Ultraviolets egenskaber afhænger af bølgelængden, og ultraviolet fra forskellige kilder har et andet spektrum. Vi vil diskutere, hvilke kilder til ultraviolet lys, og hvordan man bruger dem for at maksimere den bakteriedræbende effekt og samtidig minimere risikoen for uønskede biologiske effekter.
Ris. 1. Billedet viser ikke desinfektion med UVC-stråling, som du måske tror, men træning i brugen af en beskyttelsesdragt med påvisning af selvlysende pletter af træning af kropsvæsker i UVA-stråler. UVA er en blød ultraviolet og virker ikke bakteriedræbende. At lukke øjnene er en rimelig sikkerhedsforanstaltning, da det brede spektrum af anvendte UVA-lysstofrør overlapper med UVB, som er skadeligt for synet (kilde Simon Davis/DFID).
Bølgelængden af synligt lys svarer til den kvanteenergi, hvor fotokemisk virkning netop bliver mulig. Kvanter af synligt lys sætter gang i fotokemiske reaktioner i et specifikt lysfølsomt væv - nethinden.
Ultraviolet er usynligt, dets bølgelængde er kortere, kvantets frekvens og energi er højere, strålingen er hårdere, og mangfoldigheden af fotokemiske reaktioner og biologiske effekter er større.
Ultraviolet adskiller sig i:
- Langbølgelængde/blød/nær UVA (400...315 nm) svarende i egenskaber til synligt lys;
- Middel hårdhed - UVB (315...280 nm);
- Kortbølget/langbølget/hårdt – UVC (280…100 nm).
Baktericid effekt af ultraviolet lys
En bakteriedræbende effekt udøves af hårdt ultraviolet lys - UVC, og i mindre grad af medium hårdt ultraviolet lys - UVB. Den bakteriedræbende effektivitetskurve viser, at kun et snævert område på 230...300 nm, det vil sige omkring en fjerdedel af området kaldet ultraviolet, har en klar bakteriedræbende effekt.
Ris. 2 bakteriedræbende effektivitetskurver fra []
Kvanter med bølgelængder i dette område absorberes af nukleinsyrer, hvilket fører til ødelæggelse af strukturen af DNA og RNA. Ud over at være bakteriedræbende, det vil sige at dræbe bakterier, har denne række virucidale (antivirale), svampedræbende (svampedræbende) og sporicide (dræbende sporer) virkninger. Dette inkluderer at dræbe RNA-viruset SARS-CoV-2020, som forårsagede 2-pandemien.
Den bakteriedræbende effekt af sollys
Den bakteriedræbende effekt af sollys er relativt lille. Lad os se på solspektret over og under atmosfæren:
Ris. 3. Spektrum af solstråling over atmosfæren og ved havoverfladen. Den hårdeste del af det ultraviolette område når ikke jordens overflade (lånt fra Wikipedia).
Det er værd at være opmærksom på det ovenfor atmosfæriske spektrum fremhævet med gult. Kvanteenergien i venstre kant af spektret af supra-atmosfæriske solstråler med en bølgelængde på mindre end 240 nm svarer til en kemisk bindingsenergi på 5.1 eV i oxygenmolekylet "O2". Molekylær oxygen absorberer disse kvanta, den kemiske binding brydes, atomart oxygen "O" dannes, som kombineres tilbage til molekyler af oxygen "O2" og delvist ozon "O3".
Solar supra-atmosfærisk UVC danner ozon i den øvre atmosfære, kaldet ozonlaget. Den kemiske bindingsenergi i et ozonmolekyle er lavere end i et iltmolekyle, og derfor absorberer ozon mængder af lavere energi end ilt. Og mens ilt kun absorberer UVC, absorberer ozonlaget UVC og UVB. Det viser sig, at solen genererer ozon helt i kanten af den ultraviolette del af spektret, og denne ozon absorberer så det meste af solens hårde ultraviolette stråling og beskytter Jorden.
Nu, omhyggeligt, idet vi er opmærksomme på bølgelængder og skala, vil vi kombinere solspektret med spektret af bakteriedræbende virkning.
Ris. 4 Spektrum af bakteriedræbende virkning og spektrum af solstråling.
