Les propietats de l'ultraviolat depenen de la longitud d'ona i l'ultraviolat de diferents fonts difereix en l'espectre. Parlem de quines fonts UV i com utilitzar-les per maximitzar l'acció bactericida alhora que minimitzem els riscos d'efectes biològics indesitjables.
Arròs. 1. La foto no mostra la desinfecció amb radiació UVC, com podríeu pensar, sinó una formació en l'ús d'un vestit de protecció amb la detecció de taques luminiscents de fluids corporals d'entrenament en raigs UVA. UVA és un ultraviolat suau i no té efecte bactericida. Mantenir els ulls tancats és una mesura de seguretat raonable, ja que la làmpada fluorescent UVA d'ampli espectre que utilitzeu interfereix amb els UVB, que són perjudicials per als vostres ulls (Font: Simon Davis/DFID).
La longitud d'ona de la llum visible correspon a l'energia quàntica a la qual l'acció fotoquímica acaba de ser possible. Els quants de llum visible exciten reaccions fotoquímiques en un teixit fotosensible específic: a la retina.
L'ultraviolat és invisible, la seva longitud d'ona és més curta, la freqüència i l'energia del quàntic són més altes, la radiació és més dura, la varietat de reaccions fotoquímiques i efectes biològics és més gran.
L'ultraviolat es divideix en:
- Similar en propietats a la llum visible d'ona llarga/suau/a prop dels UVA (400…315 nm);
- Duresa mitjana - UVB (315 ... 280 nm);
- Ona curta / llunyana / dura - UVC (280 ... 100 nm).
L'efecte bactericida de la radiació ultraviolada
L'efecte bactericida l'exerceix l'ultraviolat dur - UVC, i en menor mesura l'ultraviolat de duresa mitjana - UVB. Segons la corba d'eficiència bactericida, es pot veure que només un rang estret de 230-300 nm, és a dir, aproximadament una quarta part del rang anomenat ultraviolat, té un efecte bactericida clar.
Arròs. 2 Corbes d'eficàcia bactericida de []
Quants amb longituds d'ona en aquest rang són absorbits pels àcids nucleics, la qual cosa condueix a la destrucció de l'estructura de l'ADN i l'ARN. A més de bactericides, és a dir, matar els bacteris, aquesta gamma té efectes virucides (antivirals), fungicides (antifúngics) i esporicides (mata les espores). S'està matant el virus SARS-CoV-2020 que conté ARN que va causar la pandèmia del 2.
L'efecte bactericida de la llum solar
L'efecte bactericida de la llum solar és relativament petit. Mirem l'espectre solar per sobre i per sota de l'atmosfera:
Arròs. 3. L'espectre de la radiació solar per sobre de l'atmosfera i al nivell del mar. La part més dura del rang ultraviolat no arriba a la superfície terrestre (prestat de la Viquipèdia).
Val la pena parar atenció a l'espectre superior a l'atmosfera destacat en groc. L'energia quàntica de la vora esquerra de l'espectre dels raigs solars supraatmosfèrics amb una longitud d'ona inferior a 240 nm correspon a l'energia d'enllaç químic de 5.1 eV a la molècula d'oxigen "O2". L'oxigen molecular absorbeix aquests quants, l'enllaç químic es trenca, es forma l'oxigen atòmic "O" que es torna a combinar en molècules d'oxigen "O2" i, parcialment, ozó "O3".
La UVC solar supraatmosfèrica produeix ozó a l'atmosfera superior, anomenat capa d'ozó. L'energia de l'enllaç químic a la molècula d'ozó és menor que a la molècula d'oxigen i, per tant, l'ozó absorbeix quants de menys energia que l'oxigen. I si l'oxigen només absorbeix UVC, aleshores la capa d'ozó absorbeix UVC i UVB. Resulta que el sol al final de la part ultraviolada de l'espectre genera ozó, i aquest ozó després absorbeix la major part de l'ultraviolat solar dur, protegint la Terra.
I ara, amb compte, parant atenció a les longituds d'ona i l'escala, combinem l'espectre solar amb l'espectre d'acció bactericida.
Arròs. 4 Espectre d'acció bactericida i espectre de radiació solar.
