Ultraviyole ışınlarının özellikleri dalga boyuna bağlıdır ve farklı kaynaklardan gelen ultraviyole ışınları farklı bir spektruma sahiptir. İstenmeyen biyolojik etki risklerini en aza indirirken bakteri yok edici etkiyi en üst düzeye çıkarmak için hangi ultraviyole ışık kaynaklarının ve bunların nasıl kullanılması gerektiğini tartışacağız.
Pirinç. 1. Fotoğraf, düşündüğünüz gibi UVC radyasyonu ile dezenfeksiyonu değil, UVA ışınlarında eğitim vücut sıvılarının parlak noktalarının tespiti ile koruyucu giysi kullanımı eğitimini göstermektedir. UVA yumuşak bir ultraviyoledir ve bakteri yok edici etkisi yoktur. Kullanılan UVA floresan lambaların geniş spektrumu, görme yeteneği için zararlı olan UVB ile örtüştüğünden, gözlerinizi kapatmak makul bir güvenlik önlemidir (kaynak Simon Davis/DFID).
Görünür ışığın dalga boyu, fotokimyasal eylemin mümkün olduğu kuantum enerjisine karşılık gelir. Görünür ışık kuantumu, spesifik bir ışığa duyarlı doku olan retinada fotokimyasal reaksiyonları harekete geçirir.
Ultraviyole görünmezdir, dalga boyu daha kısadır, kuantumun frekansı ve enerjisi daha yüksektir, radyasyon daha serttir ve fotokimyasal reaksiyonların ve biyolojik etkilerin çeşitliliği daha fazladır.
Ultraviyole şu şekilde farklılık gösterir:
- Uzun dalga boyu/yumuşak/UVA'ya yakın (400...315 nm) özellikleri görünür ışığa benzer;
- Orta sertlik - UVB (315...280 nm);
- Kısa dalga/uzun dalga/sert – UVC (280…100 nm).
Ultraviyole ışığın bakterisidal etkisi
Sert ultraviyole ışık - UVC ve daha az ölçüde orta sert ultraviyole ışık - UVB bakteri yok edici bir etki uygular. Bakterisidal etkinlik eğrisi, yalnızca 230...300 nm'lik dar bir aralığın, yani ultraviyole adı verilen aralığın yaklaşık dörtte birinin, açık bir bakterisidal etkiye sahip olduğunu göstermektedir.
Pirinç. 2 Bakteri öldürücü verimlilik eğrileri []
Bu aralıktaki dalga boylarına sahip Quanta, nükleik asitler tarafından emilir, bu da DNA ve RNA yapısının tahrip olmasına yol açar. Bakterisidal yani bakterileri öldürme özelliğinin yanı sıra, bu aralığın virüsidal (antiviral), fungisidal (antifungal) ve sporisidal (sporları öldüren) etkileri de vardır. Buna 2020 salgınına neden olan RNA virüsü SARS-CoV-2'nin öldürülmesi de dahildir.
Güneş ışığının bakterisidal etkisi
Güneş ışığının bakteri yok edici etkisi nispeten küçüktür. Atmosferin üstündeki ve altındaki güneş spektrumuna bakalım:
Pirinç. 3. Atmosfer üzerindeki ve deniz seviyesindeki güneş ışınımının spektrumu. Ultraviyole aralığının en sert kısmı dünyanın yüzeyine ulaşmaz (Wikipedia'dan ödünç alınmıştır).
Sarı renkle vurgulanan atmosferik spektrumun üstünde dikkat etmeye değer. Dalga boyu 240 nm'den az olan atmosfer üstü güneş ışınlarının spektrumunun sol kenarının kuantum enerjisi, oksijen molekülü “O5.1”deki 2 eV'lik bir kimyasal bağ enerjisine karşılık gelir. Moleküler oksijen bu kuantumları emer, kimyasal bağ kopar, atomik oksijen "O" oluşur, bu da tekrar oksijen "O2" ve kısmen ozon "O3" moleküllerine birleşir.
Solar atmosfer üstü UVC, ozon tabakası adı verilen üst atmosferde ozon oluşturur. Bir ozon molekülündeki kimyasal bağ enerjisi, oksijen molekülündekinden daha düşüktür ve bu nedenle ozon, oksijenden daha düşük enerjili kuantumları emer. Oksijen yalnızca UVC'yi emerken, ozon tabakası UVC ve UVB'yi emer. Güneşin, spektrumun ultraviyole kısmının en ucunda ozon ürettiği ve bu ozonun daha sonra güneşin sert ultraviyole radyasyonunun çoğunu emerek Dünya'yı koruduğu ortaya çıktı.
Şimdi, dikkatlice, dalga boylarına ve ölçeğe dikkat ederek, güneş spektrumunu bakteri yok edici etki spektrumuyla birleştireceğiz.
Pirinç. 4 Bakterisidal etki spektrumu ve güneş ışınımı spektrumu.
