Svojstva ultraljubičastog zračenja ovise o valnoj duljini, a ultraljubičasto zračenje iz različitih izvora ima različit spektar. Raspravljat ćemo o tome koji su izvori ultraljubičastog svjetla i kako ih koristiti kako bi se maksimizirao baktericidni učinak uz minimaliziranje rizika od neželjenih bioloških učinaka.
Riža. 1. Na fotografiji nije prikazana dezinfekcija UVC zračenjem, kao što možda mislite, već obuka korištenja zaštitnog odijela uz detekciju luminescentnih mrlja treniranih tjelesnih tekućina u UVA zrakama. UVA je meko ultraljubičasto i nema baktericidni učinak. Zatvaranje očiju razumna je sigurnosna mjera opreza jer se široki spektar korištenih UVA fluorescentnih svjetiljki preklapa s UVB žaruljama koje su štetne za vid (izvor Simon Davis/DFID).
Valna duljina vidljive svjetlosti odgovara kvantnoj energiji pri kojoj fotokemijsko djelovanje tek postaje moguće. Kvanti vidljive svjetlosti pobuđuju fotokemijske reakcije u specifičnom fotoosjetljivom tkivu – mrežnici.
Ultraljubičasto je nevidljivo, njegova je valna duljina kraća, frekvencija i energija kvanta je veća, zračenje je jače, a raznolikost fotokemijskih reakcija i bioloških učinaka veća.
Ultraljubičasto se razlikuje po:
- Duga valna duljina/meka/blizu UVA (400...315 nm) po svojstvima slična vidljivom svjetlu;
- Srednja tvrdoća - UVB (315...280 nm);
- Kratkovalni/dugovalni/tvrdi – UVC (280…100 nm).
Baktericidni učinak ultraljubičastog svjetla
Baktericidno djelovanje ima jako ultraljubičasto svjetlo - UVC, au manjoj mjeri srednje jako ultraljubičasto svjetlo - UVB. Krivulja baktericidne učinkovitosti pokazuje da samo uski raspon od 230...300 nm, to jest oko četvrtine raspona koji se naziva ultraljubičasto, ima jasan baktericidni učinak.
Riža. 2 Krivulje baktericidne učinkovitosti od []
Kvante s valnim duljinama u tom rasponu apsorbiraju nukleinske kiseline, što dovodi do razaranja strukture DNA i RNA. Osim što je baktericidan, odnosno ubija bakterije, ovaj asortiman ima virucidno (antivirusno), fungicidno (protugljivično) i sporicidno (ubija spore) djelovanje. To uključuje uništavanje RNA virusa SARS-CoV-2020, koji je izazvao pandemiju 2.
Baktericidni učinak sunčeve svjetlosti
Baktericidni učinak sunčeve svjetlosti je relativno mali. Pogledajmo solarni spektar iznad i ispod atmosfere:
Riža. 3. Spektar sunčevog zračenja iznad atmosfere i na razini mora. Najžešći dio ultraljubičastog raspona ne dopire do površine zemlje (posuđeno iz Wikipedije).
Vrijedno je obratiti pažnju na nadatmosferski spektar označen žutom bojom. Kvantna energija lijevog ruba spektra supra-atmosferskih sunčevih zraka valne duljine manje od 240 nm odgovara energiji kemijske veze od 5.1 eV u molekuli kisika “O2”. Molekularni kisik apsorbira te kvante, kemijska veza se prekida, nastaje atomski kisik “O” koji se spaja natrag u molekule kisika “O2” i, djelomično, ozona “O3”.
Solarni nadatmosferski UVC stvara ozon u gornjoj atmosferi, koji se naziva ozonski omotač. Energija kemijske veze u molekuli ozona manja je nego u molekuli kisika i stoga ozon apsorbira kvante niže energije od kisika. I dok kisik apsorbira samo UVC, ozonski omotač apsorbira UVC i UVB. Ispostavilo se da sunce stvara ozon na samom rubu ultraljubičastog dijela spektra, a taj ozon zatim apsorbira većinu jakog sunčevog ultraljubičastog zračenja, štiteći Zemlju.
Sada ćemo pažljivo, pazeći na valne duljine i mjerilo, kombinirati solarni spektar sa spektrom baktericidnog djelovanja.
