Vetitë e ultraviolës varen nga gjatësia e valës, dhe ultraviol mes burimeve të ndryshme dallohet nga spektri. Le të diskutojmë se cilat janë burimet e ultraviolës dhe si të aplikojmë ato për të maksimizuar veprimin baktericid, duke minimizuar rreziqet e efekteve biologjike të padëshiruara.
Fig. 1. Në fotografi nuk është dezinfektimi me rrezatimin UVC, si mund të mendohet, por trajnimi për përdorimin e kostumit të mbrojtjes me identifikimin në rrezet UVA të njollave luminescue të lëngjeve trupore mësimore. UVA – ultraviolet i butë dhe nuk ka veprim baktericid. Sytë e mbyllur janë një masë e justifikueshme sigurie, pasi spektri i gjerë i llampave luminescente UVA ndërthuret me UVB, që është i rrezikshëm për shikimin (burimi Simon Davis/DFID).
Gjatësia e valës së dritës së dukshme përputhet me energjinë e kuantit, kur vetëm sapo bëhet e mundur veprimi fotokimik. Kuantet e dritës së dukshme aktivizojnë reaksionet fotokimike në indin e veçantë fotohensibil – në retinën e syrit.
Ultraviolaç është e padukshme, gjatësia e valës është më e vogël, frekuenca dhe energjia e kuantit janë më të larta, rrezatimi është më i fortë, dhe diversiteti i reaksioneve fotokimike dhe efekteve biologjike është më i madh.
Ultraviolaç ndahen në:
- UVA me pronësi të ngjashme me dritën e dukshme — valë të gjatë / të butë / afër (400…315 nm);
- UVB – me mesatarisht ngurtësi (315…280 nm);
- UVC – valë të shkurtër / të largë / të ashpër (280…100 nm).
Veprimi baktericid i ultraviolës
Veprimi baktericid e ka ultravioletin e fortë — UVC, dhe në një masë më të vogël ultravioletin me mesatarisht ngurtësi — UVB. Nga kurba e efektivitetit baktericid duket se veprim të dukshëm baktericid e ka vetëm një gamë të ngushtë 230…300 nm, që do të thotë përafërsisht një të katërtën e gamës së quajtur ultraviolet.
Fig. 2 Kurbat e efektivitetit baktericid nga []
Kuantet me gjatësi vale në këtë gamë absorbohen nga acidet nukleike, duke çuar në shkatërrimin e strukturës së ADN-së dhe ARN-së. Përveç veprimit baktericid, që do të thotë vrasës i baktereve, kjo gamë ka gjithashtu veprim virucid (kundër virusve), fungicid (kundër kërpudhave) dhe sporocid (vrasës i sporeve). Duke përfshirë, vret virusin SARS-CoV-2 që shkaktoi pandeminë e vitit 2020.
Veprimi baktericid i dritës diellore
Veprat e diellit kanë një veprim baktericid të vogël. Le të shikojmë spektrin e diellit mbi atmosferë dhe nën atmosferë:
Fig. 3. Spektri i rrezatimit diellor mbi atmosferë dhe në nivelin e detit. Pjesa më e fortë e gamës ultraviolet nuk arrin në sipërfaqen e tokës (e marrë nga Wikipedia).
Vlen të theksohet spektri mbi atmosferë i përzgjedhur në ngjyrë të verdhë. Energjia e një kvanti në skajin e majtë të spektrit të rrezatimeve diellore mbi atmosferë me gjatësi vale më pak se 240 nm i korrespondon energjisë së lidhjes kimike 5.1 eV në molekulën e oksigjenit "O2". Oksigjeni molekular absorbon këta kvante, lidhja kimike zgjidhet, duke formuar oksigjen atomar "O", i cili bashkohet përsëri në molekula oksigjeni "O2" dhe, pjesërisht, në ozon "O3".
UVC mbi atmosferë e diellit formon ozon në shtresat e sipërme të atmosferës, të njohura si shtresa e ozonit. Energjia e lidhjes kimike në molekulën e ozonit është më e ulët se në molekulën e oksigjenit dhe prandaj ozoni absorbon kvante me energji më të vogël se oksigjeni. Ndërsa oksigjeni absorbon vetëm UVC, shtresa e ozonit absorbon UVC dhe UVB. Kështu, dielli në skajin e spektit ultraviolet gjeneron ozon, dhe ky ozon më pas absorbon shumicën e rrezatimit të ashpër ultraviolet të diellit, duke mbrojtur Tokën.
Tani, me kujdes, duke e marrë parasysh gjatësi të valëve dhe shkallën, le të përputhim spektrin diellor me spektrin e veprimit baktericid.
Fig. 4 Spektri i veprimit baktericid dhe spektri i rrezatimit diellor.
