UVカット紫外線ケア対策

波長３１０ｎｍ付近を中心に発光する蛍光体と特殊紫外線（ＵＶ）ガラス（２６０ｎｍ以下をカット）を使用した蛍光ランプで、その分光分布は、２７０～４００ｎｍに光放射の出力をもっています。主として使用される２０Ｗランプの場合、裸ランプから約５０ｃｍの距離で、真夏・晴天時の正午の屋外の太陽からの光放射に相当する紅斑効果をもっています。

複写用ランプ

キセノンランプ

波長３１０ｎｍ付近を中心に発光する蛍光体と特殊紫外線（ＵＶ）ガラス（２６０ｎｍ以下をカット）を使用した蛍光ランプで、その分光分布は、２７０～４００ｎｍに光放射の出力をもっています。主として使用される２０Ｗランプの場合、裸ランプから約５０ｃｍの距離で、真夏・晴天時の正午の屋外の太陽からの光放射に相当する紅斑効果をもっています。

各種光源に同じ光束を与えたときの誘虫性の比較をすると、白熱電球の誘虫性を１００として、数値の高い順から、補虫用蛍光ランプ（１３０００）、水銀ランプ（２６０）、昼光色蛍光ランプ（１４１）、メタルハライドランプ（１３５）、３波長域発光形蛍光ランプ（１１８）、白色蛍光ランプ（１１３）、白熱電球（１００）、高圧ナトリウムランプ（３５）、純黄色蛍光ランプ（８）、低圧ナトリウムランプ（４）となります。数値の高いほうが誘虫性が高いことから、補虫用蛍光ランプの数値は１３０００で最も誘虫性が高いことがわかります。人間にとっては暗く見えるにもかかわらず昆虫を誘引する効果が高いのです。最も誘虫性の低い光源は低圧ナトリウムランプで、数値は４です。その次に低いのは果樹園などの吸汁夜蛾類の防除に効果の高い純黄色蛍光ランプは８になっています。これらの有色光源以外の一般光源では高圧ナトリウムランプが低い誘虫性を示しています。。昆虫の分光視感度は可視放射域にもあるため、紫外線（ＵＶ）がなくても可視放射があれば、誘虫性があることを注意しなければなりません。つまり、昆虫の視感度が高い紫外線（ＵＶ）領域をカットした一般照明であっても多かれ少なかれ昆虫が誘引されるということです。

現在一般に使用されている光源はいずれも人間の視覚を助ける目的で開発されたものであって、光源の照明特性には光束、輝度、演色性などがあります。人間の目に光として感じるのは、３８０～７８０ｎｍの波長に限られるので、公言の照明特性もこの波長の中で考えられています。一方で、昆虫の視覚感度特性を考える場合、ＵＶなど人間の目に感じない波長の光放射も考慮に入れなれればなりません。光源が放射する電磁波を単位波長ごとに数値化したものが、光源の分光放射束です。光源の種類が決まれば、その分光放射束が定まり、一定照度における放射照度の値も決まってきます。昆虫に対する光放射の作用を定量的に評価するには、昆虫の分光視感度と光源の分光放射束で行うべきであって、照度、輝度などの人間のための測定量で評価すべきではありません。昆虫の誘虫性を考える場合、それぞれの光源によって人間によって人間に対し同じ照明効果を与えたときの影響度を求めれば、光源そのものがもつ特性を定量化できます。いいかえると、それぞれの光源に同じ光束を与えた場合に昆虫の視感度に作用する効果はどの程度かを知ることができるのです。

生物が照明などの外的な刺激を受けると、能動的に体を一定の位置、または方向に保とうとする性質があります。刺激に対応して移動を起こすものを走性といい、昆虫の場合には多くのものが光に対して走性を示します。光源の方向に進むものを正の走性、光に対して忌避するものを負の走性といいます。昆虫の走光性波長特徴については多くの研究があります。昆虫視感度に近い分光特性を持つ光源が「補虫用蛍光ランプ」です。補虫用蛍光ランプの発光原理は一般の蛍光ランプと同じで、ランプ内面に塗布される蛍光体により昆虫視感度に近い分光特性を示しています。

３００ｎｍ以下の波長をカットした特殊ガラスの外管内面に近紫外発光蛍光体を塗布し、可視光線をほとんどカットした３００～４００ｎｍ（ピーク波長：３５０ｎｍ付近）のＵＶ-Ａを主体に放射するランプです。ブラックライトランプには蛍光ランプタイプと高圧水銀ランプタイプがあります。ブラックライトランプは紫外線（ＵＶ）のうち、３００ｎｍより短い波長はほとんど放射しないため、皮膚や目に対する損害作用は低いですが、ランプを直視しないように注意する必要があります。

