Ultraviolettkiirguse omadused sõltuvad lainepikkusest ja erinevatest allikatest pärinev ultraviolettkiirgus on erineva spektriga. Arutame, millised ultraviolettvalguse allikad ja kuidas neid kasutada, et maksimeerida bakteritsiidset toimet, minimeerides samas soovimatute bioloogiliste mõjude riske.
Riis. 1. Fotol on näha mitte UVC-kiirgusega desinfitseerimine, nagu arvata võiks, vaid kaitseülikonna kasutamise treenimine koos treeninguvedelike luminestsentslaikude tuvastamisega UVA-kiirtes. UVA on pehme ultraviolettkiirgus ja sellel ei ole bakteritsiidset toimet. Silmade sulgemine on mõistlik ettevaatusabinõu, kuna kasutatavate UVA-luminofoorlampide lai spekter kattub UVB-ga, mis kahjustab nägemist (allikas Simon Davis/DFID).
Nähtava valguse lainepikkus vastab kvantenergiale, mille juures saab fotokeemiline toime just võimalikuks. Nähtavad valguskvandid erutavad fotokeemilisi reaktsioone konkreetses valgustundlikus koes – võrkkestas.
Ultraviolett on nähtamatu, selle lainepikkus on lühem, kvanti sagedus ja energia suurem, kiirgus karmim ning fotokeemiliste reaktsioonide ja bioloogiliste mõjude mitmekesisus suurem.
Ultraviolett erineb:
- Pikalainepikkus/pehme/lähedane UVA (400...315 nm) omadustelt sarnane nähtava valgusega;
- Keskmine kõvadus - UVB (315...280 nm);
- Lühilaine/piklaine/kõva – UVC (280…100 nm).
Ultraviolettkiirguse bakteritsiidne toime
Bakteritsiidset toimet avaldab kõva ultraviolettvalgus - UVC ja vähemal määral keskmise kõva ultraviolettvalgus - UVB. Bakteritsiidse efektiivsuse kõver näitab, et ainult kitsas vahemikus 230...300 nm ehk umbes veerand vahemikust, mida nimetatakse ultraviolettkiirguseks, on selge bakteritsiidse toimega.
Riis. 2 Bakteritsiidse efektiivsuse kõverad alates []
Selles vahemikus olevad lainepikkustega kvantid neelavad nukleiinhapped, mis viib DNA ja RNA struktuuri hävimiseni. Lisaks sellele, et see on bakteritsiidne, st tapab baktereid, on sellel tootesarjal ka virutsiidne (viirusevastane), fungitsiidne (seenevastane) ja sporitsiidne (spoore hävitav) toime. See hõlmab RNA viiruse SARS-CoV-2020 tapmist, mis põhjustas 2. aasta pandeemia.
Päikesevalguse bakteritsiidne toime
Päikesevalguse bakteritsiidne toime on suhteliselt väike. Vaatame päikesespektrit atmosfääri kohal ja all:
Riis. 3. Päikese kiirguse spekter atmosfääri kohal ja merepinnal. Ultraviolettkiirguse levila karmim osa ei ulatu maapinnani (laenatud Vikipeediast).
Tähelepanu tasub pöörata kollasega esile tõstetud atmosfääri kohal olevale spektrile. Atmosfääriüleste päikesekiirte spektri vasaku serva kvantenergia lainepikkusega alla 240 nm vastab keemilise sideme energiale 5.1 eV hapnikumolekulis “O2”. Molekulaarne hapnik neelab need kvantid, keemiline side katkeb, moodustub aatomi hapnik "O", mis ühineb tagasi hapniku "O2" ja osaliselt osooni "O3" molekulideks.
Päikese üle-atmosfääriline UVC moodustab atmosfääri ülemistes kihtides osooni, mida nimetatakse osoonikihiks. Keemilise sideme energia osoonimolekulis on madalam kui hapnikumolekulis ja seetõttu neelab osoon hapnikust väiksema energiaga kvante. Ja kuigi hapnik neelab ainult UVC, neelab osoonikiht UVC ja UVB. Selgub, et päike tekitab osooni spektri ultraviolettkiirguse osa serval ja see osoon neelab seejärel suurema osa päikese kõvast ultraviolettkiirgusest, kaitstes Maad.
Nüüd, hoolikalt, lainepikkustele ja skaalale tähelepanu pöörates, ühendame päikesespektri bakteritsiidse toime spektriga.
Riis. 4 Bakteritsiidse toime spekter ja päikesekiirguse spekter.
