Ang mga katangian ng ultraviolet ay nakasalalay sa haba ng daluyong, at ang ultraviolet mula sa iba't ibang mga mapagkukunan ay may ibang spectrum. Tatalakayin natin kung aling mga pinagmumulan ng ultraviolet light at kung paano gamitin ang mga ito upang i-maximize ang bactericidal effect habang pinapaliit ang mga panganib ng hindi gustong biological effect.
kanin. 1. Ang larawan ay nagpapakita ng hindi pagdidisimpekta gamit ang UVC radiation, gaya ng maiisip mo, ngunit pagsasanay sa paggamit ng protective suit na may pagkakita ng mga luminescent spot ng pagsasanay ng mga likido sa katawan sa UVA rays. Ang UVA ay isang malambot na ultraviolet at walang bactericidal effect. Ang pagpikit ng iyong mga mata ay isang makatwirang pag-iingat sa kaligtasan, dahil ang malawak na spectrum ng UVA fluorescent lamp na ginamit ay magkakapatong sa UVB, na nakakapinsala sa paningin (source Simon Davis/DFID).
Ang wavelength ng nakikitang liwanag ay tumutugma sa quantum energy kung saan nagiging posible ang photochemical action. Ang nakikitang liwanag na quanta ay nagpapasigla sa mga reaksiyong photochemical sa isang partikular na photosensitive tissue - ang retina.
Ang ultraviolet ay hindi nakikita, ang wavelength nito ay mas maikli, ang dalas at enerhiya ng quantum ay mas mataas, ang radiation ay mas mahigpit, at ang iba't ibang mga photochemical reaksyon at biological na epekto ay mas malaki.
Ang ultraviolet ay naiiba sa:
- Mahabang wavelength/malambot/malapit sa UVA (400...315 nm) na katulad ng mga katangian sa nakikitang liwanag;
- Katamtamang tigas - UVB (315...280 nm);
- Shortwave/longwave/hard β UVC (280β¦100 nm).
Bactericidal effect ng ultraviolet light
Ang isang bactericidal effect ay ibinibigay ng matigas na ultraviolet light - UVC, at sa mas mababang lawak ng medium-hard ultraviolet light - UVB. Ang bactericidal efficiency curve ay nagpapakita na ang makitid na hanay lamang ng 230...300 nm, iyon ay, halos isang-kapat ng saklaw na tinatawag na ultraviolet, ay may malinaw na bactericidal effect.
kanin. 2 Bactericidal efficiency curves mula sa []
Ang quanta na may mga wavelength sa hanay na ito ay hinihigop ng mga nucleic acid, na humahantong sa pagkasira ng istraktura ng DNA at RNA. Bilang karagdagan sa pagiging bactericidal, iyon ay, pagpatay ng bakterya, ang hanay na ito ay may mga epektong virucidal (antiviral), fungicidal (antifungal) at sporicidal (killing spores). Kabilang dito ang pagpatay sa RNA virus na SARS-CoV-2020, na naging sanhi ng pandemya noong 2.
Ang bactericidal effect ng sikat ng araw
Ang bactericidal effect ng sikat ng araw ay medyo maliit. Tingnan natin ang solar spectrum sa itaas at ibaba ng atmospera:
kanin. 3. Spectrum ng solar radiation sa itaas ng atmospera at sa antas ng dagat. Ang pinakamasakit na bahagi ng hanay ng ultraviolet ay hindi umabot sa ibabaw ng lupa (hiniram sa Wikipedia).
Ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay pansin sa itaas-atmospheric spectrum na naka-highlight sa dilaw. Ang quantum energy ng kaliwang gilid ng spectrum ng supra-atmospheric solar rays na may wavelength na mas mababa sa 240 nm ay tumutugma sa isang chemical bond energy na 5.1 eV sa oxygen molecule na "O2". Ang molekular na oxygen ay sumisipsip ng mga quanta na ito, ang kemikal na bono ay nasira, ang atomic oxygen na "O" ay nabuo, na pinagsasama pabalik sa mga molekula ng oxygen na "O2" at, bahagyang, ozone "O3".
Ang solar supra-atmospheric UVC ay bumubuo ng ozone sa itaas na kapaligiran, na tinatawag na ozone layer. Ang chemical bond energy sa isang ozone molecule ay mas mababa kaysa sa isang oxygen molecule at samakatuwid ang ozone ay sumisipsip ng quanta ng mas mababang enerhiya kaysa sa oxygen. At habang ang oxygen ay sumisipsip lamang ng UVC, ang ozone layer ay sumisipsip ng UVC at UVB. Lumalabas na ang araw ay bumubuo ng ozone sa pinakadulo ng ultraviolet na bahagi ng spectrum, at ang ozone na ito ay sumisipsip ng karamihan sa matigas na ultraviolet radiation ng araw, na nagpoprotekta sa Earth.
Ngayon, maingat, na binibigyang pansin ang mga wavelength at sukat, pagsasamahin namin ang solar spectrum sa spectrum ng bactericidal action.
kanin. 4 Spectrum ng bactericidal action at spectrum ng solar radiation.
Makikita na ang bactericidal effect ng sikat ng araw ay hindi gaanong mahalaga. Ang bahagi ng spectrum na may kakayahang magsagawa ng bactericidal effect ay halos ganap na hinihigop ng atmospera. Sa iba't ibang oras ng taon at sa iba't ibang latitude ang sitwasyon ay bahagyang naiiba, ngunit may pagkakatulad.
