Sifat ultraviolet bergantung pada panjang gelombang, dan ultraviolet dari sumber yang berbeza mempunyai spektrum yang berbeza. Kami akan membincangkan sumber cahaya ultraviolet dan cara menggunakannya untuk memaksimumkan kesan bakteria sambil meminimumkan risiko kesan biologi yang tidak diingini.
nasi. 1. Foto menunjukkan bukan pembasmian kuman dengan sinaran UVC, seperti yang anda fikirkan, tetapi latihan dalam penggunaan sut pelindung dengan pengesanan bintik bercahaya melatih cecair badan dalam sinaran UVA. UVA adalah ultraviolet lembut dan tidak mempunyai kesan bakteria. Menutup mata adalah langkah keselamatan yang munasabah, kerana spektrum luas lampu pendarfluor UVA yang digunakan bertindih dengan UVB, yang berbahaya kepada penglihatan (sumber Simon Davis/DFID).
Panjang gelombang cahaya kelihatan sepadan dengan tenaga kuantum di mana tindakan fotokimia hanya menjadi mungkin. Kuanta cahaya yang boleh dilihat merangsang tindak balas fotokimia dalam tisu fotosensitif tertentu - retina.
Ultraviolet tidak dapat dilihat, panjang gelombangnya lebih pendek, frekuensi dan tenaga kuantum lebih tinggi, sinaran lebih keras, dan pelbagai tindak balas fotokimia dan kesan biologi lebih besar.
Ultraviolet berbeza dalam:
- Panjang gelombang panjang/lembut/berhampiran UVA (400...315 nm) sifat yang serupa dengan cahaya yang boleh dilihat;
- Kekerasan sederhana - UVB (315...280 nm);
- Gelombang pendek/gelombang panjang/keras β UVC (280β¦100 nm).
Kesan bakteria sinar ultraviolet
Kesan bakteria dilakukan oleh cahaya ultraungu keras - UVC, dan pada tahap yang lebih rendah oleh cahaya ultraungu sederhana keras - UVB. Keluk kecekapan bakteria menunjukkan bahawa hanya julat sempit 230...300 nm, iaitu kira-kira satu perempat daripada julat yang dipanggil ultraviolet, mempunyai kesan bakteria yang jelas.
nasi. 2 Keluk kecekapan bakteria daripada []
Kuanta dengan panjang gelombang dalam julat ini diserap oleh asid nukleik, yang membawa kepada pemusnahan struktur DNA dan RNA. Selain bersifat bakteria, iaitu membunuh bakteria, julat ini mempunyai kesan virucidal (antiviral), fungicidal (antikulat) dan sporicidal (killing spora). Ini termasuk membunuh virus RNA SARS-CoV-2020, yang menyebabkan pandemik 2.
Kesan bakteria cahaya matahari
Kesan bakteria cahaya matahari agak kecil. Mari kita lihat spektrum suria di atas dan di bawah atmosfera:
nasi. 3. Spektrum sinaran suria di atas atmosfera dan di paras laut. Bahagian paling keras julat ultraungu tidak sampai ke permukaan bumi (dipinjam dari Wikipedia).
Perlu diberi perhatian kepada spektrum atmosfera di atas yang diserlahkan dalam warna kuning. Tenaga kuantum pinggir kiri spektrum sinar suria supra-atmosfera dengan panjang gelombang kurang daripada 240 nm sepadan dengan tenaga ikatan kimia 5.1 eV dalam molekul oksigen "O2". Oksigen molekul menyerap quanta ini, ikatan kimia dipecahkan, oksigen atom "O" terbentuk, yang bergabung kembali menjadi molekul oksigen "O2" dan, sebahagiannya, ozon "O3".
UVC supra-atmosfera suria membentuk ozon di atmosfera atas, dipanggil lapisan ozon. Tenaga ikatan kimia dalam molekul ozon adalah lebih rendah daripada molekul oksigen dan oleh itu ozon menyerap kuantiti tenaga yang lebih rendah daripada oksigen. Dan sementara oksigen hanya menyerap UVC, lapisan ozon menyerap UVC dan UVB. Ternyata matahari menjana ozon di bahagian paling tepi bahagian ultraungu spektrum, dan ozon ini kemudiannya menyerap sebahagian besar sinaran ultraungu keras matahari, melindungi Bumi.
Sekarang, berhati-hati, memberi perhatian kepada panjang gelombang dan skala, kami akan menggabungkan spektrum suria dengan spektrum tindakan bakteria.
nasi. 4 Spektrum tindakan bakteria dan spektrum sinaran suria.
Ia boleh dilihat bahawa kesan bakteria cahaya matahari adalah tidak ketara. Bahagian spektrum yang mampu memberikan kesan bakteria hampir diserap sepenuhnya oleh atmosfera. Pada masa yang berbeza dalam setahun dan pada latitud yang berbeza keadaannya sedikit berbeza, tetapi secara kualitatif serupa.
