紫外線：効果的な消毒と安全性

紫外線の特性は波長に依存し、異なる光源からの紫外線は異なるスペクトルを持ちます。 望ましくない生物学的影響のリスクを最小限に抑えながら、殺菌効果を最大限に高めるために、どの紫外線源とその使用方法について説明します。

米。 1. この写真は、ご想像のとおり、UVC 放射線による消毒ではなく、UVA 光線によるトレーニングの体液の輝点の検出による防護服の使用のトレーニングを示しています。 UVAはソフト紫外線であり、殺菌効果はありません。 使用される UVA 蛍光灯の広範囲のスペクトルは視力に有害な UVB と重なるため、目を閉じることは合理的な安全対策です (出典 Simon Davis/DFID)。

可視光の波長は、光化学作用がちょうど可能になる量子エネルギーに対応します。 可視光量子は、特定の光感受性組織である網膜で光化学反応を励起します。
紫外線は目に見えず、波長が短く、量子の周波数とエネルギーが高く、放射線がより強く、さまざまな光化学反応と生物学的影響がより大きくなります。

紫外線は次の点で異なります。

• 長波長/ソフト/近 UVA (400...315 nm) 特性が可視光に似ています。
• 中程度の硬度 - UVB (315...280 nm)。
• 短波/長波/ハード – UVC (280…100 nm)。

紫外線による殺菌効果

殺菌効果は、ハード紫外線 (UVC) によって発揮され、程度は低いですが、中程度のハード紫外線 (UVB) によっても発揮されます。 殺菌効率曲線によれば、230～300nmの狭い範囲、つまり紫外線と呼ばれる範囲の約XNUMX分のXNUMXのみが明確な殺菌効果を持っていることが分かります。

米。 2 [ の殺菌効率曲線CIE 155:2003]

この範囲の波長を持つ量子は核酸に吸収され、DNA と RNA の構造の破壊につながります。 殺菌、つまり細菌を殺すことに加えて、この範囲には、殺ウイルス (抗ウイルス)、殺真菌 (抗真菌)、殺胞子 (胞子を殺す) 効果もあります。 これには、2020年のパンデミックを引き起こしたRNAウイルスSARS-CoV-2の死滅も含まれる。

日光の殺菌効果

日光による殺菌効果は比較的小さいです。 大気の上と下の太陽のスペクトルを見てみましょう。

米。 3. 大気上および海面における太陽放射のスペクトル。 紫外線範囲の最も過酷な部分は地表には到達しません（Wikipediaより借用）。

黄色で強調表示されている大気上のスペクトルに注目する価値があります。 波長240nm未満の大気上太陽光線のスペクトル左端の量子エネルギーは、酸素分子「O5.1」の化学結合エネルギー2eVに相当します。 分子状酸素はこれらの量子を吸収し、化学結合が壊れ、原子状酸素「O」が形成され、結合して酸素分子「O2」と部分的にオゾン「O3」になります。

太陽の大気上 UVC は、オゾン層と呼ばれる大気上層にオゾンを形成します。 オゾン分子の化学結合エネルギーは酸素分子よりも低いため、オゾンは酸素よりも低いエネルギーの量子を吸収します。 また、酸素は UVC のみを吸収しますが、オゾン層は UVC と UVB を吸収します。 太陽はスペクトルの紫外線部分の端でオゾンを生成し、このオゾンが太陽のハード紫外線のほとんどを吸収し、地球を保護していることが判明しました。

次に、波長とスケールに注意しながら、太陽のスペクトルと殺菌作用のスペクトルを組み合わせます。

米。 4 殺菌作用のスペクトルと太陽放射のスペクトル。

日光による殺菌効果は微々たるものであることがわかります。 殺菌効果を発揮できるスペクトルの部分は、大気中にほぼ完全に吸収されます。 一年の異なる時期や異なる緯度では、状況は若干異なりますが、質的には似ています。

紫外線の危険性

ある大国の指導者は、「新型コロナウイルス感染症を治すには、体内に太陽光を取り入れる必要がある」と提案した。 しかし、殺菌性紫外線は人間のものも含めたRNAとDNAを破壊します。 「体内に太陽光を届ける」と人は死んでしまいます。

表皮、主に死んだ細胞の角質層は、生体組織を UVC から保護します。 表皮層の下では、UVC 放射線の 1% 未満しか透過しません [WHO]。 より長い UVB 波と UVA 波はより深いところまで浸透します。