Riža. 4 Spektar baktericidnog djelovanja i spektar sunčevog zračenja.
Vidi se da je baktericidno djelovanje sunčeve svjetlosti beznačajno. Dio spektra koji može ispoljiti baktericidni učinak atmosfera gotovo potpuno apsorbira. U različito doba godine i na različitim geografskim širinama situacija je malo drugačija, ali kvalitativno slična.
Opasnost od ultraljubičastog zračenja
Čelnik jedne od velikih zemalja rekao je: "da biste izliječili COVID-19, morate unijeti sunčevu svjetlost u tijelo." Međutim, germicidno UV zračenje uništava RNK i DNK, uključujući i ljudske. Ako "dostavite sunčevu svjetlost u tijelo", osoba će umrijeti.
Epidermis, prvenstveno stratum corneum mrtvih stanica, štiti živo tkivo od UVC-a. Ispod epidermalnog sloja prodire samo manje od 1% UVC zračenja [WHO]. Duži UVB i UVA valovi prodiru u veće dubine.
Da nema sunčevog ultraljubičastog zračenja, možda ljudi ne bi imali epidermis i stratum corneum, a površina tijela bi bila sluzava, poput puževa. Ali budući da su ljudi evoluirali pod suncem, samo su površine zaštićene od sunca sluzave. Najosjetljivija je sluznica oka, uvjetno zaštićena od sunčevog ultraljubičastog zračenja kapcima, trepavicama, obrvama, motorikom lica i navikom negledanja u sunce.
Kada su prvi put naučili zamijeniti leću umjetnom, oftalmolozi su se suočili s problemom opeklina mrežnice. Počeli su shvaćati razloge i otkrili da je živa ljudska leća neprozirna za ultraljubičasto svjetlo i štiti mrežnicu. Nakon toga, umjetne leće također su postale neprozirne za ultraljubičasto svjetlo.
Slika oka u ultraljubičastim zrakama ilustrira neprozirnost leće prema ultraljubičastom svjetlu. Ne biste trebali osvjetljavati vlastito oko ultraljubičastim svjetlom, jer se leća s vremenom zamuti, uključujući i zbog doze ultraljubičastog svjetla nakupljene tijekom godina, te ju je potrebno zamijeniti. Stoga ćemo se poslužiti iskustvom hrabrih ljudi koji su zanemarili sigurnost, upalili im u oči ultraljubičastu svjetiljku valne duljine 365 nm i rezultat objavili na YouTubeu.
Riža. 5 Snimak iz videa na Youtube kanalu “Kreosan”.
Popularne su ultraljubičaste svjetiljke s valnom duljinom od 365 nm (UVA) koje izazivaju luminiscenciju. Kupuju ih odrasli, ali neizbježno padaju u ruke djece. Djeca ovim svjetiljkama usmjeravaju svoje oči i pažljivo i dugo gledaju u sjajni kristal. Preporučljivo je spriječiti takve radnje. Ako se to dogodi, možete se uvjeriti da su katarakte u studijama na miševima pouzdano uzrokovane UVB zračenjem leće, ali je katarogeni učinak UVA nestabilan [].
Ipak, točan spektar djelovanja ultraljubičastog svjetla na leću nije poznat. A s obzirom na to da je katarakta vrlo odgođena pojava, potrebno je malo pameti da unaprijed ne obasjate oči ultraljubičastim svjetlom.
Sluznica oka se relativno brzo upali pod ultraljubičastim zračenjem, što se naziva fotokeratitis i fotokonjunktivitis. Sluznice postaju crvene, javlja se osjećaj "pijeska u očima". Učinak nestaje nakon nekoliko dana, ali opetovane opekline mogu dovesti do zamućenja rožnice.
Valne duljine koje uzrokuju ove učinke približno odgovaraju ponderiranoj funkciji UV opasnosti navedenoj u fotobiološkom sigurnosnom standardu [IEC 62471] i približno su jednake germicidnom rasponu.
Riža. 6 Spektar ultraljubičastog zračenja koji uzrokuje fotokonjunktivitis i fotokeratitis iz [] i ponderirana funkcija aktinične UV opasnosti za kožu i oči od [].
