Vetitë e ultravjollcës varen nga gjatësia e valës, dhe ultravjollcë nga burime të ndryshme ka një spektër të ndryshëm. Ne do të diskutojmë se cilat burime të dritës ultravjollcë dhe si t'i përdorim ato për të maksimizuar efektin baktericid duke minimizuar rreziqet e efekteve të padëshiruara biologjike.
Oriz. 1. Fotoja nuk tregon dezinfektim me rrezatim UVC, siç mund të mendoni, por stërvitje në përdorimin e një kostumi mbrojtës me zbulimin e njollave lumineshente të lëngjeve trupore të stërvitjes në rrezet UVA. UVA është një ultravjollcë e butë dhe nuk ka efekt baktericid. Mbyllja e syve është një masë paraprake e arsyeshme sigurie, pasi spektri i gjerë i llambave fluoreshente UVA të përdorura mbivendoset me UVB, e cila është e dëmshme për shikimin (burimi Simon Davis/DFID).
Gjatësia e valës së dritës së dukshme korrespondon me energjinë kuantike në të cilën veprimi fotokimik sapo bëhet i mundur. Kuantet e dritës së dukshme nxisin reaksionet fotokimike në një ind specifik fotosensiv - retinë.
Ultraviolet është e padukshme, gjatësia e valës së saj është më e shkurtër, frekuenca dhe energjia e kuantit janë më të larta, rrezatimi është më i ashpër dhe shumëllojshmëria e reaksioneve fotokimike dhe efektet biologjike është më e madhe.
Ultraviolet ndryshon në:
- Gjatësia e valës së gjatë/e butë/afër UVA (400...315 nm) e ngjashme në vetitë me dritën e dukshme;
- Fortësi mesatare - UVB (315...280 nm);
- Valë e shkurtër/valë e gjatë/e fortë – UVC (280…100 nm).
Efekti baktericid i dritës ultravjollcë
Një efekt baktericid ushtrohet nga drita e fortë ultravjollcë - UVC, dhe në një masë më të vogël nga drita ultravjollcë e mesme e fortë - UVB. Kurba e efikasitetit baktericid tregon se vetëm një gamë e ngushtë prej 230...300 nm, domethënë rreth një e katërta e diapazonit të quajtur ultravjollcë, ka një efekt të qartë baktericid.
Oriz. 2 Kurbat e efikasitetit baktericid nga []
Kuantet me gjatësi vale në këtë varg absorbohen nga acidet nukleike, gjë që çon në shkatërrimin e strukturës së ADN-së dhe ARN-së. Përveç të qenit baktericid, domethënë vrasja e baktereve, ky varg ka efekte virucidale (antivirale), fungicidale (antifungale) dhe sporicide (sporet vrasëse). Kjo përfshin vrasjen e virusit ARN SARS-CoV-2020, i cili shkaktoi pandeminë e vitit 2.
Efekti baktericid i dritës së diellit
Efekti baktericid i rrezeve të diellit është relativisht i vogël. Le të shohim spektrin diellor mbi dhe poshtë atmosferës:
Oriz. 3. Spektri i rrezatimit diellor mbi atmosferë dhe në nivelin e detit. Pjesa më e ashpër e rrezes ultravjollcë nuk arrin sipërfaqen e tokës (huazuar nga Wikipedia).
Vlen t'i kushtohet vëmendje spektrit të sipërm atmosferik të theksuar me të verdhë. Energjia kuantike e skajit të majtë të spektrit të rrezeve diellore mbiatmosferike me një gjatësi vale më të vogël se 240 nm korrespondon me një energji të lidhjes kimike prej 5.1 eV në molekulën e oksigjenit "O2". Oksigjeni molekular i thith këto kuanta, lidhja kimike prishet, formohet oksigjeni atomik "O", i cili bashkohet përsëri në molekulat e oksigjenit "O2" dhe, pjesërisht, ozonit "O3".
UVC diellore supra-atmosferike formon ozonin në atmosferën e sipërme, të quajtur shtresa e ozonit. Energjia e lidhjes kimike në një molekulë ozoni është më e ulët se në një molekulë oksigjeni dhe për këtë arsye ozoni thith kuanta me energji më të ulët se oksigjeni. Dhe ndërsa oksigjeni thith vetëm UVC, shtresa e ozonit thith UVC dhe UVB. Rezulton se dielli gjeneron ozonin në skajin e pjesës ultravjollcë të spektrit, dhe ky ozon më pas thith pjesën më të madhe të rrezatimit ultravjollcë të fortë të diellit, duke mbrojtur Tokën.
Tani, me kujdes, duke i kushtuar vëmendje gjatësive valore dhe shkallës, ne do të kombinojmë spektrin diellor me spektrin e veprimit baktericid.
Oriz. 4 Spektri i veprimit baktericid dhe spektri i rrezatimit diellor.
