Ультракүлгіннің қасиеттері толқын ұзындығына байланысты, ал әртүрлі көздерден алынған ультракүлгін сәулелер әртүрлі спектрге ие. Қажетсіз биологиялық әсерлердің қаупін азайта отырып, бактерицидтік әсерді барынша арттыру үшін ультракүлгін сәуленің қай көздерін және оларды қалай пайдалану керектігін талқылаймыз.
Күріш. 1. Фотосуретте сіз ойлағандай ультракүлгін сәулеленумен залалсыздандыру емес, УК-сәулелерде жаттығу дене сұйықтықтарының люминесцентті дақтарын анықтау арқылы қорғаныс костюмін пайдалануды үйрету көрсетілген. УКА жұмсақ ультракүлгін болып табылады және бактерицидтік әсер етпейді. Көзді жабу ақылға қонымды қауіпсіздік шарасы болып табылады, өйткені қолданылған УКВ люминесцентті лампалардың кең спектрі көру қабілетіне зиян келтіретін UVB сәулесімен қабаттасады (Саймон Дэвис/DFID көзі).
Көрінетін жарықтың толқын ұзындығы фотохимиялық әрекет мүмкін болатын кванттық энергияға сәйкес келеді. Көрінетін жарық кванттары белгілі бір фотосезімтал ұлпада – торлы қабықта фотохимиялық реакцияларды қоздырады.
Ультракүлгін көзге көрінбейді, оның толқын ұзындығы қысқа, кванттың жиілігі мен энергиясы жоғарырақ, сәулелену қаттырақ, фотохимиялық реакциялар мен биологиялық әсерлердің әртүрлілігі көбірек.
Ультракүлгін сәулелер келесідей ерекшеленеді:
- Ұзын толқынды/жұмсақ/жақын UVA (400...315 нм) қасиеттері бойынша көрінетін жарыққа ұқсас;
- Орташа қаттылық - UVB (315...280 нм);
- Қысқа толқынды/ұзын толқынды/қатты – UVC (280…100 нм).
Ультракүлгін сәуленің бактерицидтік әсері
Бактерицидтік әсерді қатты ультракүлгін сәулелер - УКС және аз дәрежеде орташа қатты ультракүлгін сәулелер - УКВ көрсетеді. Бактерицидтік тиімділік қисығы 230...300 нм тар диапазонында ғана, яғни ультракүлгін деп аталатын диапазонның төрттен бір бөлігінде айқын бактерицидтік әсер ететінін көрсетеді.
Күріш. 2 Бактерицидтік тиімділік қисығы []
Осы диапазондағы толқын ұзындығы бар кванттар нуклеин қышқылдарымен жұтылады, бұл ДНҚ мен РНҚ құрылымының бұзылуына әкеледі. Бактерицидтік, яғни бактерияларды өлтірумен қатар, бұл диапазон вирусцидтік (вирусқа қарсы), фунгицидтік (зеңге қарсы) және спороцидтік (спораларды өлтіретін) әсерлерге ие. Бұған 2020 жылғы пандемия тудырған SARS-CoV-2 РНҚ вирусын жою кіреді.
Күн сәулесінің бактерицидтік әсері
Күн сәулесінің бактерицидтік әсері салыстырмалы түрде аз. Атмосфераның үстіндегі және астындағы күн спектрін қарастырайық:
Күріш. 3. Атмосфера үстіндегі және теңіз деңгейіндегі күн радиациясының спектрі. Ультракүлгін диапазонының ең қатал бөлігі жер бетіне жетпейді (Википедиядан алынған).
Сары түспен белгіленген атмосфералық спектрге назар аударған жөн. Толқын ұзындығы 240 нм-ден кем атмосфералық күн сәулелері спектрінің сол жақ жиегінің кванттық энергиясы «О5.1» оттегі молекуласындағы 2 эВ химиялық байланыс энергиясына сәйкес келеді. Молекулалық оттегі бұл кванттарды сіңіреді, химиялық байланыс үзіледі, атомдық оттегі «О» түзіледі, ол қайтадан оттегі «O2» және ішінара «О3» озон молекулаларына біріктіріледі.
Күн үсті атмосфералық UVC атмосфераның жоғарғы қабатында озон қабаты деп аталатын озон түзеді. Озон молекуласындағы химиялық байланыс энергиясы оттегі молекуласына қарағанда төмен, сондықтан озон оттегіге қарағанда аз энергияның кванттарын сіңіреді. Ал оттегі тек УКС-ны сіңірсе, озон қабаты УК және УКВ-ны сіңіреді. Анықталғандай, күн спектрдің ультракүлгін бөлігінің ең шетінде озон жасайды, ал бұл озон содан кейін Жерді қорғай отырып, күннің қатты ультракүлгін сәулеленуінің көп бөлігін сіңіреді.
Енді мұқият, толқын ұзындығы мен масштабына назар аудара отырып, біз күн спектрін бактерицидтік әсер ету спектрімен біріктіреміз.
