Svojstva ultraljubičastog zračenja zavise od talasne dužine, a ultraljubičasto zračenje različitih izvora razlikuje se u spektru. Hajde da razgovaramo o tome koji UV izvori i kako ih koristiti za maksimiziranje baktericidnog djelovanja uz minimiziranje rizika od neželjenih bioloških efekata.
Rice. 1. Na fotografiji nije prikazana dezinfekcija UVC zračenjem, kao što mislite, već trening u korišćenju zaštitnog odela sa detekcijom luminiscentnih tačaka treninga telesnih tečnosti u UVA zracima. UVA je meko ultraljubičasto i nema baktericidno dejstvo. Držanje očiju zatvorenih je razumna sigurnosna mjera, jer UVA fluorescentna lampa širokog spektra koju koristite ometa UVB, što je štetno za vaše oči (Izvor: Simon Davis/DFID).
Talasna dužina vidljive svjetlosti odgovara kvantnoj energiji pri kojoj fotohemijsko djelovanje tek postaje moguće. Kvanti vidljive svjetlosti pobuđuju fotokemijske reakcije u specifičnom fotoosjetljivom tkivu - u retini.
Ultraljubičasto je nevidljivo, njegova talasna dužina je kraća, frekvencija i energija kvanta su veće, zračenje je teže, raznovrsnost fotohemijskih reakcija i bioloških efekata je veća.
Ultraljubičasto se dijeli na:
- Sličan po svojstvima vidljivoj svjetlosti dugotalasna/meka/bliska UVA (400…315 nm);
- Srednja tvrdoća - UVB (315 ... 280 nm);
- Kratkotalasni / daleko / tvrdi - UVC (280 ... 100 nm).
Baktericidno dejstvo ultraljubičastog zračenja
Baktericidno dejstvo ima tvrdo ultraljubičasto - UVC, au manjoj meri ultraljubičasto srednje tvrdoće - UVB. Prema krivulji baktericidne efikasnosti, može se vidjeti da samo uski raspon od 230-300 nm, odnosno oko četvrtine opsega koji se naziva ultraljubičasto, ima jasno baktericidno djelovanje.
Rice. 2 krivulje baktericidne efikasnosti iz []
Kvante sa talasnim dužinama u ovom opsegu apsorbuju nukleinske kiseline, što dovodi do uništenja strukture DNK i RNK. Osim baktericidnog, odnosno ubijanja bakterija, ovaj asortiman ima virucidno (antivirusno), fungicidno (antifungalno) i sporicidno (ubijanje spora) djelovanje. Uključujući i virus SARS-CoV-2020 koji sadrži RNA, koji je izazvao pandemiju 2., ubija se.
Baktericidno dejstvo sunčeve svetlosti
Baktericidno dejstvo sunčeve svetlosti je relativno malo. Pogledajmo solarni spektar iznad i ispod atmosfere:
Rice. 3. Spektar sunčevog zračenja iznad atmosfere i na nivou mora. Najtvrđi dio ultraljubičastog opsega ne dopire do površine zemlje (pozajmljeno sa Wikipedije).
Vrijedi obratiti pažnju na iznadatmosferski spektar označen žutom bojom. Kvantna energija lijevog ruba spektra supraatmosferskih sunčevih zraka s talasnom dužinom manjom od 240 nm odgovara energiji hemijske veze od 5.1 eV u molekulu kiseonika "O2". Molekularni kiseonik apsorbuje ove kvante, hemijska veza se raskida, formira se atomski kiseonik "O", koji se ponovo spaja u molekule kiseonika "O2" i, delimično, ozon "O3".
Solarni supraatmosferski UVC proizvodi ozon u gornjoj atmosferi, koja se naziva ozonski omotač. Energija hemijske veze u molekulu ozona je niža nego u molekuli kiseonika, pa stoga ozon apsorbuje kvante manje energije od kiseonika. A ako kiseonik apsorbuje samo UVC, onda ozonski omotač apsorbuje UVC i UVB. Ispostavilo se da sunce na samom kraju ultraljubičastog dijela spektra stvara ozon, a ovaj ozon tada apsorbira većinu tvrdog sunčevog ultraljubičastog, štiteći Zemlju.
A sada, pažljivo, obraćajući pažnju na valne dužine i razmjere, spojimo sunčev spektar sa spektrom baktericidnog djelovanja.
