Lastnosti ultravijoličnega sevanja so odvisne od valovne dolžine, ultravijolično iz različnih virov pa ima različen spekter. Razpravljali bomo o tem, kateri viri ultravijolične svetlobe in kako jih uporabljati, da bi povečali baktericidni učinek in hkrati zmanjšali tveganje neželenih bioloških učinkov.
riž. 1. Na fotografiji ni razkuževanje z UVC sevanjem, kot bi si mislili, ampak urjenje v uporabi zaščitne obleke z detekcijo luminiscenčnih madežev vadbenih telesnih tekočin v UVA žarkih. UVA je mehak ultravijolični in nima baktericidnega učinka. Zapiranje oči je razumen varnostni ukrep, saj se širok spekter uporabljenih fluorescentnih žarnic UVA prekriva z UVB, ki je škodljiv za vid (vir Simon Davis/DFID).
Valovna dolžina vidne svetlobe ustreza kvantni energiji, pri kateri šele postane možno fotokemično delovanje. Kvanti vidne svetlobe vzbujajo fotokemične reakcije v specifičnem fotoobčutljivem tkivu – mrežnici.
Ultravijolično je nevidno, njegova valovna dolžina je krajša, frekvenca in energija kvanta je višja, sevanje je močnejše, raznolikost fotokemičnih reakcij in bioloških učinkov pa večja.
Ultravijolično se razlikuje po:
- Dolgovalovna/mehka/blizu UVA (400...315 nm) po lastnostih podobna vidni svetlobi;
- Srednja trdota - UVB (315...280 nm);
- Kratkovalovno/dolgovalovno/trdo – UVC (280…100 nm).
Baktericidni učinek ultravijolične svetlobe
Baktericidni učinek ima močna ultravijolična svetloba - UVC, v manjši meri pa srednje močna ultravijolična svetloba - UVB. Krivulja baktericidne učinkovitosti kaže, da ima le ozko območje 230...300 nm, to je približno četrtina območja, imenovanega ultravijolično, jasen baktericidni učinek.
riž. 2 Krivulje baktericidne učinkovitosti od []
Kvante z valovno dolžino v tem območju absorbirajo nukleinske kisline, kar vodi do uničenja strukture DNA in RNA. Poleg tega, da deluje baktericidno, to je, da uničuje bakterije, ima ta razpon virucidne (protivirusne), fungicidne (protiglivične) in sporicidne (ubija spore) učinke. To vključuje uničenje RNA virusa SARS-CoV-2020, ki je povzročil pandemijo leta 2.
Baktericidni učinek sončne svetlobe
Baktericidni učinek sončne svetlobe je relativno majhen. Poglejmo sončni spekter nad in pod atmosfero:
riž. 3. Spekter sončnega sevanja nad atmosfero in na morski gladini. Najmočnejši del ultravijoličnega območja ne doseže površine zemlje (izposojeno iz Wikipedije).
Vredno je biti pozoren na rumeno poudarjen nadatmosferski spekter. Kvantna energija levega roba spektra nadatmosferskih sončnih žarkov z valovno dolžino manjšo od 240 nm ustreza energiji kemične vezi 5.1 eV v molekuli kisika »O2«. Molekularni kisik absorbira te kvante, kemijska vez se prekine, nastane atomski kisik "O", ki se združi nazaj v molekule kisika "O2" in delno ozona "O3".
Sončni nadatmosferski UVC tvori ozon v zgornji atmosferi, imenovani ozonski plašč. Energija kemične vezi v molekuli ozona je manjša kot v molekuli kisika, zato ozon absorbira kvante nižje energije kot kisik. In medtem ko kisik absorbira samo UVC, ozonski plašč absorbira UVC in UVB. Izkazalo se je, da sonce ustvarja ozon na samem robu ultravijoličnega dela spektra, ta ozon pa nato absorbira večino močnega sončnega ultravijoličnega sevanja in ščiti Zemljo.
Sedaj bomo previdno, pri čemer bomo pozorni na valovne dolžine in merilo, združili sončni spekter s spektrom baktericidnega delovanja.
riž. 4 Spekter baktericidnega delovanja in spekter sončnega sevanja.