Mund të shihet se efekti baktericid i dritës së diellit është i parëndësishëm. Pjesa e spektrit e aftë për të ushtruar një efekt baktericid absorbohet pothuajse plotësisht nga atmosfera. Në periudha të ndryshme të vitit dhe në gjerësi të ndryshme, situata është paksa e ndryshme, por cilësisht e ngjashme.
Rreziku ultravjollcë
Udhëheqësi i një prej vendeve të mëdha sugjeroi: "për të kuruar COVID-19, duhet të sillni rrezet e diellit brenda trupit". Megjithatë, ultravjollca mikrobike shkatërron ARN-në dhe ADN-në, përfshirë ato njerëzore. Nëse "shpërndani dritën e diellit brenda trupit", personi do të vdesë.
Epiderma, kryesisht shtresa korneum e qelizave të vdekura, mbron indet e gjalla nga UVC. Nën shtresën epidermale, vetëm më pak se 1% e rrezatimit UVC depërton [OBSH]. Valët më të gjata UVB dhe UVA depërtojnë në thellësi më të mëdha.
Nëse nuk do të kishte rrezatim ultravjollcë diellor, ndoshta njerëzit nuk do të kishin epidermën dhe shtresën korneum, dhe sipërfaqja e trupit do të ishte mukoze, si ajo e kërmijve. Por meqenëse njerëzit evoluan nën diell, vetëm sipërfaqet e mbrojtura nga dielli janë mukoze. Më e cenueshme është sipërfaqja mukoze e syrit, e mbrojtur me kusht nga rrezatimi ultravjollcë diellor nga qepallat, qerpikët, vetullat, aftësitë motorike të fytyrës dhe zakoni për të mos parë diellin.
Kur mësuan për herë të parë të zëvendësonin lentet me një artificiale, oftalmologët u përballën me problemin e djegieve të retinës. Ata filluan të kuptonin arsyet dhe zbuluan se thjerrëzat e gjalla të njeriut janë të errëta ndaj dritës ultravjollcë dhe mbron retinën. Pas kësaj, lentet artificiale u bënë gjithashtu të errëta ndaj dritës ultravjollcë.
Një imazh i syrit në rrezet ultravjollcë ilustron errësirën e lenteve ndaj dritës ultravjollcë. Ju nuk duhet të ndriçoni syrin tuaj me dritë ultravjollcë, pasi me kalimin e kohës thjerrëza bëhet e turbullt, përfshirë edhe për shkak të dozës së dritës ultravjollcë të grumbulluar me kalimin e viteve, dhe duhet të zëvendësohet. Prandaj, ne do të përdorim përvojën e njerëzve të guximshëm që neglizhuan sigurinë, ndezën një elektrik dore ultravjollcë në një gjatësi vale prej 365 nm në sytë e tyre dhe e postuan rezultatin në YouTube.
Oriz. 5 Akoma nga një video në kanalin Youtube “Kreosan”.
Elektrik dore ultravjollcë që nxisin ndriçimin me një gjatësi vale prej 365 nm (UVA) janë të njohura. Ato blihen nga të rriturit, por në mënyrë të pashmangshme bien në duart e fëmijëve. Fëmijët i shkëlqejnë këta elektrik dore në sytë e tyre dhe shikojnë me kujdes dhe për një kohë të gjatë kristalin e ndezur. Këshillohet që të parandalohen veprime të tilla. Nëse kjo ndodh, ju mund të siguroni veten se kataraktet në studimet e minjve shkaktohen në mënyrë të besueshme nga rrezatimi UVB i thjerrëzave, por efekti katarogjen i UVA është i paqëndrueshëm.].
Megjithatë, spektri i saktë i veprimit të dritës ultravjollcë në lente është i panjohur. Dhe duke pasur parasysh që kataraktet janë një efekt shumë i vonuar, ju duhet pak inteligjencë për të mos ndriçuar paraprakisht dritën ultravjollcë në sytë tuaj.
Membranat e mukozës së syrit inflamohen relativisht shpejt nën rrezatim ultravjollcë, ky quhet fotokeratit dhe fotokonjuktivit. Membranat e mukozës bëhen të kuqe dhe shfaqet një ndjenjë "rërë në sy". Efekti zhduket pas disa ditësh, por djegiet e përsëritura mund të çojnë në mjegullimin e kornesë.
Gjatësitë e valëve që shkaktojnë këto efekte korrespondojnë përafërsisht me funksionin e ponderuar të rrezikut UV të dhënë në standardin e sigurisë fotobiologjike [IEC 62471] dhe afërsisht e njëjtë me diapazonin e mikrobeve.
Oriz. 6 Spektrat e rrezatimit ultravjollcë që shkaktojnë fotokonjuktivit dhe fotokeratit nga [] dhe një funksion të peshuar të rrezikut aktinik UV për lëkurën dhe sytë nga [].
Dozat e pragut për fotokeratitin dhe fotokonjuktivitin janë 50-100 J/m2, kjo vlerë nuk i kalon dozat e përdorura për dezinfektim. Nuk do të jetë e mundur të dezinfektohet mukoza e syrit me dritë ultravjollcë pa shkaktuar inflamacion.