Rice. 4 Spektar baktericidnog djelovanja i spektar sunčevog zračenja.
Vidi se da je baktericidni efekat sunčeve svetlosti neznatan. Atmosfera gotovo u potpunosti apsorbira dio spektra koji može imati baktericidni učinak. U različito doba godine i na različitim geografskim širinama, situacija je malo drugačija, ali kvalitativno slična.
Opasnost od ultraljubičastog zračenja
Šef jedne od najvećih zemalja predložio je: "da biste izliječili COVID-19, potrebno je da sunčevu svjetlost dovedete u tijelo." Međutim, germicidno UV uništava RNA i DNK, uključujući i ljudske. Ako "isporuči sunčevu svjetlost u tijelo" - osoba će umrijeti.
Epiderma, prvenstveno stratum corneum od mrtvih ćelija, štiti živo tkivo od UVC. Ispod epidermalnog sloja, samo manje od 1% UVC zračenja prodire [WHO]. Duže UVB i UVA talasne dužine prodiru dublje.
Da nema solarnog ultraljubičastog, možda ljudi ne bi imali epidermu i rožnati sloj, a površina tijela bi bila sluzava, kao kod puževa. Ali pošto su ljudi evoluirali pod suncem, ljigave su samo površine zaštićene od sunca. Najranjivija je sluzna površina oka, uslovno zaštićena od sunčevog ultraljubičastog zračenja kapcima, trepavicama, obrvama, pokretljivošću lica i navikom da se ne gleda u sunce.
Kada su prvi put naučili kako zamijeniti sočivo umjetnim, oftalmolozi su se suočili s problemom opekotina retine. Počeli su shvaćati razloge i otkrili da je živo ljudsko sočivo za ultraljubičasto zračenje neprozirno i štiti mrežnicu. Nakon toga su počeli praviti umjetna sočiva neprozirna za ultraljubičasto.
Slika oka u ultraljubičastom svjetlu ilustrira neprozirnost sočiva prema ultraljubičastom svjetlu. Ne biste trebali osvjetljavati vlastito oko ultraljubičastim svjetlom, jer vremenom sočivo postaje zamućeno, uključujući i zbog doze ultraljubičastog svjetla nakupljene godinama, i treba ga zamijeniti. Stoga ćemo iskoristiti iskustvo hrabrih ljudi koji su zanemarili sigurnost, obasjali oči ultraljubičastom baterijskom lampom na talasnoj dužini od 365 nm, a rezultat objavili na YouTube-u.
Rice. 5 Kadr iz videa Kreosan Youtube kanala.
Popularne su 365 nm ultraljubičaste (UVA) baterijske lampe koje induciraju luminescenciju. Kupuju ga odrasli, ali neminovno pada u ruke djece. Djeca sijaju ove baterijske lampe u oči, pažljivo i dugo promatraju svijetleći kristal. Poželjno je spriječiti takve radnje. Ako je to slučaj, možete se uvjeriti da je katarakta u ispitivanjima na miševima sigurno uzrokovana UVB zračenjem sočiva, ali je katarogeni učinak UVA nestabilan [].
Pa ipak, tačan spektar djelovanja ultraljubičastog zračenja na sočivo je nepoznat. A s obzirom na to da je katarakta vrlo odloženi efekat, potrebna je određena količina inteligencije da ne biste unaprijed usmjerili ultraljubičasto svjetlo u oči.
Sluzokoža oka se relativno brzo upali pod ultraljubičastim svjetlom, to se naziva fotokeratitis i fotokonjunktivitis. Sluzokože postaju crvene, a javlja se i osjećaj "pijeska u očima". Efekat nestaje nakon nekoliko dana, ali ponovljene opekotine mogu dovesti do zamućenja rožnjače.
Talasne dužine koje uzrokuju ove efekte otprilike odgovaraju ponderiranoj funkciji opasnosti od UV zračenja datoj u fotobiološkom sigurnosnom standardu [IEC 62471] i približno su iste kao germicidni raspon.
Rice. 6 Spektri djelovanja ultraljubičaste svjetlosti koja uzrokuje fotokonjunktivitis i fotokeratitis iz [] i ponderirana funkcija aktinične UV opasnosti za kožu i oči od [].
