Ултраљубичасто: ефикасна дезинфекција и сигурност

Својства ултраљубичастог зависе од таласне дужине, а ултраљубичасто из различитих извора има другачији спектар. Разговараћемо о томе који су извори ултраљубичастог светла и како их користити да би се максимизирао бактерицидни ефекат уз минимизирање ризика од нежељених биолошких ефеката.

Пиринач. 1. Фотографија приказује не дезинфекцију УВЦ зрачењем, као што мислите, већ обуку у коришћењу заштитног одела са детекцијом луминисцентних тачака тренинга телесних течности у УВА зрацима. УВА је мека ултраљубичаста и нема бактерицидни ефекат. Затварање очију је разумна мера предострожности, пошто се широк спектар коришћених УВА флуоресцентних лампи преклапа са УВБ, што је штетно за вид (извор Симон Давис/ДФИД).

Таласна дужина видљиве светлости одговара квантној енергији при којој фотохемијско деловање постаје могуће. Кванти видљиве светлости побуђују фотохемијске реакције у специфичном фотоосетљивом ткиву - мрежњачи.
Ултраљубичасто је невидљиво, његова таласна дужина је краћа, фреквенција и енергија кванта је већа, зрачење је оштрије, а разноврсност фотохемијских реакција и биолошких ефеката је већа.

Ултраљубичасто се разликује у:

• Дуготаласна/мека/блиска УВА (400...315 нм) сличних својстава видљивој светлости;
• Средња тврдоћа - УВБ (315...280 нм);
• Краткоталасни/дуготаласни/тврди – УВЦ (280…100 нм).

Бактерицидно дејство ултраљубичастог светла

Бактерицидно дејство има тврда ултраљубичаста светлост - УВЦ, ау мањој мери ултраљубичаста светлост средње тврдоће - УВБ. Крива бактерицидне ефикасности показује да само уски опсег од 230...300 нм, односно око четвртине опсега који се назива ултраљубичасто, има јасан бактерицидни ефекат.

Пиринач. 2 криве бактерицидне ефикасности из [ЦИЕ 155:2003]

Кванте са таласним дужинама у овом опсегу апсорбују нуклеинске киселине, што доводи до уништења структуре ДНК и РНК. Поред бактерицидног, односно убијања бактерија, овај асортиман има вируцидно (антивирусно), фунгицидно (антифунгално) и спорицидно (убија споре) ефекте. Ово укључује убијање РНК вируса САРС-ЦоВ-2020, који је изазвао пандемију 2.

Бактерицидни ефекат сунчеве светлости

Бактерицидни ефекат сунчеве светлости је релативно мали. Погледајмо соларни спектар изнад и испод атмосфере:

Пиринач. 3. Спектар сунчевог зрачења изнад атмосфере и на нивоу мора. Најсуровији део ултраљубичастог опсега не допире до површине земље (позајмљено са Википедије).

Вреди обратити пажњу на изнадатмосферски спектар означен жутом бојом. Квантна енергија леве ивице спектра супраатмосферских сунчевих зрака са таласном дужином мањом од 240 нм одговара енергији хемијске везе од 5.1 еВ у молекулу кисеоника „О2”. Молекуларни кисеоник апсорбује ове кванте, хемијска веза се прекида, формира се атомски кисеоник „О“, који се поново комбинује у молекуле кисеоника „О2“ и, делимично, озона „О3“.

Соларни супраатмосферски УВЦ ствара озон у горњој атмосфери, који се назива озонски омотач. Енергија хемијске везе у молекулу озона је нижа него у молекулу кисеоника и стога озон апсорбује кванте ниже енергије од кисеоника. И док кисеоник апсорбује само УВЦ, озонски омотач апсорбује УВЦ и УВБ. Испоставило се да сунце генерише озон на самој ивици ултраљубичастог дела спектра, а овај озон затим апсорбује већину сунчевог тврдог ултраљубичастог зрачења, штитећи Земљу.

Сада ћемо пажљиво, обраћајући пажњу на таласне дужине и размере, комбиновати сунчев спектар са спектром бактерицидног дејства.

Пиринач. 4 Спектар бактерицидног дејства и спектар сунчевог зрачења.