Eritema, domethënë "djegia nga dielli", është e rrezikshme për shkak të rrezatimit ultravjollcë në intervalin deri në 300 nm. Sipas disa burimeve, efikasiteti maksimal spektral i eritemës është në gjatësi vale prej rreth 300 nm.]. Doza minimale që shkakton eritemë mezi të dukshme MED (Minimum Erythema Dose) për lloje të ndryshme lëkure varion nga 150 deri në 2000 J/m2. Për banorët e zonës së mesme, një DER tipik mund të konsiderohet një vlerë prej rreth 200...300 J/m2.
UVB në intervalin 280-320 nm, me një maksimum rreth 300 nm, shkakton kancer të lëkurës. Nuk ka dozë pragu; një dozë më e lartë do të thotë një rrezik më i lartë dhe efekti është i vonuar.
Oriz. 7 kthesa të veprimit UV që shkaktojnë eritemë dhe kancer të lëkurës.
Plakja e lëkurës e shkaktuar nga foto-induktimi shkaktohet nga rrezatimi ultravjollcë në të gjithë gamën prej 200...400 nm. Është e njohur një fotografi e një shoferi kamioni, i cili ishte ekspozuar ndaj rrezatimit ultravjollcë diellore kryesisht në anën e majtë gjatë vozitjes. Shoferi e kishte zakon të ngiste me xhamat e shoferit të rrokullisur, por ana e djathtë e fytyrës së tij mbrohej nga rrezatimi ultravjollcë i diellit nga xhami i përparmë. Dallimi në gjendjen e lëkurës në lidhje me moshën në anën e djathtë dhe të majtë është mbresëlënëse:
Oriz. 8 Foto e një shoferi që voziti me xhamin e shoferit të ulur për 28 vjet [].
Nëse përafërsisht vlerësojmë se mosha e lëkurës në anët e ndryshme të fytyrës së këtij personi ndryshon për njëzet vjet dhe kjo është pasojë e faktit se për të njëjtat njëzet vjet njëra anë e fytyrës është ndriçuar nga dielli, dhe tjetra. nuk ishte, mund të konkludojmë me kujdes se një ditë në diell të hapur është një ditë dhe plakon lëkurën.
Nga të dhënat e referencës [] dihet se në gjerësitë e mesme gjeografike në verë nën diellin e drejtpërdrejtë, doza minimale eritemal prej 200 J/m2 grumbullohet më shpejt se në një orë. Duke i krahasuar këto shifra me përfundimin e nxjerrë, mund të nxjerrim një përfundim tjetër: plakja e lëkurës gjatë punës periodike dhe afatshkurtër me llambat ultravjollcë nuk është një rrezik i rëndësishëm.
Sa dritë ultravjollcë nevojitet për dezinfektim?
Numri i mikroorganizmave të mbijetuar në sipërfaqe dhe në ajër zvogëlohet në mënyrë eksponenciale me rritjen e dozës së rrezatimit ultravjollcë. Për shembull, doza që vret 90% të mycobacterium tuberculosis është 10 J/m2. Dy doza të tilla vrasin 99%, tre doza vrasin 99,9%, etj.
Oriz. 9 Varësia e proporcionit të mycobacterium tuberculosis të mbijetuar nga doza e rrezatimit ultravjollcë në një gjatësi vale prej 254 nm.
Varësia eksponenciale është e jashtëzakonshme në atë që edhe një dozë e vogël vret shumicën e mikroorganizmave.
Ndër ato të listuara në [] mikroorganizmave patogjenë, Salmonella është më rezistentja ndaj rrezatimit ultravjollcë. Doza që vret 90% të baktereve të saj është 80 J/m2. Sipas rishikimit [Kowalski2020], doza mesatare që vret 90% të koronaviruseve është 67 J/m2. Por për shumicën e mikroorganizmave kjo dozë nuk kalon 50 J/m2. Për qëllime praktike, mund të mbani mend se doza standarde që dezinfekton me efikasitet 90% është 50 J/m2.
Sipas metodologjisë aktuale të miratuar nga Ministria Ruse e Shëndetësisë për përdorimin e rrezatimit ultravjollcë për dezinfektimin e ajrit [] Efikasiteti maksimal i dezinfektimit prej “tre nëntë” ose 99,9% kërkohet për sallat e operacionit, maternitetet, etj. Për klasat e shkollave, ndërtesat publike etj. "Një nëntë" është e mjaftueshme, domethënë 90% e mikroorganizmave të shkatërruar. Kjo do të thotë se në varësi të kategorisë së dhomës mjaftojnë nga një deri në tre doza standarde prej 50...150 J/m2.
Një shembull i vlerësimit të kohës së kërkuar të rrezatimit: le të themi se është e nevojshme të dezinfektoni ajrin dhe sipërfaqet në një dhomë me përmasa 5 × 7 × 2,8 metra, për të cilën përdoret një llambë e hapur Philips TUV 30W.