Panganib sa ultraviolet
Iminungkahi ng pinuno ng isa sa malalaking bansa: "upang gamutin ang COVID-19, kailangan mong magdala ng sikat ng araw sa loob ng katawan." Gayunpaman, sinisira ng germicidal UV ang RNA at DNA, kabilang ang mga tao. Kung ikaw ay "naghahatid ng sikat ng araw sa loob ng katawan," ang tao ay mamamatay.
Pinoprotektahan ng epidermis, pangunahin ang stratum corneum ng mga patay na selula, ang buhay na tissue mula sa UVC. Sa ibaba ng epidermal layer, mas mababa lamang sa 1% ng UVC radiation ang tumagos [WHO]. Ang mas mahabang UVB at UVA wave ay tumagos sa mas malalim.
Kung walang solar ultraviolet radiation, marahil ang mga tao ay hindi magkakaroon ng epidermis at stratum corneum, at ang ibabaw ng katawan ay mauhog, tulad ng sa mga snails. Ngunit dahil ang mga tao ay nag-evolve sa ilalim ng araw, ang mga ibabaw lamang na protektado mula sa araw ay mauhog. Ang pinaka-mahina ay ang mauhog na ibabaw ng mata, na may kondisyon na protektado mula sa solar ultraviolet radiation ng mga eyelid, eyelashes, eyebrows, facial motor skills, at ang ugali na hindi tumitingin sa araw.
Noong una nilang natutunan na palitan ang lens ng isang artipisyal, ang mga ophthalmologist ay nahaharap sa problema ng retinal burns. Sinimulan nilang maunawaan ang mga dahilan at nalaman na ang buhay na lens ng tao ay malabo sa ultraviolet light at pinoprotektahan ang retina. Pagkatapos nito, ang mga artipisyal na lente ay ginawang malabo sa ultraviolet light.
Ang isang imahe ng mata sa ultraviolet rays ay naglalarawan ng opacity ng lens sa ultraviolet light. Hindi mo dapat ilawan ang iyong sariling mata gamit ang ultraviolet light, dahil sa paglipas ng panahon ang lens ay nagiging maulap, kabilang ang dahil sa dosis ng ultraviolet light na naipon sa mga nakaraang taon, at kailangang palitan. Samakatuwid, gagamitin namin ang karanasan ng magigiting na tao na nagpabaya sa kaligtasan, nagliwanag ng ultraviolet flashlight sa wavelength na 365 nm sa kanilang mga mata, at nag-post ng resulta sa YouTube.
kanin. 5 Mula pa rin sa isang video sa Youtube channel na βKreosanβ.
Ang mga luminescence-inducing ultraviolet flashlight na may wavelength na 365 nm (UVA) ay sikat. Binili sila ng mga matatanda, ngunit hindi maiiwasang mahulog sa mga kamay ng mga bata. Ang mga bata ay nagpapakinang ng mga flashlight na ito sa kanilang mga mata at tumitingin nang mabuti at sa mahabang panahon sa kumikinang na kristal. Maipapayo na maiwasan ang mga naturang aksyon. Kung nangyari ito, maaari mong tiyakin sa iyong sarili na ang mga katarata sa pag-aaral ng mouse ay mapagkakatiwalaang sanhi ng pag-iilaw ng UVB ng lens, ngunit ang catarogenic na epekto ng UVA ay hindi matatag [].
Ngunit ang eksaktong spectrum ng pagkilos ng ultraviolet light sa lens ay hindi alam. At kung isasaalang-alang na ang mga katarata ay isang napaka-naantala na epekto, kailangan mo ng ilang katalinuhan na hindi sumikat ng ultraviolet light sa iyong mga mata nang maaga.
Ang mauhog lamad ng mata ay nagiging inflamed medyo mabilis sa ilalim ng ultraviolet radiation, ito ay tinatawag na photokeratitis at photoconjunctivitis. Ang mga mucous membrane ay nagiging pula, at ang isang pakiramdam ng "buhangin sa mga mata" ay lilitaw. Ang epekto ay nawawala pagkatapos ng ilang araw, ngunit ang paulit-ulit na pagkasunog ay maaaring humantong sa pag-ulap ng kornea.
Ang mga wavelength na nagdudulot ng mga epektong ito ay katumbas ng humigit-kumulang sa weighted UV hazard function na ibinigay sa photobiological safety standard [IEC 62471] at humigit-kumulang pareho sa hanay ng germicidal.
kanin. 6 Spectra ng ultraviolet radiation na nagdudulot ng photoconjunctivitis at photokeratitis mula sa [] at isang weighted function ng actinic UV hazard sa balat at mata mula sa [].
Ang mga dosis ng threshold para sa photokeratitis at photoconjunctivitis ay 50-100 J/m2, ang halagang ito ay hindi lalampas sa mga dosis na ginamit para sa pagdidisimpekta. Hindi posible na disimpektahin ang mauhog lamad ng mata na may ultraviolet light nang hindi nagiging sanhi ng pamamaga.
