Дезинфекция на въздуха с ултравиолетова бактерицидна лампа

В контекста на пандемията с COVID-19 излизат на дневен ред редица важни въпроси, неполучили необходимото внимание в близкото минало. Един от тях е осигуряването на достатъчно добра дезинфекция на въздуха при обитаването на затворени помещения с цел намаляване риска от предаване разпространението на респираторните инфекции (въздушно-капковият път на разпространение позволява засягане на голям процент от хората за кратки срокове при наличието на благоприятни условия, като затворените помещения и струпването на много хора в тях са сред основните рискови фактори).

При определени атмосферни условия проветряването на помещенията крие своите рискове (при ниски температури, мъгла, дъжд, сняг), което налага използването на алтернативен метод.

Дезинфекция на въздуха с ултравиолетова бактерицидна лампа е метод, познат на човечеството от десетки годни, използван доскоро предимно в медицината и сферата на здравеопазването, който през последните години придобива все повече популярност и комерсиализация и е наличен за масова употреба, включително и в домашни условия.

С помощта на бактерицидните ултравиолетови лампи се постига високо ефективна дезинфекция (унищожаване на патогенни бактерии, вируси и други микроби) на различни помещения, като например училища и детски заведения, офиси, производствени помещения, болнични заведения, могат да се използват и в домашни условия.

UV-C дезинфекция на въздуха

Ултравиолетовата светлина е част от светлинния спектър, който се категоризира в три основни диапазона според дължината на вълната, а именно UV-A (с дължина на вълната 315 до 400 nm), UV-B (с дължина на вълната 280 до 315 nm) и UV-C (с дължина на вълната от 100 до 280 nm).

Най-общо казано UV-A води до потъмняването на кожата и придобиването на златист загар, UV-B лъчите са отговорни за слънчевите изгаряния и кожните дерматози и увреждания. UV-C не прониква през озоновия слой (защитният озонов слой не позволява преминаване на вълни с дължина по-малка от 300 nm).

UV-C лъчите показват гермициден ефект (микробициден ефект, включващ бактерициден, вирусоциден, фунгициден и други), като дезактивира нуклеиновите киселини (ДНК и РНК) на различните бактерии, вируси, гъбички и други патогени и уврежда по този начин способността им за репликация и размножаване и съответно предизвикване на инфекция. UV-C светлината уврежда ДНК на патогените като формира ковалентни връзки между определени съседни бази в ДНК, като по този начин при опит за репликация патогените умират.

Този метод на дезинфекция на въздуха е изключително ефективен и популярен, защото не се използват химикали, реагенти и други субстанции, процесът е сравнително бърз, опростен, евтин и не изисква скъпа поддръжка.

Фотоните между 200 и 300 нанометра се абсорбират интензивно от нуклеиновите киселини, а фотоните под 240 нанометра се абсорбират добре и от протеините на различните патогени, като тези биомолекули се увреждат от абсорбираната енергия. Обикновено е необходима много ниска доза UV-C за инактивиране на патогените. Ултравиолетовата доза се определя основно от интензивността на източника на светлина и от продължителността на експозиция. За постигане на определена доза източниците с висок интензитет изискват по-кратко време на експозиция, докато източниците с по-нисък интензитет изискват съответно по-продължителна експозиция за постигане на желания ефект.

Използването на различни изкуствени източници на ултравиолетова светлина в ниския спектър е широко застъпено при пречистването на промишлени води и водоеми, пречистване на непорести повърхности, както и за пречистване на въздух. В последния случай източниците на светлина се използват често в комбинация с подходящи вентилационни и филтриращи системи за постигане на желания ефект.

Не може да се говори за постигане на пълна стерилизация, тъй като това в широката практика не е възможно, но се говори за постигане на дезинфекция с успеваемост над 99.9 процента.