Prag doza za fotokeratitis i fotokonjunktivitis je 50-100 J/m2, ova vrijednost ne prelazi doze koje se koriste za dezinfekciju. Neće biti moguće dezinficirati sluznicu oka ultraljubičastim svjetlom bez izazivanja upale.
Eritem, odnosno "sunčana opeklina", opasan je ultraljubičastim zračenjem u rasponu do 300 nm. Prema nekim izvorima, maksimalna spektralna učinkovitost eritema je na valnim duljinama 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 zone, tipični DER može se smatrati vrijednošću od oko 200 ... 300 J / m2.
UVB u rasponu od 280-320 nm, s maksimumom oko 300 nm, uzrokuje rak kože. Ne postoji granična doza, viša doza znači veći rizik, a učinak je odgođen.
Riža. 7 UV akcijskih krivulja koje uzrokuju eritem i rak kože.
Fotoinducirano starenje kože uzrokovano je ultraljubičastim zračenjem u cijelom rasponu od 200...400 nm. Poznata je fotografija vozača kamiona koji je tijekom vožnje bio izložen sunčevom ultraljubičastom zračenju uglavnom s lijeve strane. Vozač je imao naviku voziti sa spuštenim staklom, ali mu je desna strana lica bila zaštićena vjetrobranskim staklom od ultraljubičastog zračenja sunca. Razlika u starosnom stanju kože na desnoj i lijevoj strani je impresivna:
Riža. 8 Fotografija vozača koji je 28 godina vozio sa spuštenim prozorom [].
Ako grubo procijenimo da se starost kože na različitim stranama lica ove osobe razlikuje za dvadesetak godina i to je posljedica činjenice da je približno istih dvadesetak godina jedna strana lica bila obasjana suncem, a druga nije, možemo oprezno zaključiti da je dan na otvorenom suncu jedan dan i stari kožu.
Iz referentnih podataka [] poznato je da se u srednjim geografskim širinama ljeti pod izravnim suncem minimalna eritemska doza od 200 J/m2 akumulira brže nego u jednom satu. Uspoređujući ove brojke s izvedenim zaključkom, možemo izvući još jedan zaključak: starenje kože tijekom povremenog i kratkotrajnog rada s ultraljubičastim svjetiljkama ne predstavlja značajnu opasnost.
Koliko je ultraljubičastog svjetla potrebno za dezinfekciju?
Broj preživjelih mikroorganizama na površinama i u zraku eksponencijalno opada 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% itd.
Riža. 9 Ovisnost udjela preživjelih mycobacterium tuberculosis o dozi ultraljubičastog zračenja valne duljine 254 nm.
Eksponencijalna ovisnost je značajna po tome što čak i mala doza ubija većinu mikroorganizama.
Među onima navedenima u [] patogenih mikroorganizama, Salmonella je najotpornija na ultraljubičasto zračenje. 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. Za praktične svrhe zapamtite da je standardna doza koja dezinficira s 90% učinkovitosti 50 J/m2.
Prema važećoj metodologiji koju je odobrilo rusko Ministarstvo zdravlja za korištenje ultraljubičastog zračenja za dezinfekciju zraka [] maksimalna učinkovitost dezinfekcije od “tri devetke” ili 99,9% potrebna je za operacijske dvorane, rodilišta i sl. Za školske učionice, javne zgrade itd. Dovoljna je jedna devetka, odnosno uništeno 90% mikroorganizama. To znači da su, ovisno o kategoriji prostorije, dovoljne od jedne do tri standardne doze od 50...150 J/m2.
Primjer procjene potrebnog vremena zračenja: recimo da je potrebno dezinficirati zrak i površine u prostoriji dimenzija 5 × 7 × 2,8 metara za što se koristi jedna otvorena lampa Philips TUV 30W.
Tehnički opis žarulje označava baktericidni protok od 12 W []. U idealnom slučaju, cijeli protok ide isključivo na površine koje se dezinficiraju, ali u stvarnoj situaciji, pola protoka će biti izgubljeno bez koristi, na primjer, osvijetlit će zid iza lampe pretjeranim intenzitetom. Stoga ćemo računati na korisni protok od 6 vata. Ukupna ozračena površina u prostoriji je pod 35 m2 + strop 35 m2 + zidovi 67 m2, ukupno 137 m2.