もし太陽の紫外線がなかったら、おそらく人間の表皮や角質層はなく、体の表面はカタツムリのような粘液状態になっていたでしょう。 しかし、人類は太陽の下で進化したため、粘液があるのは太陽から保護された表面だけです。 最も脆弱なのは目の粘膜表面で、まぶた、まつげ、眉毛、顔の運動能力、太陽を見ない習慣などにより条件付きで太陽の紫外線から守られています。

レンズを人工レンズに交換する方法を初めて学んだとき、眼科医は網膜熱傷の問題に直面しました。 彼らはその理由を理解し始め、生きている人間の水晶体は紫外線を通さず、網膜を保護していることがわかりました。 その後、人工レンズも紫外線を通さないようになりました。

紫外線に映した目の画像は、紫外線に対するレンズの不透明度を示しています。 長年にわたって蓄積された紫外線量などにより、時間の経過とともにレンズが曇り、交換する必要があるため、自分の目に紫外線を照射しないでください。 そこで、安全を無視して波長365nmの紫外線懐中電灯を目に照射し、その結果をYouTubeに投稿した勇敢な人々の経験を利用します。

米。 5 Youtube チャンネル「Kreosan」のビデオからの静止画。

波長 365 nm (UVA) の発光誘導紫外線懐中電灯が人気です。 大人が購入しますが、必然的に子供の手に渡ります。 子どもたちは懐中電灯で目を照らし、輝くクリスタルを注意深く長い時間見つめます。 このような行為は防止することをお勧めします。 これが起こった場合、マウス研究における白内障は水晶体の UVB 照射によって確実に引き起こされるが、UVA の白内障作用は不安定であると安心していただけます。WHO].
しかし、レンズに対する紫外線の作用の正確なスペクトルは不明です。 また、白内障は非常に遅発性の病気であることを考えると、事前に目に紫外線を当てないようにする知恵も必要です。

目の粘膜は、紫外線を受けると比較的早く炎症を起こします。これは光角膜炎および光結膜炎と呼ばれます。 粘膜が赤くなり、「目に砂が入った」ような感覚が現れます。 効果は数日で消えますが、火傷を繰り返すと角膜が曇る場合があります。

これらの影響を引き起こす波長は、光生物学的安全規格 [IEC 62471] で指定されている加重 UV ハザード関数にほぼ対応し、殺菌範囲とほぼ同じです。

米。 6 光結膜炎および光角膜炎を引き起こす紫外線のスペクトル [DIN 5031-10] と [からの皮膚と目への化学線紫外線の危険性の重み付け関数IEC 62471].

光角膜炎および光結膜炎の閾値線量は 50 ～ 100 J/m2 であり、この値は消毒に使用される線量を超えません。 炎症を引き起こさずに紫外線で目の粘膜を消毒することは不可能です。

紅斑、すなわち「日焼け」は、300nmまでの紫外線により危険です。 いくつかの情報源によると、紅斑の最大スペクトル効率は約 300 nm の波長です。WHO]。 さまざまな肌タイプで、ほとんど目立たない紅斑を引き起こす最小線量 MED (最小紅斑線量) は、150 ～ 2000 J/m2 の範囲です。 中間ゾーンの居住者の場合、典型的な DER の値は約 200 ～ 300 J/m2 と考えられます。

280 ～ 320 nm の範囲 (最大約 300 nm) の UVB は、皮膚がんを引き起こします。 線量の閾値はなく、線量が高いほどリスクが高く、効果が現れるのが遅れます。

米。 紅斑や皮膚がんを引き起こす7つのUV作用曲線。

光誘発皮膚老化は、200 ～ 400 nm の全範囲の紫外線によって引き起こされます。 運転中に主に左側に太陽の紫外線を浴びたトラック運転手の有名な写真があります。 運転手は運転席の窓を閉めて運転する習慣があったが、顔の右側はフロントガラスによって太陽の紫外線から守られていた。 年齢に伴う皮膚の状態の右側と左側の違いは印象的です。

米。 8 28年間、運転席の窓を閉めたまま運転していたドライバーの写真 [ネイム].