Күріш. 4 Бактерицидтік әсер ету спектрі және күн радиациясының спектрі.
Күн сәулесінің бактерицидтік әсері шамалы екенін байқауға болады. Спектрдің бактерицидтік әсер етуге қабілетті бөлігі атмосферамен толығымен дерлік сіңіріледі. Жылдың әртүрлі уақыттарында және әртүрлі ендіктерде жағдай сәл өзгеше, бірақ сапалық жағынан ұқсас.
Ультракүлгін қауіп
Үлкен елдердің бірінің көшбасшысы: «COVID-19-ны емдеу үшін денеге күн сәулесін енгізу керек» деп ұсынды. Дегенмен, микробқа қарсы ультракүлгін сәулесі РНҚ мен ДНҚ-ны, соның ішінде адамды да бұзады. Егер сіз «күн сәулесін дененің ішіне жіберсеңіз», адам өледі.
Эпидермис, ең алдымен өлі жасушалардың мүйізді қабаты, тірі ұлпаны УК сәулесінен қорғайды. Эпидермис қабатының астына ультракүлгін сәулеленудің 1%-дан азы ғана енеді [ДДҰ]. Ұзақ UVB және UVA толқындары үлкен тереңдікке енеді.
Егер күннің ультракүлгін сәулесі болмаса, адамдарда эпидермис пен мүйізді қабат болмас еді, ал дененің беті ұлулар сияқты шырышты болар еді. Бірақ адамдар күн астында дамығандықтан, күн сәулесінен қорғалған беттер ғана шырышты болып табылады. Ең осал - күн ультракүлгін сәулелерінен қабақтар, кірпіктер, қастар, бет моторикалары және күнге қарамау әдеті арқылы шартты түрде қорғалған көздің шырышты қабаты.
Олар линзаны жасандыға ауыстыруды алғаш рет үйренгенде, офтальмологтар тордың күйіп қалу мәселесіне тап болды. Олар оның себептерін түсіне бастады және адамның тірі линзасы ультракүлгін сәулелерге мөлдір емес және көз торын қорғайтынын анықтады. Осыдан кейін жасанды линзалар да ультракүлгін сәулелерге мөлдір емес етіп жасалды.
Ультракүлгін сәулелердегі көздің суреті линзаның ультракүлгін сәулеге мөлдірлігін көрсетеді. Өз көзіңізді ультракүлгін сәулемен жарықтандыруға болмайды, өйткені уақыт өте келе линза бұлтты болады, соның ішінде жылдар бойы жинақталған ультракүлгін сәуленің дозасына байланысты және оны ауыстыру қажет. Сондықтан біз қауіпсіздікті елемей, көздеріне 365 нм толқын ұзындығындағы ультракүлгін фонарьды жарқыратып, нәтижесін YouTube-те жариялаған батыл адамдардың тәжірибесін қолданамыз.
Күріш. 5 «Kreosan» Youtube арнасындағы бейнеден.
Толқын ұзындығы 365 нм (UVA) бар люминесценцияны тудыратын ультракүлгін шамдар танымал. Оларды ересектер сатып алады, бірақ сөзсіз балалардың қолына түседі. Балалар бұл шамдарды көздеріне түсіріп, жарқыраған кристалға мұқият және ұзақ қарайды. Мұндай әрекеттердің алдын алған жөн. Егер бұл орын алса, сіз тінтуірді зерттеудегі катаракта линзаның УКВ сәулеленуінен сенімді түрде туындағанына сенімді бола аласыз, бірақ УКВ катарогендік әсері тұрақсыз [].
Ультракүлгін сәуленің линзаға әсер етуінің нақты спектрі белгісіз. Катаракт өте кешіктірілетін әсер екенін ескерсек, ультракүлгін сәулелерді көзіңізге алдын ала түсірмеу үшін сізге аздап ақыл қажет.
Ультракүлгін сәулелену кезінде көздің шырышты қабаты салыстырмалы түрде тез қабынады, бұл фотокератит және фотоконъюнктивит деп аталады. Шырышты қабаттар қызарып, «көздегі құм» сезімі пайда болады. Әсері бірнеше күннен кейін жоғалады, бірақ қайталанатын күйіктер қасаң қабықтың бұлыңғырлануына әкелуі мүмкін.
Бұл әсерлерді тудыратын толқын ұзындықтары фотобиологиялық қауіпсіздік стандартында [IEC 62471] берілген салмақталған ультракүлгін қауіпті функцияға сәйкес келеді және шамамен бактерицидтік диапазонмен бірдей.
Күріш. 6 Фотоконъюнктивит пен фотокератит тудыратын ультракүлгін сәулелену спектрі [] және [ден] тері мен көзге актиникалық ультракүлгін қауіптің салмақты функциясы.].
Фотокератит пен фотоконъюнктивит үшін шекті дозалар 50-100 Дж/м2 құрайды, бұл көрсеткіш дезинфекцияға қолданылатын дозалардан аспайды. Қабынуды тудырмай, көздің шырышты қабығын ультракүлгін сәулемен дезинфекциялау мүмкін болмайды.