Bahaya ultraviolet
Pemimpin salah satu negara besar mencadangkan: "untuk menyembuhkan COVID-19, anda perlu membawa cahaya matahari ke dalam badan." Walau bagaimanapun, UV pembunuh kuman memusnahkan RNA dan DNA, termasuk manusia. Jika anda "menyampaikan cahaya matahari ke dalam badan," orang itu akan mati.
Epidermis, terutamanya stratum korneum sel mati, melindungi tisu hidup daripada UVC. Di bawah lapisan epidermis, hanya kurang daripada 1% sinaran UVC yang menembusi [WHO]. Gelombang UVB dan UVA yang lebih panjang menembusi ke kedalaman yang lebih mendalam.
Sekiranya tiada sinaran ultraungu suria, mungkin orang tidak akan mempunyai epidermis dan stratum korneum, dan permukaan badan akan menjadi lendir, seperti siput. Tetapi sejak manusia berevolusi di bawah matahari, hanya permukaan yang terlindung daripada matahari adalah lendir. Yang paling terdedah ialah permukaan lendir mata, dilindungi secara bersyarat daripada sinaran ultraungu suria oleh kelopak mata, bulu mata, kening, kemahiran motor muka, dan tabiat tidak melihat matahari.
Apabila mereka mula-mula belajar menggantikan kanta dengan kanta tiruan, pakar oftalmologi berhadapan dengan masalah lecur retina. Mereka mula memahami sebab-sebabnya dan mendapati bahawa kanta manusia yang hidup adalah legap kepada cahaya ultraungu dan melindungi retina. Selepas ini, kanta tiruan juga dibuat legap kepada cahaya ultraungu.
Imej mata dalam sinar ultraungu menggambarkan kelegapan kanta kepada cahaya ultraungu. Anda tidak boleh menerangi mata anda sendiri dengan cahaya ultraviolet, kerana dari masa ke masa kanta menjadi keruh, termasuk disebabkan oleh dos cahaya ultraviolet yang terkumpul selama bertahun-tahun, dan perlu diganti. Oleh itu, kami akan menggunakan pengalaman orang berani yang mengabaikan keselamatan, memancarkan lampu suluh ultraungu pada panjang gelombang 365 nm ke mata mereka dan menyiarkan hasilnya di YouTube.
nasi. 5 Masih daripada video di saluran Youtube "Kreosan".
Lampu suluh ultraungu yang mendorong kecerahan dengan panjang gelombang 365 nm (UVA) adalah popular. Mereka dibeli oleh orang dewasa, tetapi tidak dapat dielakkan jatuh ke tangan kanak-kanak. Kanak-kanak memancarkan lampu suluh ini ke mata mereka dan melihat dengan teliti dan lama pada kristal yang bercahaya. Adalah dinasihatkan untuk mengelakkan tindakan sedemikian. Jika ini berlaku, anda boleh meyakinkan diri anda bahawa katarak dalam kajian tetikus boleh dipercayai disebabkan oleh penyinaran UVB kanta, tetapi kesan katarogenik UVA adalah tidak stabil [].
Namun spektrum tepat tindakan cahaya ultraviolet pada kanta tidak diketahui. Dan memandangkan katarak adalah kesan yang sangat tertangguh, anda memerlukan sedikit kecerdasan untuk tidak memancarkan cahaya ultraviolet ke mata anda terlebih dahulu.
Membran mukus mata menjadi meradang dengan cepat di bawah sinaran ultraviolet, ini dipanggil photokeratitis dan photoconjunctivitis. Membran mukus menjadi merah, dan perasaan "pasir di mata" muncul. Kesannya hilang selepas beberapa hari, tetapi luka bakar berulang boleh menyebabkan kornea menjadi kabur.
Panjang gelombang yang menyebabkan kesan ini sepadan lebih kurang dengan fungsi bahaya UV berwajaran yang diberikan dalam standard keselamatan fotobiologi [IEC 62471] dan lebih kurang sama dengan julat pembunuh kuman.
nasi. 6 Spektrum sinaran ultraungu yang menyebabkan fotokonjunktivitis dan fotokeratitis daripada [] dan fungsi wajaran bahaya UV aktinik kepada kulit dan mata daripada [].
Dos ambang untuk photokeratitis dan photoconjunctivitis ialah 50-100 J/m2, nilai ini tidak melebihi dos yang digunakan untuk pembasmian kuman. Ia tidak mungkin untuk membasmi kuman membran mukus mata dengan cahaya ultraviolet tanpa menyebabkan keradangan.