Види се да је бактерицидни ефекат сунчеве светлости безначајан. Део спектра који може да делује бактерицидно је скоро потпуно апсорбован у атмосферу. У различито доба године и на различитим географским ширинама ситуација је мало другачија, али квалитативно слична.

Опасност од ултраљубичастог зрачења

Лидер једне од великих земаља је предложио: „да бисте излечили ЦОВИД-19, потребно је да унесете сунчеву светлост у тело. Међутим, гермицидни УВ уништава РНК и ДНК, укључујући и људске. Ако „испоручите сунчеву светлост унутар тела“, особа ће умрети.

Епидермис, првенствено стратум цорнеум мртвих ћелија, штити живо ткиво од УВЦ. Испод епидермалног слоја, само мање од 1% УВЦ зрачења продире [СЗО]. Дужи УВБ и УВА таласи продиру на веће дубине.

Да није било сунчевог ултраљубичастог зрачења, можда људи не би имали епидерму и рожнати слој, а површина тела би била слузава, као код пужева. Али пошто су људи еволуирали под сунцем, слузокоже су само површине заштићене од сунца. Најрањивија је мукозна површина ока, условно заштићена од сунчевог ултраљубичастог зрачења капцима, трепавицама, обрвама, моториком лица, навиком да се не гледа у сунце.

Када су први пут научили да замене сочиво вештачким, офталмолози су се суочили са проблемом опекотина мрежњаче. Почели су да разумеју разлоге и открили да је живо људско сочиво непрозирно за ултраљубичасто светло и штити мрежњачу. После овога, вештачка сочива су такође постала непрозирна за ултраљубичасто светло.

Слика ока у ултраљубичастим зрацима илуструје непрозирност сочива за ултраљубичасто светло. Не треба да осветљавате сопствено око ултраљубичастим светлом, јер временом сочиво постаје замућено, укључујући и због дозе ултраљубичастог светла акумулиране годинама, и треба га заменити. Зато ћемо искористити искуство храбрих људи који су занемарили безбедност, упалили у очи ултраљубичасту батеријску лампу на таласној дужини од 365 нм, а резултат поставили на Јутјуб.

Пиринач. 5 Снимак са видео снимка на Иоутубе каналу „Креосан“.

Популарне су ултраљубичасте лампе које изазивају луминесценцију са таласном дужином од 365 нм (УВА). Купују их одрасли, али неизбежно падају у руке деце. Деца сијају ове батеријске лампе у очи и пажљиво и дуго гледају у светлећи кристал. Препоручљиво је спречити такве радње. Ако се то догоди, можете се уверити да је катаракта у студијама на мишевима поуздано узрокована УВБ зрачењем сочива, али је катарогени ефекат УВА нестабилан [КО].
Ипак, тачан спектар деловања ултраљубичастог светла на сочиво је непознат. А с обзиром на то да је катаракта веома одложени ефекат, потребна вам је мало интелигенције да не бисте унапред сијали ултраљубичасто светло у очи.

Слузокожа ока се релативно брзо упали под ултраљубичастим зрачењем, то се назива фотокератитис и фотокоњунктивитис. Слузокоже постају црвене, појављује се осећај "песка у очима". Ефекат нестаје након неколико дана, али поновљене опекотине могу довести до замућења рожњаче.

Таласне дужине које изазивају ове ефекте приближно одговарају пондерисаној функцији УВ опасности датој у фотобиолошком безбедносном стандарду [ИЕЦ 62471] и приближно су исте као гермицидни опсег.

Пиринач. 6 Спектри ултраљубичастог зрачења који изазива фотокоњунктивитис и фотокератитис из [ДИН КСНУМКС-КСНУМКС] и пондерисану функцију актиничне УВ опасности по кожу и очи од [ИЕЦ КСНУМКС].

Граничне дозе за фотокератитис и фотокоњунктивитис су 50-100 Ј/м2, ова вредност не прелази дозе које се користе за дезинфекцију. Неће бити могуће дезинфиковати мукозну мембрану ока ултраљубичастим светлом без изазивања упале.