Det kan ses, at den bakteriedræbende effekt af sollys er ubetydelig. Den del af spektret, der er i stand til at udøve en bakteriedræbende virkning, absorberes næsten fuldstændigt af atmosfæren. På forskellige tidspunkter af året og på forskellige breddegrader er situationen lidt anderledes, men kvalitativt ens.
Ultraviolet fare
Lederen af et af de store lande foreslog: "For at helbrede COVID-19 skal du bringe sollys ind i kroppen." Imidlertid ødelægger bakteriedræbende UV RNA og DNA, inklusive menneskelige. Hvis du "leverer sollys inde i kroppen", vil personen dø.
Epidermis, primært stratum corneum af døde celler, beskytter levende væv mod UVC. Under epidermallaget trænger kun mindre end 1 % af UVC-strålingen ind [WHO]. Længere UVB- og UVA-bølger trænger ind til større dybder.
Hvis der ikke var nogen ultraviolet solstråling, ville folk måske ikke have epidermis og stratum corneum, og overfladen af kroppen ville være slimet, ligesom snegle. Men da mennesker udviklede sig under solen, er det kun overflader, der er beskyttet mod solen, der er slimede. Den mest sårbare er øjets slimhindeoverflade, betinget beskyttet mod ultraviolet solstråling af øjenlåg, øjenvipper, øjenbryn, ansigtsmotorik og vanen med ikke at se på solen.
Da de først lærte at erstatte linsen med en kunstig, blev øjenlæger konfronteret med problemet med nethindeforbrændinger. De begyndte at forstå årsagerne og fandt ud af, at den levende menneskelige linse er uigennemsigtig for ultraviolet lys og beskytter nethinden. Herefter blev kunstige linser også gjort uigennemsigtige for ultraviolet lys.
Et billede af øjet i ultraviolette stråler illustrerer linsens opacitet over for ultraviolet lys. Du bør ikke belyse dit eget øje med ultraviolet lys, da linsen med tiden bliver uklar, herunder på grund af den dosis af ultraviolet lys, der er ophobet gennem årene, og skal udskiftes. Derfor vil vi bruge erfaringerne fra modige mennesker, der forsømte sikkerheden, lyste en ultraviolet lommelygte med en bølgelængde på 365 nm ind i deres øjne og lagde resultatet på YouTube.
Ris. 5 Still fra en video på Youtube-kanalen "Kreosan".
Luminescens-inducerende ultraviolette lommelygter med en bølgelængde på 365 nm (UVA) er populære. De købes af voksne, men falder uundgåeligt i hænderne på børn. Børn lyser disse lommelygter ind i deres øjne og ser omhyggeligt og længe på den glødende krystal. Det er tilrådeligt at forhindre sådanne handlinger. Hvis dette sker, kan du forsikre dig selv om, at grå stær i museundersøgelser pålideligt er forårsaget af UVB-bestråling af linsen, men den katarogene effekt af UVA er ustabil [].
Alligevel er det nøjagtige spektrum af virkning af ultraviolet lys på linsen ukendt. Og i betragtning af at grå stær er en meget forsinket effekt, har du brug for noget intelligens for ikke at skinne ultraviolet lys ind i dine øjne på forhånd.
Øjets slimhinder bliver relativt hurtigt betændt under ultraviolet stråling, dette kaldes fotokeratitis og fotokonjunktivitis. Slimhinderne bliver røde, og der kommer en følelse af "sand i øjnene". Effekten aftager efter et par dage, men gentagne forbrændinger kan føre til uklarhed af hornhinden.
Bølgelængderne, der forårsager disse effekter, svarer omtrent til den vægtede UV-farefunktion, der er angivet i den fotobiologiske sikkerhedsstandard [IEC 62471] og omtrent det samme som det bakteriedræbende område.
Ris. 6 spektre af ultraviolet stråling, der forårsager fotokonjunktivitis og fotokeratitis fra [] og en vægtet funktion af den aktiniske UV-fare for hud og øjne fra [].
Tærskeldoser for fotokeratitis og fotokonjunktivitis er 50-100 J/m2, denne værdi overstiger ikke de doser, der anvendes til desinfektion. Det vil ikke være muligt at desinficere øjets slimhinde med ultraviolet lys uden at forårsage betændelse.
