July 2008 1

КЕРІВНИЦТВО

З ВИКОРИСТАННЯ УФ-РАДІОМЕТРІВ ДЛЯ КОНТРОЛЮ

УЛЬТРАФІОЛЕТОВОГО БАКТЕРИЦИДНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ У

ЗАКЛАДАХ, ЩО НАДАЮТЬ ДОПОМОГУ ХВОРИМ НА ТУБЕРКУЛЬОЗ

2016 Керівництво розроблене у рамках Проекту Агентства США з міжнародного розвитку (USAID) “Посилення контролю за туберкульозом в Україні” на замовлення Державної установи “Український центр контролю за соціально небезпечними хворобами Міністерства охорони здоров’я України”. Публікація відображає думку його авторів та не обов’язково є офіційною точкою зору USAID чи Уряду США.

2

КЕРІВНИЦТВО З ВИКОРИСТАННЯ УФ-РАДІОМЕТРІВ ДЛЯ КОНТРОЛЮ УЛЬТРАФІОЛЕТОВОГО БАКТЕРИЦИДНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ У ЗАКЛАДАХ, ЩО НАДАЮТЬ ДОПОМОГУ ХВОРИМ НА ТУБЕРКУЛЬОЗ

Авторський колектив: Данило Бріндак Експерт ГО “Інфекційний контроль в Україні”, експерт

Національної експертної групи з інфекційного контролю, к.мед.н. Віктор Ляшко Голова ГО “Інфекційний контроль в Україні”, голова Національної

експертної групи з інфекційного контролю Катерина Сояк Експерт ГО «Інфекційний контроль в Україні», експерт

Національної експертної групи з інфекційного контролю, госпітальний епідеміолог НДСЛ «ОХМАТДИТ»

Експертна допомога: Андрій Александрін Спеціаліст з інфекційного контролю, Проект USAID «Посилення

контролю за туберкульозом в Україні», к.мед.н.

Редактор: Вікторія Гультай Спеціаліст зі зв’язків з громадськістю, Проект USAID «Посилення

контролю за туберкульозом в Україні»

Керівництво розроблене у рамках Проекту Агентства США з міжнародного розвитку (USAID) “Посилення

контролю за туберкульозом в Україні” на замовлення Державної установи “Український центр контролю за

соціально небезпечними хворобами Міністерства охорони здоров’я України”. Публікація відображає думку її

авторів і не обов’язково є офіційною точкою зору USAID або уряду США.

3

ЗМІСТ

1. Вступ 4

2. Штучні джерела УФ-випромінювання в медицині 4

3. Будова приладу 6

4. Алгоритм роботи з УФ-радіометром 7

5. Ефективність роботи ультрафіолетових бактерицидних ламп 8

6. Рівень УФ-випромінення в нижній частині приміщення 9

7. Розрахунок часу знезараження приміщення 10

8. Правила безпеки при роботі з ультрафіолетовим бактерицидним

випромінюванням

11

4

1. ВСТУП

Ультрафіолетове випромінювання, скорочено УФ-випромінювання або ультрафіолет —

невидиме оком людини електромагнітне випромінювання, що займає спектральну область між

видимим і рентгенівським випромінюваннями.

Залежно від довжини хвилі, спектр ультрафіолету поділяється на три ділянки – А (315-400нм),

В (280-315 нм), С (100-280 нм).

Перший прилад, який генерував ультрафіолетове випромінювання (ультрафіолетова лампа)

був створений у 1906 році. Масове використання таких приладів розпочалося в 40-50-х роках

минулого століття, в тому числі і в закладах охорони здоров’я.

Активно вивчати та застосовувати ультрафіолетове випромінювання для знезараження повітря

розпочали наприкінці 80-х.

2. ШТУЧНІ ДЖЕРЕЛА УФ-ВИПРОМІНЮВАННЯ В МЕДИЦИНІ

Як джерело УФ-випромінювання використовують

газорозрядні лампи, у яких в процесі електричного

розряду генерується випромінювання, що містить в

своєму складі діапазон довжин хвиль 205-315 нм

(інша область спектру випромінювання грає

другорядну роль).

До таких ламп відносяться ртутні лампи низького і

високого тиску, а також ксенонові імпульсні лампи.

