Ультрафиолетовая лампа как выглядит: что это, применение, принцип работы, производители

Как сделать ультрафиолетовую лампу своими руками – инструкция

Главная » Виды ламп » Люминесцентные лампы

Автор: Школа светодизайна MosBuild

Всемирная пандемия короновируса 2020 года сузила мир каждого из нас до рамок своей квартиры. Призывы ответственной части общества оставаться дома в добровольной самоизоляции и не подвергать опасности заражения слабых и стариков имеют под собой реальные страшные основания.

Но, что же предпринять для борьбы с вирусом, если из домашних уже кто-то заболел и нуждается в вашей ежедневной помощи?

Если в доме находится больной человек – это очень не комфортно. Еще более неприятно, когда заболевание вирусное, а в случае короновируса, это еще и опасно. Всем приходится соблюдать определенные предосторожности при общении с заболевшим, стараясь не заразиться. Необходимо проводить ежедневную уборку помещения, постоянно протирать поверхности всех предметов квартиры обеззараживающим раствором, тщательно и часто мыть руки.

Конечно, все это утомительно и не добавляет радости в нашу жизнь. Но, как оказалось, и из этой ситуации можно найти выход, который устроит всех.

При посещении поликлиник или больниц многие сталкивались с тем, что вход в помещение запрещен по причине кварцевания. В палатах хирургических отделений плановое кварцевание для обеззараживания воздуха и поверхностей предметов проводят каждый день. Многие из нас знают, что в результате кварцевания воздух в палате пахнет озоном. Многие видели и саму лампу для этого процесса . Но мало кто знает, что собой представляет этот, так называемый «кварц» , и почему человеку нельзя находиться под его лучами. Так почему бы не разобраться с этим термином?.

Настоящее название такой лампы – ультрафиолетовая, а название «кварц» либо «кварцевая лампа»   появилось оттого, что у таких приборов колбы сделаны из кварцевого стекла. Но обо всем по порядку. Для начала нужно понять, какие бывают УФ-устройства.

Содержание

1. Виды ультрафиолетовых ламп
2. Амальгамная лампа
3. Устройство ультрафиолетовой лампы
4. Кварцевый светильник для квартиры
5. Бактерицидная лампа для дома своими руками
6. Рекомендации

Виды ультрафиолетовых ламп

Ультрафиолетовые лампы делятся по нескольким параметрам. Они могут быть озоновыми – такой прибор посредством ультрафиолета способствует выделению озона из кислорода. При работе такого устройства важно как можно чаще подвергать проветриванию помещение, т. к. этот газ в больших количествах вредит организму. Так же ультрафиолетовая лампочка может быть безозоновой. На колбе такого прибора нанесено специальное покрытие, которое препятствует выработке озона.

УФ-лампа в работе. Обеззараживание помещения

Следующая классификация – мобильность. Устройства могут быть

переносного и стационарного исполнения.

По параметрам функционирования лампы могут быть открытыми и закрытыми. Для кварцевания в медицинских учреждениях используются открытые устройства – от ультрафиолетового излучения здесь ничто не защищает и оно рассеивается по всему помещению. Использование их запрещено, если в комнате находятся люди или животные. Закрытыми (или рециркуляторами) обрабатываются определенные объекты. При работе подобного типа ламп покидать помещение не требуется.

Но есть и еще один тип подобных приборов, который наиболее распространен в плане домашнего пользования – ультрафиолетовая лампа специального применения. Именно этот тип ламп используется для физиотерапевтического лечения болезни, борется с острыми респираторными заболеваниями.

Обычно в комплекте присутствуют насадки, очки. Также применимы они и в солярии.

Амальгамная лампа

Но есть ультрафиолетовые лампы, которые появились сравнительно недавно. Их отличие от обычных бактерицидных светильников в том, что внутри трубки находится твердое покрытие из сплава таких элементов, как индий, ртуть и висмут. При воздействии электричества этот сплав, нагреваясь, высвобождает испарения ртути, которая и выделяет ультрафиолет. Выработка озона при работе таких ламп не происходит, хотя уничтожение бактерий при этом не теряет своей интенсивности.

Очень важно, что в холодном состоянии лампы ртуть связана другими металлами, а потому при случайном механическом повреждении последствий для организма не будет. Конечно, при повреждении работающих приборов пары этого тяжелого металла могут быть высвобождены, но и тут у амальгамной лампы есть большое преимущество.

Амальгамная бактерицидная лампа

Дело в том, что обычный кварцевый прибор содержит около трех граммов ртути, что действительно грозит опасностью здоровью при повреждении. По этой причине и нельзя утилизировать такие приборы как обычные бытовые отходы. В амальгамной лампе содержание ядовитых веществ столь незначительно, что не представляет опасности для здоровья человека.

Потому при ее повреждении нужно лишь собрать осколки и немного проветрить комнату. Также достойна внимания и ее долговечность, составляющая 16 000 часов против 8 000 у обычной бактерицидной.

Устройство ультрафиолетовой лампы

Суть работы ультрафиолетовой кварцевой лампы сходна с люминесцентной. Если разобраться, то это один и тот же прибор освещения. Светильники у этих световых приборов совершенно ничем не отличаются. Различия именно в самих колбах.

Трубка ЛЛ изнутри покрыта специальным веществом – люминофором.

Т. к. люминесцентная лампа при пробое и воспламенении ртутных паров выделяет в основном ультрафиолет, который не виден человеческому глазу, люминофор преобразовывает его в видимое свечение. Принцип работы «кварца» идентичен, только внутри колбы отсутствует вещество, преобразовывающее УФ-лучи, которые и убивают бактерии.