Erytem, det vil sige "solskoldning", er farligt på grund af ultraviolet stråling i området op til 300 nm. Ifølge nogle kilder er den maksimale spektrale effektivitet af erytem ved bølgelængder på omkring 300 nm []. Den mindste dosis, der forårsager næppe mærkbar erytem MED (Minimum Erythema Dose) for forskellige hudtyper varierer fra 150 til 2000 J/m2. For beboere i midterzonen kan en typisk DER betragtes som en værdi på omkring 200...300 J/m2.
UVB i området 280-320 nm, med et maksimum omkring 300 nm, forårsager hudkræft. Der er ingen tærskeldosis; en højere dosis betyder en højere risiko, og effekten er forsinket.
Ris. 7 UV-virkningskurver, der forårsager erytem og hudkræft.
Fotoinduceret hudældning er forårsaget af ultraviolet stråling i hele området 200...400 nm. Der er et velkendt fotografi af en lastbilchauffør, der blev udsat for ultraviolet solstråling hovedsageligt på venstre side under kørslen. Chaufføren havde for vane at køre med førerruden rullet ned, men højre side af ansigtet var beskyttet mod solens ultraviolette stråling af forruden. Forskellen i hudens aldersrelaterede tilstand på højre og venstre side er imponerende:
Ris. 8 Foto af en chauffør, der kørte med førervinduet nede i 28 år [].
Hvis vi groft vurderer, at hudens alder på forskellige sider af denne persons ansigt adskiller sig med tyve år, og det er en konsekvens af, at den ene side af ansigtet i cirka de samme tyve år var oplyst af solen, og den anden var det ikke, kan vi forsigtigt konkludere, at en dag i den åbne sol er en dag og ælder huden.
Fra referencedata [] er det kendt, at på mellembreddegrader om sommeren under direkte sol akkumuleres den mindste erytemiske dosis på 200 J/m2 hurtigere end på en time. Ved at sammenligne disse tal med den dragede konklusion kan vi drage en anden konklusion: hudens aldring under periodisk og kortvarigt arbejde med ultraviolette lamper er ikke en væsentlig fare.
Hvor meget ultraviolet lys er nødvendigt til desinfektion?
Antallet af overlevende mikroorganismer på overflader og i luften falder eksponentielt med stigende ultraviolet strålingsdosis. For eksempel er den dosis, der dræber 90 % af mycobacterium tuberculosis, 10 J/m2. To sådanne doser dræber 99 %, tre doser dræber 99,9 % osv.
Ris. 9 Afhængighed af andelen af overlevende mycobacterium tuberculosis af dosis af ultraviolet stråling ved en bølgelængde på 254 nm.
Den eksponentielle afhængighed er bemærkelsesværdig ved, at selv en lille dosis dræber de fleste mikroorganismer.
Blandt dem, der er anført i [] patogene mikroorganismer, er Salmonella den mest modstandsdygtige over for ultraviolet stråling. Den dosis, der dræber 90 % af dens bakterier, er 80 J/m2. Ifølge anmeldelsen [Kowalski2020] er den gennemsnitlige dosis, der dræber 90 % af coronavirussen, 67 J/m2. Men for de fleste mikroorganismer overstiger denne dosis ikke 50 J/m2. Af praktiske årsager kan du huske, at standarddosis, der desinficerer med 90 % effektivitet, er 50 J/m2.
Ifølge den nuværende metode godkendt af det russiske sundhedsministerium til brug af ultraviolet stråling til luftdesinfektion [] maksimal desinfektionseffektivitet på “tre ni” eller 99,9 % er påkrævet for operationsstuer, fødestuer osv. Til skoleklasser, offentlige bygninger mv. "one ni" er tilstrækkeligt, det vil sige 90% af de ødelagte mikroorganismer. Det betyder, at afhængigt af rummets kategori er fra én til tre standarddoser på 50...150 J/m2 tilstrækkelige.
Et eksempel på estimering af den nødvendige bestrålingstid: Lad os sige, at det er nødvendigt at desinficere luften og overfladerne i et rum, der måler 5 × 7 × 2,8 meter, hvortil der bruges en Philips TUV 30W åben lampe.