U prosjeku je tok baktericidnog zračenja koje pada na površinu 6 W/137 m2 = 0,044 W/m2. Za sat vremena, odnosno za 3600 sekundi, te će površine primiti dozu od 0,044 W/m2 × 3600 s = 158 J/m2, odnosno približno 150 J/m2. Što odgovara tri standardne doze od 50 J/m2 ili “tri devetke” - 99,9% baktericidne učinkovitosti, tj. zahtjevi operacijske sale. A budući da je izračunata doza, prije nego što je pala na površinu, prošla kroz volumen prostorije, zrak je dezinficiran s ništa manjom učinkovitošću.
Ako su zahtjevi za sterilnošću mali i dovoljna je "jedna devetka", za razmatrani primjer potrebno je tri puta kraće vrijeme zračenja - otprilike 20 minuta.
Zaštita od ultraljubičastog zračenja
Glavna zaštitna mjera tijekom ultraljubičaste dezinfekcije je napuštanje prostorije. Biti u blizini UV lampe koja radi, ali skrenuti pogled neće pomoći, sluznice očiju su i dalje ozračene.
Staklene naočale mogu biti djelomična mjera zaštite sluznice očiju. Kategorična izjava "staklo ne propušta ultraljubičasto zračenje" nije točna; donekle jest, a različite marke stakla to čine na različite načine. Ali općenito, kako se valna duljina smanjuje, propusnost se smanjuje, a UVC se učinkovito prenosi samo kvarcnim staklom. Naočale ni u kom slučaju nisu kvarcne.
Sa sigurnošću možemo reći da naočale s oznakom UV400 ne propuštaju ultraljubičasto zračenje.
Riža. 10 Transmisijski spektar stakala za naočale s indeksima UV380, UV400 i UV420. Slika s web stranice []
Također, zaštitna mjera je korištenje izvora baktericidnog UVC spektra koji ne emitiraju potencijalno opasne, ali neučinkovite za dezinfekciju, UVB i UVA raspona.
Ultraljubičasti izvori
UV diode
Najčešće ultraljubičaste diode od 365 nm (UVA) dizajnirane su za "policijske svjetiljke" koje proizvode luminiscenciju za otkrivanje kontaminanata koji su nevidljivi bez ultraljubičastog zračenja. Dezinfekcija s takvim diodama je nemoguća (vidi sl. 11).
Za dezinfekciju se mogu koristiti kratkovalne UVC diode valne duljine 265 nm. Cijena diodnog modula koji bi zamijenio živinu baktericidnu lampu je tri reda veličine veća od cijene lampe, pa se takva rješenja u praksi ne koriste za dezinfekciju velikih površina. Ali pojavljuju se kompaktni uređaji koji koriste UV diode za dezinfekciju malih površina - instrumenata, telefona, kožnih lezija itd.
Živine žarulje niskog pritiska
Niskotlačna živina svjetiljka standard je s kojim se uspoređuju svi ostali izvori.
Glavni udio energije zračenja živinih para pri niskom tlaku u električnom pražnjenju otpada na valnu duljinu od 254 nm, idealnu za dezinfekciju. Manji dio energije emitira se na valnoj duljini od 185 nm, koja intenzivno stvara ozon. I vrlo malo energije emitira se na drugim valnim duljinama, uključujući vidljivo područje.
U konvencionalnim živinim fluorescentnim žaruljama s bijelim svjetlom, staklo žarulje ne propušta ultraljubičasto zračenje koje emitiraju živine pare. Ali fosfor, bijeli prah na stijenkama tikvice, svijetli u vidljivom području pod utjecajem ultraljubičastog svjetla.
UVB ili UVA lampe su dizajnirane na sličan način, staklena žarulja ne propušta vrh od 185 nm i vrh od 254 nm, ali fosfor pod utjecajem kratkovalnog ultraljubičastog zračenja ne emitira vidljivu svjetlost, već dugovalnu ultraljubičastu radijacija. To su svjetiljke za tehničke potrebe. A budući da je spektar UVA lampi sličan sunčevom, takve se lampe koriste i za sunčanje. Usporedba spektra s krivuljom baktericidne učinkovitosti pokazuje da je korištenje UVB, a posebno UVA lampi za dezinfekciju neprikladno.
