Ултравиолетово: ефикасна дезинфекција и безбедност

Карактеристиките на ултравиолетовите зависат од брановата должина, а ултравиолетовите од различни извори имаат различен спектар. Ќе разговараме за кои извори на ултравиолетова светлина и како да ги искористиме за да го максимизираме бактерицидниот ефект, а истовремено да ги минимизираме ризиците од несакани биолошки ефекти.

Ориз. 1. На фотографијата не е прикажана дезинфекција со УВЦ зрачење, како што можеби мислите, туку тренинзи за користење на заштитно одело со откривање на луминисцентни точки на тренирање на телесни течности во УВА зраци. УВА е мека ултравиолетова и нема бактерицидно дејство. Затворањето на очите е разумна безбедносна мерка на претпазливост, бидејќи широкиот спектар на UVA флуоресцентни светилки што се користат се преклопуваат со UVB, што е штетно за видот (извор Симон Дејвис/DFID).

Брановата должина на видливата светлина одговара на квантната енергија при која фотохемиското дејство само станува возможно. Квантите на видлива светлина ги возбудуваат фотохемиските реакции во специфично фотосензитивно ткиво - мрежницата.
Ултравиолетовото е невидливо, неговата бранова должина е пократка, фреквенцијата и енергијата на квантот се повисоки, зрачењето е поостро, а разновидноста на фотохемиските реакции и биолошките ефекти е поголема.

Ултравиолетовите се разликуваат по:

• Долга бранова должина/мека/близу UVA (400...315 nm) слични по својства на видливата светлина;
• Средна цврстина - UVB (315...280 nm);
• Краток бран/долг бран/тврд – UVC (280…100 nm).

Бактерицидно дејство на ултравиолетова светлина

Бактерицидно дејство има тврда ултравиолетова светлина - УВЦ, а во помала мера од средно тврда ултравиолетова светлина - УВБ. Кривата на бактерицидна ефикасност покажува дека само тесен опсег од 230...300 nm, односно околу една четвртина од опсегот наречен ултравиолетово, има јасен бактерициден ефект.

Ориз. 2 Криви на бактерицидна ефикасност од [CIE 155:2003]

Квантите со бранови должини во овој опсег се апсорбираат од нуклеинските киселини, што доведува до уништување на структурата на ДНК и РНК. Покрај тоа што е бактерицидно, односно убива бактерии, овој опсег има вируцидни (антивирусни), фунгицидни (антигабични) и спорицидни (убиствени спори). Ова вклучува убивање на РНК вирусот САРС-КоВ-2020, кој ја предизвика пандемијата во 2 година.

Бактерицидно дејство на сончевата светлина

Бактерицидното дејство на сончевата светлина е релативно мало. Да го погледнеме сончевиот спектар над и под атмосферата:

Ориз. 3. Спектар на сончево зрачење над атмосферата и на ниво на морето. Најсуровиот дел од опсегот на ултравиолетовите не стигнува до површината на земјата (позајмено од Википедија).

Вреди да се обрне внимание на над-атмосферскиот спектар означен со жолта боја. Квантната енергија на левиот раб на спектарот на супра-атмосферските сончеви зраци со бранова должина помала од 240 nm одговара на енергијата на хемиската врска од 5.1 eV во молекулата на кислородот „О2“. Молекуларниот кислород ги апсорбира овие кванти, хемиската врска се прекинува, се формира атомски кислород „О“, кој повторно се комбинира во молекулите на кислородот „О2“ и делумно озонот „О3“.

Сончевиот супра-атмосферски UVC формира озон во горната атмосфера, наречена озонска обвивка. Енергијата на хемиската врска во молекулата на озонот е помала отколку во молекулата на кислород и затоа озонот апсорбира кванти со помала енергија од кислородот. И додека кислородот апсорбира само UVC, озонската обвивка ги апсорбира UVC и UVB. Излегува дека сонцето генерира озон на самиот раб на ултравиолетовиот дел од спектарот, а овој озон потоа го апсорбира најголемиот дел од тврдото ултравиолетово зрачење на Сонцето, заштитувајќи ја Земјата.

Сега, внимателно, обрнувајќи внимание на брановите должини и размери, ќе го комбинираме сончевиот спектар со спектарот на бактерицидно дејство.