Vidimo lahko, da je baktericidni učinek sončne svetlobe nepomemben. Del spektra, ki lahko deluje baktericidno, se v ozračju skoraj popolnoma absorbira. V različnih obdobjih leta in na različnih zemljepisnih širinah je situacija nekoliko drugačna, vendar kvalitativno podobna.
Nevarnost ultravijoličnega sevanja
Vodja ene od velikih držav je predlagal: "da bi ozdravili COVID-19, morate v telo vnesti sončno svetlobo." Vendar razkužilni UV uniči RNK in DNK, tudi človeško. Če "dostavite sončno svetlobo v telo", bo oseba umrla.
Povrhnjica, predvsem stratum corneum mrtvih celic, ščiti živo tkivo pred UVC. Pod epidermalno plast prodre le manj kot 1 % UVC sevanja [WHO]. Daljši valovi UVB in UVA prodrejo v večje globine.
Če ne bi bilo sončnega ultravijoličnega sevanja, morda ljudje ne bi imeli povrhnjice in rožene plasti, površina telesa pa bi bila sluzasta, kot pri polžih. Ker pa smo se ljudje razvili pod soncem, so sluznice samo površine, zaščitene pred soncem. Najbolj ranljiva je sluznica očesa, pogojno zaščitena pred sončnim ultravijoličnim sevanjem z vekami, trepalnicami, obrvmi, motoriko obraza in navado ne gledati v sonce.
Ko so se lečo prvič naučili zamenjati z umetno, so se oftalmologi soočili s problemom opeklin mrežnice. Začeli so razumeti razloge in ugotovili, da je živa človeška leča neprozorna za ultravijolično svetlobo in ščiti mrežnico. Po tem so naredili tudi umetne leče, neprozorne za ultravijolično svetlobo.
Slika očesa v ultravijoličnih žarkih ponazarja motnost leče za ultravijolično svetlobo. Lastnega očesa ne smete osvetljevati z ultravijolično svetlobo, saj sčasoma postane leča motna, tudi zaradi odmerka ultravijolične svetlobe, ki se je kopičila z leti, in jo je treba zamenjati. Zato bomo uporabili izkušnje pogumnih ljudi, ki so zanemarili varnost, jim v oči posvetili ultravijolično svetilko z valovno dolžino 365 nm in rezultat objavili na YouTubu.
riž. 5 Kader iz videa na Youtube kanalu “Kreosan”.
Priljubljene so ultravijolične svetilke z valovno dolžino 365 nm (UVA), ki povzročajo luminiscenco. Kupijo jih odrasli, a neizogibno pridejo v roke otrok. Otroci svetijo s temi svetilkami v oči in pozorno ter dolgo gledajo v žareč kristal. Takšna dejanja je priporočljivo preprečiti. Če se to zgodi, se lahko prepričate, da sive mrene v študijah na miših zanesljivo povzroči UVB-obsevanje leče, vendar je katarogeni učinek UVA nestabilen [].
Vendar natančen spekter delovanja ultravijolične svetlobe na lečo ni znan. In glede na to, da je siva mrena zelo zakasnjen učinek, potrebujete nekaj pameti, da si v oči ne posvetite ultravijolične svetlobe vnaprej.
Očesna sluznica se pod ultravijoličnim sevanjem relativno hitro vname, to imenujemo fotokeratitis in fotokonjunktivitis. Sluznice postanejo rdeče, pojavi se občutek "peska v očeh". Učinek po nekaj dneh izzveni, vendar lahko ponavljajoče se opekline povzročijo motnost roženice.
Valovne dolžine, ki povzročajo te učinke, približno ustrezajo uteženi funkciji nevarnosti UV-žarkov, podani v fotobiološkem varnostnem standardu [IEC 62471], in približno enake kot razkužilno območje.
riž. 6 Spektri ultravijoličnega sevanja, ki povzroča fotokonjunktivitis in fotokeratitis iz [] in uteženo funkcijo aktinične UV nevarnosti za kožo in oči od [].
Mejne doze za fotokeratitis in fotokonjunktivitis so 50-100 J/m2, ta vrednost ne presega doz, ki se uporabljajo za dezinfekcijo. Ne bo mogoče razkužiti očesne sluznice z ultravijolično svetlobo, ne da bi povzročili vnetje.