この人の顔の異なる側の皮膚の年齢が XNUMX 歳異なると大まかに見積もると、これは、ほぼ同じ XNUMX 年間、顔の一方の側が太陽に照らされ、もう一方の側が太陽に照らされたという事実の結果です。そうではありませんでしたが、太陽の下で一日過ごすと皮膚が老化すると慎重に結論付けることができます。

参考データより [WHO] 直射日光が当たる夏の中緯度では、最小 200 J/m2 の紅斑線量が XNUMX 時間よりも早く蓄積することが知られています。 これらの数字を導き出された結論と比較すると、別の結論を導き出すことができます。紫外線ランプを使用した定期的および短期間の作業中の皮膚の老化は、重大な危険ではありません。

消毒に必要な紫外線の量はどれくらいですか?

表面および空気中の生存微生物の数は、紫外線量の増加とともに指数関数的に減少します。 たとえば、結核菌の 90% を殺す線量は 10 J/m2 です。 このような投与量を 99 回投与すると 99,9% が死亡し、XNUMX 回投与すると XNUMX% が死亡します。

米。 9 生存結核菌の割合の、波長 254 nm の紫外線照射量への依存性。

たとえ少量でもほとんどの微生物が死滅するという点で、指数関数的な依存性は顕著です。

[にリストされているもののうち、CIE 155:2003] 病原性微生物であるサルモネラ菌は、紫外線に対して最も耐性があります。 バクテリアの 90% を殺す線量は 80 J/m2 です。 レビュー [Kowalski2020] によると、コロナウイルスの 90% を殺す平均線量は 67 J/m2 です。 しかし、ほとんどの微生物では、この線量は 50 J/m2 を超えません。 実際には、90% の効率で消毒できる標準用量は 50 J/m2 であると覚えておいてください。

ロシア保健省が承認した現在の方法によると、空気消毒に紫外線を使用する[P 3.5.1904-04】手術室や産院などでは「スリーナイン」、つまり99,9％の最高の消毒効率が求められます。 学校の教室や公共施設などに。 「ワンナイン」、つまり微生物の90％が死滅すれば十分です。 これは、部屋のカテゴリーに応じて、50 ～ 150 J/m2 の標準線量 XNUMX ～ XNUMX 回で十分であることを意味します。

必要な照射時間を見積もる例: 5 × 7 × 2,8 メートルの部屋の空気と表面を消毒する必要があり、そのためにフィリップス TUV 30W オープン ランプ XNUMX 個が使用されるとします。

ランプの技術的説明には、12 W の殺菌流量が示されています。TUV]。 理想的なケースでは、フロー全体が消毒対象の表面に厳密に送られますが、実際の状況では、フローの半分が何の利益もなく無駄になり、たとえばランプの後ろの壁が過剰な強度で照らされることになります。 したがって、6 ワットの有効流量を計算します。 室内の総照射面積は床35平方メートル＋天井2平方メートル＋壁35平方メートル、計2平方メートル。

平均して、表面に当たる殺菌放射線の束は 6 W/137 m2 = 0,044 W/m2 です。 3600 時間、つまり 0,044 秒で、これらの表面は 2 W/m3600 × 158 秒 = 2 J/m150、つまり約 2 J/m50 の線量を受けます。 これは、2 J/m99,9 または「スリーナイン」の XNUMX つの標準用量に相当します - XNUMX% の殺菌効率、つまり手術室の要件。 そして、計算された線量は、表面に落ちる前に部屋の体積を通過するため、空気は同等の効率で消毒されました。

無菌性の要件が小さく、「20 XNUMX」で十分な場合、考慮した例では、必要な照射時間は XNUMX 分の XNUMX、約 XNUMX 分で済みます。

UVカット

紫外線消毒中の主な予防策は、部屋から離れることです。 作動中の UV ランプの近くにいても目を離しても効果はなく、目の粘膜は依然として照射されています。

ガラス製のメガネは、目の粘膜を保護するための部分的な対策になります。 「ガラスは紫外線を透過しない」という断定的な表現は誤りですが、ある程度は透過し、ガラスのブランドによって透過の仕方も異なります。 しかし、一般に波長が短くなるにつれて透過率は低下し、UVC は石英ガラスのみで効果的に透過されます。 眼鏡ガラスはいずれにしても石英ではありません。

UV400とマークされたメガネレンズは紫外線を透過しないと自信を持って言えます。

米。 10 UV380、UV400、UV420の指数を持つ眼鏡ガラスの透過スペクトル。 画像はウェブサイトより [三井化学]

