Карантин дома. Обеззараживаем воздух УФ-рециркулятором

    У нас было двое взрослых, двое сопливых детей, закрытые города, неизвестная пневмония, пожилые родители в группе риска, отличный темп распространения коронавируса, дефицит лекарств, а так же платные бригады «скорой», коллапс медицины на юге страны и один УФ-рециркулятор в запасе. Не то чтобы это были необходимые условия для полноценного домашнего карантина, но если эпидемия накрыла с головой, становится трудно остановиться. Единственное, что вызывало у меня опасение — это ультрафиолет. Ничто в мире не бывает более суровым, бескомпромиссным и порочным, чем хорошая доза 253,7 нм. Я знал, что рано или поздно мы перейдем и эту черту.
    (классика)




    Если же подойти к теме чуть серьёзнее, то вопрос обеззараживания воздуха возник в нашей семье намного раньше. В целом, маленькие дети более склонны к простудам и прочим ОРВИ, а когда детей несколько — шанс что один заразит другого приближается к единице. Ну и мы с супругой иногда получали свою дозу вирусных частиц, подтирая детские сопли и сбивая ночами температуру. Не всегда, конечно, заболевали, но бывало (не знаю, насколько это норма, или это нам так не везло...). Но дети немного подросли, да и вопрос с нормальной вентиляцией в квартире был успешно решён, так что проблема организации правильного карантина стала не так актуальна… до недавнего момента, когда вторая волна коронавируса (а может и запоздалая первая) накрыла Казахстан во всю мощь…

    И вот в этот самый момент мы решили включить паранойю немного подстраховаться и подготовиться к возможному домашнему карантину. И дело уже не столько в детях, сколько в нас самих и наших родителях. Т.к. в случае чего — полагаться на помощь государства крайне наивно, а слечь всей семьёй — это реальная перспектива, учитывая опыт друзей и родственников…
    И если с запасом лекарств и туалетной бумаги здравого смысла всё было более-менее понятно, то вопрос обеззараживания воздуха оставался открытым.

    Стерилизуй это!


    Теория обеззараживания УФ-излучением была хорошо расписана в недавней статье, так что я постараюсь не повторяться а только пройдусь «по верхам» для понимания общей картины.

    Собственно, главный вопрос жизни и смерти микроорганизмов хорошо отражает вот этот маленький график:



    Смертность под воздействием УФ-излучения определённой длины волны для бактерий в целом (синий) и отдельно для кишечной палочки (красный). [Osram]

    Да, подобные «лучи добра» можно смело посылать нашим одноклеточным товарищам — они точно оценят. Впрочем, жёсткий УФ крайне опасен для всего живого, так что при работе с ним берегите свою кожу, глаза, домашних животных и предметы — в случае чего, мало никому не покажется!
    Кстати, всякие чудовища УФ тоже не любят — мне почему-то этот фильм из детства вспомнился:

    Кто узнает фильм без гугла - тому пирожок!


    Следующий момент, который нужно отметить — все бактерии, грибки и вирусы имеют разную устойчивость к УФ-излучению. Поэтому важно определиться с понятием экспозиции или получаемой дозы облучения. Если совсем кратко, бактерицидная доза — это отношение энергии бактерицидного излучения к площади облучаемой поверхности (или объему облучаемой среды). Т.е. чем сильнее «жарим» и чем на меньшую площадь это излучение попадает — тем быстрее обнулится целевое микробное сообщество.

    Если говорить о стерилизации воздуха, то для разных типов (медицинских) помещений существуют нормируемые уровни бактерицидной эффективности:



    Таблица из этого замечательного документа. Там же — подробная методика расчёта и таблица устойчивости разных видов микроорганизмов (и вирусов, если их не относить к таковым).

    В качестве тест-организма там использовался золотистый стафилококк, но вирусы гриппа (… и коронавирусы?..) имеют даже более низкую устойчивость. Из таблицы видно, что для жилых помещений вполне можно ориентироваться на III-IV категорию, т.е. требуемая бактерицидная доза — 167 Дж/м3 для стафилококка или 144 Дж/м3 — для вируса гриппа. Пока что запомним эту цифру, далее мы к ней вернёмся. Для желающих ещё больше углубиться в расчёты, есть американские данные с лампами фиксированной мощности.

