О том, что солнечный свет губителен для микробов, было известно с давних времен. В 20-х годах ХХ века установили, что именно ультрафиолетовая часть солнечного спектра вызывает необратимое повреждение микроорганизмов.
Принцип действия бактерицидных ламп
Длина ультрафиолетовых (УФ) волн составляет 10–400 нм. В зависимости от длины волны выделяют несколько диапазонов, в частности: UVA — 315–400 нм, UVB — 280–315 нм и UVC — 100–280 нм. Бактерицидными свойствами обладает излучение диапазона 205–315 нм с пиком в 254–265 нм. Бактерицидными называют лампы, которые испускают свет с такой длиной волны. Такие изделия применяются для обеззараживания: они помогают в борьбе против бактерий, грибков и вирусов. В числе прочего бактерицидные лампы эффективны в отношении вируса COVID–19. Проблема в том, что именно спектр излучения UVC представляет вред и для человека, негативно влияя на глаза и кожу.
Бактерицидные лампы: виды
Лампы с бактерицидным действием из кварцевого стекла, которое пропускает ультрафиолетовое излучение, называются кварцевыми, а процесс обеззараживания помещения с их помощью — кварцеванием. Кварцевые лампы пропускают излучение длиной 185 нм, под действием которого образуется токсичный для человека озон. Поэтому людям нельзя находиться в комнате, если в ней работает подобный прибор, более того, после кварцевания необходимо проветрить помещение, чтобы избавиться от образовавшегося озона. Тем не менее КПД кварцевых ламп наиболее высок, поэтому они хоть с ограничениями, но используются до сих пор.
Позже в бактерицидных лампах колбу стали изготавливать из специального стекла, которое пропускает лучи спектра, разрушающего микроорганизмы, но задерживает излучение с длиной волны 185 нм — так называемые безозоновые лампы. Таким образом, они стали менее токсичными.
Описанные выше лампы — ртутные, но есть и более современные варианты, в которых используются УФ-светодиоды. Они имеют по сравнению с ртутными целый ряд преимуществ, а именно:
- Возможность фокусировки.
- Возможность регулирования мощности излучения.
- Меньший размер, мобильность, прочность и безопасность.
Благодаря этим свойствам UVC-светодиоды могут использоваться для дезинфекции помещений в присутствии людей. Их недостатком является низкий по сравнению с бактерицидными и кварцевыми лампами КПД. В настоящее время ведущие мировые производители работают над повышением КПД УФ-светодиодов и их удешевлением, что позволило бы отказаться от громоздких и энергоемких кварцевых и бактерицидных установок.
Стерилизация и дезинфекция помещений
Для стерилизации и дезинфекции помещений используются три типа устройств: бактерицидная лампа, бактерицидный облучатель и бактерицидная установка. Облучатель состоит из источника УФ-излучения (лампы), светоотражателей, дополнительных элементов и крепления. Бывают открытыми (широкая область облучения), закрытыми (более узкая область облучения, например, стерилизатор, вентиляция) и комбинированными.
Бактерицидная установка — группа облучателей, расположенных таким образом, чтобы охватить нужный объем пространства и обеспечить требуемый уровень дезинфекции. Именно их обычно используют для обеззараживания медицинских помещений.
УФ-излучение распространяется только по прямой, что важно учитывать при дезинфекции. Также необходимо принимать во внимание мощность источника, время воздействия, его удаленность, размер помещения, состояние воздуха (температура, скорость потока и т. д.). Поэтому эффективность того или иного устройства определяется отдельно для каждого случая. С помощью правильно подобранных бактерицидных излучателей удастся избавиться от 99,9% микробов, т. е. добиться стерилизации.