また、保護対策としては、潜在的に危険ではあるが消毒には効果のない UVB および UVA 範囲を放出しない殺菌性 UVC 範囲の光源を使用することです。

紫外線源

UVダイオード

最も一般的な 365 nm 紫外線ダイオード (UVA) は、紫外線がなければ目に見えない汚染物質を検出するために発光する「警察の懐中電灯」用に設計されています。 このようなダイオードによる消毒は不可能です（図11を参照）。
消毒には、波長 265 nm の短波 UVC ダイオードを使用できます。 水銀殺菌ランプに代わるダイオードモジュールのコストはランプのコストよりも XNUMX 桁高いため、実際にはそのようなソリューションは広い領域の消毒には使用されません。 しかし、器具、電話、皮膚病変などの狭い領域を消毒するために、UV ダイオードを使用したコンパクトな装置が登場しています。

低圧水銀ランプ

低圧水銀ランプは、他のすべての光源と比較される標準です。
放電における低圧の水銀蒸気の放射エネルギーの主な割合は、消毒に理想的な 254 nm の波長に当てられます。 エネルギーのごく一部が 185 nm の波長で放出され、オゾンが集中的に生成されます。 また、可視範囲を含む他の波長ではほとんどエネルギーが放出されません。

従来の白色水銀蛍光ランプでは、電球のガラスは水銀蒸気から放出される紫外線を透過しません。 しかし、フラスコの壁についた白い粉である蛍光体は、紫外線の影響で可視範囲で光ります。

UVB または UVA ランプは同様の方法で設計されており、ガラス電球は 185 nm ピークと 254 nm ピークを透過しませんが、短波長紫外線放射の影響下にある蛍光体は可視光を放射しませんが、長波長紫外線を放射します。放射線。 これらは技術的な目的のためのランプです。 UVA ランプのスペクトルは太陽のスペクトルに似ているため、このようなランプは日焼けにも使用されます。 スペクトルと殺菌効率曲線を比較すると、消毒に UVB ランプ、特に UVA ランプを使用するのは不適切であることがわかります。

米。 11 殺菌効率曲線、UVB ランプのスペクトル、UVA 日焼けランプのスペクトル、および 365 nm ダイオードのスペクトルの比較。 ランプのスペクトルは米国塗料製造者協会の Web サイトから取得 [ペイント].

UVA 蛍光ランプのスペクトルは広く、UVB 範囲をカバーしていることに注意してください。 365 nm ダイオードのスペクトルは大幅に狭く、これは「正直な UVA」です。 装飾目的または汚染物質の検出のために発光を生成するために UVA が必要な場合は、紫外線蛍光灯を使用するよりもダイオードを使用する方が安全です。

低圧 UVC 水銀殺菌ランプは、電球の壁に蛍光体がなく、電球が紫外線を透過するという点で蛍光灯とは異なります。 メインの 254 nm ラインは常に伝送され、オゾンを生成する 185 nm ラインはランプのスペクトル内に残すことも、選択的透過を備えたガラス電球によって除去することもできます。

米。 12 発光範囲は紫外線ランプのラベルに記載されています。 UVC 殺菌ランプは、電球に蛍光体が存在しないことで識別できます。

オゾンには追加の殺菌効果がありますが、発がん性物質でもあるため、消毒後にオゾンが侵食されるのを待たないために、スペクトルに 185 nm 線を含まない非オゾン生成ランプが使用されます。 これらのランプはほぼ​​理想的なスペクトルを持っています。主線は 254 nm の高い殺菌効率を持ち、非殺菌性の紫外線範囲の非常に弱い放射線、そして可視範囲の小さな「信号」放射線です。

米。 13. 低圧 UVC 水銀ランプのスペクトル (雑誌 lumen2b.ru から提供) は、太陽放射のスペクトル (Wikipedia から) および殺菌効率曲線 (ESNA 照明ハンドブックから [エスナ]）。

殺菌灯の青い光により、水銀灯が点灯して作動していることがわかります。 光が弱いため、ランプを見ても安全であるかのような誤解を招く印象を与えます。 UVC 範囲の放射線がランプによって消費される総電力の 35 ～ 40% を占めるとは思えません。

