체내 물질과 광화학 작용을 일으켜서 진피층에서 비타민D를 형성하므로 구루병을 예방하는 효과가 있습니다. 기타로는 330nm 이상의 파장은 혈액의 재생 기능을 촉진시키고 신진대사를 항진시키는 특징이 있을 수 있습니다.