On näha, et päikesevalguse bakteritsiidne toime on tühine. See osa spektrist, mis on võimeline avaldama bakteritsiidset toimet, imendub atmosfääris peaaegu täielikult. Erinevatel aastaaegadel ja erinevatel laiuskraadidel on olukord veidi erinev, kuid kvalitatiivselt sarnane.
Ultraviolettkiirguse oht
Ühe suure riigi juht soovitas: "COVID-19 ravimiseks peate kehasse tooma päikesevalguse." Bakteritsiidne UV hävitab aga RNA ja DNA, sealhulgas inimese oma. Kui "toimetate päikesevalgust kehasse", sureb inimene.
Epidermis, peamiselt surnud rakkude sarvkiht, kaitseb eluskudet UVC eest. Epidermise kihi alla tungib ainult alla 1% UVC-kiirgusest [WHO]. Pikemad UVB- ja UVA-lained tungivad suuremale sügavusele.
Kui päikese ultraviolettkiirgust poleks, ei oleks inimestel võib-olla epidermist ja sarvkihti ning kehapind oleks limane, nagu tigudel. Kuid kuna inimesed arenesid päikese all, on ainult päikese eest kaitstud pinnad limaskestad. Kõige haavatavam on silma limaskesta pind, mis on tinglikult kaitstud päikese ultraviolettkiirguse eest silmalaugude, ripsmete, kulmude, näo motoorsete oskustega ja harjumusega mitte vaadata päikest.
Kui nad õppisid esimest korda läätse kunstliku vastu asendama, seisid silmaarstid silmitsi võrkkesta põletuste probleemiga. Nad hakkasid mõistma põhjuseid ja said teada, et elus inimese lääts on ultraviolettvalgusele läbipaistmatu ja kaitseb võrkkesta. Pärast seda muudeti ka kunstläätsed ultraviolettvalgusele läbipaistmatuks.
Silma kujutis ultraviolettkiirguses illustreerib läätse läbipaistmatust ultraviolettvalgusele. Te ei tohiks oma silma ultraviolettvalgusega valgustada, kuna aja jooksul muutub lääts häguseks, sealhulgas aastate jooksul kogunenud ultraviolettkiirguse doosi tõttu, ja see tuleb välja vahetada. Seetõttu kasutame nende julgete inimeste kogemusi, kes jätsid ohutuse tähelepanuta, valgustasid neile ultraviolett-taskulambi lainepikkusel 365 nm ja postitasid tulemuse YouTube'i.
Riis. 5 Kaader Youtube'i kanali “Kreosan” videost.
Populaarsed on luminestsentsi esilekutsuvad ultraviolettkiirgusega taskulambid lainepikkusega 365 nm (UVA). Neid ostavad täiskasvanud, kuid need satuvad paratamatult laste kätte. Lapsed säravad need taskulambid oma silmadesse ning vaatavad hoolikalt ja kaua helendavat kristalli. Selliseid toiminguid on soovitatav vältida. Kui see juhtub, võite end kinnitada, et hiireuuringutes on katarakt usaldusväärselt põhjustatud läätse UVB-kiirgusest, kuid UVA katarogeenne toime on ebastabiilne [].
Ultraviolettvalguse täpne toimespekter objektiivile pole aga teada. Ja arvestades, et katarakt on väga hiline mõju, on teil vaja teatud mõistust, et mitte ultraviolettvalgust eelnevalt silma paista.
Silma limaskestad muutuvad ultraviolettkiirguse toimel suhteliselt kiiresti põletikuliseks, seda nimetatakse fotokeratiidiks ja fotokonjunktiviidiks. Limaskestad muutuvad punaseks ja tekib "liiva silmades" tunne. Mõju kaob mõne päeva pärast, kuid korduvad põletused võivad põhjustada sarvkesta hägustumist.
Neid mõjusid põhjustavad lainepikkused vastavad ligikaudu fotobioloogilises ohutusstandardis [IEC 62471] antud UV-kiirguse ohu funktsioonile ja ligikaudu samad bakteritsiidse toimega vahemikuga.
Riis. 6 Fotokonjunktiviiti ja fotokeratiiti põhjustava ultraviolettkiirguse spektrid alates [] ja aktiinilise UV-kiirguse kaalutud funktsioon nahale ja silmadele alates [].
Fotokeratiidi ja fotokonjunktiviidi läviannused on 50-100 J/m2, see väärtus ei ületa desinfitseerimiseks kasutatavaid doose. Silma limaskesta ei ole võimalik ultraviolettvalgusega desinfitseerida ilma põletikku tekitamata.