    Ближе к делу!


    Итак, теорию пока что оставим и перейдём к практике. Задача проста — максимально обеззараживать воздух в изолированном помещении (комнате), где может находиться крайне заразный человек с Ковидом (или любым другим заболеванием, передающимся воздушно-капельным путём). Прибор должен быть безопасен для людей, животных и предметов, а так же работать в режиме 24/7 (т.е. всякие «кварцевые» облучатели отпадают).


    Различные варианты УФ-рециркуляторов. Сотни их!

    Поизучав рынок, обнаружил подходящее устройство в фирме где я пару лет назад брал комнатные рекуператоры. Т.к. мой опыт взаимодействия с ними был положительным, решил эту штуку и попробовать:

    Вот такой прибор, принцип работы довольно прост. У меня версия на 60м3/ч, есть ещё на 120м3/ч — там ещё +2 лампы и +1 вентилятор

    Устанавливать его можно в любом положении, хоть на передвижной тележке (прям мечта ковид-параноика — возить с собой собственный обеззараживатель воздуха...).

    Конструкция проста





    Внутри — много полированной нержавейки. Это важно, т.к. отражающая способность покрытий влияет на бактерицидную эффективность рециркулятора (больше внутренних отражений — более полно используется доступное УФ-излучение):


    Не идеальное зеркало, конечно, но очень хорошо. Маленький Инженер оценил.

    Минус такой хорошей полировки — остаточное излучение немного просачивается наружу. Не сильно, но всё же снимать решётку-дефлектор и заглядывать внутрь не стОит:



    При работе шумит. Хорошо слышно вентилятор, хоть он и висит на резиновых втулках. Производитель заявляет менее 45 дБа, для кого-то это будет много. Но, думаю, что в случае реальной необходимости, шум будет меньшим злом. Хотя — кому как…

    Доверяй, но проверяй!


    До силовой части я добраться не смог, вся внутренняя часть прибора — это цельный лист металла, хитро подрезанный и согнутый как картонная коробка. Ну и скреплено всё заклепками. Но всё же выяснил, что силовая часть — электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) здесь используется NB-ETL от Навигатора, вот такой:


    Вентилятор, насколько я смог выяснить, в приборе используется вроде SUNON MA2082HVL

    Производительность/Напор


    Всё же решил проверить его фактическую производительность. Правда сам вентилятор находится сразу за решёткой дефлектора, и создаёт сильно турбулентный поток:

    Поэтому для более-менее корректных измерений пришлось сколхозить воздуховод для выравнивания потока (чтобы сделать его ламинарным):


    Замер проводился на расстоянии 1,5 м от вентилятора.

    Результаты измерения


    Итого, намеряно чуть менее 40м3/ч. Меньше чем заявлено, что довольно странно. Учитывая характеристики вента, фактическая производительность должна быть в районе 50-60 м3/ч.
    В общем — нужно было мне выбирать версию на 120 м3/ч, тем более, что по цене она не сильно дороже. Ну да ладно, этой производительности для моих задач тоже должно хватать.

    С лампами всё проще — используются 2 либо 4 штуки HNS 15 W G13 OFR от фирмы Osram. Версия OFR — это безозоновые лампы, что является правильным выбором для рециркулятора (озон токсичен, хоть и повышает обеззараживающий эффект). БОльшая часть излучения ламп приходится на ~254 нм:


    Спектральное распределение мощности безозоновых ламп [Osram]

    Заявленный срок службы — 9000 часов. Только важно учитывать, что все УФ-лампы со временем деградируют, причём заметно. Этот момент важно учитывать в расчёте бактерицидной эффективности рециркулятора или излучателя. Что мы и сделаем ниже.



    Пример скорости деградации безозоновой лампы на 55 Вт. Для используемой в приборе 15 Вт лампы я не нашёл такой график, но данные указаны такие: спад бактерицидного потока на 12% после 5000 часов и на 20% — после 8000 часов.

    И наконец, мы подошли к самому интересному — давайте посчитаем, какая у данного рециркулятора бактерицидная эффективность, т.е. справится ли он вообще со своей задачей. Для этого обратимся всё к той же отличной методичке и посмотрим базовую формулу для расчёта.