Eritem, to je "sončna opeklina", je nevaren zaradi ultravijoličnega sevanja v območju do 300 nm. Po nekaterih virih je največja spektralna učinkovitost eritema pri valovnih dolžinah približno 300 nm []. Minimalni odmerek, ki povzroči komaj opazen eritem MED (Minimum Erythema Dose) za različne tipe kože znaša od 150 do 2000 J/m2. Za prebivalce srednjega pasu se tipična DER lahko šteje za vrednost približno 200 ... 300 J / m2.
UVB v območju 280-320 nm, največ okoli 300 nm, povzroča kožnega raka. Mejnega odmerka ni, večji odmerek pomeni večje tveganje, učinek pa je zakasnjen.
riž. 7 UV akcijskih krivulj, ki povzročajo eritem in kožnega raka.
Fotoinducirano staranje kože povzroča ultravijolično sevanje v celotnem območju 200...400 nm. Znana je fotografija voznika tovornjaka, ki je bil med vožnjo sončnemu ultravijoličnemu sevanju izpostavljen predvsem na levi strani. Voznik je imel navado voziti s spuščenim voznikovim steklom, vendar je pred sončnim ultravijoličnim sevanjem zaščitil desno stran obraza z vetrobranskim steklom. Razlika v starostnem stanju kože na desni in levi strani je impresivna:
riž. 8 Fotografija voznika, ki je 28 let vozil s spuščenim oknom [].
Če okvirno ocenimo, da se starost kože na različnih straneh obraza te osebe razlikuje za dvajset let in je to posledica dejstva, da je bila približno enakih dvajset let ena stran obraza obsijana s soncem, druga pa ni bilo, lahko previdno sklepamo, da je dan na odprtem soncu en dan in postara kožo.
Iz referenčnih podatkov [] znano je, da se v srednjih zemljepisnih širinah poleti pod neposrednim soncem najmanjša eritemska doza 200 J/m2 akumulira hitreje kot v eni uri. Če primerjamo te številke s sklepom, lahko naredimo še en zaključek: staranje kože med občasnim in kratkotrajnim delom z ultravijoličnimi žarnicami ni pomembna nevarnost.
Koliko ultravijolične svetlobe je potrebno za dezinfekcijo?
Število preživelih mikroorganizmov na površinah in v zraku eksponentno upada z naraščajočo dozo ultravijoličnega sevanja. Na primer, odmerek, ki uniči 90 % Mycobacterium tuberculosis, je 10 J/m2. Dva taka odmerka ubijeta 99%, trije odmerki ubijejo 99,9% itd.
riž. 9 Odvisnost deleža preživelih mikobakterij tuberkuloze od doze ultravijoličnega sevanja pri valovni dolžini 254 nm.
Eksponentna odvisnost je izjemna, saj že majhen odmerek ubije večino mikroorganizmov.
Med navedenimi v [] patogenih mikroorganizmov je salmonela najbolj odporna na ultravijolično sevanje. Doza, ki uniči 90 % njenih bakterij, je 80 J/m2. Glede na pregled [Kowalski2020] je povprečna doza, ki uniči 90 % koronavirusov, 67 J/m2. Toda za večino mikroorganizmov ta odmerek ne presega 50 J/m2. Za praktične namene si lahko zapomnite, da je standardni odmerek, ki dezinficira z 90-odstotno učinkovitostjo, 50 J/m2.
V skladu z veljavno metodologijo, ki jo je odobrilo rusko ministrstvo za zdravje za uporabo ultravijoličnega sevanja za dezinfekcijo zraka [] za operacijske dvorane, porodnišnice ipd. se zahteva največja učinkovitost dezinfekcije »tri devetke« oziroma 99,9 %. Za šolske učilnice, javne zgradbe itd. Zadošča ena devetka, to je uničenih 90% mikroorganizmov. To pomeni, da glede na kategorijo prostora zadostujejo od ena do tri standardne doze 50...150 J/m2.
Primer ocene potrebnega časa obsevanja: denimo, da je potrebno razkužiti zrak in površine v prostoru velikosti 5 × 7 × 2,8 metra, za kar se uporabi ena odprta svetilka Philips TUV 30W.
Tehnični opis sijalke navaja baktericidni pretok 12 W []. V idealnem primeru gre celoten pretok izključno na površine, ki jih razkužujemo, v realni situaciji pa bo polovica pretoka izgubljena brez koristi, na primer, osvetlil bo steno za svetilko s pretirano intenzivnostjo. Zato bomo računali na koristen pretok 6 vatov. Skupna obsevana površina v prostoru je tla 35 m2 + strop 35 m2 + stene 67 m2, skupaj 137 m2.