Erüteem, see tähendab "päikesepõletus", on ohtlik ultraviolettkiirguse tõttu vahemikus kuni 300 nm. Mõnede allikate kohaselt on erüteemi maksimaalne spektraalne efektiivsus lainepikkustel umbes 300 nm []. Minimaalne annus, mis põhjustab vaevumärgatavat erüteemi MED (Minimum Erythema Dose) erinevatele nahatüüpidele, jääb vahemikku 150–2000 J/m2. Keskvööndi elanike jaoks võib tüüpiliseks DER-i pidada väärtuseks umbes 200...300 J/m2.
UVB vahemikus 280–320 nm, maksimumiga 300 nm, põhjustab nahavähki. Läviannust ei ole, suurem annus tähendab suuremat riski ja mõju on hiline.
Riis. 7 UV-kiirguse toimekõverat, mis põhjustavad erüteemi ja nahavähki.
Naha fotoindutseeritud vananemist põhjustab ultraviolettkiirgus kogu lainepikkusel 200...400 nm. Tuntud foto on veokijuhist, kes sattus päikese ultraviolettkiirgusega peamiselt vasakule poole sõidu ajal. Juhil oli kombeks sõita alla keeratud juhi aknaga, kuid paremat näopoolt kaitses päikese ultraviolettkiirguse eest tuuleklaas. Naha vanusega seotud seisundi erinevus paremal ja vasakul küljel on muljetavaldav:
Riis. 8 Foto juhist, kes sõitis 28 aastat all aknaga [].
Kui umbkaudselt hinnata, et selle inimese näo erinevatel külgedel oleva naha vanus erineb kahekümne aasta võrra ja see on tingitud asjaolust, et ligikaudu sama kahekümne aasta jooksul valgustas üks näopool päikest ja teine ei olnud, võime ettevaatlikult järeldada, et päev avatud päikese käes on üks päev ja vananeb nahka.
Viiteandmetest [] on teada, et keskmistel laiuskraadidel suvel otsese päikese käes koguneb minimaalne erüteemdoos 200 J/m2 kiiremini kui tunniga. Võrreldes neid arve tehtud järeldusega, võime teha veel ühe järelduse: naha vananemine perioodilise ja lühiajalise ultraviolettlampidega töötamise ajal ei kujuta endast märkimisväärset ohtu.
Kui palju ultraviolettkiirgust on vaja desinfitseerimiseks?
Ellujäänud mikroorganismide arv pindadel ja õhus väheneb plahvatuslikult ultraviolettkiirguse doosi suurenedes. Näiteks doos, mis tapab 90% mycobacterium tuberculosis’est, on 10 J/m2. Kaks sellist annust tapavad 99%, kolm annust tapavad 99,9% jne.
Riis. 9 Ellujäänud mycobacterium tuberculosis'e osakaalu sõltuvus ultraviolettkiirguse doosist lainepikkusel 254 nm.
Eksponentsiaalne sõltuvus on märkimisväärne selle poolest, et isegi väike annus tapab enamiku mikroorganisme.
Nende hulgas, mis on loetletud [] patogeensed mikroorganismid, Salmonella on ultraviolettkiirgusele kõige vastupidavam. Doos, mis tapab 90% selle bakteritest, on 80 J/m2. Ülevaate [Kowalski2020] kohaselt on keskmine doos, mis tapab 90% koronaviirustest, 67 J/m2. Kuid enamiku mikroorganismide puhul ei ületa see doos 50 J/m2. Praktilistel eesmärkidel võite meeles pidada, et standarddoos, mis desinfitseerib 90% efektiivsusega, on 50 J/m2.
Vastavalt kehtivale metoodikale, mille Venemaa tervishoiuministeerium on heaks kiitnud ultraviolettkiirguse kasutamiseks õhu desinfitseerimiseks [] desinfitseerimise maksimaalne efektiivsus “kolm üheksa” ehk 99,9% on nõutav operatsioonisaalides, sünnitusmajades jne. Kooliklassidesse, avalikesse hoonetesse jne. "Üks üheksa" on piisav, see tähendab, et 90% mikroorganismidest hävib. See tähendab, et olenevalt ruumi kategooriast piisab ühest kuni kolmest standarddoosist 50...150 J/m2.
Näide vajaliku kiiritusaja hindamisest: oletame, et ruumis, mille mõõtmed on 5 × 7 × 2,8 meetrit, on vaja desinfitseerida õhku ja pindu, mille jaoks kasutatakse ühte Philipsi TUV 30W avatud lampi.
