อัลตราไวโอเลต: การฆ่าเชื้อที่มีประสิทธิภาพและความปลอดภัย

คุณสมบัติของรังสีอัลตราไวโอเลตขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น และรังสีอัลตราไวโอเลตจากแหล่งต่างๆ ก็มีสเปกตรัมที่แตกต่างกัน เราจะหารือเกี่ยวกับแหล่งที่มาของแสงอัลตราไวโอเลตและวิธีการใช้งานเพื่อเพิ่มผลในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียให้สูงสุด ในขณะเดียวกันก็ลดความเสี่ยงของผลกระทบทางชีวภาพที่ไม่พึงประสงค์ให้เหลือน้อยที่สุด

ข้าว. 1. ภาพถ่ายไม่ใช่การฆ่าเชื้อด้วยรังสี UVC อย่างที่คิด แต่เป็นการฝึกการใช้ชุดป้องกันที่มีการตรวจจับจุดเรืองแสงของการฝึกของเหลวในร่างกายในรังสี UVA UVA เป็นรังสีอัลตราไวโอเลตอ่อนและไม่มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย การหลับตาเป็นข้อควรระวังเพื่อความปลอดภัยที่สมเหตุสมผล เนื่องจากสเปกตรัมกว้างของหลอดฟลูออเรสเซนต์ UVA ที่ใช้ซ้อนทับกับ UVB ซึ่งเป็นอันตรายต่อสายตา (ที่มา Simon Davis/DFID)

ความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นนั้นสอดคล้องกับพลังงานควอนตัมที่ทำให้ปฏิกิริยาโฟโตเคมีเป็นไปได้ ควอนตัมแสงที่มองเห็นกระตุ้นปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลในเนื้อเยื่อไวแสงจำเพาะ - จอประสาทตา
อัลตราไวโอเลตไม่สามารถมองเห็นได้ ความยาวคลื่นของมันสั้นลง ความถี่และพลังงานของควอนตัมจะสูงขึ้น การแผ่รังสีจะรุนแรงขึ้น และความหลากหลายของปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลและผลกระทบทางชีวภาพก็มีมากขึ้น

อัลตราไวโอเลตมีความแตกต่างใน:

• ความยาวคลื่นยาว/อ่อน/ใกล้ UVA (400...315 นาโนเมตร) มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับแสงที่มองเห็นได้
• ความแข็งปานกลาง - UVB (315...280 นาโนเมตร);
• คลื่นสั้น/คลื่นยาว/แข็ง – UVC (280…100 นาโนเมตร)

ผลฆ่าเชื้อแบคทีเรียของแสงอัลตราไวโอเลต

ฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียเกิดขึ้นจากแสงอัลตราไวโอเลตชนิดแข็ง - UVC และในระดับที่น้อยกว่าโดยแสงอัลตราไวโอเลตที่มีความแข็งปานกลาง - UVB กราฟประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียแสดงให้เห็นว่ามีเพียงช่วงแคบๆ ที่ 230...300 นาโนเมตร หรือประมาณหนึ่งในสี่ของช่วงที่เรียกว่าอัลตราไวโอเลต เท่านั้นที่มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้อย่างชัดเจน

ข้าว. 2 กราฟประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อแบคทีเรียจาก [ซีไออี 155:2003]

ควอนตัมที่มีความยาวคลื่นในช่วงนี้จะถูกดูดซับโดยกรดนิวคลีอิกซึ่งนำไปสู่การทำลายโครงสร้างของ DNA และ RNA นอกเหนือจากการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ซึ่งก็คือการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย กลุ่มผลิตภัณฑ์นี้ยังมีฤทธิ์ในการฆ่าเชื้อไวรัส (ต้านไวรัส) ฆ่าเชื้อรา (ต้านเชื้อรา) และฆ่าเชื้อแบคทีเรีย (ฆ่าเชื้อสปอร์) ซึ่งรวมถึงการฆ่าไวรัส RNA SARS-CoV-2020 ซึ่งทำให้เกิดการระบาดใหญ่ในปี 2

ฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียของแสงแดด

แสงแดดมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียค่อนข้างน้อย ลองดูสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์ด้านบนและด้านล่างบรรยากาศ:

ข้าว. 3. สเปกตรัมของรังสีดวงอาทิตย์เหนือชั้นบรรยากาศและที่ระดับน้ำทะเล ส่วนที่รุนแรงที่สุดของช่วงอัลตราไวโอเลตไปไม่ถึงพื้นผิวโลก (ยืมจากวิกิพีเดีย)

ควรให้ความสนใจกับสเปกตรัมเหนือบรรยากาศที่เน้นด้วยสีเหลือง พลังงานควอนตัมที่ขอบด้านซ้ายของสเปกตรัมของรังสีดวงอาทิตย์เหนือบรรยากาศที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 240 นาโนเมตรสอดคล้องกับพลังงานพันธะเคมีที่ 5.1 eV ในโมเลกุลออกซิเจน "O2" โมเลกุลออกซิเจนดูดซับควอนตัมเหล่านี้ พันธะเคมีถูกทำลาย ออกซิเจนอะตอมมิก "O" เกิดขึ้น ซึ่งรวมกลับเป็นโมเลกุลของออกซิเจน "O2" และโอโซน "O3" บางส่วน

UVC เหนือชั้นบรรยากาศจากแสงอาทิตย์ก่อให้เกิดโอโซนในบรรยากาศชั้นบน เรียกว่าชั้นโอโซน พลังงานพันธะเคมีในโมเลกุลโอโซนต่ำกว่าโมเลกุลออกซิเจน ดังนั้นโอโซนจึงดูดซับพลังงานควอนต้าต่ำกว่าออกซิเจน และแม้ว่าออกซิเจนจะดูดซับเฉพาะ UVC แต่ชั้นโอโซนจะดูดซับ UVC และ UVB ปรากฎว่าดวงอาทิตย์สร้างโอโซนที่ขอบสุดของส่วนอัลตราไวโอเลตของสเปกตรัม และโอโซนนี้จะดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่แข็งส่วนใหญ่ของดวงอาทิตย์เพื่อปกป้องโลก

ตอนนี้ ให้ความสนใจกับความยาวคลื่นและสเกลอย่างระมัดระวัง เราจะรวมสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับสเปกตรัมของการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย

ข้าว. 4 สเปกตรัมของการฆ่าเชื้อแบคทีเรียและสเปกตรัมของการแผ่รังสีแสงอาทิตย์

จะเห็นได้ว่าฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียจากแสงแดดไม่มีนัยสำคัญ ส่วนหนึ่งของสเปกตรัมที่สามารถออกฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียนั้นจะถูกดูดซับโดยชั้นบรรยากาศเกือบทั้งหมด ในช่วงเวลาต่างๆ ของปีและละติจูดที่ต่างกัน สถานการณ์จะแตกต่างกันเล็กน้อย แต่ในเชิงคุณภาพก็คล้ายคลึงกัน