Эритема, яғни «күнге күйіп қалу» 300 нм-ге дейінгі диапазондағы ультракүлгін сәулеленуге байланысты қауіпті. Кейбір дереккөздерге сәйкес, эритеманың максималды спектрлік тиімділігі шамамен 300 нм толқын ұзындығында болады.]. Әртүрлі тері типтері үшін әрең байқалатын эритеманы тудыратын ең төменгі доза MED (Erythema Minimum Dose) 150-ден 2000 Дж/м2 дейін ауытқиды. Орташа аймақтың тұрғындары үшін типтік DER шамамен 200...300 Дж/м2 мәнін қарастыруға болады.
УКВ 280-320 нм диапазонында, максимум шамамен 300 нм, тері ісігін тудырады. Шекті дозасы жоқ, жоғарырақ доза тәуекелдің жоғарылауын білдіреді және әсер кешіктіріледі.
Күріш. Эритема мен тері ісігін тудыратын 7 ультракүлгін әсер ету қисығы.
Терінің фотоиндукцияланған қартаюы 200...400 нм барлық диапазондағы ультракүлгін сәулеленуден туындайды. Көлік жүргізу кезінде негізінен сол жағында күннің ультракүлгін радиациясына ұшыраған жүк көлігі жүргізушісінің танымал фотосуреті бар. Жүргізушінің жүргізушінің терезесін төмен түсіріп айдайтын әдеті болған, бірақ оның бетінің оң жағы күннің ультракүлгін сәулелерінен алдыңғы әйнек арқылы қорғалған. Оң және сол жақтағы терінің жасқа байланысты жағдайындағы айырмашылық әсерлі:
Күріш. 8 28 жыл бойы жүргізушінің терезесін төмен түсіріп айдаған жүргізушінің суреті [].
Егер бұл адамның бетінің әртүрлі жағындағы терінің жасы шамамен жиырма жылға ерекшеленетінін шамамен есептесек және бұл шамамен сол жиырма жыл бойы бетінің бір жағын күн сәулесімен, ал екіншісін жарықтандырудың салдары. болған жоқ, біз абайлап ашық күннің бір күні бір күн және тері қартаяды деп қорытынды жасауға болады.
Анықтамалық деректерден [] Орта ендіктерде жазда тікелей күн астында 200 Дж/м2 ең аз эритемдік доза бір сағатқа қарағанда тезірек жиналатыны белгілі. Бұл сандарды жасалған қорытындымен салыстыра отырып, тағы бір қорытынды жасауға болады: ультракүлгін шамдармен мерзімді және қысқа мерзімді жұмыс кезінде терінің қартаюы айтарлықтай қауіп төндірмейді.
Дезинфекцияға қанша ультракүлгін сәуле қажет?
Ультракүлгін сәулелену дозасының жоғарылауымен беттерде және ауада тірі микроорганизмдердің саны экспоненциалды түрде азаяды. Мысалы, туберкулез микобактериясының 90%-ын өлтіретін доза 10 Дж/м2 құрайды. Мұндай екі доза 99%, үш доза 99,9% өлтіреді және т.б.
Күріш. 9 Тірі қалған туберкулез микобактерияларының үлесі 254 нм толқын ұзындығындағы ультракүлгін сәулелену дозасына тәуелділігі.
Экспоненциалды тәуелділік таңқаларлық, тіпті шағын доза микроорганизмдердің көпшілігін өлтіреді.
тізімде көрсетілгендердің ішінде [] патогенді микроорганизмдер, сальмонеллалар ультракүлгін сәулеленуге ең төзімді болып табылады. Оның бактерияларының 90%-ын өлтіретін доза 80 Дж/м2 құрайды. [Kowalski2020] шолуына сәйкес, коронавирустардың 90%-ын өлтіретін орташа доза 67 Дж/м2 құрайды. Бірақ көптеген микроорганизмдер үшін бұл доза 50 Дж/м2 аспайды. Практикалық мақсаттар үшін 90% тиімділікпен дезинфекциялайтын стандартты доза 50 Дж/м2 екенін есте сақтауға болады.
Ауаны залалсыздандыру үшін ультракүлгін сәулеленуді қолданудың Ресей Денсаулық сақтау министрлігі бекіткен қолданыстағы әдістемесіне сәйкес [] операциялық бөлмелер, перзентхана және т.б. үшін «үш тоғыз» немесе 99,9% дезинфекциялаудың максималды тиімділігі қажет. Мектеп сыныптарына, қоғамдық ғимараттарға және т.б. «Бір тоғыз» жеткілікті, яғни микроорганизмдердің 90% жойылды. Бұл бөлменің санатына байланысты 50...150 Дж/м2 бірден үш стандартты доза жеткілікті екенін білдіреді.
Қажетті сәулелену уақытын бағалаудың мысалы: 5 × 7 × 2,8 метр өлшемді бөлмедегі ауа мен беттерді дезинфекциялау қажет делік, ол үшін бір Philips TUV 30 Вт ашық шам пайдаланылады.