重水素ランプ

オゾンランプの製造法として、放電法、電解法、紫外線（ＵＶ）法の三つの方式がありますが、放電法は最も効率がよく、電解法は高オゾン濃度が得られ、ＵＶ法は効率も濃度も低いが最も容易にオゾンを発生させる方法といえます。オゾンは２２０ｎｍ以下の放射で生成されるため、オゾンランプでは水銀の共鳴線（１８５ｎｍ）がおもに利用されます。また、同時に派生する長波長紫外線（ＵＶ）によってオゾンが分解されるため高濃度のオゾンを得ることはできません。用途によって短波長殺菌ランプ、低圧ＵＶ酸化用ランプ（紫外線（ＵＶ）放射によって生成された酸化剤・ＯＨラジカルで有機物を分解する酸化反応用）などと呼ばれています。一般の殺菌ランプは２００ｎｍ以下を透過しないオゾンレス石英管を使用していますが、オゾンランプでは普通石英管、さらに短波長域の透過しやすい合成石英管を使用して１８５ｎｍを透過させています。脱臭に利用する低ワットタイプ（数ワット）は普通石英を、水処理、半導体の表面酸化洗浄、表面改質用の高ワット（数１０～５００Ｗ）ではさらに透過率の高い高価な合成石英管を使用しています。

殺菌ランプの分光分布は主要な光放射のほとんどが２５３.７ｎｍで占められていますが、点灯中に紫色に見えるのは、４３５.８ｎｍ（青紫色）、５４６.１（緑色）、そのほか少しの可視放射とともなっているためです。殺菌ランプと蛍光ランプの相違点は、殺菌ランプが紫外線（ＵＶ）透過ガラスを用いて内部で発生した殺菌線をそのまま外部へ取り出しているのに対して、蛍光ランプは普通のガラスを用いて、内面に蛍光物質を塗布して２５３.７ｎｍのＵＶを可視放射に変換させた後、その放射を外部へ放出させているところです。殺菌ランプなどに使用される紫外線（ＵＶ）透過型ガラスの分光透過特性は２００～３００ｎｍの波長をよく透過させます。殺菌ランプの形状は各種あり、殺菌灯（器具）として使用する場合は、それぞれの用途（空気、表面、流水、タンク内用、光酸化処理用など）に合った、ランプ定格・専門器具・安定器を使用しなければなりません。最近では低ワット流水殺菌用に、殺菌ランプの外側に保護管をもつ二重構造の一体型の流水殺菌ランプが開発されています。このランプは、簡単に水に直接浸漬して使用することができるため、多方面での用途が期待できます。

直射日光が強い殺菌力を持つことは古くから知られています。さらに、紫外線（ＵＶ）のもつ殺菌効果が発見され、LuckieshらによってＵＶの波長と殺菌作用の関係が明らかにされています。殺菌効果の波長特性をみてみると、殺菌効果の最大値は約２６０ｎｍにあり、この波長に近い２５３.７ｎｍのＵＶを効率的に放射するランプが「殺菌ランプ」と呼ばれています。２５３.７ｎｍの波長の紫外線（ＵＶ）は一般的に殺菌線または殺菌放射と呼ばれています。殺菌ランプとその点灯原理は一般照明に使われている蛍光ランプとほとんどおなじです。殺菌ランプの構造は、殺菌線を透過する特殊ガラス管で作られていて、内部両端に電極があります。この電極はタングステンの二重コイルからできていて、電子放射物質が塗布されています。管内にはアルゴンガスと少量の水銀が封入されています。点灯回路は普通の蛍光ランプの点灯回路と同じで、まず、電源に接続すると予熱回路に電流が流れ、両端の電極が加熱されます。加熱された電極の電子放射物質により熱電子が放射され、電極付近の局部放電が起こります。このとき予熱回路がグロースタータの働きにより自動的に遮断され、ランプ両端の電極間に放電が起こりランプ管内がプラズマ状態となり、電流が流れ始めるのです。電流が流れると、蒸発している水銀電子と電界によって移動する電子が衝突して紫外線（ＵＶ）が発生します。この紫外線（ＵＶ）は主として波長２５３.７ｎｍのもので、ＵＶ透過ガラスを通して外部へ放射されます。