Ориз. 4 Спектар на бактерицидно дејство и спектар на сончево зрачење.

Може да се види дека бактерицидното дејство на сончевата светлина е незначително. Делот од спектарот способен да врши бактерицидно дејство е речиси целосно апсорбиран од атмосферата. Во различни периоди од годината и на различни географски широчини ситуацијата е малку поинаква, но квалитативно слична.

Ултравиолетова опасност

Водачот на една од големите земји предложи: „за да се излечи КОВИД-19, треба да внесете сончева светлина во телото“. Сепак, гермицидното УВ ги уништува РНК и ДНК, вклучувајќи ги и човечките. Ако „испорачате сончева светлина во телото“, лицето ќе умре.

Епидермисот, првенствено роговиден слој на мртвите клетки, го штити живото ткиво од UVC. Под епидермалниот слој, само помалку од 1% од УВЦ зрачењето продира [СЗО]. Подолгите UVB и UVA бранови продираат до поголеми длабочини.

Да не постоеше сончево ултравиолетово зрачење, можеби луѓето немаше да имаат епидермис и роговиден слој, а површината на телото би била мукозна, како онаа на полжавите. Но, бидејќи луѓето еволуирале под сонцето, само површините заштитени од сонцето се мукозни. Најранлива е мукозната површина на окото, условно заштитена од сончевото ултравиолетово зрачење со очните капаци, трепките, веѓите, моториката на лицето и навиката да не се гледа на сонце.

Кога првпат научиле да ја заменат леќата со вештачка, офталмолозите се соочиле со проблем со изгореници на мрежницата. Тие почнале да ги разбираат причините и откриле дека живата човечка леќа е непроѕирна на ултравиолетова светлина и ја штити мрежницата. По ова, вештачките леќи исто така беа направени непроѕирни за ултравиолетова светлина.

Сликата на окото во ултравиолетовите зраци ја илустрира непроѕирноста на леќата на ултравиолетова светлина. Не треба да го осветлувате сопственото око со ултравиолетова светлина, бидејќи со текот на времето леќата станува заматена, вклучително и поради дозата на ултравиолетова светлина акумулирана со текот на годините, и треба да се замени. Затоа, ќе го искористиме искуството на храбрите луѓе кои ја занемариле безбедноста, им запалиле ултравиолетова батериска ламба со бранова должина од 365 nm во очите и го објавиле резултатот на YouTube.

Ориз. 5 Сè уште од видео на каналот на YouTube „Креосан“.

Популарни се ултравиолетовите фенери кои предизвикуваат луминисценција со бранова должина од 365 nm (UVA). Ги купуваат возрасните, но неизбежно паѓаат во рацете на децата. Децата ги светат овие батериски ламби во нивните очи и внимателно и долго гледаат во блескавиот кристал. Препорачливо е да се спречат ваквите дејства. Ако тоа се случи, можете да се уверите дека катаракта во студиите на глувци е сигурно предизвикана од УВБ зрачење на леќата, но катарогениот ефект на УВА е нестабилен [СЗО].
Сепак, точниот спектар на дејство на ултравиолетовите зраци на леќата е непознат. И со оглед на тоа дека катарактата е многу задоцнет ефект, потребна ви е одредена интелигенција за да не ви свети ултравиолетова светлина однапред во очите.

Мукозните мембрани на окото се воспалуваат релативно брзо под ултравиолетово зрачење, ова се нарекува фотокератитис и фотоконјунктивитис. Мукозните мембрани стануваат црвени и се појавува чувство на „песок во очите“. Ефектот исчезнува по неколку дена, но повторените изгореници може да доведат до заматување на рожницата.

Брановите должини што ги предизвикуваат овие ефекти одговараат приближно на пондерираната функција на опасност од УВ зраци дадена во фотобиолошкиот безбедносен стандард [IEC 62471] и приближно исто како и опсегот на бактерицидно дејство.

Ориз. 6 Спектри на ултравиолетово зрачење што предизвикува фотоконјунктивитис и фотокератитис од [DIN 5031-10] и пондерирана функција на актинската УВ опасност за кожата и очите од [IEC 62471].