Erythema, iaitu, "selaran matahari," adalah berbahaya kerana sinaran ultraungu dalam julat sehingga 300 nm. Menurut beberapa sumber, kecekapan spektrum maksimum eritema adalah pada panjang gelombang kira-kira 300 nm []. Dos minimum yang menyebabkan MED eritema hampir tidak ketara (Dos Eritema Minimum) untuk jenis kulit yang berbeza adalah antara 150 hingga 2000 J/m2. Bagi penduduk zon tengah, DER biasa boleh dianggap sebagai nilai kira-kira 200...300 J/m2.
UVB dalam julat 280-320 nm, dengan maksimum sekitar 300 nm, menyebabkan kanser kulit. Tiada dos ambang; dos yang lebih tinggi bermakna risiko yang lebih tinggi, dan kesannya ditangguhkan.
nasi. 7 lengkung tindakan UV menyebabkan eritema dan kanser kulit.
Penuaan kulit yang disebabkan oleh foto disebabkan oleh sinaran ultraungu dalam julat keseluruhan 200...400 nm. Terdapat gambar terkenal seorang pemandu trak yang terdedah kepada sinaran ultraungu suria terutamanya di sebelah kiri semasa memandu. Pemandu itu mempunyai tabiat memandu dengan tingkap pemandu dibuka ke bawah, tetapi bahagian kanan mukanya dilindungi daripada sinaran ultraungu matahari oleh cermin depan. Perbezaan dalam keadaan kulit yang berkaitan dengan usia di sebelah kanan dan kiri sangat mengagumkan:
nasi. 8 Gambar seorang pemandu yang memandu dengan tingkap pemandu di bawah selama 28 tahun [].
Jika kita kira-kira menganggarkan bahawa umur kulit pada sisi yang berbeza muka orang ini berbeza dengan dua puluh tahun dan ini adalah akibat daripada fakta bahawa selama lebih kurang dua puluh tahun yang sama satu sisi muka diterangi oleh matahari, dan yang lain tidak, kita boleh membuat kesimpulan dengan berhati-hati bahawa sehari di bawah sinar matahari terbuka adalah satu hari dan menua kulit.
Daripada data rujukan [] diketahui bahawa di latitud pertengahan pada musim panas di bawah matahari langsung, dos eritema minimum 200 J/m2 terkumpul lebih cepat daripada dalam satu jam. Membandingkan angka ini dengan kesimpulan yang dibuat, kita boleh membuat kesimpulan lain: penuaan kulit semasa kerja berkala dan jangka pendek dengan lampu ultraviolet bukanlah bahaya yang ketara.
Berapa banyak cahaya ultraviolet yang diperlukan untuk pembasmian kuman?
Bilangan mikroorganisma yang masih hidup pada permukaan dan di udara berkurangan secara eksponen dengan peningkatan dos sinaran ultraungu. Sebagai contoh, dos yang membunuh 90% mycobacterium tuberculosis ialah 10 J/m2. Dua dos sedemikian membunuh 99%, tiga dos membunuh 99,9%, dsb.
nasi. 9 Kebergantungan perkadaran mycobacterium tuberculosis yang masih hidup pada dos sinaran ultraungu pada panjang gelombang 254 nm.
Kebergantungan eksponen adalah luar biasa kerana walaupun dos yang kecil membunuh kebanyakan mikroorganisma.
Antara yang disenaraikan dalam [] mikroorganisma patogenik, Salmonella adalah yang paling tahan kepada sinaran ultraungu. Dos yang membunuh 90% bakterianya ialah 80 J/m2. Menurut ulasan [Kowalski2020], dos purata yang membunuh 90% coronavirus ialah 67 J/m2. Tetapi bagi kebanyakan mikroorganisma dos ini tidak melebihi 50 J/m2. Untuk tujuan praktikal, anda boleh ingat bahawa dos standard yang membasmi kuman dengan kecekapan 90% ialah 50 J/m2.
Menurut metodologi semasa yang diluluskan oleh Kementerian Kesihatan Rusia untuk menggunakan sinaran ultraviolet untuk pembasmian kuman udara [] kecekapan pembasmian kuman maksimum "tiga sembilan" atau 99,9% diperlukan untuk bilik bedah, hospital bersalin, dsb. Untuk bilik darjah sekolah, bangunan awam, dll. "satu sembilan" adalah mencukupi, iaitu, 90% daripada mikroorganisma dimusnahkan. Ini bermakna, bergantung kepada kategori bilik, dari satu hingga tiga dos standard 50...150 J/m2 adalah mencukupi.
Contoh menganggarkan masa penyinaran yang diperlukan: katakan adalah perlu untuk membasmi kuman udara dan permukaan dalam bilik berukuran 5 Γ 7 Γ 2,8 meter, yang mana satu lampu terbuka Philips TUV 30W digunakan.