ＵＶランプ（人工紫外放射源）は、殺菌、陰イオン生成、脱臭、表面洗浄、有機物分解、光分解、光架橋、光重合、光崩壊などの利用目的でさまざまなランプが幅広く利用されています。おもなＵＶ放射源の分類は次のようになります。紫外線（ＵＶ）放射源には、①熱放射②ルミネセンス③レーザー発光④シンクロトン放射⑤太陽光があります。
①熱放射は白熱電球（ハロゲン電球）として生物産業に利用されています。
②ルミネセンスには固体発光と放電があります。固体発光は発光ダイオード（紫外発光用ＬＥＤ）として利用されています。放電は、さらに有電極と無電極と無容器があります。無電極はみ電極放電ランプ（メタルハランドランプ）、無容器はカーボアーク（サンシャインカーボンなど）として利用されています。有電極は金属蒸気放電で低圧水銀ランプ（殺菌ランプ、紫外用蛍光ランプ）、高圧水銀ランプ（紫外用水銀ランプ、超高圧水銀ランプ）、メタルハライドランプ（紫外用メタルハライドランプ）、その他（カドミウムランプなど）として利用されています。有電極は希ガス放電もあり、キセノンランプ（ロングアークキセノンランプ、ショートアークキセノンランプ、キセノンフラッシュランプ）、その他（重水素ランプ、アルゴンランプ、エキシマランプなど）として利用されています。
③レーザー発光は気体レーザと液体レーザがあり、気体レーザは、金属蒸気レーザ、エキシマレーザ、イオンレーザなどとして利用され、液体レーザは色素レーザとして利用されています。

全太陽放射中のわずか３０ｎｍ帯域のＵＶ-Ｂを高い精度で測定するための努力が続けられていますが、現段階では太陽ＵＶ-Ｂ測定器の基準、校正法などは国内・外で確立されていません。そのため太陽ＵＶ-Ｂの測定について計測器の校正は最重要課題のひとつです。１９８８年に制定されたオゾン層保護法は２０００年の終わりにピークを過ぎ、２０３０年にはオゾンホールが南極に出現していなかった１９７０年当時の値に復帰すると推定されています。しかし、このことは太陽ＵＶ-Ｂの増加傾向が２０３０年までは続くことを意味しているのです。また、代替フロンも含めて地球環境を悪化させる要因物質はつぎつぎと形をかえて生産されています。太陽ＵＶ-Ｂの地上増加が地球生態系-動植物といかにかかわるかを明らかにしていくためにも、ＵＶ-Ｂ量の連続測定とその変動解析は今後も継続されていく必要があるでしょう。

気象庁では月別分布図を作成し、日本のＵＶ-Ｂの地理的な季節変化の様子を次の５点に要約しています。
①月別にみると７～８月は全国的にＵＶ-Ｂ量が最も多い。
②緯度が低いほどＵＶ-Ｂ量が多い傾向が年間を通じてあります。しかし、必ずしもその傾向に限らないケースもあります。例えば、関東以北では７～８月に太平洋沿岸と日本海沿岸に沿った地域で内陸よりもＵＶ-Ｂが多い傾向があるということです。
③４～５月は緯度が低いほどＵＶ-Ｂ量が多い傾向が他の月よりも明瞭に現れています。４～５月の全天日射量は全国的に大きな地域差がないので、オゾン全量の地域差がＵＶ-Ｂの地域差に強く反映されているものと考えられます。
④６月は、関東以北で太平洋沿岸よりも日本海沿岸でＵＶ-Ｂ量が若干多い以外は、北海道から九州までＵＶ-Ｂ量に大きい差がみられません。
⑤春から夏にかけてのＵＶ-Ｂ量の増加に比べ、夏から秋にかけての減少が若干急速です。

気象庁では、札幌、つくば、鹿児島、那覇の１９９１年から１９９２年のＵＶ-Ｂと全天日射の日積算値と衛星によるオゾン全量の日別値を用いて、４地点共通に適用できる日積算ＵＶ-Ｂ放射量の経験式を決定しました。この式を用いて全国６７地点で観測されている全天日射量と衛星によるオゾン全量から各地点の１９８２～１９９２年の１１年間の日積算ＵＶ-Ｂ量を推定し、これを基に、月別累年平均値を求め、日積算ＵＶ-Ｂの平均分布図を作成しました。全体的には緯度が低いほどＵＶ-Ｂ量が多い傾向がみられますが、関東から中部地方では異なる特徴的な分布になっています。