Granične doze za fotokeratitis i fotokonjunktivitis su 50-100 J/m2, ova vrijednost ne prelazi doze koje se koriste za dezinfekciju. Neće uspjeti dezinficirati sluznicu oka ultraljubičastim svjetlom bez izazivanja upale.
Eritem, odnosno "opekotine od sunca" je opasno ultraljubičasto u opsegu do 300 nm. Prema nekim izvorima, maksimalna spektralna efikasnost eritema je na talasnim dužinama od oko 300 nm []. Minimalna doza koja uzrokuje jedva primjetan eritem MED (Minimum Erythema Dose) za različite tipove kože kreće se od 150 do 2000 J/m2. Za stanovnike srednje trake, tipična EDR vrijednost može se smatrati oko 200…300 J/m2.
UVB u rasponu od 280-320 nm, sa maksimumom oko 300 nm, uzrokuje rak kože. Ne postoji granična doza, veća doza - veći rizik, a učinak je odgođen.
Rice. 7 UV krivulja djelovanja uzrokuju eritem i rak kože.
Fotoindukovano starenje kože uzrokovano je ultraljubičastim svjetlom u cijelom rasponu od 200-400 nm. Postoji fotografija kamiondžije koji je tokom vožnje bio izložen sunčevom ultraljubičastom zračenju, uglavnom na lijevoj strani. Vozač je imao običaj da vozi sa spuštenim prozorom, ali mu je desnu stranu lica od ultraljubičastog sunca štitilo vetrobransko staklo. Razlika u starosnom stanju kože na desnoj i lijevoj strani je impresivna:
Rice. 8 Fotografija vozača koji je vozio sa spuštenim prozorom 28 godina [].
Ako grubo procijenimo da se starost kože na različitim stranama lica ove osobe razlikuje za dvadesetak godina, a to je posljedica činjenice da je otprilike istih dvadesetak godina jedna strana lica bila obasjana suncem, a drugi nije, možemo oprezno zaključiti da je dan pod otvorenim suncem jedan dan i stari kožu.
Iz referentnih podataka [] poznato je da se u srednjim geografskim širinama ljeti pod direktnim suncem minimalna eritemska doza od 200 J/m2 akumulira za manje od sat vremena. Upoređujući ove brojke sa izvedenim zaključkom, može se izvući još jedan zaključak - starenje kože tokom periodičnog i kratkog rada sa ultraljubičastim lampama ne predstavlja značajnu opasnost.
Koliko je ultraljubičastog svjetla potrebno za dezinfekciju
Broj preživjelih mikroorganizama na površinama iu zraku se eksponencijalno smanjuje s povećanjem doze ultraljubičastog zračenja. Na primjer, doza koja ubija 90% Mycobacterium tuberculosis je 10 J/m2. Dvije takve doze ubijaju 99%, tri doze ubijaju 99,9% i tako dalje.
Rice. 9 Ovisnost udjela preživjelih Mycobacterium tuberculosis od doze ultraljubičastog zračenja na talasnoj dužini od 254 nm.
Eksponencijalna zavisnost je izuzetna po tome što čak i mala doza ubija većinu mikroorganizama.
Među onima navedenima u [] patogeni mikroorganizmi najotporniji na ultraljubičastu salmonelu. Doza koja ubija 90% njegovih bakterija je 80 J/m2. Prema pregledu [Kowalski2020], prosječna doza koja ubija 90% koronavirusa je 67 J/m2. Ali za većinu mikroorganizama ova doza ne prelazi 50 J/m2. U praktične svrhe, može se zapamtiti da je standardna doza koja dezinficira sa 90% efikasnosti 50 J/m2.
Prema trenutnoj metodologiji koju je odobrilo Ministarstvo zdravlja Rusije za korištenje ultraljubičastog zračenja za dezinfekciju zraka [] maksimalna efikasnost dezinfekcije "tri devetke" ili 99,9% potrebna je za operacione sale, porodilišta itd. Za školske časove, javne zgrade itd. Dovoljna je „jedna devetka“, odnosno 90% uništenih mikroorganizama. To znači da su, ovisno o kategoriji prostorije, dovoljne jedna do tri standardne doze od 50 ... 150 J/m2.
