Изучение бактерицидного действия ультрафиолетовой радиации

Наиболее экономичным и удобным способом обеззараживания объектов внешней среды является применение ламп БУВ (лампы бактерицидные из увиолевого стекла). Лампы БУВ являются источниками УФ-излучения области С. Они применяются только для обеззараживания объектов внешней среды: воздуха, воды, предметов (посуды, игрушек), пищевых продуктов, лекарственных препаратов.

Существует два метода санации воздуха помещений лампами БУВ: в присутствии людей в помещении и в их отсутствии. При этом производится оценка микробного обсеменения воздуха и эффекта его обеззараживания.

Для бактериологического анализа воздуха с учетом количества микробов в 1 м³ используют аппарат Кротова. Принцип определения основан на контакте воздуха с питательной средой чашки Петри. Прибор имеет цилиндр, внутри которого находится центробежный вентилятор. С помощью вентилятора воздух всасывается внутрь прибора через клиновидную щель, расположенную над чашкой Петри. Столик с чашкой медленно вращается для равномерного посева.

При определении общего бактериального обсеменения через прибор пропускается 50 литров воздуха в течение 2 минут. При работе в сильно загрязненном воздухе время экспозиции уменьшают, при слабом загрязнении увеличивают.

Искусственные источники УФ излучения

На практике применяют три типа искусственных источников ультрафиолетового излучения.

1. Эритемные люминисцентные лампы (ЛЭ, ЭУВ) – источники ультрафиолетового излучения области А и В. Максимум излучения лампы – область В (313 нм). Лампа применяется для профилактического и лечебного облучения детей. Изготавливается лампа ЭУВ из специального сорта стекла (увиолевого), хорошо пропускающего УФ излучение. Изнутри трубка лампы покрыта люминофором (фосфатом кальция, активированным талием) и заполнена дозированным количеством ртути с инертным газом при давлении в несколько миллиметров ртутного столба.

Лампы ЭУВ выпускают мощностью 15 Вт (ЭУВ-15) и 30 Вт (ЭУВ-30).

2. Прямые ртутно-кварцевые лампы (ПРК) или дуговые ртутно-кварцевые лампы (ДРТ) являются мощными источниками излучения в ультрафиолетовых областях А, В, С и видимой части спектра.

Максимум излучения лампы ПРК находится в областях В (25% всего излучения) и С (15% всего излучения). В связи с этим лампы ПРК применяют как для облучения людей профилактическими и лечебными дозами, так и обеззараживания объектов внешней среды (воздуха, воды и т.д.).

Лампы ПРК для облучения людей применяют с особой осторожностью, так как значительные количества УФ излучения области С могут приводить к поражению слизистой глаз (фотоофтальмии), изменению состава крови и т.п. Время облучения и расстояние до лампы строго дозируют, глаза облучаемых лиц и персонала защищают темными стеклянными очками. Лампа ПРК изготавливается из кварцевого стекла, заполняется дозированным количеством ртути и аргона. В настоящее время применяются лампы ПРК трех типов: ПРК-2 (375 Вт), ПРК-4 (220 Вт), ПРК-7 (1000 Вт).

Для ламп ПРК разработаны два типа облучателей маячного типа:

а) облучатель ртутно-кварцевый большой (для ламп ПРК-7). Его стойка имеет постоянную высоту.

б) облучатель ртутно-кварцевый малый (для ламп ПРК-2 и ПРК-4). Его стойка может быть разной высоты.

3. Бактерицидные лампы из увиолевого стекла (БУВ) являются источниками УФ излучения области С. Максимум излучения ламп БУВ составляет 254 нм. Они применяются только для обеззараживания объектов внешней среды: воздуха, воды, предметов (посуды, игрушек).

Излучение ламп БУВ дозируют тщательно, так как коротковолновое УФ излучение обладает значительным абиотическим действием. Глаза защищают стеклянными очками для профилактики фотоофтальмии. Лампы БУВ заполняются аргоном с дозированным количеством ртути при давлении 10 мм рт. ст.