Den tekniske beskrivelse af lampen angiver et bakteriedræbende flow på 12 W []. I et ideelt tilfælde går hele flowet strengt til de overflader, der desinficeres, men i en reel situation vil halvdelen af flowet gå til spilde uden fordel, for eksempel vil det oplyse væggen bag lampen med overdreven intensitet. Derfor vil vi regne med et brugbart flow på 6 watt. Det samlede bestrålede areal i rummet er gulv 35 m2 + loft 35 m2 + vægge 67 m2, i alt 137 m2.
I gennemsnit er fluxen af bakteriedræbende stråling, der falder på overfladen, 6 W/137 m2 = 0,044 W/m2. På en time, det vil sige på 3600 sekunder, vil disse overflader modtage en dosis på 0,044 W/m2 × 3600 s = 158 J/m2, eller cirka 150 J/m2. Hvilket svarer til tre standarddoser på 50 J/m2 eller “tre ni” - 99,9 % bakteriedræbende effektivitet, dvs. krav til operationsstuen. Og da den beregnede dosis, før den faldt på overfladen, passerede gennem rummets rumfang, blev luften desinficeret med ikke mindre effektivitet.
Hvis kravene til sterilitet er små, og "en ni" er nok, kræves der for det betragtede eksempel tre gange mindre bestrålingstid - cirka 20 minutter.
UV beskyttelse
Den vigtigste beskyttelsesforanstaltning under ultraviolet desinfektion er at forlade rummet. Det hjælper ikke at være i nærheden af en fungerende UV-lampe, men kigge væk, øjnenes slimhinder er stadig bestrålet.
Glasbriller kan være en delvis foranstaltning til at beskytte øjnenes slimhinder. Det kategoriske udsagn "glas transmitterer ikke ultraviolet stråling" er forkert; til en vis grad gør det det, og forskellige glasmærker gør det på forskellige måder. Men generelt, når bølgelængden falder, falder transmittansen, og UVC transmitteres effektivt kun af kvartsglas. Brilleglas er i hvert fald ikke kvarts.
Vi kan trygt sige, at brilleglas mærket UV400 ikke transmitterer ultraviolet stråling.
Ris. 10 Transmissionsspektrum af brilleglas med indeks UV380, UV400 og UV420. Billede fra hjemmeside []
En beskyttelsesforanstaltning er også brugen af kilder af det bakteriedræbende UVC-område, der ikke udsender potentielt farlige, men ikke effektive til desinfektion, UVB- og UVA-områder.
Ultraviolette kilder
UV dioder
De mest almindelige 365 nm ultraviolette dioder (UVA) er designet til "politilygter", der producerer luminescens for at detektere forurenende stoffer, der er usynlige uden ultraviolet. Desinfektion med sådanne dioder er umulig (se fig. 11).
Til desinfektion kan anvendes kortbølgede UVC-dioder med en bølgelængde på 265 nm. Omkostningerne ved et diodemodul, der ville erstatte en kviksølvbakteriedræbende lampe, er tre størrelsesordener højere end prisen på lampen, så i praksis bruges sådanne løsninger ikke til at desinficere store områder. Men kompakte enheder, der bruger UV-dioder, dukker op til desinfektion af små områder - instrumenter, telefoner, hudlæsioner osv.
Lavtryks kviksølvlamper
Lavtrykskviksølvlampen er standarden, som alle andre kilder sammenlignes med.
Hovedandelen af strålingsenergien fra kviksølvdamp ved lavt tryk i en elektrisk udladning falder på bølgelængden på 254 nm, ideel til desinfektion. En lille del af energien udsendes ved en bølgelængde på 185 nm, som intensivt genererer ozon. Og meget lidt energi udsendes ved andre bølgelængder, inklusive det synlige område.
I konventionelle kviksølvlysstofrør med hvidt lys transmitterer pærens glas ikke ultraviolet stråling udsendt af kviksølvdampe. Men fosforet, et hvidt pulver på kolbens vægge, lyser i det synlige område under påvirkning af ultraviolet lys.