Праговите дози за фотокератитис и фотоконјунктивитис се 50-100 J/m2, оваа вредност не ги надминува дозите што се користат за дезинфекција. Нема да може да се дезинфицира мукозната мембрана на окото со ултравиолетова светлина без да се предизвика воспаление.

Еритема, односно „изгореници од сонце“ е опасна поради ултравиолетовото зрачење во опсег до 300 nm. Според некои извори, максималната спектрална ефикасност на еритема е на бранови должини од околу 300 nm [СЗО]. Минималната доза што предизвикува едвај забележлива еритема MED (Minimum Erythema Dose) за различни типови на кожа се движи од 150 до 2000 J/m2. За жителите на средната зона, типичен DER може да се смета за вредност од околу 200...300 J/m2.

УВБ во опсег од 280-320 nm, со максимални околу 300 nm, предизвикува рак на кожата. Не постои праг доза; повисока доза значи поголем ризик, а ефектот е одложен.

Ориз. 7 криви на дејство на УВ зраци кои предизвикуваат еритем и рак на кожата.

Фотоиндуцираното стареење на кожата е предизвикано од ултравиолетово зрачење во целиот опсег од 200...400 nm. Позната е фотографија на возач на камион кој бил изложен на сончево ултравиолетово зрачење главно од левата страна додека возел. Возачот имал навика да вози со спуштено стакло на возачот, но десната страна на лицето му била заштитена од ултравиолетовото зрачење на сонцето со шофершајбната. Разликата во состојбата на кожата на десната и левата страна поврзана со возраста е импресивна:

Ориз. 8 Фотографија на возач кој возел со спуштен прозорец 28 години [Нејм].

Ако грубо процениме дека возраста на кожата на различните страни на лицето на оваа личност се разликува за дваесет години и тоа е последица на фактот што приближно истите дваесет години едната страна од лицето била осветлена од сонцето, а другата не беше, можеме претпазливо да заклучиме дека еден ден на отворено сонце е еден ден и ја старее кожата.

Од референтни податоци [СЗО] познато е дека во средните географски широчини во лето под директно сонце, минималната еритемална доза од 200 J/m2 се акумулира побрзо отколку за еден час. Споредувајќи ги овие бројки со извлечениот заклучок, можеме да извлечеме друг заклучок: стареењето на кожата при периодична и краткотрајна работа со ултравиолетови ламби не е значителна опасност.

Колку ултравиолетова светлина е потребна за дезинфекција?

Бројот на преживеаните микроорганизми на површините и во воздухот експоненцијално се намалува со зголемување на дозата на ултравиолетово зрачење. На пример, дозата која убива 90% од mycobacterium tuberculosis е 10 J/m2. Две такви дози убиваат 99%, три дози убиваат 99,9%, итн.

Ориз. 9 Зависност на процентот на преживеаната микобактерија туберкулоза од дозата на ултравиолетово зрачење на бранова должина од 254 nm.

Експоненцијалната зависност е извонредна по тоа што дури и мала доза ги убива повеќето микроорганизми.

Меѓу оние наведени во [CIE 155:2003] патогени микроорганизми, салмонелата е најотпорна на ултравиолетово зрачење. Дозата која убива 90% од нејзините бактерии е 80 J/m2. Според прегледот [Kowalski2020], просечната доза што убива 90% од коронавирусот е 67 J/m2. Но, за повеќето микроорганизми оваа доза не надминува 50 J/m2. За практични цели, можете да запомните дека стандардната доза што дезинфицира со 90% ефикасност е 50 J/m2.

Според сегашната методологија одобрена од руското Министерство за здравство за користење на ултравиолетово зрачење за дезинфекција на воздухот [Р 3.5.1904-04] максимална ефикасност на дезинфекција од „три деветки“ или 99,9% е потребна за операционите сали, породилиштата итн. За училишни училници, јавни згради итн. „една девет“ е доволна, односно уништени се 90% од микроорганизмите. Тоа значи дека во зависност од категоријата на просторијата се доволни од една до три стандардни дози од 50...150 J/m2.

Пример за проценка на потребното време на зрачење: да речеме дека е неопходно да се дезинфицираат воздухот и површините во просторија со димензии 5 × 7 × 2,8 метри, за што се користи една отворена светилка Philips TUV 30W.