Еритем, односно „опекотине од сунца“, опасан је због ултраљубичастог зрачења у опсегу до 300 нм. Према неким изворима, максимална спектрална ефикасност еритема је на таласним дужинама од око 300 нм [КО]. Минимална доза која изазива једва приметан еритем МЕД (Минимум Еритхема Досе) за различите типове коже креће се од 150 до 2000 Ј/м2. За становнике средње зоне, типичан ДЕР се може сматрати вредношћу од око 200...300 Ј/м2.

УВБ у опсегу 280-320 нм, са максимумом око 300 нм, изазива рак коже. Не постоји гранична доза; већа доза значи већи ризик, а ефекат је одложен.

Пиринач. 7 УВ акционих кривуља које изазивају еритем и рак коже.

Фотоиндуковано старење коже узроковано је ултраљубичастим зрачењем у читавом опсегу од 200...400 нм. Позната је фотографија возача камиона који је током вожње био изложен сунчевом ултраљубичастом зрачењу углавном на левој страни. Возач је имао навику да вози са обореним прозором, али му је десну страну лица од сунчевог ултраљубичастог зрачења штитило ветробранско стакло. Разлика у старосном стању коже на десној и левој страни је импресивна:

Пиринач. 8 Фотографија возача који је возио са спуштеним прозором 28 година [Нејм].

Ако грубо проценимо да се старост коже на различитим странама лица ове особе разликује за двадесет година и то је последица чињенице да је отприлике истих двадесет година једна страна лица била осветљена сунцем, а друга није, можемо опрезно закључити да је дан на отвореном сунцу један дан и стари кожу.

Из референтних података [КО] познато је да се у средњим географским ширинама лети под директним сунцем минимална еритемска доза од 200 Ј/м2 акумулира брже него за сат времена. Упоређујући ове бројке са изведеним закључком, можемо извући још један закључак: старење коже током периодичног и краткотрајног рада са ултраљубичастим лампама не представља значајну опасност.

Колико је ултраљубичастог светла потребно за дезинфекцију?

Број преживелих микроорганизама на површинама иу ваздуху опада експоненцијално са повећањем дозе ултраљубичастог зрачења. На пример, доза која убија 90% микобактерије туберкулозе је 10 Ј/м2. Две такве дозе убијају 99%, три дозе убијају 99,9% итд.

Пиринач. 9 Зависност пропорције преживеле микобактерије туберкулозе од дозе ултраљубичастог зрачења на таласној дужини од 254 нм.

Експоненцијална зависност је изузетна по томе што чак и мала доза убија већину микроорганизама.

Међу онима наведеним у [ЦИЕ 155:2003] патогених микроорганизама, салмонела је најотпорнија на ултраљубичасто зрачење. Доза која убија 90% његових бактерија је 80 Ј/м2. Према прегледу [Ковалски2020], просечна доза која убија 90% коронавируса је 67 Ј/м2. Али за већину микроорганизама ова доза не прелази 50 Ј/м2. У практичне сврхе, можете запамтити да је стандардна доза која дезинфикује са 90% ефикасности 50 Ј/м2.

Према тренутној методологији коју је одобрило руско Министарство здравља за коришћење ултраљубичастог зрачења за дезинфекцију ваздуха [Р 3.5.1904-04] максимална ефикасност дезинфекције од „три деветке” или 99,9% потребна је за операционе сале, породилишта итд. За школске учионице, јавне зграде итд. Довољна је „једна деветка“, односно 90% уништених микроорганизама. То значи да су, у зависности од категорије просторије, довољне од једне до три стандардне дозе од 50...150 Ј/м2.

Пример процене потребног времена озрачивања: рецимо да је потребно дезинфиковати ваздух и површине у просторији димензија 5×7×2,8 метара, за шта се користи једна отворена лампа Пхилипс ТУВ 30В.

Технички опис лампе указује на бактерицидни проток од 12 В [ТУВ]. У идеалном случају, цео ток иде стриктно на површине које се дезинфикују, али у реалној ситуацији половина протока ће бити изгубљена без користи, на пример, прекомерно ће осветлити зид иза лампе. Стога ћемо рачунати на користан проток од 6 вати. Укупна озрачена површина у просторији је спрат 35 м2 + плафон 35 м2 + зидови 67 м2, укупно 137 м2.