Güneş ışığının bakterisidal etkisinin önemsiz olduğu görülmektedir. Spektrumun bakterisidal etki gösterebilen kısmı neredeyse tamamen atmosfer tarafından emilir. Yılın farklı zamanlarında ve farklı enlemlerde durum biraz farklıdır, ancak niteliksel olarak benzerdir.
Ultraviyole tehlikesi
Büyük ülkelerden birinin lideri şunu önerdi: "COVID-19'u iyileştirmek için güneş ışığını vücudunuzun içine almanız gerekir." Ancak antiseptik UV, insanlar da dahil olmak üzere RNA ve DNA'yı yok eder. Eğer “güneş ışığını bedenin içine iletirseniz” kişi ölecektir.
Epidermis, özellikle de ölü hücrelerin stratum korneum'u, canlı dokuyu UVC'den korur. Epidermal tabakanın altında, UVC radyasyonunun yalnızca %1'inden azı nüfuz eder [WHO]. Daha uzun UVB ve UVA dalgaları daha derinlere nüfuz eder.
Güneşin ultraviyole radyasyonu olmasaydı, belki insanlarda epidermis ve stratum korneum olmazdı ve vücudun yüzeyi salyangozlarınki gibi mukoza olurdu. Ancak insanlar güneş altında evrimleştiği için yalnızca güneşten korunan yüzeyler mukozadır. En savunmasız olanı, göz kapakları, kirpikler, kaşlar, yüz motor becerileri ve güneşe bakmama alışkanlığı tarafından şartlı olarak güneş ultraviyole radyasyonundan korunan gözün mukoza yüzeyidir.
Göz doktorları lensi yapay bir lensle değiştirmeyi ilk öğrendiklerinde retina yanığı sorunuyla karşı karşıya kaldılar. Bunun nedenlerini anlamaya başladılar ve canlı insan merceğinin ultraviyole ışığı geçirmediğini ve retinayı koruduğunu keşfettiler. Bundan sonra yapay mercekler de ultraviyole ışığa karşı opak hale getirildi.
Gözün ultraviyole ışınlardaki görüntüsü, merceğin ultraviyole ışığa karşı opaklığını gösterir. Kendi gözünüzü ultraviyole ışıkla aydınlatmamalısınız, çünkü yıllar içinde biriken ultraviyole ışık dozu da dahil olmak üzere zamanla mercek bulanıklaşır ve değiştirilmesi gerekir. Bu nedenle güvenliği ihmal eden, 365 nm dalga boyunda ultraviyole el fenerini gözlerine tutan ve sonucu YouTube'da yayınlayan cesur insanların deneyiminden yararlanacağız.
Pirinç. 5 “Kreosan” Youtube kanalındaki bir videodan bir kare.
365 nm (UVA) dalga boyuna sahip lüminesans yaratan ultraviyole fenerler popülerdir. Yetişkinler tarafından satın alınırlar ancak kaçınılmaz olarak çocukların eline geçerler. Çocuklar bu fenerleri gözlerine tutarlar ve parlayan kristale uzun süre dikkatlice bakarlar. Bu tür eylemlerin önlenmesi tavsiye edilir. Böyle bir durumda, fare çalışmalarındaki kataraktların güvenilir bir şekilde lensin UVB ışınımından kaynaklandığına, ancak UVA'nın katarojenik etkisinin kararsız olduğuna kendinizi inandırabilirsiniz.].
Ancak ultraviyole ışığın mercek üzerindeki etki spektrumu tam olarak bilinmiyor. Kataraktın çok gecikmiş bir etki olduğu göz önüne alındığında, önceden gözlerinize ultraviyole ışık tutmamak için biraz zekaya ihtiyacınız var.
Gözün mukoza zarları ultraviyole radyasyon altında nispeten hızlı bir şekilde iltihaplanır, buna fotokeratit ve fotokonjonktivit denir. Mukoza zarları kırmızılaşır ve “gözlerde kum” hissi ortaya çıkar. Etki birkaç gün sonra kaybolur ancak tekrarlanan yanıklar korneanın bulanıklaşmasına neden olabilir.
Bu etkilere neden olan dalga boyları, fotobiyolojik güvenlik standardında [IEC 62471] verilen ağırlıklı UV tehlike fonksiyonuna yaklaşık olarak karşılık gelir ve antiseptik aralıkla yaklaşık olarak aynıdır.
Pirinç. 6 Fotokonjonktivit ve fotokeratite neden olan ultraviyole radyasyon spektrumu [] ve cilt ve gözlere yönelik aktinik UV tehlikesinin ağırlıklı bir fonksiyonu].
Fotokeratit ve fotokonjonktivit için eşik dozlar 50-100 J/m2 olup, bu değer dezenfeksiyon için kullanılan dozları aşmamaktadır. Gözün mukozasını ultraviyole ışıkla iltihaba neden olmadan dezenfekte etmek mümkün olmayacaktır.