Колба ртутно-кварцових ламп високого тиску

виконана з кварцового скла.

Переваги цих ламп:

велика одинична потужність (від 100 до

1000 Вт) при невеликих габаритах, що

дозволяє зменшити число ламп в приміщенні.

Недоліки:

низька бактерицидна віддача і малий термін

служби (до 1 000 год);

нормальний режим горіння настає через 5-10

хвилин після запалювання;

наявність ризику забруднення парами ртуті

навколишнього середовища у разі

пошкодження лампи.

Ксенонові імпульсні лампи.

Переваги:

висока бактерицидна активність і, як наслідок, менший час експозиції;

випадкове пошкодження не призводить до забруднення довкілля парами ртуті.

Недоліки:

5

для роботи необхідна наявність високовольтної, складної і дороговартісної апаратури;

обмежений ресурс випромінювача.

Ртутні лампи низького тиску конструктивно і за електричними параметрами практично не

відрізняються від звичайних освітлювальних люмінесцентних ламп. Окрім колби, яка в цих

лампах створена зі спеціального кварцового або увіолевого скла з високим коефіцієнтом

пропускання УФ-випромінювання, на внутрішній поверхні якого не нанесено шар

люмінофору.

Ці лампи випускаються в широкому діапазоні потужностей від 8 до 60 Вт.

Основна перевага ртутних ламп низького тиску:

90% випромінювання припадає на лінію з довжиною хвилі 254 нм1, що відноситься до

спектральної області максимальної бактерицидної дії;

великий термін служби (5 000 - 10 000 годин);

миттєва здатність до роботи після їх запалювання;

дешеве джерело УФ-випромінювання.

Важливим недоліком ультрафіолетових ламп з кварцового скла є інтенсивне утворення озону

в процесі їх горіння. Концентрація озону в зоні роботи УФ приладу може значно

перевищувати гранично допустиму. З огляду на це приміщення, в яких використовуються такі

лампи, повинні мати ефективну вентиляцію, що забезпечує видалення озону.

Лампи з кварцового скла, при роботі яких утворюється озон в повітрі, прийнято називати кварцовими ультрафіолетовими лампами. Лампи з увіолевого скла або з кварцового, покритого

спеціальним захисним шаром, називають бактерицидними лампами.

У деяких приміщеннях закладів, що надають допомогу хворим на туберкульоз, дія

ультрафіолету повинна використовуватись упродовж повної робочої зміни або цілодобово. З

огляду на такий режим роботи, доцільно використовувати бактерицидні лампи з увіолевого

скла, оскільки захисний шар на кварцовому склі, який зменшує утворення озону, не усуває цей

побічний ефект зовсім.

Прилади, які призначені для вимірювання енергетичних характеристик того чи іншого

випромінювання, називають радіометрами. Вони широко використовуються для вимірювання

світлової енергії, звуку, іонізуючого випромінювання та ін.

Радіометр, який застосовується для вимірювання ультрафіолету, називають ультрафіолетовим

радіометром (або УФ-радіометр). Зазвичай вони дозволяють вимірювати інтенсивність

випромінювання у кожній з ділянок ультрафіолету – А, В та С. Але й можуть проводити

вимірювання для монохроматичного випромінювання, тобто для будь-якої конкретної

довжини хвилі випромінювання.

1 Ультрафиолетовые и вакуумно-ультрафиолетовые эксилампы: физика, техника и применение / А. М. Бойченко,

М. И. Ломаев, А. Н. Панченко [и др.] ; Ин-т сильноточной электроники Сиб. отд-ния Рос. акад. наук, Том. гос. ун-

т систем управления и радиоэлектроники. - Томск : STT, 2011; https://books.google.com.ua/books?id=2K6NN-

bGWPMC&printsec=frontcover&hl=uk#v=onepage&q&f=false

6

3. БУДОВА ПРИЛАДУ

Прилад у встановленому режимі «радіометр» дозволяє проводити вимірювання інтенсивності

(щільності) УФ-випромінювання в точці, де розташована радіометрична голівка з датчиком.

Результати вимірювання на приладі відображаються у Вт/м2 або мВт/м

2.

Для проведення вимірювань інтенсивності ультрафіолетового випромінювання від

бактерицидних ламп потрібен електронний блок, радіометрична голівка, насадка на діапазон

С, фільтр №2 (на малюнку ці частини приладу позначені синіми стрілками).

Вимірювання інтенсивності УФ-випромінювання для контролю ефективності бактерицидних

ультрафіолетових ламп проводять на довжині хвилі 254 нм. Оскільки саме ця довжина хвилі

переважає в спектрі випромінювання.

У стандартній комплектації прилад Тензор-71 налаштований на вимірювання інтенсивності

всього спектру діапазону С (УФ-С).

Для проведення вимірювання на довжині хвилі 254 нм прилад потребує додаткового

калібрування або використання спеціально розрахованого коефіцієнту, який є індивідуальним

для кожного приладу.

7

4. АЛГОРИТМ РОБОТИ З УФ-РАДІОМЕТРОМ

1. З’єднати електронний блок з радіометричною голівкою.

2. Приєднати насадку на діапазон С до радіометричної голівки.

Прилад можна зберігати у зібраному стані з радіометричної голівкою та насадкою на діапазон С.

3. Включити прилад.

4. Ввести час і дату (цей пункт можна пропускати).

5. Вибрати пункт «Радіометр».

6. Вибрати спектральний діапазон С (220 - 280 нм).

7. Вибрати вимірюване джерело УФ – «Ртутний».

8. Закрити датчик кришкою та встановити «0» на приладі.

9. Встановити фільтр №2, здійснити калібрування приладу та зняти фільтр.

10. Прилад готовий для проведення вимірювань.

При налаштуванні «0» місцезнаходження радіометричної голівки не має значення. Для отримання коректних результатів

вимірювання, при проведенні калібрування приладу за допомогою фільтру №2 радіометрична голівка має обов’язково знаходиться

саме у тій позиції, в якій будуть проводитися заміри.

При зміні місця вимірювання треба знову відкалібрувати прилад.

Результат вимірювання інтенсивності УФ-

випромінення (0,015 на малюнку) виводиться на

першу строку екрану Тензор-71 перед позначенням

одиниць вимірювання (Вт/м2 або мВт/м

2).

Результат вимірювання можна запам’ятати та

записати або зберегти у приладі, при цьому

положення датчику не можна змінювати.

Якщо прилад було відкалібровано виробником на вимірювання довжини хвилі 254 нм, то

треба використовувати результат, що зображений на екрані. В іншому випадку результат, що

зображений на екрані, треба помножити на розрахований коефіцієнт – k254 (дивіться паспорт

Тензор-71 або звертайтесь до виробника).

Для аналізу отриманих результатів інтенсивності УФ-випромінювання на довжині хвилі 254 нм інколи виникає потреба

використовувати інші одиниці вимірювання – мкВт/см2. Значення в Вт/м2 або в мВт/м2 просто перевести в мкВт/см2:

1 Вт/м2 = 100 мкВт/см2

1 мВт/м2 = 0,1 мкВт/см2

8

5. ЕФЕКТИВНІСТЬ РОБОТИ УЛЬТРАФІОЛЕТОВИХ БАКТЕРИЦИДНИХ ЛАМП

Для оцінки ефективності роботи

ультрафіолетових бактерицидних ламп

проводяться вимірювання інтенсивності УФ-

випромінювання на відстані 1 м від

геометричного центру УФ-лампи.

При цьому радіометрична голівка повинна

направлятися безпосередньо на УФ-лампу.

Між радіометричною голівкою та лампою не

повинно бути сторонніх предметів.

Необхідно враховувати, що деякі УФ

бактерицидні лампи виходять у свій робочий

режим за декілька хвилин. Перед перевіркою

роботи, лампи рекомендується очистити від

пилу 70% спиртом.

Кожен з виробників ультрафіолетових

бактерицидних ламп в інструкції наводить

нижній рівень інтенсивності УФ-

випромінення (на відстані 1 м від лампи), при

якому лампа працює ефективно.

Більшість виробників повідомляє, що УФ бактерицидна лампа потужністю 30 Вт працює

ефективно, якщо інтенсивність УФ-випромінення на відстані 1 м від її центру становить не

менше, ніж 100 мкВт/см2. Якщо інтенсивність випромінення нижче 100 мкВт/см

2, вважається,

що УФ бактерицидна лампа вичерпала свій ресурс та її рекомендовано замінити.

Результати вимірювань фіксуються в журналі. Рекомендована частота перевірки ефективності

УФ бактерицидних ламп у закладі – двічі на рік.

9

6. РІВЕНЬ УФ-ВИПРОМІНЕННЯ В НИЖНІЙ ЧАСТИНІ ПРИМІЩЕННЯ

Оцінка рівня УФ-випромінення в нижній частині приміщення проводиться при роботі

екранованих УФ-опромінювачів, конструкція яких дозволяє проводити знезараження повітря

верхньої частини приміщення, при цьому прямі промені УФ-випромінення не потрапляють у

нижню частину приміщення.

Для оцінки рівня УФ-випромінення в нижній частині приміщення проводиться визначення

інтенсивності УФ-випромінення на рівні очей людини (для пацієнта – на рівні подушки, для

персоналу – на робочому місці).

Знаючи інтенсивність УФ-випромінювання, легко розрахувати дозу, і навпаки:

Доза (мкДж/см2) = Інтенсивність (мкВт/см2) • Час (в сек)

Оцінка рівня УФ-випромінення в нижній частині приміщення ґрунтується на тому, що для

людини безпечна рекомендована доза монохроматичного УФ-випромінення при λ=254нм для

8-годинного робочого дня становить - 6 мДж/см2 (6000 мкДж/см

2)

2.

Якщо цю дозу рівномірно розподілити на вісім годин (за формулою), то інтенсивність УФ

бактерицидного випромінення приблизно дорівнюватиме 0,2 мкВт/см2. Цей рівень у багатьох

країнах був прийнятий за максимально допустимий у нижній частині приміщення при роботі

екранованих УФ-опромінювачів.

Для вимірювання інтенсивності УФ-

випромінення в нижній частині приміщення

радіометричну голівку розташовують на рівні

очей та направляють її на центр невидимої

УФ-лампи (в екранованому УФ-опромінювачі

вона схована за екраном). Далі, повертаючи

радіометричну голівку по вертикалі та

горизонталі, слід знайти максимальне

значення інтенсивності УФ-випромінення.

При цьому необхідно перевірити рівень

випромінення у всіх напрямках можливого

відбиття (від стелі, стін, повітропроводів,

обладнання, полірованих і блискучих

поверхонь і т.д.). В ідеалі, користуючись

Тензором-71, для кожної позиції датчику слід

проводити окреме калібрування фільтром №2.

Оцінюючи отримані результати, необхідно розуміти, скільки часу насправді людина

проводить в тому місці, де були проведені заміри. У реальних умовах людина (пацієнт або

2 Environmental Control for Tuberculosis: Basic Upper-Room Ultraviolet Germicidal Irradiation Guidelines for

Healthcare Settings. http://www.cdc.gov/niosh/docs/2009-105/pdfs/2009-105.pdf

10

персонал) отримує дозу меншу, ніж та, що була розрахована через визначений рівень

інтенсивності УФ-випромінювання3.

У Тензор-71 кут огляду для датчику становить близько 180°; для проведення вимірювання

інтенсивності УФ-випромінення в нижній частині приміщення рекомендовано зменшувати за

допомогою насадок кут огляду датчику до 80° 4,5

.

7. РОЗРАХУНОК ЧАСУ ЗНЕЗАРАЖЕННЯ ПРИМІЩЕННЯ

Розрахунок часу знезараження приміщень проводиться при

роботі відкритих УФ-опромінювачів. Знаючи летальну дозу

для мікобактерій та визначивши інтенсивність УФ-

випромінювання у найвіддаленішому від опромінювача

місці, можна розрахувати час знезараження.

Для цього датчик радіометру розміщують у найвіддаленішій

від опромінювача точці приміщення, направляють його на

центр відкритого УФ-опромінювача та фіксують результат

вимірювання. Між датчиком та лампою не повинно бути

сторонніх предметів.

Мікобактерія туберкульозу – мікроорганізм, що є досить

стійким до дії ультрафіолетового випромінювання6. Для

розрахунків зазвичай використовують дозу, що необхідна

для інактивації 99% Mycobacterium tuberculosis - 10 000

мкДж/см2. Знаючи, визначену за допомогою УФ-радіометру

інтенсивність випромінювання та летальну дозу, можна

легко розрахувати час, за який 99% мікобактерій

туберкульозу гарантовано будуть знищені.

Наприклад, за допомогою радіометру виміряно рівень інтенсивності УФ-випромінювання

(254 нм), який становить 0,2 Вт/м2. Переводимо це значення в мкВт/см

2, отримуємо

20мкВт/см2. Потім ділимо летальну дозу для мікобактерій туберкульозу (10 000 мкДж/см

2) на

20 мкВт/см2. Отриманий результат – 500 – показує, скільки секунд знадобиться для того, щоб

знешкодити патогени. На основі цього розрахунку встановлено, що час знезараження

приміщення має складати не менше 8 хвилин 20 секунд (500 с = 8 хв 20с.).

3 NIOSH [1972]. Criteria for a recommended standard: occupational exposure to ultraviolet radiation. Cincinnati, OH:

U.S. Department of Health, Education, and Welfare, Health Services and Mental Health Administration, National

Institute for Occupational Safety and Health; DHEW (NIOSH) Publication No. HSM 73-11009.

http://www.cdc.gov/niosh/docs/1970/73-11009.html

4 Nardell EA, Yasui S Safety of upper room germicidal irradiation-monitoring occupant complaints and personal

exposure (abstract). In: National Institute of Allergy and Infectious Disease (US), National Institutes of Health, editors.

4th World Congress on Tuberculosis; 2002; Washington: US NAID NIH; 2002.

5 ACGIH® Threshold Limit Values (TLVs®) and Biological Exposure Indices (BEIs®), Appendix B, 2012, p. 1038;

http://www.nsc.org/facultyportal/Documents/fih-6e-appendix-b.pdf

6 UV Irradiation Dosage Table; http://www.americanairandwater.com/uv-facts/uv-dosage.htm

11

Чутливість до ультрафіолету розраховують для культур мікроорганізмів у лабораторних

умовах. Результати цих досліджень можуть завищувати дозу, оскільки значно легше

інактивувати мікроорганізми в повітрі, ніж ті, які знаходяться на поверхні.

Мікобактерія туберкульозу є одночасно помірно чутливим до УФ і доволі поширеним у людській популяції мікроорганізмом. Часто її

використовують у якості референтного мікроорганізму при оцінці впливу УФ бактерицидного випромінювання на окремі патогени.

8. ПРАВИЛА БЕЗПЕКИ ПІД ЧАС РОБОТИ З УЛЬТРАФІОЛЕТОВИМ

БАКТЕРИЦИДНИМ ВИПРОМІНЮВАННЯМ

Забороняється перебувати під впливом прямих променів ультрафіолетового бактерицидного

випромінювання, наприклад, при роботі відкритих УФ-опромінювачів, без засобів

індивідуального захисту. Для захисту очей слід використовувати окуляри або щиток, який

закриває і очі, і шкіру обличчя.

Не рекомендується працювати з ультрафіолетовим бактерицидним випромінюванням, маючи

неприкриті ділянки шкіри. Потрібно використовувати щільний одяг з довгими рукавами та

високим комірцем. Для захисту шкіри рук слід одягнути рукавички (звичайні медичні або

тканинні), також можна використовувати крем від засмаги.

Інтенсивний вплив УФ-С випромінювання викликає тимчасове почервоніння шкіри і подразнення очей, але не впливає на збільшення

ризику розвитку раку шкіри або катаракти.

Симптоми пошкодження очей ультрафіолетовим бактерицидним випромінюванням

(фотокератокон'юнктивіт): біль, відчуття стороннього тіла, сльозотеча, почервоніння ока,

періорбітальний набряк (дуже рідко). Симптоми з’являються за кілька годин після

опромінення і проходять за 48 годин за умови адекватної терапії та відсутності додаткового

опромінення.

У наслідок пошкодження ультрафіолетовим бактерицидним випромінюванням шкіри виникає

фотодерматит. Його симптомами є еритема шкіри (почервоніння), подразнення і лущення

шкіри (рідко). Проходить у період до 2 тижнів за відсутності додаткового опромінення.