V povprečju je tok baktericidnega sevanja, ki pada na površino, 6 W/137 m2 = 0,044 W/m2. V eni uri, torej v 3600 sekundah, bodo te površine prejele dozo 0,044 W/m2 × 3600 s = 158 J/m2 ali približno 150 J/m2. Kar ustreza trem standardnim odmerkom po 50 J/m2 ali “trem devetkam” - 99,9 % baktericidna učinkovitost, tj. zahteve operacijske sobe. In ker je izračunana doza, preden je padla na površino, prešla skozi prostornino prostora, je bil zrak razkužen z nič manjšo učinkovitostjo.
Če so zahteve po sterilnosti majhne in je dovolj "ena devetka", je za obravnavani primer potreben trikrat krajši čas obsevanja - približno 20 minut.
UV zaščita
Glavni zaščitni ukrep med ultravijolično dezinfekcijo je zapustiti prostor. Biti v bližini delujoče UV svetilke, a gledati stran, ne bo pomagalo, sluznice oči so še vedno obsevane.
Steklena očala so lahko delni ukrep za zaščito očesne sluznice. Kategorična trditev "steklo ne prepušča ultravijoličnega sevanja" ni pravilna; do neke mere je, in različne znamke stekla to počnejo na različne načine. Toda na splošno, ko se valovna dolžina zmanjša, se prepustnost zmanjša, UVC pa učinkovito prepušča samo kremenčevo steklo. Stekla za očala v nobenem primeru niso kvarčna.
Z gotovostjo lahko trdimo, da stekla očal z oznako UV400 ne prepuščajo ultravijoličnega sevanja.
riž. 10 Transmisijski spekter stekel za očala z indeksi UV380, UV400 in UV420. Slika s spletne strani []
Zaščitni ukrep je tudi uporaba virov baktericidnega UVC območja, ki ne oddajajo potencialno nevarnega, a neučinkovitega za razkuževanje UVB in UVA območja.
Ultravijolični viri
UV diode
Najpogostejše 365 nm ultravijolične diode (UVA) so zasnovane za "policijske svetilke", ki proizvajajo luminiscenco za zaznavanje onesnaževalcev, ki so nevidni brez ultravijoličnega sevanja. Dezinfekcija s takimi diodami je nemogoča (glej sliko 11).
Za dezinfekcijo se lahko uporabljajo kratkovalovne UVC diode z valovno dolžino 265 nm. Cena diodnega modula, ki bi nadomestil živosrebrno baktericidno žarnico, je za tri razrede velikosti višja od cene žarnice, zato se v praksi takšne rešitve ne uporabljajo za dezinfekcijo večjih površin. Vendar se pojavljajo kompaktne naprave z UV diodami za dezinfekcijo majhnih površin - instrumentov, telefonov, kožnih lezij itd.
Nizkotlačne živosrebrne žarnice
Nizkotlačna živosrebrna žarnica je standard, s katerim se primerjajo vsi drugi viri.
Glavni delež sevalne energije hlapov živega srebra pri nizkem tlaku pri električni razelektritvi pade na valovno dolžino 254 nm, idealno za dezinfekcijo. Manjši del energije se oddaja pri valovni dolžini 185 nm, ki intenzivno generira ozon. In zelo malo energije se oddaja na drugih valovnih dolžinah, vključno z vidnim območjem.
Pri običajnih živosrebrnih fluorescenčnih sijalkah z belo svetlobo steklo žarnice ne prepušča ultravijoličnega sevanja, ki ga oddajajo živosrebrne pare. Toda fosfor, bel prah na stenah bučke, pod vplivom ultravijolične svetlobe sveti v vidnem območju.