Përshkrimi teknik i llambës tregon një rrjedhë baktericid prej 12 W []. Në një rast ideal, e gjithë rrjedha shkon rreptësisht në sipërfaqet që dezinfektohen, por në një situatë reale, gjysma e rrjedhës do të humbet pa përfitim, për shembull, do të ndriçojë me intensitet të tepruar murin pas llambës. Prandaj, ne do të llogarisim në një rrjedhë të dobishme prej 6 vat. Sipërfaqja totale e rrezatuar në dhomë është dysheme 35 m2 + tavan 35 m2 + mure 67 m2, gjithsej 137 m2.
Mesatarisht, fluksi i rrezatimit baktericid që bie në sipërfaqe është 6 W/137 m2 = 0,044 W/m2. Në një orë, domethënë në 3600 sekonda, këto sipërfaqe do të marrin një dozë prej 0,044 W/m2 × 3600 s = 158 J/m2, ose afërsisht 150 J/m2. Që korrespondon me tre doza standarde prej 50 J/m2 ose “tre nëntë” - 99,9% efikasitet baktericid, d.m.th. kërkesat e sallës së operacionit. Dhe duke qenë se doza e llogaritur, para se të binte në sipërfaqe, kalonte në vëllimin e dhomës, ajri u dezinfektua me jo më pak efikasitet.
Nëse kërkesat për sterilitet janë të vogla dhe "një nëntë" është e mjaftueshme, për shembullin e konsideruar, nevojitet tre herë më pak kohë rrezatimi - afërsisht 20 minuta.
Mbrojtje UV
Masa kryesore mbrojtëse gjatë dezinfektimit me ultravjollcë është largimi nga dhoma. Të jesh pranë një llambë UV që funksionon, por të shikosh larg nuk do të ndihmojë; membranat mukoze të syve janë ende të rrezatuara.
Syzet e qelqit mund të jenë një masë e pjesshme për të mbrojtur mukozën e syve. Deklarata kategorike "qelqi nuk transmeton rrezatim ultravjollcë" është i pasaktë; në një farë mase po, dhe markat e ndryshme të qelqit e bëjnë këtë në mënyra të ndryshme. Por në përgjithësi, ndërsa gjatësia e valës zvogëlohet, transmetimi zvogëlohet dhe UVC transmetohet në mënyrë efektive vetëm nga xhami kuarci. Syzet e syzeve nuk janë në asnjë rast kuarci.
Mund të themi me besim se lentet e syzeve të shënuara UV400 nuk transmetojnë rrezatim ultravjollcë.
Oriz. 10 Spektri i transmetimit të syzeve të syzeve me indekse UV380, UV400 dhe UV420. Imazhi nga faqja e internetit []
Gjithashtu një masë mbrojtëse është përdorimi i burimeve të gamës baktericid UVC që nuk emetojnë potencialisht të rrezikshme, por jo efektive për dezinfektim, rrezet UVB dhe UVA.
Burimet ultraviolet
Diodat UV
Diodat ultravjollcë më të zakonshme 365 nm (UVA) janë të dizajnuara për "elektrik dore policie" që prodhojnë ndriçim për të zbuluar ndotësit që janë të padukshëm pa rrezet ultravjollcë. Dezinfektimi me dioda të tilla është i pamundur (shih Fig. 11).
Për dezinfektim mund të përdoren dioda UVC me valë të shkurtër me gjatësi vale 265 nm. Kostoja e një moduli diodë që do të zëvendësonte një llambë baktericid me merkur është tre renditje më të madhe se kostoja e llambës, kështu që në praktikë zgjidhje të tilla nuk përdoren për dezinfektimin e zonave të mëdha. Por pajisje kompakte që përdorin dioda UV po shfaqen për dezinfektimin e zonave të vogla - instrumente, telefona, lezione të lëkurës etj.
Llambat me merkur me presion të ulët
Llamba e merkurit me presion të ulët është standardi me të cilin krahasohen të gjitha burimet e tjera.
Pjesa kryesore e energjisë së rrezatimit të avullit të merkurit në presion të ulët në një shkarkesë elektrike bie në gjatësinë e valës prej 254 nm, ideale për dezinfektim. Një pjesë e vogël e energjisë emetohet në një gjatësi vale prej 185 nm, e cila gjeneron intensivisht ozonin. Dhe shumë pak energji emetohet në gjatësi vale të tjera, duke përfshirë gamën e dukshme.
Në llambat konvencionale fluoreshente të merkurit me dritë të bardhë, xhami i llambës nuk transmeton rrezatim ultravjollcë të emetuar nga avujt e merkurit. Por fosfori, një pluhur i bardhë në muret e balonës, shkëlqen në rrezen e dukshme nën ndikimin e dritës ultravjollcë.