Техничкиот опис на светилката укажува на бактерициден проток од 12 W [TUV]. Во идеален случај, целиот проток оди строго до површините што се дезинфицираат, но во реална ситуација, половина од протокот ќе се потроши без корист, на пример, ќе го осветли ѕидот зад светилката со прекумерен интензитет. Затоа, ќе сметаме на корисен проток од 6 вати. Вкупната озрачена површина во просторијата е кат 35 м2 + плафон 35 м2 + ѕидови 67 м2, вкупно 137 м2.

Во просек, флуксот на бактерицидно зрачење што паѓа на површината е 6 W/137 m2 = 0,044 W/m2. За еден час, односно за 3600 секунди, овие површини ќе добијат доза од 0,044 W/m2 × 3600 s = 158 J/m2, или приближно 150 J/m2. Што одговара на три стандардни дози од 50 J/m2 или „три деветки“ - 99,9% бактерицидна ефикасност, т.е. барања за операциона сала. И бидејќи пресметаната доза, пред да падне на површината, помина низ волуменот на просторијата, воздухот беше дезинфициран со не помала ефикасност.

Ако барањата за стерилитет се мали и „една девет“ е доволна, на земениот пример, потребно е три пати помалку време на зрачење - приближно 20 минути.

УВ заштита

Главната заштитна мерка при ултравиолетова дезинфекција е да ја напуштите просторијата. Да се ​​биде во близина на работна УВ ламба, но да се погледне настрана нема да помогне; мукозните мембрани на очите сè уште се озрачени.

Стаклените очила можат да бидат делумна мерка за заштита на мукозните мембрани на очите. Категоричното тврдење „стаклото не пренесува ултравиолетово зрачење“ е неточно; до одреден степен тоа го прави, а различни марки стакло го прават тоа на различни начини. Но, генерално, како што се намалува брановата должина, пропустливоста се намалува, а UVC ефективно се пренесува само со кварцно стакло. Очилата за очила во никој случај не се кварцни.

Можеме со сигурност да кажеме дека леќите на очилата означени со UV400 не пренесуваат ултравиолетово зрачење.

Ориз. 10 Преносен спектар на очила за очила со индекси UV380, UV400 и UV420. Слика од веб-локација [Хемикалии на Mitsui]

Исто така, заштитна мерка е употребата на извори од бактерицидниот опсег на UVC кои не испуштаат потенцијално опасни, но не се ефикасни за дезинфекција, опсег на UVB и UVA.

Ултравиолетови извори

УВ диоди

Најчестите ултравиолетови диоди од 365 nm (UVA) се дизајнирани за „полициски батериски ламби“ кои произведуваат луминисценција за откривање на загадувачи кои се невидливи без ултравиолетови. Дезинфекцијата со такви диоди е невозможна (види слика 11).
За дезинфекција може да се користат UVC диоди со кратки бранови со бранова должина од 265 nm. Цената на диодниот модул што би заменил жива бактерицидна светилка е за три реда по големина поголема од цената на светилката, така што во пракса таквите решенија не се користат за дезинфекција на големи површини. Но, се појавуваат компактни уреди кои користат УВ диоди за дезинфекција на мали површини - инструменти, телефони, кожни лезии итн.

Живи светилки со низок притисок

Живата светилка со низок притисок е стандардот со кој се споредуваат сите други извори.
Главниот удел на енергијата на зрачењето на живата пареа при низок притисок во електричното празнење паѓа на бранова должина од 254 nm, идеална за дезинфекција. Мал дел од енергијата се емитува на бранова должина од 185 nm, што интензивно генерира озон. И многу малку енергија се емитува на други бранови должини, вклучувајќи го и видливиот опсег.

Во конвенционалните живи флуоресцентни светилки со бела светлина, стаклото на сијалицата не пренесува ултравиолетово зрачење што се емитува од жива пареа. Но, фосфорот, бел прав на ѕидовите на колбата, свети во видливиот опсег под влијание на ултравиолетовото зрачење.

УВБ или УВА ламбите се дизајнирани на сличен начин, стаклената сијалица не го пренесува врвот од 185 nm и врвот од 254 nm, но фосфорот под влијание на ултравиолетово зрачење со кратки бранови не испушта видлива светлина, туку ултравиолетово со долг бран радијација. Ова се светилки за технички цели. И бидејќи спектарот на UVA светилките е сличен на оној на сонцето, таквите светилки се користат и за сончање. Споредбата на спектарот со кривата на бактерицидна ефикасност покажува дека користењето на UVB и особено UVA светилки за дезинфекција е несоодветно.