Es pot veure que l'efecte bactericida de la llum solar és insignificant. La part de l'espectre capaç d'exercir un efecte bactericida és gairebé completament absorbida per l'atmosfera. En diferents èpoques de l'any i en diferents latituds, la situació és lleugerament diferent, però qualitativament similar.
El perill dels ultraviolats
El cap d'un dels principals països va suggerir: "per curar la COVID-19, cal que introduïu la llum solar al cos". Tanmateix, la UV germicida destrueix l'ARN i l'ADN, inclosos els humans. Si "entrega la llum solar al cos" - una persona morirà.
L'epidermis, principalment l'estrat corni de les cèl·lules mortes, protegeix el teixit viu dels UVC. Per sota de la capa epidèrmica, només penetra menys de l'1% de la radiació UVC [OMS]. Les longituds d'ona UVB i UVA més llargues penetren més profundament.
Si no hi hagués ultraviolat solar, potser la gent no tindria epidermis i estrat corni, i la superfície del cos seria mucosa, com en els cargols. Però com que els humans van evolucionar sota el sol, només les superfícies protegides pel sol són lliseses. La més vulnerable és la superfície mucosa de l'ull, condicionadament protegida de la radiació ultraviolada solar per les parpelles, les pestanyes, les celles, la motilitat facial i l'hàbit de no mirar el sol.
Quan van aprendre per primera vegada com substituir la lent per una artificial, els oftalmòlegs es van enfrontar al problema de les cremades de la retina. Van començar a entendre els motius i van descobrir que una lent humana viva per a la radiació ultraviolada és opaca i protegeix la retina. Després d'això, van començar a fer que les lents artificials fossin opaques a l'ultraviolat.
La imatge de l'ull en llum ultraviolada il·lustra l'opacitat de la lent a la llum ultraviolada. No heu d'il·luminar el vostre propi ull amb llum ultraviolada, perquè amb el temps la lent es torna ennuvolada, fins i tot a causa de la dosi de llum ultraviolada acumulada al llarg dels anys, i cal substituir-la. Per tant, utilitzarem l'experiència de persones valentes que van deixar de banda la seguretat, van fer brillar els seus ulls amb una llanterna ultraviolada a una longitud d'ona de 365 nm i van publicar el resultat a YouTube.
Arròs. 5 Un fotograma del vídeo del canal de Youtube Kreosan.
Les llanternes ultravioletes (UVA) de 365 nm que indueixen la luminescència són populars. Comprat per adults, però inevitablement cau en mans dels nens. Els nens fan il·luminar aquestes llanternes als ulls, amb cura i durant molt de temps examinen el cristall lluminós. És desitjable prevenir aquestes accions. Si aquest és el cas, un pot tranquil·litzar-se que les cataractes en estudis amb ratolins són causades amb confiança per la irradiació de la lent UVB, però l'efecte catarrogènic dels UVA és inestable.].
No obstant això, es desconeix l'espectre exacte d'acció de la radiació ultraviolada sobre la lent. I tenint en compte que les cataractes són un efecte molt retardat, cal una certa intel·ligència per no fer brillar llum ultraviolada als ulls per endavant.
Les mucoses de l'ull s'inflamen relativament ràpidament sota la llum ultraviolada, això s'anomena fotoqueratitis i fotoconjuntivitis. Les mucoses es tornen vermelles i hi ha una sensació de "sorra als ulls". L'efecte s'esvaeix al cap d'uns dies, però les cremades repetides poden provocar un ennuvolat de la còrnia.
Les longituds d'ona que causen aquests efectes corresponen aproximadament a la funció de perill UV ponderada indicada a l'estàndard de seguretat fotobiològica [IEC 62471] i són aproximadament les mateixes que el rang germicida.
Arròs. 6 Espectres d'acció de la llum ultraviolada que causen fotoconjuntivitis i fotoqueratitis de [] i la funció ponderada de la pell UV actínica i el perill ocular de [].
Les dosis llindar per a fotoqueratitis i fotoconjuntivitis són de 50-100 J/m2, aquest valor no supera les dosis utilitzades per a la desinfecció. No funcionarà desinfectar la membrana mucosa de l'ull amb llum ultraviolada sense provocar inflamació.