Проблема только в том, что ультрафиолет уничтожает все бактерии, а потому и нужных организму в ее излучении нет. Поэтому и нельзя находиться в комнате, где включен подобный прибор открытого типа, и уж тем более смотреть на него. У человека, даже короткое время смотревшего на ультрафиолетовую лампу, после очень болят глаза.

Схематическое изображение ультрафиолетовой лампы

Кварцевый светильник для квартиры

Применение ультрафиолетовых ламп в обеззараживании жилых помещений в последнее время становится все более востребовано. В свете последних тенденций по заболеваемости новыми формами гриппа, особенно короновирусом, люди стали больше внимания уделять своему здоровью.

Если необходима ультрафиолетовая лампа для домашнего использования, нужно обратить внимание на некоторые параметры, которые очень важны.

При условии, что требуется не только простое уничтожение микробов, а еще и лечебное воздействие, тогда необходимо выбирать УФ-лампу с различными насадками. Чаще всего в комплектации нового устройства присутствует несколько запасных световых элементов. Необходимо проверить, в рабочем ли состоянии прибор и в наличии ли защитные очки. Также не помешает и уточнить, какая фирма произвела данную лампу. По статистике, наиболее качественный товар производится белорусскими фирмами.

Также стоит обратить внимание и на стоимость – она должна быть средней. Не стоит приобретать слишком дорогой или очень дешевый товар. Не помешает уточнить, есть ли гарантия на приобретаемое устройство и какая она.

Но все же, если необходима только бактерицидная обработка помещений, а в стране карантин? Необходимо понять, как сделать ультрафиолет самому.

Бактерицидная лампа для дома своими руками

Как сделать ультрафиолетовую лампу своими руками? Для этого понадобится дуговая ртутная лампочка (ДРЛ) мощностью не менее 125 ватт. Ее необходимо обернуть тканью, после чего аккуратно расколоть колбу ударом молотка. При этом нужно постараться, чтобы внутренняя трубка не была повреждена – именно из-за нее все и делается. Производить эти действия лучше не в закрытом помещении, т. к. при повреждении колбы высвобождаются пары ртути.

После нужно аккуратно извлечь из ткани цоколь со стеклянной трубкой, тряпку с осколками положить в пакет и сдать в специализированный центр. Утилизировать вместе с обычным мусором их нельзя.

УФ-лампа своими руками из ДРЛ. Требуемая часть – стеклянная трубка

Теперь остается лишь аккуратно вытащить стеклянную трубку – это и будет УФ-лампа, сделанная своими руками – и подать питание. Вот и появился опыт в вопросе, как сделать ультрафиолетовый светильник – ничего сверхсложного в этом нет.

Главное – при кварцевании помещения в нем не должно находиться людей, животных, и даже растения желательно вынести наружу. После процедуры комната проветривается, и только после этого можно вернуть цветы на свои места.

Но также нужно знать, что ультрафиолетовая лампа не уничтожает микробы и бактерии, находящиеся в обивке мебели или под обоями. Обеззараживание таким прибором лишь поверхностное. Причем совершенно не имеет значения, сделан ли прибор на заводе или изготовлена такая ультрафиолетовая лампа своими руками в домашних условиях.

Рекомендации

Не стоит игнорировать рекомендации по безопасности при пользовании ультрафиолетовой бактерицидной лампой. В противном случае есть риск испортить глаза и даже, получив ожоги, вызвать тяжелейшие заболевания кожи.

Если же все меры предосторожности приняты, такой прибор будет отличным помощником здоровью, а также поможет в профилактике многих заболеваний, в том числе и не только респираторных.

Самоделки

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Лампа ультрафиолетовая бактерицидная для дома: отзывы и испытания

Содержание

• 1 Покупка ламп для испытаний
• 2 Проведем тест УФ ламп
• 3 Испытание на удаление запаха
• 4 Отзывы про UV-C лампы
• 5 Выводы о лампах

Для чего вообще нужна такая лампа? Бактерицидная УФ-лампа разрушает структуру ДНК вирусов, бактерий и других микроорганизмов, чтобы потерять способность воспроизводиться, а затем убивает вирусы, бактерии и другие микробы.

Как следствие – исчезает нежелательная микрофлора (даже плесень) и неприятный запах. Вот их главные особенности:

• Ультрафиолет UVC может убить подавляющее большинство бактерий и других микроорганизмов в воздухе и в воде.
• Особенно ценно то, что ультрафиолет может убить некоторые вирусы, которые трудно убить обычными химическими методами, такими как хлорирование.
• Лампы широко используется в холодильниках, микроволновках, сушильных шкафах и других приборах.

В интернете довольно мало информации о бактерицидных лампах UV-C, встречающихся в продаже на Алиэкспресс. Единственное, что удалось найти, – это информацию о специальных больничных лампах, которые очень дороги и не легко доступны.

Покупка ламп для испытаний

Решено было заказать и проверить две недорогие модели китайских ламп. Небольшая лампа UV-C E17 на 3W и люминесцентная UV-C CCFL 20W. Вот как выглядят тестовые образцы в интернет магазине:

Параметры UV-C CCFL 20W:

• Свет тип: УФ
• Напряжение: 220 В
• Мощность: 20 Вт
• Материал: кварцевая трубка
• Размер: около 32 х 32 х 260 мм
• Область применения: больницы, дома
• Держатель лампы: E27
• Угол пучка лучей: 360 градусов
• Рабочая площадь: 12-20 квадратных метров
• Срок службы лампы: 8000 ч

 

Параметры UV-C E17 3W:

• Цоколь типа: E17
• Материал: Кварц
• Размер: около 52 х 17 мм
• Мощность: 3 Вт
• Напряжение: 17 В
• Ток: 300 мА
• Эффективный объём: 1 м3
• Освещение UVC: 450um/см2

Лампа CCFL UV-C 20W немного отличается от известных осветительных люминесцентных ламп. Она лишена люминофора, благодаря этому ультрафиолетовое излучение не превращается в свет и свободно проходит через тонкое стекло, из которого сделаны трубки. Вот как выглядит лампа сразу после включения.