Ориз. 11 Споредба на кривата на бактерицидна ефикасност, спектарот на UVB ламбата, спектарот на UVA ламбата за сончање и спектарот на диодата од 365 nm. Спектри на светилки земени од веб-страницата на Американското здружение на производители на бои [Наслика].

Имајте предвид дека спектарот на UVA флуоресцентна ламба е широк и го покрива опсегот на UVB. Спектарот на диодата од 365 nm е многу потесен, ова е „чесна UVA“. Ако УВА е потребна за производство на луминисценција за украсни цели или за откривање на загадувачи, употребата на диода е побезбедна отколку употребата на ултравиолетова флуоресцентна ламба.

Бактерицидна светилка со низок притисок UVC жива се разликува од флуоресцентните светилки по тоа што на ѕидовите на сијалицата нема фосфор, а сијалицата пренесува ултравиолетова светлина. Главната линија од 254 nm секогаш се пренесува, а линијата од 185 nm што генерира озон може да се остави во спектарот на светилката или да се отстрани со стаклена сијалица со селективен пренос.

Ориз. 12 Опсегот на емисија е означен на етикетирањето на ултравиолетовите светилки. УВЦ бактерицидна светилка може да се препознае по отсуството на фосфор на сијалицата.

Озонот има дополнително бактерицидно дејство, но е канцероген, затоа, за да не се чека да еродира озонот по дезинфекцијата, се користат светилки кои не формираат озон без линијата од 185 nm во спектарот. Овие светилки имаат речиси идеален спектар - главна линија со висока бактерицидна ефикасност од 254 nm, многу слабо зрачење во небактерицидните ултравиолетови опсези и мало „сигнално“ зрачење во видливиот опсег.

Ориз. 13. Спектарот на жива светилка со низок притисок UVC (обезбедена од списанието lumen2b.ru) е комбинирана со спектарот на сончевото зрачење (од Википедија) и кривата на бактерицидна ефикасност (од Прирачникот за осветлување на ESNA [ЕСНА]).

Синиот сјај на бактерицидните светилки ви овозможува да видите дека светилката со жива е вклучена и работи. Сјајот е слаб, а тоа дава погрешен впечаток дека е безбедно да се погледне во светилката. Не чувствуваме дека зрачењето во опсегот на UVC сочинува 35...40% од вкупната моќност потрошена од светилката.

Ориз. 14 Мал дел од енергијата на зрачењето на живата пареа е во видлив опсег и е видлив како слаб син сјај.

Бактерицидна жива светилка со низок притисок има иста основа како и обична флуоресцентна светилка, но е направена со различна должина, така што бактерицидната светилка не се вметнува во обичните светилки. Светилката за бактерицидната светилка, покрај димензиите, се одликува и по тоа што сите пластични делови се отпорни на ултравиолетово зрачење, жиците од ултравиолетовите се покриени, а нема дифузер.

За домашни бактерицидни потреби, авторот користи бактерицидна светилка од 15 W, претходно користена за дезинфекција на хранливиот раствор на хидропонска инсталација. Неговиот аналог може да се најде со пребарување на „аквариум UV стерилизатор“. Кога работи светилката, се ослободува озон, што не е добро, но е корисно за дезинфекција, на пример, чевли.

Ориз. 15 Живи светилки со низок притисок со различни типови на основа. Слики од веб-страницата на Aliexpress.

Живи светилки со среден и висок притисок

Зголемувањето на притисокот на живата пареа доведува до покомплексен спектар; спектарот се шири и во него се појавуваат повеќе линии, вклучително и на брановите должини што создаваат озон. Воведувањето на адитиви во живата доведува до уште поголема сложеност на спектарот. Постојат многу варијанти на такви светилки, а спектарот на секоја од нив е посебен.