Производят лампы мощностью 15 Вт (БУВ-15), 30 Вт (БУВ-30), 60 Вт (БУВ-60) и 30 Вт с повышенной плотностью тока (БУВ-30П). Для ламп БУВ разработана специальная экранирующая аппаратура, направляющая лучи так, чтобы включенная лампа не была видна стоящему человеку. Арматура сокращает бактерицидную облученность в зоне нахождения людей в помещении и предохраняет глаза от прямого облучения.

В настоящее время существует экранизирующая арматура двух видов: облучатели НБО или ПБО и комбинированные облучатели, предназначенные для осветительных люминисцентных ламп и ламп БУВ.

Использование искусственного длинноволнового УФ излучения для облучения людей.

Светооблучательные установки. Существуют два вида облучательных установок: длительного и кратковременного действия.

Первый метод облучения состоит в том, что обычное (или улучшенное) искусственное освещение внутри помещения насыщается ультрафиолетовыми лучами с помощью источников УФ излучения. Все находящиеся в помещении люди облучаются в течение всего времени пребывания в нем УФ потоком небольшой интенсивности (светооблучательные установки).

Эритемными светооблучательными установками называются осветительные установки, в которых помимо люминисцентных и обычных ламп накаливания вмонтированы ультрафиолетовые лампы ЭУВ.

Их используют: в детских учреждениях, лечебно-профилактических учреждениях, жилых домах (общежитиях) севернее 60° с.ш., спортивных залах, в производственных помещениях без естественного света. Длительность работы установки зависит от светового климата: для северных районов – с 1 октября по 1 апреля; для средних – с 1 декабря по 1 апреля. Люди находятся в помещениях в обычной одежде, открытыми остаются лицо, шея и руки. Облучатели устанавливают на потолке или стене, на уровне 2,5 м от пола. Длительность облучения зависит от времени использования данного помещения (в классах школ 4-6 часов, в детских садах 6-8 часов и т.д.) УФ облучение делают в биодозах.

Определение биодозы взрослого человека. Пороговой эритемной дозой, или биодозой, называется количество эритемного облучения, которое вызывает едва заметное покраснение (эритему) на коже незагорелого человека спустя 6-10 ч после облучения. Эта доза непостоянна: она зависит от пола, возраста, состояния здоровья и других индивидуальных особенностей человека. Биодоза устанавливается экспериментально у каждого индивидуума или выборочно у наиболее ослабленных лиц, которые будут подвергаться облучению. Ее определяют с помощью биодозиметра тем же источником искусственного УФ излучения, который будет использован для профилактического облучения (лампы ЭУВ или ПРК). Для профилактики ультрафиолетовой недостаточности здоровым людям необходимо ежедневно получать 1/10 – ¼ биодозы.

Расчет необходимого количества светооблучательных установок с лампами ЭУВ. Количество эритемных люминесцентных ламп определяют по графику, в том случае, если профилактическая доза составляет 1/10 биодозы. В остальных случаях нужное количество ламп ЭУВ определяется по формулам.

F_уст=5,4хSxH_п/t ,

где F_уст – общий эритемный поток всей установки, мэр;

5,4 – коэффициент запаса;

S – площадь помещений, м²;

H_п – доза профилактического УФ облучения, мэр мин/м²;

t – время работы установки, мин.

Т.к. биодоза равна 5000 мэр мин/м², то ¼ биодозы составит 1250 мэр мин/м², 1/10 – 500 мэр мин/м² и т.д. Время облучения назначает врач с учетом длительности пребывания людей в помещении (не менее 4 и не более 8 часов).

Количество эритемных ламп рассчитывают по формуле:

n = F_уст/F₁, где n – количество ламп;

F₁ – эритемный поток одной лампы ЭУВ, мэр.

Эритемный поток лампы ЭУВ-15 – 340 мэр, лампы ЭУВ-30 – 530 мэр.