อันตรายจากรังสีอัลตราไวโอเลต

ผู้นำของประเทศใหญ่แห่งหนึ่งเสนอว่า “จะรักษาโควิด-19 ได้ คุณต้องนำแสงแดดเข้ามาในร่างกาย” อย่างไรก็ตาม UV ฆ่าเชื้อโรคจะทำลาย RNA และ DNA รวมถึงมนุษย์ด้วย หากคุณ “ส่งแสงแดดเข้าสู่ร่างกาย” บุคคลนั้นก็จะตาย

ชั้นหนังกำพร้า ซึ่งโดยหลักแล้วคือชั้น corneum ของเซลล์ที่ตายแล้ว ช่วยปกป้องเนื้อเยื่อที่มีชีวิตจาก UVC ใต้ชั้นผิวหนังชั้นนอก มีรังสี UVC เพียงไม่ถึง 1% เท่านั้นที่ทะลุผ่าน [WHO] คลื่น UVB และ UVA ที่ยาวขึ้นจะทะลุทะลวงได้ลึกยิ่งขึ้น

หากไม่มีรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ บางทีผู้คนก็อาจไม่มีผิวหนังชั้นนอกและชั้น corneum และพื้นผิวของร่างกายก็อาจเป็นเมือกเหมือนหอยทาก แต่เนื่องจากมนุษย์วิวัฒนาการมาภายใต้ดวงอาทิตย์ เฉพาะพื้นผิวที่ได้รับการปกป้องจากแสงแดดเท่านั้นจึงจะมีเมือก สิ่งที่เปราะบางที่สุดคือพื้นผิวเมือกของดวงตาซึ่งได้รับการปกป้องตามเงื่อนไขจากรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ด้วยเปลือกตา, ขนตา, คิ้ว, ทักษะการเคลื่อนไหวของใบหน้าและนิสัยไม่มองดวงอาทิตย์

เมื่อพวกเขาเรียนรู้ที่จะเปลี่ยนเลนส์ด้วยเลนส์เทียมเป็นครั้งแรก จักษุแพทย์ต้องเผชิญกับปัญหาการไหม้ของจอประสาทตา พวกเขาเริ่มเข้าใจเหตุผลและพบว่าเลนส์ของมนุษย์ที่มีชีวิตนั้นทึบแสงต่อแสงอัลตราไวโอเลตและปกป้องเรตินา หลังจากนั้น เลนส์เทียมก็ถูกทำให้ทึบแสงต่อแสงอัลตราไวโอเลตด้วย

ภาพดวงตาในรังสีอัลตราไวโอเลตแสดงให้เห็นความทึบของเลนส์ต่อแสงอัลตราไวโอเลต คุณไม่ควรส่องดวงตาของคุณเองด้วยแสงอัลตราไวโอเลต เนื่องจากเมื่อเวลาผ่านไปเลนส์จะขุ่นมัว รวมถึงปริมาณแสงอัลตราไวโอเลตที่สะสมมานานหลายปีด้วย และจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ ดังนั้นเราจะใช้ประสบการณ์ของผู้กล้าที่ละเลยความปลอดภัย ฉายแสงอัลตราไวโอเลตความยาวคลื่น 365 นาโนเมตรเข้าตา แล้วโพสต์ผลลง YouTube

ข้าว. 5 ภาพจากวิดีโอในช่อง Youtube “Kreosan”

ไฟฉายอัลตราไวโอเลตที่กระตุ้นการเรืองแสงที่มีความยาวคลื่น 365 นาโนเมตร (UVA) เป็นที่นิยม ผู้ใหญ่ซื้อพวกเขา แต่ตกอยู่ในมือเด็กอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เด็กๆ ฉายไฟฉายเหล่านี้เข้าตาและมองดูคริสตัลที่เปล่งประกายอย่างระมัดระวังเป็นเวลานาน ขอแนะนำให้ป้องกันการกระทำดังกล่าว หากสิ่งนี้เกิดขึ้น คุณสามารถมั่นใจได้เองว่าต้อกระจกในการศึกษาด้วยเมาส์นั้นเกิดจากการฉายรังสี UVB ของเลนส์ได้อย่างน่าเชื่อถือ แต่ผลการต้อกระจกของ UVA นั้นไม่เสถียร [องค์การอนามัยโลก].
แต่ยังไม่ทราบสเปกตรัมที่แน่นอนของการกระทำของแสงอัลตราไวโอเลตบนเลนส์ และเมื่อพิจารณาว่าต้อกระจกเป็นผลที่ล่าช้ามาก คุณจึงจำเป็นต้องมีสติปัญญาเพื่อไม่ให้แสงอัลตราไวโอเลตส่องเข้าไปในดวงตาของคุณล่วงหน้า

เยื่อเมือกของดวงตาจะอักเสบได้ค่อนข้างเร็วภายใต้รังสีอัลตราไวโอเลต ซึ่งเรียกว่า photokeratitis และ photoconjunctivitis เยื่อเมือกกลายเป็นสีแดง และรู้สึก "มีทรายเข้าตา" ปรากฏขึ้น ผลกระทบจะหายไปหลังจากผ่านไป 2-3 วัน แต่การไหม้ซ้ำๆ อาจทำให้กระจกตาขุ่นได้

ความยาวคลื่นที่ทำให้เกิดผลกระทบเหล่านี้สอดคล้องกับฟังก์ชันอันตรายจากรังสียูวีแบบถ่วงน้ำหนักที่กำหนดในมาตรฐานความปลอดภัยทางชีวภาพทางแสง [IEC 62471] และใกล้เคียงกับช่วงฆ่าเชื้อโรคโดยประมาณ

ข้าว. 6 สเปกตรัมของรังสีอัลตราไวโอเลตที่ทำให้เกิดโรคตาแดงและโรคผิวหนังอักเสบจากแสง [DIN 5031-10] และการทำงานแบบถ่วงน้ำหนักของอันตรายจากรังสี UV จากแอคตินิกต่อผิวหนังและดวงตาจาก [IEC 62471].