L'eritema, és a dir, "cremades solars" és perillós ultraviolat en el rang de fins a 300 nm. Segons algunes fonts, la màxima eficiència espectral de l'eritema és a longituds d'ona d'uns 300 nm.]. La dosi mínima que provoca un eritema amb prou feines perceptible MED (Minimum Erythema Dose) per a diferents tipus de pell oscil·la entre 150 i 2000 J/m2. Per als residents del carril mitjà, es pot considerar que un valor EDR típic és d'uns 200…300 J/m2.
UVB en el rang de 280-320 nm, amb un màxim al voltant de 300 nm, causa càncer de pell. No hi ha una dosi llindar, més dosi - més risc, i l'efecte es retarda.
Arròs. 7 corbes d'acció UV que causen eritema i càncer de pell.
L'envelliment de la pell fotoinduït és causat per la llum ultraviolada en tot el rang de 200-400 nm. Hi ha una fotografia d'un camioner que va estar exposat a la radiació ultraviolada solar mentre conduïa, principalment al costat esquerre. El conductor tenia el costum de conduir amb la finestra del conductor baixada, però la part dreta de la seva cara estava protegida dels ultraviolats del sol pel parabrisa. La diferència en l'estat d'edat de la pell dels costats dret i esquerre és impressionant:
Arròs. 8 Fotografia d'un conductor que va conduir amb la finestra del conductor baixada durant 28 anys [].
Si calculem aproximadament que l'edat de la pell als diferents costats de la cara d'aquesta persona difereix en vint anys, i això és conseqüència del fet que durant aproximadament els mateixos vint anys un costat de la cara va ser il·luminat pel sol, i l'altre no, podem concloure amb cautela que un dia sota el sol obert és un dia i envelleix la pell.
A partir de dades de referència [] se sap que a les latituds mitjanes a l'estiu sota el sol directe, la dosi eritemàtica mínima de 200 J/m2 s'acumula en menys d'una hora. Comparant aquestes xifres amb la conclusió feta, es pot extreure una conclusió més: l'envelliment de la pell durant el treball periòdic i curt amb làmpades ultravioletes no és un perill significatiu.
Quanta llum ultraviolada es necessita per a la desinfecció
El nombre de microorganismes supervivents a les superfícies i a l'aire disminueix exponencialment amb l'augment de la dosi de radiació ultraviolada. Per exemple, la dosi que mata el 90% de Mycobacterium tuberculosis és de 10 J/m2. Dues d'aquestes dosis maten el 99%, tres dosis maten el 99,9%, i així successivament.
Arròs. 9 Dependència de la proporció de Mycobacterium tuberculosis supervivent de la dosi de radiació ultraviolada a una longitud d'ona de 254 nm.
La dependència exponencial és notable, ja que fins i tot una petita dosi mata la majoria dels microorganismes.
Entre els que figuren a [] microorganismes patògens més resistents a la salmonel·la ultraviolada. La dosi que mata el 90% dels seus bacteris és de 80 J/m2. Segons la revisió [Kowalski2020], la dosi mitjana que mata el 90% dels coronavirus és de 67 J/m2. Però per a la majoria de microorganismes, aquesta dosi no supera els 50 J/m2. A efectes pràctics, es pot recordar que la dosi estàndard que desinfecta amb un 90% d'eficiència és de 50 J/m2.
Segons la metodologia actual aprovada pel Ministeri de Salut de Rússia per a l'ús de la radiació ultraviolada per a la desinfecció de l'aire [] es requereix una eficiència màxima de desinfecció de "tres nou" o 99,9% per a quiròfans, maternitats, etc. Per a classes escolars, edificis públics, etc. "un nou" és suficient, és a dir, el 90% dels microorganismes destruïts. Això vol dir que, depenent de la categoria de l'habitació, n'hi ha prou d'una a tres dosis estàndard de 50 ... 150 J/m2.
Exemple d'estimació del temps d'exposició necessari: suposem que necessiteu desinfectar l'aire i les superfícies d'una habitació de 5 × 7 × 2,8 metres, per a la qual s'utilitza una làmpada Philips TUV de 30 W oberta.
