Ультрафиолетового излучения

В настоящее время на практике применяют три типа искусственных источников ультрафиолетового излучения.

1.Эритемные люминесцентные лампы (ЛЭ, ЭУВ) — источникиультрафиолетового излучения в областях 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 придавлении в несколько миллиметров ртутного столба.

Лампы ЭУВ выпускают мощностью 15 Вт (ЭУВ-15) и 30 Вт (ЭУВ-30). Средний срок службы ламп типа ЭУВ составляет 1 000 ч. Эритемные лампы включаются в электросеть при наличии специальных приборов: дросселя и стартера. Для ламп ЭУВ разработана специальная арматура двух типов:

а) комбинированные светильники ШЭЛ-1 и ШЭЛ-2, в которых кроме ламп ЭУВ имеются осветительные люминесцентныелампы. Включать эритемные и осветительные лампы можно раздельно;

б) облучатели ОЭ-1-15 и ОЭО-2-30, которые предназначенытолько для ламп ЭУВ.

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 для 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 ГТРК трех типов: ПРК-2 (375 Вт), ПРК-4 (220 Вт), ПРК-7 (1000 Вт). Средний срок службы ПРК составляет 800 ч. 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 иПРК-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 особенно тщательно, так как коротковолновое УФ-излучение обладает значительным абиотическим действием. Глаза необходимо защищать стеклянными очками для профилактики фотоофтальмии. Лампы БУВ заполняются аргоном с дозированным количеством ртути при давлении 10 мм рт. ст.

Производят лампы номинальной 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 экранизирующая 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 люминесцентных ламп и ламп БУВ.

Практическое применение 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 люминесцентных или обычных ламп накаливания вмонтированы ультрафиолетовые лампы ЭУВ.

Устанавливать эритемные светооблучательные установки рекомендуется:

а) в детских учреждениях (яслях, детских садах, школах, детских домах);

б) ЛПУ (больницах, санаториях, домах отдыха);

в) жилых домах (общежитиях, интернатах) севернее 60° с. ш.;

г) спортивных залах;

д) производственных помещениях, лишенных естественногоосвещения.

Устанавливать светооблучательные установки в цехах химической промышленности можно только при отсутствии контакта рабочих с эозином, акридином, метиленовой синькой и другими веществами, обладающими фотосенсибилизирующим действием.

Светооблучательные установки во всех перечисленных объектах следует оборудовать лишь в помещениях с длительным пребыванием людей (классах, палатах, цехах и т.п.).

Длительность работы установки зависит от светового климата местности: для северных районов (севернее 60° с. ш.) — с 1 октября по 1 апреля; для средних районов (50—60° с. ш.) — с 1 декабря по 1 апреля.

Метод применения эритемных светооблучательных установок является перспективным и более эффективным. Он позволяет создать в помещениях своего рода солнечный свет, причем люди находятся в помещениях в обычной одежде, открытыми остаются лицо, шея и руки.

Облучатели располагаются на потолке или стене, на уровне 2,5 м от пола. Длительность облучения определяется временем использования данного помещения (например, в классах школ — 4—6 ч, в детских садах — 6—8 ч и т. п.). Дозируют УФ-облучение в биодозах.

Определение биодозы для 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 применен для профилактического облучения (лампы ЭУВ или ПРК).

На сгибательной поверхности предплечья или на эпигастральной области укрепляется биодозиметр Горбачева—Дальфельда, представляющий собой пластинку из медицинской клеенки или картона с 8—10 отверстиями. Облучаемая поверхность должна находиться на расстоянии 1 м от источника. Последовательно закрывая отверстия биодозиметра (через 1 — 2 мин), определяют минимальное время облучения, после которого через 6—10 ч появляется эритема.

Экспериментально установлено, что для профилактики ультрафиолетовой недостаточности здоровым людям необходимо ежедневно получать Ую-³Л биодозы.

Расчет необходимого количества светооблучательных установок с лампами ЭУВ.Количество эритемных люминесцентных ламп определяют либо по графику (приближенный метод), либо по формуле, учитывающей ряд технических особенностей. Графиком можно пользоваться только в том случае, если профилактическая доза составляет1/10 биодозы. В противном случае нужное количество ламп ЭУВ определяется по формулам.

Вначале необходимо рассчитать общий эритемный поток всей установки в целом:

где F_ycт— общий эритемный поток всей установки, мэр; 5,4 — коэффициент запаса, учитывающий ряд технических показателей (старение ламп, неравномерность облучения); S— площадь помещений, м²; Н_п— доза профилактического УФ-облучения, мэр×мин/м²;t — время работы установки, мин.

Дозы профилактического УФ-облучения, выраженного в биодозах, переводят в специальные единицы (мэр×мин/м²), исходя из того, что биодоза равна 5000 мэр×мин/м². Например, 1/4 биодозы будет составлять 1250 мэр×мин/м², 1/10 — 500 мэр×мин/м² и т.д.

Время облучения tрассчитывают максимально длительным. Его назначает врач с учетом длительности пребывания людей в помещении (не менее 4 и не более 8 ч).

Количество эритемных ламп рассчитывают по формуле

где п — количество ламп; F₁ — эритемный поток одной лампы ЭУВ, мэр.

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

Пример. Для облучения здоровых школьников с целью профилактики ультрафиолетовой недостаточности нужно обеспечить при ежедневном облучении 1/2 биодозы. Площадь класса составляет 48 м², время облучения — 4ч (240 мин). Сколько для этого нужно ламп ЭУВ-15? Подставим значения в формулы:

Н_п=5000/0,5 = 2500 мэр×мин/м²;

Так как известно, что каждая лампа ЭУВ-15 дает 340 мэр, то количество ламп ЭУВ-15, необходимых для создания 2698 мэр, будет следующим:

Таким образом, необходимо примерно восемь ламп ЭУВ-15.