UVB- eller UVA-lamper er designet på en lignende måde, glaspæren transmitterer ikke 185 nm peak og 254 nm peak, men fosforen under påvirkning af kortbølget ultraviolet stråling udsender ikke synligt lys, men langbølget ultraviolet stråling. Det er lamper til tekniske formål. Og da spektret af UVA-lamper ligner solens, bruges sådanne lamper også til garvning. Sammenligning af spektret med den bakteriedræbende effektivitetskurve viser, at det er uhensigtsmæssigt at bruge UVB- og især UVA-lamper til desinfektion.
Ris. 11 Sammenligning af den bakteriedræbende effektivitetskurve, spektret af en UVB-lampe, spektret af en UVA-garvelampe og spektret af en 365 nm diode. Lampespektre taget fra American Paint Manufacturers Associations hjemmeside [].
Bemærk, at spektret af en UVA-fluorescerende lampe er bredt og dækker UVB-området. Spektret af 365 nm dioden er meget smallere, dette er "ærlig UVA". Hvis UVA er påkrævet for at producere luminescens til dekorative formål eller for at detektere forurenende stoffer, er det sikrere at bruge en diode end at bruge en ultraviolet fluorescerende lampe.
En lavtryks UVC-kviksølvbakteriedræbende lampe adskiller sig fra lysstofrør ved, at der ikke er fosfor på pærens vægge, og pæren transmitterer ultraviolet lys. Hovedlinjen på 254 nm transmitteres altid, og den ozongenererende 185 nm-linje kan efterlades i lampens spektrum eller fjernes af en glaspære med selektiv transmission.
Ris. 12 Emissionsområdet er angivet på mærkningen af ultraviolette lamper. En UVC bakteriedræbende lampe kan genkendes på fraværet af fosfor på pæren.
Ozon har en yderligere bakteriedræbende effekt, men er et kræftfremkaldende stof, for ikke at vente på, at ozon eroderer efter desinfektion, anvendes ikke-ozon-dannende lamper uden 185 nm-linjen i spektret. Disse lamper har et næsten ideelt spektrum - en hovedlinje med en høj bakteriedræbende effektivitet på 254 nm, meget svag stråling i de ikke-baktericide ultraviolette områder og en lille "signal"-stråling i det synlige område.
Ris. 13. Spektret af en lavtryks UVC kviksølvlampe (leveret af magasinet lumen2b.ru) er kombineret med spektret af solstråling (fra Wikipedia) og den bakteriedræbende effektivitetskurve (fra ESNA Lighting Handbook []).
Det blå skær fra bakteriedræbende lamper giver dig mulighed for at se, at kviksølvlampen er tændt og virker. Gløden er svag, og det giver det misvisende indtryk, at det er sikkert at se på lampen. Vi føler ikke, at stråling i UVC-området tegner sig for 35...40% af den samlede effekt, som lampen bruger.
Ris. 14 En lille brøkdel af strålingsenergien fra kviksølvdampe er i det synlige område og er synligt som et svagt blåt skær.
En lavtryks bakteriedræbende kviksølvlampe har samme fod som et almindeligt lysstofrør, men er lavet i en anden længde, så den bakteriedræbende lampe ikke sættes ind i almindelige lamper. Lampen til den bakteriedræbende lampe er ud over dens dimensioner kendetegnet ved, at alle plastdele er modstandsdygtige over for ultraviolet stråling, ledningerne fra den ultraviolette er dækket, og der er ingen diffuser.
Til baktericide behov i hjemmet bruger forfatteren en 15 W bakteriedræbende lampe, som tidligere blev brugt til at desinficere næringsopløsningen i en hydroponisk installation. Dens analog kan findes ved at søge efter "aquarium uv sterilisator". Når lampen virker, frigives der ozon, hvilket ikke er godt, men nyttigt til at desinficere for eksempel sko.
Ris. 15 Lavtryks kviksølvlamper med forskellige typer sokkel. Billeder fra Aliexpress hjemmeside.
Mellem- og højtryks kviksølvlamper
En stigning i kviksølvdamptryk fører til et mere komplekst spektrum; spektret udvides og flere linjer vises i det, herunder ved ozon-genererende bølgelængder. Introduktionen af additiver i kviksølv fører til en endnu større kompleksitet af spektret. Der er mange varianter af sådanne lamper, og spektret af hver er specielt.