La descripció tècnica de la làmpada indica un flux germicida de 12 W []. Idealment, tot el flux va estrictament a les superfícies desinfectades, però en una situació real, la meitat del flux serà inútil, per exemple, il·luminarà la paret darrere del llum de manera excessiva. Per tant, confiarem en un cabal útil de 6 watts. La superfície total irradiada de l'habitació és de 35 m2 de terra + 35 m2 de sostre + 67 m2 de parets, un total de 137 m2.
De mitjana, el flux de radiació bactericida cau a la superfície 6 W/137m2 = 0,044 W/m2. En una hora, és a dir, en 3600 segons, aquestes superfícies rebran una dosi de 0,044 W/m2 × 3600 s = 158 J/m2, o arrodonida 150 J/m2. Que correspon a tres dosis estàndard de 50 J / m2 o "tres nou" - 99,9% d'efectivitat bactericida, és a dir. requisits del quiròfan. I com que la dosi calculada, abans de caure a la superfície, passava pel volum de l'habitació, l'aire es desinfecta sense menys eficiència.
Si els requisits d'esterilitat són petits i n'hi ha prou amb "un nou", per a l'exemple considerat, es necessita un temps d'exposició tres vegades més curt, arrodonit 20 minuts.
Protecció contra UV
La principal mesura de protecció durant la desinfecció UV és abandonar el local. Estar a prop d'una làmpada UV que funciona, però mirar cap a un altre no ajudarà, els ulls mucosos encara estan irradiats.
Les ulleres de vidre poden ser una mesura parcial de protecció de les mucoses de l'ull. L'afirmació categòrica "el vidre no transmet ultraviolats" és incorrecta, passa fins a cert punt i les diferents marques de vidre són diferents. Però, en general, a mesura que la longitud d'ona disminueix, la transmitància disminueix i la UVC només es transmet efectivament pel vidre de quars. Les ulleres no són de quars en cap cas.
Podem dir amb seguretat que les lents de les ulleres marcades UV400 no deixen passar els ultraviolats.
Arròs. 10 Espectre de transmissió d'ulleres amb índexs UV380, UV400 i UV420. Imatge del lloc []
També és una mesura de protecció utilitzar fonts de la gamma UVC bactericides que no emeten potencialment perilloses, però no efectives per a la desinfecció, rangs UVB i UVA.
Fonts UV
Díodes UV
Els díodes ultraviolats (UVA) de 365 nm més comuns estan dissenyats per a "llanternes policials" que provoquen luminescència per detectar contaminants invisibles sense llum UV. La desinfecció amb aquests díodes no és possible (vegeu la figura 11).
Per a la desinfecció, es poden utilitzar díodes UVC de longitud d'ona curta amb una longitud d'ona de 265 nm. El cost d'un mòdul de díode que substituiria una làmpada germicida de mercuri és tres ordres de magnitud superior al cost d'una làmpada, de manera que a la pràctica aquestes solucions no s'utilitzen per a la desinfecció de grans àrees. Però hi ha dispositius compactes basats en díodes UV per a la desinfecció de petites zones: eines, telèfons, lesions cutànies, etc.
Làmpades de mercuri de baixa pressió
La làmpada de mercuri de baixa pressió és l'estàndard pel qual es comparen totes les altres fonts.
La part principal de l'energia de radiació del vapor de mercuri a baixa pressió en una descàrrega elèctrica cau en una longitud d'ona de 254 nm, que és ideal per a la desinfecció. Una petita part de l'energia s'emet a una longitud d'ona de 185 nm, que genera ozó intens. I una quantitat molt petita d'energia s'emet a altres longituds d'ona, inclosa la gamma visible.
A les làmpades fluorescents de mercuri de llum blanca convencionals, el vidre de la bombeta no transmet la radiació ultraviolada emesa pel vapor de mercuri. Però el fòsfor, una pols blanca a les parets del matràs, brilla en el rang visible sota l'acció de la radiació ultraviolada.