Riža. 11 Usporedba krivulje baktericidne učinkovitosti, spektra UVB lampe, spektra UVA lampe za sunčanje i spektra diode od 365 nm. Spektri lampe preuzeti s web stranice Američkog udruženja proizvođača boja [].
Imajte na umu da je spektar UVA fluorescentne lampe širok i pokriva UVB raspon. Spektar diode od 365 nm je mnogo uži, ovo je "iskreni UVA". Ako je UVA potrebna za proizvodnju luminiscencije u dekorativne svrhe ili za otkrivanje kontaminanata, korištenje diode je sigurnije od korištenja ultraljubičaste fluorescentne svjetiljke.
Niskotlačna UVC živina baktericidna lampa razlikuje se od fluorescentnih svjetiljki po tome što na stijenkama žarulje nema fosfora, a žarulja propušta ultraljubičasto svjetlo. Glavna linija od 254 nm uvijek se prenosi, a linija od 185 nm koja stvara ozon može se ostaviti u spektru lampe ili ukloniti staklenom žaruljom sa selektivnim prijenosom.
Riža. 12 Raspon emisije naveden je na etiketi ultraljubičastih svjetiljki. UVC germicidna lampa može se prepoznati po tome što na žarulji nema fosfora.
Ozon ima dodatni baktericidni učinak, ali je kancerogen, stoga, kako se ne bi čekalo da ozon erodira nakon dezinfekcije, koriste se lampe koje ne stvaraju ozon bez linije od 185 nm u spektru. Ove lampe imaju gotovo idealan spektar - glavnu liniju s visokom baktericidnom učinkovitošću od 254 nm, vrlo slabo zračenje u nebaktericidnim ultraljubičastim rasponima i malo "signalno" zračenje u vidljivom rasponu.
Riža. 13. Spektar niskotlačne UVC živine lampe (osigurao časopis lumen2b.ru) kombiniran je sa spektrom sunčevog zračenja (iz Wikipedije) i krivuljom baktericidne učinkovitosti (iz ESNA Lighting Handbook []).
Plavi sjaj germicidnih lampi omogućuje vam da vidite da je živina lampa uključena i radi. Sjaj je slab i to daje pogrešan dojam da je sigurno gledati u svjetiljku. Ne smatramo da zračenje u UVC rasponu čini 35...40% ukupne snage koju troši lampa.
Riža. 14 Mali dio energije zračenja živine pare je u vidljivom području i vidljiv je kao slabi plavi sjaj.
Niskotlačna baktericidna živina žarulja ima isto postolje kao i obična fluorescentna žarulja, ali je drugačije duljine tako da se baktericidna žarulja ne umeće u obične svjetiljke. Svjetiljka za baktericidnu lampu, osim po svojim dimenzijama, ističe se i po tome što su svi plastični dijelovi otporni na ultraljubičasto zračenje, žice od ultraljubičastog su prekrivene, a nema difuzor.
Za kućne baktericidne potrebe autor koristi baktericidnu lampu od 15 W, koja se prethodno koristila za dezinfekciju hranjive otopine hidroponske instalacije. Njegov analog može se pronaći pretraživanjem "aquarium uv sterilizator". Prilikom rada lampe oslobađa se ozon, što nije dobro, ali je korisno za dezinfekciju, primjerice, obuće.
Riža. 15 Niskotlačne živine žarulje s različitim vrstama baza. Slike sa stranice Aliexpress.
Živine žarulje srednjeg i visokog pritiska
Povećanje tlaka živine pare dovodi do složenijeg spektra; spektar se širi i u njemu se pojavljuje više linija, uključujući i valne duljine koje stvaraju ozon. Uvođenje aditiva u živu dovodi do još veće složenosti spektra. Postoji mnogo varijanti takvih svjetiljki, a spektar svake je poseban.
Riža. 16 Primjeri spektara živinih žarulja srednjeg i visokog tlaka
Povećanje tlaka smanjuje učinkovitost žarulje. Na primjeru marke Aquafineuv, srednjetlačne UVC lampe emitiraju 15-18% potrošnje energije, a ne 40% kao niskotlačne lampe. A cijena opreme po vatu UVC protoka je veća [].