米。 14 水銀蒸気の放射エネルギーのごく一部は可視域にあり、弱い青色の輝きとして見えます。

低圧殺菌水銀灯は通常の蛍光灯と同じ口金を持ちますが、殺菌灯が通常の蛍光灯に差し込まれないように長さが異なります。 殺菌ランプ用のランプは、その寸法に加えて、すべてのプラスチック部品が紫外線に耐性があり、紫外線からのワイヤーが覆われており、ディフューザーがないという事実によって区別されます。

家庭での殺菌のニーズに応えるために、著者は、以前は水耕栽培施設の養液の殺菌に使用されていた 15 W 殺菌ランプを使用しています。 その類似品は、「aquarium uv sterilisator」で検索すると見つかります。 ランプが作動するとオゾンが放出されますが、これは良くありませんが、靴などの消毒には役立ちます。

米。 15 さまざまなタイプの口金を備えた低圧水銀ランプ。 画像はAliexpressのウェブサイトより。

中高圧水銀ランプ

水銀蒸気圧の増加によりスペクトルはより複雑になり、スペクトルが拡大し、オゾン発生波長を含むスペクトル内に現れる線が増えます。 水銀に添加物を導入すると、スペクトルはさらに複雑になります。 このようなランプには多くの種類があり、それぞれのスペクトルは特別です。

米。 16 中高圧水銀ランプのスペクトル例

圧力が増加すると、ランプの効率が低下します。 Aquafineuv ブランドを例にとると、中圧 UVC ランプは消費電力の 15 ～ 18% を放出し、低圧ランプの 40% は放出しません。 そして、UVC フローのワットあたりの機器のコストは高くなります [アクアフィヌフ].
ランプの効率の低下とコストの増加は、コンパクトさによって補われます。 たとえば、流水の消毒や印刷時に高速で塗布されたワニスの乾燥には、コンパクトで強力な電源が必要ですが、特定のコストや効率は重要ではありません。 しかし、そのようなランプを消毒に使用するのは間違っています。

DRLバーナーとDRTランプを組み合わせたUV照射器

強力な紫外線源を比較的安価に入手できる「民間の」方法があります。 これらは廃止されつつありますが、125 ～ 1000 W の白色光 DRL ランプはまだ販売されています。 これらのランプでは、外側のフラスコの中に「バーナー」、つまり高圧水銀ランプがあります。 広帯域の紫外線を放射しますが、外側のガラス球によって遮断されますが、壁の蛍光体が光ります。 外側のフラスコを壊し、標準的なチョークを介してバーナーをネットワークに接続すると、強力な広帯域紫外線エミッターが得られます。

このような自家製エミッタには、低圧ランプに比べて効率が低く、紫外線の大部分が殺菌範囲外であり、ランプを消した後、オゾンが分解または消滅するまでしばらく室内に留まることはできないという欠点があります。

しかし、コンパクトなサイズで低コストと高出力という利点も否定できません。 利点のXNUMXつはオゾンの生成です。 オゾンは紫外線にさらされない日陰の表面を消毒します。

米。 17 DRL ランプを使用した紫外線照射器。 この写真は、ブルガリアの歯科医である著者の許可を得て、標準のフィリップス TUV 30W 殺菌ランプに加えてこの照射器を使用して公開されています。

高圧水銀ランプの形の同様の消毒用紫外線源が、OUFK-01「Solnyshko」タイプの照射器で使用されています。

たとえば、人気のあるランプ「DRT 125-1」の場合、メーカーはスペクトルを公開していませんが、ドキュメントでパラメータを提供しています。ランプから 1 m の距離での照射強度 UVA – 0,98 W/m2、UVB – 0,83 W/m2、UVC – 0,72 W/m2、殺菌流量 8 W、使用後はオゾンから部屋を換気する必要があります [リスマ]。 DRT ランプと DRL バーナーの違いについての直接の質問に対して、メーカーはブログで、DRT の陰極には緑色の絶縁コーティングが施されていると回答しました。

米。 18 広帯域紫外線源 - DRT-125 ランプ

記載された特性によれば、スペクトルは広帯域であり、オゾンを生成するハード UVC を含む、ソフト、ミディアム、ハード紫外線の放射線の割合がほぼ同じであることが明らかです。 殺菌流量は消費電力の6,4%であり、効率は低圧管状ランプの6分のXNUMXです。