ปริมาณเกณฑ์สำหรับ photokeratitis และ photoconjunctivitis คือ 50-100 J/m2 ค่านี้ไม่เกินปริมาณที่ใช้สำหรับการฆ่าเชื้อ จะไม่สามารถฆ่าเชื้อเยื่อเมือกของดวงตาด้วยแสงอัลตราไวโอเลตได้โดยไม่ทำให้เกิดการอักเสบ

ผื่นแดงซึ่งก็คือ “ผิวไหม้แดด” เป็นอันตรายเนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลตในช่วงสูงถึง 300 นาโนเมตร ตามแหล่งข้อมูลบางแห่ง ประสิทธิภาพสเปกตรัมสูงสุดของการเกิดผื่นแดงอยู่ที่ความยาวคลื่นประมาณ 300 นาโนเมตร [องค์การอนามัยโลก] ปริมาณขั้นต่ำที่ทำให้เกิดผื่นแดง MED แทบไม่สังเกตเห็นได้ชัด (ปริมาณผื่นแดงขั้นต่ำ) สำหรับผิวประเภทต่างๆ อยู่ระหว่าง 150 ถึง 2000 J/m2 สำหรับผู้ที่อาศัยอยู่ในโซนกลาง ค่า DER ทั่วไปจะถือว่ามีค่าประมาณ 200...300 J/m2

UVB ในช่วง 280-320 นาโนเมตร สูงสุดประมาณ 300 นาโนเมตร ทำให้เกิดมะเร็งผิวหนัง ไม่มีขนาดยาตามเกณฑ์ ปริมาณที่สูงขึ้นหมายถึงความเสี่ยงที่สูงขึ้น และผลที่ได้จะเกิดความล่าช้า

ข้าว. 7 กราฟการกระทำของรังสียูวีที่ทำให้เกิดผื่นแดงและมะเร็งผิวหนัง

การแก่ชราของผิวหนังที่เกิดจากแสงเกิดจากรังสีอัลตราไวโอเลตในช่วง 200...400 นาโนเมตร มีรูปถ่ายที่รู้จักกันดีของคนขับรถบรรทุกคนหนึ่งซึ่งได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ทางด้านซ้ายขณะขับรถ คนขับมีนิสัยชอบขับรถโดยพับกระจกลง แต่ด้านขวาของใบหน้าได้รับการปกป้องจากรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ด้วยกระจกหน้ารถ ความแตกต่างในสภาพที่เกี่ยวข้องกับอายุของผิวหนังด้านขวาและด้านซ้ายนั้นน่าประทับใจ:

ข้าว. 8 รูปถ่ายของคนขับที่ขับรถโดยปิดหน้าต่างคนขับลงเป็นเวลา 28 ปี [เนจม์].

หากเราประมาณคร่าวๆ ว่าอายุของผิวหนังด้านต่างๆ ของใบหน้าบุคคลนี้ต่างกันประมาณ 20 ปี และนี่เป็นผลมาจากการที่เป็นเวลาประมาณ 20 ปีเดียวกันนั้น ใบหน้าด้านหนึ่งได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ และอีกด้านหนึ่งได้รับแสงสว่าง ไม่ใช่ เราสามารถสรุปได้อย่างระมัดระวังว่าวันหนึ่งในที่โล่งคือหนึ่งวันและทำให้ผิวหนังมีอายุมากขึ้น

จากข้อมูลอ้างอิง [องค์การอนามัยโลก] เป็นที่ทราบกันดีว่าในละติจูดกลางในฤดูร้อนภายใต้แสงแดดโดยตรง ปริมาณเม็ดเลือดแดงขั้นต่ำที่ 200 J/m2 จะถูกสะสมเร็วกว่าในหนึ่งชั่วโมง เมื่อเปรียบเทียบตัวเลขเหล่านี้กับข้อสรุปที่วาดไว้เราสามารถสรุปได้อีกอย่างหนึ่ง: การแก่ชราของผิวหนังในระหว่างการทำงานเป็นระยะและในระยะสั้นกับหลอดอัลตราไวโอเลตไม่เป็นอันตรายที่สำคัญ

ต้องใช้แสงอัลตราไวโอเลตเท่าใดในการฆ่าเชื้อ?

จำนวนจุลินทรีย์ที่รอดชีวิตบนพื้นผิวและในอากาศลดลงแบบทวีคูณเมื่อปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ปริมาณรังสีที่ฆ่าเชื้อวัณโรคได้ 90% คือ 10 J/m2 สองครั้งฆ่า 99%, สามโดสฆ่า 99,9% เป็นต้น

ข้าว. 9 การขึ้นอยู่กับสัดส่วนของเชื้อมัยโคแบคทีเรียมวัณโรคที่รอดชีวิตกับปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตที่ความยาวคลื่น 254 นาโนเมตร

การพึ่งพาแบบเอกซ์โปเนนเชียลนั้นน่าทึ่งตรงที่แม้ในปริมาณเล็กน้อยก็สามารถฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ส่วนใหญ่ได้

ในบรรดารายการที่อยู่ใน [ซีไออี 155:2003] จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค Salmonella สามารถต้านทานรังสีอัลตราไวโอเลตได้มากที่สุด ปริมาณที่ฆ่าแบคทีเรียได้ 90% คือ 80 J/m2 จากการทบทวน [Kowalski2020] ปริมาณเฉลี่ยที่ฆ่าโคโรนาไวรัสได้ 90% คือ 67 J/m2 แต่สำหรับจุลินทรีย์ส่วนใหญ่ปริมาณรังสีนี้จะต้องไม่เกิน 50 J/m2 ในทางปฏิบัติ โปรดทราบว่าปริมาณมาตรฐานที่ใช้ฆ่าเชื้อได้อย่างมีประสิทธิภาพ 90% คือ 50 จูล/ตารางเมตร

ตามวิธีการปัจจุบันที่ได้รับอนุมัติจากกระทรวงสาธารณสุขของรัสเซียสำหรับการใช้รังสีอัลตราไวโอเลตในการฆ่าเชื้อโรคในอากาศ [อาร์ 3.5.1904-04] ต้องการประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อสูงสุด “สามเก้า” หรือ 99,9% สำหรับห้องผ่าตัด โรงพยาบาลคลอดบุตร ฯลฯ สำหรับห้องเรียนของโรงเรียน อาคารสาธารณะ ฯลฯ “หนึ่งเก้า” ก็เพียงพอแล้ว นั่นคือ จุลินทรีย์ถูกทำลายถึง 90% ซึ่งหมายความว่า ขึ้นอยู่กับประเภทของห้อง ปริมาณมาตรฐาน 50...150 J/m2 หนึ่งถึงสามโดสก็เพียงพอแล้ว

ตัวอย่างการประมาณเวลาการฉายรังสีที่ต้องการ: สมมติว่าจำเป็นต้องฆ่าเชื้อในอากาศและพื้นผิวในห้องขนาด 5 × 7 × 2,8 เมตร โดยใช้หลอดไฟเปิด Philips TUV 30W หนึ่งหลอด

คำอธิบายทางเทคนิคของหลอดไฟระบุอัตราการฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่ 12 W [TUV] ในกรณีที่เหมาะสม การไหลทั้งหมดจะไปยังพื้นผิวที่ได้รับการฆ่าเชื้ออย่างเคร่งครัด แต่ในสถานการณ์จริง การไหลครึ่งหนึ่งจะสูญเปล่าโดยไม่เกิดประโยชน์ เช่น จะทำให้ผนังด้านหลังโคมไฟสว่างขึ้นด้วยความเข้มที่มากเกินไป ดังนั้นเราจะนับกระแสที่มีประโยชน์ 6 วัตต์ พื้นที่ผิวฉายรังสีรวมในห้องคือพื้น 35 ตร.ม. + เพดาน 2 ตร.ม. + ผนัง 35 ตร.ม. รวม 2 ตร.ม.