Penerangan teknikal lampu menunjukkan aliran bakteria 12 W []. Dalam kes yang ideal, keseluruhan aliran pergi dengan ketat ke permukaan yang dinyahjangkit, tetapi dalam keadaan sebenar, separuh daripada aliran akan terbuang tanpa faedah, contohnya, ia akan menerangi dinding di belakang lampu dengan keamatan yang berlebihan. Oleh itu, kami akan bergantung pada aliran berguna sebanyak 6 watt. Jumlah luas permukaan yang disinari di dalam bilik ialah lantai 35 m2 + siling 35 m2 + dinding 67 m2, jumlah keseluruhan 137 m2.
Secara purata, fluks sinaran bakteria yang jatuh di permukaan ialah 6 W/137 m2 = 0,044 W/m2. Dalam satu jam, iaitu, dalam 3600 saat, permukaan ini akan menerima dos 0,044 W/m2 Γ 3600 s = 158 J/m2, atau lebih kurang 150 J/m2. Yang sepadan dengan tiga dos standard 50 J/m2 atau "tiga sembilan" - 99,9% kecekapan bakteria, i.e. keperluan bilik bedah. Dan kerana dos yang dikira, sebelum jatuh di permukaan, melepasi jumlah bilik, udara telah dinyahjangkit dengan kecekapan yang tidak kurang.
Jika keperluan untuk kemandulan adalah kecil dan "satu sembilan" sudah mencukupi, sebagai contoh dipertimbangkan, tiga kali lebih sedikit masa penyinaran diperlukan - kira-kira 20 minit.
Perlindungan UV
Langkah perlindungan utama semasa pembasmian kuman ultraviolet adalah meninggalkan bilik. Berada di dekat lampu UV yang berfungsi, tetapi memalingkan muka tidak akan membantu; selaput lendir mata masih disinari.
Cermin mata kaca boleh menjadi ukuran separa untuk melindungi selaput lendir mata. Pernyataan kategori "kaca tidak menghantar sinaran ultraungu" adalah tidak betul; pada tahap tertentu ia melakukannya, dan jenama kaca yang berbeza melakukannya dengan cara yang berbeza. Tetapi secara umum, apabila panjang gelombang berkurangan, penghantaran berkurangan, dan UVC dihantar dengan berkesan hanya oleh kaca kuarza. Cermin mata bukan kuarza dalam apa jua keadaan.
Kami dengan yakin boleh mengatakan bahawa kanta cermin mata bertanda UV400 tidak menghantar sinaran ultraviolet.
nasi. 10 Spektrum penghantaran cermin mata dengan indeks UV380, UV400 dan UV420. Imej dari laman web []
Juga langkah perlindungan ialah penggunaan sumber julat UVC bakteria yang tidak memancarkan berpotensi berbahaya, tetapi tidak berkesan untuk pembasmian kuman, julat UVB dan UVA.
Sumber ultraviolet
Diod UV
Diod ultraviolet (UVA) 365 nm yang paling biasa direka untuk "lampu suluh polis" yang menghasilkan luminescence untuk mengesan bahan cemar yang tidak kelihatan tanpa ultraviolet. Pembasmian kuman dengan diod sedemikian adalah mustahil (lihat Rajah 11).
Untuk pembasmian kuman, diod UVC gelombang pendek dengan panjang gelombang 265 nm boleh digunakan. Kos modul diod yang akan menggantikan lampu bakteria merkuri adalah tiga urutan magnitud lebih tinggi daripada kos lampu, jadi dalam amalan penyelesaian sedemikian tidak digunakan untuk membasmi kuman kawasan yang besar. Tetapi peranti padat menggunakan diod UV muncul untuk pembasmian kuman kawasan kecil - instrumen, telefon, lesi kulit, dll.
Lampu merkuri tekanan rendah
Lampu merkuri tekanan rendah adalah standard yang dibandingkan dengan semua sumber lain.
Bahagian utama tenaga sinaran wap merkuri pada tekanan rendah dalam nyahcas elektrik jatuh pada panjang gelombang 254 nm, sesuai untuk pembasmian kuman. Sebahagian kecil tenaga dipancarkan pada panjang gelombang 185 nm, yang secara intensif menjana ozon. Dan sangat sedikit tenaga yang dipancarkan pada panjang gelombang lain, termasuk julat yang boleh dilihat.
Dalam lampu pendarfluor merkuri cahaya putih konvensional, kaca mentol tidak menghantar sinaran ultraungu yang dipancarkan oleh wap merkuri. Tetapi fosfor, serbuk putih di dinding kelalang, bersinar dalam julat yang boleh dilihat di bawah pengaruh sinaran ultraviolet.