Lambi tehniline kirjeldus näitab bakteritsiidset voolu 12 W []. Ideaaljuhul läheb kogu vool rangelt desinfitseeritavatele pindadele, kuid reaalses olukorras läheb pool voolust tulutult raisku, näiteks valgustab see üleliigse valgusega lambi taga olevat seina. Seetõttu arvestame kasuliku vooluga 6 vatti. Kogu kiiritatud pind ruumis on põrand 35 m2 + lagi 35 m2 + seinad 67 m2, kokku 137 m2.
Keskmiselt on pinnale langeva bakteritsiidse kiirguse voog 6 W/137 m2 = 0,044 W/m2. Tunnis ehk 3600 sekundiga saavad need pinnad doosi 0,044 W/m2 × 3600 s = 158 J/m2 ehk ligikaudu 150 J/m2. Mis vastab kolmele standarddoosile 50 J/m2 ehk “kolm üheksat” – 99,9% bakteritsiidne efektiivsus, s.o. operatsioonisaali nõuded. Ja kuna arvutatud annus läbis enne pinnale langemist ruumi mahtu, desinfitseeriti õhku mitte vähem tõhusalt.
Kui steriilsuse nõuded on väikesed ja piisab "ühest üheksast", on vaadeldava näite puhul vaja kolm korda vähem kiiritusaega - umbes 20 minutit.
UV kaitse
Peamine kaitsemeede ultraviolettkiirguse desinfitseerimise ajal on ruumist lahkumine. Töötava UV-lambi läheduses viibimine, aga kõrvale vaatamine ei aita, silmade limaskestad on endiselt kiiritatud.
Klaasprillid võivad olla osaline abinõu silmade limaskestade kaitsmiseks. Kategooriline väide “klaas ei lase ultraviolettkiirgust läbi” on vale, teatud määral küll ja eri klaasimarkid teevad seda erineval viisil. Kuid üldiselt, kui lainepikkus väheneb, väheneb läbilaskvus ja UVC edastab tõhusalt ainult kvartsklaas. Prilliklaasid pole igal juhul kvartsist.
Võime julgelt väita, et UV400 märgistusega prilliläätsed ei lase ultraviolettkiirgust läbi.
Riis. 10 Indikaatoritega UV380, UV400 ja UV420 prilliklaaside läbilaskespekter. Pilt veebisaidilt []
Samuti on kaitsemeetmeks bakteritsiidse UVC vahemiku allikate kasutamine, mis ei kiirga potentsiaalselt ohtlikke, kuid ei ole desinfitseerimiseks tõhusad, UVB ja UVA vahemikud.
Ultraviolettkiirguse allikad
UV-dioodid
Kõige tavalisemad 365 nm ultraviolettdioodid (UVA) on mõeldud "politsei taskulampidele", mis toodavad luminestsentsi, et tuvastada ilma ultraviolettkiirguseta nähtamatud saasteained. Selliste dioodidega desinfitseerimine on võimatu (vt joonis 11).
Desinfitseerimiseks võib kasutada lühilaine UVC dioode lainepikkusega 265 nm. Dioodmooduli maksumus, mis asendaks elavhõbedabakteritsiidset lampi, on kolm suurusjärku suurem kui lambi maksumus, mistõttu praktikas selliseid lahendusi suurte alade desinfitseerimiseks ei kasutata. Kuid väikeste alade - instrumendid, telefonid, nahakahjustused jne - desinfitseerimiseks ilmuvad kompaktsed seadmed, mis kasutavad UV-dioode.
Madala rõhuga elavhõbedalambid
Madalrõhu elavhõbedalamp on standard, millega võrreldakse kõiki teisi allikaid.
Põhiosa elavhõbeda auru kiirgusenergiast madalal rõhul elektrilahenduses langeb lainepikkusele 254 nm, mis on ideaalne desinfitseerimiseks. Väike osa energiast eraldub lainepikkusel 185 nm, mis tekitab intensiivselt osooni. Ja teistel lainepikkustel, sealhulgas nähtaval vahemikus, eraldub väga vähe energiat.
Tavalistes valge valgusega elavhõbedaluminofoorlampides ei lase pirni klaas elavhõbedaaurude kiirgavat ultraviolettkiirgust läbi. Kuid luminofoor, valge pulber kolvi seintel, helendab ultraviolettvalguse mõjul nähtavas vahemikus.