Основните фактори, които определят ефективността на ултравиолетовите бактерицидни лампи включват:

• време на експозиция: продължителността на излагане на микроорганизмите и различните патогени на UV-C лъчението
• емисионни характеристики: интензивност и дължина на вълната на UV-C лъчението
• особености от страна на патогените: наличието на частици, които могат да протектират микроорганизмите от лъчението, както и способността на различните микроорганизми да издържат на лъчението по време на излагането им

Ефективността на много от уредите се дължи на многократното преминаване на въздушната струя и убиване по този начин на оцелелите патогени.

Ултравиолетовата доза не може да бъде директно измерена, но могат да се направят някои изводи въз основа на известните или прогнозираните величини в процеса, а именно това са скорост на потока (контактно време), пропускливост (светлината, достигнала успешно до целта си), особености от страна на използваната лампа (замърсяване, остаряване, намаляване на интензивността на лъчението, необходимост от амортизация и други).

При използване за дезинфекция на въздуха ултравиолетовата доза обикновено се изчислява, като се умножат времето на експозиция и ултравиолетовия интензитет.

Разлики в ефективността, технологията на действие и безопасността на работа съществуват и между различните видове ултравиолетови бактерицидни лампи.

Как работи бактерицидната лампа: видове, особености

Изкуствените източници на UV-C светлина, предназначени за дезинфекция на въздуха, използват светлина в диапазона на този вид ултравиолетови лъчи или по-широк диапазон, включващ също и UV-C спектъра.

В основата си ултравиолетовата бактерицидна лампа за дезинфекция на въздуха води до убиване, унищожаване на наличните патогени, обединени под общото название микроби, тъй като е ефективна срещу бактерии, вируси, дрожди, гъбички и други.

Важна особеност за постигане на желания ефект е необходимостта от директно излагане на патогените спрямо лъчението, като следва да се отчитат фактори като прах, замърсявания на въздуха, висока влажност, които могат да намалят ефективността на уредите. За тази цел са налични различни видове устройства, отличаващи се по технологията на постигане на желания ефект, но също и по емисионния спектър, обсега на дейност, безопасност и други.

В зависимост от една основна характеристика, а именно дали по време на работа ултравиолетовите лампи водят до отделяне на озон се подразделят на два основни вида, а именно:

• озонови бактерицидни лампи: по време на работа озоновите бактерицидни лампи водят до отделяне на по-големи количества озон. Озонът обичайно присъства във вдишвания въздух, но повишаването на концентрацията му над определени стойности крие сериозни рискове за човешкото здраве (могат да предизвикат главоболие, дразнене на носа, очите, гърлото, усещане за умора и други, по-сериозни последици при дългосрочно излагане). Поради тази причина по време на работа на озоновите бактерицидни лампи се препоръчва обработваните помещения да са празни и след дезинфекция да бъдат щателно проветрени за поне 30 минути (половин до един час е приблизително необходимото време за превръщането на озона в кислород). По своята същност озоновите лампи са изключително ефективни за дезинфекция на въздуха, като убиват патогенната флора (бактерии, вируси, гъбички, дрожди и други микроби), в допълнение премахват и неприятните миризми
• безозонови бактерицидни лампи: този вид лампи са изработени по специална технология с кварцово стъкло и наличието на специално покритие, филтриращо високите озонови концентрации, като в крайна сметка стъклото не позволява увеличение на озоновата концентрация в обработваното помещение. Тези лампи, макар и по-скъпи от финансова гледна точка, могат да се използват и в присъствието на хора

Изображениe: Pixabay.com, CC0

В зависимост от някои особености в характеристиките, начина на работа и спецификите на уредите ултравиолетовите бактерицидни лампи се обособяват в няколко основни групи, а именно:

• живачни лампи с ниско налягане: от исторически поглед живачните лампи с ниско налягане са едни от първите и съответно най-широко използвани лампи за ултравиолетова радиация (UV-C), като основната емисия е от порядъка на 254 nm. Наподобяват по външен вид обикновените флуоресцентни лампи, но тръбата им не съдържа флуоресциращ фосфор
• живачни лампи с високо налягане: този вид ултравиолетови бактерицидни лампи излъчват широколентово ултравиолетово лъчение (UV-C), а не само една емисионна линия. Използват се широко главно за пречистването на промишлени води, тъй като са силно интензивни източници на радиация
• светодиоди: светодиодите (light-emitting diode или LED), произвеждащи ултравиолетово лъчение, навлизат все повече в масовата употреба и стават все по-достъпни, като последните разработки в тази област доведоха до създаване на ефективни и налични в търговските мрежи светодиодни източници на ултравиолетова радиация. Обикновено излъчват тясна лента с дължина на вълната най-често от порядъка на 214 nm, 265 nm и 273 nm, като особеност е регулируемата дължина на вълната чрез промени в някои химични особености в полупроводниковия материал. Основното им предимство пред живачните лампи е липсата на съдържание на живак. Недостатък се явява малката повърхност и по-голямата насоченост на светодиодите, което ги прави по-малко ефективни в постигането на бактерицидния ефект. Нововъведенията в тази област и продължаващите разработки водят до подобряване на дизайна, ефективността и използваемостта на излъчващите UV-C светодиоди и приложението им в редица отрасли

Съществуват и някои други видове ултравиолетови бактерицидни лампи, като усилията на съвременната наука и технологичният напредък водят до постоянни подобрения в дизайна, технологията, ефективността и безопасността на съответните уреди и устройства.

В зависимост от желаните цели ултравиолетовата бактерицидна лампа успешно може да се комбинира с различни филтърни системи (от типа на HEPA-филтър) с цел пречистване, дезинфекция, освежаване на въздуха в помещенията.

Проучвания в областта показват повишение на ефективността на уредите при използването с подходяща вентилационна система, като за постигане на бактерициден ефект без застрашаване здравето на пребиваващите в помещението лампите се монтират в специално определени за целта и обезопасени места (чест вариант е монтирането им във вентилационната система).

Ултравиолетова бактерицидна лампа за дома: какво трябва да знаем

Интересът на средностатистическия човек към уредите за дезинфекция, почистване на дома, пречистване на въздуха, стерилизиране на повърхности и други нараства с всяка изминала година. Комерсиализацията, модернизацията и технологичният напредък правят възможно поддържането на дома стерилен, което за разлика от битуващото общо мнение, не е никак добра идея, особено при отглеждане на малко дете (проучвания в областта показват, че именно младите родители са тези, които най-много се възползват от подобни уреди за дома).

Можем да поддържаме дома стерилен и в безупречен, дезинфекциран, лъснат до блясък вид, но при подобен сценарий всяко излизане извън пределите на стерилизираната крепост ще крие огромни рискове за здравето на човек (особено бебе), отглеждан и пребиваващ в стерилни условия.

Затова преди да се реши на подобна стъпка, всеки трябва да си зададе логичните въпроси, свързани с истинската нужда от подобна лампа и рисковете (главно непреките), които крие нейната употреба.

Подобна покупка е необходима главно в семейства, при които лекуващия лекар е препоръчал осигуряването на щателна дезинфекция на въздуха, главно при здравословни съображения за някой от членовете на домочадието. Може да се касае за хронично заболяване, предразполагащо към чести инфекции, неопластично заболяване или провеждане на онкологично лечение, които сами по себе си отслабват имунната защита и превръщат в потенциална опасност дори и безобидните сезонни респираторни инфекции.

При избора на бактерицидна ултравиолетова лампа е необходимо съобразяване с желания за постигане ефект на фона на осигуряване необходимата безопасност на обитателите на дома, включително домашните любимци.

Препоръчват се безозоновите бактерицидни лампи, тъй като се считат за по-безопасни, като е необходимо съобразяване с характеристиките на продукта (спрямо желаната за дезинфекция квадратура, определяне на най-подходящото място за поставяне на лампата).