Как видно на фотографии, излучаемый ею свет имеет приятный голубоватый оттенок. Но не следует долго смотреть на него. Это вредно для зрения и кожи. Лампа загорается сразу, не нагревая витую проволочку. Это предполагает холодный старт. После 5 минут работы свет приобрел более яркий синий цвет, и его поток увеличился. Разряды, видимые в трубке, стабилизируются. Лампа достигла надлежащей мощности.

Поинтересуемся тем, что скрывает источник питания в цоколе. Там стандартный инвертор для подключения к сети 220 В по типу обычных компактных люминесцентных ламп.

Второй экземпляр – маленькая лампа UV-C 3W. Она имеет другую конструкцию, чем та, что описана выше. Внутри можно увидеть две нити, соединенные последовательно. В месте их соединения была видна небольшая пластинка.

Конечно, подобная лампа не подходит для прямого подключения к 220 В. Требуется источник питания. По словам продавца, достаточно только конденсатора 4,7 мкФ / 400 В.

На самом деле это лампочка с добавлением ртути. Когда нити нагреваются до нужной температуры, низкого напряжения достаточно для ионизации паров ртути и ультрафиолетового излучения. Подключение с конденсатором является одним из способов. Более безопасная версия – подать около 20 В переменного напряжения с ограничителем тока. Если долговечность не важна, эту ультрафиолетовую лампу можно также запускать от постоянного тока.

Зажигание лампы довольно интересно. После подачи питания спираль нагревается до темно-оранжевого цвета. Затем в верхней части её появляется тонкий голубоватый разряд, после чего он усиливается и лампа приобретает ярко-синий цвет.

 

Проведем тест УФ ламп

Генерация озона. Обе лампы в версии, излучающей озон.

Лампа 20 Вт CCFL. После включения сразу почувствуется запах озона. Все, что нужно, – это 10-минутная работа лампы в комнате небольших размеров, чтобы запах озона стал сильным. Короткое время работы, и вся комната наполняется газом, который дезинфицирует помещение.

Тест 3 Вт лампы. После включения запах озона ощущается только с близкого расстояния. При работе в комнате аналогичным размером, через 10 минут запах озона был хоть и ощутимым, но намного слабее, чем в случае лампы мощностью 20 Вт. Через 20 минут разница не изменилась – его концентрация увеличилась минимально.

Для вышеупомянутого теста лампы были подвешены к потолку и размещены почти в центре комнаты. В помещении не наблюдался поток воздуха.

Испытание на удаление запаха

Следующий тест – это место, где будут многочисленные виды бактерий и грибков. Испытаниям подвергся курятник. Перед началом испытаний двери и окна были плотно закрыты. Комната тщательно очищена, а мусор выметен. Размер комнаты около 3х3х2 м, в ней живут 20 кур. Лампа была установлена в центре и подключена к реле времени, чтобы включать ее на 30 минут каждый час. Дезинфекция длилась весь день, в течение которого куры ходили по полю, а птичник оставался закрытым. Вечером запах озона был очень сильным. Окно и дверь были открыты для вентиляции и после часа в комнате запахи были намного меньше, чем ранее.

Далее проверим небольшую лампу в местах, где требуется меньше энергии. Например шкаф для обуви и в морозильной камере. Свет горел постоянно около часа. Если дело доходит до запаха от обуви, с этим лампочка справляется на отлично. У размороженной морозильной камеры была небольшая проблема. Вероятно УФ-лампа уничтожила большую часть бактерий и грибков, но с некоторыми (возможно, в трещинах) она не могла больше справляться. Поэтому использовали большую лампу. Результат был намного лучше.

Отзывы про UV-C лампы

– Положил в свои туфли люминесцентные лампы TL5 8W UV-C – прозрачные, одна Philips, а у другая Osram. Подключал последовательно с балластом 13 Вт и использовал стартеры Philips S2 для последовательного соединения колб, потому что они не будут срабатывать на S10. Часто оставляю это в шкафу на ночь и утверждаю, что это действительно эффективно.

 

– Попробовал дезинфекцию с люминесцентными лампами PL-C 9 и 11 Вт на G23 и специальным балластом – эффект реально хорош, и эти люминесцентные лампы короткие, их легко положить в ботинок.

Выводы о лампах

Обе лампы прекрасно выполняют свою задачу. Они убивают бактерии и грибки двумя способами: с использованием UV-C света и озона в значительной концентрации.

Тем не менее, надо помнить о соображениях безопасности. Ультрафиолетовый свет вызывает ожоги кожи и глаз. Длительное воздействие такого света увеличивает риск возникновения рака кожи. Поэтому лучше убрать лампы от растений, животных и естественно себя!

Кроме того, ультрафиолетовый свет ускоряет выцветание цветных поверхностей и ухудшает долговечность некоторых видов пластика. Старайтесь не дезинфицировать его слишком долго, не оставляйте лампу, например, в комнате на весь день, когда идете на работу.

Ультрафиолетовый свет борется с новым вирусом

В борьбе с пандемией коронавирусной болезни 2019 (COVID-19) вновь появилось старое оружие [1]. Более чем через столетие после того, как Нильс Финсен получил Нобелевскую премию 1903 года за открытие того, что ультрафиолетовый (УФ) свет может убивать микробы [2], популярность ультрафиолетового света как метода дезинфекции больничных палат и других общественных мест растет.