UVB või UVA lambid on konstrueeritud sarnaselt, klaaspirn ei lase läbi 185 nm tippu ja 254 nm tippu, kuid lühilainelise ultraviolettkiirguse mõjul olev luminofoor ei kiirga nähtavat valgust, vaid pikalainelist ultraviolettkiirgust. kiirgust. Need on tehniliseks otstarbeks mõeldud lambid. Ja kuna UVA-lampide spekter on sarnane päikese omaga, kasutatakse selliseid lampe ka päevitamiseks. Spektri võrdlus bakteritsiidse efektiivsuse kõveraga näitab, et UVB- ja eriti UVA-lampide kasutamine desinfitseerimiseks on sobimatu.
Riis. 11 Bakteritsiidse efektiivsuse kõvera, UVB lambi spektri, UVA päevituslambi spektri ja 365 nm dioodi spektri võrdlus. Lambi spektrid on võetud American Paint Manufacturers Associationi veebisaidilt [].
Pange tähele, et UVA luminofoorlambi spekter on lai ja katab UVB vahemiku. 365 nm dioodi spekter on palju kitsam, see on "aus UVA". Kui UVA-kiirgust on vaja dekoratiivsel eesmärgil luminestsentsi tekitamiseks või saasteainete tuvastamiseks, on dioodi kasutamine ohutum kui ultraviolettluminofoorlambi kasutamine.
Madalrõhuga UVC elavhõbeda bakteritsiidne lamp erineb luminofoorlampidest selle poolest, et pirni seintel puudub luminofoor ning pirn laseb läbi ultraviolettvalgust. Alati edastatakse 254 nm põhijoont ja osooni tekitava 185 nm joone saab jätta lambi spektrisse või eemaldada selektiivse ülekandega klaaspirniga.
Riis. 12 Emissioonivahemik on näidatud ultraviolettlampide märgistusel. UVC bakteritsiidse lambi tunneb ära selle järgi, et pirnil pole fosforit.
Osoonil on täiendav bakteritsiidne toime, kuid see on kantserogeen, seetõttu, et pärast desinfitseerimist mitte oodata osooni erodeerumist, kasutatakse mitteosooni moodustavaid lampe, millel puudub spektris 185 nm joon. Nendel lampidel on peaaegu ideaalne spekter - põhiliin, millel on kõrge bakteritsiidne efektiivsus 254 nm, väga nõrk kiirgus mittebakteritsiidsetes ultraviolettkiirgustes ja väike "signaal" kiirgus nähtavas piirkonnas.
Riis. 13. Madalrõhuga UVC elavhõbedalambi spekter (väljastab ajakiri lumen2b.ru) on kombineeritud päikesekiirguse spektriga (Wikipediast) ja bakteritsiidse efektiivsuse kõveraga (ESNA Lighting Handbookist []).
Bakteritsiidlampide sinine kuma võimaldab näha, et elavhõbedalamp on sisse lülitatud ja töötab. Valgus on nõrk ja see jätab eksitava mulje, et lampi on ohutu vaadata. Me ei tunne, et UVC-vahemikus olev kiirgus moodustab 35...40% kogu lambi tarbitavast võimsusest.
Riis. 14 Väike osa elavhõbeda auru kiirgusenergiast on nähtavas piirkonnas ja on nähtav nõrga sinise helgina.
Madalsurve bakteritsiidne elavhõbedalamp on sama põhjaga, mis tavalisel luminofoorlambil, kuid on erineva pikkusega, et bakteritsiidset lampi tavalistesse lampidesse ei panda. Bakteritsiidse lambi lamp eristub lisaks oma mõõtmetele selle poolest, et kõik plastosad on ultraviolettkiirgusele vastupidavad, ultraviolettkiirguse juhtmed on kaetud ja hajuti puudub.
Koduseks bakteritsiidseks vajaduseks kasutab autor 15 W bakteritsiidset lampi, mida varem kasutati hüdropoonikapaigaldise toitelahuse desinfitseerimiseks. Selle analoogi leiate, kui otsite "akvaariumi UV-sterilisaator". Lambi töötamisel eraldub osooni, mis pole hea, kuid on kasulik näiteks jalanõude desinfitseerimiseks.
Riis. 15 erinevat tüüpi alustega madalrõhuga elavhõbedalampe. Pildid Aliexpressi veebisaidilt.
Kesk- ja kõrgsurve elavhõbedalambid
Elavhõbeda aururõhu tõus toob kaasa keerukama spektri, spekter laieneb ja sellesse ilmub rohkem jooni, sealhulgas osooni tekitavatel lainepikkustel. Lisandite lisamine elavhõbedasse muudab spektri veelgi keerukamaks. Selliseid lampe on palju erinevaid ja igaühe spekter on eriline.
