Кварцевая лампа

Кварцевая лампа (или озоновая лампа) — электродуговая ртутная газоразрядная лампа с колбой из кварцевого стекла, предназначенная для получения жёсткого (UVC) ультрафиолетового излучения. Название "озоновая" дано из-за того что жёсткий ультрафиолет с длиной волны 185 нм вызывает образование озона из-за ионизации кислорода воздуха. В отличие от обычного стекла, кварцевое стекло пропускает жёсткий ультрафиолет (с длиной волны ~185 нм), что и позволяет ему обеспечивать обеззараживающий эффект использования таких ламп. Излучение этих ламп опасно для глаз и открытых участков кожи, также ядовит и озон, образующийся при работе данного источника излучения. При работе кварцевой лампы в помещении не допускается нахождение в этом же помещении людей и домашних животных.

Человек видит свет от кварцевой лампы бледным сине-зелёным, поскольку основная часть спектра излучения такой лампы не видна, а синий свет наиболее близок в доступном для восприятия человека спектре к ультрафиолетовому, который является основным у этих ламп^[1].

Иногда кварцевой лампой ошибочно называют мощную лампу накаливания с колбой из термостойкого плавленого кварца с заполнением парами галогенов, однако в настоящее время это название можно считать устаревшим. Такие лампы сейчас обычно выполняются газонаполненными и во избежание путаницы именуются галогенными. Они не имеют прямого отношения к кварцевым лампам и имеют другую функциональность и назначение — это компактные мощные источники видимого света, широко применяемые в прожекторах, автомобильной светотехнике и в авиации. Также иногда ошибочно называют кварцевыми лампами ультрафиолетовые лампы, являющиеся бактерицидными. У бактерицидных ламп стекло поглощает ультрафиолетовое излучение с длиной волны ~185 нм, пропуская более "мягкое" с длиной волны 250-380 нм, именно такие лампы ставятся в облучатели-рециркуляторы.

История открытия

История изучения ультрафиолетового излучения началась в 1800 году, когда Уильям Гершель впервые открыл невидимую глазу часть спектра^[2]. Год спустя его коллега Иоганн Вильгельм Риттер представил полноценные научные доказательства существования ультрафиолетового излучения.

Медицинское применение ультрафиолета началось почти сто лет спустя, в 1892 году, когда английским учёным по имени было обнаружено благотворное влияние ультрафиолета, который при определённом времени воздействия уничтожает бактерии и микробы.^[2] Впервые кварцевая лампа для медицинского применения была изготовлена в 1906 году в ходе совместной работы Ричарда Кёха, первым получившего кварцевое стекло, и Рещинского.

В 1918 году был открыт ещё один эффект воздействия кварцевых ламп. За счёт излучаемого ими ультрафиолета они могут использоваться в медицине для восполнения дефицита солнечного света и борьбы с последствиями рахита.^[3] Это открытие принадлежит немецкому учёному Курту Гульдчинскому.^[3] Открытие было совершено экспериментальным путём, в ходе эксперимента доктор Гульдчинский облучал группу пациентов кварцевыми лампами. Самого младшего из его пациентов звали Артур, ему было три года, и именно на нём был наиболее выражено замечен эффект укрепления костной системы благодаря воздействию ультрафиолета. Позднее экспериментальным и опытным путём было доказано, что ультрафиолет, как естественного происхождения, так и искусственного, способствует выработке организмом человека витамина D, необходимого для усвоения кальция и нормального формирования костной ткани.^[3] Это впервые было продемонстрировано в 1923 году американским биохимиком Гарри Стенбоком, который использовал ультрафиолет для облучения пищи.^[4] Одновременно с ним свои работы вёл ещё один учёный, А. Ф. Гесс, который сумел доказать выработку витамина D в человеческом организме под воздействием ультрафиолета^[4].

С этого времени использование кварцевых ламп в медицине находит широкое применение.

Применение

С 1906 года, когда был открыт обеззараживающий эффект от облучения кварцевыми лампами, они начали применяться для дезинфекции помещений.^[2] С 1910 года была установлена связь между интенсивностью и временем воздействия ультрафиолетового излучения и достигаемым при этом бактерицидным эффектом. Это открытие было использовано медиками во время Первой мировой войны для обеззараживания помещений в госпиталях.^[5]

С 1919 года кварцевые лампы используются как источник ультрафиолета для страдающих рахитом детей. Их использование в данном направлении началось после опытов немецкого учёного Курта Гульдчинского, на практике доказавшего эффективность воздействия ультрафиолетового излучения кварцевых ламп для излечения последствий рахита. Уже через год после его опытов в Германии было массово введено облучение малолетних детей кварцевыми лампами.^[3]

В 1930-х годах началось активное развитие производства кварцевых ламп в США и Германии, несколько позднее, в 1950-х годах применение кварцевых ламп было внедрено и в СССР. В Советском Союзе их внедрение стало настолько массовым, что облучение детей кварцевыми лампами в качестве профилактики рахита было введено в каждом детском саду.