Les làmpades UVB o UVA estan disposades de manera similar, la bombeta de vidre no transmet pics de 185 nm i un pic de 254 nm, però el fòsfor sota l'acció de l'ultraviolada d'ona curta no emet llum visible, sinó ultraviolada d'ona llarga. . Són làmpades industrials. I com que l'espectre de les làmpades UVA és similar al sol, aquestes làmpades també s'utilitzen per bronzejar. La comparació de l'espectre amb la corba d'eficiència bactericida mostra que no és aconsellable utilitzar làmpades UVB i encara més UVA per a la desinfecció.
Arròs. 11 Comparació de la corba d'eficàcia germicida, l'espectre de la làmpada UVB, l'espectre de la llum de bronzejat UVA i l'espectre del díode de 365 nm. Els espectres de les làmpades estan extrets del lloc web de l'Associació Americana de Fabricants de Pintures [].
Tingueu en compte que l'espectre d'una làmpada fluorescent UVA és ampli i cobreix el rang UVB. L'espectre del díode de 365 nm és molt més estret, això és "UVA honest". Si es requereix UVA per induir luminescència amb finalitats decoratives o per detectar contaminació, utilitzar un díode és més segur que utilitzar una làmpada fluorescent ultraviolada.
Una làmpada bactericida de mercuri UVC de baixa pressió es diferencia de les fluorescents perquè no hi ha fòsfor a les parets de la bombeta i la bombeta transmet llum ultraviolada. La línia principal de 254 nm sempre es passa, mentre que la línia de generació d'ozó de 185 nm es pot deixar a l'espectre de la làmpada o eliminar-se amb una bombeta de vidre de transmissió selectiva.
Arròs. 12 El rang de radiació s'indica al marcatge de les làmpades UV. Una làmpada UVC germicida es pot reconèixer per l'absència de fòsfor a la bombeta.
L'ozó té un efecte bactericida addicional, però és un cancerígen, per tant, per no esperar que l'ozó s'estigui després de la desinfecció, s'utilitzen làmpades que no formen ozó sense una línia de 185 nm a l'espectre. Aquestes làmpades tenen un espectre gairebé perfecte: una línia principal amb una alta eficiència germicida de 254 nm, una radiació molt feble en els rangs ultraviolats no germicides i una petita radiació "senyal" en el rang visible.
Arròs. 13. L'espectre d'una làmpada de mercuri UVC de baixa pressió (proporcionada per la revista lumen2b.ru) es combina amb l'espectre de la radiació solar (de Wikipedia) i la corba d'eficàcia bactericida (de ESNA Lighting Handbook []).
La resplendor blava de les làmpades germicides permet veure que la làmpada de mercuri està encès i funciona. La resplendor és feble, i això crea una impressió enganyosa que és segur mirar el llum. No creiem que la radiació UVC sigui el 35-40% de la potència total consumida per la làmpada.
Arròs. 14 Una petita fracció de l'energia de radiació del vapor de mercuri es troba en el rang visible i és visible com una lleugera resplendor blava.
Una làmpada germicida de mercuri de baixa pressió té la mateixa base que una làmpada fluorescent convencional, però té una longitud diferent perquè la làmpada germicida no s'insereixi a les làmpades normals. La lluminària per a una làmpada germicida, a més de les dimensions, es distingeix pel fet que totes les peces de plàstic són resistents als UV, els cables UV estan tancats i no hi ha difusor.
Per a les necessitats germicides domèstiques, l'autor utilitza una làmpada germicida de 15 W, utilitzada prèviament per descontaminar la solució nutritiva d'una instal·lació hidropònica. El seu anàleg es pot trobar a la sol·licitud "esterilitzador UV d'aquari". Quan el llum està encès, s'allibera ozó, que no és bo, però és útil per desinfectar, per exemple, les sabates.
Arròs. 15 Làmpades de mercuri de baixa pressió amb bases de diversos tipus. Imatges del lloc web d'Aliexpress.
Làmpades de mercuri de mitjana i alta pressió
Un augment de la pressió de vapor de mercuri comporta una complicació de l'espectre, l'espectre s'expandeix i hi apareixen més línies, incloses les de longituds d'ona que generen ozó. La introducció d'additius al mercuri comporta una complicació encara més gran de l'espectre. Hi ha moltes varietats d'aquestes làmpades i l'espectre de cadascuna és especial.