У просеку, флукс бактерицидног зрачења који пада на површину износи 6 В/137 м2 = 0,044 В/м2. За сат времена, односно за 3600 секунди, ове површине ће добити дозу од 0,044 В/м2 × 3600 с = 158 Ј/м2, односно приближно 150 Ј/м2. Што одговара три стандардне дозе од 50 Ј/м2 или „три деветке“ - 99,9% бактерицидне ефикасности, тј. захтеви операционе сале. А пошто је израчуната доза, пре него што је пала на површину, прошла кроз запремину просторије, ваздух је дезинфикован не мање ефикасно.

Ако су захтеви за стерилност мали и довољна је „једна деветка“, за разматрани пример је потребно три пута мање времена озрачивања – отприлике 20 минута.

УВ заштита

Главна заштитна мера током ултраљубичасте дезинфекције је напуштање просторије. Бити у близини УВ лампе која ради, али гледање у страну неће помоћи; слузокоже очију су и даље озрачене.

Стаклене наочаре могу бити делимична мера заштите слузокоже очију. Категорична изјава „стакло не преноси ултраљубичасто зрачење“ је нетачна; донекле јесте, а различите марке стакла то раде на различите начине. Али генерално, како се таласна дужина смањује, пропусност се смањује, а УВЦ се ефикасно преноси само кварцним стаклом. Наочаре за наочаре ни у ком случају нису кварцне.

Можемо са сигурношћу рећи да сочива за наочаре са ознаком УВ400 не пропуштају ултраљубичасто зрачење.

Пиринач. 10 Спектар трансмисије наочара са индексима УВ380, УВ400 и УВ420. Слика са сајта [Митсуи хемикалије]

Такође заштитна мера је употреба извора бактерицидног УВЦ спектра који не емитују потенцијално опасне, али нису ефикасни за дезинфекцију, УВБ и УВА опсеге.

Ултраљубичасти извори

УВ диоде

Најчешће ултраљубичасте диоде од 365 нм (УВА) су дизајниране за "полицијске лампе" које производе луминисценцију за откривање загађивача који су невидљиви без ултраљубичастог зрачења. Дезинфекција са таквим диодама је немогућа (види слику 11).
За дезинфекцију се могу користити краткоталасне УВЦ диоде са таласном дужином од 265 нм. Цена диодног модула који би заменио живину бактерицидну лампу је за три реда већа од цене лампе, тако да се у пракси оваква решења не користе за дезинфекцију великих површина. Али се појављују компактни уређаји који користе УВ диоде за дезинфекцију малих површина - инструмената, телефона, лезија коже итд.

Живине лампе ниског притиска

Живина лампа ниског притиска је стандард са којим се упоређују сви други извори.
Главни део енергије зрачења паре живине при ниском притиску у електричном пражњењу пада на таласну дужину од 254 нм, идеалну за дезинфекцију. Мали део енергије се емитује на таласној дужини од 185 нм, која интензивно генерише озон. И веома мало енергије се емитује на другим таласним дужинама, укључујући видљиви опсег.

У конвенционалним живиним флуоресцентним лампама беле светлости, стакло сијалице не пропушта ултраљубичасто зрачење које емитује живина пара. Али фосфор, бели прах на зидовима боце, сија у видљивом опсегу под утицајем ултраљубичастог светла.

УВБ или УВА лампе су дизајниране на сличан начин, стаклена сијалица не пропушта врх од 185 нм и врх од 254 нм, али фосфор под утицајем краткоталасног ултраљубичастог зрачења не емитује видљиву светлост, већ дуготаласно ултраљубичасто. зрачења. Ово су лампе за техничке сврхе. А пошто је спектар УВА лампи сличан спектру сунца, такве лампе се користе и за сунчање. Поређење спектра са кривом бактерицидне ефикасности показује да је употреба УВБ, а посебно УВА лампи за дезинфекцију неприкладна.

Пиринач. 11 Поређење криве бактерицидне ефикасности, спектра УВБ лампе, спектра УВА лампе за сунчање и спектра диоде од 365 нм. Спектри лампе преузети са веб странице Америчког удружења произвођача боја [Бојити].