Dallohet se veprimi baktericid i dritës diellore është i pakët. Pjesa e spektrit që ka potencial për të pasur veprim baktericid, është pothuajse tërësisht e absorbuar nga atmosfera. Në kohë të ndryshme të vitit dhe në latituda të ndryshme situata ndryshon pak, por cilësisht ngjan.
Rreziku i ultravioletit
Kryeministri i një vendi të madh propozoi: "për të shëruar COVID-19, duhet të dërgohet drita diellore brenda trupit". Megjithatë, UV baktericid shkatërron RNA dhe DNA, duke përfshirë ato të njeriut. Nëse "dërgohet drita diellore brenda trupit" – njeriu do të vdesë.
Epidermisi, kryesisht shtresa e vdekur e qelizave, mbron indet e gjalla nga UVC. Nën shtresën epidermale, depërtuon vetëm më pak se 1% e rrezatimit UVC [OMS]. Valët më të gjata UVB dhe UVA depërtojnë në një thellësi më të madhe.
Nëse dielli nuk do të kishte rrezet ultravjollcë, ndoshta njerëzit nuk do të kishin epidermën dhe shtresën keratinike, dhe sipërfaqa e trupit do të ishte si një membrane, ashtu siç kanë dhe marinësit. Por, pasi njerëzit evoluan nën diell, sipërfaqet e mbrojtura nga dielli janë vetëm ato që janë mbuluar. Sipërfaqja më e ndjeshme është membrana e syrit, që është relativisht e mbrojtur nga rrezet ultravjollcë nga qerpikët, vetullat, lëvizjet e fytyrës dhe zakoni për të mos e shikuar diellin.
Kur u mësua për herë të parë të zëvendësohej lenteja e syrit me një artificiale, oftalmologët u përballën me problemin e djegieve të retinës. Filluan të shqyrtonin shkaqet dhe zbuluan se lenteja e gjallë e njeriut është e papasarë për ultravioletin dhe mbron retinën. Pas kësaj, filluan të prodhonin lente artificiale që ishin të papasarë për ultravioletin.
Imazhi i syrit në rrezet ultravjollcë ilustron papasarësinë e lentezës për rrezet ultravjollcë. Nuk është rekomanduar ndriçimi i syrit me ultraviolet, pasi me kalimin e kohës lenteza bëhet e turbullt, gjithashtu nga doza e ultravjollcë që grumbullohet gjatë viteve, dhe nevojitet zëvendësimi. Prandaj, do të përdorim përvojën e njerëzve të guximshëm, që e kanë injoruar sigurinë, duke i ndriçuar sytë me një lampë ultravjollcë në gjatësi vale 365 nm dhe e kanë postuar rezultatin në YouTube.
Fig. 5 Kadri nga videoja e kanalit Youtube "Kreosan".
Lampat ultravjollcë që shkaktojnë luminiscencë me gjatësi vale 365 nm (UVA) janë të njohura. Blehen nga të rriturit, por padashur përfundojnë në duar të fëmijëve. Fëmijët i ndriçojnë sytë me këto lampat dhe shikojnë me vëmendje dhe për një kohë të gjatë kristalin që ndriçohet. Të tilla veprime është e dëshirueshme të parandalohet. Nëse ndodhin, mund të qetësohësh duke ditur se katarakta në studime te minjtë shkaktohet me siguri nga ekspozimi ndaj ultravioletëve UVB, por efekti katarogjenik i UVA është i paqëndrueshëm [].
Megjithatë, spektri i saktë i veprimit të ultravioletit mbi lentezën nuk dihet. Dhe nëse shikohet se katarakta është një efekt i shtyrë ndjeshëm, nevojitet njëfarë zgjuarsie që të mos i ndriçosh sytë me ultraviolet më parë.
Mukoza e syve irritohet relativisht shpejt nga rrezatimi ultraviolet, kjo quhet fotokeratit dhe fotokonjuktivit. Mukoza bëhet e kuqe dhe ndjehet si "rërë në sy". Efekti kalon pas disa ditësh, por djegiet e shumta mund të çojnë në turbullimin e korneës.
Gjatësitë e valëve që shkaktojnë këto efekte përputhen përafërsisht me funksionin e peshuar të rrezikshmërisë UV, siç parashikohet në standartin për sigurinë fotobiologjike [IEC 62471] dhe përputhen përafërsisht me gamën e veprimit baktericid.
Fig. 6 Spektrat e veprimit të ultravioletit, që shkaktojnë fotokonjuktivitin dhe fotokeratitin nga [] dhe funksioni i peshuar i rrezikshmërisë UV për lëkurën dhe sytë nga [].
Dozat kufitare për fotokeratitin dhe fotokonjuktivitin janë 50-100 J/m², ky vlerë nuk e tejkalon dozën që përdoret për dezinfektimin. Nuk është e mundur të dezinfektohet mukoza e syve me ultraviolete pa shkaktuar inflamacion.