太陽ＵＶ実測スペクトルデーターはとても少ないのが現状です。国際機関によるスペクトルデーターとして、ＷＭＯやＣＩＥのものもありますが、いずれも計算値にとどまっています。太陽ＵＶ-Ａ，Ｂ，Ｃ帯域別の放射量は１９７２年にＣＩＥで報告された後は議論されていません。日本では電子技術総合研究所で精度の高い直達と全天ＵＶスペクトルが実測されていますが、測定の短波長端は３００ｎｍです。実測スペクトルデーターにはモノクローメーターを使用した測定結果とそれ以外の各種センサーとフィルターを組み合わせた測定結果があります。モノクローメーターを使用した測定結果の代表例はカナダの研究グループが開発し、１９９０年以降気象庁でも太陽ＵＶ-Ｂ測定に用いられているブリューワー分光光度計です。また、太陽スペクトルのモデル計算についてですが、ＵＶ-Ｂに適用可能なモデル計算としては、Greenらの放射受光面を標高にとって直達、散乱反射を計算するものや、Iqbalの標高を０にとる計算がよく利用されています。高層気象台では浅野モデルがよく使われて、その実測値との一致も良好とされています。しかし、このモデル計算式はまだ公表されていません。

天文的変動因子としては、太陽定数の変動や公転運動による太陽と地球間距離の変動、地球の自転による太陽高度の変動などがあります。太陽放射の観測に最も大きくかかわる因子は太陽高度です。紫外線（ＵＶ）の地表到達量の減衰に関係する気象的変動因子としては、主に、大気光路中の空気分子によるレイリー散乱、エーロゾルによるミー散乱、オゾンそのほかの分子による吸収および雲による散乱と吸収、地表面のアルべドなどがあります。空気分子のレイリー散乱は粒子の分布と大きさに依存します。
このため、波長が長くなるほど散乱による放射の減衰が大きくなります。大気中の分子のうち、オゾンがＵＶの減衰に最も大きくかかわってきます。中緯度では高度２０～２５ｋｍに成層圏オゾン層の中心があります。２９０ｎｍより波長の短いＵＶ-Ｃはオゾン層に吸収されて地表には到達しません。では、地表に届くＵＶの分光放射はどのようにオゾンと関係しているかというと、ＵＶ-Ａはオゾンの変動にはほとんど無関係で常に一定量が地表に到達しています。ＵＶ-Ｂのみが成層圏オゾンの増減に合わせて変動するのです。成層圏オゾンが減少すればＵＶ-Ｂは確実に増加するという具合です。なお、オゾン全量が１０％減少すると２９０ｎｍの放射は３倍となり、その結果ＤＮＡ損傷は約１０倍増加すると予測されています。

地上で太陽紫外線（ＵＶ）は放射照度として測定されます。放射照度は、通常太陽からの直達放射と散乱放射の総和、つまり全天放射照度（Ｗ・ｍ-2）として表されます。直達放射は太陽の芳香から地表面に平行光として入射する放射で、散乱放射じゃ太陽の方向以外から入射する放射といえます。直達放射と散乱放射は分離して測定することもできます。放射照度は、常に天文因子と気象因子をもととして空間的、時間的な変動をともなって測定されます。天文因子としては太陽の赤緯、測定地点の緯度と時刻が大きくかかわってきています。一方で気象因子は、大気の構造、つまり大気構成物質－空気因子、エーロゾル、オゾン、酸素などの気体分子、水蒸気、雲の種類と量などの分光学的諸特性がかかわってきます。

地表のＵＶ-Ｂは年間を通して約８０％が散乱放射として測定されます。快晴日であっても６０％程度は散乱成分です。日射の場合、快晴時の散乱成分は１０％程度に過ぎません。ＵＶ-ＢのＵＶ-Ａや日射とは異なる散乱特性は、５分毎に測定された瞬時値を１ヶ月分まとめるとさらに明確にです。日射とＵＶ-Ａには各時刻に放射モードがあれわれるが、散乱性の大きいＵＶ-Ｂには明確な放射モードは出現しません。また、太陽光がＤＮＡに与える損傷効果をウイルスの一種であるＴ１ファージの不活化を指標として調べてみると、Ｔ１ファージの太陽光による不活化の季節変動と太陽ＵＶ-Ｂの季節変動には極めて高い相関がみられました。ＵＶ-Ｂこそが太陽光による発癌や白内障などの生体損傷に関係している放射だと考えられています。