โดยเฉลี่ยแล้ว ฟลักซ์ของรังสีฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่ตกลงบนพื้นผิวคือ 6 W/137 m2 = 0,044 W/m2 ในหนึ่งชั่วโมง ซึ่งก็คือใน 3600 วินาที พื้นผิวเหล่านี้จะได้รับปริมาณ 0,044 วัตต์/ตารางเมตร × 2 วินาที = 3600 จูล/ตารางเมตร หรือประมาณ 158 จูล/ตารางเมตร ซึ่งสอดคล้องกับปริมาณมาตรฐานสามโดส 2 J/m150 หรือ “สามเก้า” - ประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย 2% กล่าวคือ ข้อกำหนดของห้องผ่าตัด และเนื่องจากปริมาณที่คำนวณไว้ก่อนที่จะตกลงสู่พื้นผิวผ่านปริมาตรของห้อง อากาศจึงถูกฆ่าเชื้ออย่างมีประสิทธิภาพไม่น้อย

หากข้อกำหนดสำหรับการฆ่าเชื้อมีน้อยและ "หนึ่งเก้า" ก็เพียงพอ ตามตัวอย่างที่พิจารณา จะใช้เวลาในการฉายรังสีน้อยลงสามเท่า - ประมาณ 20 นาที

ป้องกันรังสียูวี

มาตรการป้องกันหลักระหว่างการฆ่าเชื้อด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตคือการออกจากห้อง การอยู่ใกล้หลอด UV ที่ใช้งานได้ แต่การมองไปทางอื่นไม่ได้ช่วยอะไร เยื่อเมือกของดวงตายังคงถูกฉายรังสีอยู่

แว่นตาแก้วสามารถเป็นมาตรการบางส่วนในการปกป้องเยื่อเมือกของดวงตา ข้อความเชิงหมวดหมู่ “แก้วไม่ส่งรังสีอัลตราไวโอเลต” ไม่ถูกต้อง และส่งผ่านรังสีอัลตราไวโอเลตได้ในระดับหนึ่ง และแก้วยี่ห้อต่างๆ ก็ส่งผ่านในลักษณะที่แตกต่างกัน แต่โดยทั่วไป เมื่อความยาวคลื่นลดลง การส่งผ่านแสงจะลดลง และ UVC จะถูกส่งผ่านอย่างมีประสิทธิภาพด้วยแก้วควอทซ์เท่านั้น แว่นสายตาไม่ใช่ระบบควอทซ์ทุกกรณี

เราพูดได้อย่างมั่นใจว่าเลนส์แว่นตาที่มีเครื่องหมาย UV400 จะไม่ส่งรังสีอัลตราไวโอเลต

ข้าว. 10 สเปกตรัมการส่งผ่านของแว่นตาที่มีดัชนี UV380, UV400 และ UV420 ภาพจากเว็บไซต์ [มิตซุยเคมีคอล]

มาตรการป้องกันอีกอย่างคือการใช้แหล่งที่มาของช่วง UVC ฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่ไม่ปล่อยก๊าซที่อาจเป็นอันตราย แต่ไม่มีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อ ช่วง UVB และ UVA

แหล่งกำเนิดรังสีอัลตราไวโอเลต

ยูวีไดโอด

ไดโอดอัลตราไวโอเลต (UVA) 365 นาโนเมตรที่พบมากที่สุดได้รับการออกแบบมาสำหรับ "ไฟฉายตำรวจ" ที่ผลิตแสงเรืองแสงเพื่อตรวจจับสิ่งปนเปื้อนที่มองไม่เห็นโดยไม่มีรังสีอัลตราไวโอเลต การฆ่าเชื้อด้วยไดโอดดังกล่าวเป็นไปไม่ได้ (ดูรูปที่ 11)
สำหรับการฆ่าเชื้อ สามารถใช้ไดโอด UVC คลื่นสั้นที่มีความยาวคลื่น 265 นาโนเมตรได้ ค่าใช้จ่ายของโมดูลไดโอดที่จะมาแทนที่หลอดฆ่าเชื้อแบคทีเรียแบบปรอทนั้นสูงกว่าราคาของหลอดไฟถึงสามเท่า ดังนั้นในทางปฏิบัติ วิธีแก้ปัญหาดังกล่าวไม่ได้ใช้สำหรับการฆ่าเชื้อในพื้นที่ขนาดใหญ่ แต่อุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดที่ใช้ยูวีไดโอดกลับปรากฏขึ้นเพื่อฆ่าเชื้อโรคในพื้นที่เล็กๆ เช่น เครื่องมือ โทรศัพท์ รอยโรคที่ผิวหนัง ฯลฯ

หลอดปรอทแรงดันต่ำ

หลอดปรอทแรงดันต่ำเป็นมาตรฐานในการเปรียบเทียบแหล่งอื่นๆ ทั้งหมด
ส่วนแบ่งหลักของพลังงานรังสีของไอปรอทที่ความดันต่ำในการปล่อยกระแสไฟฟ้าจะอยู่ที่ความยาวคลื่น 254 นาโนเมตร ซึ่งเหมาะสำหรับการฆ่าเชื้อ พลังงานส่วนเล็กๆ ถูกปล่อยออกมาที่ความยาวคลื่น 185 นาโนเมตร ซึ่งก่อให้เกิดโอโซนอย่างเข้มข้น และมีพลังงานน้อยมากที่ถูกปล่อยออกมาในช่วงความยาวคลื่นอื่น ๆ รวมถึงช่วงที่มองเห็นด้วย

ในหลอดฟลูออเรสเซนต์แบบปรอทแสงสีขาวทั่วไป แก้วของหลอดไฟจะไม่ส่งรังสีอัลตราไวโอเลตที่ปล่อยออกมาจากไอปรอท แต่ฟอสเฟอร์ซึ่งเป็นผงสีขาวบนผนังขวด จะเรืองแสงในช่วงที่มองเห็นได้ภายใต้อิทธิพลของแสงอัลตราไวโอเลต

หลอด UVB หรือ UVA ได้รับการออกแบบในลักษณะเดียวกัน หลอดแก้วไม่ส่งจุดสูงสุดที่ 185 นาโนเมตรและจุดสูงสุดที่ 254 นาโนเมตร แต่ฟอสเฟอร์ภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตคลื่นสั้นจะไม่ปล่อยแสงที่มองเห็นได้ แต่เป็นรังสีอัลตราไวโอเลตคลื่นยาว รังสี เหล่านี้เป็นโคมไฟสำหรับวัตถุประสงค์ทางเทคนิค และเนื่องจากสเปกตรัมของหลอด UVA นั้นคล้ายคลึงกับสเปกตรัมของดวงอาทิตย์ โคมไฟดังกล่าวจึงใช้สำหรับการฟอกหนังด้วย การเปรียบเทียบสเปกตรัมกับกราฟประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อแบคทีเรียแสดงให้เห็นว่าการใช้หลอด UVB และโดยเฉพาะอย่างยิ่งหลอด UVA ในการฆ่าเชื้อนั้นไม่เหมาะสม

ข้าว. 11 การเปรียบเทียบกราฟประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย สเปกตรัมของหลอด UVB สเปกตรัมของหลอดฟอกหนัง UVA และสเปกตรัมของไดโอด 365 นาโนเมตร สเปกตรัมของหลอดไฟที่นำมาจากเว็บไซต์ของสมาคมผู้ผลิตสีแห่งอเมริกา [สี].