В современном мире кварцевые лампы также применяются в теплицах и оранжереях для предотвращения заболевания растений и увеличения интенсивности их роста. Также облучение кварцевыми лампами применяется в зоотехнии и ветеринарии, в том числе в зоопарках для обеспечения молодняка животных и птиц необходимым количеством ультрафиолета.^[6]

Применение кварцевых ламп в современной медицине

Кварцевая лампа предназначена для общих и внутриполостных облучений в эффективном спектральном диапазоне излучения 205—315 нм (УФС-диапазон) при воспалительных заболеваниях в оториноларингологии в лечебных, лечебно-профилактических, санаторно-курортных учреждениях, а также на дому по рекомендации врача и рекомендуется при следующих заболеваниях:

• в терапии — лечение артритов, воспалительных заболеваниях органов дыхания, бронхиальной астмы;
• в хирургии — лечения гнойных ран и язв, пролежней, ожогов и отморожений, маститов и т. д.;
• в стоматологии — для лечения афтозных стоматитов, пародонтоза и др.;
• заболевания и травмы опорно-двигательного аппарата;
• кожные заболевания и другие.

Меры безопасности при работе

В результате кварцевания воздух обогащается озоном, который, в свою очередь, также дезинфицирует воздух. Озон ядовит и канцерогенен, поэтому после кварцевания помещение следует проветривать.

При правильном соблюдении режима использования лампы кварцевание вреда не несёт. При неправильном использовании может привести к ожогу глаз и раку кожи.

В медицинских учреждениях кварцевание в настоящее время достаточно широко применяется с бактерицидной целью.

Перед включением кварцевой лампы необходимо покинуть помещение, и вывести из него всех домашних животных. На работающую лампу категорически нельзя смотреть и пытаться под ней загорать - это приведёт к ожогу сетчатки и к меланоме.

Утилизация кварцевых ламп

Для утилизации кварцевых ламп существуют определённые правила, их утилизация с бытовыми и промышленными отходами не допускается, так как они содержат ртуть.

Выбрасывать использованные кварцевые лампы в мусопроводы и уличные мусорные контейнеры строго запрещено, поскольку это может привести к загрязнению воздуха токсичными парами ртути. Уровень содержания ртути в кварцевых лампах таков, что при нарушении целостности одной медицинской кварцевой лампы заражение воздуха может достигать объёма более 5 000 метров кубических.

Правила утилизации кварцевых ламп

Кварцевые лампы относятся к отходам первого класса опасности.^[7]

Сбор отходов в данном случае производится на месте, отдельно от обычного мусора, при этом использованные лампы сортируются по диаметру и длине, после чего укладываются в специальные коробки для безопасного хранения и транспортировки к месту утилизации. До отправки на утилизацию они должны храниться в отдельном помещении.^[7]

Утилизацией таких отходов занимаются специализированные организации, имеющие государственную лицензию на осуществление данных работ^[8]. Каждая лампа транспортируется в отдельной упаковке, гарантирующей то, что она не будет разбита при перевозке.

Процесс утилизации представляет собой демеркуризацию.

За нарушение правил утилизации такого рода отходов налагаются крупные штрафы, а также может наступить уголовная ответственность (в зависимости от последствий и объёма причиненного нарушением ущерба).^[9]

Примечания

Литература

• «Внедрение импульсных ультрафиолетовых установок в практическую медицины» Архивная копия от 20 июля 2019 на Wayback Machine, Гольдштейн Я. А., Шашковский С. Г., к.т. н., ФГБОУ ВПО "МГТУ имени Н. Э. Баумана
• Рохлин Г. Н. Газоразрядные источники света. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — ISBN 5-283-00548-8.
• Бактерицидная лампа // Ангола — Барзас. — М. : Советская энциклопедия, 1970. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 2).
• Ртутно-кварцевая лампа // Ремень — Сафи. — М. : Советская энциклопедия, 1975. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 22).

См. также

• Кварцевание
• Рефлектор Минина
• Бактерицидная лампа
• Бактерицидный облучатель
• Озонатор

Эта страница в последний раз была отредактирована 9 мая 2024 в 02:32.