Ang Erythema, iyon ay, "sunburn," ay mapanganib dahil sa ultraviolet radiation sa hanay na hanggang 300 nm. Ayon sa ilang mga mapagkukunan, ang pinakamataas na spectral na kahusayan ng erythema ay nasa wavelength na humigit-kumulang 300 nm []. Ang pinakamababang dosis na nagiging sanhi ng halos hindi kapansin-pansing erythema MED (Minimum Erythema Dose) para sa iba't ibang uri ng balat ay mula 150 hanggang 2000 J/m2. Para sa mga residente ng gitnang sona, ang isang tipikal na DER ay maaaring ituring na halaga na humigit-kumulang 200...300 J/m2.
Ang UVB sa hanay na 280-320 nm, na may maximum na humigit-kumulang 300 nm, ay nagdudulot ng kanser sa balat. Walang threshold na dosis; ang mas mataas na dosis ay nangangahulugan ng mas mataas na panganib, at ang epekto ay naantala.
kanin. 7 UV action curves na nagdudulot ng erythema at skin cancer.
Ang photoinduced skin aging ay sanhi ng ultraviolet radiation sa buong hanay ng 200...400 nm. May isang kilalang larawan ng isang tsuper ng trak na nalantad sa solar ultraviolet radiation pangunahin sa kaliwang bahagi habang nagmamaneho. Nakaugalian ng driver na magmaneho nang nakababa ang bintana ng driver, ngunit ang kanang bahagi ng kanyang mukha ay protektado mula sa ultraviolet radiation ng araw sa pamamagitan ng windshield. Ang pagkakaiba sa kondisyon ng balat na may kaugnayan sa edad sa kanan at kaliwang bahagi ay kahanga-hanga:
kanin. 8 Larawan ng isang driver na nagmaneho nang nakababa ang bintana ng driver sa loob ng 28 taon [].
Kung tinatantya natin na ang edad ng balat sa iba't ibang panig ng mukha ng taong ito ay nag-iiba ng dalawampung taon at ito ay bunga ng katotohanan na sa humigit-kumulang na parehong dalawampung taon ang isang bahagi ng mukha ay pinaliwanagan ng araw, at ang isa pa. ay hindi, maaari naming maingat na tapusin na ang isang araw sa bukas na araw ay isang araw at edad ang balat.
Mula sa reference data [] ito ay kilala na sa kalagitnaan ng latitude sa tag-araw sa ilalim ng direktang araw, ang pinakamababang erythemal na dosis na 200 J/m2 ay naipon nang mas mabilis kaysa sa isang oras. Ang paghahambing ng mga figure na ito sa konklusyon na iginuhit, maaari tayong gumawa ng isa pang konklusyon: ang pag-iipon ng balat sa pana-panahon at panandaliang trabaho sa mga ultraviolet lamp ay hindi isang malaking panganib.
Gaano karaming ultraviolet light ang kailangan para sa pagdidisimpekta?
Ang bilang ng mga nabubuhay na mikroorganismo sa ibabaw at sa hangin ay bumababa nang husto sa pagtaas ng dosis ng ultraviolet radiation. Halimbawa, ang dosis na pumapatay sa 90% ng mycobacterium tuberculosis ay 10 J/m2. Dalawang ganoong dosis ang pumapatay ng 99%, tatlong dosis ang pumapatay ng 99,9%, atbp.
kanin. 9 Ang pag-asa ng proporsyon ng nakaligtas na mycobacterium tuberculosis sa dosis ng ultraviolet radiation sa wavelength na 254 nm.
Ang exponential dependence ay kapansin-pansin na kahit isang maliit na dosis ay pumapatay sa karamihan ng mga microorganism.
Kabilang sa mga nakalista sa [] pathogenic microorganisms, Salmonella ay ang pinaka-lumalaban sa ultraviolet radiation. Ang dosis na pumapatay sa 90% ng bacteria nito ay 80 J/m2. Ayon sa pagsusuri [Kowalski2020], ang average na dosis na pumapatay sa 90% ng mga coronavirus ay 67 J/m2. Ngunit para sa karamihan ng mga microorganism ang dosis na ito ay hindi hihigit sa 50 J/m2. Para sa mga praktikal na layunin, maaari mong tandaan na ang karaniwang dosis na nagdidisimpekta na may 90% na kahusayan ay 50 J/m2.
Ayon sa kasalukuyang pamamaraan na inaprubahan ng Russian Ministry of Health para sa paggamit ng ultraviolet radiation para sa air disinfection [] ang maximum na kahusayan sa pagdidisimpekta na "tatlong siyam" o 99,9% ay kinakailangan para sa mga operating room, maternity hospital, atbp. Para sa mga silid-aralan ng paaralan, mga pampublikong gusali, atbp. Ang "isang siyam" ay sapat, iyon ay, 90% ng mga microorganism na nawasak. Nangangahulugan ito na, depende sa kategorya ng silid, mula sa isa hanggang tatlong karaniwang dosis na 50...150 J/m2 ay sapat.
Isang halimbawa ng pagtatantya ng kinakailangang oras ng pag-iilaw: sabihin nating kinakailangan na disimpektahin ang hangin at mga ibabaw sa isang silid na may sukat na 5 Γ 7 Γ 2,8 metro, kung saan ginagamit ang isang Philips TUV 30W open lamp.