Eritema, dmth "djegia diellore", është e rrezikshme nga rrezatimi ultraviolet në gamën deri në 300 nm. Sipas disa burimeve, efekti spektral maksimum i eritemës është në gjatësi vale rreth 300 nm []. Doza minimale që shkakton një eritemë të dukshme MED (Doza minimale e eritemës) për lëkurë të tipave të ndryshëm varion nga 150 deri në 2000 J/m². Për banorët e mesëm të rajonit, MED tipike mund të merret si rreth 200…300 J/m².
UVB në gamën 280-320 nm, me maksimum rreth 300 nm, shkakton kancer të lëkurës. Nuk ka dozë kufitare, doza më e madhe – rreziku më i madh, dhe efekti është i vonuar.
Fig. 7 Kurvat e veprimeve të ultravioletit që shkaktojnë eritemë dhe kancer të lëkurës.
Plakja fotoindukuar e lëkurës shkaktohet nga rrezatimi ultraviolet në të gjithë gamën 200…400 nm. Një fotografi e njohur e një drejtuesi kamioni i ekspozuar nga rrezatimi i rrezatimit diellor ultraviolet kryesisht nga ana e majtë. Shoferi kishte zakon që të udhëtonte me dritaren e hapur të shoferit, por ana e djathtë e fytyrës ishte mbrojtur nga rrezatimi diellor ultraviolet nga xhami i përparmë. Diferenca në gjendjen e moshës së lëkurës midis anës së djathtë dhe asaj të majtë është impresionuese:
Fig. 8 Fotografija e një shoferi që për 28 vjet ka udhëtuar me dritaren e hapur të shoferit [].
Nëse e vlerësojmë në mënyrë të thjeshtë se mosha e lëkurës në anët e ndryshme të fytyrës së këtij personi ndryshon me njëzet vjet dhe kjo është pasojë e faktit se kjo njëra anë e fytyrës është ekspozuar në diell për rreth këto njëzet vjet, ndërsa tjetra jo, mund të arrijmë një përfundim të kujdesshëm që një ditë nën diell e plaket lëkurën për një ditë.
Nga të dhënat e referencës [] dihet se në gjerësi mesatare gjatë verës, nën diellin e drejtpërdrejtë, doza minimale e eritemës 200 J/m2 arrihet më shpejt se një orë. Duke krahasuar këto numra me përfundimin e arritur, mund të arrijmë një tjetër përfundim – plakesja e lëkurës si rezultat i punës periudhike dhe të shkurtër me lampat ultravjollcë nuk paraqet një rrezik të rëndësishëm.
Sa ultraviolet është e nevojshme për dezinfektim
Numri i mikroorganizmave të mbijetuar në sipërfaqe dhe ajër, për shkak të rritjes së dozës së ultravjollcë, ulet eksponencialisht. Për shembull, doza që vret 90% të mikobakterieve të tuberkulosis është 10 J/m2. Dy të tilla doza vrasin 99%, tre doza vrasin 99,9% etj.
Fig. 9 Vonesa e pjesës së mikobakterieve të tuberkulosis që mbijetojnë nga doza e rrezatimit ultraviolet në gjatësi vale 254 nm.
Vonesa eksponenciale është e veçantë sepse edhe një dozë e vogël vret një pjesë të madhe të mikroorganizmave.
Nga mikroorganizmat patogjenë të përmendur në [] salmonela është më e qëndrueshme ndaj ultravjollcës. Doza që vret 90% të bakterieve të saj është 80 J/m2. Sipas një përmbledhjeje [Kowalski2020], vlera mesatare e dozës që vret 90% të koronavirusëve është 67 J/m2. Por për pjesën më të madhe të mikroorganizmave, kjo dozë nuk e kalon 50 J/m2. Për qëllime praktike, mund të mbani mend se doza standarde që dezinfekton me efikasitet prej 90% është 50 J/m2.
Sipas metodologjisë së miratuar nga Ministria e Shëndetësisë së Rusisë për përdorimin e ultravioletit për dezinfektimin e ajrit [] maksimumi i efikasitetit të dezinfektimit 'tre nëntë' ose 99,9% kërkohet për kirurgji, spitale lindjesh etj. Për klasat shkollore, ambiente të ndërtesave publike etj. mjafton 'një nëntë', që do të thotë 90% e mikroorganizmave të shkatërruar. Kështu, në varësi të kategorisë së ambientit, mjafton nga një deri në tri doza standarde nga 50…150 J/m2.
Shembuj i vlerësimit të kohës së nevojshme për ndriçim: le të themi se është e nevojshme të dezinfektohet ajri dhe sipërfaqet në një dhomë me përmasa 5 × 7 × 2,8 metra, për të cilën përdoret një llampë e hapur Philips TUV 30W.