Ris. 16 Eksempler på spektre af mellem- og højtrykskviksølvlamper
Forøgelse af trykket reducerer lampens effektivitet. Med Aquafineuv-mærket som eksempel udsender mellemtryks UVC-lamper 15-18 % af strømforbruget, og ikke 40 % som lavtrykslamper. Og prisen på udstyr pr. watt UVC-flow er højere [].
Faldet i effektivitet og stigningen i prisen på lampen kompenseres af dens kompakthed. For eksempel kræver desinfektion af rindende vand eller tørring af lak påført med høj hastighed ved trykning kompakte og kraftfulde kilder; specifikke omkostninger og effektivitet er ligegyldige. Men det er forkert at bruge en sådan lampe til desinfektion.
UV-bestråler lavet af en DRL-brænder og en DRT-lampe
Der er en "folkelig" måde at opnå en kraftig ultraviolet kilde på relativt billigt. De er ved at gå ud af brug, men hvidt lys DRL lamper på 125...1000 W sælges stadig. I disse lamper er der inde i den ydre kolbe en "brænder" - en højtrykskviksølvlampe. Det udsender bredbånds ultraviolet lys, som blokeres af den ydre glaspære, men får fosforet på dens vægge til at gløde. Hvis du knækker den ydre kolbe og tilslutter brænderen til netværket gennem en standard choker, får du en kraftig bredbånds ultraviolet emitter.
En sådan hjemmelavet emitter har ulemper: lav effektivitet sammenlignet med lavtrykslamper, en stor del af ultraviolet stråling er uden for det bakteriedræbende område, og du kan ikke blive i rummet i nogen tid efter at have slukket lampen, indtil ozonen går i opløsning eller forsvinder.
Men fordelene er også ubestridelige: lav pris og høj effekt i en kompakt størrelse. En af fordelene er dannelsen af ozon. Ozon vil desinficere skraverede overflader, der ikke udsættes for ultraviolette stråler.
Ris. 17 Ultraviolet stråler lavet af DRL-lamper. Billedet er offentliggjort med tilladelse fra forfatteren, en bulgarsk tandlæge, der bruger denne bestråler ud over standard Philips TUV 30W bakteriedræbende lampe.
Lignende ultraviolette kilder til desinfektion i form af højtrykskviksølvlamper bruges i bestrålingsapparater af typen OUFK-01 "Solnyshko".
For eksempel for den populære lampe "DRT 125-1" offentliggør producenten ikke spektret, men giver parametrene i dokumentationen: bestrålingsintensitet i en afstand på 1 m fra lampen UVA - 0,98 W/m2, UVB - 0,83 W/m2, UVC – 0,72 W/m2, bakteriedræbende flow 8 W, og efter brug kræves ventilation af rummet fra ozon []. Som svar på et direkte spørgsmål om forskellen mellem en DRT-lampe og en DRL-brænder, svarede producenten i sin blog, at DRT'en har en isolerende grøn belægning på katoderne.
Ris. 18 Bredbånds ultraviolet kilde - DRT-125 lampe
Ifølge de angivne karakteristika er det klart, at spektret er bredbånd med en næsten lige stor andel af stråling i blød, medium og hård ultraviolet, inklusive den ozon-genererende hårde UVC. Det bakteriedræbende flow er 6,4 % af strømforbruget, det vil sige effektiviteten er 6 gange mindre end en lavtryksrørlampe.
Producenten offentliggør ikke spektret af denne lampe, og det samme billede med spektret af en af DRT'erne cirkulerer på internettet. Den oprindelige kilde er ukendt, men energiforholdet i UVC-, UVB- og UVA-områderne svarer ikke til dem, der er deklareret for DRT-125-lampen. For DRT angives et nogenlunde lige forhold, og spektret viser, at UVB-energien er mange gange større end UBC-energien. Og i UVA er det mange gange højere end i UVB.
Ris. 19. Spektrum af en højtrykskviksølvbuelampe, som oftest illustrerer spektret af DRT-125, der er meget udbredt til medicinske formål.