Шамның техникалық сипаттамасы 12 Вт бактерицидтік ағынды көрсетеді []. Идеал жағдайда, бүкіл ағын дезинфекцияланатын беттерге өтеді, бірақ нақты жағдайда ағынның жартысы пайдасыз ысырап болады, мысалы, ол шамның артындағы қабырғаны шамадан тыс қарқындылықпен жарықтандырады. Сондықтан біз 6 ватт пайдалы ағынға сенеміз. Бөлмедегі жалпы сәулеленген бетінің ауданы едені 35 м2 + төбесі 35 м2 + қабырғалары 67 м2, барлығы 137 м2.
Орташа алғанда, жер бетіне түсетін бактерицидтік сәулелену ағыны 6 Вт/137 м2 = 0,044 Вт/м2. Бір сағатта, яғни 3600 секундта бұл беттер 0,044 Вт/м2 × 3600 с = 158 Дж/м2 немесе шамамен 150 Дж/м2 доза алады. Бұл 50 Дж/м2 үш стандартты дозаға немесе «үш тоғызға» сәйкес келеді - 99,9% бактерицидтік тиімділік, яғни. операция бөлмесіне қойылатын талаптар. Ал есептелген доза бетіне түскенге дейін бөлменің көлемінен өткендіктен, ауа кем емес тиімділікпен дезинфекцияланды.
Егер стерильділікке қойылатын талаптар аз болса және «бір тоғыз» жеткілікті болса, қарастырылған мысал үшін сәулелену уақыты үш есе аз қажет - шамамен 20 минут.
УК-ның қорғауы
Ультракүлгін дезинфекция кезінде негізгі қорғаныс шарасы бөлмеден шығу болып табылады. Жұмыс істеп тұрған ультракүлгін шамның жанында болу, бірақ алысқа қарау көмектеспейді, көздің шырышты қабаттары әлі де сәулеленеді.
Шыны көзілдірік көздің шырышты қабығын қорғаудың ішінара шарасы болуы мүмкін. «Шыны ультракүлгін сәулені өткізбейді» деген категориялық мәлімдеме дұрыс емес; белгілі бір дәрежеде ол өткізеді және әртүрлі әйнек маркалары әртүрлі жолдармен жасайды. Бірақ жалпы алғанда, толқын ұзындығы азайған сайын өткізгіштік азаяды, ал УКК тек кварц шынысымен тиімді түрде беріледі. Көзілдірік кез келген жағдайда кварц емес.
UV400 деп белгіленген көзілдірік линзалары ультракүлгін сәулені өткізбейді деп сенімді түрде айта аламыз.
Күріш. 10 UV380, UV400 және UV420 индекстері бар көзілдіріктің беріліс спектрі. Веб-сайттан алынған сурет []
Сондай-ақ, қорғаныс шарасы - ықтимал қауіпті шығармайтын, бірақ дезинфекциялау үшін тиімді емес, УКВ және УКА диапазондарының бактерицидтік УКС диапазонының көздерін пайдалану.
Ультракүлгін көздері
Ультракүлгін диодтар
Ең кең таралған 365 нм ультракүлгін диодтар (УКВ) ультракүлгінсіз көрінбейтін ластаушы заттарды анықтау үшін люминесценция шығаратын «полиция фонарьларына» арналған. Мұндай диодтармен дезинфекциялау мүмкін емес (11-суретті қараңыз).
Дезинфекция үшін толқын ұзындығы 265 нм болатын қысқа толқынды UVC диодтарын пайдалануға болады. Сынапты бактерицидтік шамды алмастыратын диодтық модульдің құны шамның құнынан үш рет жоғары, сондықтан іс жүзінде мұндай ерітінділер үлкен аумақтарды дезинфекциялау үшін пайдаланылмайды. Бірақ шағын аумақтарды - аспаптарды, телефондарды, тері зақымдануларын және т.
Төмен қысымды сынапты шамдар
Төмен қысымды сынап шамы барлық басқа көздер салыстырылатын стандарт болып табылады.
Электр разрядында төмен қысымда сынап буының сәулелену энергиясының негізгі үлесі 254 нм толқын ұзындығына келеді, бұл залалсыздандыру үшін өте қолайлы. Энергияның аз бөлігі 185 нм толқын ұзындығында шығарылады, ол озонды қарқынды түрде жасайды. Басқа толқын ұзындықтарында, оның ішінде көрінетін диапазонда өте аз энергия бөлінеді.
Кәдімгі ақ жарықты сынапты флуоресцентті лампаларда шамның әйнегі сынап буы шығаратын ультракүлгін сәулелерді өткізбейді. Бірақ фосфор, колбаның қабырғаларында ақ ұнтақ, ультракүлгін сәулелердің әсерінен көрінетін диапазонда жарқырайды.