Në përshkrimin teknik të llambës është specifikuar fluksi bakteriid i 12 W []. Në rastin ideal, i gjithë fluksi shkon drejtpërdrejt në sipërfaqet që duhet të dezinfektohen, por në situatën reale, gjysma e fluksit do të humbasë pa dobi, për shembull do të ndriçojë shumë intensitetsht murin prapa llampës. Prandaj, do të llogarisim një fluks të dobishëm prej 6 W. Sipërfaqja totale që dezinfektohet në dhomë është – dyshemeja 35 m2 + tavani 35 m2 + muret 67 m2, gjithsej 137 m2.
Mesatarisht, fluksi i rrezatimit bakteriid bie mbi sipërfaqe 6 W/137m2 = 0,044 W/m2. Në një orë, që do të thotë në 3600 sekonda, në këto sipërfaqe do të bie një dozë 0,044 W/m2 × 3600 s = 158 J/m2, ose rreth 150 J/m2. Kjo përkon me tre doza standarde 50 J/m2 ose 'tre nëntësha' – 99,9% efikasitet bakteriid, pra kërkesave për operacione. Dhe meqenëse doza e llogaritur, përpara se të bjerë në sipërfaqe, kaloi përmes volumit të dhomës, është dezinfektuar me një efikasitet të ngjashëm dhe ajri.
Nëse kërkesat për sterilitet nuk janë të mëdha dhe mjafton 'një nëntësh', për shembullin që po shqyrtojmë nevojitet një kohë ndriçimi tre herë më e vogël – rreth 20 minuta.
Mbrojtja nga ultravjollca
Masa kryesore e mbrojtjes gjatë dezinfektimit me ultravjollca është largimi nga dhoma. Të qëndrosh afër një llampë UV, për të devijuar shikimin nuk ndihmon, mukozat e syve do të ndikohen gjithsesi.
Një masë e pjesshme mbrojtjeje për mukozat e syve mund të jenë syzat e xhamit. Deklarata kategorike 'xhami nuk kalon ultravjollcën' është e gabuar, për njëfarë shkalle kalon, dhe lloje të ndryshme xhami kalojnë ndryshe. Por në përgjithësi, me zvogëlimin e gjatësi së valës, koeficienti i kalueshmërisë ulet, dhe UVC kalon efektivisht vetëm përmes xhamit kuarcoz. Xhamat e syzeve në çdo rast nuk janë kuarcoz.
Bëhet fjalë për syzet me shenjën UV400 që nuk kalojnë ultravjollcën me siguri.
Fig. 10 Spektri i kalueshmërisë së xhamave të syzeve me indekset UV380, UV400 dhe UV420. Imazhi nga faqja []
Një masë mbrojtjeje është gjithashtu përdorimi i burimeve të ultravioletit baktericid UVC, që nuk janë të rrezatimit të spektrave potencialisht të rrezikshme, por jo efektive për dezinfektimin e rrezeve UVB dhe UVA.
Burimet e ultravioletit
Diodat UV
Diodat ultravjollcë 365 nm (UVA) janë më të zakonshmet, të destinuara për "llampat e policisë" që shkaktojnë luminiscencë për të zbuluar ndotjen e padukshme pa ultraviolet. Dezinfektimi me këto dioda është i pamundur (shih fig. 11).
Për dezinfektim, mund të përdoren diodat UVC me gjatësi vale 265 nm. Kostoja e modulit me dioda, i cili do të zëvendësonte llampën baktericide me merkuri, është për shqyrtim tre herë më e lartë se kostoja e llampës, prandaj në praktikë këto zgjidhje për dezinfektimin e sipërfaqeve të mëdha nuk përdoren. Megjithatë, po shfaqen disa pajisje kompakte me dioda UV për dezinfektimin e sipërfaqeve të vogla - veglat, telefonat, vendet e dëmtimit të lëkurës, etj.
Llampat e merkuri me presion të ulët
Llampa e merkuri me presion të ulët është standardi, me të cilin krahasohen të gjitha burimet e tjera.
Shuma kryesore e energjisë së rrezatimit nga avujt e merkuri në presion të ulët në shkarkimin elektrik i korrespondon gjatësi vale 254 nm, e cila është ideale për dezinfektim. Një pjesë e vogël e energjisë rrezatohet në gjatësi vale 185 nm, e cila gjeneron intensitet ozon. Dhe një sasi shumë e vogël energjie rrezatohet në gjatësi të tjera vale, duke përfshirë gamën e dukshme.
Në llampat normale të merkuri me dritë të bardhë, xhami i bulbave nuk lejon kalimin e ultravioletit që rrezatohet nga avujt e merkuri. Por luminofori, pluhuri i bardhë në muret e bulbave, shkëlqen në gamën e dukshme nën ndikimin e ultravioletit.