Eritem, yani "güneş yanığı", 300 nm'ye kadar ultraviyole radyasyon nedeniyle tehlikelidir. Bazı kaynaklara göre eritemin maksimum spektral etkinliği yaklaşık 300 nm dalga boylarındadır.] Farklı cilt tipleri için zar zor fark edilen eritem MED'e (Minimum Eritem Dozu) neden olan minimum doz 150 ile 2000 J/m2 arasında değişir. Orta bölgede yaşayanlar için tipik bir DER, yaklaşık 200...300 J/m2 değerinde düşünülebilir.
280-320 nm aralığında, maksimum 300 nm civarında olan UVB, cilt kanserine neden olur. Eşik dozu yoktur; daha yüksek doz, daha yüksek risk anlamına gelir ve etkisi gecikir.
Pirinç. Eritem ve cilt kanserine neden olan 7 UV etki eğrisi.
Işık kaynaklı cilt yaşlanması, 200...400 nm aralığındaki ultraviyole radyasyondan kaynaklanır. Araba sürerken çoğunlukla sol tarafının güneş ultraviyole radyasyonuna maruz kalan bir kamyon sürücüsünün iyi bilinen bir fotoğrafı var. Sürücünün, sürücü camı açık şekilde araç kullanma alışkanlığı vardı ancak yüzünün sağ tarafı, ön cam tarafından güneşin ultraviyole ışınlarından korunuyordu. Sağ ve sol taraftaki cildin yaşa bağlı durumundaki fark etkileyicidir:
Pirinç. 8 28 yıl boyunca sürücü camı açık araç kullanan sürücünün fotoğrafı].
Bu kişinin yüzünün farklı taraflarındaki cildin yaşının yirmi yıl kadar farklı olduğunu kabaca tahmin edersek, bu, yaklaşık olarak aynı yirmi yıl boyunca yüzün bir tarafının güneş, diğer tarafının aydınlatılmasının bir sonucudur. Değilse, ihtiyatlı bir şekilde açık güneşte geçen bir günün bir gün olduğu ve cildi yaşlandırdığı sonucuna varabiliriz.
Referans verilerinden [] yazın orta enlemlerde doğrudan güneş altında minimum 200 J/m2'lik eritemal dozun bir saatten daha hızlı biriktiği bilinmektedir. Bu rakamları çıkarılan sonuçla karşılaştırdığımızda başka bir sonuca varabiliriz: Ultraviyole lambalarla periyodik ve kısa süreli çalışma sırasında cilt yaşlanması önemli bir tehlike değildir.
Dezenfeksiyon için ne kadar ultraviyole ışığa ihtiyaç vardır?
Yüzeylerde ve havada hayatta kalan mikroorganizmaların sayısı, ultraviyole radyasyon dozunun artmasıyla katlanarak azalır. Örneğin mikobakteri tüberkülozunun %90'ını öldüren doz 10 J/m2'dir. Böyle iki doz %99'u öldürür, üç doz %99,9'u öldürür, vb.
Pirinç. 9 Hayatta kalan mikobakteri tüberkülozu oranının 254 nm dalga boyunda ultraviyole radyasyon dozuna bağımlılığı.
Üstel bağımlılık dikkat çekicidir, çünkü küçük bir doz bile çoğu mikroorganizmayı öldürür.
Listelenenler arasında [] patojenik mikroorganizmalar olan Salmonella, ultraviyole radyasyona karşı en dirençli olanıdır. Bakterilerinin %90'ını öldüren doz 80 J/m2'dir. İncelemeye göre [Kowalski2020], koronavirüslerin %90'ını öldüren ortalama doz 67 J/m2'dir. Ancak çoğu mikroorganizma için bu doz 50 J/m2'yi aşmaz. Pratik olması açısından %90 verimle dezenfekte eden standart dozun 50 J/m2 olduğunu hatırlarsınız.
Hava dezenfeksiyonu için ultraviyole radyasyonun kullanılmasına ilişkin Rusya Sağlık Bakanlığı tarafından onaylanan mevcut metodolojiye göre [] ameliyathaneler, doğum hastaneleri vb. için maksimum "üç dokuz" veya %99,9 dezenfeksiyon verimliliği gereklidir. Okul sınıfları, kamu binaları vb. için. “bir dokuz” yeterlidir, yani mikroorganizmaların %90'ı yok edilir. Bu, odanın kategorisine bağlı olarak 50...150 J/m2'lik bir ila üç standart dozun yeterli olduğu anlamına gelir.
Gerekli ışınlama süresinin tahmin edilmesine bir örnek: Diyelim ki, bir adet Philips TUV 5W açık lambanın kullanıldığı 7 × 2,8 × 30 metre ölçülerindeki bir odadaki havanın ve yüzeylerin dezenfekte edilmesi gerekiyor.
