Ультрафиолетовое излучение, физические величины, влияние на организм человека. Гигиеническое нормирование. Бактерицидные лампы, виды бактерицидных облучателей.

Источниками ультрафиолетового излучения на фармацевтических предприятиях являются бактерицидные облучатели. Бактерицидные облучатели используются для деконтаминации (обеззараживания) материалов, воды, воздуха, поступающих в производство, а также поверхностей оборудования и ограждений помещения. Облучатели устанавливают в «чистых» основных и вспомогательных помещениях при производстве готовых лекарственных форм, некоторых субстанций, а также в лабораторных и других помещениях, где работают с живыми культурами микроорганизмов.

Под излучением понимают электромагнитные волны различной длины и частоты. Ультрафиолетовое излучение представляет собой невидимое глазом излучение, занимающее в электромагнитном спектре промежуточное положение между видимым светом с длиной волны λ= 760–380 нми ионизирующим излучением λ= 2–0,19 нм. Диапазон ультрафиолетового излучения находится в интервалеλ= 200–400 нм (1 нм = 10^-9м).

Влияние ультрафиолетового излучения разной длины волны неодинаково, поэтому в его спектре выделяют 3 диапазона:

А – флуоресцентный диапазон с длиной волны λ= 315 400нм;

В – эритемный диапазон с длиной волны λ= 280 315нм;

С – бактерицидный диапазон с длиной волны λ= 280 280нм.

Лучи диапазона «А»отличаются сравнительно слабым биологическим действием. Свое название флуоресцентный диапазон «А» получил из-за его способности вызывать флуоресценцию (свечение) некоторых веществ. Это нашло применение, например, в контроле поверхностей технологического оборудования при технических испытаниях, люминесцентном анализе органических соединений. Диапазон излучения «А» называют также загарным, так как лучи этого диапазона образуют меланин – пигмент кожи, придающий ей коричневатый цвет загара.

Диапазон излучения «В»называют эритемным по его способности через 6–8 часов после облучения вызывать эритему – покраснение кожи. Максимум эритемного действия излучения приходится на длину волны λ = 296,7 нм.

Лучи диапазона «С»называют бактерицидными по способности этого излучения убивать микроорганизмы, включая бактерии, вирусы, споры, грибы и другие живые клетки. Максимум бактерицидного действия приходится на длину волны λ = 265 нм. Бактерицидными свойствами, хотя и в меньшей степени, обладают лучи других участков спектра «А» и «В», а также видимые фиолетовые и синие лучи.

Помимо длины волны ультрафиолетовое излучение характеризуется энергетическими величинами и эффективностью воздействия на биологический объект. Энергетическими параметрами бактерицидного действия являются:

-бактерицидный поток (Ф_бк, Вт)–это мощность бактерицидного излучения;

- энергия бактерицидного излучения (W_бк = Ф_бк t, Дж) – это произведение бактерицидного потока на время облучения;

- бактерицидная облученность (Е_бк = ), – это поверхностная плотность падающего бактерицидного потока излучения или отношение бактерицидного потока к площади облучаемой поверхности;

- поверхностная бактерицидная доза или экспозиция (Н_бк= , ) –это поверхностная плотность бактерицидной энергии излучения или отношение энергии бактерицидного излучения к площади облучаемой поверхности;

- объемная бактерицидная доза или экспозиция (H_v= ) – это плотность бактерицидной энергии излучения или отношение энергии бактерицидного излучения к объему облучаемой воздушной среды;

- бактерицидная эффективность ) – это отношение числа погибших микроорганизмов N_nк их начальному числуN_н выраженное в процентах. При оценке бактерицидной эффективности ультрафиолетового излучения в качестве стандарта – санитарно-показательного микроорганизма принят золотистый стафилококк (Staphylococcusaureus).

Ультрафиолетовое излучение в зависимости от длины волны, дозы и времени действия оказывает на человека положительное и отрицательное влияние. К положительному действию облучения относят синтез антирахитичного витамина Д и нормализацию кальциевого и фосфорного обмена. Это, как правило, происходит при малых дозах облучения. В результате повышается сопротивляемость организма, снижается заболеваемость, в частности, повышается устойчивость к охлаждению, снижается утомляемость, повышается работоспособность. Положительным является также бактерицидное действие ультрафиолетового излучения.

Отрицательными последствиями действия облучения могут быть острые и хронические профессиональные поражения кожи, глаз, центральной нервной системы.

Хронические изменения кожных покровов, вызванные ультрафиолетовым облучением – это кератоз («световое старение»), атрофия эпидермиса, возможные злокачественные новообразования. Острые поражения кожи под действие УФ облучения – дерматиты с эритемой, иногда отеки, вплоть до образования пузырей. Дерматит – это воспалительный процесс в коже, эритема – покраснение.

Наряду с этим УФ лучи оказывают негативное влияние на центральную нервную систему, в результате чего может возникнуть общетоксическое поражение, его симптомы – головная боль, головокружение, повышение температуры тела, ощущение разбитости, повышение утомляемости и др. Классическим примером острого поражения кожи является солнечный ожог.