Llampat UVB ose UVA janë të ndërtuara në mënyrë të ngjashme, xhami i bulbave nuk lejon kalimin e pikave 185 nm dhe 254 nm, por luminofori nën ndikimin e ultravioletit të shkurtër rrezaton dritë jo të dukshme, si dhe ultraviolet të gjatë. Këto janë llampa për qëllime teknike. Duke qenë se spektri i llampave UVA është i ngjashëm me atë të diellit, këto llampa përdoren gjithashtu për bronzimin. Krahasimi i spektrit me kurbën e efikasitetit baktericid tregon se përdorimi i llampave UVB dhe sidomos UVA për dezinfektim është i paarsyeshëm.
Fig. 11 Comparison of the bactericidal efficiency curve, the spectrum of the UVB lamp, the spectrum of the UVA "tanning" lamp, and the spectrum of the 365 nm diode. The lamp spectra are taken from the website of the American Association of Paint Manufacturers [].
It is worth noting that the spectrum of the UVA fluorescent lamp is wide and encompasses the UVB range. The spectrum of the 365 nm diode is much narrower; it is considered "true UVA". If UVA is required to induce luminescence for decorative purposes or to detect contamination, using a diode is safer than using a UV fluorescent lamp.
The low-pressure mercury UVC bactericidal lamp differs from fluorescent lamps in that there is no phosphor on the walls of the bulb, and the bulb allows ultraviolet light to pass through. The main line at 254 nm is always transmitted, while the ozone-generating line at 185 nm may be included in the lamp's spectrum or excluded by a glass bulb with selective transmission.
Fig. 12 The emission range is indicated on the labeling of ultraviolet lamps. A UVC bactericidal lamp can be identified by the absence of phosphor on the bulb.
Ozone provides additional bactericidal action, but it is a carcinogen, so to avoid waiting for ozone to dissipate after disinfection, ozone-free lamps without the 185 nm line in their spectrum are used. These lamps have an almost ideal spectrum— the main line with high bactericidal effectiveness at 254 nm, very weak emission in the non-bactericidal ranges of ultraviolet, and a small "signal" emission in the visible range.
Fig. 13. The spectrum of the low-pressure mercury UVC lamp (provided by the magazine lumen2b.ru) is combined with the spectrum of solar radiation (from Wikipedia) and the curve of bactericidal action efficiency (from ESNA Lighting Handbook []).
The blue glow of bactericidal lamps allows you to see that the mercury lamp is on and functioning. The glow is faint, which creates a misleading impression that looking at the lamp is safe. We do not realize that the radiation in the UVC range constitutes 35…40% of the total power consumed by the lamp.
Fig. 14 A small proportion of the mercury vapor emission energy falls into the visible range and is seen as a faint blue glow.
Lampa baktericidale me merkuri me presion të ulët ka të njëjtin bazë si llamba e zakonshme fluorescente, por prodhohet në gjatësi të tjera, në mënyrë që llampa baktericidale të mos futet në ndriçuesit e zakonshëm. Ndriçuesi për llambat baktericidale, përveç dimensioneve, dallon nga fakti se të gjitha pjesët plastike janë të qëndrueshme ndaj ultravioletit, kabllot nga ultravioleti janë të mbuluara dhe nuk ka shpërndarës.
Për nevojat baktericidale në shtëpi, autori përdor llampën baktericidale 15 W, e cila ka shërbyer më parë për dezinfektimin e solucionit ushqyes të sistemit hidroponik. Një ekuivalent mund të gjendet me kërkesën 'aquarium uv sterilisator'. Gjatë punës së llampës, prodhohet ozon, çka nuk është e mirë, por për dezinfektimin, për shembull, të këpucëve, është e dobishme.
Fig. 15 Llampat me merkuri me presion të ulët me baza të ndryshme. Imazhet janë nga faqja Aliexpress.
Llampa me merkuri me presion të mesëm dhe të lartë
Rritja e presionit të avujve të merkuri çon në komplikuarjen e spektrit, spektri zgjeron dhe shfaq më shumë linja, përfshirë ato që gjenerojnë ozon me gjatësi vale. Shtimi i aditivëve në merkur çon në akoma më shumë komplikim të spektrit. Ka shumë variante të tilla llampash dhe spektri i çdo njërit është unik.
Fig. 16 Shembuj të spektrave të llampave me merkuri me presion të mesëm dhe të lartë
Rritja e presionit ul efikasitetin e llampës. Në rastin e markës Aquafineuv, llampat me presion të mesëm në fushën e rrezatimit UVC japin tashmë 15-18% të fuqisë së konsumuar, e jo 40% si llampat me presion të ulët. Dhe çmimi i pajisjeve sipas një watti të fluksit UVC rezulton më i lartë [].