Arròs. 16 Exemples d'espectres de làmpades de mercuri de mitjana i alta pressió
L'augment de la pressió redueix l'eficiència de la làmpada. Utilitzant l'exemple de la marca Aquafineuv, les làmpades de mitjana pressió a la zona UVC ja emeten un 15-18% de l'energia consumida, i no un 40% com a làmpades de baixa pressió. I el cost de l'equip per watt de flux UVC és més alt [].
La disminució de l'eficiència i l'augment del cost de la làmpada es compensa amb la compacitat. Per exemple, la desinfecció de l'aigua corrent o l'assecat del vernís aplicat a gran velocitat en la indústria de la impressió requereixen fonts compactes i potents, el cost unitari i l'eficiència no són importants. Però utilitzar aquest llum per a la desinfecció és incorrecte.
Irradiador UV d'un cremador DRL i una làmpada DRT
Hi ha una manera "folk" d'aconseguir una font potent d'ultraviolats de manera relativament econòmica. Estan sense ús, però encara es venen làmpades DRL de llum blanca de 125 ... 1000 W. En aquestes làmpades, a l'interior del matràs exterior hi ha un "cremador": una làmpada de mercuri d'alta pressió. Emet ultraviolada de banda ampla, que es retarda per la bombeta de vidre exterior, però fa que el fòsfor de les seves parets brilli. Si trenqueu el matràs exterior i connecteu el cremador a la xarxa mitjançant un accelerador estàndard, obtindreu un potent emissor de radiació ultraviolada de banda ampla.
Aquest emissor d'artesania té desavantatges: baixa eficiència en comparació amb les làmpades de baixa pressió, una gran proporció de radiació ultraviolada fora del rang bactericida i no podeu romandre a l'habitació durant algun temps després d'apagar la làmpada fins que l'ozó es decai o desapareix.
Però els avantatges són innegables: baix cost i gran potència amb dimensions compactes. La generació d'ozó també és un avantatge. L'ozó desinfecta les superfícies ombrejades que no estan exposades als raigs ultraviolats.
Arròs. 17 Un irradiador ultraviolat fet de làmpades DRL. La foto es publica amb el permís de l'autor, un dentista búlgar que utilitza aquest il·luminador a més d'una làmpada germicida estàndard Philips TUV 30W.
Fonts similars d'ultraviolats per a la desinfecció en forma de làmpades de mercuri d'alta pressió s'utilitzen en radiadors del tipus OUFK-01 "Solnyshko".
Per exemple, per a la popular làmpada DRT 125-1, el fabricant no publica l'espectre, però la documentació proporciona els següents paràmetres: intensitat d'irradiació a una distància d'1 m de la làmpada UVA - 0,98 W / m2, UVB - 0,83 W / m2, UVC – 0,72 W/m2, flux bactericida 8 W, i després de l'ús cal ventilar l'habitació des de l'ozó []. A una pregunta directa sobre la diferència entre un llum DRT i un cremador DRL, el fabricant va respondre al seu bloc que el DRT té un recobriment verd aïllant als càtodes.
Arròs. 18 Font d'ultraviolada de banda ampla - làmpada DRT-125
Segons les característiques declarades, es pot observar que l'espectre és de banda ampla amb una proporció gairebé igual de radiació en l'ultraviolat suau, mitjà i dur, inclòs el UVC dur que genera ozó. El flux germicida és del 6,4% de la potència d'entrada, és a dir, l'eficiència és 6 vegades menor que la d'una làmpada tubular de baixa pressió.
El fabricant no publica l'espectre d'aquesta làmpada, i la mateixa imatge amb l'espectre d'alguns DRT circula per Internet. Es desconeix la font original, però la proporció d'energia en els rangs UVC, UVB i UVA no es correspon amb la declarada per a la làmpada DRT-125. Per a la DRT, es declara una proporció aproximadament igual i l'espectre mostra que l'energia UVB és múltiple de l'energia UBC. I els UVA són molt superiors als UVB.
Arròs. 19. Espectre d'una làmpada d'arc de mercuri d'alta pressió, que sovint il·lustra l'espectre de DRT-125 àmpliament utilitzat amb finalitats mèdiques.