    Здесь всё просто, за исключением пары моментов:

    1. Коэффициент использования бактерицидного потока. В методичке он выбирается 0.4 для закрытых рециркуляторов. И вот на это как раз влияет отражающая способность внутренних поверхностей прибора. Я не знаю, нужно ли его менять для полированной нержавейки, поэтому оставим также.
    2. Коэффициент запаса. В базовой формуле его нет, но для конкретных приборов он применяется. Обычно берётся 1.5, хотя с ним ещё сложнее, т.к. на него влияют: степень деградации ламп, напряжение сети, температура и влажность воздуха, пыль.


    Итого, с двумя лампами по 4,9 Вт бактерицидного потока и замеренной производительностью 39 м3/ч, я начитал 241 Дж/м3. Даже если фактическая производительность будет в районе 60 м3/ч, то всё равно имеем 157 Дж/м3, что больше необходимых нам 144 Дж/м3 и достаточно для 95% обеззараживание воздуха. При свежих лампах и нормальном напряжении в сети, (коэффициент запаса минимален или отсутствует) можно рассчитывать на 99% обеззараживание.

    Слабоумие и отвага!


    Ладно, прибор работает, но нам ведь хочется бОльшегО! Что ещё можно придумать, если под рукой есть мощные УФ-лампы в удобном корпусе?..

    ДИСКЛЕЙМЕР!
    УФ — это реально опасно!!! Берегите себя! Всё, описанное ниже — только лишь мои мысли и рассуждения. Пожалуйста — экспериментируйте с умом. Да хранит вас Kreosan!

    Ну, во-первых, можно сделать УФ-прожектор. Задняя стенка корпуса полностью снимается (откручиваем 6 болтов), рециркулятор ставится на подставку и направляется в нужную сторону. Вполне себе замена «кварцевой» лампе для обеззараживания помещения (только пожалуйста, включайте его через удлинитель...)

    Во-вторых, внутри есть достаточно места, чтобы разместить средних размеров смартфон и стерилизовать его поверхность (лучше без чехла!):



    Алгоритм действий
    1. Зашли домой
    2. Положили смартфон в рециркулятор и прикрыли крышку
    3. Пошли мыть руки
    4. ???
    5. PROFIT!

    На этом моя фантазия закончилась, так что если у вас есть мысли как ещё использовать такое устройства дома — прошу поделиться в комментариях.

    Выводы


    В упомянутой статье об УФ-дезинфекции, автор делает вывод о бесполезности закрытых рециркуляторов. Мои выводы иные: при небольшом помещении (комната 12-15 м2) производительности подобного рециркулятора хватает для постоянного обеззараживания воздуха, даже с работающей вентиляцией (однократная замена воздуха в помещении каждый час).

    Главной вопрос, который может возникнуть — а надо ли оно вообще? Насколько подобный прибор снизит риск заражения ковидом (или чем-то иным, воздушно-капельным) в комнате с заражённым человеком? Думаю, если вам чихнут в лицо — то уже будет поздно пить боржоми мыть руки с мылом, да и контактный метод заражения через фомиты никто не отменял.

    Однако при непродолжительных контактах (принести лекарства, измерить температуру и т.д.) очищенный воздух должен ощутимо снижать шансы случайного заражения. Да и мелкие неплотности в респираторе или очках уже не будут нести такую опасность.

    Естественно, наличие в комнате УФ-рециркулятора (как и ношение маски) не является абсолютной защитой от вирусов, так что расслабляться не стоит. Но как часть комплексного подхода к защите и карантину — это вполне оправданное решение, которое может снизить риски заражения контактирующих людей.

    UPDATE:
    Поискал конкретные данные по воздействию УФ на коронавирус:
    Убрал под спойлер
    Вот одно исследование:

    (даже с разными видами штаммами коронавирусов)

    И вот второй источник:


    Там речь идёт о излучении на площадь, а не на объём, но аналогичные данные по площади/объёму есть и для вируса гриппа (по моей ссылке в публикации):

    (для наглядности совместил строки таблицы)

    Т.е. что имеем: для вируса гриппа нужно 36 Дж/м2 (90%) или 66 Дж/м2 (99,9%)
    Для SARS-CoV-2 (по первому исследованию): 27 Дж/м2 (90%)
    Для SARS-CoV-2 (по второму исследованию): 50 Дж/м2 (99%) или 220 Дж/м2 (99,999%)

    Сравниваем эти цифры с данными по гриппу и убеждаемся, что Ковид не сильно отличается по устойчивости от гриппа, и даже немного уступает последнему.


