不同地面反射率對眼部紫外線暴露的影響研究.pdf

1、日光紫外線的生物效應一直是環(huán)境衛(wèi)生學研究的重點。與紫外線引起的白內(nèi)障等眼部疾病相比，學者們對紫外線誘發(fā)的皮膚癌這一致命性疾病更感興趣;因此紫外線生物效應研究的重心更傾向于紫外線對皮膚的作用。但近年來，紫外線的眼部損傷作用逐漸成為焦點:西方的發(fā)達國家以白色人種為主，除了較高的皮膚癌患病率以外，他們又是白內(nèi)障等多種紫外線相關(guān)眼部疾病的高危人群，白內(nèi)障發(fā)病率日益增加;同時，沉重的醫(yī)療負擔使得學者們的科研重心向紫外線的眼部損傷傾斜。除了白內(nèi)障、

2、翼狀胬肉以及日光性角膜炎等已經(jīng)證實與紫外線有明確因果關(guān)系的眼部疾病之外，部分流行病學證據(jù)表明一些更為嚴重的眼科疾病，如年齡相關(guān)黃斑蛻變和視網(wǎng)膜黑色素瘤等也與眼部的紫外線暴露密切相關(guān)。
　　此前的日光紫外線暴露測量往往側(cè)重于紫外線的紅斑效應，測量眼部紫外線暴露的研究較少，且大多也僅在溫帶或較高緯度地區(qū)進行，監(jiān)測時最高的太陽高度角一般都不超過70度;而熱帶地區(qū)的太陽高度角可以達到90度。因此這些研究并不能全面的反映熱帶地區(qū)居民的眼部暴

3、露狀況。此外，紫外線暴露受多種環(huán)境因素的影響，如太陽高度角、季節(jié)、臭氧、氣溶膠、云量、地面反射率等，而這些因素能對眼部紫外線暴露量產(chǎn)生多大影響尚未確定。
　　因此，本研究探索了沙灘和草地這兩種常見地面的不同反射率對眼部紫外線暴露的影響。這兩種反射背景是日常生活中常見的地面背景。雖然在人們的常規(guī)認知中已經(jīng)了解，在反射率高的地面上紫外線暴露會更強，但具體的增強效應如何一直有待研究。而且沙灘和草地一般都是人們休閑娛樂的場地，每個人都有可

4、能在休息時間接受該反射背景下的紫外線照射，因此相對于工地等背景下的職業(yè)紫外線暴露，在沙灘和草地上的紫外線暴露可能覆蓋更廣泛的人群，公共衛(wèi)生學意義更重要。研究并對比這兩種背景下的眼部紫外線暴露，計算相應的生物有效劑量，可以最終確定眼部紫外線暴露劑量和高危時段，從而為在這兩種背景下活動的人群提供暴露信息參考，為未來制定科學的防護指導提供依據(jù)。
　　目的：
　　1、定量熱帶地區(qū)太陽直射時期的環(huán)境紫外線輻射量，并同步測量沙灘和草地上

5、眼部紫外線暴露量。
　　2、確認先前研究發(fā)現(xiàn)的日間眼紫外線分布規(guī)律，并比較沙灘和草地背景下眼部紫外線暴露日間分布規(guī)律的異同。
　　3、比較沙灘和草地背景下眼部紫外線暴露的差異。
　　4通過計算眼部紫外線暴露的生物有效劑量確定熱帶地區(qū)的眼部暴露高危時段，為人們出行和制定科學防護指導提供參考。
　　方法：
　　考慮到前人研究因地理因素的原因很少測量全程太陽高度角下的眼部紫外線暴露，我們將監(jiān)測地點定為處于北回歸線

6、以南的海南省三亞市(18.4°N，109.7°E，18m a.s.l)。由于三亞市處于熱帶，太陽直射時間位于5月和7月;而根據(jù)往年的氣象數(shù)據(jù)，海南7月份臺風較多而五月份多是晴天，因此我們選擇于2013年5月11日、14日分別對沙灘和草地背景下的眼部紫外線暴露進行測量。以雙通道光纖光譜儀和勻速電動轉(zhuǎn)盤（轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動速度為1圈/分鐘）為基礎(chǔ)來構(gòu)建旋轉(zhuǎn)式紫外線暴露模型，用以測量眼部和環(huán)境紫外線暴露。每組監(jiān)測從模擬人正面對太陽為監(jiān)測起始點，轉(zhuǎn)動測量

7、30個數(shù)據(jù)，監(jiān)測持續(xù)一分鐘，即每隔6度測量一次。每組測量間隔10分鐘。所有監(jiān)測只在晴好天氣下進行。如果測量前或測量中出現(xiàn)陰天則測量暫停，待天晴后重新開始。
　　收集原始監(jiān)測數(shù)據(jù)后，由于其并非整波段的紫外線瞬時強度，因此需自主編寫Visual basic程序，依托于Excel軟件，采用內(nèi)插法將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為整波段的紫外線強度。以此為基礎(chǔ)計算UVA、UVB和總紫外線強度(UVR)的積分值，并選擇每個時間點的最大輻射值以及平均輻射值作為

8、最終物理量強度結(jié)果。同時基于轉(zhuǎn)換后的各個整波段的紫外線強度，根據(jù)ICNIRP給出的各波段不同生物效應權(quán)重，計算不同背景下紫外線UVB對角膜，結(jié)膜和晶體損傷的生物有效(biological effective UVB，UVBE)強度以及各單小時時間段的累積UVBE暴露劑量。最后以草地為基礎(chǔ)，計算沙灘背景下UVA、UVB和UVBE的比值。
　　繪制UVA和UVB輻射強度隨時間以及太陽高度角(SEA)變化的分布曲線，比較兩種不同反射背景

9、下眼部紫外線暴露隨時間及SEA分布的異同。同時繪制眼部生物有效強度隨時間變化的曲線，比較兩種不同背景下眼部生物有效強度的差異。為了確定生物有效強度最大時所對應的SEA，我們應用WinBugs軟件構(gòu)建了回歸模型，對兩種不同背景下眼部生物有效強度數(shù)據(jù)進行Bayesian回歸分析，確定了最大暴露量時的SEA。
　　結(jié)果：
　　1、沙灘眼部UVA、UVB和UVBE暴露都明顯高于草地。
　　2、兩種背景下眼部日光紫外線暴露隨時間

10、變化規(guī)律都是雙峰分布，但峰值所出現(xiàn)的時間以及SEA皆不相同。Bayesian回歸結(jié)果顯示，UVBE在草地和沙灘背景下出現(xiàn)峰值的SEA分別為40度和53度。
　　3、兩種背景下致角膜、結(jié)膜和晶體損傷的UVBE的比值在SEA大約為50度時出現(xiàn)峰值。
　　4、兩種背景下，致角膜和晶體損傷的單小時累積UVBE劑量都超過了30J/m2。
　　結(jié)論：
　　1、眼部紫外線的日間分布規(guī)律在草地和沙灘兩種反射背景下皆為雙峰分布。<