Smanjenje učinkovitosti i povećanje cijene svjetiljke kompenzira se njegovom kompaktnošću. Na primjer, dezinfekcija tekuće vode ili sušenje laka nanesenog velikom brzinom u tisku zahtijeva kompaktne i snažne izvore, specifični trošak i učinkovitost nisu važni. Ali netočno je koristiti takvu svjetiljku za dezinfekciju.
UV ozračivač napravljen od DRL plamenika i DRT lampe
Postoji "narodni" način da se relativno jeftino dobije snažan izvor ultraljubičastog zračenja. Izlaze iz upotrebe, ali još uvijek se prodaju DRL svjetiljke bijele svjetlosti od 125...1000 W. U ovim svjetiljkama unutar vanjske tikvice nalazi se "plamenik" - visokotlačna živina svjetiljka. Emitira širokopojasno ultraljubičasto svjetlo, koje blokira vanjska staklena žarulja, ali uzrokuje sjaj fosfora na njegovim stijenkama. Ako razbijete vanjsku tikvicu i spojite plamenik na mrežu kroz standardnu prigušnicu, dobit ćete snažan širokopojasni ultraljubičasti emiter.
Takav domaći emiter ima nedostatke: niska učinkovitost u usporedbi s niskotlačnim svjetiljkama, veliki udio ultraljubičastog zračenja je izvan baktericidnog raspona i ne možete ostati u sobi neko vrijeme nakon isključivanja svjetiljke dok se ozon ne raspadne ili nestane.
Ali prednosti su također neporecive: niska cijena i velika snaga u kompaktnoj veličini. Jedna od prednosti je stvaranje ozona. Ozon će dezinficirati zasjenjene površine koje nisu izložene ultraljubičastim zrakama.
Riža. 17 Ultraljubičasti iradijator izrađen od DRL lampi. Fotografija je objavljena uz dopuštenje autora, bugarskog stomatologa, koji uz standardnu baktericidnu lampu Philips TUV 30W koristi ovaj ozračivač.
Slični ultraljubičasti izvori za dezinfekciju u obliku visokotlačnih živinih svjetiljki koriste se u ozračivačima tipa OUFK-01 "Solnyshko".
Na primjer, za popularnu lampu “DRT 125-1” proizvođač ne objavljuje spektar, ali daje parametre u dokumentaciji: 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 protok 8 W, a nakon upotrebe potrebno je prozračivanje prostorije od ozona []. Kao odgovor na izravno pitanje o razlici između DRT žarulje i DRL plamenika, proizvođač je u svom blogu odgovorio da DRT ima izolacijski zeleni premaz na katodama.
Riža. 18 Širokopojasni ultraljubičasti izvor - lampa DRT-125
Prema navedenim karakteristikama razvidno je da je spektar širokopojasan s gotovo jednakim udjelom zračenja u mekom, srednjem i jakom ultraljubičastom zračenju, uključujući i tvrdi UVC koji stvara ozon. Baktericidni protok iznosi 6,4% potrošnje energije, odnosno učinkovitost je 6 puta manja od niskotlačne cjevaste svjetiljke.
Proizvođač ne objavljuje spektar ove lampe, a internetom kruži ista slika sa spektrom jednog od DRT-a. Izvorni izvor je nepoznat, ali omjer energije u UVC, UVB i UVA rasponima ne odgovara onima deklariranim za lampu DRT-125. Za DRT je naveden približno jednak omjer, a spektar pokazuje da je UVB energija višestruko veća od UBC energije. A u UVA je višestruko veći nego u UVB.
Riža. 19. Spektar visokotlačne živine lučne žarulje, koji najčešće ilustrira spektar DRT-125, široko korištene u medicinske svrhe.
Jasno je da žarulje s različitim tlakovima i dodacima žive malo drugačije emitiraju. Također je jasno da je neupućen potrošač sklon samostalno zamisliti željene karakteristike i svojstva proizvoda, steći povjerenje na temelju vlastitih pretpostavki i obaviti kupnju. A objava spektra pojedine lampe izazvat će rasprave, usporedbe i zaključke.