Primer procene potrebnog vremena ekspozicije: Recimo da treba da dezinfikujete vazduh i površine u prostoriji dimenzija 5 × 7 × 2,8 metara, za šta se koristi jedna otvorena lampa Philips TUV 30W.
Tehnički opis lampe ukazuje na germicidni fluks od 12 W []. U idealnom slučaju, cijeli tok ide striktno na dezinficirane površine, ali u stvarnoj situaciji polovina protoka će biti beskorisna, na primjer, pretjerano će osvjetljavati zid iza lampe. Stoga ćemo se osloniti na koristan protok od 6 vati. Ukupna ozračena površina u prostoriji je 35 m2 poda + 35 m2 plafona + 67 m2 zidova, ukupno 137 m2.
U prosjeku, fluks baktericidnog zračenja pada na površinu 6 W/137m2 = 0,044 W/m2. Za sat vremena, odnosno za 3600 sekundi, ove površine će dobiti dozu od 0,044 W/m2 × 3600 s = 158 J/m2, odnosno zaokruženo 150 J/m2. Što odgovara tri standardne doze od 50 J/m2 ili "tri devetke" - 99,9% baktericidne efikasnosti, tj. zahtjevi operacione sale. A budući da je izračunata doza, prije nego što padne na površinu, prošla kroz volumen prostorije, zrak se dezinficira ništa manje efikasno.
Ako su zahtjevi za sterilitetom mali i dovoljna je "jedna devetka", za razmatrani primjer potrebno je tri puta kraće vrijeme ekspozicije - zaokruženih 20 minuta.
UV zaštita
Glavna zaštitna mjera tokom UV dezinfekcije je napuštanje prostorija. Biti blizu UV lampe koja radi, ali gledanje u stranu neće pomoći, sluzokože očiju su i dalje ozračene.
Staklene naočare mogu biti djelomična mjera zaštite sluzokože oka. Kategorična tvrdnja „staklo ne propušta ultraljubičasto“ je netačna, donekle prolazi, a različite marke stakla su različite. Ali generalno, kako se talasna dužina smanjuje, propusnost se smanjuje, a UVC se efikasno prenosi samo kvarcnim staklom. Naočale za naočare ni u kom slučaju nisu kvarcne.
Sa sigurnošću možemo reći da sočiva naočara sa oznakom UV400 ne propuštaju ultraljubičasto.
Rice. 10 Spektar propuštanja naočara sa indeksima UV380, UV400 i UV420. Slika sa sajta []
Takođe je zaštitna mjera korištenje izvora baktericidnog UVC spektra koji ne emituju potencijalno opasne, ali nisu učinkovite za dezinfekciju, UVB i UVA opsege.
UV izvori
UV diode
Najčešće 365nm ultraljubičaste (UVA) diode su za "policijske svjetiljke" koje uzrokuju luminescenciju za otkrivanje zagađivača nevidljivih bez UVA. Dezinfekcija takvim diodama nije moguća (vidi sliku 11).
Za dezinfekciju se mogu koristiti kratkotalasne UVC diode sa talasnom dužinom od 265 nm. Cijena diodnog modula koji bi zamijenila živinu germicidnu lampu je tri reda veličine veća od cijene lampe, pa se u praksi takva rješenja ne koriste za dezinfekciju velikih površina. Ali postoje kompaktni uređaji na bazi UV dioda za dezinfekciju malih površina - alata, telefona, lezija kože itd.
Živine lampe niskog pritiska
Živina lampa niskog pritiska je standard po kojem se upoređuju svi drugi izvori.
Glavni dio energije zračenja pare živine pri niskom tlaku u električnom pražnjenju pada na valnu dužinu od 254 nm, što je idealno za dezinfekciju. Mali dio energije emituje se na talasnoj dužini od 185 nm, što stvara intenzivan ozon. I vrlo mala količina energije se emituje na drugim talasnim dužinama, uključujući vidljivi opseg.
U konvencionalnim živinim fluorescentnim lampama bijelog svjetla, staklo sijalice ne propušta ultraljubičasto zračenje koje emituje živina para. Ali fosfor, bijeli prah na zidovima tikvice, svijetli u vidljivom opsegu pod djelovanjem ultraljubičastog zračenja.