UVB немесе UVA лампалары ұқсас түрде жасалған, шыны шам 185 нм шыңын және 254 нм шыңын өткізбейді, бірақ қысқа толқынды ультракүлгін сәулеленудің әсерінен фосфор көрінетін сәулені шығармайды, бірақ ұзын толқынды ультракүлгін. радиация. Бұл техникалық мақсаттағы шамдар. Ал УКВ шамдарының спектрі күндікіне ұқсас болғандықтан, мұндай шамдар тотығу үшін де қолданылады. Спектрді бактерицидтік тиімділік қисығымен салыстыру залалсыздандыру үшін УКВ және әсіресе УКВ шамдарын пайдалану орынсыз екенін көрсетеді.
Күріш. 11 Бактерицидтік тиімділік қисығын, УКВ шамының спектрін, УКА тотығу шамының спектрін және 365 нм диодтың спектрін салыстыру. Американдық бояу өндірушілер қауымдастығының веб-сайтынан алынған шам спектрлері [].
UVA люминесцентті лампаның спектрі кең және УКВ диапазонын қамтитынын ескеріңіз. 365 нм диодтың спектрі әлдеқайда тар, бұл «адал UVA». Сәндік мақсатта люминесценция жасау немесе ластаушы заттарды анықтау үшін UVA қажет болса, диодты пайдалану ультракүлгін флуоресцентті лампаны пайдаланудан қауіпсіз.
Төмен қысымды UVC сынапты бактерицидтік шамның флуоресцентті лампалардан айырмашылығы, шамның қабырғаларында фосфор жоқ, ал шам ультракүлгін сәулені өткізеді. Негізгі 254 нм сызық әрқашан беріледі, ал озон тудыратын 185 нм сызықты шамның спектрінде қалдыруға немесе селективті беріліспен шыны шаммен алып тастауға болады.
Күріш. 12 Шығарылым диапазоны ультракүлгін шамдардың таңбалауында көрсетілген. Ультракүлгін сәулелерді жоюға қарсы шамды шамда фосфордың жоқтығынан тануға болады.
Озонның қосымша бактерицидтік әсері бар, бірақ канцероген болып табылады, сондықтан дезинфекциядан кейін озонның эрозиясын күтпеу үшін спектрде 185 нм сызығы жоқ озон түзбейтін лампалар қолданылады. Бұл шамдар дерлік тамаша спектрге ие - 254 нм жоғары бактерицидтік тиімділігі бар негізгі желі, бактерицидтік емес ультракүлгін диапазондарда өте әлсіз сәулелену және көрінетін диапазонда шағын «сигнал» сәулелену.
Күріш. 13. Төмен қысымды UVC сынап шамының спектрі (lumen2b.ru журналында берілген) күн радиациясының спектрімен (Википедиядан) және бактерицидтік тиімділік қисығымен (ESNA Lighting Handbook [ []).
Бактерицидтік шамдардың көгілдір жарқырауы сынап шамының қосылып, жұмыс істеп тұрғанын көруге мүмкіндік береді. Жарқырау әлсіз, бұл шамға қарау қауіпсіз деген жаңылыс әсер қалдырады. Біз UVC диапазонындағы сәулелену шам тұтынатын жалпы қуаттың 35...40% құрайтынын сезбейміз.
Күріш. 14 Сынап буының сәулелену энергиясының аз ғана бөлігі көрінетін диапазонда және әлсіз көк жарқырау ретінде көрінеді.
Төмен қысымды бактерицидті сынап шамының негізі кәдімгі флуоресцентті лампамен бірдей, бірақ бактерицидтік шам қарапайым шамдарға салынбауы үшін басқа ұзындықта жасалған. Бактерицидтік шамға арналған шам, оның өлшемдерінен басқа, барлық пластик бөліктері ультракүлгін сәулеленуге төзімді, ультракүлгіннен келетін сымдар жабылған және диффузоры жоқ екендігімен ерекшеленеді.
Үйдегі бактерицидтік қажеттіліктер үшін автор гидропоникалық қондырғының қоректік ерітіндісін дезинфекциялау үшін бұрын қолданылған 15 Вт бактерицидтік шамды пайдаланады. Оның аналогын «аквариум ультрафиолет стерилизаторын» іздеу арқылы табуға болады. Шам жұмыс істегенде, озон бөлінеді, бұл жақсы емес, бірақ, мысалы, аяқ киімдерді дезинфекциялау үшін пайдалы.
Күріш. 15 Төмен қысымды сынапты шамдар, негізі әртүрлі. Aliexpress сайтындағы суреттер.
Орташа және жоғары қысымды сынапты шамдар
Сынап буының қысымының жоғарылауы күрделі спектрге әкеледі; спектр кеңейеді және онда көбірек сызықтар пайда болады, соның ішінде озон түзетін толқын ұзындығында. Сынапқа қоспаларды енгізу спектрдің одан да күрделі болуына әкеледі. Мұндай шамдардың көптеген сорттары бар және әрқайсысының спектрі ерекше.