Ang teknikal na paglalarawan ng lampara ay nagpapahiwatig ng isang bactericidal na daloy ng 12 W []. Sa isang perpektong kaso, ang buong daloy ay napupunta nang mahigpit sa mga ibabaw na nadidisimpekta, ngunit sa isang tunay na sitwasyon, kalahati ng daloy ay masasayang nang walang pakinabang, halimbawa, ito ay magpapailaw sa dingding sa likod ng lampara na may labis na intensity. Samakatuwid, kami ay umaasa sa isang kapaki-pakinabang na daloy ng 6 watts. Ang kabuuang irradiated surface area sa kuwarto ay floor 35 m2 + ceiling 35 m2 + walls 67 m2, total 137 m2.
Sa karaniwan, ang flux ng bactericidal radiation na bumabagsak sa ibabaw ay 6 W/137 m2 = 0,044 W/m2. Sa isang oras, iyon ay, sa 3600 segundo, ang mga ibabaw na ito ay makakatanggap ng dosis na 0,044 W/m2 Γ 3600 s = 158 J/m2, o humigit-kumulang 150 J/m2. Na tumutugma sa tatlong karaniwang dosis ng 50 J/m2 o "tatlong siyam" - 99,9% bactericidal na kahusayan, i.e. mga kinakailangan sa operating room. At dahil ang kinakalkula na dosis, bago bumagsak sa ibabaw, ay dumaan sa dami ng silid, ang hangin ay nadidisimpekta nang walang gaanong kahusayan.
Kung ang mga kinakailangan para sa sterility ay maliit at sapat na ang "isang siyam", para sa halimbawa na isinasaalang-alang, tatlong beses na mas kaunting oras ng pag-iilaw ay kinakailangan - humigit-kumulang 20 minuto.
Proteksyon ng UV
Ang pangunahing panukalang proteksiyon sa panahon ng pagdidisimpekta ng ultraviolet ay ang pag-alis sa silid. Ang pagiging malapit sa isang gumaganang UV lamp, ngunit ang pagtingin sa malayo ay hindi makakatulong; ang mauhog lamad ng mga mata ay naiilaw pa rin.
Ang mga salamin na salamin ay maaaring maging isang bahagyang sukatan upang maprotektahan ang mauhog lamad ng mga mata. Ang kategoryang pahayag na "ang salamin ay hindi nagpapadala ng ultraviolet radiation" ay hindi tama; sa ilang lawak ito ay ginagawa, at iba't ibang mga tatak ng salamin ay ginagawa ito sa iba't ibang paraan. Ngunit sa pangkalahatan, habang bumababa ang wavelength, bumababa ang transmittance, at ang UVC ay epektibong naipapasa lamang sa pamamagitan ng quartz glass. Ang mga salamin sa mata ay hindi kuwarts sa anumang kaso.
Maaari naming kumpiyansa na sabihin na ang mga lente ng salamin na may markang UV400 ay hindi nagpapadala ng ultraviolet radiation.
kanin. 10 Transmission spectrum ng mga salamin sa mata na may mga indeks UV380, UV400 at UV420. Larawan mula sa website []
Gayundin, ang isang panukalang proteksyon ay ang paggamit ng mga pinagmumulan ng bactericidal UVC range na hindi naglalabas ng potensyal na mapanganib, ngunit hindi epektibo para sa pagdidisimpekta, UVB at UVA range.
Mga mapagkukunan ng ultraviolet
UV diodes
Ang pinakakaraniwang 365 nm ultraviolet diode (UVA) ay idinisenyo para sa "mga police flashlight" na gumagawa ng luminescence upang makita ang mga kontaminant na hindi nakikita nang walang ultraviolet. Ang pagdidisimpekta sa gayong mga diode ay imposible (tingnan ang Fig. 11).
Para sa pagdidisimpekta, maaaring gamitin ang mga short-wave UVC diode na may wavelength na 265 nm. Ang halaga ng isang diode module na papalit sa isang mercury bactericidal lamp ay tatlong order ng magnitude na mas mataas kaysa sa halaga ng lampara, kaya sa pagsasagawa ng mga naturang solusyon ay hindi ginagamit para sa pagdidisimpekta ng malalaking lugar. Ngunit lumilitaw ang mga compact na device na gumagamit ng UV diodes para sa pagdidisimpekta ng maliliit na lugar - mga instrumento, telepono, mga sugat sa balat, atbp.
Mababang presyon ng mercury lamp
Ang mababang presyon ng mercury lamp ay ang pamantayan kung saan inihahambing ang lahat ng iba pang pinagkukunan.
Ang pangunahing bahagi ng radiation energy ng mercury vapor sa mababang presyon sa isang electrical discharge ay bumaba sa wavelength na 254 nm, perpekto para sa pagdidisimpekta. Ang isang maliit na bahagi ng enerhiya ay ibinubuga sa isang wavelength na 185 nm, na masinsinang bumubuo ng ozone. At napakakaunting enerhiya ay ibinubuga sa iba pang mga wavelength, kabilang ang nakikitang hanay.
Sa maginoo na white-light mercury fluorescent lamp, ang salamin ng bombilya ay hindi nagpapadala ng ultraviolet radiation na ibinubuga ng mercury vapor. Ngunit ang pospor, isang puting pulbos sa mga dingding ng prasko, ay kumikinang sa nakikitang hanay sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet radiation.