Ориз. 16 Примери на спектри на живи светилки со среден и висок притисок

Зголемувањето на притисокот ја намалува ефикасноста на светилката. Користејќи го брендот Aquafineuv како пример, UVC светилките со среден притисок испуштаат 15-18% од потрошувачката на енергија, а не 40% како светилки со низок притисок. И цената на опремата по вати UVC проток е повисока [Аквафинев].
Намалувањето на ефикасноста и зголемувањето на цената на светилката се компензира со нејзината компактност. На пример, за дезинфекција на проточна вода или сушење на лак при печатење со голема брзина се потребни компактни и моќни извори; специфичните трошоци и ефикасност се неважни. Но, не е точно да се користи таква светилка за дезинфекција.

УВ зрачење направен од DRL режач и DRT ламба

Постои „народен“ начин да се добие моќен извор на ултравиолетови релативно евтино. Излегуваат од употреба, но сè уште се продаваат бело светло DRL светилки од 125...1000 W. Во овие светилки, внатре во надворешната колба има „горилник“ - жива светилка под висок притисок. Емитира широкопојасна ултравиолетова светлина, која е блокирана од надворешната стаклена сијалица, но предизвикува фосфорот на нејзините ѕидови да свети. Ако ја скршите надворешната колба и го поврзете горилникот со мрежата преку стандарден придушувач, ќе добиете моќен широкопојасен ултравиолетовиот емитер.

Таквиот домашен емитер има недостатоци: ниска ефикасност во споредба со светилките со низок притисок, голем дел од ултравиолетовото зрачење е надвор од бактерицидниот опсег и не можете да останете во просторијата некое време откако ќе ја исклучите светилката додека озонот не се распадне или исчезне.

Но, предностите се исто така непобитни: ниска цена и висока моќност во компактна големина. Една од предностите е создавањето на озон. Озонот ќе ги дезинфицира засенчените површини кои не се изложени на ултравиолетови зраци.

Ориз. 17 Ултравиолетово зрачење направен од DRL светилки. Фотографијата е објавена со дозвола на авторот, бугарски стоматолог, кој го користи овој радијатор покрај стандардната бактерицидна ламба Philips TUV 30W.

Слични ултравиолетови извори за дезинфекција во форма на живи светилки под висок притисок се користат во радијаторите од типот OUFK-01 „Солнишко“.

На пример, за популарната светилка „DRT 125-1“ производителот не го објавува спектарот, туку ги дава параметрите во документацијата: интензитет на зрачење на растојание од 1 m од светилката UVA – 0,98 W/m2, UVB – 0,83 W/m2, UVC – 0,72 W/m2, бактерициден проток 8 W, а по употребата потребна е вентилација на просторијата од озон [Лизма]. Како одговор на директното прашање за разликата помеѓу DRT светилка и DRL горилник, производителот одговори на својот блог дека DRT има изолационен зелен слој на катодите.

Ориз. 18 Широкопојасен ултравиолетовиот извор - светилка DRT-125

Според наведените карактеристики, јасно е дека спектарот е широкопојасен со речиси еднаков удел на зрачење кај меките, средните и тврдите ултравиолетови, вклучително и тврдиот UVC што генерира озон. Бактерицидниот проток е 6,4% од потрошувачката на енергија, односно ефикасноста е 6 пати помала од онаа на цевчестата светилка со низок притисок.

Производителот не го објавува спектарот на оваа светилка, а на интернет кружи истата слика со спектарот на еден од DRT-ите. Оригиналниот извор е непознат, но односот на енергија во опсегот на UVC, UVB и UVA не одговара на оние што се декларирани за светилката DRT-125. За DRT е наведен приближно еднаков сооднос, а спектарот покажува дека UVB енергијата е многу пати поголема од UBC енергијата. А во УВА е многу пати повисоко отколку кај УВБ.

Ориз. 19. Спектар на жива лачна светилка под висок притисок, која најчесто го илустрира спектарот на DRT-125, широко користен за медицински цели.

Јасно е дека светилките со различни притисоци и живи адитиви емитуваат малку поинаку. Исто така, јасно е дека неинформираниот потрошувач е склон самостојно да ги замисли посакуваните карактеристики и својства на производот, да стекне доверба врз основа на сопствените претпоставки и да купи. И објавувањето на спектарот на одредена светилка ќе предизвика дискусии, споредби и заклучоци.