Күріш. 16 Орташа және жоғары қысымды сынапты шамдардың спектрлерінің мысалдары
Қысымды жоғарылату шамның тиімділігін төмендетеді. Мысал ретінде Aquafineuv брендін қолданатын болсақ, орташа қысымды UVC шамдары төмен қысымды шамдар ретінде 15% емес, тұтынылатын қуаттың 18-40% шығарады. Ал УКВ ағынының ваттына жабдықтың құны жоғары [].
Шамның тиімділігінің төмендеуі және құнының өсуі оның жинақылығымен өтеледі. Мысалы, ағынды суды дезинфекциялау немесе басып шығару кезінде жоғары жылдамдықпен қолданылатын лактарды кептіру ықшам және қуатты көздерді қажет етеді, нақты құны мен тиімділігі маңызды емес. Бірақ дезинфекция үшін мұндай шамды пайдалану дұрыс емес.
DRL оттығы мен DRT шамынан жасалған ультракүлгін сәулелендіргіш
Қуатты ультракүлгін көзін салыстырмалы түрде арзан алудың «халық» әдісі бар. Олар қолданыстан шығып жатыр, бірақ 125...1000 Вт ақ жарық DRL шамдары әлі де сатылуда. Бұл шамдарда сыртқы колбаның ішінде «оттық» - жоғары қысымды сынап шамы бар. Ол сыртқы шыны шаммен жабылған кең жолақты ультракүлгін сәулені шығарады, бірақ оның қабырғаларындағы фосфордың жарқырауын тудырады. Егер сіз сыртқы колбаны сындырып, оттықты стандартты дроссель арқылы желіге қоссаңыз, қуатты кең жолақты ультракүлгін сәуле шығарғышты аласыз.
Үйде жасалған мұндай эмитенттің кемшіліктері бар: төмен қысымды шамдармен салыстырғанда төмен тиімділік, ультракүлгін сәулеленудің үлкен бөлігі бактерицидтік диапазоннан тыс және шамды өшіргеннен кейін озон ыдырайғанша немесе жойылмайынша бөлмеде біраз уақыт тұра алмайсыз.
Бірақ артықшылықтар да жоққа шығарылмайды: ықшам өлшемдегі төмен баға және жоғары қуат. Артықшылықтарының бірі - озонның пайда болуы. Озон ультракүлгін сәулелерге ұшырамайтын көлеңкеленген беттерді дезинфекциялайды.
Күріш. 17 DRL шамдарынан жасалған ультракүлгін сәулелендіргіш. Фотосурет стандартты Philips TUV 30W бактерицидтік шамына қосымша осы сәулелендіргішті пайдаланып, автордың, болгар тіс дәрігерінің рұқсатымен жарияланған.
Жоғары қысымды сынапты шамдар түріндегі дезинфекцияға арналған ұқсас ультракүлгін көздері ОУФК-01 «Солнышко» типті сәулелендіргіштерде қолданылады.
Мысалы, танымал «DRT 125-1» шамы үшін өндіруші спектрді жарияламайды, бірақ құжаттамада параметрлерді береді: UVA шамынан 1 м қашықтықта сәулелену қарқындылығы – 0,98 Вт/м2, UVB – 0,83 Вт/м2, УКК – 0,72 Вт/м2, бактерицидтік ағыны 8 Вт, ал пайдаланғаннан кейін бөлмені озоннан желдету қажет []. DRT шамы мен DRL оттығы арасындағы айырмашылық туралы тікелей сұраққа жауап ретінде өндіруші өз блогында DRT катодтарында оқшаулағыш жасыл жабын бар деп жауап берді.
Күріш. 18 Кең жолақты ультракүлгін көзі - DRT-125 шамы
Көрсетілген сипаттамаларға сәйкес, кең жолақты спектр жұмсақ, орташа және қатты ультракүлгін сәулелерде, соның ішінде озон түзетін қатты UVC сәулеленуінің тең дерлік үлесі бар екені анық. Бактерицидтік ағыны қуат тұтынудың 6,4% құрайды, яғни тиімділігі төмен қысымды құбырлы шамға қарағанда 6 есе аз.
Өндіруші бұл шамның спектрін жарияламайды, ал DRT бірінің спектрімен бірдей сурет Интернетте таралады. Бастапқы көз белгісіз, бірақ UVC, UVB және UVA диапазонындағы энергия қатынасы DRT-125 шамы үшін жарияланғанға сәйкес келмейді. DRT үшін шамамен тең қатынас көрсетіледі және спектр УКВ энергиясы UBC энергиясынан бірнеше есе көп екенін көрсетеді. Ал УКВ-да ол УКВ-ға қарағанда бірнеше есе жоғары.
Күріш. 19. Медициналық мақсатта кеңінен қолданылатын DRT-125 спектрін жиі бейнелейтін жоғары қысымды сынап доғалық шамының спектрі.
Әртүрлі қысымдар мен сынап қоспалары бар шамдар сәл басқаша шығаратыны анық. Сондай-ақ, ақпаратсыз тұтынушы тауардың қажетті сипаттамалары мен қасиеттерін өз бетінше елестетуге, өз болжамдарына негізделген сенімділікке ие болуға және сатып алуға бейім болатыны анық. Ал белгілі бір шамның спектрін жариялау талқылауларды, салыстыруларды және қорытындыларды тудырады.