    Ну и в заключение — небольшой опрос. Насколько эта тема актуальна для вашей страны/города (или это нам в Казахстане так не повезло и теперь приходится быть начеку).

    Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

    А как вы защищаете себя в эпоху глобальных эпидемий?

    • 35,0%Живу (почти) как обычно, за здоровье не переживаю36
    • 60,2%Ношу маску, мою руки, стараюсь соблюдать соц.дистанцию62
    • 1,9%В полной боевой готовности (карантин, УФ, хлорка, кислородный концентратор и т.д.)2
    • 0,0%Сам заболел, сейчас на самоизоляции / в больнице0
    • 2,9%Уже переболел, теперь ничего не боюсь3
    • 0,0%Свой вариант (напишу в комментариях)0
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 37

      +5
      Вирусы не являются организмами вообще и микроорганизмами в частности
        0
        Да, верно. Возможно, они и не живые совсем. Я написал обобщающе, пожалуй поправлю
        +6
        Не совсем понятна применимость. Смартфон можно протереть дезсредством. Вирус в воздухе не висит, а находится внутри больных или на поверхностях. И прекрасно передаётся до того как будет прогнан через вентустановку.
          +1
          Частицы вируса в виде мелкодисперсной взвеси всё же находятся в воздухе какое-то время. Если же в помещении находится болеющий человек, то эта вирусная взвесь будет висеть постоянно.
            +1

            Если в помещении больной человек, то девайс не спасет, а только немного отсрочит.

          +1

          Перестаньте сходить с ума.

            +1
            Уточните пожалуйста, о чём речь.
            Надоели публикации о коронавирусе? Или сам подход очистки воздуха считаете не работающим? Или речь о чём-то другом?

            К сожалению, сейчас в Казахстане складывается очень печальная ситуация с ковидом (не Италия, конечно, но местами очень близко). И для нас это реальная проблема.
              0

              Я думаю сей девайс бесполезен. Вы либо заражаетесь на улице, либо дома когда грязными руками касаетесь лица, либо если дома есть больной, который все трогает, целует вас и вы спите с ним на расстоянии меньше метра и пьёте из одной кружки.

                0
                Да, если спасть с больным и пить из одной кружки — то уже можно расслабиться и получать удовольствие надеяться на скорейшее выздоровление.
                Я скорее про ситуацию, когда заболи родители (живущие в другой квартире) и за ними нужно ухаживать, ибо на государство надежды нет.
                Т.е. периодические посещения и непродолжительные контакты, но каждый день. И изолированная комната, в которой работает девайс.
                  +2
                  А не проще комнату проветривать обычным вентилятором на 200+м3 в час?
                    +1
                    Как вариант. Но это нужно каждые, допустим, 15 минут делать залповые проветривания. Или вообще на постоянку включать. Если человек лежит с температурой — может быть совсем не комфортно.
                      0
                      Ну 60м3 в час как тут это не залповые, а дырка в 150мм в которой дождик(елочный) висит под 45градусов в горизонту. Сквозняк чувствуется только если нет анемостата.
                      Опять таки, больному нужен кислород. Много. И углекислоту отвести. Проветривание вам все равно нужно.
                        0
                        Согласен, но только если система вентиляции приточно-вытяжная, с подачей и забором в каждой комнате. Если вытяжка общедомовая, то «грязный» воздух будет утягиваться в коридор и другие комнаты.
                        В моей квартире чуть проще, т.к. вент.установки в комнатах могут работать в режиме «вдох-выдох» и свежий воздух будет поступать, но с нормальным рециркулятором этот воздух в течении часа ещё и несколько раз можно прогнать через УФ-лампы.
                0
                смостерил из обычной ДРЛ лампы разбив внешнюю колбу. а на сколко опасно для кожи? до мелономы?
                  +1
                  ОПАСНО! И для кожи и для глаз!
                    +1
                    Даже фабричные опасны. А уж самодельная — без вариантов. Они либо не убивают вирусы, либо точно так же денатурируют белки кожи и еще хуже действуют на глаза(посколько глаза еще и фокусируют поток).
                      0