Riis. 16 Näiteid keskmise ja kõrgsurve elavhõbedalampide spektritest
Rõhu suurendamine vähendab lambi efektiivsust. Aquafineuvi kaubamärgi näitel kiirgavad keskmise rõhuga UVC-lambid 15-18% energiatarbimisest, mitte aga 40% madalrõhulampidena. Ja seadmete maksumus UVC voolu vati kohta on kõrgem [].
Lambi efektiivsuse vähenemise ja kallinemise kompenseerib selle kompaktsus. Näiteks voolava vee desinfitseerimiseks või trükkimisel suurel kiirusel kantud laki kuivatamiseks on vaja kompaktseid ja võimsaid allikaid, konkreetne kulu ja tõhusus on ebaolulised. Kuid sellist lampi desinfitseerimiseks kasutada on vale.
UV-kiirguse seade, mis on valmistatud DRL-põletist ja DRT-lambist
Võimsa ultraviolettkiirguse allika suhteliselt odavalt hankimiseks on olemas “rahvalik” viis. Need lähevad kasutusest välja, kuid valge valgusega DRL lambid 125...1000 W on endiselt müügil. Nendes lampides on välimise kolvi sees "põleti" - kõrgsurve elavhõbedalamp. See kiirgab lairiba ultraviolettvalgust, mille välimine klaaspirn blokeerib, kuid paneb selle seintel oleva luminofoori hõõguma. Kui purustate välimise kolbi ja ühendate põleti tavalise õhuklapi kaudu võrku, saate võimsa lairiba ultraviolettkiirguse kiirguri.
Sellisel isetehtud emitteril on miinused: madal kasutegur võrreldes madalsurvelampidega, suur osa ultraviolettkiirgusest jääb bakteritsiidsetest piiridest välja ning pärast lambi väljalülitamist ei saa mõnda aega toas viibida, kuni osoon laguneb või kaob.
Kuid ka eelised on vaieldamatud: madal hind ja suur võimsus kompaktses suuruses. Üks eeliseid on osooni teke. Osoon desinfitseerib varjutatud pinnad, mis ei puutu kokku ultraviolettkiirgusega.
Riis. 17 DRL-lampidest valmistatud ultraviolettkiirguse kiiritaja. Foto on avaldatud autori, Bulgaaria hambaarsti loal, kasutades seda kiiritajat lisaks standardsele Philipsi TUV 30W bakteritsiidsele lambile.
Sarnaseid ultraviolettkiirguse allikaid desinfitseerimiseks kõrgsurve-elavhõbelampide kujul kasutatakse OUFK-01 "Solnyshko" tüüpi kiiritajates.
Näiteks populaarse lambi “DRT 125-1” puhul ei avalda tootja spektrit, vaid esitab dokumentatsioonis parameetrid: kiirituse intensiivsus lambist 1 m kaugusel UVA – 0,98 W/m2, UVB – 0,83. W/m2, UVC – 0,72 W/m2, bakteritsiidne vooluhulk 8 W ja peale kasutamist on vajalik ruumi tuulutamine osoonist []. Vastuseks otsesele küsimusele DRT-lambi ja DRL-põleti erinevuse kohta vastas tootja oma blogis, et DRT-l on katoodidel isoleeriv roheline kate.
Riis. 18 Lairiba ultraviolettkiirguse allikas - DRT-125 lamp
Toodud omaduste järgi on selge, et spekter on lairiba, mille kiirguse osakaal on peaaegu võrdne pehmes, keskmises ja kõvas ultraviolettkiirguses, sealhulgas osooni tekitavas kõvas UVC-s. Bakteritsiidne vool moodustab 6,4% energiatarbimisest, see tähendab, et efektiivsus on 6 korda väiksem kui madalrõhu torulambil.
Tootja selle lambi spektrit ei avalda ja internetis ringleb sama pilt ühe DRT spektriga. Algallikas on teadmata, kuid UVC, UVB ja UVA vahemike energiasuhe ei vasta DRT-125 lambi puhul deklareeritud energiasuhe. DRT puhul on märgitud ligikaudu võrdne suhe ja spekter näitab, et UVB energia on kordades suurem kui UBC energia. Ja UVA-s on see kordades kõrgem kui UVB-s.
Riis. 19. Kõrgsurve elavhõbeda kaarlambi spekter, mis kõige sagedamini illustreerib meditsiinilistel eesmärkidel laialdaselt kasutatava DRT-125 spektrit.