«Патогены эволюционировали, а наши инструменты для очистки окружающей среды — нет», — сказал Марк Стибич, главный научный сотрудник и соучредитель компании Xenex из Сан-Антонио, штат Техас. «Нам нужен новый инструмент для борьбы с ними, а не просто швабра и ведро».

Дезинфицирующий робот Xenex по имени LightStrike ( ), может убить 99,99% тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса 2 (SARS-CoV-2) за 2 минуты на расстоянии 1 м [3]. Ультрафиолетовый свет не заменит швабру и ведро, но он дополняет химические дезинфицирующие средства, воздействуя на микробы проверенным и другим способом.

Открыть в отдельном окне

Xenex LightStrike, показанный здесь установленным внутри (а) больничной палаты и (б) гостиничного номера, во время использования неподвижен, но «голова» двигается вверх и вниз, а его ксенон Лампа пульсирует много раз в секунду УФ-светом, который охватывает спектр от 200 до 315 нм. Кредит: Xenex, с разрешения.

Xenex — одна из не менее 30 компаний, производящих оборудование для УФ-дезинфекции. И не только для больниц. Другая компания, Dimer UVC Innovations из Лос-Анджелеса, Калифорния, США, продает тележку с УФ-лампами под названием GermFalcon ( ), который, как утверждается, может дезинфицировать весь самолет за 3 минуты [4]. Ультрафиолетовый свет также используется для дезинфекции и повторного использования больничных масок [5].

Открыть в отдельном окне

GermFalcon — это устройство для УФ-дезинфекции, которое можно перемещать вверх и вниз по проходу самолета. Для его толкания требуется оператор, защищенный экраном от УФ-излучения. Предоставлено: Dimer UVC Innovations, с разрешения.

УФ-свет обычно делится на три класса в зависимости от длины волны света. Все они невидимы для человеческого глаза. Самые длинные волны — это UVA (315–400 нм) и UVB (280–315 нм), которые обнаруживаются при обычном солнечном свете. Это лучи, которые могут вызвать солнечные ожоги, если человек слишком долго остается на улице без защиты. Световые лучи UVA и UVB обладают ограниченной способностью убивать микробы, потому что у вирусов и бактерий были миллионы лет, чтобы адаптироваться к ним.

Но ультрафиолетовый свет (200–280 нм) полностью поглощается нашей атмосферой и никогда не достигает поверхности земли [6]. Таким образом, УФ-излучение столь же ново для SARS-CoV-2, как и вирус для человека. По данным Международной ультрафиолетовой ассоциации, общепринято, что доза 40 мДж·см ⁻² света с длиной волны 254 нм убьет не менее 99,99% «любых патогенных микроорганизмов» [6], [7].

В настоящее время существует множество различных конструкций систем УФ-дезинфекции. Некоторые системы состоят из голой лампочки и таймера, а другие представляют собой мобильных роботов, способных добраться до труднодоступных мест [8]. Двумя основными вариантами дизайна являются длина волны света и способ доставки. На сегодняшний день наиболее распространенная длина волны бактерицидного света составляет 254 нм, излучаемого ртутными лампами низкого давления. Эти лампы просты и дешевы в производстве, поскольку в них используется практически та же технология, что и в люминесцентных лампах. Люминесцентная лампа на самом деле производит ультрафиолетовый свет внутри лампы. Но люминофор, нанесенный на стеклянную поверхность лампы, поглощает этот свет и переизлучает его на более длинных волнах, которые могут видеть люди. Для изготовления УФ-лампы стекло заменяют материалом, прозрачным для УФ-излучения, например плавленым кварцем.

Однако длина волны 254 нм может быть не оптимальной для уничтожения всех вирусов. Эксперты считают, что разные длины волн по-разному нейтрализуют вирусы [9], [10]. Свет с длиной волны 254 нм повреждает вирусную дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) или рибонуклеиновую кислоту (РНК), так что вирус не может воспроизводиться. Считается, что более короткие длины волн, такие как 207–222 нм (иногда называемые «дальним УФ-излучением»), повреждают белки на поверхности вируса, необходимые для прикрепления к клеткам человека. Таким образом, кривая, описывающая способность УФ-излучения к уничтожению вирусов, имеет двугорбую форму с пиком на более коротких длинах волн и еще одним пиком около 265 нм.

Система Xenex предназначена для использования преимуществ обоих методов уничтожения вирусов путем создания света от импульсного ксенонового источника, охватывающего весь спектр от 200 до 315 нм. Поскольку ксенон является инертным газом, лампы с ксеноном легче утилизировать, чем лампы, содержащие токсичную ртуть. По данным компании, более 500 медицинских учреждений по всему миру в настоящее время используют роботов Xenex для дезинфекции помещений.

Дезинфекция лампами дальнего УФ-излучения остается в основном экспериментальной, но может иметь существенное преимущество. Первоначальные данные свидетельствуют о том, что дальний ультрафиолетовый свет не проникает за пределы внешнего мертвого слоя клеток кожи или жидкой пленки на глазах у здоровых людей [10], [11]. Таким образом, он не может вызывать рак кожи или катаракту, как UVA и UVB. Также кажется, что он не вызывает временных ожогов кожи и повреждения глаз («вспышка сварщика»), как стандартное УФ-излучение. Предположительно, это зависит от интенсивности воздействия; неизвестно, будет ли безопасным, например, интенсивное воздействие для уничтожения патогенов на руках.