โปรดทราบว่าสเปกตรัมของหลอดฟลูออเรสเซนต์ UVA นั้นกว้างและครอบคลุมช่วง UVB สเปกตรัมของไดโอด 365 นาโนเมตรนั้นแคบกว่ามาก นี่คือ "รังสี UVA ที่เที่ยงตรง" หากจำเป็นต้องใช้ UVA เพื่อสร้างแสงเรืองแสงเพื่อการตกแต่งหรือเพื่อตรวจจับสิ่งปนเปื้อน การใช้ไดโอดจะปลอดภัยกว่าการใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์อัลตราไวโอเลต

หลอดฆ่าเชื้อแบคทีเรียด้วยปรอท UVC ความดันต่ำแตกต่างจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ตรงที่ไม่มีสารเรืองแสงบนผนังหลอดไฟ และหลอดไฟจะส่งแสงอัลตราไวโอเลต เส้นหลัก 254 นาโนเมตรจะถูกส่งผ่านเสมอ และเส้นที่สร้างโอโซน 185 นาโนเมตรสามารถปล่อยทิ้งไว้ในสเปกตรัมของหลอดไฟหรือถอดออกด้วยหลอดแก้วที่มีระบบส่งผ่านแบบเลือกสรร

ข้าว. 12 ช่วงการแผ่รังสีระบุไว้บนฉลากของหลอดอัลตราไวโอเลต หลอด UVC ฆ่าเชื้อโรคสามารถรับรู้ได้หากไม่มีสารฟอสเฟอร์บนหลอดไฟ

โอโซนมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียเพิ่มเติม แต่เป็นสารก่อมะเร็ง ดังนั้น เพื่อไม่ให้โอโซนกัดกร่อนหลังจากการฆ่าเชื้อ จึงใช้หลอดไฟที่ไม่สร้างโอโซนที่ไม่มีเส้น 185 นาโนเมตรในสเปกตรัม หลอดไฟเหล่านี้มีสเปกตรัมที่เกือบจะสมบูรณ์แบบ - เส้นหลักที่มีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียสูง 254 นาโนเมตร การแผ่รังสีที่อ่อนมากในช่วงอัลตราไวโอเลตที่ไม่ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย และมีรังสี "สัญญาณ" เล็กน้อยในช่วงที่มองเห็นได้

ข้าว. 13. สเปกตรัมของหลอดปรอท UVC ความดันต่ำ (จัดทำโดยนิตยสาร lumen2b.ru) รวมกับสเปกตรัมของรังสีดวงอาทิตย์ (จาก Wikipedia) และกราฟประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย (จาก ESNA Lighting Handbook [อีเอสเอ็นเอ])

แสงสีฟ้าของหลอดฆ่าเชื้อโรคช่วยให้คุณเห็นว่าหลอดปรอทเปิดและทำงานอยู่ แสงเรืองแสงมีน้อย และทำให้เข้าใจผิดว่าสามารถมองดูหลอดไฟได้อย่างปลอดภัย เราไม่รู้สึกว่ารังสีในช่วง UVC คิดเป็น 35...40% ของพลังงานทั้งหมดที่หลอดไฟใช้

ข้าว. 14 พลังงานรังสีเพียงเล็กน้อยของไอปรอทอยู่ในช่วงที่มองเห็นได้และมองเห็นได้เป็นแสงสีน้ำเงินอ่อน

หลอดปรอทฆ่าเชื้อแบคทีเรียความดันต่ำมีฐานเดียวกันกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ทั่วไป แต่มีความยาวต่างกันเพื่อไม่ให้หลอดฆ่าเชื้อแบคทีเรียเข้าไปในหลอดธรรมดา นอกเหนือจากขนาดของหลอดไฟแล้ว หลอดไฟสำหรับหลอดฆ่าเชื้อแบคทีเรียยังโดดเด่นด้วยความจริงที่ว่าชิ้นส่วนพลาสติกทั้งหมดทนทานต่อรังสีอัลตราไวโอเลต สายไฟจากอัลตราไวโอเลตถูกปกคลุม และไม่มีตัวกระจายแสง

สำหรับความต้องการในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียในบ้าน ผู้เขียนใช้หลอดฆ่าเชื้อแบคทีเรียขนาด 15 วัตต์ ซึ่งก่อนหน้านี้ใช้เพื่อฆ่าเชื้อสารละลายธาตุอาหารของการติดตั้งระบบไฮโดรโพนิกส์ คุณสามารถค้นหาสิ่งที่คล้ายคลึงได้โดยการค้นหา "เครื่องฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวีในตู้ปลา" เมื่อหลอดไฟทำงานโอโซนจะถูกปล่อยออกมาซึ่งไม่ดีแต่มีประโยชน์ในการฆ่าเชื้อ เช่น รองเท้า เป็นต้น

ข้าว. 15 หลอดปรอทแรงดันต่ำพร้อมฐานแบบต่างๆ ภาพจากเว็บไซต์ Aliexpress

หลอดปรอทความดันปานกลางและสูง

การเพิ่มขึ้นของความดันไอปรอททำให้เกิดสเปกตรัมที่ซับซ้อนมากขึ้น สเปกตรัมจะขยายและมีเส้นปรากฏขึ้นมากขึ้น รวมถึงที่ความยาวคลื่นที่สร้างโอโซนด้วย การนำสารเติมแต่งเข้าไปในปรอททำให้สเปกตรัมมีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น โคมไฟดังกล่าวมีหลายประเภทและสเปกตรัมของโคมไฟแต่ละแบบมีความพิเศษ