UVB ili UVA lampe su raspoređene na sličan način, staklena sijalica ne emituje vrhove od 185 nm i vrh od 254 nm, ali fosfor pod dejstvom kratkotalasnog ultraljubičastog ne emituje vidljivu svetlost, već dugotalasnu ultraljubičastu . Ovo su industrijske lampe. A budući da je spektar UVA lampi sličan suncu, takve lampe se koriste i za sunčanje. Poređenje spektra sa krivom baktericidne efikasnosti pokazuje da nije preporučljivo koristiti UVB lampe, a još više UVA za dezinfekciju.
Rice. 11 Poređenje krive germicidne efikasnosti, spektra UVB lampe, spektra UVA lampe za sunčanje i spektra dioda od 365nm. Spektri lampi su preuzeti sa web stranice Američkog udruženja proizvođača boja [].
Imajte na umu da je spektar UVA fluorescentne lampe širok i pokriva UVB opseg. Spektar diode od 365 nm je mnogo uži, ovo je "pošteni UVA". Ako je UVA potreban za izazivanje luminescencije u dekorativne svrhe ili za otkrivanje kontaminacije, korištenje diode je sigurnije nego korištenje ultraljubičaste fluorescentne lampe.
UVC živina baktericidna lampa niskog pritiska razlikuje se od fluorescentnih po tome što nema fosfora na zidovima sijalice, a sijalica propušta ultraljubičasto svjetlo. Glavna linija od 254 nm se uvijek propušta, dok se linija za generiranje ozona od 185 nm može ostaviti u spektru lampe ili ukloniti selektivnom transmisijskom staklenom sijalicom.
Rice. 12 Opseg zračenja je naznačen na oznakama UV lampe. Germicidna UVC lampa može se prepoznati po odsustvu fosfora na sijalici.
Ozon ima dodatno baktericidno djelovanje, ali je kancerogen, pa se, kako se ne bi čekalo da ozon odgori nakon dezinfekcije, koriste lampe koje ne stvaraju ozon bez linije od 185 nm u spektru. Ove lampe imaju gotovo savršen spektar - glavnu liniju sa visokom germicidnom efikasnošću od 254 nm, vrlo slabo zračenje u negermicidnom ultraljubičastom opsegu i malo "signalno" zračenje u vidljivom opsegu.
Rice. 13. Spektar UVC živine lampe niskog pritiska (dostavljen od časopisa lumen2b.ru) je kombinovan sa spektrom sunčevog zračenja (sa Wikipedije) i krivuljom baktericidne efikasnosti (iz ESNA Lighting Handbook-a []).
Plavi sjaj baktericidnih lampi omogućava vam da vidite da je živina lampa uključena i da radi. Sjaj je slab, a to stvara varljiv utisak da je bezbedno gledati u lampu. Ne smatramo da je UVC zračenje 35-40% ukupne snage koju troši lampa.
Rice. 14 Mali dio energije zračenja živine pare je u vidljivom opsegu i vidljiv je kao blagi plavi sjaj.
Germicidna živina lampa niskog pritiska ima istu osnovu kao i konvencionalna fluorescentna lampa, ali je napravljena drugačije dužine tako da se germicidna lampa ne ubacuje u obične lampe. Svetiljku za germicidnu lampu, osim po dimenzijama, odlikuje činjenica da su svi plastični dijelovi otporni na UV zračenje, da su UV žice zatvorene i da nema difuzora.
Za kućne germicidne potrebe, autor koristi germicidnu lampu od 15 W, koja se prethodno koristila za dekontaminaciju hranljivog rastvora hidroponske instalacije. Njegov analog se može naći na zahtjev "uv sterilizator akvarija". Kada je lampa upaljena, oslobađa se ozon, što nije dobro, ali je korisno za dezinfekciju, na primjer, obuće.
Rice. 15 Živine sijalice niskog pritiska sa postoljem raznih tipova. Slike sa sajta Aliexpress.
Živine sijalice srednjeg i visokog pritiska
Povećanje pritiska živine pare dovodi do komplikacije spektra, spektar se širi i u njemu se pojavljuje više linija, uključujući i one na talasnim dužinama koje stvaraju ozon. Uvođenje aditiva u živu dovodi do još veće komplikacije spektra. Postoji mnogo varijanti takvih lampi, a spektar svake je poseban.