UVB ali UVA žarnice so zasnovane na podoben način, stekleni balon ne prepušča vrha 185 nm in vrha 254 nm, fosfor pa pod vplivom kratkovalovnega ultravijoličnega sevanja ne oddaja vidne svetlobe, ampak dolgovalovno ultravijolično. sevanje. To so svetilke za tehnične namene. In ker je spekter UVA žarnic podoben sončnemu, se takšne svetilke uporabljajo tudi za sončenje. Primerjava spektra s krivuljo baktericidne učinkovitosti pokaže, da je uporaba UVB in predvsem UVA žarnic za dezinfekcijo neprimerna.
riž. 11 Primerjava krivulje baktericidne učinkovitosti, spektra UVB žarnice, spektra UVA žarnice za sončenje in spektra 365 nm diode. Spektri žarnice vzeti s spletne strani Ameriškega združenja proizvajalcev barv [].
Upoštevajte, da je spekter fluorescenčne sijalke UVA širok in pokriva območje UVB. Spekter 365 nm diode je veliko ožji, to je "pošten UVA". Če je UVA potreben za ustvarjanje luminiscence v dekorativne namene ali za odkrivanje kontaminantov, je uporaba diode varnejša od uporabe ultravijolične fluorescenčne sijalke.
Nizkotlačna UVC živosrebrna baktericidna žarnica se od fluorescenčnih sijalk razlikuje po tem, da na stenah balona ni fosforja, žarnica pa prepušča ultravijolično svetlobo. Glavna črta 254 nm je vedno prepuščena, črto 185 nm, ki ustvarja ozon, pa je mogoče pustiti v spektru žarnice ali odstraniti s stekleno žarnico s selektivnim prenosom.
riž. 12 Emisijsko območje je navedeno na oznaki ultravijoličnih žarnic. UVC germicidno žarnico lahko prepoznate po odsotnosti fosforja na žarnici.
Ozon ima dodaten baktericidni učinek, vendar je rakotvoren, zato, da ne bi čakali na erozijo ozona po dezinfekciji, se uporabljajo sijalke, ki ne tvorijo ozona, brez linije 185 nm v spektru. Te svetilke imajo skoraj idealen spekter - glavno črto z visoko baktericidno učinkovitostjo 254 nm, zelo šibko sevanje v nebaktericidnih ultravijoličnih območjih in majhno "signalno" sevanje v vidnem območju.
riž. 13. Spekter nizkotlačne UVC živosrebrne žarnice (zagotavlja revija lumen2b.ru) je združen s spektrom sončnega sevanja (iz Wikipedije) in krivulje baktericidne učinkovitosti (iz ESNA Lighting Handbook []).
Modri sij razkužilnih žarnic vam omogoča, da vidite, da je živosrebrna svetilka vklopljena in deluje. Sijaj je šibek, kar daje zavajajoč vtis, da je varno gledati v svetilko. Menimo, da sevanje v območju UVC ne predstavlja 35...40 % celotne moči, ki jo porabi sijalka.
riž. 14 Majhen del energije sevanja živosrebrove pare je v vidnem območju in je viden kot šibak modri sij.
Nizkotlačna baktericidna živosrebrna sijalka ima enak podstavek kot navadna fluorescenčna sijalka, vendar je drugačne dolžine, da se baktericidna sijalka ne vstavlja v navadne sijalke. Svetilka za baktericidno svetilko se poleg svojih dimenzij odlikuje po tem, da so vsi plastični deli odporni na ultravijolično sevanje, žice iz ultravijoličnega sevanja so prekrite in ni difuzorja.
Za domače baktericidne potrebe avtor uporablja 15 W baktericidno svetilko, ki se je prej uporabljala za dezinfekcijo hranilne raztopine hidroponske naprave. Njegov analog lahko najdete z iskanjem "akvarijski UV sterilizator". Pri delovanju svetilke se sprošča ozon, kar ni dobro, je pa koristno za dezinfekcijo na primer čevljev.
riž. 15 Nizkotlačne živosrebrne žarnice z različnimi vrstami podstavkov. Slike s spletne strani Aliexpress.
Srednje- in visokotlačne živosrebrne žarnice
Povečanje parnega tlaka živega srebra povzroči bolj zapleten spekter; spekter se razširi in v njem se pojavi več črt, tudi na valovnih dolžinah, ki ustvarjajo ozon. Vnos aditivov v živo srebro povzroči še večjo kompleksnost spektra. Obstaja veliko vrst takšnih svetilk, spekter vsake pa je poseben.
riž. 16 Primeri spektrov srednje in visokotlačnih živosrebrnih žarnic
Povečanje tlaka zmanjša učinkovitost žarnice. Če uporabimo kot primer blagovno znamko Aquafineuv, srednjetlačne UVC žarnice oddajajo 15-18 % porabe energije in ne 40 % kot nizkotlačne sijalke. In stroški opreme na vat pretoka UVC so višji [].