ข้าว. 16 ตัวอย่างสเปกตรัมของหลอดปรอทความดันปานกลางและสูง

การเพิ่มความดันจะลดประสิทธิภาพของหลอดไฟ เมื่อใช้แบรนด์ Aquafineuv เป็นตัวอย่าง หลอดไฟ UVC แรงดันปานกลางจะปล่อยพลังงาน 15-18% ของการใช้พลังงาน และไม่ใช่ 40% ในรูปแบบหลอดแรงดันต่ำ และต้นทุนอุปกรณ์ต่อวัตต์ของกระแส UVC ที่สูงขึ้น [อควาฟิเนฟ].
ประสิทธิภาพที่ลดลงและต้นทุนที่เพิ่มขึ้นของหลอดไฟได้รับการชดเชยด้วยความกะทัดรัด ตัวอย่างเช่น การฆ่าเชื้อในน้ำไหลหรือการทำให้วานิชแห้งด้วยความเร็วสูงในการพิมพ์ต้องใช้แหล่งที่มีขนาดกะทัดรัดและทรงพลัง ต้นทุนและประสิทธิภาพเฉพาะนั้นไม่สำคัญ แต่การใช้หลอดไฟดังกล่าวเพื่อฆ่าเชื้อโรคไม่ถูกต้อง

เครื่องฉายรังสี UV ที่ทำจากหัวเผา DRL และหลอดไฟ DRT

มีวิธี "พื้นบ้าน" เพื่อให้ได้แหล่งกำเนิดรังสีอัลตราไวโอเลตที่ทรงพลังในราคาไม่แพงนัก กำลังจะเลิกใช้งานแล้ว แต่ไฟ DRL แสงขาว 125...1000W ยังจำหน่ายอยู่ครับ ในโคมไฟเหล่านี้ ภายในขวดด้านนอกจะมี "หัวเผา" ซึ่งเป็นหลอดปรอทแรงดันสูง มันปล่อยแสงอัลตราไวโอเลตบรอดแบนด์ซึ่งถูกบล็อกโดยหลอดแก้วด้านนอก แต่ทำให้ฟอสเฟอร์บนผนังเรืองแสง หากคุณทำลายขวดด้านนอกและเชื่อมต่อเครื่องเขียนกับเครือข่ายผ่านโช้คมาตรฐาน คุณจะได้รับตัวปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตบรอดแบนด์ที่ทรงพลัง

ตัวปล่อยแบบโฮมเมดดังกล่าวมีข้อเสีย: ประสิทธิภาพต่ำเมื่อเทียบกับหลอดแรงดันต่ำรังสีอัลตราไวโอเลตส่วนใหญ่อยู่นอกช่วงฆ่าเชื้อแบคทีเรียและคุณไม่สามารถอยู่ในห้องได้ระยะหนึ่งหลังจากปิดหลอดไฟจนกว่าโอโซนจะสลายตัวหรือหายไป

แต่ข้อดีก็ปฏิเสธไม่ได้เช่นกัน: ต้นทุนต่ำและกำลังสูงในขนาดที่กะทัดรัด ข้อดีประการหนึ่งคือการสร้างโอโซน โอโซนจะฆ่าเชื้อพื้นผิวที่เป็นร่มเงาซึ่งไม่ได้รับรังสีอัลตราไวโอเลต

ข้าว. 17 เครื่องฉายรังสีอัลตราไวโอเลตที่ทำจากหลอด DRL ภาพถ่ายนี้เผยแพร่โดยได้รับอนุญาตจากผู้เขียน ซึ่งเป็นทันตแพทย์ชาวบัลแกเรีย โดยใช้เครื่องฉายรังสีนี้ นอกเหนือจากหลอดมาตรฐานฆ่าเชื้อแบคทีเรีย Philips TUV 30W

แหล่งกำเนิดรังสีอัลตราไวโอเลตที่คล้ายกันสำหรับการฆ่าเชื้อในรูปแบบของหลอดปรอทแรงดันสูงนั้นถูกใช้ในเครื่องฉายรังสีประเภท OUFK-01 "Solnyshko"

ตัวอย่างเช่น สำหรับหลอดไฟยอดนิยม “DRT 125-1” ผู้ผลิตไม่ได้เผยแพร่สเปกตรัม แต่ระบุพารามิเตอร์ในเอกสารประกอบ: ความเข้มของการฉายรังสีที่ระยะห่าง 1 เมตรจากหลอด UVA – 0,98 W/m2, UVB – 0,83 W/m2, UVC – 0,72 W/m2, การไหลของแบคทีเรีย 8 W และหลังการใช้งาน จำเป็นต้องมีการระบายอากาศในห้องจากโอโซน [ลิสมา] เพื่อตอบคำถามโดยตรงเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างหลอดไฟ DRT และเครื่องเขียน DRL ผู้ผลิตตอบในบล็อกของเขาว่า DRT มีการเคลือบสีเขียวที่เป็นฉนวนบนแคโทด

ข้าว. 18 แหล่งกำเนิดอัลตราไวโอเลตบรอดแบนด์ - หลอด DRT-125

ตามคุณลักษณะที่ระบุไว้ เป็นที่ชัดเจนว่าสเปกตรัมนั้นเป็นสเปกตรัมบรอดแบนด์ที่มีส่วนแบ่งรังสีอัลตราไวโอเลตชนิดอ่อน ปานกลาง และแข็งเกือบเท่ากัน รวมถึง UVC ชนิดแข็งที่สร้างโอโซนด้วย การไหลของสารฆ่าเชื้อแบคทีเรียคือ 6,4% ของการใช้พลังงาน นั่นคือประสิทธิภาพน้อยกว่าหลอดไฟแบบท่อแรงดันต่ำถึง 6 เท่า

ผู้ผลิตไม่ได้เผยแพร่สเปกตรัมของหลอดไฟนี้ และรูปภาพเดียวกันกับสเปกตรัมของ DRT ตัวใดตัวหนึ่งกำลังเผยแพร่บนอินเทอร์เน็ต ไม่ทราบแหล่งที่มาดั้งเดิม แต่อัตราส่วนพลังงานในช่วง UVC, UVB และ UVA ไม่สอดคล้องกับที่ประกาศไว้สำหรับหลอดไฟ DRT-125 สำหรับ DRT จะมีการระบุอัตราส่วนโดยประมาณที่เท่ากัน และสเปกตรัมแสดงให้เห็นว่าพลังงาน UVB นั้นมากกว่าพลังงาน UBC หลายเท่า และในรังสี UVA จะสูงกว่ารังสี UVB หลายเท่า

ข้าว. 19. สเปกตรัมของหลอดอาร์คปรอทความดันสูง ซึ่งส่วนใหญ่มักแสดงสเปกตรัมของ DRT-125 ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์

เห็นได้ชัดว่าหลอดไฟที่มีแรงดันและสารปรอทต่างกันจะเปล่งแสงต่างกันเล็กน้อย เป็นที่ชัดเจนว่าผู้บริโภคที่ไม่ได้รับความรู้มีแนวโน้มที่จะจินตนาการถึงคุณลักษณะและคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการอย่างอิสระ ได้รับความเชื่อมั่นตามสมมติฐานของตนเอง และทำการซื้อ และการเผยแพร่สเปกตรัมของหลอดไฟชนิดใดชนิดหนึ่งจะทำให้เกิดการอภิปราย การเปรียบเทียบ และข้อสรุป