Rice. 16 Primjeri spektra živinih lampi srednjeg i visokog pritiska
Povećanje pritiska smanjuje efikasnost lampe. Na primjeru brenda Aquafineuv, lampe srednjeg pritiska u UVC području već emituju 15-18% potrošene energije, a ne 40% kao lampe niskog pritiska. A cijena opreme po vatu UVC protoka je veća [].
Smanjenje efikasnosti i povećanje cijene lampe nadoknađuje se kompaktnošću. Na primjer, dezinfekcija tekuće vode ili sušenje lakova nanesenog velikom brzinom u štamparskoj industriji zahtijevaju kompaktne i moćne izvore, jedinična cijena i efikasnost nisu bitni. Ali korištenje takve lampe za dezinfekciju nije ispravno.
UV ozračivač iz DRL gorionika i DRT lampe
Postoji "narodni" način da se relativno jeftino dobije moćan izvor ultraljubičastog zračenja. Izlaze iz upotrebe, ali se i dalje prodaju DRL lampe od 125 ... 1000 W bijelog svjetla. U ovim lampama, unutar vanjske bočice nalazi se "gorionik" - živina lampa visokog pritiska. On emituje širokopojasno ultraljubičasto zračenje, koje odgađa vanjska staklena sijalica, ali uzrokuje da fosfor na njenim zidovima svijetli. Ako razbijete vanjsku tikvicu i spojite plamenik na mrežu preko standardnog gasa, dobit ćete moćni emiter širokopojasnog ultraljubičastog zračenja.
Takav ručni emiter ima nedostatke: nisku efikasnost u odnosu na lampe niskog pritiska, veliki udio ultraljubičastog zračenja izvan baktericidnog opsega, a ne možete ostati u prostoriji neko vrijeme nakon što se lampa isključi dok se ozon ne raspadne ili nestaje.
Ali prednosti su neosporne: niska cijena i velika snaga s kompaktnim dimenzijama. Generisanje ozona je takođe plus. Ozon dezinficira zasjenjene površine koje nisu izložene ultraljubičastim zracima.
Rice. 17 Ultraljubičasti ozračivač napravljen od DRL lampe. Fotografija je objavljena uz dozvolu autora, bugarskog stomatologa koji koristi ovaj iluminator kao dodatak standardnoj Philips TUV 30W germicidnoj lampi.
Slični izvori ultraljubičastog zračenja za dezinfekciju u obliku živinih lampi visokog pritiska koriste se u ozračivačima tipa OUFK-01 "Solnyshko".
Na primjer, za popularnu lampu DRT 125-1 proizvođač ne objavljuje spektar, ali dokumentacija daje sljedeće parametre: intenzitet zračenja na udaljenosti od 1 m od lampe UVA - 0,98 W / m2, UVB - 0,83 W / m2, UVC – 0,72 W/m2, baktericidni fluks 8 W, a nakon upotrebe potrebna je ventilacija prostorije od ozona []. Na direktno pitanje o razlici između DRT lampe i DRL plamenika, proizvođač je na svom blogu odgovorio da DRT ima izolacijski zeleni premaz na katodi.
Rice. 18 Izvor širokopojasnog ultraljubičastog zračenja - lampa DRT-125
Prema deklarisanim karakteristikama, vidi se da je spektar širokopojasni sa skoro jednakim udjelom zračenja u mekom, srednjem i tvrdom ultraljubičastom, uključujući i tvrdi UVC koji stvara ozon. Germicidni fluks je 6,4% ulazne snage, odnosno efikasnost je 6 puta manja od one cijevne lampe niskog pritiska.
Proizvođač ne objavljuje spektar ove lampe, a internetom kruži ista slika sa spektrom nekog DRT-a. Originalni izvor je nepoznat, ali omjer energije u UVC, UVB i UVA opsegu ne odgovara onima deklariranim za lampu DRT-125. Za DRT je deklarisan približno jednak omjer, a spektar pokazuje da je UVB energija višestruka od UBC energije. A UVA je mnogo veća od UVB.
Rice. 19. Spektar živine lučne lampe visokog pritiska, koja najčešće ilustruje spektar DRT-125 koji se široko koristi u medicinske svrhe.