Lampu UVB atau UVA direka dengan cara yang sama, mentol kaca tidak menghantar puncak 185 nm dan puncak 254 nm, tetapi fosfor di bawah pengaruh sinaran ultraungu gelombang pendek tidak memancarkan cahaya yang kelihatan, tetapi ultraviolet gelombang panjang. sinaran. Ini adalah lampu untuk tujuan teknikal. Dan kerana spektrum lampu UVA adalah serupa dengan matahari, lampu tersebut juga digunakan untuk penyamakan. Perbandingan spektrum dengan lengkung kecekapan bakteria menunjukkan bahawa menggunakan UVB dan terutamanya lampu UVA untuk pembasmian kuman adalah tidak sesuai.
nasi. 11 Perbandingan lengkung kecekapan bakteria, spektrum lampu UVB, spektrum lampu penyamakan UVA dan spektrum diod 365 nm. Spektrum lampu diambil dari laman web American Paint Manufacturers Association [].
Ambil perhatian bahawa spektrum lampu pendarfluor UVA adalah luas dan meliputi julat UVB. Spektrum diod 365 nm jauh lebih sempit, ini adalah "UVA jujur". Jika UVA diperlukan untuk menghasilkan luminescence untuk tujuan hiasan atau untuk mengesan bahan cemar, menggunakan diod adalah lebih selamat daripada menggunakan lampu pendarfluor ultraviolet.
Lampu bakteria merkuri UVC tekanan rendah berbeza daripada lampu pendarfluor kerana tiada fosfor pada dinding mentol, dan mentol menghantar cahaya ultraviolet. Talian 254 nm utama sentiasa dihantar, dan talian 185 nm yang menjana ozon boleh dibiarkan dalam spektrum lampu atau dikeluarkan oleh mentol kaca dengan penghantaran terpilih.
nasi. 12 Julat pelepasan ditunjukkan pada pelabelan lampu ultraungu. Lampu pembunuh kuman UVC boleh dikenali dengan ketiadaan fosfor pada mentol.
Ozon mempunyai kesan bakteria tambahan, tetapi adalah karsinogen, oleh itu, untuk tidak menunggu ozon terhakis selepas pembasmian kuman, lampu bukan pembentuk ozon tanpa garis 185 nm dalam spektrum digunakan. Lampu ini mempunyai spektrum yang hampir ideal - garis utama dengan kecekapan bakteria tinggi 254 nm, sinaran yang sangat lemah dalam julat ultraviolet bukan bakteria, dan sinaran "isyarat" kecil dalam julat yang boleh dilihat.
nasi. 13. Spektrum lampu merkuri UVC tekanan rendah (disediakan oleh majalah lumen2b.ru) digabungkan dengan spektrum sinaran suria (dari Wikipedia) dan keluk kecekapan bakteria (dari ESNA Lighting Handbook []).
Cahaya biru lampu pembunuh kuman membolehkan anda melihat bahawa lampu merkuri dihidupkan dan berfungsi. Cahayanya lemah, dan ini memberikan gambaran yang mengelirukan bahawa ia selamat untuk melihat lampu. Kami tidak merasakan bahawa sinaran dalam julat UVC menyumbang 35...40% daripada jumlah kuasa yang digunakan oleh lampu.
nasi. 14 Sebahagian kecil daripada tenaga sinaran wap merkuri berada dalam julat yang boleh dilihat dan boleh dilihat sebagai cahaya biru yang lemah.
Lampu merkuri bakteria bertekanan rendah mempunyai tapak yang sama seperti lampu pendarfluor biasa, tetapi diperbuat daripada panjang yang berbeza supaya lampu bakteria tidak dimasukkan ke dalam lampu biasa. Lampu untuk lampu bakterisida, sebagai tambahan kepada dimensinya, dibezakan oleh fakta bahawa semua bahagian plastik tahan terhadap sinaran ultraviolet, wayar dari ultraviolet dilindungi, dan tidak ada peresap.
Untuk keperluan bakteria di rumah, penulis menggunakan lampu bakteria 15 W, sebelum ini digunakan untuk membasmi kuman larutan nutrien pemasangan hidroponik. Analognya boleh didapati dengan mencari "pensteril uv akuarium". Apabila lampu beroperasi, ozon dilepaskan, yang tidak baik, tetapi berguna untuk membasmi kuman, contohnya, kasut.
nasi. 15 Lampu merkuri tekanan rendah dengan pelbagai jenis tapak. Imej dari laman web Aliexpress.
Lampu merkuri tekanan sederhana dan tinggi
Peningkatan tekanan wap merkuri membawa kepada spektrum yang lebih kompleks; spektrum mengembang dan lebih banyak garisan muncul di dalamnya, termasuk pada panjang gelombang penjanaan ozon. Pengenalan bahan tambahan ke dalam merkuri membawa kepada kerumitan spektrum yang lebih besar. Terdapat banyak jenis lampu sedemikian, dan spektrum setiap lampu adalah istimewa.
nasi. 16 Contoh spektrum lampu merkuri tekanan sederhana dan tinggi
Meningkatkan tekanan mengurangkan kecekapan lampu. Menggunakan jenama Aquafineuv sebagai contoh, lampu UVC tekanan sederhana mengeluarkan 15-18% daripada penggunaan kuasa, dan bukan 40% sebagai lampu tekanan rendah. Dan kos peralatan per watt aliran UVC adalah lebih tinggi [].