Autor je svojedobno kupio instalaciju OUFK-01 sa svjetiljkom DRT-125 i koristio je nekoliko godina za ispitivanje UV otpornosti plastičnih proizvoda. Zračila sam dva proizvoda istovremeno, od kojih je jedan bio kontrolni od plastike otporne na ultraljubičasto i gledala koji će brže požutjeti. Za takvu primjenu nije potrebno poznavanje točnog oblika spektra, važno je samo da emiter bude širokopojasan. Ali zašto koristiti širokopojasno ultraljubičasto svjetlo ako je potrebna dezinfekcija?
Svrha OUFK-01 navodi da se iradijator koristi za akutne upalne procese. To jest, u slučajevima kada pozitivan učinak dezinfekcije kože premašuje moguću štetu širokopojasnog ultraljubičastog zračenja. Očito je da je u ovom slučaju bolje koristiti uskopojasno ultraljubičasto, bez valnih duljina u spektru koje djeluju osim baktericidno.
Dezinfekcija zraka
Ultraljubičasto svjetlo smatra se nedostatnim sredstvom za dezinfekciju površina, jer zrake ne mogu prodrijeti tamo gdje prodire npr. alkohol. Ali ultraljubičasto svjetlo učinkovito dezinficira zrak.
Pri kihanju i kašljanju stvaraju se kapljice veličine nekoliko mikrometara koje lebde u zraku od nekoliko minuta do nekoliko sati []. Studije o tuberkulozi pokazale su da je jedna kap aerosola dovoljna da izazove infekciju.
Na ulici smo relativno sigurni zbog velikih količina i pokretljivosti zraka, koji vremenom i sunčevim zračenjem može raspršiti i dezinficirati svako kihanje. Čak iu metrou, dok je udio zaraženih mali, ukupna količina zraka po zaraženoj osobi je velika, a dobra ventilacija čini rizik od širenja zaraze malim. Najopasnije mjesto tijekom pandemije bolesti koje se prenose zrakom je dizalo. Stoga oni koji kišu moraju u karantenu, a zrak u javnim prostorima s nedostatnom ventilacijom potrebno je dezinficirati.
Recirkulatori
Jedna od opcija za dezinfekciju zraka su zatvoreni UV recikleri. Razgovarajmo o jednom od takvih recirkulatora - "Dezar 7", poznatom po tome što se može vidjeti čak iu uredu prve osobe države.
U opisu recirkulatora stoji da puše 100 m3 na sat i da je namijenjen za obradu prostorije zapremine 100 m3 (približno 5 × 7 × 2,8 metara).
Međutim, mogućnost dezinfekcije 100 m3 zraka po satu ne znači da će zrak u prostoriji od 100 m3 po satu biti jednako učinkovito tretiran. Obrađeni zrak razrjeđuje prljavi zrak iu tom obliku uvijek iznova ulazi u recirkulator. Lako je izgraditi matematički model i izračunati učinkovitost takvog procesa:
Riža. 20 Utjecaj rada UV recirkulacije na broj mikroorganizama u zraku prostorije bez ventilacije.
Da bi se koncentracija mikroorganizama u zraku smanjila za 90%, recirkulator mora raditi više od dva sata. Ako u prostoriji nema ventilacije, to je moguće. Ali obično nema soba s ljudima i bez ventilacije. npr. [] propisuje minimalni protok vanjskog zraka za ventilaciju od 3 m3 na sat po 1 m2 površine stana. To odgovara potpunoj izmjeni zraka jednom na sat i čini rad recirkulatora beskorisnim.
Ako uzmemo u obzir model ne potpunog miješanja, već laminarnih mlazova koji prolaze ravnomjernom složenom putanjom u prostoriji i idu u ventilaciju, korist od dezinfekcije jednog od tih mlazova je još manja nego u modelu potpunog miješanja.
U svakom slučaju, UV recirkulacija nije ništa korisnija od otvorenog prozora.
Jedan od razloga niske učinkovitosti recirkulatora je taj što je baktericidni učinak izuzetno mali u odnosu na svaki vat UV protoka. Zraka putuje oko 10 centimetara unutar instalacije, a zatim se reflektira od aluminija s koeficijentom od oko k=0,7. To znači da je efektivni put zrake unutar instalacije oko pola metra, nakon čega se apsorbira bez koristi.