Автор бір рет DRT-01 шамы бар OUFK-125 қондырғысын сатып алып, пластмассадан жасалған бұйымдардың ультракүлгін сәулелеріне төзімділігін тексеру үшін бірнеше жыл пайдаланған. Мен екі өнімді бір уақытта сәулелендірдім, оның бірі ультракүлгінге төзімді пластиктен жасалған бақылаушы болды және қайсысы тезірек сарғайатынын қарадым. Мұндай қолдану үшін спектрдің нақты пішінін білу қажет емес, тек эмитенттің кең жолақты болуы маңызды. Дезинфекция қажет болса, неге кең жолақты ультракүлгін сәулені пайдалану керек?
ОУФК-01 мақсаты сәулелендіргіштің жедел қабыну процестері үшін қолданылатынын айтады. Яғни, теріні дезинфекциялаудың оң әсері кең жолақты ультракүлгін сәулеленудің ықтимал зиянынан асатын жағдайларда. Әлбетте, бұл жағдайда бактерицидтік әсерден басқа әсер ететін спектрде толқын ұзындығы жоқ тар жолақты ультракүлгін сәулені қолданған дұрыс.
Ауаны дезинфекциялау
Ультракүлгін сәуле беттерді дезинфекциялау үшін жеткіліксіз құрал болып саналады, өйткені сәулелер, мысалы, алкоголь енетін жерге өте алмайды. Бірақ ультракүлгін сәулелер ауаны тиімді дезинфекциялайды.
Түшкіру және жөтелгенде ауада бірнеше минуттан бірнеше сағатқа дейін ілініп тұратын бірнеше микрометрлік тамшылар пайда болады.]. Туберкулезге қарсы зерттеулер көрсеткендей, инфекцияны тудыру үшін бір ғана аэрозоль тамшысы жеткілікті.
Көшеде біз ауаның үлкен көлемі мен қозғалғыштығына байланысты салыстырмалы түрде қауіпсізміз, ол кез келген түшкіруді уақыт пен күн радиациясымен таратып, дезинфекциялай алады. Тіпті метрополитенде де жұқтырғандардың үлесі аз болғанымен, жұқтырған адамға шаққандағы ауаның жалпы көлемі үлкен, ал жақсы желдету инфекцияның таралу қаупін азайтады. Ауа-тамшылы инфекция кезіндегі ең қауіпті жер – лифт. Сондықтан түшкіргендер карантинге алынып, желдетуі жеткіліксіз қоғамдық орындардағы ауаны дезинфекциялау қажет.
Рециркуляторлар
Ауаны залалсыздандыру нұсқаларының бірі жабық ультракүлгін қайта өңдеушілер болып табылады. Осы рециркуляторлардың бірін талқылайық - «Дезар 7», тіпті штаттың бірінші адамының кеңсесінде де көрінетіні белгілі.
Рециркулятордың сипаттамасында оның сағатына 100 м3 үрлейтіні айтылады және көлемі 100 м3 (шамамен 5 × 7 × 2,8 метр) бөлмені өңдеуге арналған.
Дегенмен, сағатына 100 м3 ауаны дезинфекциялау мүмкіндігі сағатына 100 м3 бөлмедегі ауа тиімді түрде өңделеді дегенді білдірмейді. Өңделген ауа лас ауаны сұйылтады және бұл пішінде ол рециркуляторға қайта-қайта түседі. Математикалық модельді құру және мұндай процестің тиімділігін есептеу оңай:
Күріш. 20 Ультракүлгін рециркулятор жұмысының желдетуі жоқ бөлменің ауасындағы микроорганизмдер санына әсері.
Ауадағы микроорганизмдердің концентрациясын 90% төмендету үшін рециркулятор екі сағаттан астам жұмыс істеуі керек. Бөлмеде желдету болмаса, бұл мүмкін. Бірақ әдетте адамдар бар және желдеткіші жоқ бөлмелер жоқ. Мысалыға, [] пәтердің 3 м3 ауданына сағатына 1 м2 желдету үшін сыртқы ауа ағынының минималды жылдамдығын белгілейді. Бұл сағатына бір рет ауаны толық ауыстыруға сәйкес келеді және рециркулятордың жұмысын пайдасыз етеді.
Толық араластыру үлгісін емес, бөлмеде тұрақты күрделі траектория бойынша өтетін және желдетуге түсетін ламинарлы ағындардың моделін қарастыратын болсақ, бұл ағындардың біреуін дезинфекциялаудың пайдасы толық араластыру үлгісінен де аз болады.
Кез келген жағдайда, УК рециркуляторы ашық терезеден артық емес.