Penurunan kecekapan dan peningkatan kos lampu diimbangi oleh kekompakannya. Sebagai contoh, pembasmian kuman air yang mengalir atau pengeringan varnis yang digunakan pada kelajuan tinggi dalam percetakan memerlukan sumber yang padat dan berkuasa; kos dan kecekapan khusus adalah tidak penting. Tetapi adalah tidak betul untuk menggunakan lampu sedemikian untuk pembasmian kuman.
Penyinaran UV diperbuat daripada penunu DRL dan lampu DRT
Terdapat cara "rakyat" untuk mendapatkan sumber ultraviolet yang berkuasa secara relatifnya murah. Ia tidak lagi digunakan, tetapi lampu DRL cahaya putih 125...1000 W masih dijual. Dalam lampu ini, di dalam kelalang luar terdapat "pembakar" - lampu merkuri tekanan tinggi. Ia memancarkan cahaya ultraungu jalur lebar, yang disekat oleh mentol kaca luar, tetapi menyebabkan fosfor pada dindingnya bersinar. Jika anda memecahkan kelalang luar dan menyambungkan penunu ke rangkaian melalui pencekik standard, anda akan mendapat pemancar ultraungu jalur lebar yang berkuasa.
Pemancar buatan sendiri seperti itu mempunyai kelemahan: kecekapan rendah berbanding dengan lampu tekanan rendah, sebahagian besar sinaran ultraviolet berada di luar julat bakteria, dan anda tidak boleh tinggal di dalam bilik untuk beberapa waktu selepas mematikan lampu sehingga ozon hancur atau hilang.
Tetapi kelebihannya juga tidak dapat dinafikan: kos rendah dan kuasa tinggi dalam saiz yang padat. Salah satu kelebihannya ialah penjanaan ozon. Ozon akan membasmi kuman permukaan berlorek yang tidak terdedah kepada sinaran ultraungu.
nasi. 17 Penyinaran ultraungu diperbuat daripada lampu DRL. Foto itu diterbitkan dengan kebenaran pengarang, seorang doktor gigi Bulgaria, menggunakan penyinaran ini sebagai tambahan kepada lampu bakteria standard Philips TUV 30W.
Sumber ultraviolet yang serupa untuk pembasmian kuman dalam bentuk lampu merkuri tekanan tinggi digunakan dalam penyinaran jenis OUFK-01 "Solnyshko".
Sebagai contoh, untuk lampu popular "DRT 125-1" pengilang tidak menerbitkan spektrum, tetapi menyediakan parameter dalam dokumentasi: intensiti penyinaran pada jarak 1 m dari lampu UVA - 0,98 W/m2, UVB - 0,83 W/m2, UVC β 0,72 W/m2, aliran bakteria 8 W, dan selepas digunakan, pengudaraan bilik daripada ozon diperlukan []. Sebagai tindak balas kepada soalan langsung tentang perbezaan antara lampu DRT dan penunu DRL, pengeluar menjawab dalam blognya bahawa DRT mempunyai salutan hijau penebat pada katod.
nasi. 18 Sumber ultraungu jalur lebar - lampu DRT-125
Menurut ciri-ciri yang dinyatakan, adalah jelas bahawa spektrum adalah jalur lebar dengan bahagian sinaran yang hampir sama dalam ultraungu lembut, sederhana dan keras, termasuk UVC keras yang menghasilkan ozon. Aliran bakteria adalah 6,4% daripada penggunaan kuasa, iaitu kecekapan adalah 6 kali kurang daripada lampu tiub tekanan rendah.
Pengilang tidak menerbitkan spektrum lampu ini, dan gambar yang sama dengan spektrum salah satu DRT sedang beredar di Internet. Sumber asal tidak diketahui, tetapi nisbah tenaga dalam julat UVC, UVB dan UVA tidak sepadan dengan yang diisytiharkan untuk lampu DRT-125. Untuk DRT, nisbah yang lebih kurang sama dinyatakan, dan spektrum menunjukkan bahawa tenaga UVB adalah berkali ganda lebih besar daripada tenaga UBC. Dan dalam UVA ia berkali ganda lebih tinggi daripada UVB.
nasi. 19. Spektrum lampu arka merkuri tekanan tinggi, yang paling kerap menggambarkan spektrum DRT-125, digunakan secara meluas untuk tujuan perubatan.