És evident que les làmpades amb diferents pressions i addicions de mercuri emeten de manera una mica diferent. També s'entén que el consumidor no informat tendeix a imaginar de manera independent les característiques i propietats desitjades del producte, adquireix confiança a partir dels seus propis supòsits i realitza una compra. I la publicació de l'espectre d'una làmpada particular provocarà discussions, comparacions i conclusions.
L'autor va comprar una vegada una unitat OUFK-01 amb una làmpada DRT-125 i la va utilitzar durant diversos anys per provar la resistència UV dels productes plàstics. Vaig irradiar dos productes alhora, un dels quals era un control fet de plàstic resistent als raigs UV, i vaig veure quin es tornava groc més ràpid. Per a aquesta aplicació, no és necessari conèixer la forma exacta de l'espectre, només és important que l'emissor sigui de banda ampla. Però, per què utilitzar l'ultraviolat de banda ampla si es requereix desinfecció?
A la cita de OUFK-01, s'indica que l'irradiador s'utilitza en processos inflamatoris aguts. És a dir, en els casos en què l'efecte positiu de la desinfecció de la pell supera el possible dany de la radiació ultraviolada de banda ampla. Evidentment, en aquest cas, és millor utilitzar ultraviolada de banda estreta, sense longituds d'ona en l'espectre que tinguin un efecte diferent al bactericida.
Desinfecció de l'aire
L'ultraviolat es reconeix com un mitjà insuficient per a la desinfecció de superfícies, ja que els raigs no poden penetrar on, per exemple, penetra l'alcohol. Però la llum ultraviolada desinfecta eficaçment l'aire.
En esternudar i tossir, es formen gotes d'uns pocs micròmetres de mida, que pengen a l'aire des de diversos minuts fins a diverses hores []. Els estudis de tuberculosi han demostrat que una sola gota d'aerosol és suficient per a la infecció.
Al carrer, estem relativament segurs a causa dels enormes volums i la mobilitat d'aire que poden dissipar i desinfectar qualsevol esternut amb el temps i la radiació solar. Fins i tot al metro, sempre que la proporció de persones infectades sigui petita, el volum total d'aire per persona infectada és alt i una bona ventilació fa que el risc de propagar la infecció sigui petit. El lloc més perillós durant les pandèmies de malalties transmeses per l'aire és l'ascensor. Per tant, cal posar en quarantena els esternuts i desinfectar l'aire dels espais públics amb una ventilació insuficient.
Recirculadors
Una de les opcions per a la desinfecció de l'aire són els recicladors UV tancats. Parlem d'un d'aquests recirculadors: Dezar 7, conegut per ser vist fins i tot a l'oficina de la primera persona de l'estat.
La descripció del recirculador diu que bufa 100 m3 per hora i està dissenyat per tractar una habitació amb un volum de 100 m3 (aproximadament 5 × 7 × 2,8 metres).
Tanmateix, la capacitat de desinfectar 100 m3 d'aire per hora no vol dir que l'aire d'una habitació de 100 m3 per hora sigui tractat amb la mateixa eficàcia. L'aire tractat dilueix l'aire brut, i d'aquesta forma entra una i altra vegada al recirculador. És fàcil construir un model matemàtic i calcular l'efectivitat d'aquest procés:
Arròs. 20 Influència del funcionament del recirculador UV en el nombre de microorganismes a l'aire d'una habitació sense ventilació.
Per reduir la concentració de microorganismes a l'aire en un 90%, el recirculador ha de funcionar durant més de dues hores. En absència de ventilació a l'habitació, això és possible. Però no hi ha habitacions amb gent i sense ventilació a la norma. Per exemple, [] prescriu un cabal d'aire exterior mínim per a la ventilació de 3 m3 per hora per 1 m2 de la superfície de l'apartament. La qual cosa correspon a una substitució completa d'aire una vegada per hora i fa inútil el treball del recirculador.
Si considerem un model no de mescla completa, sinó de dolls laminars que passen per una trajectòria complexa establerta a l'habitació i entren en ventilació, el benefici de desinfectar un d'aquests dolls és encara menor que en el model de mescla completa.
En qualsevol cas, un recirculador UV no és més útil que una finestra oberta.