メーカーはこのランプのスペクトルを公開しておらず、DRT の 125 つのスペクトルと同じ写真がインターネット上に出回っています。 元の発生源は不明ですが、UVC、UVB、および UVA 範囲のエネルギー比は、DRT-XNUMX ランプについて宣言されているものとは一致しません。 DRT の場合、ほぼ等しい比率が示されており、スペクトルは UVB エネルギーが UBC エネルギーよりも何倍も大きいことを示しています。 そして、UVAではUVBよりも何倍も高くなります。

米。 19. 高圧水銀アークランプのスペクトル。医療目的で広く使用されている DRT-125 のスペクトルを最もよく示しています。

圧力や水銀添加剤が異なるランプでは、発光の仕方が若干異なることは明らかです。 また、情報のない消費者は、製品の望ましい特性や特性を独自に想像し、自分の思い込みに基づいて自信を獲得し、購入する傾向があることも明らかです。 そして、特定のランプのスペクトルが公開されると、議論、比較、結論が引き起こされます。

著者はかつて DRT-01 ランプを備えた OUFK-125 装置を購入し、プラスチック製品の耐紫外線性をテストするために数年間使用しました。 XNUMX つの製品を同時に照射し、そのうちの XNUMX つは紫外線耐性のあるプラスチックで作られた対照品で、どちらが早く黄色くなるかを調べました。 このようなアプリケーションでは、スペクトルの正確な形状を知る必要はなく、エミッタが広帯域であることだけが重要です。 しかし、消毒が必要な場合、なぜ広帯域紫外線を使用するのでしょうか?

OUFK-01 の目的には、照射器が急性炎症過程に使用されることが記載されています。 つまり、皮膚の消毒によるプラスの効果が、広帯域紫外線の潜在的な害を上回る場合です。 この場合、スペクトル内に殺菌以外の効果のある波長を含まない狭帯域紫外線を使用する方が良いことは明らかです。

空気消毒

紫外線は、例えばアルコールが浸透する場所には浸透できないため、表面を消毒するには不十分な手段であると考えられています。 しかし、紫外線は空気を効果的に消毒します。

くしゃみや咳をすると、数マイクロメートルの飛沫が発生し、数分から数時間空気中に漂います。CIE 155:2003]。 結核に関する研究では、エアロゾル一滴でも感染を引き起こすのに十分であることが示されています。

路上では、膨大な量の空気と移動性のおかげで、時間と太陽放射によってくしゃみが分散され、消毒されるため、私たちは比較的安全です。 地下鉄内でも感染者の割合は少ないものの、感染者XNUMX人当たりの空気の総量は多く、換気が良好なため感染拡大のリスクは小さい。 空気感染症のパンデミック中に最も危険な場所はエレベーターです。 したがって、くしゃみをする人は隔離され、換気が不十分な公共空間の空気は消毒される必要があります。

再循環装置

空気消毒のオプションの 7 つは、密閉型 UV リサイクラーです。 これらの再循環装置の XNUMX つである「Dezar XNUMX」について説明しましょう。この装置は、国家元首の執務室でも見られることで知られています。

再循環装置の説明によると、100 時間あたり 3 m100 の風を吹き、容積 3 m5 (約 7 × 2,8 × XNUMX メートル) の部屋を処理するように設計されています。
ただし、100 時間あたり 3 m100 の空気を消毒できるということは、3 時間あたり XNUMX mXNUMX の部屋の空気が効果的に処理されることを意味するものではありません。 処理された空気は汚れた空気を希釈し、この形で何度も再循環装置に入ります。 数学的モデルを構築し、そのようなプロセスの効率を計算するのは簡単です。

米。 20 換気のない部屋の空気中の微生物の数に対する UV 再循環装置の動作の影響。

空気中の微生物の濃度を 90% 減らすには、再循環装置を XNUMX 時間以上作動させる必要があります。 部屋に換気がない場合、これは可能です。 しかし、人がいて換気のない部屋は通常ありません。 例: [SP 60.13330.2016]では、アパートの面積3平方メートルあたり、3時間あたり1立方メートルの換気のための最小外気流量が規定されています。 これは 2 時間に XNUMX 回の空気の完全な置換に相当し、再循環装置の動作が無駄になります。

完全な混合のモデルではなく、室内を安定した複雑な軌道に沿って通過して換気に入る層流ジェットのモデルを考慮すると、これらのジェットの XNUMX つを消毒する利点は、完全な混合のモデルよりもさらに小さくなります。