Jasno je da lampe s različitim pritiscima i dodatkom žive emituju nešto drugačije. Također se podrazumijeva da neupućeni potrošač ima tendenciju da samostalno zamisli željene karakteristike i svojstva proizvoda, stekne povjerenje na osnovu vlastitih pretpostavki i izvrši kupovinu. A objavljivanje spektra određene lampe će izazvati rasprave, poređenja i zaključke.
Autor je jednom kupio jedinicu OUFK-01 sa lampom DRT-125 i koristio je nekoliko godina za testiranje UV otpornosti plastičnih proizvoda. Ozračio sam dva proizvoda u isto vrijeme, od kojih je jedan bio kontrolni od plastike otporne na UV zračenje, i gledao koji će brže požutjeti. Za takvu primenu nije potrebno poznavanje tačnog oblika spektra, važno je samo da emiter bude širokopojasni. Ali zašto koristiti širokopojasno ultraljubičasto zračenje ako je potrebna dezinfekcija?
U imenovanju OUFK-01, naznačeno je da se iradijator koristi u akutnim upalnim procesima. Odnosno, u slučajevima kada je pozitivan učinak dezinfekcije kože veći od moguće štete od širokopojasnog ultraljubičastog zračenja. Očigledno je da je u ovom slučaju bolje koristiti uskopojasno ultraljubičasto, bez valnih dužina u spektru koje imaju drugačiji učinak od baktericidnog.
Dezinfekcija vazduha
Ultraljubičasto je prepoznato kao nedovoljno sredstvo za dezinfekciju površina, jer zraci ne mogu prodrijeti tamo gdje, na primjer, prodire alkohol. Ali ultraljubičasto svetlo efikasno dezinfikuje vazduh.
Prilikom kihanja i kašljanja stvaraju se kapljice veličine nekoliko mikrometara koje u zraku vise od nekoliko minuta do nekoliko sati []. Studije o tuberkulozi su pokazale da je jedna kap aerosola dovoljna za infekciju.
Na ulici smo relativno sigurni zbog ogromnih količina i pokretljivosti zraka koji vremenom i sunčevim zračenjem mogu rastjerati i dezinficirati svako kijanje. Čak i u metrou, sve dok je udio zaraženih mali, ukupna količina zraka po zaraženoj osobi je velika, a dobra ventilacija smanjuje rizik od širenja infekcije. Najopasnije mjesto tokom pandemije bolesti koje se prenose zrakom je lift. Zbog toga kijalice treba staviti u karantin, a vazduh u javnim prostorima sa nedovoljnom ventilacijom treba dezinfikovati.
Recirkulatori
Jedna od opcija za dezinfekciju vazduha su zatvoreni UV reciklaži. Hajde da razgovaramo o jednom od ovih recirkulatora - Dezar 7, poznatom po tome što se može videti čak i u kancelariji prvog čoveka države.
Opis recirkulatora kaže da puše 100 m3 na sat i da je dizajniran za obradu prostorije zapremine 100 m3 (približno 5 × 7 × 2,8 metara).
Međutim, mogućnost dezinfekcije 100 m3 vazduha na sat ne znači da će se vazduh u prostoriji od 100 m3 na sat tretirati tako efikasno. Tretirani zrak razrjeđuje prljavi zrak i u tom obliku iznova i iznova ulazi u recirkulator. Lako je izgraditi matematički model i izračunati efikasnost takvog procesa:
Rice. 20 Utjecaj rada UV recirkulacije na broj mikroorganizama u zraku prostorije bez ventilacije.
Da bi se koncentracija mikroorganizama u vazduhu smanjila za 90%, recirkulator treba da radi više od dva sata. U nedostatku ventilacije u prostoriji, to je moguće. Ali u normi nema soba sa ljudima i bez ventilacije. Npr, [] propisuje minimalni protok vanjskog zraka za ventilaciju od 3 m3 na sat po 1 m2 površine stana. Što odgovara potpunoj zamjeni zraka jednom na sat i čini rad recirkulatora beskorisnim.
Ako uzmemo u obzir model ne punog miješanja, već laminarnih mlazova koji prolaze duž utvrđene složene putanje u prostoriji i idu u ventilaciju, korist od dezinfekcije jednog od ovih mlaznica je još manja nego kod modela punog miješanja.
U svakom slučaju, UV recirkulator nije ništa korisniji od otvorenog prozora.