ผู้เขียนเคยซื้ออุปกรณ์ติดตั้ง OUFK-01 พร้อมหลอดไฟ DRT-125 และใช้ทดสอบความต้านทานรังสียูวีของผลิตภัณฑ์พลาสติกเป็นเวลาหลายปี ฉันฉายรังสีผลิตภัณฑ์สองรายการพร้อมกัน หนึ่งในนั้นคือผลิตภัณฑ์ควบคุมที่ทำจากพลาสติกที่ทนต่อรังสีอัลตราไวโอเลต และดูว่าผลิตภัณฑ์ใดจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองได้เร็วขึ้น สำหรับการใช้งานดังกล่าว ไม่จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับรูปร่างที่แน่นอนของสเปกตรัม สิ่งสำคัญคือตัวส่งสัญญาณต้องเป็นบรอดแบนด์เท่านั้น แต่เหตุใดจึงต้องใช้แสงอัลตราไวโอเลตบรอดแบนด์หากจำเป็นต้องมีการฆ่าเชื้อ?

วัตถุประสงค์ของ OUFK-01 ระบุว่าเครื่องฉายรังสีใช้สำหรับกระบวนการอักเสบเฉียบพลัน นั่นคือในกรณีที่ผลบวกของการฆ่าเชื้อทางผิวหนังเกินกว่าอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากรังสีอัลตราไวโอเลตบรอดแบนด์ เห็นได้ชัดว่าในกรณีนี้ ควรใช้อัลตราไวโอเลตย่านความถี่แคบ โดยไม่มีความยาวคลื่นในสเปกตรัมที่มีผลอย่างอื่นนอกเหนือจากการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย

การฆ่าเชื้อโรคในอากาศ

แสงอัลตราไวโอเลตถือเป็นวิธีการฆ่าเชื้อพื้นผิวไม่เพียงพอ เนื่องจากรังสีไม่สามารถทะลุผ่านได้ เช่น แอลกอฮอล์สามารถทะลุผ่านได้ แต่แสงอัลตราไวโอเลตสามารถฆ่าเชื้อในอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เมื่อจามและไอจะเกิดหยดขนาดหลายไมโครเมตรซึ่งแขวนอยู่ในอากาศตั้งแต่หลายนาทีจนถึงหลายชั่วโมง [ซีไออี 155:2003] การศึกษาวัณโรคแสดงให้เห็นว่าละอองลอยเพียงหยดเดียวก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดการติดเชื้อได้

บนถนนเราค่อนข้างปลอดภัยเนื่องจากมีอากาศปริมาณมากและการเคลื่อนตัวของอากาศ ซึ่งสามารถกระจายและฆ่าเชื้อการจามตามเวลาและการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ แม้แต่ในรถไฟใต้ดิน แม้ว่าสัดส่วนของผู้ติดเชื้อจะมีน้อย แต่ปริมาณอากาศรวมต่อผู้ติดเชื้อก็มีมาก และการระบายอากาศที่ดีทำให้ความเสี่ยงในการแพร่กระจายเชื้อมีน้อย สถานที่ที่อันตรายที่สุดในช่วงที่มีการระบาดของโรคทางอากาศคือลิฟต์ ดังนั้นผู้ที่จามจึงต้องถูกกักกันและต้องฆ่าเชื้อในอากาศในพื้นที่สาธารณะที่มีการระบายอากาศไม่เพียงพอ

เครื่องหมุนเวียน

หนึ่งในตัวเลือกสำหรับการฆ่าเชื้อโรคในอากาศคือเครื่องรีไซเคิล UV แบบปิด เรามาพูดคุยถึงหนึ่งในเครื่องหมุนเวียนเหล่านี้ - "Dezar 7" ซึ่งเป็นที่รู้จักจากการพบเห็นแม้ในสำนักงานของบุคคลแรกของรัฐ

คำอธิบายของเครื่องหมุนเวียนบอกว่ามันเป่าลม 100 ลบ.ม. ต่อชั่วโมง และออกแบบมาเพื่อใช้กับห้องที่มีปริมาตร 3 ลบ.ม. (ประมาณ 100 × 3 × 5 เมตร)
อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการฆ่าเชื้อในอากาศ 100 ลบ.ม. ต่อชั่วโมงไม่ได้หมายความว่าอากาศในห้องขนาด 3 ลบ.ม. ต่อชั่วโมงจะได้รับการบำบัดอย่างมีประสิทธิภาพ อากาศที่ผ่านการบำบัดจะทำให้อากาศสกปรกเจือจาง และในรูปแบบนี้จะเข้าสู่เครื่องหมุนเวียนซ้ำแล้วซ้ำอีก มันง่ายที่จะสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และคำนวณประสิทธิภาพของกระบวนการดังกล่าว:

ข้าว. 20 อิทธิพลของการทำงานของเครื่องหมุนเวียน UV ต่อจำนวนจุลินทรีย์ในอากาศในห้องที่ไม่มีการระบายอากาศ

เพื่อลดความเข้มข้นของจุลินทรีย์ในอากาศลง 90% เครื่องหมุนเวียนต้องทำงานนานกว่าสองชั่วโมง ถ้าไม่มีการระบายอากาศในห้องก็สามารถทำได้ แต่ปกติแล้วจะไม่มีห้องที่มีผู้คนและไม่มีการระบายอากาศ เช่น, [สป 60.13330.2016] กำหนดอัตราการไหลของอากาศภายนอกขั้นต่ำสำหรับการระบายอากาศ 3 m3 ต่อชั่วโมงต่อ 1 m2 ของพื้นที่อพาร์ทเมนต์ ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนอากาศอย่างสมบูรณ์ชั่วโมงละครั้ง และทำให้การทำงานของระบบหมุนเวียนอากาศไร้ประโยชน์

หากเราพิจารณาแบบจำลองไม่ใช่การผสมโดยสมบูรณ์ แต่เป็นของไอพ่นแบบราบเรียบที่ผ่านวิถีโคจรที่ซับซ้อนมั่นคงในห้องและเข้าไปในการระบายอากาศ ประโยชน์ของการฆ่าเชื้อหนึ่งในไอพ่นเหล่านี้จะน้อยกว่าในแบบจำลองของการผสมแบบสมบูรณ์ด้วยซ้ำ

ไม่ว่าในกรณีใด เครื่องหมุนเวียนแสง UV จะไม่มีประโยชน์มากไปกว่าหน้าต่างที่เปิดอยู่

สาเหตุหนึ่งที่ทำให้ประสิทธิภาพการหมุนเวียนต่ำคือผลการฆ่าเชื้อแบคทีเรียมีขนาดเล็กมากในแง่ของการไหลของรังสียูวีแต่ละวัตต์ ลำแสงเคลื่อนที่ภายในการติดตั้งประมาณ 10 เซนติเมตร แล้วสะท้อนจากอะลูมิเนียมโดยมีค่าสัมประสิทธิ์ประมาณ k = 0,7 ซึ่งหมายความว่าเส้นทางที่มีประสิทธิภาพของลำแสงภายในการติดตั้งจะอยู่ที่ประมาณครึ่งเมตรหลังจากนั้นจะถูกดูดซับโดยไม่เกิดประโยชน์

ข้าว. 21. ภาพจากวิดีโอ YouTube ที่แสดงภาพเครื่องรีไซเคิลกำลังถูกรื้อถอน มองเห็นหลอดฆ่าเชื้อโรคและพื้นผิวสะท้อนแสงอะลูมิเนียม ซึ่งสะท้อนรังสีอัลตราไวโอเลตแย่กว่าแสงที่มองเห็นได้มาก [เดซาร์].