Jelas bahawa lampu dengan tekanan yang berbeza dan bahan tambahan merkuri mengeluarkan sedikit berbeza. Juga jelas bahawa pengguna yang tidak berpengetahuan cenderung untuk membayangkan secara bebas ciri-ciri dan sifat-sifat sesuatu produk, memperoleh keyakinan berdasarkan andaian sendiri, dan membuat pembelian. Dan penerbitan spektrum lampu tertentu akan menyebabkan perbincangan, perbandingan dan kesimpulan.
Penulis pernah membeli pemasangan OUFK-01 dengan lampu DRT-125 dan menggunakannya selama beberapa tahun untuk menguji rintangan UV produk plastik. Saya menyinari dua produk pada masa yang sama, salah satunya adalah alat kawalan yang diperbuat daripada plastik tahan ultraungu, dan melihat produk mana yang akan menjadi kuning lebih cepat. Untuk aplikasi sedemikian, pengetahuan tentang bentuk spektrum yang tepat tidak diperlukan; ia hanya penting bahawa pemancar adalah jalur lebar. Tetapi mengapa menggunakan cahaya ultraungu jalur lebar jika pembasmian kuman diperlukan?
Tujuan OUFK-01 menyatakan bahawa penyinaran digunakan untuk proses keradangan akut. Iaitu, dalam kes di mana kesan positif pembasmian kuman kulit melebihi kemungkinan bahaya sinaran ultraungu jalur lebar. Jelas sekali, dalam kes ini, lebih baik menggunakan ultraviolet jalur sempit, tanpa panjang gelombang dalam spektrum yang mempunyai kesan selain daripada bakteria.
Pembasmian kuman udara
Cahaya ultraviolet dianggap sebagai cara yang tidak mencukupi untuk membasmi kuman permukaan, kerana sinaran tidak dapat menembusi di mana, sebagai contoh, alkohol menembusi. Tetapi cahaya ultraungu berkesan membasmi kuman udara.
Apabila bersin dan batuk, titisan bersaiz beberapa mikrometer terbentuk, yang tergantung di udara dari beberapa minit hingga beberapa jam []. Kajian tuberkulosis menunjukkan bahawa satu titisan aerosol sudah cukup untuk menyebabkan jangkitan.
Di jalanan kami agak selamat kerana jumlah dan pergerakan udara yang besar, yang boleh menyuraikan dan membasmi kuman sebarang bersin dengan masa dan sinaran matahari. Walaupun dalam metro, walaupun perkadaran orang yang dijangkiti adalah kecil, jumlah jumlah udara bagi setiap orang yang dijangkiti adalah besar, dan pengudaraan yang baik menjadikan risiko penyebaran jangkitan menjadi kecil. Tempat paling berbahaya semasa wabak penyakit bawaan udara ialah lif. Oleh itu, mereka yang bersin mesti dikuarantin, dan udara di ruang awam dengan pengudaraan yang tidak mencukupi perlu dinyahjangkit.
Pekeliling semula
Salah satu pilihan untuk pembasmian kuman udara ialah kitar semula UV tertutup. Mari kita bincangkan salah satu pengedar semula ini - "Dezar 7", dikenali kerana dilihat walaupun di pejabat orang pertama di negeri ini.
Penerangan tentang peredaran semula mengatakan bahawa ia bertiup 100 m3 sejam dan direka untuk merawat bilik dengan jumlah 100 m3 (kira-kira 5 Γ 7 Γ 2,8 meter).
Walau bagaimanapun, keupayaan untuk membasmi kuman 100 m3 udara sejam tidak bermakna udara di dalam bilik 100 m3 sejam akan dirawat dengan berkesan. Udara yang dirawat mencairkan udara kotor, dan dalam bentuk ini ia memasuki peredaran semula lagi dan lagi. Adalah mudah untuk membina model matematik dan mengira kecekapan proses sedemikian:
nasi. 20 Pengaruh operasi pengedaran semula UV terhadap bilangan mikroorganisma dalam udara bilik tanpa pengudaraan.
Untuk mengurangkan kepekatan mikroorganisma di udara sebanyak 90%, pengedaran semula perlu bekerja selama lebih daripada dua jam. Jika tiada pengudaraan di dalam bilik, ini mungkin. Tetapi biasanya tiada bilik dengan orang dan tanpa pengudaraan. Cth, [] menetapkan kadar aliran udara luar minimum untuk pengudaraan 3 m3 sejam setiap 1 m2 kawasan pangsapuri. Ini sepadan dengan penggantian lengkap udara sekali sejam dan menjadikan operasi pengedaran semula tidak berguna.
Jika kita menganggap model bukan pencampuran lengkap, tetapi jet lamina yang melalui trajektori kompleks yang stabil di dalam bilik dan masuk ke dalam pengudaraan, faedah membasmi kuman salah satu jet ini adalah lebih rendah daripada model pencampuran lengkap.