                      ДРЛ без колбы, т.е. горелка, это фактически ДРТ. Аппараты с ДРТ-125 используются для дезинфекции. Но, горелка, например, от ДРЛ-400 это, конечно, другое дело. И использованная схема питания играет роль, можно в дуговой разряд и не выводить, на тлеющем тоже и озон есть, и люминофор от той же "демонтированной" колбы светится. Но опять же если что-то пойдет не так и горелка бахнет — скучно не будет во всех смыслах.

                0
                Имхо дозатор для дезинфектора возле входных дверей даст в разы больше.

                Если в квартире больной — вам это не поможет, поскольку за раз в воздухе оно обеззараживает не более 90%.
                Если в квартире нет больного — девайс безполезен, поскольку гости оставят капельки на предметах.
                Имеет какой-то минимальный смысл в больницах, но правильная вентиляция полезнее.
                Да и в квартире обычная вентиляция очищает воздух скорее всего как минимум не медленее(если работает, конечно). 60м3 в час близко к проектному газобмену помещения.
                Собственно что и наблюдается в мире — УФ делают только облучающие колонны(посреди комнаты и облучает все стены).
                  0
                  Дозатор — обязательно, как часть комплексного подхода. На счёт эффективности — там вполне можно 99% получить при свежих лампах. Если брать более мощную версию (кубов на 120), то за час она раза 3 через себя весь воздух прогонит.
                  УФ делают только облучающие колонны

                  Как бы нет, рециркуляторы тоже активно используются, например в операционных или родильных отделениях. И методики их расчёта есть. Поэтому я и считаю, что они работают (дают эффект), главное мощность/производительность подобрать…
                    0
                    Нельзя там 99%.
                    95-97% при двух лампах в идеальной конструкции будет на 30м3 в час, я считал.
                    А тут у вас даже нет никакой гарантии, что оно всю комнату захватит.
                      0
                      А можно формулу расчёта?
                      Я по этой методичке считал, у меня другие цифры получились.
                        0
                        Бактерии проще уничтожить(они большие). И там на поверхности, в воздухе все сильно хуже.
                        Тут главное основа. Основу я брал из какой-то статьи, она на тот момент была одна по эффективности УФ уничтожения для короновируса. Дальше считаете сколько ватт получит за время прохождения между лампами каждый сантиметр, сравниваете с таблицей сколько процентов уничтожится.
                        У меня получалося ОК для 15см трубы с двумя лампами по средине длиной два метра на 30-40м3 в час. Лампы по 40вт осрам(для других может быть другой выход УФ). Но я считал до 95%. До 99 цифры нереальные.
                          0
                          Посмотрите таблицу внизу по моей ссылке. Там и бактерии и вирусы и грибки. Даны цифры как для поверхности, так и для воздушного объёма (и всё это для разной степени обеззараживания). Собственно, там дана официальная методика расчёта, и у меня нет причин в ней сомневаться.

                          Вообще, до приобретения прибора я изучал эту тему, и только убедившись, что подобный прибор может работать — решил его приобрести. Были вопросы по фактической производительности, но и это я замерил по факту.
                            0
                            Ну вам же надо не официальная средняя по всем вирусам.
                            А для одного вполне УФ-устойчивого вируса. Данный вирус хорошо переносит УФ и температуру, в отличии от многих других.
                              0
                              Там в таблице есть данные по вирусу гриппа. По коронавирусу, всё что я встречал, устойчивость к УФ ещё ниже или такая же как у вируса гриппа.
                              Если у Вас есть другие цифры — буду рад пересчитать эффективность по ним.
                                0

                                Ссылки дайте пожалуйста, что вы встречали по коронавирусу. А не другим вирусам.