Ulja e efikasitetit dhe rritja e çmimit të llampës kompensohen nga kompaktësia. Për shembull, dezinfektimi i ujit të rrjedhshëm ose tharja e lakkëve të aplikuara me shpejtësi të lartë në grafikë kërkon burime kompakte dhe të fuqishme, këtu çmimi specifik dhe efikasiteti nuk janë të rëndësishme. Por përdorimi i një llampe të tillë për dezinfektim është i papërshtatshëm.
Rrezatues UV nga llamba DРL dhe llamba DРT
Ka një mënyrë "popullore" për të marrë një burim të fuqishëm ultraviolet në mënyrë relativisht të lirë. Lampat DRL të dritës së bardhë 125…1000 W janë duke dalë nga përdorimi, por ende shiten. Në këto lampat, brenda një kolbie të jashtme qëndron "foci" — një llampë merkuri me presion të lartë. Ajo emeton ultraviolet të gjerë, i cili ndalet nga kolbia e jashtme, por bën që sipërfaqja e luminoforit në muret e saj të shkëlqejë. Nëse thyhet kolbia e jashtme dhe lidhni focin me rrjetin përmes një transformatori standard, do të rezultojë një emetues i fuqishëm i ultravioletit të gjerë.
Një emetues i tillë i prodhuar në mënyrë artizanale ka disavantazhe: efikasiteti i ulët krahasuar me lampat me presion të ulët, një përqindje e madhe e ultravioletit jashtë gamës baktericide, dhe nuk duhet të qëndroni në ambient për një kohë pas fikjes së lampës, derisa ozoni të shpërbëhet ose të avullojë.
Por pa dyshim ka edhe përparësi: çmim i ulët dhe fuqi e madhe në përmasa kompakte. Një plus mund të jetë edhe gjenerimi i ozonit. Ozoni do të dezinfektojë sipërfaqet e errëta, në të cilat nuk do të arrijnë rrezet ultraviolet.
Fig. 17 Emetuesi ultraviolet, i bërë nga lampat DRL. Fotografia publikohet me lejen e autorit, një dentist bullgar, i cili përdor këtë emetues në përputhje me llampën standarde baktericide Philips TUV 30W.
Burime të ngjashme ultraviolet për dezinfektim në formën e lampave të merkuri me presion të lartë përdoren në emetuesit e tipit OUFK-01 "Solaris".
Për shembull, për llampën popullore "DRT 125-1", prodhuesi nuk publikon spektrin, por në dokumentacionin e saj jep parametrat: intensiteti i emetimit në distancë prej 1 m nga llampa UVA – 0,98 W/m2, UVB – 0,83 W/m2, UVC – 0,72 W/m2, fluksi baktericid 8 W, dhe pas përdorimit kërkohet ventilim i ambientit nga ozoni []. Kur i bëhet një pyetje direkte për ndryshimin midis lampës DRT dhe focit DRL, prodhuesi në blogun e tij përgjigjet se DRT ka një mbulesë ngrohëse të gjelbër mbi katodet.
Fig. 18 Burimi i ultravioletit të gjerë — llampa DRT-125
Nga karakteristikat e deklaruara është e dukshme se spektri është i gjerë me pothuajse një masë të barabartë të rrezatimit në ultravioletin e butë, të mesëm dhe të rëndë, duke përfshirë gjithashtu zhvillimin e ozonit nga UVC të fortë. Rryma baktericide përbën 6.4% të energjisë së konsumuar, që do të thotë se efikasiteti i tij është 6 herë më i ulët se ai i lampave të tubit me presion të ulët.
Prodhuesi nuk publikon spektrin e kësaj lampa, ndërsa në internet qarkullon një imazh i njëjtë me spektrin e ndonjë DRT. Burimi origjinal është i panjohur, por raporti i energjisë në diapazonet UVC, UVB dhe UVA nuk korrespondon me ato të deklaruara për lampën DRT-125. Për DRT është deklaruar një raport pothuajse i barabartë, ndërsa sipas spektrit duket se energjia UVB është shumë më e lartë se ajo UBC. Ndërsa në UVA është shumë më e lartë se në UVB.
Fig. 19. Spektri i llambës me mercur të lartë presioni, i cili ilustron më së shpeshti spektrin e llampave DRT-125 që përdoren për qëllime mjekësore.
është e qartë se llampat me presione të ndryshme dhe aditivë në merkur shkaktojnë rrezatim të ndryshëm. Gjithashtu është e qartë se konsumatori i papërgatitur ka tendencë të imagjinojë vetë karakteristikat dhe pronat që dëshiron, të fitojë një siguri të bazuar në supozimet e tij dhe të bëjë blerjen. Publikimi i spektrit të një llampë specifike do të nxisë diskutime, krahasime dhe përfundime.