Имајте на уму да је спектар УВА флуоресцентне лампе широк и покрива опсег УВБ. Спектар диоде од 365 нм је много ужи, ово је „поштена УВА“. Ако је УВА потребан за производњу луминесценције у декоративне сврхе или за откривање загађивача, коришћење диоде је сигурније него коришћење ултраљубичасте флуоресцентне лампе.

УВЦ живина бактерицидна лампа ниског притиска разликује се од флуоресцентних сијалица по томе што на зидовима сијалице нема фосфора, а сијалица пропушта ултраљубичасто светло. Главна линија од 254 нм се увек преноси, а линија од 185 нм која ствара озон може се оставити у спектру лампе или уклонити стакленом сијалицом са селективним преносом.

Пиринач. 12 Опсег емисије је назначен на етикети ултраљубичастих сијалица. УВЦ гермицидна лампа се може препознати по одсуству фосфора на сијалици.

Озон има додатно бактерицидно дејство, али је канцероген, па се, како се не би чекало да озон еродира након дезинфекције, користе лампе које не стварају озон без линије од 185 нм у спектру. Ове лампе имају скоро идеалан спектар - главну линију са високом бактерицидном ефикасношћу од 254 нм, веома слабим зрачењем у небактерицидном ултраљубичастом опсегу и малим "сигналним" зрачењем у видљивом опсегу.

Пиринач. 13. Спектар УВЦ живине лампе ниског притиска (обезбеђен од часописа лумен2б.ру) је комбинован са спектром сунчевог зрачења (са Википедије) и кривом бактерицидне ефикасности (из ЕСНА Лигхтинг Хандбоок [ЕСНА]).

Плави сјај гермицидних лампи омогућава вам да видите да је живина лампа укључена и ради. Сјај је слаб и то даје погрешан утисак да је безбедно гледати у лампу. Не осећамо да зрачење у УВЦ опсегу чини 35...40% укупне снаге коју троши лампа.

Пиринач. 14 Мали део енергије зрачења паре живине је у видљивом опсегу и видљив је као слаб плави сјај.

Бактерицидна живина лампа ниског притиска има исту основу као и обична флуоресцентна лампа, али је направљена другачије дужине тако да се бактерицидна лампа не убацује у обичне лампе. Лампа за бактерицидну лампу, поред својих димензија, одликује се чињеницом да су сви пластични делови отпорни на ултраљубичасто зрачење, жице од ултраљубичастог су прекривене, а нема дифузора.

За кућне бактерицидне потребе, аутор користи бактерицидну лампу од 15 В, претходно коришћену за дезинфекцију хранљивог раствора хидропонске инсталације. Његов аналог се може пронаћи претраживањем „ув стерилизатор акваријума“. Када лампа ради, ослобађа се озон, што није добро, али је корисно за дезинфекцију, на пример, обуће.

Пиринач. 15 Живине лампе ниског притиска са различитим типовима постоља. Слике са сајта Алиекпресс.

Живине лампе средњег и високог притиска

Повећање притиска паре живине доводи до сложенијег спектра; спектар се шири и у њему се појављује више линија, укључујући и таласне дужине које стварају озон. Увођење адитива у живу доводи до још веће сложености спектра. Постоји много варијанти таквих лампи, а спектар сваке је посебан.

Пиринач. 16 Примери спектра живиних лампи средњег и високог притиска

Повећање притиска смањује ефикасност лампе. Користећи бренд Акуафинеув као пример, УВЦ лампе средњег притиска емитују 15-18% потрошње енергије, а не 40% као лампе ниског притиска. А цена опреме по вату УВЦ протока је већа [Акуафинеув].
Смањење ефикасности и повећање трошкова лампе надокнађује његова компактност. На пример, дезинфекција текуће воде или сушење лака који се наноси великом брзином у штампању захтева компактне и моћне изворе, специфична цена и ефикасност су неважни. Али нетачно је користити такву лампу за дезинфекцију.