Ang mga lampara ng UVB o UVA ay dinisenyo sa katulad na paraan, ang bombilya ng salamin ay hindi nagpapadala ng 185 nm peak at 254 nm peak, ngunit ang phosphor sa ilalim ng impluwensya ng short-wave na ultraviolet radiation ay hindi naglalabas ng nakikitang ilaw, ngunit ang mahabang alon na ultraviolet. radiation. Ito ay mga lamp para sa mga teknikal na layunin. At dahil ang spectrum ng UVA lamp ay katulad ng sa araw, ang mga naturang lamp ay ginagamit din para sa pangungulti. Ang paghahambing ng spectrum sa bactericidal efficiency curve ay nagpapakita na ang paggamit ng UVB at lalo na ang UVA lamp para sa pagdidisimpekta ay hindi naaangkop.
kanin. 11 Paghahambing ng bactericidal efficiency curve, ang spectrum ng UVB lamp, ang spectrum ng UVA tanning lamp at ang spectrum ng 365 nm diode. Lamp spectra na kinuha mula sa website ng American Paint Manufacturers Association [].
Tandaan na ang spectrum ng isang UVA fluorescent lamp ay malawak at sumasaklaw sa hanay ng UVB. Ang spectrum ng 365 nm diode ay mas makitid, ito ay "tapat na UVA". Kung ang UVA ay kinakailangan upang makagawa ng luminescence para sa mga layuning pampalamuti o upang makakita ng mga contaminant, ang paggamit ng diode ay mas ligtas kaysa sa paggamit ng isang ultraviolet fluorescent lamp.
Ang low-pressure na UVC mercury bactericidal lamp ay naiiba sa mga fluorescent lamp dahil walang phosphor sa mga dingding ng bombilya, at ang bombilya ay nagpapadala ng ultraviolet light. Ang pangunahing 254 nm na linya ay palaging ipinapadala, at ang ozone-generating na 185 nm na linya ay maaaring iwan sa spectrum ng lampara o alisin ng isang glass bulb na may selective transmission.
kanin. 12 Ang saklaw ng paglabas ay ipinahiwatig sa label ng mga ultraviolet lamp. Ang isang UVC germicidal lamp ay maaaring makilala sa pamamagitan ng kawalan ng phosphor sa bombilya.
Ang ozone ay may karagdagang bactericidal effect, ngunit ito ay isang carcinogen, samakatuwid, upang hindi maghintay na masira ang ozone pagkatapos ng pagdidisimpekta, ang mga lamp na hindi bumubuo ng ozone na walang 185 nm na linya sa spectrum ay ginagamit. Ang mga lamp na ito ay may halos perpektong spectrum - isang pangunahing linya na may mataas na bactericidal na kahusayan na 254 nm, napakahina na radiation sa mga non-bactericidal ultraviolet range, at isang maliit na "signal" radiation sa nakikitang hanay.
kanin. 13. Ang spectrum ng low-pressure UVC mercury lamp (na ibinigay ng magazine na lumen2b.ru) ay pinagsama sa spectrum ng solar radiation (mula sa Wikipedia) at ang bactericidal efficiency curve (mula sa ESNA Lighting Handbook []).
Ang asul na glow ng germicidal lamp ay nagbibigay-daan sa iyo upang makita na ang mercury lamp ay naka-on at gumagana. Mahina ang ningning, at nagbibigay ito ng mapanlinlang na impresyon na ligtas na tingnan ang lampara. Hindi namin nararamdaman na ang radiation sa hanay ng UVC ay nagkakahalaga ng 35...40% ng kabuuang kapangyarihan na natupok ng lampara.
kanin. 14 Ang isang maliit na bahagi ng radiation energy ng mercury vapor ay nasa nakikitang hanay at nakikita bilang isang mahinang asul na glow.
Ang low-pressure na bactericidal mercury lamp ay may parehong base tulad ng isang regular na fluorescent lamp, ngunit ginawa sa ibang haba upang ang bactericidal lamp ay hindi maipasok sa mga ordinaryong lamp. Ang lampara para sa bactericidal lamp, bilang karagdagan sa mga sukat nito, ay nakikilala sa pamamagitan ng katotohanan na ang lahat ng mga bahagi ng plastik ay lumalaban sa ultraviolet radiation, ang mga wire mula sa ultraviolet ay sakop, at walang diffuser.
Para sa mga pangangailangan ng bactericidal sa bahay, ang may-akda ay gumagamit ng 15 W bactericidal lamp, na dating ginamit upang disimpektahin ang nutrient solution ng isang hydroponic installation. Ang analogue nito ay matatagpuan sa pamamagitan ng paghahanap para sa "aquarium uv sterilisator". Kapag ang lampara ay nagpapatakbo, ang ozone ay inilabas, na hindi maganda, ngunit kapaki-pakinabang para sa pagdidisimpekta, halimbawa, sapatos.
kanin. 15 Mababang presyon ng mercury lamp na may iba't ibang uri ng base. Mga larawan mula sa website ng Aliexpress.