On selge, et erineva rõhu ja elavhõbedalisanditega lambid kiirgavad veidi erinevalt. Samuti on selge, et mitteteadlik tarbija kaldub iseseisvalt ette kujutama toote soovitud omadusi ja omadusi, omandama oma eelduste põhjal kindlustunde ja sooritama ostu. Ja konkreetse lambi spektri avaldamine põhjustab arutelusid, võrdlusi ja järeldusi.
Autor ostis kunagi DRT-01 lambiga installatsiooni OUFK-125 ja kasutas seda mitu aastat plasttoodete UV-kindluse testimiseks. Kiiritasin korraga kahte toodet, millest üks oli ultraviolettkindlast plastikust kontrolltoode ja vaatasin, kumb läheb kiiremini kollaseks. Sellise rakenduse jaoks ei ole spektri täpse kuju tundmine vajalik, oluline on vaid, et emitter oleks lairiba. Aga miks kasutada lairiba ultraviolettvalgust, kui on vaja desinfitseerida?
OUFK-01 eesmärk ütleb, et kiiritajat kasutatakse ägedate põletikuliste protsesside korral. See tähendab juhtudel, kui naha desinfitseerimise positiivne mõju ületab lairiba ultraviolettkiirguse võimaliku kahju. Ilmselgelt on sel juhul parem kasutada kitsariba ultraviolettkiirgust, ilma lainepikkusteta spektris, millel on muu kui bakteritsiidne toime.
Õhu desinfitseerimine
Ultraviolettvalgust peetakse pindade desinfitseerimiseks ebapiisavaks vahendiks, kuna kiired ei saa tungida sinna, kuhu tungib näiteks alkohol. Kuid ultraviolettvalgus desinfitseerib tõhusalt õhku.
Aevastades ja köhides tekivad mitme mikromeetri suurused tilgad, mis ripuvad õhus mitmest minutist mitme tunnini []. Tuberkuloosiuuringud on näidanud, et infektsiooni tekitamiseks piisab ühest aerosoolitilgast.
Tänaval oleme suhteliselt turvalised tänu tohutule õhuhulgale ja liikuvusele, mis võib aja ja päikesekiirgusega igasuguse aevastamise hajutada ja desinfitseerida. Isegi metroos, kui nakatunute osakaal on väike, on õhu koguhulk nakatunud inimese kohta suur ning hea ventilatsioon muudab nakkuse leviku riski väikeseks. Õhus leviva haiguse pandeemia ajal on kõige ohtlikum koht lift. Seetõttu tuleb aevastajad panna karantiini ning ebapiisava ventilatsiooniga avalike ruumide õhku desinfitseerida.
Retsirkulaatorid
Üks õhu desinfitseerimise võimalustest on suletud UV-recyclers. Räägime ühest neist retsirkulaatoritest - "Dezar 7", mis on tuntud selle poolest, et seda on nähtud isegi osariigi esimese isiku kabinetis.
Retsirkulaatori kirjeldus ütleb, et see puhub 100 m3 tunnis ja on mõeldud 100 m3 (umbes 5 × 7 × 2,8 meetrit) ruumi töötlemiseks.
Võimalus desinfitseerida 100 m3 õhku tunnis ei tähenda aga, et 100 m3 ruumi tunnis õhku töödeldakse sama tõhusalt. Töödeldud õhk lahjendab määrdunud õhku ja sellisel kujul siseneb see ikka ja jälle retsirkulaatorisse. Matemaatilise mudeli koostamine ja sellise protsessi efektiivsuse arvutamine on lihtne:
Riis. 20 UV retsirkulaatori töö mõju mikroorganismide arvule ventilatsioonita ruumi õhus.
Mikroorganismide kontsentratsiooni vähendamiseks õhus 90% võrra peab retsirkulaator töötama üle kahe tunni. Kui ruumis puudub ventilatsioon, on see võimalik. Kuid tavaliselt pole inimestega ja ventilatsioonita ruume. Nt [] näeb minimaalseks välisõhu vooluhulgaks ventilatsiooniks 3 m3 tunnis korteripinna 1 m2 kohta. See vastab õhu täielikule asendamisele kord tunnis ja muudab retsirkulaatori töö kasutuks.
Kui võtta arvesse mitte täieliku segunemise mudelit, vaid laminaarseid jugasid, mis läbivad ruumis ühtlast keerulist trajektoori ja lähevad ventilatsiooni, on ühe sellise juga desinfitseerimisest saadav kasu veelgi väiksem kui täieliku segamise mudeli puhul.
Igal juhul pole UV retsirkulaator kasulikum kui avatud aken.