УВ зрачење направљено од ДРЛ горионика и ДРТ лампе

Постоји „народни“ начин да се добије моћан извор ултраљубичастог зрачења релативно јефтин. Излазе из употребе, али се и даље продају ДРЛ лампе беле светлости од 125...1000 В. У овим лампама, унутар спољне бочице налази се "горионик" - живина лампа високог притиска. Емитује широкопојасну ултраљубичасту светлост, коју блокира спољашња стаклена сијалица, али узрокује да фосфор на њеним зидовима сија. Ако разбијете спољну посуду и повежете горионик са мрежом преко стандардне пригушнице, добићете моћни широкопојасни ултраљубичасти емитер.

Такав домаћи емитер има недостатке: ниска ефикасност у поређењу са лампама ниског притиска, велики део ултраљубичастог зрачења је изван бактерицидног опсега и не можете остати у просторији неко време након искључивања лампе док се озон не распадне или нестане.

Али предности су такође неоспорне: ниска цена и велика снага у компактној величини. Једна од предности је стварање озона. Озон ће дезинфиковати засјењене површине које нису изложене ултраљубичастим зрацима.

Пиринач. 17 Ултраљубичасти озрачивач направљен од ДРЛ лампе. Фотографија је објављена уз дозволу аутора, бугарског стоматолога, који користи овај озрачивач поред стандардне Пхилипс ТУВ 30В бактерицидне лампе.

Слични извори ултраљубичастог зрачења за дезинфекцију у облику живиних лампи високог притиска користе се у озрачивачима типа ОУФК-01 "Солнисхко".

На пример, за популарну лампу „ДРТ 125-1“ произвођач не објављује спектар, већ у документацији наводи параметре: интензитет зрачења на удаљености од 1 м од лампе УВА – 0,98 В/м2, УВБ – 0,83 В/м2, УВЦ – 0,72 В/м2, бактерицидни проток 8 В, а након употребе потребно је проветравање просторије од озона [Лисма]. Као одговор на директно питање о разлици између ДРТ лампе и ДРЛ горионика, произвођач је у свом блогу одговорио да ДРТ има изолациони зелени премаз на катодама.

Пиринач. 18 Широкопојасни ултраљубичасти извор - лампа ДРТ-125

Према наведеним карактеристикама, јасно је да је спектар широкопојасни са скоро једнаким уделом зрачења у меком, средњем и тврдом ултраљубичастом, укључујући и тврди УВЦ који ствара озон. Бактерицидни проток је 6,4% потрошње енергије, односно ефикасност је 6 пута мања од оне цевне лампе ниског притиска.

Произвођач не објављује спектар ове лампе, а интернетом кружи иста слика са спектром једног од ДРТ-а. Оригинални извор је непознат, али однос енергије у УВЦ, УВБ и УВА опсегу не одговара онима декларисаним за лампу ДРТ-125. За ДРТ је наведен приближно једнак однос, а спектар показује да је УВБ енергија много пута већа од УБЦ енергије. А код УВА је вишеструко већи него код УВБ.

Пиринач. 19. Спектар живине лучне лампе високог притиска, која најчешће илуструје спектар ДРТ-125, широко коришћене у медицинске сврхе.

Јасно је да лампе са различитим притисцима и адитивима живе емитују нешто другачије. Такође је јасно да је неупућени потрошач склон да самостално замисли жељене карактеристике и својства производа, стекне поверење на основу сопствених претпоставки и изврши куповину. А објављивање спектра одређене лампе ће изазвати расправе, поређења и закључке.

Аутор је једном приликом купио инсталацију ОУФК-01 са лампом ДРТ-125 и користио је неколико година да тестира УВ отпорност пластичних производа. Озрачио сам два производа истовремено, од којих је један био контролни од пластике отпорне на ултраљубичасто зрачење, и гледао који ће брже пожутети. За такву примену није неопходно познавање тачног облика спектра, важно је само да емитер буде широкопојасни. Али зашто користити широкопојасно ултраљубичасто светло ако је потребна дезинфекција?