Однако врачам может потребоваться некоторое убеждение в том, что некоторые виды УФ-излучения могут быть безопасными для глаз человека. «Я хотел бы увидеть больше исследований о более длительном воздействии, прежде чем я буду уверен», — сказал Карл Линден, профессор экологической инженерии в Университете Колорадо в Боулдере, штат Колорадо, США. Если удастся доказать его безопасность при случайном воздействии, дальний ультрафиолетовый свет может оказаться идеальным для дезинфекции помещений, в которых постоянно находятся люди, например, на круглосуточном рынке; возможно, их также можно было бы использовать для обеспечения постоянной дезинфекции в больницах.

Независимо от того, какая длина волны используется, бактерицидный свет должен решить еще одну проблему: если поверхность находится в тени, она не будет продезинфицирована. Тени изобилуют типичной больничной палатой с множеством поверхностей и объектов, которые выступают под странными углами из пола, стен и потолка. В одном недавно опубликованном исследовании, когда стандартная УФ-лампа была размещена в центре комнаты и работала в соответствии с инструкциями производителя, некоторые места, такие как шкаф и раковина, оказались частично или полностью в тени и не получили полной дозы облучения. 40 мДж·см ⁻² , необходимых для обеспечения 99,99% дезинфекции [12].

По этой причине многие системы необходимо перемещать в несколько разных мест для тщательной дезинфекции помещения УФ-излучением. Это означает, что горничная должна войти в комнату, установить лампы, выйти из комнаты, включить их примерно на 5 минут, затем снова войти в комнату, переставить устройство и так далее. Это трудоемкий процесс. Чтобы устранить этот недостаток, компания UVD Robots, базирующаяся в Оденсе, Дания, разработала УФ-систему, которая перемещается по комнате автономно, устраняя необходимость в ручном перемещении. По словам представителя UVD Robots, компания недавно продала «трехзначное число» своих роботов Sunay Healthcare Supply (также в Оденсе) для использования в Китае, и теперь эти роботы доступны для 2000 китайских больниц [8]. Компания заявляет, что ее роботы используются более чем в 50 странах на всех шести обитаемых континентах.

Если УФ-дезинфекция так хороша, то почему она так долго не применяется в больницах и почему она практически неизвестна другим предприятиям (за исключением очистки сточных вод, где она используется десятилетиями)? Это во многом связано с человеческим восприятием, сказал Эдвард Нарделл, профессор гигиены окружающей среды, иммунологии и инфекционных заболеваний в Гарвардском университете им. Школа общественного здравоохранения Чана в Кембридже, Массачусетс, США. «Первый барьер — это страх. Все слышали, как врачи говорят, что мы не должны подвергаться слишком большому воздействию ультрафиолета. То, что UVC плохо проникает в кожу и глаза, является слишком тонкой разницей. Недостаток знакомства — вторая причина. Инженеры и архитекторы не слышат об бактерицидном свете в своей подготовке. Это сиротская дисциплина».

Ультрафиолетовый свет также может страдать от причуды истории [1]. В 1940-х и 1950-х годах антибиотики стали широко использоваться, и у многих врачей сложилось впечатление, что война с микробами выиграна. Таким образом, ультрафиолетовый свет был не только бесхозной технологией, но и казался устаревшим. Однако эта самоуспокоенность начала исчезать в 1980-х годах, когда появились устойчивые к лекарствам бактерии, особенно туберкулез (ТБ). Нарделл сказал, что для частичного решения проблемы передачи в больнице туберкулеза, переносимого по воздуху патогена, использовались УФ-лампы с жалюзи для дезинфекции воздуха возле потолка, который затем распространялся по остальной части комнаты. Но эта стратегия не повлияла на патогены, которые зависят от передачи через поверхность. Внутрибольничные инфекции остаются серьезной проблемой во всем мире, затрагивая, по оценкам, от семи до десяти из каждых 100 госпитализированных пациентов [13]. Многие возбудители, вызывающие эти инфекции, обладают множественной лекарственной устойчивостью, и их трудно или невозможно вылечить с помощью лекарств, поэтому имеет смысл попытаться уничтожить их до того, как они попадут в организм. Таким образом, до 2020 года основными заказчиками УФ-дезинфекции всего помещения были больницы.

Но теперь пришел COVID-19 и все изменил. «С новым коронавирусом спрос за пределами больниц резко вырос», — сказал Стибич. «Мы развертываем их в отелях, офисах и везде, где существует высокий предполагаемый риск или им нужна дополнительная гарантия. Когда страны вновь откроются, эти другие области также будут иметь важное значение. Мы хотим убедиться, что они в максимальной безопасности».

1. Рид Н.Г. История применения ультрафиолетового бактерицидного облучения для обеззараживания воздуха. Представитель общественного здравоохранения, 2010 г.; 125(1):15–27. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

2. Нобелевская премия по физиологии и медицине 1903 г. [Интернет]. Стокгольм: Нобелевская премия; c2020 [цитировано 15 мая 2020 г.]. Доступно по адресу: https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1903/summary.

3. Манганелло К. Робот Xenex LightStrike уничтожает SARS-CoV-2 (коронавирус) за 2 минуты [Интернет]. Сан-Антонио: Xenex; 30 апреля 2020 г. [цитировано 15 мая 2020 г.]. Доступно по адресу: https://xenex.com/resources/news/xenex-lightstrike-robot-destroys-sars-cov-2-coronavirus-in-2-minutes/.

4. Мур С.К. Полет GermFalcon: как родился стерилизатор для самолетов, способный убить коронавирус [Интернет]. Нью-Йорк: IEEE Spectrum; 2020 9 марта[цитировано 15 мая 2020 г.]. Доступно по адресу: https://spectrum.ieee.org/tech-talk/aerospace/aviation/germfalcon-coronavirus-airplane-ultraviolet-steriler-news.