Zmanjšanje učinkovitosti in povečanje stroškov svetilke se kompenzira z njeno kompaktnostjo. Na primer, dezinfekcija tekoče vode ali sušenje laka, nanesenega z veliko hitrostjo pri tiskanju, zahteva kompaktne in močne vire, specifični stroški in učinkovitost pa niso pomembni. Vendar je uporaba takšne svetilke za razkuževanje nepravilna.
UV obsevalec iz DRL gorilnika in DRT žarnice
Obstaja "ljudski" način za relativno poceni pridobitev močnega ultravijoličnega vira. Zapuščajo uporabo, vendar se še vedno prodajajo sijalke DRL z belo svetlobo 125...1000 W. V teh žarnicah je znotraj zunanje bučke "gorilnik" - visokotlačna živosrebrna žarnica. Oddaja širokopasovno ultravijolično svetlobo, ki jo blokira zunanja steklena žarnica, vendar povzroči, da fosfor na njenih stenah sveti. Če razbijete zunanjo bučko in gorilnik povežete z omrežjem prek standardne dušilke, boste dobili močan širokopasovni ultravijolični oddajnik.
Takšen domači oddajnik ima slabosti: nizka učinkovitost v primerjavi z nizkotlačnimi žarnicami, velik delež ultravijoličnega sevanja je izven baktericidnega območja in po izklopu svetilke ne morete ostati v prostoru nekaj časa, dokler ozon ne razpade ali izgine.
Toda tudi prednosti so nesporne: nizki stroški in velika moč v kompaktni velikosti. Ena od prednosti je nastajanje ozona. Ozon bo razkužil zasenčene površine, ki niso izpostavljene ultravijoličnim žarkom.
riž. 17 Ultravijolični obsevalec iz DRL žarnic. Fotografija je objavljena z dovoljenjem avtorja, bolgarskega zobozdravnika, ki poleg standardne baktericidne svetilke Philips TUV 30W uporablja ta obsevalnik.
Podobni ultravijolični viri za dezinfekcijo v obliki visokotlačnih živosrebrnih žarnic se uporabljajo v obsevalnikih tipa OUFK-01 "Solnyshko".
Na primer, za priljubljeno svetilko "DRT 125-1" proizvajalec ne objavlja spektra, vendar zagotavlja parametre v dokumentaciji: intenzivnost sevanja na razdalji 1 m od svetilke UVA - 0,98 W / m2, UVB - 0,83 W/m2, UVC – 0,72 W/m2, baktericidni pretok 8 W, po uporabi pa je potrebno prezračevanje prostora pred ozonom []. Na direktno vprašanje o razliki med DRT žarnico in DRL gorilnikom je proizvajalec v svojem blogu odgovoril, da ima DRT izolacijsko zeleno prevleko na katodah.
riž. 18 Širokopasovni ultravijolični vir - svetilka DRT-125
Glede na navedene značilnosti je razvidno, da je spekter širokopasovni s skoraj enakim deležem sevanja v mehkem, srednjem in trdem ultravijoličnem, vključno s trdim UVC, ki ustvarja ozon. Baktericidni pretok je 6,4% porabe energije, kar pomeni, da je učinkovitost 6-krat manjša kot pri nizkotlačni cevni sijalki.
Proizvajalec ne objavlja spektra te svetilke, po spletu pa kroži enaka slika s spektrom enega od DRT. Izvorni vir ni znan, vendar energijsko razmerje v območjih UVC, UVB in UVA ne ustreza deklariranim za sijalko DRT-125. Za DRT je navedeno približno enako razmerje, spekter pa kaže, da je energija UVB mnogokrat večja od energije UBC. In pri UVA je mnogokrat višja kot pri UVB.
riž. 19. Spekter visokotlačne živosrebrne žarnice, ki najpogosteje ponazarja spekter DRT-125, ki se pogosto uporablja v medicinske namene.