Katamtaman at mataas na presyon ng mercury lamp
Ang pagtaas ng presyon ng singaw ng mercury ay humahantong sa isang mas kumplikadong spectrum; ang spectrum ay lumalawak at mas maraming linya ang lumilitaw dito, kabilang ang sa mga wavelength na bumubuo ng ozone. Ang pagpapakilala ng mga additives sa mercury ay humahantong sa isang mas malaking kumplikado ng spectrum. Mayroong maraming mga uri ng naturang mga lamp, at ang spectrum ng bawat isa ay espesyal.
kanin. 16 Mga halimbawa ng spectra ng medium at high pressure na mercury lamp
Ang pagtaas ng presyon ay binabawasan ang kahusayan ng lampara. Gamit ang tatak ng Aquafineuv bilang isang halimbawa, ang mga medium-pressure na UVC lamp ay naglalabas ng 15-18% ng konsumo ng kuryente, at hindi 40% bilang mga low-pressure na lamp. At ang halaga ng kagamitan sa bawat watt ng daloy ng UVC ay mas mataas [].
Ang pagbaba sa kahusayan at pagtaas sa halaga ng lampara ay binabayaran ng pagiging compact nito. Halimbawa, ang pagdidisimpekta ng tubig na tumatakbo o pagpapatuyo ng barnis na inilapat sa mataas na bilis sa pag-print ay nangangailangan ng mga compact at malakas na mapagkukunan; ang tiyak na gastos at kahusayan ay hindi mahalaga. Ngunit hindi tama ang paggamit ng naturang lampara para sa pagdidisimpekta.
UV irradiator na ginawa mula sa isang DRL burner at isang DRT lamp
Mayroong isang "katutubong" paraan upang makakuha ng isang malakas na mapagkukunan ng ultraviolet na medyo mura. Mawawala na ang mga ito, ngunit ang mga puting light DRL lamp na 125...1000 W ay ibinebenta pa rin. Sa mga lamp na ito, sa loob ng panlabas na prasko ay mayroong isang "burner" - isang high-pressure na mercury lamp. Nagpapalabas ito ng broadband ultraviolet light, na hinaharangan ng panlabas na bombilya ng salamin, ngunit nagiging sanhi ng pagkinang ng phosphor sa mga dingding nito. Kung masira mo ang panlabas na flask at ikinonekta ang burner sa network sa pamamagitan ng isang karaniwang choke, makakakuha ka ng isang malakas na broadband ultraviolet emitter.
Ang nasabing homemade emitter ay may mga disadvantages: mababang kahusayan kumpara sa mga low-pressure na lamp, isang malaking proporsyon ng ultraviolet radiation ay nasa labas ng bactericidal range, at hindi ka maaaring manatili sa silid nang ilang oras pagkatapos patayin ang lampara hanggang sa masira o mawala ang ozone.
Ngunit ang mga pakinabang ay hindi rin maikakaila: mababang gastos at mataas na kapangyarihan sa isang compact na sukat. Ang isa sa mga pakinabang ay ang pagbuo ng ozone. Ang ozone ay magdidisimpekta sa mga may kulay na ibabaw na hindi nakalantad sa mga sinag ng ultraviolet.
kanin. 17 Ultraviolet irradiator na gawa sa DRL lamp. Ang larawan ay nai-publish na may pahintulot ng may-akda, isang Bulgarian dentista, gamit ang irradiator na ito bilang karagdagan sa karaniwang Philips TUV 30W bactericidal lamp.
Ang mga katulad na mapagkukunan ng ultraviolet para sa pagdidisimpekta sa anyo ng mga high-pressure na mercury lamp ay ginagamit sa mga irradiator ng uri ng OUFK-01 "Solnyshko".
Halimbawa, para sa sikat na lampara na "DRT 125-1" ang tagagawa ay hindi nag-publish ng spectrum, ngunit nagbibigay ng mga parameter sa dokumentasyon: intensity ng pag-iilaw sa layo na 1 m mula sa lampara UVA - 0,98 W/m2, UVB - 0,83 W/m2, UVC β 0,72 W/m2, bactericidal flow 8 W, at pagkatapos gamitin, kailangan ang bentilasyon ng silid mula sa ozone []. Bilang tugon sa isang direktang tanong tungkol sa pagkakaiba sa pagitan ng DRT lamp at DRL burner, tumugon ang manufacturer sa kanyang blog na ang DRT ay may insulating green coating sa mga cathode.
kanin. 18 Broadband ultraviolet source - DRT-125 lamp
Ayon sa mga nakasaad na katangian, malinaw na ang spectrum ay broadband na may halos pantay na bahagi ng radiation sa malambot, katamtaman, at matigas na ultraviolet, kabilang ang matigas na UVC na bumubuo ng ozone. Ang daloy ng bactericidal ay 6,4% ng pagkonsumo ng kuryente, iyon ay, ang kahusayan ay 6 na beses na mas mababa kaysa sa isang low-pressure tubular lamp.
Ang tagagawa ay hindi nag-publish ng spectrum ng lampara na ito, at ang parehong larawan na may spectrum ng isa sa mga DRT ay nagpapalipat-lipat sa Internet. Ang orihinal na pinagmulan ay hindi alam, ngunit ang ratio ng enerhiya sa mga hanay ng UVC, UVB at UVA ay hindi tumutugma sa mga idineklara para sa DRT-125 lamp. Para sa DRT, isang humigit-kumulang pantay na ratio ang nakasaad, at ipinapakita ng spectrum na ang enerhiya ng UVB ay maraming beses na mas malaki kaysa sa enerhiya ng UBC. At sa UVA ito ay maraming beses na mas mataas kaysa sa UVB.
kanin. 19. Spectrum ng high-pressure mercury arc lamp, na kadalasang naglalarawan ng spectrum ng DRT-125, na malawakang ginagamit para sa mga layuning medikal.