5. Маккензи Д. Повторное использование масок N95. Машиностроение 2020;6(6):593–6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]

6. Bolton JR. УФ часто задаваемые вопросы [Интернет]. Чеви Чейз: Международная ультрафиолетовая ассоциация; [цитировано 15 мая 2020 г.]. Доступно по адресу: https://iuva.org/UV-FAQs.

7. Малайери А.Х., Мохсени М., Кэрнс Б., Болтон Дж.Р. Fluence (доза УФ-излучения), необходимая для достижения возрастающей логарифмической инактивации бактерий, простейших, вирусов и водорослей [Интернет]. Чеви Чейз: Новости IUVA; [цитировано 15 мая 2020 г.]. Доступно по ссылке: https://iuvanews.com/stories/092816/fluence-required-achieve-incremental-log-inactivation-bacteria-protozoa-viruses-algae.shtml.

8. Акерман Э. Автономные роботы помогают убивать коронавирус в больницах; [Интернет]. Нью-Йорк: IEEE Spectrum; 11 марта 2020 г. [цитировано 15 мая 2020 г.]. Доступно по адресу: https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/medical-robots/autonomous-robots-are-helping-kill-coronavirus-in-hospitals.

9. Бек С.Э., Родригес Р.А., Хокинс М.А., Харги Т.М., Ларасон Т.С., Линден К.Г. Сравнение УФ-индуцированной инактивации и повреждения РНК в фаге MS2 в бактерицидном УФ-спектре. Appl Environ Microbiol. 2016;82(5):1468–1474. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

10. Буонанно М., Понная Б., Уэлч Д., Станислаускас М., Рандерс-Персон Г., Смиленов Л. Бактерицидная эффективность и безопасность для кожи млекопитающих УФ-излучения с длиной волны 222 нм. Радиационное разрешение 2017; 187: 493–501. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

11. Welch D., Buonanno M., Grilj V., Shuryak I., Crickmore C., Bigelow A.W. Дальний ультрафиолетовый свет: новый инструмент для контроля распространения микробных заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем. Научный доклад 2018; 8: 2752. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

12. Линдблад М., Тано Э., Линдал С., Хусс Ф. Обеззараживание больничной палаты ультрафиолетовым излучением: необходимое количество УФ-излучения. Бернс. 2019;46(4):842–849. [PubMed] [Google Scholar]

13. Информационный бюллетень об инфекциях, связанных с оказанием медицинской помощи [Интернет]. Женева: Всемирная организация здравоохранения; [цитировано 15 мая 2020 г.]. Доступно по адресу: https://www.who.int/gpsc/country_work/gpsc_ccisc_fact_sheet_en.pdf.

Ультрафиолетовое (УФ) излучение

Что такое УФ-излучение?

Ультрафиолетовое (УФ) излучение представляет собой форму электромагнитного излучения, которое исходит от солнца и искусственных источников, таких как солярии и сварочные горелки.

Излучение – это излучение (рассылка) энергии из любого источника. Существует много типов излучения, от очень высокоэнергетического (высокочастотного) излучения, такого как рентгеновские лучи и гамма-лучи , до очень низкоэнергетического (низкочастотного) излучения, такого как радиоволны. УФ-лучи находятся в середине этого спектра. У них больше энергии, чем у видимого света, но не так много, как у рентгеновских лучей.

Существуют также различные типы УФ-лучей в зависимости от того, сколько энергии они имеют. Ультрафиолетовые лучи более высокой энергии представляют собой форму ионизирующее излучение . Это означает, что у них достаточно энергии, чтобы удалить электрон из (ионизировать) атом или молекулу. Ионизирующее излучение может повредить ДНК (гены) в клетках, что, в свою очередь, может привести к раку. Но даже самые мощные УФ-лучи не обладают достаточной энергией для глубокого проникновения в организм, поэтому их основное воздействие приходится на кожу.

УФ-излучение делится на 3 основные группы:

• УФА-лучи обладают наименьшей энергией среди УФ-лучей. Эти лучи могут вызвать старение клеток кожи и вызвать косвенное повреждение ДНК клеток. Лучи UVA в основном связаны с долгосрочным повреждением кожи, таким как морщины, но также считается, что они играют роль в некоторых раковых заболеваниях кожи.
• UVB-лучи обладают немного большей энергией, чем UVA-лучи. Они могут напрямую повредить ДНК в клетках кожи и являются основными лучами, вызывающими солнечные ожоги. Также считается, что они вызывают большинство видов рака кожи.
• УФ-лучи обладают большей энергией, чем другие типы УФ-лучей. К счастью, из-за этого они реагируют с озоном высоко в нашей атмосфере и не достигают земли, поэтому обычно они не являются фактором риска развития рака кожи. Но УФ-излучение также может исходить из некоторых искусственных источников, таких как горелки для дуговой сварки, ртутные лампы и ультрафиолетовые дезинфицирующие лампы, используемые для уничтожения бактерий и других микробов (например, в воде, воздухе, пище или на поверхностях).

Как люди подвергаются воздействию УФ-излучения?

Солнечный свет

Солнечный свет является основным источником УФ-излучения, хотя УФ-лучи составляют лишь небольшую часть солнечных лучей. Различные типы УФ-лучей достигают земли в разном количестве. Около 95 % УФ-лучей, достигающих земли, составляют УФ-лучи А, а остальные 5 % — УФ-В лучи.

Сила УФ-лучей, достигающих земли, зависит от ряда факторов, таких как:

• Время суток:  УФ-лучи наиболее сильны с 10:00 до 16:00.
• Сезон года:  УФ-лучи сильнее весной и летом. Вблизи экватора этот фактор менее важен.
• Расстояние от экватора (широта):  Ультрафиолетовое излучение уменьшается по мере удаления от экватора.
• Высота над уровнем моря:  Больше УФ-лучей достигает земли на больших высотах.
• Облака:  Воздействие облаков может быть разным, но важно знать, что УФ-лучи могут проникать на землю даже в пасмурный день.
• Отражение от поверхностей:  УФ-лучи могут отражаться от таких поверхностей, как вода, песок, снег, тротуар или даже трава, что приводит к увеличению воздействия УФ-излучения.
• Содержимое воздуха:  Озон в верхних слоях атмосферы, например, отфильтровывает часть УФ-излучения.