Llambat UVB ose UVA janë të dizajnuara në mënyrë të ngjashme, llamba e qelqit nuk transmeton majën 185 nm dhe majën 254 nm, por fosfori nën ndikimin e rrezatimit ultravjollcë me valë të shkurtër nuk lëshon dritë të dukshme, por ultravjollcë me valë të gjatë rrezatimi. Këto janë llamba për qëllime teknike. Dhe duke qenë se spektri i llambave UVA është i ngjashëm me atë të diellit, llambat e tilla përdoren edhe për rrezitje. Krahasimi i spektrit me kurbën e efikasitetit baktericid tregon se përdorimi i llambave UVB dhe veçanërisht UVA për dezinfektim është i papërshtatshëm.
Oriz. 11 Krahasimi i lakores së efikasitetit baktericid, spektrit të një llambë UVB, spektrit të një llambë për rrezitje UVA dhe spektrit të një diode 365 nm. Spektrat e llambave të marra nga faqja e internetit e Shoqatës Amerikane të Prodhuesve të Bojrave [].
Vini re se spektri i një llambë fluoreshente UVA është i gjerë dhe mbulon gamën UVB. Spektri i diodës 365 nm është shumë më i ngushtë, kjo është "UVA e ndershme". Nëse UVA kërkohet për të prodhuar ndriçim për qëllime dekorative ose për të zbuluar ndotësit, përdorimi i një diodë është më i sigurt se përdorimi i një llambë fluoreshente ultravjollcë.
Një llambë baktericid me merkur UVC me presion të ulët ndryshon nga llambat fluoreshente në atë që nuk ka fosfor në muret e llambës dhe llamba transmeton dritën ultravjollcë. Linja kryesore 254 nm transmetohet gjithmonë dhe linja 185 nm që gjeneron ozonin mund të lihet në spektrin e llambës ose të hiqet nga një llambë qelqi me transmetim selektiv.
Oriz. 12 Gama e emetimeve tregohet në etiketimin e llambave ultravjollcë. Një llambë germicide UVC mund të njihet nga mungesa e fosforit në llambë.
Ozoni ka një efekt baktericid shtesë, por është kancerogjen, prandaj, për të mos pritur që ozoni të gërryhet pas dezinfektimit, përdoren llamba jo-ozonformuese pa linjën 185 nm në spektër. Këto llamba kanë një spektër pothuajse ideal - një linjë kryesore me një efikasitet të lartë baktericid prej 254 nm, rrezatim shumë të dobët në rrezet ultravjollcë jo baktericid dhe një rrezatim të vogël "sinjal" në diapazonin e dukshëm.
Oriz. 13. Spektri i një llambë merkuri UVC me presion të ulët (siguruar nga revista lumen2b.ru) kombinohet me spektrin e rrezatimit diellor (nga Wikipedia) dhe kurbën e efikasitetit baktericid (nga Manuali i Ndriçimit ESNA []).
Shkëlqimi blu i llambave mikrovrasëse ju lejon të shihni që llamba e merkurit është ndezur dhe funksionon. Shkëlqimi është i dobët dhe kjo të jep përshtypjen mashtruese se është e sigurt të shikosh llambën. Ne nuk mendojmë se rrezatimi në rangun UVC përbën 35...40% të fuqisë totale të konsumuar nga llamba.
Oriz. 14 Një pjesë e vogël e energjisë së rrezatimit të avullit të merkurit është në intervalin e dukshëm dhe është e dukshme si një shkëlqim blu i dobët.
Një llambë merkuri baktericid me presion të ulët ka të njëjtën bazë si një llambë fluoreshente e zakonshme, por është bërë me një gjatësi të ndryshme në mënyrë që llamba baktericid të mos futet në llambat e zakonshme. Llamba për llambën baktericid, përveç përmasave të saj, dallohet nga fakti se të gjitha pjesët plastike janë rezistente ndaj rrezatimit ultravjollcë, telat nga ultravjollcë janë të mbuluara dhe nuk ka difuzues.
Për nevojat baktericid në shtëpi, autori përdor një llambë baktericid 15 W, e përdorur më parë për të dezinfektuar tretësirën ushqyese të një instalimi hidroponik. Analogu i tij mund të gjendet duke kërkuar për "sterilizues akuariumi uv". Kur llamba funksionon, lirohet ozoni, i cili nuk është i mirë, por është i dobishëm për dezinfektimin, për shembull, këpucët.
Oriz. 15 Llampa merkuri me presion të ulët me lloje të ndryshme bazash. Imazhe nga faqja e internetit Aliexpress.
Llampa merkuri me presion të mesëm dhe të lartë
Një rritje në presionin e avullit të merkurit çon në një spektër më kompleks; spektri zgjerohet dhe më shumë linja shfaqen në të, duke përfshirë gjatësitë e valëve që gjenerojnë ozon. Futja e aditivëve në merkur çon në një kompleksitet edhe më të madh të spektrit. Ka shumë lloje të llambave të tilla, dhe spektri i secilës është i veçantë.