ＵＶ-ＢはＵＶ-Ａや日射とは明らかに異なる二つの放射特性を示しています。季節変動が大きいことと、大きい散乱性です。ＵＶ-Ｂの日内変動は、ＵＶ-Ａや日射と同様に最大値は南中時付近にありますが、季節変動は全く異なっています。夏（５～８月）のＵＶ-Ｂ量は冬（１１～２月）の４～５倍もの強さを示します。一方、ＵＶ-Ａ量と日射量は、それぞれの冬に対する夏との比はたかだか１.６～１.７倍程度です。ＵＶ-Ａは日射があれば常に日射量の５～６％の放射量を占めるのですが、ＵＶ-Ｂはオゾンの季節変動に合わせて大きく変動するのです。さらにＵＶ-Ａ量は日射量から見積もり可能ですが、ＵＶ-Ｂを見積もることは難しいです。

１９９６年度の年次報告によると、
①南極大陸ではオゾンホールの影響下にある１１月にＵＶ-Ｂ日積算値の最大が現れ、オゾンの減少がＵＶ-Ｂ増加に影響を与えています。
②札幌ではオゾン全量の変化に応答したＵＶ-Ｂ量の変化が認められています。
③オゾン全量の減少にリンクした太陽ＵＶ-Ｂの増加が国内４地点で晴れの日について抽出されました。
この結果、晴れの日には、オゾン全量の減少が１.６％のＵＶ-Ｂの増加を引き起こしていると解析されています。

国外では１９８０年代からＵＶ-Ｂの観測が行われていましたが、国内では、１９９０年から東海大学湘南校舎（神奈川県平塚市）と気象庁高層気象台（つくば市）でようやく観測が開始されました。近年、北緯３０度から６０度に位置する地域で太陽ＵＶ-Ｂの増加傾向が観測されています。スイスアルプス山頂で１９８１年から１９８９年の期間に１.１±０.４％／年のＵＶ-Ｂ増加が、カナダのトロントで１９８９年から１９９３年の５年間に３００ｎｍのＵＶ-Ｂが冬季３５％／年、夏季６.７／年の増加傾向として観測されました。平塚でも１９９０年１０月から１９９４年４月の期間にＵＶ-Ｂは年平均３％の増加傾向が抽出されました。しかし、この期間に各国で観測された増加傾向には１９９１年６月に噴火したフィリピンのピナツボ山の噴煙による成層圏オゾン破壊の関与が示唆されています。気象庁では、南極昭和基地、札幌、つくば、鹿児島、那覇で太陽ＵＶ-Ｂの連続観測を行い、オゾン層観測結果とともに太陽ＵＶ-Ｂ観測結果を速報として毎月公表し、年間結果をオゾン層観測年次報告として刊行しています。

太陽光は太陽の中心コア内で主として水素の核融合反応によって生成される電磁波エネルギーで、太陽表面の光球から、彩層、コロナをへて放射されます。全放射の約２２億分の１が波長数１０-11ｍのγ線から１０5ｍの電波までさまざまな波長の電磁波として１億５０００万ｋｍのはるか彼方から地球に到達します。地上の太陽光は大気中のさまざまな分子による吸収や散乱の結果、２９０～３０００ｎｍのスペクトルとなります。太陽放射の大部分は可視放射（３８０～７８０ｎｍ：ＶＩＳ）と赤外放射（＞７８０ｎｍ：ＩＲ）で占められ、４００ｎｍより波長の短い紫外放射（ＵＶ）は全放射の５～６％にすぎません。さらに地表に届く紫外線（ＵＶ）の大部分は、ＵＶ-Ａ（４００～３２０ｎｍ）であり、全ＵＶに占めるＵＶ-Ｂ（３２０～２９０ｎｍ）は４％程度です。しかし、太陽放射の中のこのわずかなＵＶ-Ｂがあらゆる生命体、物体、生態系にさまざまな影響を与えているのです。
約４億２０００万年前に強力な太陽ＵＶを吸収するフィルターとして地球上空に形成された成層圏オゾン層が最近のわずか２０年間に、全球平均で３.４％／１０年の減少傾向にあるのはよく知られています。フロンなどによる成層圏オゾン層破壊がこのまま進み、地球上空からオゾンのベールがなくなって、ＵＶ-Ｂの増加が加速されたり、現在は地上に到達していない２９０ｎｍより短いＵＶ-Ｃまで地上に届くようになったら地上の生態系はどうなってしまうのでしょうか。しかし、太陽ＵＶ-ＢもＵＶ-Ａでさえ、測定をはじめとして生態系との関連研究など開始されたばかりの現状にあるのです。