УФ лучи, особенно диапазона В и С, вызывают острые заболевания глаз с характерной формой поражения – фотоофтальмию, острый конъюнктивит (воспаление слизистой оболочки век и глазного яблока).

Ультрафиолетовое излучение может изменять состав воздушной среды помещения. Под действием ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 200 нм происходит ионизация воздуха и изменяется его газовый состав. При этом образуются озон (О₃)и оксиды азота (NO и NO₂). Эти газы обладают высокой токсичностью и остронаправленным механизмом действия, т. е. за короткий промежуток времени могут привести к острому отравлению.

При гигиенической оценке отрицательного действия ультрафиолетового облучения на человека учитывают длину волны, интенсивность облучения Е (Вт/м²) и экспозицию (время) облучения (мин., час). Существует прямая зависимость между интенсивностью, временем облучения и отрицательным действием: чем больше интенсивность и время облучения, тем опаснее действие. Чем меньше длина волны от диапазона «А» к диапазону «С», тем опаснее последствия ультрафиолетового облучения.

В качестве гигиенической нормы принят допустимый уровень интенсивности облучения Е_УФ,Н. Допустимой интенсивностью облучения считается такая величина, воздействие которой в течение всей рабочей смены не вызывает функциональных изменений и острых поражений, приводящих к нарушению здоровья работника в течение всего трудового стажа и в отдаленные сроки его жизни.

Для незащищенных участков кожи площадью не более 0,2 м² (руки, лицо, шея) при однократном облучении до 5 минут и суммарно за смену не более 60 минут Е_УФ,Н не должна превышать для диапазона «А»– 50 Вт/м², диапазона«В»– 0,05 Вт/м², диапазона «С» – 0,001 Вт/м². При использовании средств индивидуальной защиты лица и рук, не пропускающих излучение, допустимая интенсивность облучения не должна превышать 1Вт/м²в диапазонах «В» и «С».

Для обеззараживания воздуха, сред и поверхностей помещения в качестве источников ультрафиолетового бактерицидного излучения применяют бактерицидные лампы. В их излучении имеется диапазон спектров «В» и «С» с длиной волны λ= 205–315 нм, остальная часть спектра, диапазон «А», играет второстепенную роль.

Бактерицидные ртутные лампы низкого давления практически не отличаются от осветительных люминесцентных ламп. Колба бактерицидной лампы выполнена из специального увиолевого или кварцевого стекла с высоким коэффициентом пропускания ультрафиолетового излучения. На внутренней поверхности колбы отсутствует слой люминофора. Выпускаются бактерицидные лампы мощностью от 8 до 60 Ватт. Достоинствами этих ламп являются – большой срок службы, мгновенная способность к работе после включения и более 60 % излучения приходится на длину волны 254 нм.

Общий недостаток бактерицидных ртутных ламп заключается в том, что после разрушения лампы воздушная среда помещений загрязняется парами ртути и появляется необходимость проводить демеркуризацию помещения. Еще одним недостатком бактерицидных ламп является наличие в спектре излучения длины волны 185 нм. Энергия этой волны способствует ионизации воздуха и образованию озона и оксидов азота. Этого недостатка не имеют безозонныелампы, у которых эти линии спектра отсутствуют, так как колба лампы имеет специальное покрытие, исключающее выход излучения с длиной волны менее 200 нм.

Устанавливают бактерицидные лампы в специальном корпусе с отражателями, пускорегулирующей аппаратурой и приспособлениями для крепления и монтажа. Эта конструкция называется бактерицидным облучателем. Бактерицидные облучатели (БО) по условиям размещения могут быть потолочными (ОБП), настенными (ОБН), передвижными (ОБПе). По конструктивному исполнению они могут быть открытого типа, закрытого типа и комбинированными.

Облучатели открытого типа предназначены для облучения воздушной среды и поверхностей помещения прямым бактерицидным потоком в отсутствие людей. Такие облучатели включают за 2–3 часа до начала рабочей смены. Выключатели открытых бактерицидных облучателей (БО) находятся перед входом в помещение, при включении БО срабатывает блокировка, на световом табло над дверью появляется текст «Не входить. Опасно. Идет обеззараживание ультрафиолетовым излучением».

Облучатели закрытого типа предназначены для облучения прямым и отраженным бактерицидным потоком, как в отсутствие людей, так и в присутствии людей. В закрытых бактерицидных облучателях (рециркуляторах) бактерицидный поток от лампы распределяется в ограниченном небольшом замкнутом пространстве и не имеет выхода наружу. Обеззараживание воздуха или материалов осуществляется в процессе прохождения через закрытую камеру.

Облучатели комбинированного типа совмещают в себе облучатели открытого и закрытого типа. Они имеют разные лампы для прямого и отраженного облучения, что позволяет использовать бактерицидный поток для прямого (в отсутствие людей) или отраженного (в присутствии людей) облучения помещений.

Для защиты персонала от вредного действия ультрафиолетового излучения и загазованности помещения используют защиту временем, защиту расстоянием, общеобменную вентиляцию и средства индивидуальной защиты (защитные очки, перчатки, лицевые маски, спецодежда).