Retsirkulaatorite madala efektiivsuse üks põhjusi on see, et bakteritsiidne toime on iga UV-voolu vatti arvestades üliväike. Tala liigub paigalduse sees umbes 10 sentimeetrit ja peegeldub seejärel alumiiniumilt koefitsiendiga umbes k = 0,7. See tähendab, et tala efektiivne tee paigaldise sees on umbes pool meetrit, misjärel see neeldub tulutult.
Riis. 21. Ikka YouTube'i videost, kus on näha taaskasutaja lahtivõtmist. Nähtavad on bakteritsiidsed lambid ja alumiiniumist peegeldav pind, mis peegeldavad ultraviolettkiirgust palju halvemini kui nähtav valgus [].
Kliinikumi kabinetis lahtiselt seinal rippuv bakteritsiidne lamp, mille arst graafiku alusel põlema paneb, on kordades tõhusam. Avatud lambi kiired liiguvad mitu meetrit, desinfitseerides esmalt õhu ja seejärel pinnad.
Ruumi ülemises osas õhukiiritajad
Haiglapalatites, kus viibivad pidevalt voodihaiged, kasutatakse mõnikord UV-seadmeid lae all ringlevate õhuvoolude kiiritamiseks. Selliste paigaldiste peamiseks puuduseks on see, et lampe kattev iluvõre laseb läbida ainult kiiri rangelt ühes suunas, neelates kasutult üle 90% ülejäänud voolust.
Sellise kiiritaja kaudu saate täiendavalt õhku puhuda, et luua samal ajal tsirkulaator, kuid seda ei tehta, tõenäoliselt vastumeelsuse tõttu ruumis tolmuakumulaatorit.
Riis. 22 Lakke paigaldatav UV-õhu kiiritaja, pilt objektilt [].
Võred kaitsevad ruumis viibivaid inimesi ultraviolettkiirguse otsese voolu eest, kuid võre läbiv voog tabab lakke ja seinu ning peegeldub hajusalt, peegeldusteguriga umbes 10%. Ruum on täidetud mitmesuunalise ultraviolettkiirgusega ja inimesed saavad ultraviolettkiirguse doosi, mis on võrdeline ruumis viibitud ajaga.
Arvustajad ja autor
Arvustajad:
Artjom Balabanov, elektroonikainsener, UV-kõvastumissüsteemide arendaja;
Rumen Vasilev, Ph.D., valgustusinsener, OOD "Interlux", Bulgaaria;
Vadim Grigorov, biofüüsik;
Stanislav Lermontov, valgustusinsener, Complex Systems LLC;
Aleksei Pankrashkin, Ph.D., INTECH Engineering LLC pooljuhtvalgustuse tehnika ja fotoonika dotsent;
Andrei Khramov, meditsiiniasutuste valgusdisaini spetsialist;
Vitali Tsvirko, Valgevene valgustuse katselabori "TSSOT NAS" juht
Autor: Anton Sharakshane, Ph.D., valgustusinsener ja biofüüsik, esimene Moskva Riiklik Meditsiiniülikool. NEED. Sechenov
Viited
Viited
[Airsteril]
[Aquafineuv]
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 ULTRAVIOLETNE ÕHU DESINFITSEERIMINE
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 Optilise kiirguse füüsika ja valgustustehnika. Osa 10: Fotobioloogiliselt efektiivne kiirgus, kogused, sümbolid ja toimespekter. Optilise kiirguse füüsika ja valgustustehnika. Fotobioloogiliselt aktiivne kiirgus. Mõõtmed, sümbolid ja tegevusspektrid
[ESNA] ESNA valgustuse käsiraamat, 9. väljaanne. toim. Rea MS Illuminating Engineering Society of North America, New York, 2000
[IEC 62471] GOST R IEC 62471-2013 Lambid ja lambisüsteemid. Fotobioloogiline ohutus
[Kowalski2020] Wladyslaw J. Kowalski jt, 2020. aasta COVID-19 koroonaviiruse ultraviolettkiirguse tundlikkus, DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
[Lisma]
[Mitsui kemikaalid]
[Nejm]
[Värvi]
[TUV]
[WHO] Maailma Terviseorganisatsioon. Ultraviolettkiirgus: ametlik teaduslik ülevaade UV-kiirguse keskkonna- ja tervisemõjudest, viidates ülemaailmsele osoonikihi kahanemisele.
[Desar]
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 Ultraviolettbakteritsiidse kiirguse kasutamine siseõhu desinfitseerimiseks
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 Küte, ventilatsioon ja kliimaseade.
Allikas: www.habr.com