Рециркуляторлардың төмен тиімділігінің себептерінің бірі УК ағынының әрбір ваттында бактерицидтік әсердің өте аз болуы болып табылады. Сәуле қондырғының ішінде шамамен 10 сантиметрді аралайды, содан кейін шамамен k = 0,7 коэффициентімен алюминийден шағылысады. Бұл қондырғының ішіндегі сәуленің тиімді жолы шамамен жарты метрді құрайды, содан кейін ол пайдасыз сіңіріледі.
Күріш. 21. Қайта өңдеуші бөлшектеліп жатқанын көрсететін YouTube видеосынан. Ультракүлгін сәулеленуді көрінетін жарықтан әлдеқайда нашар көрсететін бактерицидтік шамдар мен алюминий шағылыстыратын беті көрінеді [].
Емхана кабинетінде қабырғаға ашық ілініп тұратын, дәрігер кесте бойынша қосып қоятын бактерицидті шамның тиімділігі бірнеше есе жоғары. Ашық лампаның сәулелері бірнеше метрге жетеді, алдымен ауаны, содан кейін беттерді дезинфекциялайды.
Бөлменің жоғарғы бөлігіндегі ауа сәулелендіргіштері
Төсекке таңылған науқастар үнемі болатын аурухана палаталарында кейде төбенің астындағы айналмалы ауа ағындарын сәулелендіру үшін ультракүлгін қондырғылар қолданылады. Мұндай қондырғылардың негізгі кемшілігі - шамдарды жабатын тор тек бір бағытта қатаң өтетін сәулелерге мүмкіндік береді, қалған ағынның 90% -дан астамын пайдасыз сіңіреді.
Бір уақытта рециркуляторды жасау үшін осындай сәулелендіргіш арқылы ауаны қосымша үрлеуге болады, бірақ бұл бөлмеде шаң аккумуляторы болғысы келмейтіндіктен жасалмайды.
Күріш. 22 Төбеге орнатылған УК ауа сәулелендіргіші, сайттан алынған сурет [].
Торлар бөлмедегі адамдарды ультракүлгін сәулеленудің тікелей ағынынан қорғайды, бірақ тор арқылы өтетін ағын төбеге және қабырғаларға соғылып, шашыраңқы түрде шағылысады, шағылысу коэффициенті шамамен 10% құрайды. Бөлме жан-жақты ультракүлгін сәулемен толтырылған және адамдар бөлмеде болған уақытқа пропорционал ультракүлгін сәулелену дозасын алады.
Рецензенттер мен автор
Рецензенттер:
Артём Балабанов, инженер-электроник, ультракүлгін сәулелену жүйелерін жасаушы;
Румен Василев, ф.ғ.к., жарықтандыру инженері, «Интерлюкс» ООД, Болгария;
Вадим Григоров, биофизик;
Станислав Лермонтов, «Complex Systems» жауапкершілігі шектеулі серіктестігінің жарықтандыру жөніндегі инженері;
Алексей Панкрашкин, Ph.D., доцент, жартылай өткізгішті жарықтандыру техникасы және фотоника, INTECH Engineering LLC;
Андрей Храмов, медициналық мекемелерді жарықтандыруды жобалау жөніндегі маман;
Виталий Цвирко, «TSSOT NAS Беларусь» жарықтандыру сынақ зертханасының меңгерушісі
автор: Антон Шаракшане, Ph.D., жарықтандыру инженері және биофизигі, Бірінші Мәскеу мемлекеттік медицина университетінің. ОЛАР. Сеченов
сілтемелер
сілтемелер
[Ауе стерильі]
[Aquafineuv]
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 Ультракүлгін АУАНЫ ДЕЗИНФЕКЦИЯЛАУ
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 Оптикалық сәулелену физикасы және жарықтандыру техникасы. 10-бөлім: Фотобиологиялық тиімді сәулелену, шамалар, белгілер және әсер ету спектрі. Оптикалық сәулелену және жарықтандыру техникасының физикасы. Фотобиологиялық белсенді сәулелену. Өлшемдер, белгілер және әрекет спектрлері
[ESNA] ESNA жарықтандыру анықтамалығы, 9-шы басылым. ред. Реа М.С. Солтүстік Американың жарықтандырушы инженерлік қоғамы, Нью-Йорк, 2000 ж
[IEC 62471] ГОСТ Р IEC 62471-2013 Шамдар мен шамдар жүйелері. Фотобиологиялық қауіпсіздік
[Ковальски2020] Владислав Дж. Ковальски және т.б., 2020 COVID-19 Коронавирус ультракүлгінге сезімталдық, DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
[Лисма]
[Мицухимиялық заттар]
[Нейм]
[Бояу]
[TUV]
[ДДҰ] Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы. Ультракүлгін сәулелену: жаһандық озонның бұзылуына сілтеме жасай отырып, ультракүлгін сәулеленудің қоршаған ортаға және денсаулыққа әсерін ресми ғылыми шолу.
[Дезар]
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 Үй ішіндегі ауаны дезинфекциялау үшін ультракүлгін бактерицидтік сәулеленуді пайдалану
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 Жылыту, желдету және ауаны баптау.
Ақпарат көзі: www.habr.com