Lambanın teknik açıklaması 12 W'lık bir bakteri yok edici akışı gösterir [] İdeal durumda akışın tamamı kesinlikle dezenfekte edilen yüzeylere gider, ancak gerçek durumda akışın yarısı fayda sağlamadan boşa gidecek, örneğin lambanın arkasındaki duvarı aşırı yoğunlukla aydınlatacaktır. Bu nedenle, 6 watt'lık faydalı bir akışa güveneceğiz. Odanın toplam ışınlanan yüzey alanı zemin 35 m2 + tavan 35 m2 + duvarlar 67 m2 olmak üzere toplam 137 m2'dir.
Ortalama olarak yüzeye düşen bakteri öldürücü radyasyon akışı 6 W/137 m2 = 0,044 W/m2'dir. Bir saat yani 3600 saniyede bu yüzeyler 0,044 W/m2 × 3600 s = 158 J/m2 yani yaklaşık 150 J/m2 doz alacaktır. Bu, 50 J/m2 veya "üç dokuzlu" üç standart doza karşılık gelir - %99,9 bakteri yok etme etkinliği, yani. ameliyathane gereksinimleri. Hesaplanan doz yüzeye düşmeden önce odanın hacminden geçtiği için hava daha az verimlilikle dezenfekte edildi.
Sterilite gereksinimleri küçükse ve ele alınan örnekte "bir dokuz" yeterliyse, üç kat daha az ışınlama süresine ihtiyaç duyulur - yaklaşık 20 dakika.
Uv koruma
Ultraviyole dezenfeksiyon sırasında temel koruyucu önlem odanın dışına çıkılmasıdır. Çalışan bir UV lambasının yakınında olmak, ancak uzağa bakmak yardımcı olmayacaktır; gözlerin mukoza zarları hala ışınlanmıştır.
Cam gözlükler gözlerin mukoza zarını korumak için kısmi bir önlem olabilir. "Cam ultraviyole radyasyonu iletmez" kategorik ifadesi yanlıştır; bir dereceye kadar öyledir ve farklı cam markaları bunu farklı şekillerde yapar. Ancak genel olarak dalga boyu azaldıkça geçirgenlik azalır ve UVC yalnızca kuvars cam tarafından etkili bir şekilde iletilir. Gözlük camları hiçbir durumda kuvars değildir.
UV400 işaretli gözlük camlarının ultraviyole ışınımı iletmediğini rahatlıkla söyleyebiliriz.
Pirinç. 10 UV380, UV400 ve UV420 indeksli gözlük camlarının iletim spektrumu. Web sitesinden resim []
Ayrıca koruyucu bir önlem, potansiyel olarak tehlikeli olmayan ancak dezenfeksiyon, UVB ve UVA aralıkları için etkili olmayan bakteri öldürücü UVC aralığı kaynaklarının kullanılmasıdır.
Ultraviyole kaynakları
UV diyotları
En yaygın 365 nm ultraviyole diyotlar (UVA), ultraviyole olmadan görülemeyen kirletici maddeleri tespit etmek için lüminesans üreten "polis fenerleri" için tasarlanmıştır. Bu tür diyotlarla dezenfeksiyon mümkün değildir (bkz. Şekil 11).
Dezenfeksiyon için dalga boyu 265 nm olan kısa dalga UVC diyotlar kullanılabilir. Cıvalı bakteri öldürücü bir lambanın yerini alacak bir diyot modülünün maliyeti, lambanın maliyetinden üç kat daha yüksektir, dolayısıyla pratikte bu tür çözümler geniş alanların dezenfekte edilmesi için kullanılmaz. Ancak küçük alanların (aletler, telefonlar, cilt lezyonları vb.) dezenfeksiyonu için UV diyotları kullanan kompakt cihazlar ortaya çıkıyor.
Düşük basınçlı cıva lambaları
Düşük basınçlı cıva lambası, diğer tüm kaynakların karşılaştırıldığı standarttır.
Bir elektrik deşarjında düşük basınçta cıva buharının radyasyon enerjisinin ana payı, dezenfeksiyon için ideal olan 254 nm dalga boyuna düşer. Enerjinin küçük bir kısmı, yoğun olarak ozon üreten 185 nm dalga boyunda yayılır. Ve görünür aralık da dahil olmak üzere diğer dalga boylarında çok az enerji yayılır.
Geleneksel beyaz ışıklı cıvalı floresan lambalarda ampulün camı, cıva buharının yaydığı ultraviyole ışınımı iletmez. Ancak şişenin duvarlarında bulunan beyaz bir toz olan fosfor, ultraviyole ışığın etkisi altında görünür aralıkta parlıyor.
UVB veya UVA lambaları benzer şekilde tasarlanmıştır, cam ampul 185 nm tepe noktasını ve 254 nm tepe noktasını iletmez, ancak kısa dalga ultraviyole radyasyonun etkisi altındaki fosfor görünür ışık yaymaz, ancak uzun dalga ultraviyole ışın yayar. radyasyon. Bunlar teknik amaçlı lambalardır. UVA lambalarının spektrumu güneşinkine benzer olduğundan, bu tür lambalar bronzlaşma amacıyla da kullanılır. Spektrumun bakterisit etkinlik eğrisi ile karşılaştırılması, dezenfeksiyon için UVB ve özellikle UVA lambalarının kullanılmasının uygun olmadığını göstermektedir.