Oriz. 16 Shembuj të spektrave të llambave të merkurit me presion të mesëm dhe të lartë
Rritja e presionit zvogëlon efikasitetin e llambës. Duke përdorur markën Aquafineuv si shembull, llambat UVC me presion të mesëm lëshojnë 15-18% të konsumit të energjisë, dhe jo 40% si llamba me presion të ulët. Dhe kostoja e pajisjeve për vat të rrjedhës UVC është më e lartë [].
Ulja e efikasitetit dhe rritja e kostos së llambës kompensohet nga kompaktësia e saj. Për shembull, dezinfektimi i ujit të rrjedhshëm ose tharja e llakut të aplikuar me shpejtësi të lartë në printim kërkon burime kompakte dhe të fuqishme; kostoja dhe efikasiteti specifik janë të parëndësishme. Por është e gabuar të përdoret një llambë e tillë për dezinfektim.
Rrezatues UV i bërë nga një djegës DRL dhe një llambë DRT
Ekziston një mënyrë "popullore" për të marrë një burim të fuqishëm ultravjollcë relativisht të lirë. Kanë dalë jashtë përdorimit, por ende shiten llambat DRL me dritë të bardhë prej 125...1000 W. Në këto llamba, brenda balonës së jashtme ka një "djegëse" - një llambë merkuri me presion të lartë. Ai lëshon dritë ultravjollcë me brez të gjerë, e cila bllokohet nga llamba e jashtme e qelqit, por bën që fosfori në muret e tij të shkëlqejë. Nëse thyeni balonën e jashtme dhe lidhni djegësin me rrjetin përmes një mbytjeje standarde, do të merrni një emetues të fuqishëm ultravjollcë me brez të gjerë.
Një emetues i tillë i bërë në shtëpi ka disavantazhe: efikasitet të ulët në krahasim me llambat me presion të ulët, një pjesë e madhe e rrezatimit ultravjollcë është jashtë intervalit baktericid dhe nuk mund të qëndroni në dhomë për ca kohë pasi të fikni llambën derisa ozoni të shpërbëhet ose të zhduket.
Por avantazhet janë gjithashtu të pamohueshme: kosto e ulët dhe fuqi e lartë në një madhësi kompakte. Një nga avantazhet është gjenerimi i ozonit. Ozoni do të dezinfektojë sipërfaqet me hije që nuk janë të ekspozuara ndaj rrezeve ultravjollcë.
Oriz. 17 Rrezatues ultraviolet i bërë nga llambat DRL. Fotoja është publikuar me lejen e autorit, një dentist bullgar, duke përdorur këtë rrezatues përveç llambës standarde baktericid Philips TUV 30W.
Burime të ngjashme ultravjollcë për dezinfektim në formën e llambave të merkurit me presion të lartë përdoren në rrezatuesit e llojit OUFK-01 "Solnyshko".
Për shembull, për llambën popullore "DRT 125-1" prodhuesi nuk publikon spektrin, por jep parametrat në dokumentacion: intensiteti i rrezatimit në një distancë prej 1 m nga llamba UVA - 0,98 W/m2, UVB - 0,83 W/m2, UVC – 0,72 W/m2, prurje baktericid 8 W, dhe pas përdorimit kërkohet ajrimi i dhomës nga ozoni []. Në përgjigje të një pyetjeje të drejtpërdrejtë në lidhje me ndryshimin midis një llambë DRT dhe një djegësi DRL, prodhuesi u përgjigj në blogun e tij se DRT ka një shtresë të gjelbër izoluese në katoda.
Oriz. 18 Burimi ultravjollcë me brez të gjerë - llambë DRT-125
Sipas karakteristikave të deklaruara, është e qartë se spektri është me brez të gjerë me një pjesë pothuajse të barabartë të rrezatimit në ultravjollcë të butë, të mesëm dhe të fortë, duke përfshirë UVC të fortë që gjeneron ozon. Rrjedha baktericid është 6,4% e konsumit të energjisë, domethënë, efikasiteti është 6 herë më i vogël se ai i një llambë tubulare me presion të ulët.
Prodhuesi nuk e publikon spektrin e kësaj llambë dhe e njëjta foto me spektrin e një prej DRT-ve po qarkullon në internet. Burimi origjinal është i panjohur, por raporti i energjisë në intervalet UVC, UVB dhe UVA nuk korrespondon me ato të deklaruara për llambën DRT-125. Për DRT, deklarohet një raport afërsisht i barabartë, dhe spektri tregon se energjia UVB është shumë herë më e madhe se energjia UBC. Dhe në UVA është shumë herë më e lartë se në UVB.
Oriz. 19. Spektri i një llambë me hark merkuri me presion të lartë, i cili më së shpeshti ilustron spektrin e DRT-125, i përdorur gjerësisht për qëllime mjekësore.
Është e qartë se llambat me presione të ndryshme dhe aditivë të merkurit lëshojnë paksa ndryshe. Është gjithashtu e qartë se një konsumator i painformuar është i prirur të imagjinojë në mënyrë të pavarur karakteristikat dhe vetitë e dëshiruara të një produkti, të fitojë besim bazuar në supozimet e tij dhe të bëjë një blerje. Dhe publikimi i spektrit të një llambë të veçantë do të shkaktojë diskutime, krahasime dhe përfundime.