Сврха ОУФК-01 наводи да се ирадијатор користи за акутне инфламаторне процесе. То јест, у случајевима када позитиван ефекат дезинфекције коже премашује могућу штету широкопојасног ултраљубичастог зрачења. Очигледно, у овом случају је боље користити ускопојасне ултраљубичасте, без таласних дужина у спектру које имају другачији ефекат од бактерицидног.

Дезинфекција ваздуха

Ултраљубичасто светло се сматра недовољним средством за дезинфекцију површина, јер зраци не могу да продру тамо где, на пример, продире алкохол. Али ултраљубичасто светло ефикасно дезинфикује ваздух.

Приликом кихања и кашљања формирају се капљице величине неколико микрометара, које висе у ваздуху од неколико минута до неколико сати [ЦИЕ 155:2003]. Студије туберкулозе су показале да је једна кап аеросола довољна да изазове инфекцију.

На улици смо релативно безбедни због огромних запремина и покретљивости ваздуха, који временом и сунчевим зрачењем може да распрши и дезинфикује сваку кијаву. Чак и у метроу, док је удео заражених мали, укупна запремина ваздуха по зараженој особи је велика, а добра вентилација смањује ризик од ширења заразе. Најопасније место током пандемије болести које се преносе ваздухом је лифт. Због тога се они који кијају морају ставити у карантин, а ваздух у јавним просторима са недовољном вентилацијом треба дезинфиковати.

Рециркулатори

Једна од опција за дезинфекцију ваздуха су затворени УВ рециклери. Хајде да разговарамо о једном од ових рециркулатора - "Дезар 7", познатом по томе што се може видети чак и у кабинету првог човека државе.

Опис рециркулатора каже да дува 100 м3 на сат и да је дизајниран да третира просторију запремине 100 м3 (приближно 5 × 7 × 2,8 метара).
Међутим, могућност дезинфекције 100 м3 ваздуха на сат не значи да ће се ваздух у просторији од 100 м3 на сат третирати тако ефикасно. Третирани ваздух разређује прљав ваздух и у овом облику поново и поново улази у рециркулатор. Лако је изградити математички модел и израчунати ефикасност таквог процеса:

Пиринач. 20 Утицај рада УВ рециркулације на број микроорганизама у ваздуху просторије без вентилације.

Да би се концентрација микроорганизама у ваздуху смањила за 90%, рециркулатор треба да ради више од два сата. Ако у просторији нема вентилације, то је могуће. Али обично нема соба са људима и без вентилације. На пример, [ВЦ 60.13330.2016] прописује минимални проток спољашњег ваздуха за вентилацију од 3 м3 на сат по 1 м2 површине стана. Ово одговара потпуној замени ваздуха једном на сат и чини рад рециркулатора бескорисним.

Ако узмемо у обзир модел не потпуног мешања, већ ламинарних млазова који пролазе дуж стабилне сложене путање у просторији и иду у вентилацију, корист од дезинфекције једног од ових млаза је још мања него у моделу потпуног мешања.

У сваком случају, УВ рециркулатор није ништа кориснији од отвореног прозора.

Један од разлога за ниску ефикасност рециркулатора је тај што је бактерицидни ефекат изузетно мали у погледу сваког вата УВ протока. Зрака путује око 10 центиметара унутар инсталације, а затим се одбија од алуминијума са коефицијентом од око к = 0,7. То значи да је ефективна путања зрака унутар инсталације око пола метра, након чега се апсорбује без користи.

Пиринач. 21. Фотографија са ИоуТубе видеа који показује да се рециклажа демонтира. Видљиве су гермицидне лампе и алуминијумска рефлектујућа површина, које рефлектују ултраљубичасто зрачење много лошије од видљиве светлости [Десар].

Многоструко ефикаснија је бактерицидна лампа, која отворено виси на зиду у ординацији клинике и коју лекар по распореду укључује. Зраци отворене лампе путују неколико метара, дезинфикујући прво ваздух, а затим и површине.

Озрачивачи ваздуха у горњем делу просторије

У болничким одељењима где су стално присутни пацијенти везани за кревет, УВ јединице се понекад користе за зрачење циркулишућих ваздушних токова испод плафона. Главни недостатак оваквих инсталација је у томе што решетка која покрива светиљке дозвољава само зрацима који пролазе стриктно у једном правцу, апсорбујући више од 90% преосталог протока без користи.