Jedan od razloga niske efikasnosti recirkulatora je taj što je baktericidni efekat izuzetno mali u smislu svakog wata UV fluksa. Snop prolazi oko 10 centimetara unutar instalacije, a zatim se odbija od aluminijuma sa koeficijentom od oko k=0,7. To znači da je efektivna putanja snopa unutar instalacije oko pola metra, nakon čega se beskorisno upija.
Rice. 21. Okvir sa Youtube videa koji prikazuje rastavljanje reciklera. Vidljive su germicidne lampe i aluminijska reflektirajuća površina, koja reflektira ultraljubičasto mnogo lošije od vidljive svjetlosti [].
Višestruko je efikasnija baktericidna lampa, koja otvoreno visi na zidu u ordinaciji klinike i koju lekar pali po rasporedu. Zraci otvorene lampe putuju nekoliko metara, prvo dezinfikujući vazduh, a zatim i površine.
Ventilatori zraka u gornjem dijelu prostorije
U bolničkim odeljenjima, u kojima se stalno nalaze ležeći pacijenti, ponekad se koriste UV instalacije koje zrače cirkulišuće vazdušne tokove ispod plafona. Glavni nedostatak ovakvih instalacija je što rešetka koja pokriva lampe propušta samo snopove koji idu striktno u jednom smjeru, apsorbirajući više od 90% ostatka protoka bez koristi.
Možete dodatno uduvati vazduh kroz takav ozračivač da bi se u isto vreme napravio recirkulator, ali to se ne radi, verovatno zbog nespremnosti da se u odeljenje dobije sabirač prašine.
Rice. 22 Ispod plafona UV zračenje, slika sa sajta [].
Rešetke štite ljude u prostoriji od direktnog toka ultraljubičastog zračenja, ali mlaz koji je prošao kroz rešetku udara u plafon i zidove i difuzno se reflektuje, sa refleksijom od oko 10%. Soba je ispunjena svesmjernim ultraljubičastim zračenjem i ljudi primaju dozu ultraljubičastog zračenja proporcionalnu vremenu provedenom u prostoriji.
Recenzenti i autori
Recenzenti:
Artyom Balabanov, inženjer elektronike, programer sistema UV očvršćavanja;
Rumen Vasilev, dr., inženjer rasvjete, Interlux OOD, Bugarska;
Vadim Grigorov, biofizičar;
Stanislav Lermontov, inženjer rasvjete, Integrated Systems LLC;
Aleksej Pankraškin, dr., vanredni profesor, Inženjering poluprovodničke rasvete i fotonika, INTECH Engineering LLC;
Andrey Khramov, specijalista za dizajn rasvjete za medicinske ustanove;
Vitalij Tsvirko, šef laboratorije za ispitivanje rasvjete TsSOT NAS Bjelorusije
Autor: Anton Sharakshane, kandidat fizičko-matematičkih nauka, inženjer rasvjete i biofizičar, Prvi Moskovski državni medicinski univerzitet. NJIH. Sechenov
reference
reference
[Airsteril]
[Aquafineuv]
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 ULTRAVIOLIČNA DEZINFEKCIJA ZRAKA
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 Fizika optičkog zračenja i tehnika osvetljenja. 10. dio Fizika optičkog zračenja i rasvjete. Fotobiološki aktivno zračenje. Veličine, simboli i spektri djelovanja
[ESNA] ESNA priručnik za rasvjetu, 9. izdanje. ed. Rea MS Illuminating Engineering Society of North America, New York, 2000
[IEC 62471] GOST R IEC 62471-2013 Lampe i sistemi lampi. Lagana biološka sigurnost
[Kowalski2020] Wladyslaw J. Kowalski et al., 2020 COVID-19 Coronavirus Osjetljivost na ultraljubičasto zračenje, DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
[lisma]
[Mitsui hemikalije]
[ime]
[boja]
[TUV]
[WHO] Svjetska zdravstvena organizacija. Ultraljubičasto zračenje: Zvanični naučni pregled efekata UV zračenja na životnu sredinu i zdravlje, s obzirom na globalno oštećenje ozona.
[Dezar]
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 Upotreba ultraljubičastog germicidnog zračenja za dezinfekciju zraka u zatvorenom prostoru
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 Grijanje, ventilacija i klimatizacija.
izvor: www.habr.com