Ito ay malinaw na ang mga lamp na may iba't ibang mga pressure at mercury additives ay naglalabas ng bahagyang naiiba. Malinaw din na ang isang hindi nakakaalam na mamimili ay hilig na malayang isipin ang ninanais na mga katangian at katangian ng isang produkto, makakuha ng kumpiyansa batay sa kanyang sariling mga pagpapalagay, at bumili. At ang paglalathala ng spectrum ng isang partikular na lampara ay magdudulot ng mga talakayan, paghahambing at konklusyon.
Ang may-akda ay minsang bumili ng isang OUFK-01 na instalasyon na may DRT-125 lamp at ginamit ito ng ilang taon upang subukan ang UV resistance ng mga produktong plastik. Nag-irradiate ako ng dalawang produkto nang sabay-sabay, ang isa ay isang control na gawa sa plastic na lumalaban sa ultraviolet, at tiningnan kung alin ang magiging dilaw nang mas mabilis. Para sa gayong aplikasyon, hindi kinakailangan ang kaalaman sa eksaktong hugis ng spectrum; mahalaga lamang na ang emitter ay broadband. Ngunit bakit gagamit ng broadband ultraviolet light kung kinakailangan ang pagdidisimpekta?
Ang layunin ng OUFK-01 ay nagsasaad na ang irradiator ay ginagamit para sa mga talamak na proseso ng pamamaga. Iyon ay, sa mga kaso kung saan ang positibong epekto ng pagdidisimpekta sa balat ay lumampas sa posibleng pinsala ng broadband ultraviolet radiation. Malinaw, sa kasong ito, mas mahusay na gumamit ng narrow-band ultraviolet, nang walang mga wavelength sa spectrum na may epekto maliban sa bactericidal.
Pagdidisimpekta sa hangin
Ang ultraviolet light ay itinuturing na isang hindi sapat na paraan para sa pagdidisimpekta sa mga ibabaw, dahil ang mga sinag ay hindi maaaring tumagos kung saan, halimbawa, ang alkohol ay tumagos. Ngunit ang ultraviolet light ay epektibong nagdidisimpekta sa hangin.
Kapag bumahin at umuubo, nabubuo ang mga droplet na ilang micrometers ang laki, na nakabitin sa hangin mula ilang minuto hanggang ilang oras []. Ang mga pag-aaral sa tuberculosis ay nagpakita na ang isang solong patak ng aerosol ay sapat na upang magdulot ng impeksiyon.
Sa kalye kami ay medyo ligtas dahil sa malaking volume at kadaliang kumilos ng hangin, na maaaring maghiwa-hiwalay at magdisimpekta ng anumang pagbahin sa oras at solar radiation. Kahit na sa metro, habang ang proporsyon ng mga nahawaang tao ay maliit, ang kabuuang dami ng hangin sa bawat nahawaang tao ay malaki, at ang magandang bentilasyon ay ginagawang maliit ang panganib ng pagkalat ng impeksiyon. Ang pinaka-mapanganib na lugar sa panahon ng pandemya ng airborne disease ay isang elevator. Samakatuwid, ang mga bumahin ay dapat ma-quarantine, at ang hangin sa mga pampublikong lugar na may hindi sapat na bentilasyon ay kailangang ma-disinfect.
Mga recirculators
Ang isa sa mga opsyon para sa pagdidisimpekta ng hangin ay ang mga saradong UV recycler. Talakayin natin ang isa sa mga recirculators na ito - "Dezar 7", na kilala sa pagiging nakikita kahit sa opisina ng unang tao ng estado.
Ang paglalarawan ng recirculator ay nagsasabi na ito ay pumutok ng 100 m3 bawat oras at idinisenyo upang gamutin ang isang silid na may dami na 100 m3 (humigit-kumulang 5 Γ 7 Γ 2,8 metro).
Gayunpaman, ang kakayahang magdisimpekta ng 100 m3 ng hangin kada oras ay hindi nangangahulugan na ang hangin sa isang 100 m3 na silid kada oras ay ituturing nang epektibo. Ang ginagamot na hangin ay nagpapalabnaw sa maruming hangin, at sa pormang ito ay paulit-ulit itong pumapasok sa recirculator. Madaling bumuo ng isang modelo ng matematika at kalkulahin ang kahusayan ng naturang proseso:
kanin. 20 Ang impluwensya ng pagpapatakbo ng isang UV recirculator sa bilang ng mga mikroorganismo sa hangin ng isang silid na walang bentilasyon.
Upang mabawasan ang konsentrasyon ng mga microorganism sa hangin ng 90%, ang recirculator ay kailangang gumana nang higit sa dalawang oras. Kung walang bentilasyon sa silid, posible ito. Ngunit karaniwang walang mga silid na may mga tao at walang bentilasyon. Hal, [] ay nagrereseta ng pinakamababang panlabas na daloy ng hangin para sa bentilasyon na 3 m3 kada oras bawat 1 m2 ng lugar ng apartment. Ito ay tumutugma sa isang kumpletong pagpapalit ng hangin isang beses sa isang oras at ginagawang walang silbi ang pagpapatakbo ng recirculator.