Степень воздействия УФ-излучения на человека зависит от силы лучей, продолжительности воздействия на кожу и от того, защищена ли кожа одеждой или солнцезащитным кремом.

Искусственные источники УФ-лучей

Люди также могут подвергаться воздействию искусственных источников УФ-лучей. К ним относятся:

• Солнечные лампы и солярии (солярии и кабины): Количество и тип УФ-излучения, которому человек подвергается в солярии (или кабине), зависит от конкретных ламп, используемых в солярии, человек остается в постели, и сколько раз человек использует ее. Большинство современных УФ-соляриев излучают в основном УФА-лучи, а остальные — УФВ.
• Фототерапия (УФ-терапия):  Некоторым кожным заболеваниям (например, псориазу) помогает лечение УФ-светом. Для лечения, известного как PUVA, сначала вводится препарат под названием псорален. Препарат накапливается в коже и делает ее более чувствительной к ультрафиолету. Затем пациента обрабатывают УФ-излучением. Другим вариантом лечения является использование только УФБ (без лекарств).
• Лампы черного света:  В этих лампах используются лампы, испускающие УФ-лучи (в основном УФ-А). Лампа также излучает видимый свет, но у нее есть фильтр, который блокирует большую его часть, пропуская при этом УФ-лучи. Эти лампочки имеют фиолетовое свечение и используются для просмотра флуоресцентного материала. Ловушки для насекомых также используют «черный свет», который испускает некоторое количество ультрафиолетовых лучей, но лампы используют другой фильтр, который заставляет их светиться синим цветом.
• Ртутные лампы: Ртутные лампы можно использовать для освещения больших общественных мест, таких как улицы или спортивные залы. Они не подвергают людей воздействию ультрафиолетовых лучей, если они работают должным образом. На самом деле они состоят из двух ламп: внутренней, излучающей свет и УФ-лучи, и внешней, фильтрующей УФ-излучение. Воздействие ультрафиолета может произойти только в том случае, если внешняя колба сломана. Некоторые ртутные лампы устроены таким образом, что отключаются сами при разрыве внешней колбы. Те, у которых нет этой функции, должны быть установлены только за защитным слоем или в местах, где люди не будут подвергаться воздействию, если часть лампы сломается.
• Ксеноновые и ксенон-ртутные дуговые лампы высокого давления, плазменные горелки и сварочные дуги: Ксеноновые и ксенон-ртутные дуговые лампы используются в качестве источников света и УФ-лучей для многих целей, таких как УФ-отверждение (чернил , покрытия и т. д.), дезинфекции, для имитации солнечного света (например, для проверки солнечных батарей) и даже в фарах некоторых автомобилей. Большинство из них, наряду с плазменными горелками и сварочными дугами, в основном вызывают озабоченность с точки зрения воздействия УФ-излучения на рабочем месте.

Вызывает ли УФ-излучение рак?

Большинство случаев рака кожи возникает в результате воздействия УФ-лучей на солнце. Как базально-клеточный, так и плоскоклеточный рак (наиболее распространенные типы рака кожи), как правило, обнаруживаются на участках тела, подвергающихся воздействию солнца, и их возникновение обычно связано с пребыванием на солнце в течение всей жизни. Риск меланомы, более серьезного, но менее распространенного типа рака кожи, также связан с воздействием солнца, хотя, возможно, не так сильно. Рак кожи также был связан с воздействием некоторых искусственных источников УФ-лучей.

Что показывают исследования?

Многие исследования показали, что базально-клеточный и плоскоклеточный рак кожи связаны с определенным поведением, которое заставляет людей находиться на солнце, а также с рядом маркеров пребывания на солнце, таких как:

• Проведение времени на солнце в течение отдых (включая посещение пляжа)
• Проводить много времени на солнце в купальнике
• Жизнь в районе, который получает много солнечного света
• Серьезные солнечные ожоги в прошлом (большее количество солнечных ожогов связано с повышенным риском)
• Наличие признаков солнечного повреждения кожи, таких как печеночные пятна, актинический кератоз (огрубевшие участки кожи, которые могут быть предраковыми) и солнечный эластоз (утолщенная, сухая, морщинистая кожа, вызванная воздействием солнца) на шее

Исследования также обнаружили связь между определенным поведением и маркерами пребывания на солнце и меланомой кожи , в том числе:

• Деятельность, которая приводит к «периодическому воздействию солнца», например солнечные ванны, водные виды спорта и отдых в солнечных местах
• Предыдущие солнечные ожоги
• Признаки повреждения кожи солнечными лучами, такие как печеночные пятна, актинический кератоз и солнечный эластоз

Поскольку УФ-лучи не проникают глубоко в организм, нельзя ожидать, что они вызовут рак внутренних органов, и большинство исследований не обнаружили такой связи. Однако некоторые исследования показали возможную связь с некоторыми другими видами рака , включая карциному из клеток Меркеля (менее распространенный тип рака кожи) и меланому глаза.

Исследования показали, что люди, пользующиеся соляриями (или кабинами) , имеют более высокий риск развития рака кожи, включая меланому, плоскоклеточный и базально-клеточный рак кожи. Риск меланомы выше, если человек начал загорать в помещении до 30 лет. или 35, и риск базально-клеточного и плоскоклеточного рака кожи выше, если солярий начали использовать до 25 лет.