Jasno je, da sijalke z različnimi tlaki in dodatki živega srebra sevajo nekoliko drugače. Jasno je tudi, da je neinformiran potrošnik nagnjen k temu, da si samostojno zamisli želene lastnosti in lastnosti izdelka, si na podlagi lastnih predpostavk pridobi zaupanje in opravi nakup. In objava spektra določene svetilke bo povzročila razprave, primerjave in zaključke.
Avtor je nekoč kupil instalacijo OUFK-01 z žarnico DRT-125 in jo več let uporabljal za testiranje UV odpornosti plastičnih izdelkov. Obsevala sem dva izdelka hkrati, eden je bil kontrolni iz ultravijolično obstojne plastike in gledala, kateri bo hitreje porumenel. Za takšno uporabo ni potrebno poznavanje natančne oblike spektra, pomembno je le, da je oddajnik širokopasovni. Toda zakaj uporabljati širokopasovno ultravijolično svetlobo, če je potrebna dezinfekcija?
Namen OUFK-01 navaja, da se obsevalec uporablja za akutne vnetne procese. To je v primerih, ko pozitivni učinek razkuževanja kože presega možno škodo širokopasovnega ultravijoličnega sevanja. Očitno je v tem primeru bolje uporabiti ozkopasovno ultravijolično svetlobo, brez valovnih dolžin v spektru, ki delujejo drugače kot baktericidno.
Dezinfekcija zraka
Ultravijolična svetloba velja za nezadostno sredstvo za razkuževanje površin, saj žarki ne morejo prodreti tja, kamor prodre na primer alkohol. Toda ultravijolična svetloba učinkovito razkuži zrak.
Pri kihanju in kašljanju se tvorijo nekaj mikrometrov velike kapljice, ki visijo v zraku od nekaj minut do nekaj ur.]. Študije tuberkuloze so pokazale, da je za okužbo dovolj ena sama kapljica aerosola.
Na ulici smo razmeroma varni zaradi ogromnih količin in mobilnosti zraka, ki lahko s časom in sončnim obsevanjem razprši in razkuži morebitno kihanje. Čeprav je delež okuženih tudi v metroju majhen, je skupna količina zraka na okuženega velika, dobro prezračevanje pa zmanjša tveganje za širjenje okužbe. Najbolj nevarno mesto med pandemijo bolezni, ki se prenaša po zraku, je dvigalo. Zato je treba tiste, ki kihajo, v karanteno, zrak v javnih prostorih z nezadostnim prezračevanjem pa razkužiti.
Recirkulatorji
Ena od možnosti za dezinfekcijo zraka so zaprti UV reciklerji. Pogovorimo se o enem od teh recirkulatorjev - "Dezar 7", ki je znan po tem, da so ga videli celo v uradu prvega človeka države.
V opisu recirkulatorja piše, da piha 100 m3 na uro in je namenjen za obdelavo prostora s prostornino 100 m3 (približno 5 × 7 × 2,8 metra).
Vendar možnost dezinfekcije 100 m3 zraka na uro ne pomeni, da bo zrak v prostoru s 100 m3 na uro obdelan enako učinkovito. Obdelan zrak razredči umazan zrak in v tej obliki vedno znova vstopa v recirkulator. Enostavno je sestaviti matematični model in izračunati učinkovitost takega procesa:
riž. 20 Vpliv delovanja UV recirkulatorja na število mikroorganizmov v zraku prostora brez prezračevanja.
Za zmanjšanje koncentracije mikroorganizmov v zraku za 90 % mora recirkulator delovati več kot dve uri. Če v prostoru ni prezračevanja, je to mogoče. Ampak običajno ni prostorov z ljudmi in brez prezračevanja. npr. [] predpisuje minimalni pretok zunanjega zraka za prezračevanje 3 m3 na uro na 1 m2 površine stanovanja. To ustreza popolni zamenjavi zraka enkrat na uro in onemogoči delovanje recirkulacijske črpalke.
Če ne upoštevamo modela popolnega mešanja, temveč laminarne curke, ki potekajo vzdolž enakomerne kompleksne trajektorije v prostoru in gredo v prezračevanje, je korist dezinfekcije enega od teh curkov še manjša kot pri modelu popolnega mešanja.
Vsekakor pa UV recirkulacija ni nič bolj uporabna kot odprto okno.