Una de les raons de la baixa eficiència dels recirculadors és que l'efecte bactericida és extremadament petit en termes de cada watt de flux UV. El feix passa uns 10 centímetres a l'interior de la instal·lació, i després es reflecteix des de l'alumini amb un coeficient d'aproximadament k=0,7. Això significa que el recorregut efectiu de la biga dins de la instal·lació és d'aproximadament mig metre, després del qual s'absorbeix inútilment.
Arròs. 21. Un fotograma d'un vídeo de Youtube que mostra el desmuntatge del reciclador. Les làmpades germicides i una superfície reflectant d'alumini són visibles, reflectint l'ultraviolat molt pitjor que la llum visible.].
Un llum bactericida, penjat obertament a la paret de l'oficina de la clínica i encès pel metge segons el calendari, és moltes vegades més eficaç. Els raigs d'una làmpada oberta recorren diversos metres, primer desinfectant l'aire, i després també les superfícies.
Ventiladors d'aire a la part superior de l'habitació
A les sales d'hospital, on es localitzen constantment els pacients postrats en llit, de vegades s'utilitzen instal·lacions UV que irradien els fluxos d'aire circulant sota el sostre. El principal inconvenient d'aquestes instal·lacions és que la reixa que cobreix les làmpades només permet el pas de bigues que van estrictament en una direcció, absorbint més del 90% de la resta del cabal sense benefici.
També podeu bufar aire a través d'aquest irradiador per fer un recirculador alhora, però això no es fa, probablement a causa de la reticència a aconseguir un col·lector de pols a la sala.
Arròs. 22 Irradiador d'aire UV sota el sostre, imatge del lloc [].
Les reixes protegeixen les persones de l'habitació d'un corrent directe de radiació ultraviolada, però el corrent que passa per la reixeta colpeja el sostre i les parets i es reflecteix de manera difusa, amb una reflectància d'un 10%. L'habitació s'omple de radiació ultraviolada omnidireccional i les persones reben una dosi de radiació ultraviolada proporcional al temps que passa a l'habitació.
Revisors i autors
Revisors:
Artyom Balabanov, enginyer electrònic, desenvolupador de sistemes de curat UV;
Rumen Vasilev, Ph.D., enginyer d'il·luminació, Interlux OOD, Bulgària;
Vadim Grigorov, biofísic;
Stanislav Lermontov, enginyer d'il·luminació, Integrated Systems LLC;
Aleksey Pankrashkin, Ph.D., professor associat, Enginyeria d'il·luminació i fotònica de semiconductors, INTECH Engineering LLC;
Andrey Khramov, especialista en disseny d'il·luminació per a institucions mèdiques;
Vitaly Tsvirko, cap del Laboratori de proves d'il·luminació del TsSOT NAS de Bielorússia
autor: Anton Sharakshane, candidat de Ciències Físiques i Matemàtiques, enginyer d'il·luminació i biofísic, Primera Universitat Mèdica Estatal de Moscou. ELLS. Sechenov
Referències
Referències
[Airsteril]
[Aquafineuv]
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 DESINFECCIÓ D'AIRE ULTRAVIOLETA
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 Física de la radiació òptica i enginyeria il·luminadora. Part 10 Física de la radiació òptica i enginyeria de la il·luminació. Radiació fotobiològicament activa. Mides, símbols i espectres d'acció
[ESNA] ESNA Lighting Handbook, 9a edició. ed. Rea MS Illuminating Engineering Society of North America, Nova York, 2000
[IEC 62471] GOST R IEC 62471-2013 Làmpades i sistemes de làmpades. Seguretat biològica lleugera
[Kowalski2020] Wladyslaw J. Kowalski et al., 2020 COVID-19 Coronavirus Ultraviolet Susceptibility, DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
[Lisma]
[Productes químics de Mitsui]
[Nom]
[pintura]
[TUV]
[OMS] Organització Mundial de la Salut. Radiació ultraviolada: visió científica oficial dels efectes de la radiació UV sobre el medi ambient i la salut, amb referència a l'esgotament global de la capa d'ozó.
[Dezar]
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 Ús de radiació germicida ultraviolada per a la desinfecció de l'aire interior
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 Calefacció, ventilació i aire condicionat.
Font: www.habr.com