Что говорят экспертные агентства?

В общем, Американское онкологическое общество не определяет, вызывает ли что-то рак (то есть, если это канцероген ) , но мы обращаемся за помощью к другим уважаемым организациям. На основании имеющихся данных несколько экспертных агентств оценили канцерогенную природу УФ-излучения.

Международное агентство по изучению рака (IARC)  является частью Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Одной из его основных целей является выявление причин рака. На основании имеющихся данных IARC сделало следующие выводы:

• Солнечное излучение является канцерогенным для человека .
• Использование устройств для загара с ультрафиолетовым излучением является канцерогенным для человека .
• УФ-излучение (включая УФА, УФВ и УФС) является канцерогенным для человека .

Национальная токсикологическая программа (NTP)  образована из частей нескольких различных государственных учреждений США, включая Национальные институты здравоохранения (NIH), Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов ( FDA). НТП приняла следующие решения:

• Солнечное излучение известно как канцероген для человека .
• Воздействие солнечных ламп или соляриев является известным канцерогеном для человека .
• УФ-излучение широкого спектра действия известно как канцероген для человека .
• УФА-излучение обоснованно считается канцерогеном для человека .
• УФ-излучение обоснованно считается канцерогеном для человека .
• Ультрафиолетовое излучение C обоснованно считается канцерогеном для человека .

(Дополнительную информацию о системах классификации, используемых этими агентствами, см. в разделе Определение того, является ли что-то канцерогеном.)

А как насчет соляриев?

Некоторые люди думают, что ультрафиолетовые лучи в солярии — это безопасный способ получить загар, но это не так.

Как IARC , так и NTP классифицируют использование устройств для загара, излучающих УФ-излучение (включая лампы для загара и солярии), как канцерогенные для человека.

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), , которое называет все УФ-лампы, используемые для загара, «солнечными лампами», требует, чтобы они имели этикетку с надписью: «Внимание! возраст 18 лет».

FDA также требует, чтобы инструкции для пользователей и коммерческие материалы, предназначенные для потребителей (включая каталоги, спецификации, описательные брошюры и веб-страницы), содержали следующие заявления:

• Противопоказания: Этот продукт противопоказан для использования лицами моложе 18 лет.
• Противопоказание: Этот продукт нельзя использовать при наличии повреждений кожи или открытых ран.
• Предупреждение: этот продукт не следует использовать у лиц, у которых был рак кожи или у которых в семейном анамнезе был рак кожи.
• Предупреждение: Лица, неоднократно подвергающиеся воздействию УФ-излучения, должны регулярно проходить обследование на наличие рака кожи.

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов также предложило новое правило, запрещающее использование устройств для загара в помещении лицами моложе 18 лет, требующее, чтобы солярии информировали взрослых пользователей о рисках для здоровья, связанных с солярием в помещении, и требовало подписанного подтверждения риска от всех пользователей. . Некоторые штаты США уже запретили солярий всем лицам моложе 18 лет, в то время как другие запретили использование солярия младшими подростками и детьми.

Есть ли другие проблемы со здоровьем, связанные с УФ-излучением?

В дополнение к раку кожи воздействие УФ-лучей может вызвать другие проблемы со здоровьем:

• УФ-лучи, исходящие как от солнца, так и от искусственных источников, таких как солярии, могут вызывать солнечные ожоги .
• Воздействие УФ-лучей может вызвать преждевременное старение кожи и признаки солнечного повреждения , такие как морщины, кожистая кожа, печеночные пятна, актинический кератоз и солнечный эластоз.
• Ультрафиолетовые лучи также могут вызывать проблемы с глазами . Они могут вызвать воспаление или ожог роговицы (в передней части глаза). Они также могут привести к образованию катаракты (помутнение хрусталика глаза) и птеригиума (разрастание тканей на поверхности глаза), оба из которых могут ухудшить зрение.
• Воздействие УФ-лучей также может ослабить иммунную систему , так что организму труднее бороться с инфекциями. Это может привести к таким проблемам, как реактивация герпеса, вызванная воздействием солнца или других источников ультрафиолетовых лучей. Это также может привести к тому, что вакцины будут менее эффективными.

Некоторые люди более чувствительны к вредному воздействию УФ-излучения. Некоторые лекарства также могут сделать вас более чувствительными к ультрафиолетовому излучению, повышая вероятность солнечных ожогов. И некоторые медицинские условия могут ухудшиться из-за УФ-излучения.

УФ-лучи и витамин D

Ваша кожа естественным образом вырабатывает витамин D, когда подвергается воздействию ультрафиолетовых лучей солнца. Количество витамина D, которое вы вырабатываете, зависит от многих факторов, в том числе от вашего возраста, темной кожи и интенсивности солнечного света в том месте, где вы живете.

Витамин D полезен для здоровья. Это может даже помочь снизить риск некоторых видов рака. В настоящее время врачи не уверены, каков оптимальный уровень витамина D, но в этой области проводится много исследований.

По возможности лучше получать витамин D из пищи или витаминных добавок, а не из-за воздействия УФ-лучей. Диетические источники и витаминные добавки не увеличивают риск рака кожи и, как правило, являются более надежными способами получить необходимое количество.

Могу ли я избежать воздействия УФ-излучения?

УФ-лучи при солнечном свете

Невозможно (и не полезно) полностью избегать солнечного света, но есть способы убедиться, что вы не получаете слишком много солнца:

• Если вы собираетесь выйти на улицу, просто пребывание в тени , особенно в полуденные часы, является одним из лучших способов ограничить воздействие УФ-излучения солнечного света.
  Ультрафиолетовая лампа как выглядит: что это, применение, принцип работы, производители