Riža. 21. Snimak s YouTube videa koji prikazuje rastavljanje uređaja za recikliranje. Vidljive su baktericidne lampe i aluminijska reflektirajuća površina, koje puno lošije reflektiraju ultraljubičasto zračenje nego vidljivo svjetlo [].
Višestruko je učinkovitija baktericidna lampa koja otvoreno visi na zidu u ordinaciji klinike i koju uključuje liječnik prema rasporedu. Zrake iz otvorene svjetiljke putuju nekoliko metara, dezinficirajući prvo zrak, a potom i površine.
Ozračivači zraka u gornjem dijelu prostorije
U bolničkim odjelima gdje su stalno prisutni ležeći pacijenti ponekad se koriste UV jedinice za ozračivanje cirkulirajućih strujanja zraka ispod stropa. Glavni nedostatak takvih instalacija je da rešetka koja pokriva svjetiljke dopušta samo zrake koje prolaze strogo u jednom smjeru, apsorbirajući više od 90% preostalog protoka bez koristi.
Kroz takav iradijator možete dodatno upuhati zrak kako biste istovremeno stvorili recirkulaciju, ali to se ne radi, vjerojatno zbog nevoljkosti da u prostoriji imate akumulator prašine.
Riža. 22 Stropni UV ozračivač zraka, slika sa stranice [].
Rešetke štite ljude u prostoriji od izravnog protoka ultraljubičastog zračenja, ali protok koji prolazi kroz rešetku udara o strop i zidove i difuzno se odbija, s koeficijentom refleksije od oko 10%. Soba je ispunjena višesmjernim ultraljubičastim zračenjem i ljudi primaju dozu ultraljubičastog zračenja proporcionalnu vremenu provedenom u prostoriji.
Recenzenti i autor
Recenzenti:
Artyom Balabanov, inženjer elektronike, razvijač sustava UV sušenja;
Rumen Vasilev, Ph.D., inženjer rasvjete, OOD "Interlux", Bugarska;
Vadim Grigorov, biofizičar;
Stanislav Lermontov, inženjer rasvjete, Complex Systems LLC;
Alexey Pankrashkin, dr. sc., izvanredni profesor, inženjerstvo poluvodičke rasvjete i fotonika, INTECH Engineering LLC;
Andrey Khramov, specijalist za dizajn rasvjete za medicinske ustanove;
Vitalij Tsvirko, voditelj laboratorija za ispitivanje rasvjete "TSSOT NAS Bjelorusije"
Autor: Anton Sharakshane, Ph.D., inženjer rasvjete i biofizičar, Prvo moskovsko državno medicinsko sveučilište nazvano po. IH. Sechenov
reference
reference
[Airsteril]
[Aquafineuv]
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 ULTRALJUBIČASTA DEZINFEKCIJA ZRAKA
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 Fizika optičkog zračenja i rasvjetna tehnika. Dio 10: Fotobiološki učinkovito zračenje, količine, simboli i spektar djelovanja. Fizika optičkog zračenja i rasvjetna tehnika. Fotobiološki aktivno zračenje. Dimenzije, simboli i spektri djelovanja
[ESNA] ESNA Lighting Handbook, 9. izdanje. izd. Rea MS Illuminating Engineering Society of North America, New York, 2000
[IEC 62471] GOST R IEC 62471-2013 Svjetiljke i sustavi svjetiljki. Fotobiološka sigurnost
[Kowalski2020] Wladyslaw J. Kowalski i dr., 2020. Osjetljivost na ultraljubičasto zračenje koronavirusa COVID-19, DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
[Lisma]
[Mitsuichemicals]
[Nejm]
[Boja]
[TUV]
[WHO] Svjetska zdravstvena organizacija. Ultraljubičasto zračenje: službeni znanstveni pregled učinaka UV zračenja na okoliš i zdravlje, s obzirom na globalno oštećenje ozona.
[Pozdrav]
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 Upotreba ultraljubičastog baktericidnog zračenja za dezinfekciju zraka u zatvorenim prostorima
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 Grijanje, ventilacija i klimatizacija.
Izvor: www.habr.com