Pirinç. 11 Bakteri öldürücü etkinlik eğrisinin, UVB lambasının spektrumunun, UVA bronzlaşma lambasının spektrumunun ve 365 nm diyotun spektrumunun karşılaştırılması. Lamba spektrumları Amerikan Boya Üreticileri Birliği web sitesinden alınmıştır [].
UVA floresan lambanın spektrumunun geniş olduğunu ve UVB aralığını kapsadığını unutmayın. 365 nm diyotun spektrumu çok daha dardır, bu “dürüst UVA”dır. Dekoratif amaçlarla lüminesans üretmek veya kirletici maddeleri tespit etmek için UVA gerekiyorsa, diyot kullanmak ultraviyole floresan lamba kullanmaktan daha güvenlidir.
Düşük basınçlı bir UVC cıva bakteri yok edici lamba, ampulün duvarlarında fosfor bulunmaması ve ampulün ultraviyole ışığı iletmesi bakımından floresan lambalardan farklıdır. Ana 254 nm hattı her zaman iletilir ve ozon üreten 185 nm hattı lambanın spektrumunda bırakılabilir veya seçici iletimli bir cam ampul tarafından çıkarılabilir.
Pirinç. 12 Emisyon aralığı ultraviyole lambaların etiketinde belirtilmiştir. Bir UVC antiseptik lamba, ampul üzerinde fosfor bulunmamasından tanınabilir.
Ozonun ek bir bakterisidal etkisi vardır ancak kanserojendir, bu nedenle dezenfeksiyon sonrası ozonun aşınmasını beklememek için spektrumda 185 nm çizgisi olmayan ozon oluşturmayan lambalar kullanılır. Bu lambalar neredeyse ideal bir spektruma sahiptir - 254 nm'lik yüksek bakteri öldürücü verimliliğe sahip bir ana hat, bakterisidal olmayan ultraviyole aralıklarında çok zayıf radyasyon ve görünür aralıkta küçük bir "sinyal" radyasyonu.
Pirinç. 13. Düşük basınçlı UVC cıva lambasının spektrumu (lumen2b.ru dergisi tarafından sağlanır), güneş radyasyonu spektrumu (Wikipedia'dan) ve bakteri yok edici verimlilik eğrisi (ESNA Lighting Handbook'tan []).
Antiseptik lambaların mavi ışığı, cıva lambasının açık ve çalıştığını görmenizi sağlar. Parıltı zayıf ve bu da lambaya bakmanın güvenli olduğu yönünde yanıltıcı bir izlenim veriyor. UVC aralığındaki radyasyonun lambanın tükettiği toplam gücün %35...40'ını oluşturduğunu düşünmüyoruz.
Pirinç. 14 Cıva buharının radyasyon enerjisinin küçük bir kısmı görünür aralıktadır ve zayıf mavi bir parıltı olarak görülebilir.
Düşük basınçlı bakteri öldürücü cıva lambası, normal bir floresan lambayla aynı tabana sahiptir, ancak bakteri öldürücü lambanın sıradan lambalara yerleştirilmemesi için farklı uzunlukta yapılmıştır. Bakteri öldürücü lambanın lambası, boyutlarına ek olarak, tüm plastik parçaların ultraviyole radyasyona dayanıklı olması, ultraviyole tellerinin kaplanmış olması ve difüzörün bulunmaması ile ayırt edilir.
Evdeki bakteri yok etme ihtiyaçları için yazar, daha önce hidrofonik bir kurulumun besin çözeltisini dezenfekte etmek için kullanılan 15 W'lık bir bakteri yok edici lamba kullanıyor. Analogunu “akvaryum uv sterilizatörü” aratarak bulabilirsiniz. Lamba çalıştığında ozon açığa çıkar, bu iyi değildir ancak örneğin ayakkabıların dezenfekte edilmesinde faydalıdır.
Pirinç. 15 Çeşitli taban tiplerine sahip düşük basınçlı cıva lambaları. Aliexpress web sitesinden resimler.
Orta ve yüksek basınçlı cıva lambaları
Cıva buharı basıncındaki artış daha karmaşık bir spektruma yol açar; spektrum genişler ve ozon üreten dalga boyları da dahil olmak üzere daha fazla çizgi görünür. Cıvaya katkı maddelerinin eklenmesi spektrumun daha da karmaşık hale gelmesine yol açar. Bu tür lambaların pek çok çeşidi vardır ve her birinin spektrumu özeldir.