Можете додатно дувати ваздух кроз такав ирадијатор да бисте истовремено направили рециркулатор, али то се не ради, вероватно због невољности да се у просторији налази акумулатор прашине.

Пиринач. 22 Плафонски УВ озрачивач ваздуха, слика са сајта [Аирстерил].

Решетке штите људе у просторији од директног протока ултраљубичастог зрачења, али ток који пролази кроз решетку удара у плафон и зидове и дифузно се рефлектује, са коефицијентом рефлексије од око 10%. Соба је испуњена свесмерним ултраљубичастим зрачењем и људи добијају дозу ултраљубичастог зрачења пропорционалну времену проведеном у просторији.

Рецензенти и аутор

Рецензенти:
Артјом Балабанов, инжењер електронике, програмер система УВ очвршћавања;
др Румен Василев, инжењер осветљења, ООД „Интерлукс“, Бугарска;
Вадим Григоров, биофизичар;
Станислав Лермонтов, инжењер расвете, Цомплек Системс ЛЛЦ;
др Алексеј Панкрашкин, ванредни професор, инжењерство полупроводничке расвете и фотоника, ИНТЕЦХ Енгинееринг ЛЛЦ;
Андреј Храмов, специјалиста за дизајн осветљења за медицинске установе;
Виталиј Цвирко, шеф лабораторије за испитивање осветљења "ТССОТ НАС Белорусије"
Аутор: Антон Схараксхане, др, инжењер осветљења и биофизичар, Први Московски државни медицински универзитет по имену. ЊИХ. Сецхенов

референце

референце

[Аирстерил] ввв.аирстерил.цом.хк/ен/продуцтс/УР460
[Акуафинеув] ввв.акуафинеув.цом/ув-ламп-тецхнологиес
[ЦИЕ 155:2003] ЦИЕ 155:2003 УЛТРАВИОЛЕТНА ДЕЗИНФЕКЦИЈА ВАЗДУХА
[ДИН 5031-10] ДИН 5031-10 2018 Физика оптичког зрачења и осветљење. Део 10: Фотобиолошки ефикасно зрачење, количине, симболи и спектар деловања. Физика оптичког зрачења и осветљење. Фотобиолошки активно зрачење. Димензије, симболи и спектри деловања
[ЕСНА] ЕСНА приручник за осветљење, 9. издање. ед. Реа М.С. Илуминатинг Енгинееринг Социети оф Нортх Америца, Њујорк, 2000
[ИЕЦ 62471] ГОСТ Р ИЕЦ 62471-2013 Лампе и системи лампи. Фотобиолошка сигурност
[Ковалски2020] Владислав Ј. Ковалски ет ал., 2020 ЦОВИД-19 Цоронавирус Ултравиолет Сусцептибилити, ДОИ: 10.13140/РГ.2.2.22803.22566
[Лизма] лисма.су/ен/стратегииа-и-развитие/бацтерицидал-ламп-дрт-ултра.хтмл
[Митсуицхемицалс] јп.митсуицхемицалс.цом/ен/релеасе/2014/141027.хтм
[Нејм] ввв.нејм.орг/дои/фулл/10.1056/НЕЈМицм1104059
[Боја] ввв.паинт.орг/цоатингстецх-магазине/артицлес/аналитицал-сериес-принциплес-оф-аццелератед-веатхеринг-евалуатионс-оф-цоатингс
[ТУВ] ввв.ассетс.сигнифи.цом/ис/цонтент/ПхилипсЛигхтинг/фп928039504005-псс-ру_ру
[СЗО] Светска здравствена организација. Ултраљубичасто зрачење: Званични научни преглед утицаја УВ зрачења на животну средину и здравље, с обзиром на глобално оштећење озона.
[Десар] иоуту.бе/у6кАе3бОВВв
[Р 3.5.1904-04] Р 3.5.1904-04 Употреба ултраљубичастог бактерицидног зрачења за дезинфекцију ваздуха у затвореном простору
[СП 60.13330.2016] СП 60.13330.2016 Грејање, вентилација и климатизација.

Извор: ввв.хабр.цом