Autori njëherë bleu një instaluese OUTFK-01 me llampë DRT-125 dhe e përdori për disa vite për testime në qëndrueshmërinë UV të produkteve plastike. Ai ekspozoi njëkohësisht dy produkte, njëra nga të cilat ishte kontrolli e bërë nga plastika rezistente ndaj ultravioletit, dhe e vëzhgoi se cila do të zbehej më shpejt. Për përdorime të tilla njohja e formës së saktë të spektrit nuk është e nevojshme, është e rëndësishme vetëm që burimi të jetë me spektrin e gjerë. Por për çfarë duhet të përdoret ultraviolet i gjerë, nëse kërkohet dezinfektimi?
Në emërtimin e OUTFK-01 është e thënë se rrezatuesi përdoret në proceset akute inflammator. Kjo do të thotë se në rastet kur efekti pozitiv i dezinfektimit të lëkurës tejkalon dëm të mundshëm të ultravioletit të gjerë. Sigurisht, në këtë rast do të ishte më mirë të përdorej ultravioleti me gamë të ngushtë, pa valë në spektrin që kanë një veprim tjetër përveç baktericidit.
Dezinfektimi i ajrit
Ultravioletti njihet si një mjet i pamjaftueshëm për dezinfektimin e sipërfaqeve, pasi rrezet nuk mund të depërtojnë atje ku depërton, për shembull, alkooli. Por ultravioletti dezinfekton në mënyrë efektive ajrin.
Gjatë teshtitjes dhe kollitjes krijohen pika me madhësi disa mikrometra, të cilat qëndrojnë në ajër nga disa minuta deri në disa orë []. Studiest e tuberkulozit kanë treguar se për t'u infektuar është e mjaftueshme një pikë aerosoli.
Në jashtë, ne jemi në një siguri relative për shkak të vëllimeve të mëdha dhe lëvizshmërisë së ajrit, i cili është në gjendje të shpërndajë dhe dezinfektojë me kalimin e kohës dhe rrezatimin diellor çdo teshtitje. Edhe në metro, përsa kohë proporcion i personave të infektuar është i vogël, vëllimi total i ajrit për çdo person të infektuar është i madh, dhe ventilimi i mirë e bën rrezikun e përhapjes së infeksionit të vogël. Vendi më i rrezikshëm gjatë pandemive të sëmundjeve që transmetohen përmes ajrit është ashensori. Prandaj, ata që teshtijnë duhet të qëndrojnë në karantinë, dhe ajri në hapësira publike me ventilim të pamjaftueshëm ka nevojë për dezinfektim.
Rrjedhësit e ajrit
Një nga opsionet për dezinfektimin e ajrit është rrecikluesit UV të mbyllur. Le të diskutojmë për një nga këta rreciklues – "Dezar 7", i njohur për faktin se është vërejtur madje edhe në zyrën e personit të parë të shtetit.
Në përshkrimin e rrecikluesit thuhet se ai fryn 100 m3 në orë dhe është i destinuar për përpunimin e një hapësire me vëllim 100 m3 (për afro 5 × 7 × 2,8 metra).
Megjithatë, kapaciteti për të dezinfektuar 100 m3 ajër në orë nuk do të thotë se ajri në një dhomë me vëllim 100 m3 do të përpunojë me të njëjtin efektivitet brenda një ore. Ajri i përpunuar hollon ajrin e ndotur dhe kështu vazhdon të hyjë repetitiv në rrecikluese. Nuk është e komplikuar të ndërtohet një model matematikor dhe të llogaritet efektiviteti i një procesi të tillë:
Fig. 20 Ndikimi i funksionimit të rrecikluesit UV në numrin e mikroorganizmave në ajrin e dhomës pa ventilim.
Për të reduktuar koncentrimin e mikroorganizmave në ajër me 90%, rrecikluesi duhet të punojë për më shumë se dy orë. Në mungesë ventilimi në hapësirë, kjo është e mundur. Por hapësirat me njerëz dhe pa ventilim normalisht nuk ekzistojnë. Për shembull, [] kërkon një sasi minimale të ajrit të jashtëm për ventilimin prej 3 m3 në orë për 1 m2 sipërfaqe të apartamentit. Kjo korrespondon me një këmbim të plotë të ajrit një herë në orë dhe e bën të panevojshmë punën e rrecirkulatorit.
Nëse e shqyrtojmë modelin e jo përzierjes së plotë, por të rrymave laminare, të cilat kalojnë nëpër një trajektore të ndërlikuar të vendosur në dhomë dhe shkojnë në ventilim, dobi e dezinfektimit të një prej këtyre rrymave është akoma më e vogël se në modelin e përzierjes së plotë.
Në çdo rast, rrecirkulatori UV nuk është më i dobishëm se një dritare e hapur.