いずれにせよ、UV 再循環装置は開いた窓と同じくらい役に立ちません。

再循環装置の効率が低い理由の 10 つは、UV 流量の 0,7 ワットあたりの殺菌効果が非常に小さいことです。 ビームは施設内を約 XNUMX センチメートル進み、約 k = XNUMX の係数でアルミニウムで反射されます。 これは、施設内のビームの有効経路が約XNUMXメートルであり、その後は何の効果もなく吸収されることを意味します。

米。 21. リサイクル業者が解体される様子を映した YouTube ビデオの静止画。 殺菌灯とアルミニウムの反射面が見えますが、これらは可視光線よりもはるかに悪い紫外線を反射します。デサール].

診療所の壁に殺菌灯を吊り下げ、医師がスケジュールに従って点灯させると、何倍も効果的です。 開いたランプからの光線は数メートルまで伝わり、まず空気を消毒し、次に表面を消毒します。

部屋上部に空気照射装置

寝たきりの患者が常駐する病棟では、天井裏に循環気流を照射するために UV ユニットが使用されることがあります。 このような設置の主な欠点は、ランプを覆うグリルが光線を厳密に一方向にのみ通過させ、残りの流れの 90% 以上が吸収されて利益が得られないことです。

さらに、そのような照射器に空気を吹き込んで再循環装置を同時に作成することもできますが、おそらく室内に塵の蓄積を嫌うため、これは行われません。

米。 22 天井取り付け型 UV 空気照射装置、サイトからの画像 [エアステリル].

グリルは紫外線の直接的な流れから室内にいる人を守りますが、グリルを通過した紫外線は天井や壁に当たって乱反射し、反射率は約10％です。 部屋は全方位の紫外線で満たされており、人は部屋で過ごした時間に比例して紫外線量を受けます。

査読者と著者

レビュアー：
Artyom Balabanov、エレクトロニクスエンジニア、UV 硬化システムの開発者。
Rumen Vasilev 博士、照明エンジニア、OOD「Interlux」、ブルガリア。
ワディム・グリゴロフ、生物物理学者。
スタニスラフ・レルモントフ氏、Complex Systems LLC、照明エンジニア。
Alexey Pankrashkin、Ph.D.、INTECH Engineering LLC、半導体照明工学およびフォトニクス准教授。
医療機関向け照明デザインの専門家、アンドレイ・クラモフ氏。
ヴィタリー・ツビルコ氏、照明試験研究所「TSSOT NAS of Belarus」所長
著者： 第一モスクワ国立医科大学の照明技師兼生物物理学者、アントン・シャラクシェーン博士にちなんで名付けられました。 彼ら。 セチェノフ

リファレンス

リファレンス

【エアステリル】 www.airsteril.com.hk/en/products/UR460
[アクアフィヌフ] www.aquafineuv.com/uv-lamp-technologies
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 紫外線空気消毒
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 光放射物理学および照明工学。 パート 10: 光生物学的に有効な放射線、量、記号、および作用スペクトル。 光放射の物理学と照明工学。 光生物学的に活性な放射線。 寸法、記号、作用スペクトル
[ESNA] ESNA照明ハンドブック、第9版。 編Rea MS 北米照明工学協会、ニューヨーク、2000 年
[IEC 62471] GOST R IEC 62471-2013 ランプおよびランプ システム。 光生物学的安全性
[Kowalski2020] Wladyslaw J. Kowalski et al.、2020 COVID-19 コロナウイルス紫外線感受性、DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
【リスマ】 lisma.su/en/strategiya-i-razvitie/bactericidal-lamp-drt-ultra.html
【三井化学】 jp.tsuichemicals.com/ja/release/2014/141027.htm
[ネジム] www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMicm1104059
[ペイント] www.paint.org/coatingstech-magazine/articles/analytical-series-principles-of-accelerated-weathering-evaluations-of-coatings
【テュフ】 www.assets.signify.com/is/content/PhilipsLighting/fp928039504005-pss-ru_ru
[WHO] 世界保健機関。 紫外線: 地球規模のオゾン層破壊を参照した、紫外線の環境と健康への影響に関する正式な科学的レビュー。
[デサール] youtu.be/u6kAe3bOVVw
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 室内空気の消毒のための紫外線殺菌放射線の使用
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 暖房、換気および空調。

出所： habr.com