Autori bleu një herë një instalim OUFK-01 me një llambë DRT-125 dhe e përdori atë për disa vjet për të testuar rezistencën ndaj rrezeve ultraviolet të produkteve plastike. Rrezatova dy produkte në të njëjtën kohë, njëri prej të cilëve ishte një kontrollues i bërë nga plastika rezistente ndaj ultravjollcës dhe shikova se cili do të zverdhej më shpejt. Për një aplikim të tillë, njohuria e formës së saktë të spektrit nuk është e nevojshme, është e rëndësishme vetëm që emituesi të jetë me brez të gjerë. Por pse të përdorim dritën ultravjollcë me brez të gjerë nëse kërkohet dezinfektim?
Qëllimi i OUFK-01 thotë se rrezatuesi përdoret për procese inflamatore akute. Kjo do të thotë, në rastet kur efekti pozitiv i dezinfektimit të lëkurës tejkalon dëmin e mundshëm të rrezatimit ultravjollcë me brez të gjerë. Natyrisht, në këtë rast, është më mirë të përdoret ultravjollcë me brez të ngushtë, pa gjatësi vale në spektër që kanë një efekt të ndryshëm nga baktericid.
Dezinfektimi i ajrit
Drita ultravjollcë konsiderohet një mjet i pamjaftueshëm për dezinfektimin e sipërfaqeve, pasi rrezet nuk mund të depërtojnë aty ku, për shembull, depërton alkooli. Por drita ultravjollcë dezinfekton në mënyrë efektive ajrin.
Gjatë teshtitjes dhe kollitjes, formohen pika me përmasa disa mikrometra, të cilat varen në ajër nga disa minuta deri në disa orë.]. Studimet e tuberkulozit kanë treguar se një pikë e vetme aerosoli është e mjaftueshme për të shkaktuar infeksion.
Në rrugë jemi relativisht të sigurt për shkak të vëllimeve të mëdha dhe lëvizshmërisë së ajrit, i cili mund të shpërndajë dhe dezinfektojë çdo teshtitje me kalimin e kohës dhe rrezatimit diellor. Edhe në metro, ndërkohë që përqindja e personave të infektuar është e vogël, vëllimi i përgjithshëm i ajrit për person të infektuar është i madh dhe ajrimi i mirë e bën të vogël rrezikun e përhapjes së infeksionit. Vendi më i rrezikshëm gjatë një pandemie të sëmundjes ajrore është një ashensor. Prandaj, ata që teshtijnë duhet të karantinohen dhe ajri në hapësirat publike me ventilim të pamjaftueshëm duhet të dezinfektohet.
Riciklues
Një nga opsionet për dezinfektimin e ajrit janë ricikluesit e mbyllur UV. Le të diskutojmë një prej këtyre riqarkulluesve - "Dezar 7", i njohur për t'u parë edhe në zyrën e personit të parë të shtetit.
Përshkrimi i riqarkulluesit thotë se ai fryn 100 m3 në orë dhe është krijuar për të trajtuar një dhomë me një vëllim prej 100 m3 (afërsisht 5 × 7 × 2,8 metra).
Megjithatë, aftësia për të dezinfektuar 100 m3 ajër në orë nuk do të thotë që ajri në një dhomë 100 m3 në orë do të trajtohet në mënyrë efektive. Ajri i trajtuar hollon ajrin e ndotur, dhe në këtë formë ai hyn përsëri dhe përsëri në recirkulator. Është e lehtë të ndërtohet një model matematikor dhe të llogaritet efikasiteti i një procesi të tillë:
Oriz. 20 Ndikimi i funksionimit të një riqarkulluesi UV në numrin e mikroorganizmave në ajrin e një dhome pa ventilim.
Për të reduktuar përqendrimin e mikroorganizmave në ajër me 90%, riqarkulluesi duhet të punojë për më shumë se dy orë. Nëse nuk ka ventilim në dhomë, kjo është e mundur. Por normalisht nuk ka dhoma me njerëz dhe pa ventilim. p.sh., [] përshkruan një shpejtësi minimale të rrjedhës së ajrit të jashtëm për ventilim prej 3 m3 në orë për 1 m2 sipërfaqe apartamenti. Kjo korrespondon me një zëvendësim të plotë të ajrit një herë në orë dhe e bën funksionimin e riciklimit të padobishëm.
Nëse marrim parasysh modelin jo të përzierjes së plotë, por të avionëve laminarë që kalojnë përgjatë një trajektoreje komplekse të qëndrueshme në dhomë dhe shkojnë në ventilim, përfitimi i dezinfektimit të njërit prej këtyre avionëve është edhe më i vogël se sa në modelin e përzierjes së plotë.
Në çdo rast, një riciklimi UV nuk është më i dobishëm se një dritare e hapur.