Det er tydeligt, at lamper med forskellige tryk og kviksølvadditiver udsender lidt forskelligt. Det er også klart, at en uoplyst forbruger er tilbøjelig til selvstændigt at forestille sig de ønskede egenskaber og egenskaber ved et produkt, opnå tillid baseret på sine egne antagelser og foretage et køb. Og offentliggørelsen af spektret af en bestemt lampe vil forårsage diskussioner, sammenligninger og konklusioner.
Forfatteren købte engang en OUFK-01-installation med en DRT-125-lampe og brugte den i flere år til at teste plastprodukters UV-bestandighed. Jeg bestrålede to produkter på samme tid, hvoraf det ene var en kontrol, der var lavet af ultraviolet-resistent plastik, og så på, hvilken der ville gulne hurtigere. For en sådan anvendelse er kendskab til den nøjagtige form af spektret ikke nødvendig, det er kun vigtigt, at emitteren er bredbånd. Men hvorfor bruge bredbånds ultraviolet lys, hvis desinfektion er påkrævet?
Formålet med OUFK-01 angiver, at irradiatoren anvendes til akutte inflammatoriske processer. Det vil sige i tilfælde, hvor den positive effekt af huddesinfektion overstiger den mulige skade ved bredbånds ultraviolet stråling. Naturligvis er det i dette tilfælde bedre at bruge smalbåndet ultraviolet, uden bølgelængder i spektret, der har en anden virkning end bakteriedræbende.
Luftdesinfektion
Ultraviolet lys betragtes som et utilstrækkeligt middel til at desinficere overflader, da strålerne ikke kan trænge igennem, hvor for eksempel alkohol trænger ind. Men ultraviolet lys desinficerer effektivt luften.
Når man nyser og hoster, dannes der små dråber på flere mikrometer, som hænger i luften fra flere minutter til flere timer []. Tuberkuloseundersøgelser har vist, at en enkelt aerosoldråbe er nok til at forårsage infektion.
På gaden er vi relativt sikre på grund af luftens enorme mængder og mobilitet, som kan sprede og desinficere ethvert nys med tiden og solstråling. Selv i metroen, mens andelen af smittede er lille, er den samlede luftmængde per smittet person stor, og god ventilation gør risikoen for smittespredning lille. Det farligste sted under en luftbåren sygdomspandemi er en elevator. Derfor skal de, der nyser, i karantæne, og luften i offentlige rum med utilstrækkelig ventilation skal desinficeres.
Recirkulatorer
En af mulighederne for luftdesinfektion er lukkede UV-genbrugere. Lad os diskutere en af disse recirkulatorer - "Dezar 7", kendt for at blive set selv på kontoret til den første person i staten.
Beskrivelsen af recirkulatoren siger, at den blæser 100 m3 i timen og er designet til at behandle et rum med et volumen på 100 m3 (ca. 5 × 7 × 2,8 meter).
Evnen til at desinficere 100 m3 luft i timen betyder dog ikke, at luften i et 100 m3 rum i timen bliver behandlet lige så effektivt. Den behandlede luft fortynder den snavsede luft, og i denne form kommer den ind i recirkulatoren igen og igen. Det er nemt at bygge en matematisk model og beregne effektiviteten af en sådan proces:
Ris. 20 Indflydelsen af driften af en UV-recirkulator på antallet af mikroorganismer i luften i et rum uden ventilation.
For at reducere koncentrationen af mikroorganismer i luften med 90 % skal recirkulatoren arbejde i mere end to timer. Hvis der ikke er ventilation i rummet, er dette muligt. Men der er normalt ingen rum med mennesker og uden ventilation. F.eks, [] foreskriver en minimum udeluftmængde for ventilation på 3 m3 pr. time pr. 1 m2 lejlighedsareal. Dette svarer til en fuldstændig udskiftning af luft en gang i timen og gør driften af recirkulatoren ubrugelig.
Hvis vi betragter modellen ikke af fuldstændig blanding, men af laminære stråler, der passerer langs en stabil kompleks bane i rummet og går ind i ventilationen, er fordelen ved at desinficere en af disse stråler endnu mindre end i modellen med fuldstændig blanding.
Under alle omstændigheder er en UV-recirkulator ikke mere nyttig end et åbent vindue.