โคมไฟฆ่าเชื้อแบคทีเรียซึ่งแขวนอยู่บนผนังในสำนักงานคลินิกอย่างเปิดเผยและเปิดโดยแพทย์ตามกำหนดเวลานั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าหลายเท่า รังสีจากโคมไฟแบบเปิดเดินทางได้หลายเมตร โดยฆ่าเชื้อในอากาศก่อนแล้วจึงพื้นผิว

เครื่องฉายรังสีอากาศที่ส่วนบนของห้อง

ในหอผู้ป่วยของโรงพยาบาลซึ่งมีผู้ป่วยติดเตียงอยู่ตลอดเวลา บางครั้งมีการใช้เครื่อง UV เพื่อฉายรังสีที่ไหลเวียนของอากาศใต้เพดาน ข้อเสียเปรียบหลักของการติดตั้งดังกล่าวคือกระจังหน้าที่ครอบคลุมหลอดไฟอนุญาตให้เฉพาะรังสีที่ผ่านไปในทิศทางเดียวอย่างเคร่งครัดโดยดูดซับกระแสที่เหลือมากกว่า 90% โดยไม่เกิดประโยชน์

คุณสามารถเป่าลมผ่านเครื่องฉายรังสีดังกล่าวเพื่อสร้างเครื่องหมุนเวียนในเวลาเดียวกันได้ แต่สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นอาจเป็นเพราะความไม่เต็มใจที่จะมีตัวสะสมฝุ่นในห้อง

ข้าว. 22 เครื่องฉายรังสี UV แบบติดเพดาน ภาพจากไซต์งาน [แอร์สเตอริล].

ตะแกรงป้องกันผู้คนในห้องจากการไหลโดยตรงของรังสีอัลตราไวโอเลต แต่กระแสที่ผ่านตะแกรงกระทบกับเพดานและผนัง และจะสะท้อนกลับแบบกระจาย โดยมีสัมประสิทธิ์การสะท้อนประมาณ 10% ห้องนี้เต็มไปด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตรอบทิศทาง และผู้คนจะได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตปริมาณหนึ่งตามสัดส่วนเวลาที่ใช้อยู่ในห้อง

ผู้วิจารณ์และผู้เขียน

ผู้วิจารณ์:
Artyom Balabanov วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ ผู้พัฒนาระบบการบ่มด้วยรังสียูวี;
Rumen Vasilev, Ph.D., วิศวกรแสงสว่าง, OOD "Interlux", บัลแกเรีย;
Vadim Grigorov นักชีวฟิสิกส์;
Stanislav Lermontov วิศวกรแสงสว่าง Complex Systems LLC;
Alexey Pankrashkin, Ph.D., รองศาสตราจารย์, วิศวกรรมแสงสว่างเซมิคอนดักเตอร์และโฟโตนิกส์, INTECH Engineering LLC;
Andrey Khramov ผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบแสงสว่างสำหรับสถาบันทางการแพทย์
Vitaly Tsvirko หัวหน้าห้องปฏิบัติการทดสอบแสงสว่าง "TSSOT NAS แห่งเบลารุส"
ผู้แต่ง: Anton Sharakshane, Ph.D., วิศวกรแสงสว่างและนักชีวฟิสิกส์, First Moscow State Medical University ตั้งชื่อตาม พวกเขา. เซเชนอฟ

การอ้างอิง

การอ้างอิง

[แอร์สเตอริล] www.airsteril.com.hk/en/products/UR460
[อควาฟิเนฟ] www.aquafineuv.com/uv-lamp-technologies
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 การฆ่าเชื้อโรคในอากาศด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 ฟิสิกส์รังสีแสงและวิศวกรรมการส่องสว่าง ส่วนที่ 10: รังสี ปริมาณ สัญลักษณ์ และสเปกตรัมการออกฤทธิ์ที่มีประสิทธิผลทางแสงทางชีวภาพ ฟิสิกส์ของรังสีแสงและวิศวกรรมแสงสว่าง รังสีที่ออกฤทธิ์ทางแสงทางชีวภาพ ขนาด สัญลักษณ์ และสเปกตรัมการกระทำ
[ESNA] คู่มือแสงสว่าง ESNA ฉบับที่ 9 เอ็ด เรีย สมาคมวิศวกรรมการส่องสว่างแห่งอเมริกาเหนือ, นิวยอร์ก, 2000
[IEC 62471] GOST R IEC 62471-2013 หลอดไฟและระบบหลอดไฟ ความปลอดภัยทางชีวภาพทางแสง
[Kowalski2020] Wladyslaw J. Kowalski และคณะ, 2020 COVID-19 ความไวต่อรังสีอัลตราไวโอเลตของโคโรน่าไวรัส, DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
[ลิสมา] lisma.su/en/strategiya-i-razvitie/bactericidal-lamp-drt-ultra.html
[เคมีภัณฑ์มิตซุย] jp.mitsuichemicals.com/en/release/2014/141027.htm
[เนจม์] www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMicm1104059
[สี] www.paint.org/coatingstech-magazine/articles/analytical-series-principles-of-accelerated-weathering-evalues-of-coatings
[ทียูวี] www.assets.signify.com/is/content/PhilipsLighting/fp928039504005-pss-ru_ru
[WHO] องค์การอนามัยโลก. รังสีอัลตราไวโอเลต: การทบทวนทางวิทยาศาสตร์อย่างเป็นทางการเกี่ยวกับผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของรังสียูวี โดยอ้างอิงถึงการสูญเสียโอโซนทั่วโลก
[เดซาร์] youtu.be/u6kAe3bOVVw
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 การใช้รังสีอัลตราไวโอเลตฆ่าเชื้อแบคทีเรียเพื่อฆ่าเชื้อโรคในอากาศภายในอาคาร
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 การทำความร้อน การระบายอากาศ และการปรับอากาศ

ที่มา: will.com