Walau apa pun, pengedaran semula UV tidak lebih berguna daripada tingkap terbuka.
Salah satu sebab kecekapan rendah pengedaran semula ialah kesan bakteria adalah sangat kecil dari segi setiap watt aliran UV. Rasuk bergerak kira-kira 10 sentimeter di dalam pemasangan, dan kemudian dipantulkan daripada aluminium dengan pekali kira-kira k = 0,7. Ini bermakna laluan berkesan rasuk di dalam pemasangan adalah kira-kira setengah meter, selepas itu ia diserap tanpa faedah.
nasi. 21. Masih daripada video YouTube yang menunjukkan pengitar semula sedang dibongkar. Lampu pembunuh kuman dan permukaan pemantul aluminium kelihatan, yang memantulkan sinaran ultraungu jauh lebih teruk daripada cahaya yang boleh dilihat [].
Lampu bakteria, yang tergantung secara terbuka di dinding di pejabat klinik dan dihidupkan oleh doktor mengikut jadual, adalah berkali-kali lebih berkesan. Sinaran dari lampu terbuka bergerak beberapa meter, membasmi kuman pertama udara dan kemudian permukaan.
Penyinar udara di bahagian atas bilik
Di wad hospital di mana pesakit terlantar sentiasa ada, unit UV kadangkala digunakan untuk menyinari aliran udara yang beredar di bawah siling. Kelemahan utama pemasangan sedemikian ialah gril yang menutupi lampu membenarkan hanya sinaran yang melintas dengan ketat dalam satu arah, menyerap lebih daripada 90% aliran yang tinggal tanpa faedah.
Anda juga boleh meniup udara melalui penyinaran sedemikian untuk mencipta peredaran semula pada masa yang sama, tetapi ini tidak dilakukan, mungkin kerana keengganan untuk mempunyai penumpuk habuk di dalam bilik.
nasi. 22 Penyinar udara UV yang dipasang di siling, imej dari tapak [].
Jeriji melindungi orang di dalam bilik daripada aliran langsung sinaran ultraungu, tetapi aliran yang melalui jeriji mencecah siling dan dinding dan dipantulkan secara meresap, dengan pekali pantulan kira-kira 10%. Bilik itu dipenuhi dengan sinaran ultraungu omnidirectional dan orang ramai menerima dos sinaran ultraungu berkadar dengan masa yang dihabiskan di dalam bilik.
Pengulas dan pengarang
Pengulas:
Artyom Balabanov, jurutera elektronik, pemaju sistem pengawetan UV;
Rumen Vasilev, Ph.D., jurutera lampu, OOD "Interlux", Bulgaria;
Vadim Grigorov, ahli biofizik;
Stanislav Lermontov, jurutera lampu, Complex Systems LLC;
Alexey Pankrashkin, Ph.D., Profesor Madya, kejuruteraan pencahayaan semikonduktor dan fotonik, INTECH Engineering LLC;
Andrey Khramov, pakar dalam reka bentuk pencahayaan untuk institusi perubatan;
Vitaly Tsvirko, ketua makmal ujian pencahayaan "TSSOT NAS Belarus"
Pengarang Anton Sharakshane, Ph.D., jurutera pencahayaan dan ahli biofizik, Universiti Perubatan Negeri Moscow Pertama yang dinamakan sempena. MEREKA. Sechenov
rujukan
rujukan
[Airsteril]
[Aquafineuv]
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 PENYAMPAIAN UDARA ULTRAVIOLET
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 Fizik sinaran optik dan kejuruteraan pencahayaan. Bahagian 10: Sinaran fotobiologi berkesan, kuantiti, simbol dan spektrum tindakan. Fizik sinaran optik dan kejuruteraan pencahayaan. Sinaran aktif fotobiologi. Dimensi, simbol dan spektrum tindakan
[ESNA] Buku Panduan Pencahayaan ESNA, Edisi ke-9. ed. Rea MS Illuminating Engineering Society of North America, New York, 2000
[IEC 62471] GOST R IEC 62471-2013 Lampu dan sistem lampu. Keselamatan fotobiologi
[Kowalski2020] Wladyslaw J. Kowalski et al., 2020 COVID-19 Coronavirus Kerentanan Ultraviolet, DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
[Lisma]
[Bahan kimia Mitsui]
[Nejm]
[Cat]
[TUV]
[WHO] Pertubuhan Kesihatan Sedunia. Sinaran Ultraviolet: Kajian saintifik rasmi tentang kesan sinaran UV kepada alam sekitar dan kesihatan, dengan merujuk kepada penipisan ozon global.
[Desar]
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 Penggunaan sinaran bakteria ultraungu untuk pembasmian kuman udara dalaman
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 Pemanasan, pengudaraan dan penyaman udara.
Sumber: www.habr.com