En af grundene til recirkulatorernes lave effektivitet er, at den bakteriedræbende effekt er ekstremt lille i forhold til hver watt UV-flow. Strålen bevæger sig omkring 10 centimeter inde i installationen og reflekteres derefter fra aluminium med en koefficient på omkring k = 0,7. Det betyder, at strålens effektive vej inde i installationen er omkring en halv meter, hvorefter den absorberes uden gavn.
Ris. 21. Stillet fra en YouTube-video, der viser genbrugeren blive demonteret. Der er synlige bakteriedræbende lamper og en reflekterende aluminiumsoverflade, som reflekterer ultraviolet stråling meget værre end synligt lys [].
En bakteriedræbende lampe, som hænger åbent på væggen på et klinikkontor og tændes af en læge efter en tidsplan, er mange gange mere effektiv. Strålerne fra en åben lampe bevæger sig flere meter og desinficerer først luften og derefter overflader.
Luftbestrålere i den øverste del af rummet
På hospitalsafdelinger, hvor sengeliggende patienter konstant er til stede, bruges UV-enheder nogle gange til at bestråle cirkulerende luftstrømme under loftet. Den største ulempe ved sådanne installationer er, at gitteret, der dækker lamperne, kun tillader stråler, der passerer strengt i én retning og absorberer mere end 90% af den resterende strøm uden fordel.
Du kan desuden blæse luft gennem en sådan stråler for at skabe en recirkulator på samme tid, men dette gøres ikke, sandsynligvis på grund af modvilje mod at have en støvakkumulator i rummet.
Ris. 22 Loftmonteret UV-luftbestråler, billede fra stedet [].
Gitrene beskytter personer i rummet mod den direkte strøm af ultraviolet stråling, men strømmen, der passerer gennem gitteret, rammer loftet og væggene og reflekteres diffust med en refleksionskoefficient på omkring 10%. Rummet er fyldt med omnidirektionel ultraviolet stråling, og folk modtager en dosis ultraviolet stråling, der er proportional med den tid, de bruger i rummet.
Anmeldere og forfatter
Anmeldere:
Artyom Balabanov, elektronikingeniør, udvikler af UV-hærdningssystemer;
Rumen Vasilev, Ph.D., belysningsingeniør, OOD "Interlux", Bulgarien;
Vadim Grigorov, biofysiker;
Stanislav Lermontov, lysingeniør, Complex Systems LLC;
Alexey Pankrashkin, Ph.D., lektor, halvlederlysteknik og fotonik, INTECH Engineering LLC;
Andrey Khramov, specialist i lysdesign til medicinske institutioner;
Vitaly Tsvirko, leder af belysningstestlaboratoriet "TSSOT NAS of Belarus"
Forfatter: Anton Sharakshane, Ph.D., lysingeniør og biofysiker, First Moscow State Medical University opkaldt efter. DEM. Sechenov
RЎSЃS <P "RєRё
RЎSЃS <P "RєRё
[Airsteril]
[Aquafineuv]
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 ULTRAVIOLET LUFTDESINFEKTION
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 Optisk strålingsfysik og belysningsteknik. Del 10: Fotobiologisk effektiv stråling, mængder, symboler og aktionsspektrum. Fysik af optisk stråling og lysteknik. Fotobiologisk aktiv stråling. Dimensioner, symboler og handlingsspektre
[ESNA] ESNA Lighting Handbook, 9. udgave. udg. Rea MS Illuminating Engineering Society of North America, New York, 2000
[IEC 62471] GOST R IEC 62471-2013 Lamper og lampesystemer. Fotobiologisk sikkerhed
[Kowalski2020] Wladyslaw J. Kowalski et al., 2020 COVID-19 Coronavirus Ultraviolet Susceptibility, DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
[Lisma]
[Mitsui kemikalier]
[Nejm]
[Maling]
[TUV]
[WHO] Verdenssundhedsorganisationen. Ultraviolet stråling: En formel videnskabelig gennemgang af miljø- og sundhedsvirkningerne af UV-stråling med reference til global ozonnedbrydning.
[Kære]
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 Anvendelse af ultraviolet bakteriedræbende stråling til desinfektion af indeluft
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 Varme, ventilation og aircondition.
Kilde: www.habr.com