Pirinç. 16 Orta ve yüksek basınçlı cıva lambalarının spektrum örnekleri
Basıncın arttırılması lambanın verimliliğini azaltır. Aquafineuv markasını örnek olarak kullanırsak, orta basınçlı UVC lambalar güç tüketiminin %15-18'ini yayar, düşük basınçlı lambalarda ise bu oran %40 değildir. Ve UVC akışının watt başına ekipman maliyeti daha yüksektir [].
Verimlilikteki azalma ve lambanın maliyetindeki artış, kompaktlığıyla telafi ediliyor. Örneğin, baskıda akan suyun dezenfeksiyonu veya yüksek hızda uygulanan verniğin kurutulması, kompakt ve güçlü kaynaklar gerektirir; spesifik maliyet ve verimlilik önemsizdir. Ancak böyle bir lambanın dezenfeksiyon amacıyla kullanılması yanlıştır.
Bir DRL yakıcı ve bir DRT lambasından yapılmış UV ışınlayıcı
Güçlü bir ultraviyole kaynağı nispeten ucuza elde etmenin "halk" bir yolu var. Kullanım dışı kalacaklar ancak 125...1000 W beyaz ışıklı DRL lambalar hâlâ satılıyor. Bu lambalarda, dış şişenin içinde yüksek basınçlı cıva lambası olan bir “brülör” vardır. Dış cam ampul tarafından engellenen geniş bantlı ultraviyole ışık yayar, ancak duvarlarındaki fosforun parlamasına neden olur. Dış şişeyi kırarsanız ve brülörü standart bir bobin aracılığıyla ağa bağlarsanız, güçlü bir geniş bant ultraviyole yayıcı elde edersiniz.
Böyle bir ev yapımı yayıcının dezavantajları vardır: düşük basınçlı lambalara kıyasla düşük verimlilik, ultraviyole radyasyonun büyük bir kısmı bakteri yok edici aralığın dışındadır ve lambayı kapattıktan sonra ozon parçalanana veya yok olana kadar odada bir süre kalamazsınız.
Ancak avantajları da yadsınamaz: Kompakt boyutta düşük maliyet ve yüksek güç. Avantajlarından biri ozon üretimidir. Ozon, ultraviyole ışınlara maruz kalmayan gölgeli yüzeyleri dezenfekte edecektir.
Pirinç. 17 DRL lambalardan yapılmış ultraviyole ışınlayıcı. Fotoğraf, standart Philips TUV 30W bakteri yok edici lambaya ek olarak bu ışınlayıcıyı kullanan Bulgar diş hekimi yazarın izniyle yayınlanmaktadır.
OUFK-01 “Solnyshko” tipi ışınlayıcılarda yüksek basınçlı cıva lambaları şeklinde dezenfeksiyon için benzer ultraviyole kaynakları kullanılmaktadır.
Örneğin, popüler lamba "DRT 125-1" için üretici spektrumu yayınlamaz ancak dokümantasyondaki parametreleri sağlar: lambadan 1 m uzaklıktaki ışınım yoğunluğu UVA – 0,98 W/m2, UVB – 0,83 W/m2, UVC – 0,72 W/m2, bakteri öldürücü akış 8 W ve kullanımdan sonra odanın ozondan havalandırılması gerekir [] DRT lambası ile DRL yakıcı arasındaki farka ilişkin doğrudan bir soruya yanıt olarak üretici, blogunda DRT'nin katotlarında yalıtkan yeşil bir kaplamaya sahip olduğunu yanıtladı.
Pirinç. 18 Geniş bant ultraviyole kaynağı - DRT-125 lamba
Belirtilen özelliklere göre spektrumun, ozon üreten sert UVC de dahil olmak üzere yumuşak, orta ve sert ultraviyolede neredeyse eşit radyasyon payına sahip geniş bant olduğu açıktır. Bakteri öldürücü akış, güç tüketiminin% 6,4'üdür, yani verimlilik, düşük basınçlı boru şeklindeki lambanınkinden 6 kat daha azdır.
Üretici bu lambanın spektrumunu yayınlamıyor ve DRT'lerden birinin spektrumuyla aynı resim internette dolaşıyor. Orijinal kaynak bilinmiyor ancak UVC, UVB ve UVA aralıklarındaki enerji oranı DRT-125 lambası için beyan edilen oranlara uymuyor. DRT için yaklaşık olarak eşit bir oran belirtilir ve spektrum UVB enerjisinin UBC enerjisinden kat kat daha fazla olduğunu gösterir. Ve UVA'da UVB'den kat kat daha yüksektir.
Pirinç. 19. Tıbbi amaçlar için yaygın olarak kullanılan DRT-125'in spektrumunu çoğunlukla gösteren yüksek basınçlı cıva ark lambasının spektrumu.
Farklı basınçlara ve cıva katkı maddelerine sahip lambaların biraz farklı yaydığı açıktır. Bilgisiz bir tüketicinin, bir ürünün arzu edilen özelliklerini ve özelliklerini bağımsız olarak hayal etme, kendi varsayımlarına dayanarak güven kazanma ve satın alma yapma eğiliminde olduğu da açıktır. Ve belirli bir lambanın spektrumunun yayınlanması tartışmalara, karşılaştırmalara ve sonuçlara neden olacaktır.