Задължително проверете изрично обозначеното в инструкциите от производителя условие, че уредът е подходящ за битови условия и е безопасен за деца, възрастни хора, домашни любимци и растения.

Макар и рядко при неправилен избор или експлоатация на ултравиолетовата бактерицидна лампа е възможна поява на дискомфорт при пациенти с някои хронични заболявания (главно сърдечно-съдови увреждания, чернодробни, бъбречни, кожни заболявания и други).

При неправилна експлоатация и особено при употреба на озонови бактерицидни лампи са възможни кожни изгаряния в различна степен, увреждане на зрителния анализатор, дори развитие на катаракта.

Неправилният избор на продукт, неправилната експлоатация или неглижирането на някои от основните препоръки на производителя от една страна може да доведе до странични ефекти от страна на здравословното състояние на обитателите на помещението, но от друга страна може да компрометира ефективността на уреда и в крайна сметка да не доведе до желания бактерициден и микробициден като цяло ефект. Оценката на риска се извършва също и на базата на времето на излагане, емисионната вълна, отделянето на озон, наличието на живак и редица други фактори.

При спазване на препоръките от производителя и действителна нужда от подобна придобивка за дома, бактерицидната лампа може да се превърне във ваш верен съюзник в борбата с микробите, намалявайки риска от разпространение на редица инфекциозни заболявания.

Безопасна работа с ултравиолетови бактерицидни лампи: основни препоръки

Независимо дали ултравиолетовата бактерицидна лампа ще бъде използвана в домашни условия или за целите на различни обществени и социални заведения, безопасната работа и експлоатация са в основата и следва стриктно да се спазват някои препоръки.

Най-общо специалистите съветват да се обърне внимание на следните детайли преди решението за използване на бактерицидна лампа с цел улесняване на избора, избор на най-доброто решение за всяко отделно помещение в зависимост от неговата използваемост, както и осигуряване на безопасност за хората, които го обитават:

• квадратура: за постигане на желания ефект и дезинфекция е необходимо съобразяване на характеристиките на бактерицидната лампа с квадратурата на съответното помещение
• време на работа: за целите на практиката (особено в болнични и учебни заведения, при употреба в производствени помещения) е важно съобразяване на необходимото време на работа на бактерицидната лампа за постигане на желания ефект
• технологични предимства: модерните устройства предлагат редица подобрения в характеристиките, като например опция отложен старт и включване на лампата в определено време, възможност за дистанционно управление и редица други опции
• монтаж: налични са многобройни модели ултравиолетови бактерицидни лампи, които позволяват монтиране към стена, таван, във вентилационната система, използване на стойка, а тези, предназначени за домашна употреба, обикновено са с малки размери и са преносими
• избор на конкретен вид бактерицидна лампа: в зависимост от целите на използването може да се ориентирате към безозонови или озонови бактерицидни лампи, като следва да спазвате стриктно съветите за безопасна употреба (озоновите бактерицидни лампи изискват щателно проветряване на помещението за поне 30 минути)

За постигането на желаните ефекти при дезинфекция на въздуха с ултравиолетова бактерицидна лампа е необходимо да се спазват стриктно препоръките на фирмата-производител с цел оптимална експлоатация без риск за здравето на обитателите.

При употреба в болнични заведения, училища, обществени места и производствени предприятия обикновено бактерицидните лампи се комбинират с подходяща филтърна система, като се монтират на безопасни места за осигуряване на необходимия ефект, без риск за здравето на хората. Използването в домашни условия, придобило популярност през последните години, крие своите рискове и следва да се предприема само по преценка и препоръка на лекуващия лекар (поддържането на стерилна среда има обратен ефект и често излага лицата на по-висок риск).

Заглавно изображение: freepik.com; doloresa, CC0, pixabay; CSIRO, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons