Влияние УФ-обработки на пищевую безопасность модельной аквапоники. Обработка уф

Влияние УФ-обработки на пищевую безопасность модельной аквапоники

Пищевая безопасность аквапоники, растущей области пищевого производства, изучена слабо. Целью работы явилось определение пищевой безопасности и эффективности обработки ультрафиолетом (15 Вт, световой поток 900 лм). Исследовано снижение микробной нагрузки на водную систему при выращивании салата латука, базилика и рыбы баррамунди (Lates calcarifer). В течение 118-дневного производства собирали образцы воды, сладкий базилик, листья салата и фекалии рыб. С тремя повторениями проводили анализ образцов на присутствие E. coli O157:H7, Salmonella spp., и преобладание аэробных бактерий (aerobic plate counts, APC), колиформных и фекальных колиформных бактерий в системе. Отсутствие патогенов из корма подтвердили методом ELISA и подсчета через петрифильм (колиформные/E. coli). Существенное возрастание аэробных бактерий (от 1 до 3 log10 КОЭ/мл) отмечено в присутствии и отсутствии УФ-излучения (p<0,05). Обработка ультрафиолетом значимо не повышала число APC или колиформных бактерий. Будущие исследования должны сосредоточиться на улучшении дизайна системы, оценки биологической фильтрации и других факторах, влияющих на пищевую безопасность.

Введение

В 2015 году в США 163675 фермеров и рыбоводов занимаются локальной продажей продукции. Местные рынки помогают фермерам диверсифицировать их производственную деятельность и найти дополнительные рыночные возможности для расширения бизнеса. Возрастает интерес к диверсификации посредством ведения аквапоники. Эта сельскохозяйственная практика включает выращивание культур растений в отсутствии почвы (гидропоника) за счет удобрения субстрата богатой питательными веществами водой, поступающей из бассейнов с рыбой. В сравнении с традиционной почвенной культурой, выращивание растений в аквапонике имеет ряд преимуществ, например, укоряется рост, снижаются необходимые площади земли, потребление воды, влияние на окружающую среду, стоимость производства, количество почвенных патогенов, удлиняется производственный сезон, происходит диверсификация продуктов.

С 1998 по 2008 годы около 46% всех заболеваний, обусловленных употреблением пищевых продуктов, ассоциировались с фруктами, овощами и орехами. Обеспокоенность пищевой безопасностью растет в мировом масштабе. В этом плане, мало внимания уделено мерам повышения пищевой безопасности продукции аквапоники. Особую озабоченность вызывает тот факт, что выращивание фруктовых и овощных культур происходит с использованием воды, содержащей экскременты рыб и органические вещества, включающие остатки от рыбы и растений. Основными патогенами пищевых продуктов являются E. coli O157:H7, Salmonella и Listeria monocytogenes. Они могут попадать в систему с рециркуляцией воды и, как показано, выживают в этих условиях. Кроме того, рыба из неблагонадежных источников является носителем вирусов и заболеваний, ассоциированных с употреблением пищевых продуктов (например, Vibrio spp.), которые обычно не встречаются в овощах и фруктах.

Проблема пищевой безопасности в области аквапоники обуславливает изучение методов дезинфекции, в частности, УФ-обработки, озонирования и обработку органическими кислотами. Обработка ультрафиолетом (УФ-C), как предполагают, снижает нагрузку патогенами в воде. При этом не нужно вносить химические вещества, поэтому не страдает здоровье рыб, и снижается необходимость частого обновления воды. В работе с культивированием салата латука в условиях УФ-обработки воды (300–500 Вт*сек/м2) удалось снизить число колиформных бактерий ниже 1 КОЭ/г и микробной нагрузки более чем на 99%. Продуктивность латука значимо не менялась. В 1985 году проводилось исследование с УФ-облучением сточных вод различной интенсивности и отмечалась инактивация бактерий Escherichia coli, Salmonella typhi, Shigella sonnei, Streptococcus faecalis, Staphylococcus aureus, спор Bacillus subtilis, полиовируса — типа 1, обезьяньего ротавируса SA11, цист простейшего Acanthamoeba castellanii, а также колиформных микроорганизмов и микроорганизмов, определяемых стандартным чашечным методом. Это свидетельствует о возможности использования дезинфекции ультрафиолетом как надежного метода поддержания высоких гигиенических стандартов в аквапонике. В данной статье приводятся результаты исследования, посвященного определению текущего статуса пищевой безопасности систем аквапоники и оценки эффективности УФ-обработки в контексте пищевой безопасности.

2. Материалы и методы

2.1. Схема аквапоники

Шесть коммерческих модулей аквапоники имели идентичную схему, водоизмещение и состав рыб. Имелось три независимых экспериментальных системы для каждого испытания. Каждая из них включала емкость культивирования, фильтр твердых частиц и биологический фильтр, гидропонику с высоким уровнем воды, ультрафиолетовый стерилизатор, погружаемый центробежный насос, аэратор типа диафрагмы с восемью 15 см камнями распылителями для каждой системы (Рисунок 1 и 2). Источник воды в городе Эймсе, штат Айова, имеет воду высокой жесткости (≈300 мг/л), с умеренной щелочностью (20-100 мг/л), значением pH 8.8-9.4 и примесью хлорамина в качестве микробного детергента. Температура воды составляет 14-18°C. Культуральные емкости и биофильтр представляли собой 114 литровые баки с конусовидным дном, изготовленные их полиэтилена высокой плотности. Высота емкости до начала сужения конуса 69 см, общая высота 97 см, диаметр 45 см, угол сужения дна 45 градусов. Гидропонный модуль изготовлен из армированного бетона, изолированного полистирольной пузырчатой пленкой с отражающим покрытием TekFoil толщиной 3.8 см (TEK Supply, Dyersville, IA, США). Пленка зафиксирована 12 мм резиновым лайнером. Гидропоника имеет объем 760 л, ширину 1.2 м, длину 2.4 м и высоту 0.3 м. В системе использовали насосы Active Aqua (Grand Prairie, TX, США) мощностью 2082 л/час без префильтра. В УФ-стерилизатор вода поступала через черный плетеный шланг ValuTek диаметром 2.5 см. Стерилизатор TMC Vecton (GrantsPass, OR, США) мощностью излучения 15 Вт (световой поток 900 лм/432.6 Вт*сек/м2) и скоростью прохождения водного потока 20.8 л/мин. Это значение скорости водного потока рекомендовано производителем на основе водообмена и размера системы. В настоящем исследовании значение 20.8 л/мин было ниже 33 л/мин, максимально рекомендованного для облучателя Vecton 15 Вт с водообменом 1.5 раза в час.

Рисунок 1. Схема аквапоники университета штата Айова, в которой выращивали салат латук, базилик и Баррамунди (Lates calcarifer)Рисунок 2. Диаграмма узлов (УФ-стерилизатор, точка поступления воды, культуральная емкость, стояк, запасной перелив, биофильтр, фильтр твердых частиц, точка выхода воды) системы, которую в течении 118 дней использовали для выращивания Баррамунди (Lates calcarifer)

Узел УФ-обработки располагался после гидропоники так, что ультрафиолет воздействовал на воду, питательные вещества из которой уже в достаточной степени поглотили растения, т.е. со сниженным содержанием твердых частиц. Если в воде присутствуют крупные частицы или грязь, можно рекомендовать устанавливать фильтр перед УФ-стерилизатором. Авторы работы отметили низкую мутность воды в диапазоне от 1 до 2.5 NTU, т.е. чище воды, прошедшей через микрофильтр 50 мкм (обычно 20 NTU). По этой причине фильтр предварительной очистки перед УФ-стерилизатором не использовали. Скорость водного потока в культуральной емкости регулировали с помощью ПВХ шарового крана. Направленный поток в емкость создавали 50 см отрезком ПВХ трубы диаметром 2.5 см с заглушкой на конце. Вода выходила из 15 отверстий диаметром 6.4 мм, просверленных в одной плоскости для создания течения против часовой стрелки. Двойной вертикальный водосток включал ПВХ-трубу длиной 81 см и диаметром 3.8 см и окружающую её внешнюю трубу длиной 84 см с отверстиями на дне. Два 15 см камня аэратора и газовый обмен в культуральной емкости. Самотеком вода направлялась в механический фильтр решетку, который состоял из четырехслойной ткани, затененной на 80%, и дополнительного фильтра твердых частиц.

Биофильтр располагали непосредственно под механическим фильтром решеткой и заполняли био-шариками, био-боченками и блоков с наполнителем, обеспечивающим адекватную площадь поверхности для заселения нитрифицирующих бактерий. Высота воды в биофильтре составляла 51 см, сделанного по аналогии с емкостью культивирования. Барботаж в биофильтре обеспечивали два камня аэратора. Затем вода самотеком по 3.8 см ПВХ трубам направлялась в дальний конец гидропоники. В каждом модуле гидропоники находились по четыре камня аэратора. Вода медленно проходила в противоположный конец гидропоники и попадала в насос, который замыкал цикл циркуляции. Перед началом экспериментов для проверки однородности циркуляции воды авторы выполнили тест с красителем. Для установления системы биологической очистки и улучшения фильтрации к каждой из шести дублирующих систем вносили 4 био-бочонка от предустановленной системы. Спустя 4 недели проводили химический анализ воды и убеждались, что в каждой системе установилась популяция нитрифицирующих бактерий, и система безопасна для рыб.

2.2. Рыба и схема системы

Молодь барамунди (Latescalcarifer) получена от местного хозяйства (Blairsburg, IA, США). До прибытия, в течение 18 дней до начала регистрации данных, рыбу акклиматизировали к лабораторным условиям, кормили плавающим на поверхности кормом Ziegler brand Finfish G 42-16 (Gardners, PA, США), с диаметром гранул 2.5 мм, содержанием белка 42% и жиров 16%. Эксперимент проводили зимой, с ноября 2014 года по январь 2015 год. В начале эксперимента 10 особей средней массой 120-165 граммов помещали в каждый из шести культуральных бассейнов. Каждую экспериментальную процедуру (УФ-обработка и контроль) проводили по три раза с независимыми модулями на одну обработку. На протяжении 118 дней эксперимента рыбу кормили два раза в день, в 8:00 и 18:00 часов. Ежедневный вносимый рацион составлял 3% от общей массы тела или вплоть до момента, когда рыбы демонстрировали состояние насыщения. Излишки корма удаляли. Записывали данные о количестве вносимого корма. В эксперименте поддерживали 16 часовой фотопериод (с 6:00 по 22:00 часов), использовали ртутные лампы высокого давления мощностью 400 Вт.

Температуру воды, концентрацию растворенного кислорода и pH регистрировали датчиком HQ0d (HACH, Ames, IA, США). Химические параметры воды измеряли один раз (щелочность, жесткость, концентрация углекислого газа, хлора и железа) или дважды (концентрацию аммония, нитрита и нитрата) в неделю. Рекомендованные уровни были следующие: pH 6.5–7, растворенный кислород более 10 мг-1, аммоний менее 1.0 мг-1, нитрит менее 1.0 мг-1, хлор менее 500 мг-1, углекислый газ менее 5 мг-1, жесткость воды между 100 и 300 мг-1, щелочность между 40 и 300 мг-1. Если значения выходили за указанные уровни, проводились мероприятия по их исправлению.

2.3. Культура растений и схема эксперимента

Гранулированные семена Базилика душистого (Ocimum basilicum ‘ItalianLargeLeaf’) и салата-латука (Lactuca sativa ‘Rex’) получены из хозяйства Johnny’s Selected Seeds (Winslow, ME, США). Для каждого вида единичные гранулированные семена помещали в горшки из минеральной ваты (3.8*3.8 см) (Grodan A-OK; Farmtek, Dyersville, IA, США), в количестве, достаточном для заполнения плавучих плотов (8 плотов на систему) еженедельно в течение всего эксперимента. В тепличных условиях саженцы ежедневно орошали водопроводной водой с добавлением водорастворимых удобрений. Восемь плавучих плотов имели размеры 60 см*60 см*3.8 см и 9 (4 плота) или 16 (4 плота) отверстий на расстоянии 20 или 15 см для салата-латука и базилика, соответственно. Спустя 14 дней после прорастания, саженцы переносили в соответствующие плоты и помещали в систему в отдаленный конец от точки поступления воды из биологического фильтра (Рисунок 1). Каждую неделю, прорастала новая когорта растений, и следующие порции саженцев переносили в систему. Более старые растения на плотиках перемещали на один ряд ближе к месту поступления воды из биологического фильтра. Наконец, спустя 4 недели (28 дней), растения и корни извлекали из системы. Этот недельный цикл продолжался в течение 118 дней, опираясь на нормальный цикл роста барамунди.

2.4. Микробиологический анализ

От каждой из шести систем в отчетные дни (Дни 0, 28, 42, 54, 63, 76, 88, 102, 188) случайным образом забирали две головки салата-латука, два кустика базилика, 1 литр воды. От латука забирали 10 граммов образца, помещали его в стерильный пакет Стомахер (для гомогенизации) с 90 мл 1% пептона (HiMedia, Mumbai, Индия). Из базилика брали 5 граммов образца, помещали его в стерильный пакет Стомахер (для гомогенизации) с45 мл 1% пептона. Образцы воды 10 мл помещали его в стерильный пакет Стомахерс 90 мл 1% пептона. Тампонами (Biomerieux, Marcy-l’Etoile, Франция) делали соскобы с поверхностей обеих сторон тела рыбы, включая жабры, а также стерильным планшетом 10*5 см2 содержимое ЖКТ. Образцы добавляли в пробирку с 10 мл 1% пептона. Отдельные образцы гомогенизировали в пакете Стомахерсе или вортексе и подсчитывали колиформные бактерии, используя тест coliform/E. coli Petrifilm™ (3M, St. Paul, MN, США). Каждый анализ проводили дважды на разных образцах, т.е. анализировали дубликаты образцов. Концентрацию колиформных бактерий и E. coli рассчитывали с использованием теста Петрифильм — 3M Petrifilm E. coli/Coliform Count Plate™ (3M Microbiology Products, Minneapolis, MN, США) по инструкции производителя (предел обнаружения <10 КОЭ/г или <1 КОЭ/мл или <0.1 КОЭ/см2). Планшеты инкубировали при 35°C и отслеживали изменения через 24 и 48 часов. Интерпретация теста Петрифильм проводилась по инструкции E. coli/Coliform Petrifilm и методу AOAC Official Method 991.14. Голубые и красно-голубые колонии, связанные с газами, подсчитывали как колонии колиформных E. coli. Красные колонии, связанные с газами, подсчитывали как колонии колиформных бактерий. Дальнейший анализ проводили на образцах на предмет присутствия E. coli O157:H7 и Salmonella spp.. Для этого использовали систему ELISA (тест с изменением окраски) (3M™ Tecra, St. Paul, MN, США) и тест с агглютинацией латексных шариков 0157 для подтверждения (Oxoid/Remel, Hants, Великобритания). Перед выполнением теста ELISA (предел обнаружения 1-5 клеток/25 г образца) образцы подвергали серии обогащений и селекции для снижения ложноположительных результатов. Двадцать пять граммов образцов латука и базилика, 25 мл образца воды и соскобов с рыбы помещали 225 мл бульона EC Broth (3M™ Tecra, Minneapolis, MN, США) с 5% суплемента новобиоцина (MP, Salon, OH, США) и инкубировали при 42±1 °C в течение 15-24 часов. Эти обогащенные смеси использовали для анализа ELISA (E. coli 0157 определение). Аналогичные количества образцов инкубировали в 225 мл Универсального обогащенного бульона (Universal Pre-Enrichment Broth, DIFCO, Sparks, MD, США) при 36 °C в течение 24 часов. После инкубации 0.5 мл образца переносили в 10 мл бульона TT (Хайна) (DIFCO, Sparks, MD, США) и 0.1 мл в 10 мл бульона RV (DIFCO, Detroit, MI, USA) и инкубировали при 36±0.5 °C в течение 22-24 часов. После инкубации 1 мл каждого образца переносили в 10 мл бульона M (HiMedia, Mumbai, Индия) и инкубировали при 36±0.5 °C в течение 22-24 часов. Эти обогащенные смеси использовали для анализа ELISA (Salmonella определение).

Эти наборы экспресс анализа одобрены Управлением США по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) для использования на пищевых образцах. Чашечный метод подсчета аэробных бактерий дублировали для каждой из шести систем. Перед инокуляцией проводили соответствующее разведение обогащенной смеси с забуференной пептонной водой, инкубировали при 36 °C в течение 48 часов на среде, приготовленной из питательного агара для подсчета микроорганизмов (HiMedia, Mumbai, India).

2.5. Статистический анализ

Работа проводилась с ноября 2014 по февраль 2015 год. Эксперименты имели три повторения (3 УФ и 3 без УФ, контроль). Статистический анализ выполняли с использованием SAS 9.3 (SAS Institute, Inc., Cary, NC, США). Подсчет бактерий для образцов базилика, латука и воды проводили на 0, 28, 42, 54, 63, 76, 88, 102, 118 дни по два повторения для каждой из шести УФ/контрольной систем. Данные анализировали с использованием метода наименьших квадратов. Для микробиологического исследования с двумя повторениями на 0 и 118 дни брали соскобы с рыб (по 5 различных особей на одну систему). Изучали влияние срока эксперимента и обработки на количество аэробных бактерий и колиформных бактерий. Также изучали комбинированный эффект обработки и длительности эксперимента. Статистический анализ проведен с доверительным интервалом 95% (p<0.05).

3. Результаты

Параметры качества воды. Параметры качества воды регистрировали на протяжении всего эксперимента (среднее ± стандартное отклонение): температура 23.2 ± 5.2 °C; растворенный кислород 8.1 ± 1.0 мг/л; pH 7.7 ± 1.0; аммоний 0.5 ± 0.2 мг/л; нитрит 0.33 ± 0.33 мг/л; хлорид 250 ± 100 мг/л; углекислый газ 0.25 ± 0.2 мг/л; жесткость воды 200 ± 100 мг/л; щелочность 104 ± 4 мг/л.

Патогенный микробный статус базилика, латука и образцов воды. В образцах базилика, латука и воды за 118 дней наблюдений отсутствовали колиформные E. coli, E. coli O157:H7, Salmonella spp.

Количество аэробных бактерий при подсчете чашечным методом. В таблице 1 представлены значения для образцов базилика, латука и воды за 118 дней наблюдений. Существует тенденция возрастания числа аэробов (1 до 3 log10 КОЭ/мл) с 0 по 63 дни и снижение числа аэробов (1 до 3 log10 КОЭ/мл) с 63 по 118 дни экспериментов. С 0 по 63 день для образов не меняли условия окружающей среды. Это подтверждают стабильные значения температуры, нитрита, нитрата, щелочности, pH, растворенного кислорода. Поэтому различия являются атрибутом нормального изменения микрофлоры.

Таблица 1. Десятичный логарифм числа аэробных бактерий для образцов базилика, воды, латука и рыбы за 118 дней наблюдений. A, B – различные буквы указывают на статистически значимые различия (p<0.05) в одном ряду для заданного продукта; a, b – различные буквы указывают на статистически значимые различия (p<0.05) в одном столбце для заданного продукта

 

В течение всего эксперимента для образцов базилика и воды отсутствовали значимые различия числа аэробных бактерий между группами без обработки и с обработкой ультрафиолетом (p>0.05). В ходе 118 дней наблюдений за образцами салата латука обнаружены значимые различия числа аэробных бактерий между группами без обработки и с обработкой ультрафиолетом (p<0.05, таблица 1). В частности, измерения на 63 день показали значимо более высокое число аэробов после УФ-обработки (0.24 log10 КОЭ/г). Когда сравнения проходили только внутри контрольной группы, число аэробов на 63 день было значимо больше (0.65–3.30 log10 КОЭ/г), чем в другие дни (0, 28, 42, 54, 76, 88, 102, 118), а измерения на 76 день показали более высокое число аэробов, чем на 42 и 118 дни (1.74–2.65 log10 КОЭ/г). Когда сравнения проходили внутри группы с включенной обработкой ультрафиолетом, число аэробов на 63 день было значимо больше (1.09–2.83 log10 КОЭ/г), чем в другие дни (0, 28, 42, 54, 76, 88, 102, 118).

Совместное сравнение опытной и контрольной групп (Таблица 2) показало значимый рост числа аэробных бактерий в образцах латука с 54 по 76 дни (0.55–3.01 log10 КОЭ/г и 1.25–2.05 log10 КОЭ/г, соответственно). Отсутствовали значимые различия качества воды для образцов базилика и воды на протяжении 118 дней эксперимента, когда контрольные и опытные группы оценивали вместе.

Таблица 2. Десятичный логарифм числа аэробных бактерий в экспериментах с обработкой УФ и без неё. Наблюдение в течение 118 дней за образцами салата латука. A, B, C – различные буквенные обозначения указывают на значимые различия (p<0.05) в одном ряду; a, b — различные буквенные обозначения указывают на значимые различия (p<0.05) в одном столбце

 

Число колиформных бактерий в образцах базилика, латука и воды. Между контрольными и опытными группами отсутствовали значимые различия в общем числе колиформных бактерий (образцы латука, базилика и воды) (p>0.05). В таблице 3 показано число колиформных бактерий в образцах базилика, латука и воды на протяжении 118 дней исследования. Во всех образцах (базилик, латук, вода) отмечалось существенное увеличение числа колиформных бактерий (0.61–2.12 log10 КОЭ/г) на 28 день по сравнению с другими днями.

Значимо снижалось число колиформных бактерий во всех образцах на 76 день (0.24–1.87 log10 КОЭ/г) при сравнении с 28,42 и 54 сутками (p<0.05), и возрастало на 88 сутки (0.50–1.78 log10 КОЭ/г). В образцах воды число колиформных бактерий, в отсутствии или присутствии ультрафиолета, снижалось с 88 по 118 сутки (1.13–1.67 log10 КОЭ/г). Необходимо отметить, что в ходе эксперимента на 76 сутки колебаний температуры и других средовых параметров не наблюдалось, поэтому озвученные изменения являются атрибутом нормальной флоры.

Таблица 3. Десятичный логарифм числа колиформных бактерий в образцах базилика, воды, латука и рыбы на протяжении 118 дней эксперимента. A, B, C, D – различные буквенные обозначения указывают на значимые различия (p<0.05) в одном ряду для данного образца; a — различные буквенные обозначения указывают на значимые различия (p<0.05) в одном столбце для данного образца

 

Микробный статус рыбы. На протяжении 118 дней эксперимента в рыбе не обнаружено колиформных E. coli, E. coli O157:H7, либо Salmonella spp.. В таблице 1 и 3 показано число аэробов и колиформных бактерий в барамунди. В отсутствии или присутствии обработки ультрафиолетом отмечалось возрастание числа аэробных бактерий в образцах рыбы (0.65 log10 КОЭ/г) (p<0.05). Число колиформных бактерий в контрольной и опытной группах, напротив, не изменялось. Число аэробов более 107 КОЭ/г недопустимо для выращивания и использования рыбы в пищу. Также недопустимо содержание в образцах рыбы 500 КОЭ/г фекальных колиформных бактерий (E. coli). Фекальные колиформные микроорганизмы указывают на плохое качество воды и санитарную практику. В рамках работы число аэробов, колиформных и фекальных колиформных бактерий оставалось ниже допустимых значений, что свидетельствует о хороших санитарных условиях, безопасности употребления рыбы в пищу. Тем не менее, для нормализации работы системы необходимо детально изучить высокую вариабельность числа бактерий на протяжении эксперимента.

4. Обсуждение

Если зоонозные патогены попадают в систему культивирования, возрастает риск возникновения заболеваний от употребления в пищу рыбы или сельхоз культур. Бурное развитие E. coli и Salmonella, связанных с выращиванием овощей и фруктов, обусловлено загрязнением источника воды. Отсутствие этих патогенов в исследовании подчеркивает хорошую гигиену и санитарные условия, свидетельствует о том, что бактерии не вносили в систему извне. Предполагается, что обработка ультрафиолетом снижает число многих бактериальных патогенов, находящихся в воде во взвешенном состоянии. Таким образом, в аквапонике можно снизить перекрестную контаминацию между водой и тканью растений. Gonazalez-Alanis (2011) обнаружил, что использование УФ в аквапонике с салатом латуком, шпинатом и тиляпией существенно снижает число фекальных и общих колиформных бактерий (сила УФ излучения не указана). Результаты настоящей работы продемонстрировали высокую вариабельность числа аэробных и колиформных бактерий, и неэффективность обработки ультрафиолетом. В контрольной и опытной группах отсутствовали значимые различия. Встает вопрос, почему обработка оказалась неэффективной? Возможно, следует ввести дополнительную механическую фильтрацию воды, использовать УФ-излучение более высокой интенсивности.

Timmons и Ebeling (2007) отмечают, что вода должна проходить 50 мкм фильтр перед попаданием в УФ-стерилизатор. Это повышает эффективность дезинфекции в рециркуляционной системе. В модельной системе отсутствовал фильтр предварительной очистки, потому что проверка качества воды показала высокую прозрачность 1–2.5 NTU. Даже с таким низким уровнем мутности использование предварительной фильтрации может повысить эффективность УФ-обработки. Pantanella (2012) обнаружил, что использование двух ультрафиолетовых ламп мощностью 25 Вт в 100 литровом отстойнике и 25 литровом фильтре системы аквапоники с салатом латуком и тиляпией эффективно снижает число колиформных бактерий на 3 десятичных логарифма; однако в зависимости от качества воды, необходима различная интенсивность УФ-излучения. В рециркуляционной системе ранее использовались лампы с выходной мощностью 36 Вт. В настоящем исследовании применяли лампы мощностью 15 Вт, исходя из рекомендации для водного потока 20.8 л/мин и стабильности нутриентов в системе. После модификации для живых систем, такие процессы как флоккуляция и химическое осаждение (известь, алюминий и хлорид железа), распространенные в очистке муниципальных вод, можно адаптировать для аквапоники. Они позволят очистить воду и повысят проникающую способность УФ-излучения. Тем не менее, химическая обработка потребует слежения за колебаниями pH и нуждается в проведении дополнительных исследований. Последний вопрос касается микробного сообщества внутри аквапоники. Изученная система показала тенденцию к возрастанию бактериальной нагрузки за период эксперимента, со снижением после 76 дня (таблица 2 и 3). Авторы работы приписывают флуктуации в гидропонике и аквапонике нормальным изменениям микробного сообщества. Schreier, Mirzoyan, и Saito (2010) объясняют, что системы биологической фильтрации основываются на взаимодействии между микробными сообществами, средой, под влиянием поступающих питательных веществ (загрязнений от рыб), и их сложно контролировать. Несоответствие моделей и вариабельности числа бактерий между и среди различных условий эксперимента обусловлено, вероятно, этой динамикой взаимодействия экосистем. Частицы биологической природы и микробное сообщество аквапоники имеют решающее значение в создании идеальных условий выращивания растений и рыбы. Если формирование этих частиц и сообщества нарушено, отмечается недостаток нутриентов и плохой рост культур. Кроме того, важно контролировать качество воды в рециркуляционной системе, что обеспечит здоровье рыб и/или непрерывное выращивание растений. Для поддержания гомеостаза важно понимание процессов биологической фильтрации. Высокая нагрузка микробных популяций может снизить эффективность обработки ультрафиолетом.

Изначально, модель аквапоники основывается на «балансе» и «совмещении». Она вовлекает однонаправленный водный поток от рыб, через фильтры, растения и обратно к рыбе. Для сохранения функциональности, обеспечения роста рыб, растений полезных бактерий, эта модель нуждается в балансе питательных веществ и удалении пестицидов и терапевтических средств. Таким образом, предусмотрительным шагом является введение в систему безвредной, эффективной формы стерилизации воды. Так как перед началом проекта не проводили исследования на модельной небольшой системе аквапоники, описанной в литературе, ограничения конструкции происходят от родственной области исследования – аквакультуры. В рециркуляционной системе обычно устанавливают УФ-стерилизатор после механического и биологического фильтров, сампа и насоса, непосредственно перед поступлением воды в бассейн с рыбой. Этого принципа придерживались в настоящей работе. УФ-стерилизатор работал в соответствии со спецификацией производителя, насколько это возможно, принимая во внимание нюансы системы, специально созданной для исследования.

Анализ проводился параллельно с экспериментом и внес понимание о правильной работе аквапоники. Личные контакты с Сарой Таберой (Sarah Taber, Aquaponics Association, 30 Ноябрь 2016) раскрыли, что значительный риск для безопасности употребления человеком в пищу представляет гидропонный компонент системы. Согласно Табер (личные контакты), основной рост бактерий происходит на корнях растений, которые взвешены в воде. Повысить эффективность УФ-обработки можно улучшением фильтрации или увеличением интенсивности излучения.

Деликатная природа сбалансированной системы аквапоники создает проблемы производителям. Поэтому, в практику вводят новые методы. Более устойчивый вариант «разобщенной» аквапоники разделит системы выращивания рыбы и растений (аквакультуру и гидропонику, соответственно) и обеспечит большую гибкость для производителей, позволит им обрабатывать рыбу и растения отдельно, без ущерба для остальных компонентов системы. Со времени настоящего исследования для лучшего осаждения твердых частиц в систему ввели камеры отстойники с радиальным потоком. Система успешно использовалась для выращивания растений на гидропонике, но по-прежнему не содержала рыб. С точки зрения поддержания высокой прозрачности воды основное значение имеет тонкая настройка потока воды и динамики потока. В будущих экспериментах потенциально можно использовать разобщенную концепцию, когда вода выходит из модуля аквакультуры, проходит фильтры, попадает в самп и закачивается в гидропонику. В гидропонике воду полностью потребляют растения, и она никогда не возвращается обратно к рыбе. Эта практика позволяет использовать мощные методы стерилизации (озонирование, перекись водорода, пероксиуксусную кислоту и гипохлорит натрия), полностью уничтожать живые организмы перед поступлением воды к растениям, повысить биобезопасность продукции. Другим вариантом является установка УФ-стерилизатора между биологическим фильтром и гидропоникой, либо установка многих УФ-облучателей в различных точках системы.

Данная работа показала неэффективность ультрафиолета в снижении числа колиформных и аэробных бактерий. В большей степени контроль микробной нагрузки можно обеспечить повышением интенсивности излучения, либо очисткой воды и снижением скорости водного потока, которые повысят проникающую способность ультрафиолета. Будущие исследования следует направить на определение взаимосвязи мутности и мелких фильтров, микробной плотности и интенсивности УФ-излучения в способности этой технологии обеспечить биобезопасность продукции.

——

Sai Deepikaa Elumalai, Angela M. Shaw, Allen Pattillo, Christopher J. Currey, Kurt A. Rosentrater, Kun Xie. Influence of UV Treatment on the Food Safety Status of a Model Aquaponic System. Water, 9 (1) : 27. 2017

aquavitro.org

Установка ультрафиолетовых ламп, проверка, замена, ремонт и обработка.

Ультрафиолетовое излучение, использование которого лежит в основе работы облучателей-стерилизаторов, способно уничтожить большинство болезнетворных организмов в вегетативной форме (вирусов, грибков, бактерий, простейших). Поэтому установка ультрафиолетовых ламп так необходима в ЛПУ.

Благодаря этому свойству УФ-стерилизаторы широко применяются для дезинфекции помещений лечебно-профилактических учреждений различного профиля. В частности, установка УФ ламп является основным условием нормальной работы таких подразделений:

• операционные блоки;
• смотровые кабинеты;
• стоматологические;
• перевязочные и т. д.

Типовой УФ-облучатель состоит из следующих частей:

• УФ-лампы;
• отражателя;
• пускорегулирующего механизма.

Благодаря высокой бактерицидной эффективности устройства, у руководителей ЛПЗ не возникает вопрос, чем заменить старую добрую ультрафиолетовую лампу, объединяющую в себе функциональность с энергосбережением, безопасность с надежностью.

Установка УФ-облучателя

Аппарат извлекают из тары, в которой он был привезен либо хранился, снимают с него полиэтилен. Все поверхности прибора, которые были обработаны консервационной смазкой, следует очистить при помощи тампонов из марли, пропитанных либо раствором этилового спирта, либо бензином и отжатых. После этого следует проверить комплектность устройства.

Если транспортировка УФ-облучателя происходила при отрицательной температуре, то прежде, чем включать, его нужно выдержать на протяжении суток в помещении, где поддерживается комнатная температура.

Отдельные правила существуют для установки рециркуляторов:

• высота размещения на стене либо передвижной опоре составляет от одного до полутора метров, считая от нижней кромки корпуса прибора;
• обеспечение беспрепятственного забора и выброса воздуха, при этом их направления должны соответствовать ходу потоков конвекции;
• не допускается монтаж рециркулятора в углу помещения, поскольку в таких местах часто воздух застаивается без заметного движения.

До того, как подключить стерилизатор к сети, в помещении, где он будет располагаться должна быть проведена соответствующая санитарно-гигиеническая обработка всех поверхностей.

Чтобы включить прибор, вилку его питающего электрокабеля нужно включить в розетку, после чего активировать устройство, нажав кнопку «Сеть». По окончании работы выключение стерилизатора выполняют в обратном порядке.

Проверка работоспособности УФ-лампы

Перед тем, как проверить работоспособность устройства, следует выполнить следующие действия:

1. осмотреть его внешние поверхности;
2. ознакомится с инструкцией к нему;
3. разобраться с работой дополнительного оборудования, которое может понадобиться для контроля исправности УФ-облучателя.

Внешняя проверка любой ультрафиолетовой лампы поможет выявить следующее:

1. механические повреждения, способные повлиять на нормальную работу устройства;
2. имеются ли в наличии и насколько качественно закреплены шнуры, вилки, разъемы, сенсорные панели, кнопки и прочее;
3. нет ли отсоединившихся либо плохо закрепленных составных частей;
4. исправность элементов крепежа.

Выполняя проверку, ремонт либо любые другие работы с УФ-облучателем, следует придерживаться всех соответствующих правил безопасности.

К отдельным элементам конструкции прибора применяются следующие требования:

• шнур не должен иметь разрывов поверхностного покрытия, сквозь которые были бы видны жилы, проводящие электрический ток;
• штыри вилки, которая вставляется в сетевую розетку должны быть ровными;
• крепления прибора без трещин и прочих видимых механических дефектов;
• подставка без люфтов, а ее колеса вращаются легко, закусы при этом не происходят.

КИП, которые используются для контроля работоспособности излучателя, обязательно предварительно аттестуются. Если любое из этих правил не выполняется, значит необходим ремонт или замена ультрафиолетовой лампы, к эксплуатации, даже кратковременной ее допускать запрещено.

Обработка УФ-ламп

Профилактическое обслуживание облучателей выполняется в оговоренный для каждой модели срок и включает в себя несколько процессов:

1. Удаление пыли с колбы излучателя и всех плоскостей аппарата;
2. Смена фильтра (в стерилизаторах-рециркуляторах) проводится ежеквартально, либо раньше, при наличии критической степени загрязнения. Во время выполнения этой манипуляции, следует обеззараживать решетки, держащие фильтр, протирая их специальным раствором либо погружая их в него.
3. Дезинфекция прибора проводится в соответствии с требованиями МУ287-113.
4. Прежде, чем включить прибор, его наружные поверхности, лампы и отражатели обрабатываются в соответствии с теми же Методическими рекомендациями.

Утилизация УФ-ламп

В случае невозможности дальнейшей эксплуатации облучателя в связи с непригодностью, его утилизируют по Правилам, приведенным в СанПин2.1.7.728-99 для Б-класса. Перегоревшие лампы подлежат утилизации по тому же СанПин, но только применительно к Г-классу.

Срок службы УФ-излучателя

Большинство ультрафиолетовых ламп имеют срок службы в пределах 9000 ч свечения, после чего проводится их замена.

Ремонт УФ-лампы

Рассмотрим, как можно отремонтировать различные поломки УФ-облучателя на примере двухлампового рециркулятора «РБ-06-Я-ФП». Причины, по которым может выйти из строя данный прибор:

• перегорела вольфрамовая нить;
• вышли из строя определенные рабочие блоки устройства;
• перегорела контактная группа;
• пришли в негодность электроды;
• повреждены некоторые конструкционные элементы устройства.

Также нельзя исключить и внешние причины, такие как неисправность электропроводки, выключателя либо розетки. Любые поломки составных частей облучателя выявляются при помощи мультиметра.Внешние признаки неисправности таковы:

• в подключенной к электричеству УФ-лампе не наблюдается свечение ртутных паров;
• имеет место мигание излучателя, которое может повторяться реже или чаще;
• проявляется ряд светоэффектов не характерных для правильной работы оборудования;
• при включении прибора ощущается необычных запах (к примеру, гари).

Проверка работоспособности светильника

Для этого необходимо наличие такого прибора, как мультиметр. Чтобы выполнить проверку, выполняют следующие манипуляции:

1. Разбирают прибор.
2. Извлекают лампу.
3. При помощи мультиметра проверяют есть ли напряжение на контактах лампы.

Если напряжения нет, то в первую очередь стоит заподозрить, что один из контактов оборвался, а если и там все нормально, то пройтись мультиметром по всей цепи, определить неисправное звено и заменить его на запасное.

В случае наличия напряжения на контактах причина поломки кроется в самой лампе, излучающей ультрафиолет, которую отремонтировать невозможно, ее можно только поменять. Поскольку стерилизаторы-облучатели настолько сильно распространены, то с их устройством следует ознакомиться всему обслуживающему персоналу ЛПЗ, дабы своевременно и точно выявлять возможные поломки в этом оборудовании.

Замена УФ-лампы

В качестве образца возьмем однокамерный стерилизатор профессионального типа GERMIX SB-1002. Замена излучателя в нем предусмотрена каждые 6 месяцев. Сделать это довольно просто, но нужно знать алгоритм:

1. потянуть на себя выдвижной ящик;
2. выкрутить при помощи небольшой крестовидной отвертки, длина которой не превышает 130 мм, саморезы (четыре штуки), вкрученные внутри аппарата в его верхнюю сторону;
3. снять верх прибора;
4. выкрутить саморезы (четыре штуки), удерживающие на своем месте лампу;
5. поддеть контакты лампы (четыре штуки) при помощи плоской отвертки. Таким образом отсоединив их;
6. вынуть излучатель и сменить его.

По окончании процесса, собрать прибор в обратной последовательности.

Как определить, что перегорела УФ-лампа

Обычный срок работы, на протяжении которого может держаться средняя ртутная УФ-лампа, составляет 9000 часов, что в разы уступает современным УФ-светодиодам. Но и такой срок возможен при условии непрерывного горения при соблюдении оптимальных характеристик питающего лампу электрического тока. В реальности же срок жизни излучателя может быть намного меньшим.

Конечно, ртутные бактерицидные лампы, в том числе и, пользующаяся большой популярностью в нашей стране, Philips TUV15, не страдают от того, что может выгореть люминофор, по причине отсутствия в них такового. Причина потери эффективности устройства кроется в другом, а именно, в оседании паров ртути на внутренней поверхности колбы, что ведет к потере ее прозрачности. Разницу в этом показателе между новыми и, отработавшими ощутимый срок, излучателями можно заметить даже невооруженным глазом.

Еще одна причина падения прозрачности кроется в частичках испаряющегося с нитей накаливания вольфрама, который также, как и ртутные пары, оседает на внутренней поверхности колбы.

В итоге, лампа работает, но ее эффективность стремительно падает. Поэтому излучатель считается непригодным к эксплуатации не тогда, когда он перестанет гореть совсем, а тогда, когда его эффективность упадет до граничного уровня, оговоренного в инструкции по эксплуатации.

allforclinic.ru

УФ - это... Что такое УФ?

• Эритемные лампы (ЛЭЗО, ЛЭР40) были разработаны в 60-х годах прошлого века для компенсации «УФ недостаточности» естественного излучения и, в частности, интенсификации процесса фотохимического синтеза витамина D3 в коже человека («антирахитное действие»).

В 70-80 годах эритемные ЛЛ, кроме медицинских учреждений, использовались в специальных «фотариях» (например, для шахтеров и горных рабочих), в отдельных ОУ общественных и производственных зданий северных регионов, а также для облучения молодняка сельскохозяйственных животных.

Спектр ЛЭ30 радикально отличается от солнечного; на область В приходится большая часть излучения в УФ области, излучение с длиной волны λ < 300нм, которое в естественных условиях вообще отсутствует, может достигать 20 % от общего УФ излучения. Обладая хорошим «анитирахитным действием», излучение эритемных ламп с максимумом в диапазоне 305—315 нм оказывает одновременно сильное повреждающее воздействие на коньюктиву (слизистую оболочку глаза). Отметим, что в номенклатуре УФ ИИ фирмы Philips присутствуют ЛЛ типа TL12 с предельно близкими к ЛЭ30 спектральными характеристиками, которые наряду с более «жесткой» УФ ЛЛ типа TL01 используются в медицине для лечения фотодерматозов. Диапазон существующих УФ ИИ. которые используются в фототерапевтических установках, достаточно велик; наряду с указанными выше УФ ЛЛ, это лампы типа ДРТ или специальные МГЛ зарубежного производства, но с обязательной фильтрацией УФС излучения и ограничением доли УФВ либо путем легирования кварца, либо с помощью специальных светофильтров, входящих в комплект облучателя.

• В странах Центральной и Северной Европы, а также в России достаточно широкое распространение получили УФ ОУ типа «Искусственный солярий», в которых используются УФ ЛЛ, вызывающие достаточно быстрое образование загара. В спектре «загарных» УФ ЛЛ преобладает «мягкое» излучение в зоне УФА Доля УФВ строго регламентируется, зависит от вида установок и типа кожи (в Европе различают 4 типа человеческой кожи от «кельтского» до «средиземноморского») и составляет 1-5 % от общего УФ излучения. ЛЛ для загара выпускаются в стандартном и компактном исполнении мощностью от 15 до 160 Вт и длиной от 30 до 180 см.
• В 1980 г. американский психиатр Альфред Леви описал эффект «зимней депрессии», которую сейчас квалифицируют как заболевание и называют сокращенно SAD (Seasonal Affective Disorders). Заболевание связано с недостаточной инсоляцией, то есть естественным освещением. По оценкам специалистов, синдрому SAD подтверждено ~ 10-12 % населения земли и прежде всего жители стран Северного полушария. Известны данные по США: в Нью-Йорке — 17 %, на Аляске — 28 %, даже во Флориде — 4 %. По странам Северной Европы данные колеблются от 10 до 40 %.

В связи с тем, что SAD является, бесспорно, одним из проявлений «солнечном недостаточности», неизбежен возврат интереса к так называемым лампам «полного спектра», достаточно точно воспроизводящим спектр естественного света не только в видимой, но и в УФ области. Ряд зарубежных фирм включило ЛЛ полного спектра в свою номенклатуру, например, фирмы Osram и Radium выпускают подобные УФ ИИ мощностью 18, 36 и 58 Вт под названиями, соответственно, «Biolux» и «Biosun», спектральные характеристик которых практически совпадают. Эти лампы, естественно, не обладают «антирахитным эффектом», но помогают устранять у людей ряд неблагоприятных синдромов, связанных с ухудшением здоровья в осенне-зимний период и могут также использоваться в профилактических целях в ОУ школ, детских садов, предприятий и учреждений для компенсации «светового голодания». При этом необходимо напомнить, что ЛЛ «полного спектра» по сравнению c ЛЛ цветности ЛБ имеют световую отдачу примерно на 30 % меньше, что неизбежно приведет к увеличению энергетических и капитальных затрат в осветительно-облучательной установке. Проектирование и эксплуатация подобных установок должны осуществляться с учетом требований стандарта CTES 009/E:2002 «Фотобиологическая безопасность ламп и ламповых систем».

• Весьма рациональное применение найдено УФЛЛ, спектр излучения которых совпадает со спектром действия фототаксиса некоторых видов летающих насекомых-вредителей (мух, комаров, моли и т. д.), которые могут являться переносчиками заболеваний и инфекций, приводить к порче продуктов и изделий.

Эти УФ ЛЛ используются в качестве ламп-аттрактантов в специальных устройствах-светоловушках, устанавливаемых в кафе, ресторанах, на предприятиях пищевой промышленности, в животноводческих и птицеводческих хозяйствах, складах одежды и пр.

Сфера применения

Чёрный свет

На кредитных картах VISA при освещении УФ лучами появляется изображение парящего голубя

Лампа чёрного света — лампа, которая излучает преимущественно в длинноволновой ультрафиолетовой области спектра (диапазон UVA) и даёт очень немного видимого света.

Для защиты документов от подделки их часто снабжают ультрафиолетовыми метками, которые видны только в условиях ультрафиолетового освещения. Большинство паспортов, а также банкноты различных стран содержат защитные элементы в виде краски или нитей, светящихся в ультрафиолете.

Ультрафиолетовое излучение, даваемое лампами чёрного света, является достаточно мягким и оказывает наименее серьёзное негативное влияние на здоровье человека.

Стерилизация

Стерилизация воздуха и твёрдых поверхностей

Кварцевая лампа, используемая для стерилизации в лаборатории

Ультрафиолетовые лампы используются для стерилизации (обеззараживания) воды, воздуха и различных поверхностей во всех сферах жизнедеятельности человека. В наиболее распространённых лампах низкого давления 86 % излучения приходится на длину волны 254 нм, что хорошо согласуется с пиком кривой бактерицидной эффективности (то есть эффективности поглощения ультрафиолета молекулами ДНК). Этот пик находится в районе длины волны излучения равной 254 нм, которое оказывает наибольшее влияние на ДНК, однако кварцевое стекло, ранее используемое для изготовления колбы лампы, также как и другие природные вещества (например, вода) задерживают проникновение УФ. Степень дезинфекции зависит от дозы, которая равна произведению интенсивности на время. Излучение «ненужных» для дезинфекции длин волн приводит к тому, что для облучения объекта необходимой дозой УФ лампе требуется большее количество времени, а следовательно снижается КПД устройства. Вот почему в настоящее время на замену морально устаревших кварцевых бактерицидных ламп, которые имели сравнительно низкий КПД по причине низкой пропускной способности, а также из-за того, что излучали весь спектр УФ при необходимой длине волны равной исключительно 254 нм, приходят УФ лампы нового поколения, в которых с внутренней стороны стекла нанесено покрытие, разработанное с применением нано-технологий, позволяющее увеличить пропускную способность стекла только для УФ волн с длиной равной 254 нм. Это позволяет в разы уменьшить энергопотребление УФ лампами и увеличить их эффективность.

Бактерицидное УФ излучение на этих длинах волн вызывает димеризацию тимина в молекулах ДНК. Накопление таких изменений в ДНК микроорганизмов приводит к замедлению темпов их размножения и вымиранию.

Ультрафиолетовая обработка воды, воздуха и поверхности не обладает пролонгированным эффектом. Достоинство данной особенности заключается в том, что исключается вредное воздействие на человека и животных. В случае обработки сточных вод УФ флора водоемов не страдает от сбросов, как, например, при сбросе вод, обработанных хлором, продолжающим уничтожать жизнь ещё долго после использования на очистных сооружениях.

Дезинфекция питьевой воды

Метод дезинфекции с использованием УФ-излучения [1] доказал свою эффективность при дезактивации переносимых водой болезнетворных микроорганизмов и вирусов без ухудшения вкуса и запаха воды и без внесения в воду нежелательных побочных продуктов. Такой метод дезинфекции завоёвывает популярность в качестве альтернативы или дополнения к традиционным средствам дезинфекции, таким как хлор, из-за своей безопасности, экономичности и эффективности.

Принцип действия УФ-излучения. УФ-дезинфекция выполняется при облучении находящихся в воде микроорганизмов УФ-излучением определённой интенсивности (достаточная длина волны для полного уничтожения микроорганизмов равна 260,5 нм) в течение определённого периода времени. В результате такого облучения микроорганизмы «микробиологически» погибают, так как они теряют способность воспроизводства. УФ-излучение в диапазоне длин волн около 254 нм хорошо проникает сквозь воду и стенку клетки переносимого водой микроорганизма и поглощается ДНК микроорганизмов, вызывая нарушение её структуры. В результате прекращается процесс воспроизводства микроорганизмов.

Хотя по эффективности обеззараживаня воды УФ обработка в десятки раз уступает озонированию, на сегодняшний день использование УФ-излучения — один из самых эффективных и безопасных способов обеззараживания воды в случаях, когда объем обрабатываемой воды не велик.

Химический анализ

УФ — спектрометрия

УФ-спектрофотометрия основана на облучении вещества монохроматическим УФ-излучением, длина волны которого изменяется со временем. Вещество в разной степени поглощает УФ-излучение с разными длинами волн. График, по оси ординат которого отложено количество пропущенного или отраженного излучения, а по оси абсцисс- длина волны, образует спектр. Спектры уникальны для каждого вещества, на этом основывается идентификация отдельных веществ в смеси, а также их количественное измерение.

Анализ минералов

Многие минералы содержат вещества, которые при освещении ультрафиолетовым излучением начинают испускать видимый свет. Каждая примесь светится по-своему, что позволяет по характеру свечения определять состав данного минерала. А. А. Малахов в своей книге «Занимательно о геологии» (М., «Молодая гвардия», 1969. 240 с) рассказывает об этом так: «Необычное свечение минералов вызывают и катодный, и ультрафиолетовый, и рентгеновский лучи. В мире мёртвого камня загораются и светят наиболее ярко те минералы, которые, попав в зону ультрафиолетового света, рассказывают о мельчайших примесях урана или марганца, включённых в состав породы. Странным „неземным“ цветом вспыхивают и многие другие минералы, не содержащие никаких примесей. Целый день я провёл в лаборатории, где наблюдал люминесцентное свечение минералов. Обычный бесцветный кальцит расцвечивался чудесным образом под влиянием различных источников света. Катодные лучи делали кристалл рубиново-красным, в ультрафиолете он загорался малиново-красными тонами. Два минерала — флюорит и циркон — не различались в рентгеновских лучах. Оба были зелёными. Но стоило подключить катодный свет, как флюорит становился фиолетовым, а циркон — лимонно-жёлтым.» (с. 11).

Качественный хроматографический анализ

Хроматограммы, полученные методом ТСХ, нередко просматривают в ультрафиолетовом свете, что позволяет идентифицировать ряд органических веществ по цвету свечения и индексу удерживания.

Ловля насекомых

Ультрафиолетовое излучение нередко применяются при ловле насекомых на свет (нередко в сочетании с лампами, излучающими в видимой части спектра). Это связано с тем, что у большинства насекомых видимый диапазон смещён, по сравнению с человеческим зрением, в коротковолновую часть спектра: насекомые не видят того, что человек воспринимает как красный, но видят мягкий ультрафиолетовый свет.

Искусственный загар и «Горное солнце»

При определённых дозировках искусственный загар позволяет улучшить состояние и внешний вид кожи человека, способствует образованию витамина D. В настоящее время популярны солярии.

УФ в реставрации

Один из главных инструментов экспертов – ультрафиолетовое, рентгеновское и инфракрасное излучение. Ультрафиолетовые лучи позволяют определить старение лаковой пленки – более свежий лак в ультрафиолете выглядит темнее. В свете большой лабораторной ультрафиолетовой лампы более темными пятнами проступают отреставрированные участки и кустарно переписанные подписи. Рентгеновские лучи задерживаются наиболее тяжелыми элементами. В человеческом теле это костная ткань, а на картине – белила. Основой белил в большинстве случаев является свинец, в XIX веке стали применять цинк, а в XX-м – титан. Все это тяжелые металлы. В конечном счете, на пленке мы получаем изображение белильного подмалевка. Подмалевок – это индивидуальный «почерк» художника, элемент его собственной уникальной техники. Для анализа подмалевка используются базы рентгенограмм картин великих мастеров. Также эти снимки применяются для распознания подлинности картины.

См. также

dikc.academic.ru

7. Применение уф-излучения при дефростации мяса

7.1. Количество ламп в камерах размораживания определяется по п. 6.3.1 настоящей Инструкции. Облучатели подвешиваются в горизонтальном положении к потолку или на поверхности стен. Распределение облучателей должно быть равномерным в шахматном порядке. Обработку дефростеров УФ-лампами проводят в отсутствие людей. Минимальное расстояние от облучателей до поверхности объектов должно составлять 0,4 - 0,6 м, максимальное - не более 1,5 м.

7.2. Перед облучением камер проводят механическую очистку и промывку поверхностей горячей водой (60 - 70 °C) с добавлением 0,5 - 1% кальцинированной соды.

7.3. Перед размораживанием с УФ-обработкой не допускается передержка замороженного мяса в транспортных коридорах.

7.4. При загрузке камер туши, полутуши и четвертины на подвесных путях не должны соприкасаться между собой, а также с полом и стенами.

7.5. После загрузки камер мясным сырьем УФ-лампы включают одновременно с началом процесса размораживания на 1 - 2 часа и на 1 час в конце размораживания. Длительность размораживания зависит от вида и массы мясного сырья, т.е. от 10 до 30 часов. Скорость движения воздуха в камерах 0,2 - 1 м/сек.

7.6. После дефростирования мясо без каких-либо ограничений и с учетом качественных показателей направляют на переработку по общепринятым технологическим процессам.

8. Применение уф-излучения при переработке мяса и хранении мясной продукции

8.1. УФ-лампы размещают из расчета по п. 6.3.1 настоящей Инструкции в цехах разделки мяса, приготовления полуфабрикатов, пельменей, колбасных изделий, в отделениях фасовки и упаковки, посолочном, камерах хранения готовой мясной продукции.

8.2. Обработку проводят в отсутствие персонала два раза в сутки в течение 45 - 60 минут с интервалом 11 - 14 часов.

9. Режим уф-облучения помещений и оборудования

9.1. Режим профилактической санитарной обработки УФ-излучением цехов (стены, пол, воздух), напольного транспорта, различной тары (тазы, кюветы, бадейки), стеллажей, троллей проводится 1 раз в сутки в течение 1,5 - 2 часов после предварительной очистки и промывки горячей водой с добавлением 0,5 - 1,5% поверхностно-активных веществ (ПАВ).

9.2. Для обработки бытовых и подсобных помещений (гардероб, санузлы, комнаты отдыха и др.) бактерицидные лампы включают в отсутствие персонала на 1,5 - 2 часа при циркуляции воздуха до 5 объемов в час. После обработки УФ-лучами помещение проветривают.

9.3. Для борьбы с мухами и мучной молью, обеззараживания и дезодорации воздуха рекомендуется применение светильника-ловушки в режиме включения УФ-ламп в ночное время на 8 часов и люминесцентных ламп - в дневное время.

10. Применение уф-излучения для ветеринарно-санитарной обработки грузовых отсеков транспортных средств

10.1. УФ-излучение применяется на транспорте при перевозке охлажденного мяса и мясных продуктов.

10.2. УФ-лучи применяются при длительной перевозке охлажденного мяса и мясных продуктов, в холодильных камерах морских судов, в изотермических вагонах, авторефрижераторах и других транспортных средствах с целью предотвращения порчи продуктов.

10.2.1. Для перевозки с УФ-обработкой допускается мясо, охлажденное до температуры в толще мышц от 0 °C до -1 °C и без признаков порчи.

10.2.2. Холодильные камеры транспортных средств с УФ-лампами перед загрузкой должны быть чистыми и продезинфицированными, соответствовать требованиям действующих нормативных документов.

10.2.3. Количество облучателей в холодильных камерах судов и грузовых отсеков, изотермических отсеков грузовых вагонов устанавливается из расчета по п. 6.3.1 настоящей Инструкции.

10.2.4. Облучатели подвешиваются к потолку камеры (грузовых отсеков) на расстоянии не менее 0,4 - 0,5 м от мясных туш.

10.2.5. После загрузки камер лампы должны работать непрерывно в течение 1,5 - 2 часов (в автоматическом или ручном режиме), а в период перевозки мяса они работают 2 раза в сутки по 50 - 60 минут с интервалом в 11 часов. Работа ламп контролируется световым сигналом.

10.2.6. Транспортные средства после выгрузки мяса должны быть очищены от остатков груза и тщательно промыты горячей водой (60 - 70 °C) с добавлением 0,5 - 1% ПАВ.

10.2.7. Для профилактического УФ-обеззараживания чистых грузовых отсеков транспортных средств после перевозки мяса проводят УФ-облучение в течение 45 - 60 минут.

studfiles.net

6. Обработка уф-лучами камер при хранении охлажденного мяса

6.1. Общие требования.

6.1.1. Обработке УФ-лучами подлежат камеры для хранения охлажденного мяса убойных и промысловых животных (говядина, свинина, баранина, крольчатина, конина, оленина, лосятина и др.) в сроки, предусмотренные технологическими инструкциями.

6.1.2. Мясо для хранения принимается только в охлажденном состоянии до температуры 0 °C - 4 °C и без признаков порчи. Мясо дефростированное и с температурой выше 4 °C, а также имеющее отклонения в качественных показателях, обработке УФ-лучами и длительному хранению не подлежит.

6.1.3. Охлажденное мясо, прошедшее ветеринарно-санитарную экспертизу, доставляют на холодильник в виде туш, полутуш или четвертин в специально подготовленном транспорте, не позволяющем резкого повышения температуры продукта и исключающем загрязнение поверхности мясного сырья.

6.1.4. Туши, полутуши и четвертины на подвесных путях, подлежащие обработке УФ-лучами, не должны соприкасаться между собой, а также с полом, стенами и оборудованием.

6.1.5. Подготовка холодильной камеры и порядок загрузки ее охлажденным мясом, размещение туш на подвесных путях, температурный режим хранения мясного сырья и порядок эксплуатации камеры с использованием УФ-лучей обеспечивается в соответствии с действующей технологической инструкцией и санитарными правилами для холодильников.

6.2. Требования к технологическому режиму хранения охлажденного мяса с использованием УФ-лучей.

6.2.1. Температура воздуха в холодильной камере поддерживается в пределах 0 °C минус 2 °C. Температура воздуха по всему объему камеры не должна превышать 0,6 - 0,8 °C.

6.2.2. Относительная влажность воздуха в холодильной камере поддерживается в пределах 80 - 92%.

6.2.3. В холодильных камерах при работе УФ-ламп рекомендуется принудительная циркуляция воздуха (в пределах 2 - 4 объема в час или 0,5 - 1 м/сек.), обеспечивающая устранение застойных зон и улучшение обработки тех частей туш, полутуш и четвертин, которые не подвержены прямому воздействию УФ-лучей.

6.3. Требования к размещению УФ-ламп.

6.3.1. Количество облучателей в камере определяется из расчета одна бактерицидная лампа типа ДБ-60 на 6,6 - 6,7 куб. м или одна бактерицидная лампа ДБ-30 на 3,3 - 3,7 куб. м или в среднем 8 - 9 Вт/куб. м. При увеличении влажности воздушной среды свыше 92% мощность бактерицидного потока должна быть повышена на 1 - 2 Вт/куб. м.

6.3.2. Облучатели подвешивают в горизонтальном положении (отклонения не должны превышать 150°) к потолку или другим элементам конструкции камеры, между подвесными путями, воздуховодами или на стенах и колоннах, должны быть недоступными при загрузке и выгрузке мяса.

6.3.3. Распределение УФ-ламп в холодильной камере должно быть равномерным, чтобы обеспечить максимально полное облучение поверхности мяса, стен и напольных грузов.

6.3.4. Минимальное расстояние от облучателя до поверхности мяса должно составлять 0,4 - 0,6 м, максимальное не более 1,8 - 2,2 м. Оптимальный угол падения УФ-лучей на поверхность мяса составляет около 30 - 90°.

6.4. Режим работы УФ-ламп в условиях холодильных камер.

6.4.1. После полной загрузки холодильной камеры и в зависимости от плотности размещения туш, полутуш или четвертин УФ-лампы работают непрерывно в течение 1,5 - 2 часов.

6.4.2. В дальнейшем, в период всего срока хранения, лампы работают 2 раза в сутки по 50 - 60 минут с интервалом 11 часов.

6.4.3. Бактерицидные лампы работают в автоматическом режиме или включаются специально подготовленными рабочими. Для обеспечения автоматического включения или выключения ламп применяются стандартные реле времени и другие автоматические приборы со световым контрольным сигналом.

При разработке электрической схемы автоматического включения и выключения необходимо предусматривать возможность раздельного включения УФ-источников с учетом загрузки камеры.

6.4.4. После освобождения камер от мяса и уборки, для обеззараживания поверхностей и воздушной среды камер, проводят обработку УФ-лучами в течение 45 - 60 минут.

6.5. Контроль режима хранения охлажденного мяса при использовании УФ-излучения.

6.5.1. Контроль температуры, влажности и скорости движения воздуха в камере проводят согласно существующей инструкции по эксплуатации холодильного оборудования.

6.5.2. В процессе эксплуатации контролируют работу ламп и других приборов. Вышедшие из строя лампы своевременно заменяют. Не реже одного раза в месяц необходимо проводить микробиологический контроль обеззараживающего эффекта УФ-облучения по общепринятой методике.

6.5.3. Для определения срока хранения охлажденного мяса специалисты проводят дополнительный контроль его по органолептическим показателям и в необходимых случаях по показаниям выполняют лабораторный анализ на свежесть.

6.5.4. Качество мяса при отпуске из холодильной камеры с УФ-источниками определяется специалистами в соответствии с требованиями ГОСТ и другой действующей нормативной документацией.

6.5.5. Не допускается загрузка и хранение охлажденного мяса в камерах, не отвечающих санитарным требованиям и требованиям настоящей Инструкции.

6.5.6. При нарушениях технологии хранения или указанных режимов УФ-облучения мясо направляется на переработку или заморозку.

6.5.7. Контроль санитарного состояния камер, условий хранения мяса и периодичность осмотра его качества осуществляется согласно требованиям "Правилветеринарного осмотра убойных животных и ветеринарно-санитарной экспертизы мяса и мясных продуктов", санитарных правил для холодильников и технологических инструкций.

studfiles.net

Ультрафиолетовый стерилизатор для маникюрных инструментов: особенности прибора

В наши дни процедуры маникюра, педикюра и просто обработки ногтей в салоне красоты очень популярны. Не только девушки, но и каждый второй представитель мужского пола считает своей святой обязанностью следить за опрятным внешним видом и ухоженностью своих рук и ногтей. Чаще всего люди предпочитают посещать специализированные салоны красоты, где высококвалифицированные мастера смогут придать коже и ногтям соответствующий вид без каких-либо проблем.

Однако мало кто когда-нибудь задумывался о вопросе безопасности в таких заведениях. Например, все инструменты, используемые мастером в работе, должны быть чистыми и стерильными, чтобы клиент не заразился какой-нибудь болезнью. Соблюдение подобного правила помогает избежать возможности воспаления или попадания грязи в открытые ранки после проведения какого-либо из видов маникюра или педикюра.

Что представляет собой подобный аппарат?

Чтобы сделать процесс ухода за ногтями более эргономичным и безопасным, все больше и больше мастеров предпочитают пользоваться так называемыми стерилизаторами для маникюрных инструментов. Наиболее популярным из них является ультрафиолетовый стерилизатор, который очень прост в использовании и доступен в каждом салоне красоты.

Обычно УФ стерилизатор выглядит как приспособление с двумя или более емкостями, которые выдвигаются. В «ящички» кладут инструменты после проведения процедур, после чего они подвергаются обработке ультрафиолетовыми лучами, которые убивают болезнетворные бактерии. Необходимо помнить, что перед обеззараживанием материалы и инструменты нужно промыть теплой водой и обработать дезинфицирующими средствами. Такой стерилизатор может использоваться не только в работе мастера маникюра, но и в парикмахерских и т.д.

Главные плюсы приспособления

УФ стерилизатор обладает целым рядом преимуществ, которые выделяют его среди подобных аппаратов и делают его более привлекательным.

Стерилизатор для маникюрных инструментов обычно стоит недорого, т.е. им можно легко воспользоваться как и в специальных заведениях, так и в домашних условиях.

Прибор для стерилизации маникюрных инструментов является абсолютно безопасным для человека, так как он воздействует только на инструменты, защищая человеческую кожу или другие органы чувств от яркого света или повышенных температур.

При обработке инструмента материал, из которого он сделан, сохраняет свою структуру и целостность, таким образом, риск того, что могут возникнуть дефекты, практически минимален.

Многие люди утверждают, что такой УФ аппарат достаточно прост в использовании. Кроме того, к нему прилагается инструкция, благодаря которой можно ознакомиться с устройством стерилизатора.

УФ обработке можно подвергать инструменты из любого материала, будь то древесина, сталь, стекло и т.д.

Если правильно соблюдать все указания при работе с аппаратом, то он будет работать долгое время.

Однако даже если прибор вышел из строя, его можно быстро заменить другим, т.к. они продаются в любых магазинах бытовой техники.

Недостатки таких стерилизаторов

Несмотря на преимущества в работе с данным прибором, у него также присутствуют свои минусы:

многие замечают, что ультрафиолетовый стерилизатор тратит очень много времени на дезинфекцию инструментов. Обычно ему требуются от тридцати до сорока минут. Чтобы сделать работу в салоне более удобной, желательно иметь несколько подобных стерилизаторов;

аппарат для стерилизации маникюрных инструментов может устранять бактерии и микробы на тех поверхностях, куда попадает излучение. Чтобы материал прошел полную обработку, его необходимо перевернуть несколько раз;

хотя прибор способен устранять некоторые виды вредных микроорганизмов, но его воздействие бессильно перед ВИЧ-инфекцией и гепатитом.

Люди, которые долгое время работают с УФ стерилизаторами, говорят, что такие минусы аппарата не играют особой роли в его каждодневном использовании.

Технология работы со стерилизатором

Чтобы приступить к работе с прибором, необходимо выполнить несколько шагов.

1. Нужно проверить, подключен ли стерилизатор к сети. Во избежание удара током или других травм временно выключить аппарат.
2. После проведения процедуры (независимо в салоне ли это происходит или дома) нужно промыть все части маникюрного инструмента под водой, аккуратно убрать прилипшие к нему частички волос или кожи. После этого инструмент нужно положить в дезинфицирующее средство и оставить его там на 10-15 минут.
3. Когда дезинфекция закончена, несколько маникюрных инструментов необходимо положить в емкость УФ прибора. Если аппарат был включен, то процесс обработки начнется сразу же. Во избежание неприятных ситуаций материалы должны быть расположены по всему дну ящичка. Не стоит забывать о том, что инструменты необходимо своевременно переворачивать на другую сторону.
4. После того, как одна сторона маникюрного инструмента будет обработана, ящик рекомендуется выдвинуть, расположить приборы по-другому и закрыть его снова. Свет отключится сам по себе, когда емкость будет открыта.
5. После того, как обработка маникюрных принадлежностей была закончена, стерилизатор можно выключить. Шнур из розетки должен быть обязательно выдернут.
6. Некоторые люди часто рекомендуют оставлять инструменты в емкостях некоторое время после их очистки, чтобы лишний раз не загрязнять поверхности пылью.

Стоит помнить, что материалы в салонах красоты из ультрафиолетового стерилизатора должны выниматься из емкостей так, чтобы это своими глазами видел посетитель. Он имеет полное право потребовать гарантии того, что инструменты были очищены должным образом.

Процесс очищения стерилизатора

После того как все рабочие принадлежности станут чистыми, необходимо позаботиться и о самом аппарате.

1. Прежде всего нужно его выключить, чтобы не нанести вред здоровью.
2. Моющие средства, которыми будет промыт прибор, не должны содержать в своем составе никаких вредных химических элементов. Протирать корпус аппарата, емкость и небольшую крышечку можно мягкой тряпочкой.
3. После того, как главная часть уборки будет закончена, все части стерилизатора необходимо протереть ещё раз мягкой сухой тканью, чтобы стереть излишки воды.

Стоит знать, что сразу после очистки аппарат включать запрещено.

Подобный аппарат с ультрафиолетовым излучением имеет как плюсы, так и некоторые минусы, однако его можно однозначно рекомендовать к использованию, так как он безопасен и прост для любого человека.

nogotochie.ru

УФ — СпецОдежда

Ультрафиоле́товое излуче́ние (ультрафиолет, УФ, UV) — электромагнитное излучение, занимающее диапазон между фиолетовым концом видимого излучения и рентгеновским излучением (380 — 10 нм, 7,9·1014 — 3·1016Гц). Диапазон условно делят на ближний (380—200 нм) и дальний, или вакуумный (200-10 нм) ультрафиолет, последний так назван, поскольку интенсивно поглощается атмосферой и исследуется только вакуумными приборами.

История открытия

Понятие об ультрафиолетовых лучах впервые встречается у индийского философа 13-го века Shri Madhvacharya в его труде Anuvyakhyana. Атмосфера описанной им местности Bhootakasha содержала фиолетовые лучи, которые невозможно увидеть обычным глазом.

Вскоре после того, как было обнаружено инфракрасное излучение, немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер начал поиски излучения и в противоположном конце спектра, с длиной волны короче, чем у фиолетового цвета. В 1801 году он обнаружил, что хлорид серебра, разлагающийся под действием света, быстрее разлагается под действием невидимого излучения за пределами фиолетовой области спектра. Хлорид серебра белого цвета в течение нескольких минут темнеет на свету. Разные участки спектра по разному влияют на скорость потемнения. Быстрее всего это происходит перед фиолетовой областью спектра. Тогда, многие ученые, включая Риттера, пришли к соглашению, что свет состоит из трех отдельных компонентов: окислительного или теплового (инфракрасного) компонента, осветительного компонента (видимого света), и восстановительного (ультрафиолетового) компонента. В то время ультрафиолетовое излучение называли также «актиническим излучением».

Идеи о единстве трёх различных частей спектра были впервые озвучены лишь в 1842 году в трудах Александра Беккереля, Македонио Меллони и др.

Виды ультрафиолетового излучения

Наименование Аббревиатура Длина волны в нанометрах Количество энергии на фотон

Ближний	NUV	400 нм — 300 нм	3.10 — 4.13 эВ
Средний	MUV	300 нм — 200 нм	4.13 — 6.20 эВ
Дальний	FUV	200 нм — 122 нм	6.20 — 10.2 эВ
Экстремальный	EUV, XUV	121 нм — 10 нм	10.2 — 124 эВ
Вакуумный	VUV	200 нм — 10 нм	6.20 — 124 эВ
Ультрафиолет А, длинноволновой диапазон, Чёрный свет	UVA	400 нм — 315 нм	3.10 — 3.94 эВ
Ультрафиолет B (средний диапазон)	UVB	315 нм — 280 нм	3.94 — 4.43 эВ
Ультрафиолет С, коротковолновой, гермицидный диапазон	UVC	280 нм — 100 нм	4.43 — 12.4 эВ

Чёрный свет

Ближний ультрафиолетовый диапазон часто называют «чёрным светом», так как он не распознаётся человеческим глазом, но при отражении (прохождении) от некоторых материалов спектр переходит в область фиолетового видимого излучения.

Воздействие на здоровье человека

Биологические эффекты ультрафиолетового излучения в трёх спектральных участках существенно различны, поэтому биологи иногда выделяют, как наиболее важные в их работе, следующие диапазоны:

• Ближний ультрафиолет, УФ-A лучи (UVA, 315—400 нм)
• УФ-B лучи (UVB, 280—315 нм)
• Дальний ультрафиолет, УФ-C лучи (UVC, 100—280 нм)

Практически весь UVC и приблизительно 90 % UVB поглощаются озоном, а также водным паром, кислородом и углекислым газом при прохождении солнечного света через земную атмосферу. Излучение из диапазона UVA достаточно слабо поглощается атмосферой. Поэтому радиация, достигающая поверхности Земли, в значительной степени содержит ближний ультрафиолет UVA, и, в небольшой доле — UVB.

Положительные эффекты

В ХХ веке было впервые показано как УФ-излучение оказывает благотворное воздействие на человека. Физиологическое действие Уф-лучей было исследовано отечественными и зарубежными исследователями в середине прошлого столетия (Г. Варшавер. Г. Франк. Н. Данциг, Н. Галанин. Н. Каплун, А. Парфенов, Е. Беликова. В. Dugger. J. Hassesser. Н. Ronge, Е. Biekford и др.) |1-3|. Было убедительно доказано в сотнях экспериментов, что излучение в УФ области спектра (290—400 нм) повышает тонус симпатико-адреналиновой системы, активирует защитные механизмы, повышает уровень неспецифического иммунитета, а также увеличивает секрецию ряда гормонов. Под воздействием УФ излучения (УФИ) образуются гистамин и подобные ему вещества, которые обладают сосудорасширяющим действием, повышают проницаемость кожных сосудов. Изменяется углеводный и белковый обмен веществ в организме. Действие оптического излучения изменяет легочную вентиляцию — частоту и ритм дыхания; повышается газообмен, потребление кислорода, активизируется деятельность эндокринной системы. Особенно значительна роль УФ излучения в образовании в организме витамина Д, укрепляющего костно-мышечную систему и обладающего антирахитным действием. Особо следует отметить, что длительная недостаточность УФИ может иметь неблагоприятные последствия для человеческого организма, называемые «световым голоданием». Наиболее частым проявлением этого заболевания является нарушение минерального обмена веществ, снижение иммунитета, быстрая утомляемость и т. п.

Несколько позже в работах (О. Г. Газенко, Ю. Е. Нефедов, Е. А. Шепелев, С. Н. Залогуев, Н. Е. Панферова, И. В. Анисимова) указанное специфическое действие излучения было подтверждено в космической медицине [4, 5]. Профилактическое УФ облучение было введено в практику космических полетов наряду с Методическими указаниями (МУ) 1989 г. «Профилактическое ультрафиолетовое облучение людей (с применением искусственных источников УФ излучения)» [6]. Оба документа являются надежной базой дальнейшего совершенствования УФ профилактики.

Действие на кожу

Действие ультрафиолетового облучения на кожу, превышающее естественную защитную способность кожи (загар) приводит к ожогам.

Длительное действие ультрафиолета способствует развитию меланомы, различных видов рака кожи, ускоряет старение и появление морщин.

При контролируемом воздействии на кожу ультрафиолетовых лучей, одним из основных положительных факторов считается образование на коже витамина D, при условии, что на ней сохраняется естественная жировая пленка. Жир кожного сала, находящийся на поверхности кожи, подвергается воздействию ультрафиолета и затем снова впитывается в кожу. Но если смыть кожный жир перед тем, как выйти на солнечный свет, витамин D не сможет образоваться. Если принять ванну сразу же после пребывания на солнце и смыть жир, то витамин D может не успеть впитаться в кожу.

Действие на сетчатку глаза

• Ультрафиолетовое излучение неощутимо для глаз человека, но при интенсивном облучении вызывает типично радиационное поражение (ожог сетчатки). Так, 1 августа 2008 года десятки россиян повредили сетчатку глаза во время солнечного затмения, несмотря на многочисленные предупреждения о вреде его наблюдения без защиты глаз. Они жаловались на резкое снижение зрения и пятно перед глазами.

Тем не менее, ультрафиолет чрезвычайно нужен для глаз человека, о чем свидетельствуют большинство офтальмологов. Солнечный свет оказывает расслабляющее воздействие на окологлазные мускулы, стимулирует радужную оболочку и нервы глаз, увеличивает циркуляцию крови. Регулярно укрепляя с помощью солнечных ванн нервы сетчатки, вы избавитесь от болезненных ощущений в глазах, возникающих при интенсивном солнечном свете.[источник не указан 2209 дней]

Защита глаз

• Для защиты глаз от вредного воздействия ультрафиолетового излучения используются специальные защитные очки, задерживающие до 100 % ультрафиолетового излучения и прозрачные в видимом спектре. Как правило, линзы таких очков изготавливаются из специальных пластмасс или поликарбоната.
• Многие виды контактных линз также обеспечивают 100 % защиту от УФ-лучей (обратите внимание на маркировку упаковки).

Источники ультрафиолета

Природные источники

Основной источник ультрафиолетового излучения на Земле — Солнце. Соотношение интенсивности излучения УФ-А и УФ-Б, общее количество ультрафиолетовых лучей, достигающих поверхности Земли, зависит от следующих факторов:

• от концентрации атмосферного озона над земной поверхностью (см. озоновые дыры)
• от высоты Солнца над горизонтом
• от высоты над уровнем моря
• от атмосферного рассеивания
• от состояния облачного покрова
• от степени отражения УФ-лучей от поверхности (воды, почвы)

Файл:Ozonator.jpg

Лампа ДРЛ без колбы — мощный источник ультрафиолетового излучения. Во время работы представляет опасность для зрения и кожи.

Искусственные источники

Благодаря созданию и совершенствованию искусственных источников УФ излучения, шедшими параллельно с развитием электрических источников видимого света, сегодня специалистам, работающим с УФ излучением в медицине, профилактических, санитарных и гигиенических учреждениях, сельском хозяйстве и т. д., предоставляются существенно большие возможности, чем при использовании естественного УФ излучения. Разработкой и производством УФ ламп для установок фотобиологического действия (УФБД) в настоящее время занимаются ряд крупнейших электроламповых фирм (Philips, Osram, LightTech, Radium, Sylvania и др.). В России известны производители УФ ламп для УФБД: ОАО «Лисма-ВНИИИС» (Саранск), НПО «ЛИТ» (Москва), ОАО СКБ «Ксенон» (Зеленоград), ООО «ВНИСИ» (Москва). Номенклатура УФ ламп для УФБД весьма широка и разнообразна: так, например, у ведущего в мире производителя фирмы Philips она насчитывает более 80 типов. В отличие от осветительных УФ источники излучения, как правило, имеют селективный спектр, рассчитанный на достижение максимально возможного эффекта для определенного ФБ процесса. Классификация искусственных УФ ИИ по областям применения, детерминированным через спектры действия соответствующих ФБ процессов с определенными УФ диапазонами спектра:

• Эритемные лампы (ЛЭЗО, ЛЭР40) были разработаны в 60-х годах прошлого века для компенсации «УФ недостаточности» естественного излучения и, в частности, интенсификации процесса фотохимического синтеза витамина D3 в коже человека («антирахитное действие»).

В 70-80 годах эритемные ЛЛ, кроме медицинских учреждений, использовались в специальных «фотариях» (например, для шахтеров и горных рабочих), в отдельных ОУ общественных и производственных зданий северных регионов, а также для облучения молодняка сельскохозяйственных животных.

Спектр ЛЭ30 радикально отличается от солнечного; на область В приходится большая часть излучения в УФ области, излучение с длиной волны λ < 300нм, которое в естественных условиях вообще отсутствует, может достигать 20 % от общего УФ излучения. Обладая хорошим «антирахитным действием», излучение эритемных ламп с максимумом в диапазоне 305—315 нм оказывает одновременно сильное повреждающее воздействие на коньюктиву (слизистую оболочку глаза). Отметим, что в номенклатуре УФ ИИ фирмы Philips присутствуют ЛЛ типа TL12 с предельно близкими к ЛЭ30 спектральными характеристиками, которые наряду с более «жесткой» УФ ЛЛ типа TL01 используются в медицине для лечения фотодерматозов. Диапазон существующих УФ ИИ, которые используются в фототерапевтических установках, достаточно велик; наряду с указанными выше УФ ЛЛ, это лампы типа ДРТ или специальные МГЛ зарубежного производства, но с обязательной фильтрацией УФС излучения и ограничением доли УФВ либо путем легирования кварца, либо с помощью специальных светофильтров, входящих в комплект облучателя.

• В странах Центральной и Северной Европы, а также в России достаточно широкое распространение получили УФ ОУ типа «Искусственный солярий», в которых используются УФ ЛЛ, вызывающие достаточно быстрое образование загара. В спектре «загарных» УФ ЛЛ преобладает «мягкое» излучение в зоне УФА Доля УФВ строго регламентируется, зависит от вида установок и типа кожи (в Европе различают 4 типа человеческой кожи от «кельтского» до «средиземноморского») и составляет 1-5 % от общего УФ излучения. ЛЛ для загара выпускаются в стандартном и компактном исполнении мощностью от 15 до 160 Вт и длиной от 30 до 180 см.
• В 1980 г. американский психиатр Альфред Леви описал эффект «зимней депрессии», которую сейчас квалифицируют как заболевание и называют сокращенно SAD (Seasonal Affective Disorders). Заболевание связано с недостаточной инсоляцией, то есть естественным освещением. По оценкам специалистов, синдрому SAD подтверждено ~ 10-12 % населения земли и прежде всего жители стран Северного полушария. Известны данные по США: в Нью-Йорке — 17 %, на Аляске — 28 %, даже во Флориде — 4 %. По странам Северной Европы данные колеблются от 10 до 40 %.

В связи с тем, что SAD является, бесспорно, одним из проявлений «солнечной недостаточности», неизбежен возврат интереса к так называемым лампам «полного спектра», достаточно точно воспроизводящим спектр естественного света не только в видимой, но и в УФ области. Ряд зарубежных фирм включило ЛЛ полного спектра в свою номенклатуру, например, фирмы Osram и Radium выпускают подобные УФ ИИ мощностью 18, 36 и 58 Вт под названиями, соответственно, «Biolux» и «Biosun», спектральные характеристик которых практически совпадают. Эти лампы, естественно, не обладают «антирахитным эффектом», но помогают устранять у людей ряд неблагоприятных синдромов, связанных с ухудшением здоровья в осенне-зимний период и могут также использоваться в профилактических целях в ОУ школ, детских садов, предприятий и учреждений для компенсации «светового голодания». При этом необходимо напомнить, что ЛЛ «полного спектра» по сравнению c ЛЛ цветности ЛБ имеют световую отдачу примерно на 30 % меньше, что неизбежно приведет к увеличению энергетических и капитальных затрат в осветительно-облучательной установке. Проектирование и эксплуатация подобных установок должны осуществляться с учетом требований стандарта CTES 009/E:2002 «Фотобиологическая безопасность ламп и ламповых систем».

• Весьма рациональное применение найдено УФЛЛ, спектр излучения которых совпадает со спектром действия фототаксиса некоторых видов летающих насекомых-вредителей (мух, комаров, моли и т. д.), которые могут являться переносчиками заболеваний и инфекций, приводить к порче продуктов и изделий.

Эти УФ ЛЛ используются в качестве ламп-аттрактантов в специальных устройствах-светоловушках, устанавливаемых в кафе, ресторанах, на предприятиях пищевой промышленности, в животноводческих и птицеводческих хозяйствах, складах одежды и пр.

Лазерные источники

Существует ряд лазеров, работающих в ультрафиолетовой области. Лазер позволяет получать когерентное излучение высокой интенсивности. Однако область ультрафиолета сложна для лазерной генерации, поэтому здесь не существует столь же мощных источников, как в видимом и инфракрасном диапазонах. Ультрафиолетовые лазеры находят своё применение в мacc-спектрометрии, лазерной микродиссекции, биотехнологиях и других научных исследованиях.

В качестве активной среды в ультрафиолетовых лазерах могут использоваться либо газы (например, аргонный лазер[1], азотный лазер[2] и др.), конденсированные инертные газы[3], специальные кристаллы, органические сцинтилляторы[4], либо свободные электроны, распространяющиеся в ондуляторе[5].

В 2010 году был впервые продемонстрирован лазер на свободных электронах, генерирующий когерентные фотоны с энергией 10 эВ (соответствующая длина волны — 124 нм), то есть в диапазоне вакуумного ультрафиолета[6].

Деградация полимеров и красителей

Многие полимеры, используемые в товарах народного потребления, деградируют под действием УФ света. Для предотвращения деградации в такие полимеры добавляются специальные вещества, способные поглощать УФ, что особенно важно в тех случаях, когда продукт подвергается непосредственному воздействию солнечного света. Проблема проявляется в исчезновении цвета, потускнению поверхности, растрескиванию, а иногда и полному разрушению самого изделия. Скорость разрушения возрастает с ростом времени воздействия и интенсивности солнечного света.

Описанный эффект известен как УФ старение и является одной из разновидностей старения полимеров. К чувствительным полимерам относятся термопластики, такие как, полипропилен, полиэтилен, полиметилметакрилат (органическое стекло), а также специальные волокна, например, арамидное волокно. Поглощение УФ приводит к разрушению полимерной цепи и потере прочности в ряде точек структуры. Воздействие УФ на полимеры используется в нанотехнологиях, трансплантологии, рентгенолитографии и др. областях для модификации свойств (шероховатость, гидрофобность) поверхности полимеров. Например, известно сглаживающее действие вакуумного ультрафиолета (ВУФ) на поверхность полиметилметакрилата.[7]

Сфера применения

Чёрный свет

Файл:VisaunderUV.jpg На кредитных картах VISA при освещении УФ лучами появляется изображение парящего голубя

Лампа чёрного света — лампа, которая излучает преимущественно в длинноволновой ультрафиолетовой области спектра (диапазон UVA) и даёт крайне мало видимого света.

Для защиты документов от подделки их часто снабжают ультрафиолетовыми метками, которые видны только в условиях ультрафиолетового освещения. Большинство паспортов, а также банкноты различных стран содержат защитные элементы в виде краски или нитей, светящихся в ультрафиолете.

Ультрафиолетовое излучение, даваемое лампами чёрного света, является достаточно мягким и оказывает наименее серьёзное негативное влияние на здоровье человека. Однако при использовании данных ламп в темном помещении существует некоторая опасность связанная именно с незначительным излучением в видимом спектре. Это обусловлено тем, что в темноте зрачок расширяется и относительно большая часть излучения беспрепятственно попадает на сетчатку.

Стерилизация

Стерилизация воздуха и твёрдых поверхностей

Ультрафиолетовые лампы используются для стерилизации (обеззараживания) воды, воздуха и различных поверхностей во всех сферах жизнедеятельности человека. В наиболее распространённых лампах низкого давления 86 % излучения приходится на длину волны 254 нм, что хорошо согласуется с пиком кривой бактерицидной эффективности (то есть эффективности поглощения ультрафиолета молекулами ДНК). Этот пик находится в районе длины волны излучения равной 254 нм, которое оказывает наибольшее влияние на ДНК, однако природные вещества (например, вода) задерживают проникновение УФ.

Бактерицидное УФ излучение на этих длинах волн вызывает димеризацию тимина в молекулах ДНК. Накопление таких изменений в ДНК микроорганизмов приводит к замедлению темпов их размножения и вымиранию.

Ультрафиолетовая обработка воды, воздуха и поверхности не обладает пролонгированным эффектом. Достоинство данной особенности заключается в том, что исключается вредное воздействие на человека и животных. В случае обработки сточных вод УФ флора водоемов не страдает от сбросов, как, например, при сбросе вод, обработанных хлором, продолжающим уничтожать жизнь ещё долго после использования на очистных сооружениях.

Дезинфекция питьевой воды

Метод дезинфекции с использованием УФ-излучения [1] доказал свою эффективность при дезактивации переносимых водой болезнетворных микроорганизмов и вирусов без ухудшения вкуса и запаха воды и без внесения в воду нежелательных побочных продуктов. Такой метод дезинфекции завоёвывает популярность в качестве альтернативы или дополнения к традиционным средствам дезинфекции, таким как хлор, из-за своей безопасности, экономичности и эффективности.

Принцип действия УФ-излучения. УФ-дезинфекция выполняется при облучении находящихся в воде микроорганизмов УФ-излучением определённой интенсивности (достаточная длина волны для полного уничтожения микроорганизмов равна 260,5 нм) в течение определённого периода времени. В результате такого облучения микроорганизмы «микробиологически» погибают, так как они теряют способность воспроизводства. УФ-излучение в диапазоне длин волн около 254 нм хорошо проникает сквозь воду и стенку клетки переносимого водой микроорганизма и поглощается ДНК микроорганизмов, вызывая нарушение её структуры. В результате прекращается процесс воспроизводства микроорганизмов. Следует отметить, что данный механизм распространяется на живые клетки любого организма в целом, именно этим обусловлена опасность жесткого ультрафиолета.

Хотя по эффективности обеззараживания воды УФ обработка в несколько раз уступает озонированию, на сегодняшний день использование УФ-излучения — один из самых эффективных и безопасных способов обеззараживания воды в случаях, когда объем обрабатываемой воды не велик.

Химический анализ

УФ — спектрометрия

УФ-спектрофотометрия основана на облучении вещества монохроматическим УФ-излучением, длина волны которого изменяется со временем. Вещество в разной степени поглощает УФ-излучение с разными длинами волн. График, по оси ординат которого отложено количество пропущенного или отраженного излучения, а по оси абсцисс — длина волны, образует спектр. Спектры уникальны для каждого вещества, на этом основывается идентификация отдельных веществ в смеси, а также их количественное измерение.

Анализ минералов

Многие минералы содержат вещества, которые при освещении ультрафиолетовым излучением начинают испускать видимый свет. Каждая примесь светится по-своему, что позволяет по характеру свечения определять состав данного минерала. А. А. Малахов в своей книге «Занимательно о геологии» (М., «Молодая гвардия», 1969. 240 с) рассказывает об этом так: «Необычное свечение минералов вызывают и катодный, и ультрафиолетовый, и рентгеновский лучи. В мире мёртвого камня загораются и светят наиболее ярко те минералы, которые, попав в зону ультрафиолетового света, рассказывают о мельчайших примесях урана или марганца, включённых в состав породы. Странным „неземным“ цветом вспыхивают и многие другие минералы, не содержащие никаких примесей. Целый день я провёл в лаборатории, где наблюдал люминесцентное свечение минералов. Обычный бесцветный кальцит расцвечивался чудесным образом под влиянием различных источников света. Катодные лучи делали кристалл рубиново-красным, в ультрафиолете он загорался малиново-красными тонами. Два минерала — флюорит и циркон — не различались в рентгеновских лучах. Оба были зелёными. Но стоило подключить катодный свет, как флюорит становился фиолетовым, а циркон — лимонно-жёлтым.» (с. 11).

Качественный хроматографический анализ

Хроматограммы, полученные методом ТСХ, нередко просматривают в ультрафиолетовом свете, что позволяет идентифицировать ряд органических веществ по цвету свечения и индексу удерживания.

Ловля насекомых

Ультрафиолетовое излучение нередко применяются при ловле насекомых на свет (нередко в сочетании с лампами, излучающими в видимой части спектра). Это связано с тем, что у большинства насекомых видимый диапазон смещён, по сравнению с человеческим зрением, в коротковолновую часть спектра: насекомые не видят того, что человек воспринимает как красный, но видят мягкий ультрафиолетовый свет.

Искусственный загар и «Горное солнце»

При определённых дозировках искусственный загар позволяет улучшить состояние и внешний вид кожи человека, способствует образованию витамина D. В настоящее время популярны солярии.

Ультрафиолет в реставрации

Один из главных инструментов экспертов — ультрафиолетовое, рентгеновское и инфракрасное излучение. Ультрафиолетовые лучи позволяют определить старение лаковой пленки — более свежий лак в ультрафиолете выглядит темнее. В свете большой лабораторной ультрафиолетовой лампы более темными пятнами проступают отреставрированные участки и кустарно переписанные подписи. Рентгеновские лучи задерживаются наиболее тяжелыми элементами. В человеческом теле это костная ткань, а на картине — белила. Основой белил в большинстве случаев является свинец, в XIX веке стали применять цинк, а в XX-м — титан. Все это тяжелые металлы. В конечном счете, на пленке мы получаем изображение белильного подмалевка. Подмалевок — это индивидуальный «почерк» художника, элемент его собственной уникальной техники. Для анализа подмалевка используются базы рентгенограмм картин великих мастеров. Также эти снимки применяются для распознания подлинности картины.

1. ↑ В. К. Попов Мощные эксимерные лазеры и новые источники когерентного излучения в вакуумном ультрафиолете // УФН. — 1985. — Т. 147. — С. 587—604.
2. ↑ А. К. Шуаибов, В. С. Шевера Ультрафиолетовый азотный лазер на 337,1 нм в режиме частых повторений // Украинский физический журнал. — 1977. — Т. 22. — № 1. — С. 157—158.
3. ↑ А. Г. Молчанов Лазеры в вакуумной ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра // УФН. — 1972. — Т. 106. — С. 165—173.
4. ↑ В. В. Фадеев Ультрафиолетовые лазеры на органических сцинтилляторах // УФН. — 1970. — Т. 101. — С. 79—80.
5. ↑ Ультрафиолетовый лазер // Научная сеть nature.web.ru
6. ↑ Шаблон:Cite news
7. ↑ Шаблон:Cite journal.

unionalls.ru

---

• 
  Как установить счетчики
• 
  Труба вертикальная
• 
  Что такое водомер
• 
  Сколько калорий сжигается в бане за 1 час
• 
  Понт пловца это
• 
  Как похудеть в бассейне быстро
• 
  Почему ручка течет
• 
  Колобашка для плавания как пользоваться
• 
  Почему пахнет чесноком в туалете
• 
  Принцип работы гидромассажной ванны
• 
  Водяной счетчик как устроен