                                  +1
                                  Пришлось поискать конкретно, вот одно исследование:

                                  (даже с разными видами штаммами коронавирусов)

                                  И вот второй источник:


                                  Там речь идёт о излучении на площадь, а не на объём, но аналогичные данные по площади/объёму есть и для вируса гриппа (по моей ссылке в публикации):

                                  (для наглядности совместил строки таблицы)

                                  Т.е. что имеем: для вируса гриппа нужно 36 Дж/м2 (90%) или 66 Дж/м2 (99,9%)
                                  Для SARS-CoV-2 (по первому исследованию): 27 Дж/м2 (90%)
                                  Для SARS-CoV-2 (по второму исследованию): 50 Дж/м2 (99%) или 220 Дж/м2 (99,999%)

                                  Сравниваем эти цифры с данными по гриппу и убеждаемся, что Ковид не сильно отличается по устойчивости от гриппа, и даже немного уступает последнему.

                                    0
                                    А теперь посмотрите в вашей табличке SARS по разным исследованиям и постройте по ней доверительный интервал.
                                    Для таких дел в статистике не используется «среднее».

                                    А поскольку вам надо ГАРАНТИРОВАНО прибить вирус, то вам надо ориентироваться даже по этой табличке на 41, что больше 36, не?
                                    И это будет 90%, а не 99. А разница между 90 и 99% все же велика.
                                    К тому же, у вас весь обьем не проходит одновременно через стерилизатор, как в вентиляции, тоесть там вообще сомнительна очистка больше 95% со сколь угодно большим количеством прогонов(смотрите исследования по работе таких же по принципу фильтров пыли)
                                    По тем данным, которые я брал было около 260 до 95%

                                    Вот, кстати, 2е исследование, там 280нм(а не 254, как в лампах) и это на стекле, а не в воздухе.
                                    www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.06.06.138149v1

                                    Ссылку на bianco2020 не нашел.
                                      0
                                      Ну так речь про SARS-CoV-2, верно?
                                      SARS и всякие MHV — это другие штаммы.
                                        0
                                        Да, конечно. Но по sars-cov-2 исследований с большой базой доверия и бытовыми лампами как-то нету пока.
                                        Несколько всего с поверхностями и уж точно ни одного для вашего кейса(с облучением части воздушной массы). И не скоро появится, прежде всего интересуют стерилизация больниц — тоесть центральная колонна в помещении.

                                        Но среднее по исследованиям брать нельзя, так статистика не работает. Тем более, что там скорее всего разное исследовали.
                                          0
                                          По воздуху действительно мало исследований, но я исхожу из того, что соотношение дозы для «поверхность/воздух» достаточно стабильно. По крайней мере, смотря на данные в таблице из методички, я вижу одно и тоже соотношение.
                                          Т.е. зная насколько Ковид будет чувствителен к УФ на поверхности, можно понять его чувствительность в воздухе.

                                          По воздуху, есть ещё интересное исследование в Nature, там правда по совсем дальнему УФ (222 нм), но в выводах они сравнивают с облучении 254 нм в отношении MHV и приходят к заключению в схожей эффективности 222 и 254 нм (там всего 6 Дж/м2 для 90%)
                                            0
                                            Не исследуют потому, что ДЛЯ КОЛОНЫ стоящей в средине комнаты где-то так и есть.
                                            Но это не совсем так для подмеса как у вас, мягко говоря.
                                              0
                                              Для воздуха цифры другие, это понятно. Но эти цифры пропорциональны данным для поверхностей. Так что можно опираться на то, что есть.

                                              Ещё раз — методику расчёта я привёл. Данные по гриппу — уже давно есть. Данные по SARS-CoV2 — тоже есть. Из того что я вижу — Ковид ± такой же по устойчивости к УФ, что и вирус гриппа.

                                              Дайте свою методику расчёта, где Вы получили 260 Дж/м3 для 95%
                                      0

                                      Совсем другое дело.
                                      Это должно быть в статье. Добавьте, пожалуйста.

                                        0
                                        Добавил, в UPDATE
                    0

                    Не увидел в статье главного — как ваше излучение действует на наш конкретный коронавирус. Есть объективные данные?


                    Оценку пока не ставил, жду ответа.

                      0
                      Ответил чуть выше в комментариях.

                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                    Самое читаемое