Një nga arsyet e efikasitetit të ulët të ricikluesve është se efekti baktericid është jashtëzakonisht i vogël për sa i përket secilës vatër të rrjedhës UV. Rrezja udhëton rreth 10 centimetra brenda instalimit, dhe më pas reflektohet nga alumini me një koeficient prej rreth K = 0,7. Kjo do të thotë që shtegu efektiv i rrezes brenda instalimit është rreth gjysmë metri, pas së cilës është zhytur pa përfitime.
Oriz. 21. Akoma nga një video në YouTube që tregon ricikluesin duke u çmontuar. Llambat mikrovrasëse dhe një sipërfaqe reflektuese alumini janë të dukshme, të cilat reflektojnë rrezatimin ultravjollcë shumë më keq se drita e dukshme.].
Një llambë baktericid, e cila varet hapur në mur në zyrën e klinikës dhe ndizet nga mjeku sipas një orari, është shumë herë më efektive. Rrezet nga një llambë e hapur udhëtojnë disa metra, duke dezinfektuar fillimisht ajrin dhe më pas sipërfaqet.
Rrezatuesit e ajrit në pjesën e sipërme të dhomës
Në repartet e spitaleve ku pacientët e shtrirë në shtrat janë vazhdimisht të pranishëm, njësitë UV përdoren ndonjëherë për të rrezatuar rrjedhat e ajrit qarkullues nën tavan. Disavantazhi kryesor i instalimeve të tilla është se grila që mbulon llambat lejon që vetëm rrezet të kalojnë rreptësisht në një drejtim, duke thithur më shumë se 90% të rrjedhës së mbetur pa përfitim.
Ju gjithashtu mund të fryni ajrin përmes një rrezatuesi të tillë për të krijuar një recirkulator në të njëjtën kohë, por kjo nuk është bërë, ndoshta për shkak të hezitimit për të pasur një akumulator pluhuri në dhomë.
Oriz. 22 Rrezatues ajri UV i montuar në tavan, imazh nga vendi [].
Grilat mbrojnë njerëzit në dhomë nga rrjedha e drejtpërdrejtë e rrezatimit ultravjollcë, por rrjedha që kalon përmes grilës godet tavanin dhe muret dhe reflektohet në mënyrë difuze, me një koeficient reflektimi prej rreth 10%. Dhoma është e mbushur me rrezatim ultravjollcë gjithëdrejtues dhe njerëzit marrin një dozë të rrezatimit ultravjollcë proporcionale me kohën e kaluar në dhomë.
Recensentë dhe autor
Rishikuesit:
Artyom Balabanov, inxhinier elektronik, zhvillues i sistemeve të kurimit UV;
Rumen Vasilev, Ph.D., inxhinier ndriçimi, OOD "Interlux", Bullgari;
Vadim Grigorov, biofizik;
Stanislav Lermontov, inxhinier ndriçimi, Complex Systems LLC;
Alexey Pankrashkin, Ph.D., Profesor i Asociuar, inxhinieri e ndriçimit gjysmëpërçues dhe fotonika, INTECH Engineering LLC;
Andrey Khramov, specialist në projektimin e ndriçimit për institucionet mjekësore;
Vitaly Tsvirko, kreu i laboratorit të testimit të ndriçimit "TSSOT NAS i Bjellorusisë"
Author: Anton Sharakshane, Ph.D., inxhinier ndriçimi dhe biofizikan, Universiteti i Parë Mjekësor Shtetëror i Moskës me emrin. ATA. Seçenov
Referencat
Referencat
[Airsteril]
[Aquafineuv]
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 DEZINFEKTIMI I AJRIT ULTRAVIOLET
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 Fizika e rrezatimit optik dhe inxhinieria ndriçuese. Pjesa 10: Rrezatimi, sasitë, simbolet dhe spektri i veprimit fotobiologjikisht efektiv. Fizika e rrezatimit optik dhe inxhinieria e ndriçimit. Rrezatimi fotobiologjikisht aktiv. Dimensionet, simbolet dhe spektrat e veprimit
[ESNA] Manuali i Ndriçimit ESNA, Botimi i 9-të. ed. Rea M.S. Illuminating Engineering Society of America Veriore, Nju Jork, 2000
[IEC 62471] GOST R IEC 62471-2013 Llambat dhe sistemet e llambave. Siguria fotobiologjike
[Kowalski2020] Wladyslaw J. Kowalski et al., 2020 COVID-19 Ndjeshmëria ndaj Koronavirusit Ultraviolet, DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
[Lisma]
[Kimikatet Mitsui]
[Nejm]
[Bojë]
[TUV]
[OBSH] Organizata Botërore e Shëndetësisë. Rrezatimi ultravjollcë: Një përmbledhje zyrtare shkencore e efekteve mjedisore dhe shëndetësore të rrezatimit UV, duke iu referuar varfërimit global të ozonit.
[Desar]
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 Përdorimi i rrezatimit baktericid ultravjollcë për dezinfektimin e ajrit të brendshëm
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 Ngrohja, ventilimi dhe klimatizimi.
Burimi: www.habr.com