Yazar bir keresinde DRT-01 lambalı bir OUFK-125 kurulumu satın aldı ve bunu birkaç yıl boyunca plastik ürünlerin UV direncini test etmek için kullandı. Biri ultraviyole dayanıklı plastikten yapılmış kontrol ürünü olan iki ürünü aynı anda ışınladım ve hangisinin daha hızlı sararacağına baktım. Böyle bir uygulama için spektrumun tam şeklinin bilinmesi gerekli değildir; yalnızca yayıcının geniş bant olması önemlidir. Peki dezenfeksiyon gerekiyorsa neden geniş bantlı ultraviyole ışık kullanalım ki?
OUFK-01'in amacı ışınlayıcının akut inflamatuar süreçler için kullanıldığını belirtir. Yani, cilt dezenfeksiyonunun olumlu etkisinin geniş bant ultraviyole radyasyonun olası zararını aştığı durumlarda. Açıkçası, bu durumda, spektrumda bakteri öldürücü dışında bir etkiye sahip olan dalga boyları olmayan dar bantlı ultraviyole kullanmak daha iyidir.
Hava dezenfeksiyonu
Ultraviyole ışık, örneğin alkolün nüfuz ettiği yerlere ışınlar nüfuz edemediğinden, yüzeyleri dezenfekte etmek için yetersiz bir araç olarak kabul edilir. Ancak ultraviyole ışık havayı etkili bir şekilde dezenfekte eder.
Hapşırma ve öksürme sırasında, birkaç dakikadan birkaç saate kadar havada asılı kalan birkaç mikrometre boyutunda damlacıklar oluşur.] Tüberküloz çalışmaları tek bir aerosol damlasının enfeksiyona neden olmak için yeterli olduğunu göstermiştir.
Her türlü hapşırığı zamanla ve güneş ışınımıyla dağıtıp dezenfekte edebilen havanın devasa hacmi ve hareketliliği nedeniyle sokakta nispeten güvendeyiz. Metroda bile enfekte kişilerin oranı küçük olsa da, enfekte kişi başına düşen toplam hava hacmi büyüktür ve iyi havalandırma, enfeksiyonun yayılma riskini azaltır. Hava yoluyla bulaşan bir hastalık salgını sırasında en tehlikeli yer asansördür. Bu nedenle hapşıranların karantinaya alınması, havalandırması yetersiz olan kamusal alanlardaki havanın dezenfekte edilmesi gerekiyor.
Devridaimciler
Hava dezenfeksiyonu için seçeneklerden biri kapalı UV geri dönüşüm cihazlarıdır. Bu sirkülasyon cihazlarından biri olan ve devletin birinci şahsının ofisinde bile görülmesiyle bilinen "Dezar 7"yi ele alalım.
Sirkülatörün açıklaması, saatte 100 m3 üflediğini ve 100 m3 (yaklaşık 5 × 7 × 2,8 metre) hacimli bir odayı arıtmak için tasarlandığını söylüyor.
Ancak saatte 100 m3 havanın dezenfekte edilebilmesi, saatte 100 m3'lük bir odadaki havanın etkili bir şekilde arıtılacağı anlamına gelmez. Arıtılan hava, kirli havayı seyreltir ve bu haliyle devridaim cihazına tekrar tekrar girer. Matematiksel bir model oluşturmak ve böyle bir sürecin verimliliğini hesaplamak kolaydır:
Pirinç. 20 UV sirkülatörünün çalışmasının, havalandırması olmayan bir odanın havasındaki mikroorganizmaların sayısı üzerindeki etkisi.
Havadaki mikroorganizma konsantrasyonunu %90 oranında azaltmak için devridaimin iki saatten fazla çalışması gerekir. Odada havalandırma yoksa bu mümkündür. Ancak normalde insanların bulunduğu ve havalandırması olmayan odalar yoktur. Örneğin, [], havalandırma için 3 m3 daire alanı başına saatte 1 m2'lük bir minimum dış hava akış hızı öngörmektedir. Bu, saatte bir havanın tamamen değiştirilmesine karşılık gelir ve devridaim işleminin çalışmasını yararsız hale getirir.
Tam karıştırma modelini değil, odada sabit bir karmaşık yörünge boyunca geçen ve havalandırmaya giren laminer jetleri dikkate alırsak, bu jetlerden birinin dezenfekte edilmesinin faydası, tam karıştırma modelinden bile daha azdır.
Her durumda, bir UV sirkülatörü açık bir pencereden daha kullanışlı değildir.