Eden od razlogov za nizko učinkovitost recirkulatorjev je, da je baktericidni učinek izjemno majhen glede na vsak vat UV pretoka. Žarek potuje približno 10 centimetrov znotraj instalacije, nato pa se odbije od aluminija s koeficientom približno k = 0,7. To pomeni, da je efektivna pot žarka znotraj instalacije približno pol metra, nato pa se absorbira brez koristi.
riž. 21. Prizor iz YouTubovega videoposnetka, ki prikazuje razstavljanje naprave za recikliranje. Vidne so baktericidne sijalke in aluminijasta odsevna površina, ki ultravijolično sevanje odbija veliko slabše od vidne svetlobe [].
Baktericidna svetilka, ki odprto visi na steni v ordinaciji klinike in jo zdravnik prižge po urniku, je velikokrat učinkovitejša. Žarki odprte svetilke potujejo več metrov in najprej razkužijo zrak, nato pa še površine.
Obsevalniki zraka v zgornjem delu prostora
Na bolnišničnih oddelkih, kjer so stalno prisotni ležeči bolniki, včasih uporabljajo UV enote za obsevanje krožečih zračnih tokov pod stropom. Glavna pomanjkljivost takšnih naprav je, da rešetka, ki pokriva svetilke, omogoča samo žarke, ki potekajo strogo v eno smer, absorbirajo več kot 90% preostalega toka brez koristi.
Skozi tak obsevalnik lahko dodatno pihate zrak, da hkrati ustvarite recirkulator, vendar se to ne naredi, verjetno zaradi nepripravljenosti, da bi v prostoru imeli zbiralnik prahu.
riž. 22 Stropni UV obsevalnik zraka, slika s strani [].
Rešetke ščitijo ljudi v prostoru pred neposrednim tokom ultravijoličnega sevanja, vendar tok, ki gre skozi rešetko, zadene strop in stene ter se difuzno odbija, s koeficientom refleksije približno 10%. Prostor je napolnjen z vsesmernim ultravijoličnim sevanjem in ljudje prejmejo odmerek ultravijoličnega sevanja, ki je sorazmeren s časom, preživetim v prostoru.
Recenzenti in avtor
Recenzenti:
Artjom Balabanov, inženir elektronike, razvijalec sistemov za UV strjevanje;
Rumen Vasilev, Ph.D., inženir razsvetljave, OOD "Interlux", Bolgarija;
Vadim Grigorov, biofizik;
Stanislav Lermontov, inženir razsvetljave, Complex Systems LLC;
Aleksej Pankrashkin, Ph.D., izredni profesor, polprevodniška razsvetljava in fotonika, INTECH Engineering LLC;
Andrey Khramov, specialist za oblikovanje razsvetljave za zdravstvene ustanove;
Vitalij Tsvirko, vodja laboratorija za testiranje razsvetljave "TSSOT NAS Belorusije"
Avtor: Anton Sharakshane, doktor znanosti, inženir razsvetljave in biofizik, Prva moskovska državna medicinska univerza poimenovana po. NJIM. Sechenov
reference
reference
[Airsteril]
[Aquafineuv]
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 ULTRAVIJOLIČNA DEZINFEKCIJA ZRAKA
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 Fizika optičnega sevanja in svetlobna tehnika. 10. del: Fotobiološko učinkovito sevanje, količine, simboli in akcijski spekter. Fizika optičnega sevanja in svetlobna tehnika. Fotobiološko aktivno sevanje. Dimenzije, simboli in akcijski spektri
[ESNA] ESNA Lighting Handbook, 9. izdaja. izd. Rea MS Illuminating Engineering Society of North America, New York, 2000
[IEC 62471] GOST R IEC 62471-2013 Svetilke in sistemi svetilk. Fotobiološka varnost
[Kowalski2020] Wladyslaw J. Kowalski et al., Občutljivost koronavirusa COVID-2020 za ultravijolično sevanje 19, DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
[Lisma]
[Mitsui kemikalije]
[Nejm]
[barva]
[TUV]
[WHO] Svetovna zdravstvena organizacija. Ultravijolično sevanje: uradni znanstveni pregled okoljskih in zdravstvenih učinkov UV-sevanja v zvezi z globalnim tanjšanjem ozona.
[Spoštovani]
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 Uporaba ultravijoličnega baktericidnega sevanja za dezinfekcijo zraka v zaprtih prostorih
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 Ogrevanje, prezračevanje in klimatizacija.
Vir: www.habr.com