Авторот еднаш купил инсталација OUFK-01 со светилка DRT-125 и ја користел неколку години за да ја тестира отпорноста на УВ на пластични производи. Зрачив два производи во исто време, од кои едниот беше контролен од пластика отпорна на ултравиолетови и гледав кој побрзо ќе пожолте. За таква апликација не е потребно познавање на точниот облик на спектарот, важно е само емитерот да биде широкопојасен. Но, зошто да се користи широкопојасна ултравиолетова светлина ако е потребна дезинфекција?

Целта на OUFK-01 вели дека ирадијаторот се користи за акутни воспалителни процеси. Тоа е, во случаи кога позитивниот ефект на дезинфекција на кожата ја надминува можната штета на широкопојасното ултравиолетово зрачење. Очигледно, во овој случај, подобро е да се користи ултравиолетово со тесен опсег, без бранови должини во спектарот кои имаат ефект различен од бактерицидно.

Дезинфекција на воздухот

Ултравиолетовата светлина се смета за недоволно средство за дезинфекција на површините, бидејќи зраците не можат да навлезат таму каде што, на пример, продира алкохол. Но, ултравиолетовата светлина ефикасно го дезинфицира воздухот.

При кивање и кашлање, се формираат капки со големина од неколку микрометри, кои висат во воздухот од неколку минути до неколку часа.CIE 155:2003]. Студиите за туберкулоза покажаа дека една капка аеросол е доволна за да предизвика инфекција.

На улица сме релативно безбедни поради огромниот волумен и подвижноста на воздухот, кој може да го растера и дезинфицира секое кивање со текот на времето и сончевото зрачење. Дури и во метрото, додека процентот на заразени луѓе е мал, вкупниот волумен на воздух по заразено лице е голем, а добрата вентилација го прави мал ризикот од ширење на инфекцијата. Најопасно место за време на пандемии на болести во воздухот е лифтот. Затоа, оние кои киваат мора да бидат ставени во карантин, а воздухот на јавните места со недоволна вентилација треба да се дезинфицира.

Рециркулатори

Една од опциите за дезинфекција на воздухот се затворените УВ рециклатори. Ајде да разговараме за еден од овие рециркулатори - „Дезар 7“, познат по тоа што е виден дури и во кабинетот на првиот човек на државата.

Описот на рециркулаторот вели дека дува 100 m3 на час и е дизајниран да третира просторија со волумен од 100 m3 (приближно 5 × 7 × 2,8 метри).
Сепак, можноста за дезинфекција на 100 m3 воздух на час не значи дека воздухот во просторија од 100 m3 на час ќе се третира како ефикасно. Третираниот воздух го разредува нечистиот воздух и во оваа форма повторно и повторно влегува во рециркулаторот. Лесно е да се изгради математички модел и да се пресмета ефикасноста на таков процес:

Ориз. 20 Влијанието на работата на УВ рециркулаторот врз бројот на микроорганизми во воздухот на просторија без вентилација.

За да се намали концентрацијата на микроорганизми во воздухот за 90%, рециркулаторот треба да работи повеќе од два часа. Ако нема вентилација во просторијата, тоа е можно. Но, нормално нема простории со луѓе и без вентилација. На пример, [СП 60.13330.2016 година] пропишува минимална брзина на проток на надворешен воздух за вентилација од 3 m3 на час на 1 m2 станбена површина. Ова одговара на целосна замена на воздухот еднаш на час и ја прави работата на рециркулаторот бескорисна.

Ако го земеме предвид моделот не на целосно мешање, туку на ламинарните млазови кои минуваат по стабилна сложена траекторија во просторијата и влегуваат во вентилацијата, придобивката од дезинфекција на еден од овие млазници е уште помала отколку во моделот на целосно мешање.

Во секој случај, УВ рециркулаторот не е покорисен од отворен прозорец.

Една од причините за ниската ефикасност на рециркулаторите е тоа што бактерицидното дејство е исклучително мало во однос на секој ват УВ проток. Зракот патува околу 10 сантиметри во внатрешноста на инсталацијата, а потоа се рефлектира од алуминиум со коефициент од околу k = 0,7. Ова значи дека ефективната патека на зракот внатре во инсталацијата е околу половина метар, по што се апсорбира без корист.

Ориз. 21. Сè уште од видео на YouTube на кое се гледа како се расклопува рециклаторот. Видливи се гермицидни светилки и алуминиумска рефлектирачка површина, кои го рефлектираат ултравиолетовото зрачење многу полошо од видливата светлина.Дезар].