Devridaim cihazlarının düşük verimliliğinin nedenlerinden biri, bakteri yok edici etkinin UV akışının her bir watt'ı açısından son derece küçük olmasıdır. Işın, tesisin içinde yaklaşık 10 santimetre yol alır ve ardından yaklaşık k = 0,7 katsayısıyla alüminyumdan yansıtılır. Bu, kirişin tesisat içindeki etkili yolunun yaklaşık yarım metre olduğu ve bundan sonra hiçbir fayda sağlamadan emildiği anlamına gelir.
Pirinç. 21. Geri dönüşüm makinesinin sökülmesini gösteren bir YouTube videosundan bir kare. Ultraviyole radyasyonu görünür ışıktan çok daha kötü yansıtan antiseptik lambalar ve alüminyum yansıtıcı yüzey görülebilir.].
Kliniğin ofisinde duvara açık bir şekilde asılan ve doktor tarafından programa göre yakılan bakteri öldürücü lamba birçok kez daha etkilidir. Açık bir lambanın ışınları birkaç metre yol kat ederek önce havayı, sonra yüzeyleri dezenfekte eder.
Odanın üst kısmındaki hava radyatörleri
Yatalak hastaların sürekli bulunduğu hastane koğuşlarında, bazen tavanın altında dolaşan hava akışlarını ışınlamak için UV üniteleri kullanılır. Bu tür kurulumların ana dezavantajı, lambaları kaplayan ızgaranın yalnızca ışınların kesin olarak tek yönde geçmesine izin vermesi ve kalan akışın %90'ından fazlasını fayda sağlamadan absorbe etmesidir.
Aynı anda bir devridaim oluşturmak için böyle bir radyatörden hava üfleyebilirsiniz, ancak bu muhtemelen odada bir toz akümülatörünün bulunması konusundaki isteksizlik nedeniyle yapılmaz.
Pirinç. 22 Tavana monte UV hava ışınlayıcı, sahadan görüntü [].
Izgaralar odadaki insanları ultraviyole radyasyonun doğrudan akışından korur, ancak ızgaradan geçen akış tavana ve duvarlara çarpar ve yaklaşık %10'luk bir yansıma katsayısıyla dağınık bir şekilde yansıtılır. Oda çok yönlü ultraviyole radyasyonla doludur ve insanlar odada geçirilen zamanla orantılı bir dozda ultraviyole radyasyon alır.
Eleştirmenler ve yazar
Gözden:
Artyom Balabanov, elektronik mühendisi, UV kürleme sistemlerinin geliştiricisi;
Rumen Vasilev, Ph.D., aydınlatma mühendisi, OOD "Interlux", Bulgaristan;
Vadim Grigorov, biyofizikçi;
Stanislav Lermontov, aydınlatma mühendisi, Complex Systems LLC;
Alexey Pankrashkin, Ph.D., Doçent, yarı iletken aydınlatma mühendisliği ve fotonik, INTECH Engineering LLC;
Tıbbi kurumlar için aydınlatma tasarımı uzmanı Andrey Khramov;
Vitaly Tsvirko, "Belarus TSSOT NAS" aydınlatma test laboratuvarı başkanı
Yazar: Anton Sharakshane, Ph.D., aydınlatma mühendisi ve biyofizikçi, Birinci Moskova Devlet Tıp Üniversitesi. ONLARA. Seçenov
referanslar
referanslar
[Hava steril]
[Aquafineuv]
[CIE 155:2003] CIE 155:2003 ULTRAVİYOLE HAVA DEZENFEKSİYONU
[DIN 5031-10] DIN 5031-10 2018 Optik radyasyon fiziği ve aydınlatma mühendisliği. Bölüm 10: Fotobiyolojik olarak etkili radyasyon, miktarlar, semboller ve etki spektrumu. Optik radyasyon fiziği ve aydınlatma mühendisliği. Fotobiyolojik olarak aktif radyasyon. Boyutlar, semboller ve eylem spektrumları
[ESNA] ESNA Aydınlatma El Kitabı, 9. Baskı. ed. Rea MS Kuzey Amerika Aydınlatıcı Mühendislik Topluluğu, New York, 2000
[IEC 62471] GOST R IEC 62471-2013 Lambalar ve lamba sistemleri. Fotobiyolojik güvenlik
[Kowalski2020] Wladyslaw J. Kowalski ve diğerleri, 2020 COVID-19 Coronavirüs Ultraviyole Duyarlılığı, DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566
[Lisma]
[Mitsui kimyasalları]
[Nejm]
[Boyamak]
[TÜV]
[WHO] Dünya Sağlık Örgütü. Ultraviyole Radyasyon: Küresel ozon tabakasının incelmesine atıfta bulunarak UV radyasyonunun çevre ve sağlık üzerindeki etkilerinin resmi bir bilimsel incelemesi.
[Desar]
[R 3.5.1904-04] R 3.5.1904-04 İç mekan havasının dezenfeksiyonu için ultraviyole bakteri öldürücü radyasyonun kullanılması
[SP 60.13330.2016] SP 60.13330.2016 Isıtma, havalandırma ve iklimlendirme.
Kaynak: habr.com