Kung isasaalang-alang natin ang modelo na hindi kumpletong paghahalo, ngunit ng mga laminar jet na dumadaan sa isang matatag na kumplikadong tilapon sa silid at pumapasok sa bentilasyon, ang benepisyo ng pagdidisimpekta sa isa sa mga jet na ito ay mas mababa kaysa sa modelo ng kumpletong paghahalo.
Sa anumang kaso, ang isang UV recirculator ay hindi mas kapaki-pakinabang kaysa sa isang bukas na window.
Ang isa sa mga dahilan para sa mababang kahusayan ng mga recirculators ay ang bactericidal effect ay napakaliit sa mga tuntunin ng bawat watt ng daloy ng UV. Ang sinag ay naglalakbay ng mga 10 sentimetro sa loob ng pag-install, at pagkatapos ay makikita mula sa aluminyo na may koepisyent na humigit-kumulang k = 0,7. Nangangahulugan ito na ang epektibong landas ng sinag sa loob ng pag-install ay halos kalahating metro, pagkatapos nito ay nasisipsip nang walang pakinabang.
kanin. 21. Mula pa rin sa isang video sa YouTube na nagpapakita ng pag-dismantle ng recycler. Ang mga germicidal lamp at isang aluminum reflective surface ay nakikita, na sumasalamin sa ultraviolet radiation na mas masahol pa kaysa sa nakikitang liwanag [].
Ang isang bactericidal lamp, na bukas na nakabitin sa dingding sa isang opisina ng klinika at binuksan ng isang doktor ayon sa isang iskedyul, ay maraming beses na mas epektibo. Ang mga sinag mula sa isang bukas na lampara ay naglalakbay ng ilang metro, na nagdidisimpekta muna sa hangin at pagkatapos ay lumalabas.
Mga air irradiator sa itaas na bahagi ng silid
Sa mga ward ng ospital kung saan palaging naroroon ang mga pasyenteng nakaratay sa higaan, minsan ginagamit ang mga UV unit upang i-irradiate ang mga dumadaloy na hangin sa ilalim ng kisame. Ang pangunahing kawalan ng naturang mga pag-install ay ang grille na sumasaklaw sa mga lamp ay nagbibigay-daan lamang sa mga sinag na dumadaan nang mahigpit sa isang direksyon, na sumisipsip ng higit sa 90% ng natitirang daloy nang walang benepisyo.
Maaari ka ring humihip ng hangin sa pamamagitan ng naturang irradiator upang lumikha ng isang recirculator sa parehong oras, ngunit hindi ito ginagawa, marahil dahil sa pag-aatubili na magkaroon ng dust accumulator sa silid.
kanin. 22 UV air irradiator na naka-mount sa kisame, larawan mula sa site [].
Pinoprotektahan ng mga grille ang mga tao sa silid mula sa direktang daloy ng ultraviolet radiation, ngunit ang daloy na dumadaan sa grille ay tumama sa kisame at dingding at diffusely reflected, na may reflection coefficient na halos 10%. Ang silid ay puno ng omnidirectional ultraviolet radiation at ang mga tao ay tumatanggap ng isang dosis ng ultraviolet radiation na proporsyonal sa oras na ginugol sa silid.
Mga tagasuri at may-akda
Mga Reviewer:
Artyom Balabanov, electronics engineer, developer ng UV curing system;
Rumen Vasilev, Ph.D., lighting engineer, OOD "Interlux", Bulgaria;
Vadim Grigorov, biophysicist;
Stanislav Lermontov, lighting engineer, Complex Systems LLC;
Alexey Pankrashkin, Ph.D., Associate Professor, semiconductor lighting engineering at photonics, INTECH Engineering LLC;
Andrey Khramov, espesyalista sa disenyo ng ilaw para sa mga institusyong medikal;
Vitaly Tsvirko, pinuno ng lighting testing laboratory na "TSSOT NAS ng Belarus"
May-akda: Anton Sharakshane, Ph.D., lighting engineer at biophysicist, First Moscow State Medical University na pinangalanan. SILA. Sechenov
sanggunian
sanggunian
[Airsteril]
[Aquafineuv]
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 ULTRAVIOLET AIR DISINFECTION
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 Optical radiation physics at illuminating engineering. Bahagi 10: Photobiologically effective na radiation, dami, simbolo at spectrum ng pagkilos. Physics ng optical radiation at lighting engineering. Photobiologically active radiation. Mga sukat, simbolo at spectra ng pagkilos
[ESNA] Handbook sa Pag-iilaw ng ESNA, Ika-9 na Edisyon. ed. Rea M.S. Illuminating Engineering Society of North America, New York, 2000
[IEC 62471] GOST R IEC 62471-2013 Mga lamp at lamp system. Kaligtasan ng photobiological
[Kowalski2020] Wladyslaw J. Kowalski et al., 2020 COVID-19 Coronavirus Ultraviolet Susceptibility, DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
[Lisma]
[Mga kemikal ng Mitsui]
[Nejm]
[Kulayan]
[TUV]
[WHO] World Health Organization. Ultraviolet Radiation: Isang pormal na siyentipikong pagsusuri ng mga epekto sa kapaligiran at kalusugan ng UV radiation, na may pagtukoy sa global ozone depletion.
[Desar]
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 Paggamit ng ultraviolet bactericidal radiation para sa pagdidisimpekta ng panloob na hangin
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 Pagpainit, bentilasyon at air conditioning.
Pinagmulan: www.habr.com