Бактерицидна светилка, која отворено виси на ѕидот во ординација на клиниката и ја вклучува лекар според распоред, е многу пати поефикасна. Зраците од отворена светилка патуваат неколку метри, дезинфицирајќи го прво воздухот, а потоа и површините.

Воздушни радијатори во горниот дел од просторијата

Во болничките одделенија каде што постојано се присутни пациенти врзани за кревет, понекогаш се користат УВ единици за зрачење на циркулирачките струи на воздухот под таванот. Главниот недостаток на таквите инсталации е што решетката што ги покрива светилките дозволува само зраците да минуваат строго во една насока, апсорбирајќи повеќе од 90% од преостанатиот проток без корист.

Можете дополнително да дувате воздух низ таков радијатор за да создадете рециркулатор во исто време, но тоа не е направено, веројатно поради неподготвеноста да имате акумулатор за прашина во просторијата.

Ориз. 22 УВ зрачење на воздухот поставен на таван, слика од локацијата [Аирстерил].

Решетките ги штитат луѓето во просторијата од директен проток на ултравиолетово зрачење, но протокот што минува низ решетката удира во таванот и ѕидовите и дифузно се рефлектира, со коефициент на рефлексија од околу 10%. Собата е исполнета со сенасочно ултравиолетово зрачење и луѓето добиваат доза на ултравиолетово зрачење пропорционална на времето поминато во просторијата.

Рецензенти и автор

Рецензенти:
Артјом Балабанов, инженер по електроника, развивач на UV системи за стврднување;
д-р Румен Василев, инженер за осветлување, ООД „Интерлукс“, Бугарија;
Вадим Григоров, биофизичар;
Станислав Лермонтов, инженер за осветлување, Комплекс системи ДОО;
Алексеј Панкрашкин, д-р, вонреден професор, инженерство за осветлување на полупроводници и фотоника, INTECH Engineering LLC;
Андреј Храмов, специјалист за дизајн на осветлување за медицински установи;
Виталиј Цвирко, раководител на лабораторијата за тестирање на осветлување „ТСОТ НАС од Белорусија“
автор: Антон Шаракшејн, д-р, инженер за осветлување и биофизичар, Првиот московски државен медицински универзитет именуван по. НИВ. Сеченов

референци

референци

[Airsteril] www.airsteril.com.hk/en/products/UR460
[Аквафинев] www.aquafineuv.com/uv-lamp-technologies
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 УЛТРАВИОЛЕТНА ДЕЗИНФЕКЦИЈА НА ВОЗДУХОТ
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 Физика на оптичко зрачење и инженерство за осветлување. Дел 10: Фотобиолошки ефективно зрачење, количини, симболи и акционен спектар. Физика на оптичко зрачење и инженерство на осветлување. Фотобиолошки активно зрачење. Димензии, симболи и акциони спектри
[ЕСНА] Прирачник за осветлување на ЕСНА, 9-то издание. ед. Реа М.С. Илуминирачко инженерско друштво на Северна Америка, Њујорк, 2000 година
[IEC 62471] GOST R IEC 62471-2013 Светилки и системи за светилки. Фотобиолошка безбедност
[Ковалски2020] Владимир Ј.
[Лизма] lisma.su/en/strategiya-i-razvitie/bactericidal-lamp-drt-ultra.html
[хемикалии на Мицуи] jp.mitsuichemicals.com/en/release/2014/141027.htm
[Нејм] www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMicm1104059
[Боја] www.paint.org/coatingstech-magazine/articles/analytical-series-principles-of-accelerated-weathering-evaluations-of-coatings
[TUV] www.assets.signify.com/is/content/PhilipsLighting/fp928039504005-pss-ru_ru
[СЗО] Светска здравствена организација. Ултравиолетово зрачење: Официјален научен преглед на еколошките и здравствените ефекти на УВ зрачењето, во врска со глобалното осиромашување на озонот.
[Десар] youtu.be/u6kAe3bOVVw
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 Употреба на ултравиолетово бактерицидно зрачење за дезинфекција на внатрешен воздух
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 Греење, вентилација и климатизација.

Извор: www.habr.com