Një nga arsyet e efikasitetit të ulët të rrecirkulatorëve është se efekti baktericid është jashtëzakonisht i vogël në raport me çdo vat të rrjedhës UV. Rrezeja kalon rreth 10 centimetra brenda instalimit dhe pastaj reflektohet nga alumini me një koeficient rreth k=0.7. Kjo do të thotë se distanca efektive e rrezes brenda instalimit është rreth gjysmë metri, pas së cilës absorbohet pa dobi.
Fig. 21. Kadr nga një video në Youtube, në të cilën analizohet rrecirkulatori. Duken llambat baktericidale dhe sipërfaqja reflektuese prej alumini, e cila reflekton dukshëm më keq ultravioletin se drita e dukshme [].
Një llampë baktericidale, që varur hapur në mure në zyrën e poliklinikës dhe aktivizohet në orar nga doktori, është shumë herë më efikase. Rrezet nga llampa e hapur kalojnë disa metra, duke dezinfektuar fillimisht ajrin dhe pastaj edhe sipërfaqet.
Rrezatuesit e ajrit në pjesën e sipërme të dhomës
Në dhomat e spitaleve ku ndodhen vazhdimisht pacientë që shtrihen, herë pas here përdoren instalime UV, të cilat rrezatojnë rrymat e ajrit që qarkullojnë nën tavane. Disavantazhi kryesor i këtyre instalimeve është se grila që mbulon llampat lejon kalimin vetëm të rrezeve që shkojnë në një drejtim të saktë, duke absorbuar pa dobi më shumë se 90% të rrjedhës tjetër.
Mund të fryjhet edhe ajri përmes një rrezatuesi të tillë, që gjithashtu do të krijonte një rrecirkulator, por kjo nuk bëhet, ndoshta për shkak të mosdashjes për të marrë një mbledhës pluhuri në dhomë.
Fig. 22 Rrezatuesi UV i ajrit nën tavan, imazh nga website [].
Rešetkat mbrojnë njerëzit brenda nga rrezet e drejtpërdrejta të ultravjollcës, por ato rrezet që kalojnë përmes rešetkës bien në tavan dhe mure dhe reflektohen në mënyrë difuzive, me një koeficient reflektimi rreth 10%. Ambienti mbushet me rrezatim ultravjollcë shumëpamës dhe njerëzit marrin një dozë ultravjollce që është proporcionale me kohën e kaluar në ambient.
Rishikuesit dhe autori
Rishikuesit:
Artyom Balabanov, inxhinier elektronik, zhvillues sistemesh për shërimin UV;
Rumen Vasilev, doktor i naukave teknike, specialist në ndriçim, OOD "Interlux", Bullgari;
Vadim Grigorov, biofizik;
Stanislav Lermontov, inxhinier ndriçimi, OOO "Sistemet e Kompletuara";
Aleksei Pankrashkin, doktor i naukave teknike, docent, ndriçimi dhe fotonika e gjysmëpërçuesve, OOO "INTEХ Inzhiniring";
Andrey Kramov, specialist në projektimin e ndriçimit për institucionet mjekësore;
Vitaly Tsvirko, kreu i laboratorit të provave ndriçimore "CSOT NAN të Bjellorusisë"
Autori: Anton Sharakshanë, doktor i shkencave për fiziqë dhe biologji, specialist në ndriçim dhe biofizik, Universiteti i Parë Moskë i Mjekësisë em. I.M. Sechenov
Linket
Linket
[Airsteril]
[Aquafineuv]
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 DEZINFIKIMI I AJRIT ME ULTRAVJOLLCE
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 Fizika e rrezatimeve optike dhe inxhinieria e ndriçimit. Pjesa 10: Rrezatimi biologjikisht efektiv, sasitë, simbolet dhe spektrot e veprimit. Fizika e rrezatimeve optike dhe ndriçimi. Rrezatimi biologjikisht aktiv. Sasi, simbole dhe spektre veprimi
[ESNA] Manuali i Ndriçimit ESNA, Botimi i 9-të. red. Rea M.S. Shoqata e Inxhinierisë së Ndriçimit të Amerikës së Veriut, Nju Jork, 2000
[IEC 62471] GOST R MEK 62471-2013 Llambat dhe sistemet e llambave. Siguria biofizike
[Kowalski2020] Wladyslaw J. Kowalski et al., 2020- COVID-19 Koronavirusi Dëshmimi i Ultraviolcës, DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
[Lisma]
[Mitsuichemicals]
[Nejm]
[Paint]
[TUV]
[ВОЗ] Organizata Botërore e Shëndetësisë. Rrezatimi UV: Një shqyrtim shkencor zyrtar mbi ndikimin e rrezatimit UV në mjedis dhe shëndetin, me përmendje të shterjes globale të shtresës së ozonit.
[Дезар]
[Р 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 Përdorimi i rrezatimit baktericid ultravjollcë për dezinfektimin e ajrit në ambiente
[СП 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 Ngrohja, ventilimi dhe klimatik.
Burimi: habr.com
