مقدمه اي بر امواج الکترومغناطيس و معرفي طيف هاي بي خطر ضدعفوني کننده

کارشناس تجهيزات پزشکي معاونت غذا و دارو دانشگاه ايران بررسي کرد:

مقدمه اي بر امواج الکترومغناطيس و معرفي طيف هاي بي خطر ضدعفوني کننده

روابط عمومي معاونت غذا و دارو دانشگاه ايران- از ابتدا اين سوال براي بشر مطرح بوده که ماهيت نور چيست و از چه چيزي تشکيل شده است.امروزه نظريه اي که بيش از همه مطرح است دو نظريه ي موج هاي الکترومغناطيسي و نظريه ي کوانتوم يا فوتون مي باشد.در اين مقاله مهندس سيدعليرضا حسيني کارشناس تجهيزات پزشکي معاونت غذا و دارو به بررسي مقدمه اي بر امواج الکترو مغناطيس و معرفي طيف هاي بي خطر ضدعفوني کننده پرداخته است.

255933.mp3 مقدمه اي بر امواج الکترومغناطيس و معرفي طيف هاي بي خطر ضدعفوني کننده

مقدمه اي بر امواج الکترومغناطيس و معرفي طيف هاي بي خطر ضدعفوني کننده
ماهيت نور:
از ابتدا اين سوال براي بشر مطرح بوده است که ماهيت نور چيست و از چه چيزي تشکيل شده است و پاسخ هاي گوناگوني به اين سوال داده شده است که در طي اين سال ها هر کدام نقض يا تکميل شده است. امروزه نظريه اي که بيش از همه مطرح است دو نظريه ي موج هاي الکترومغناطيسي و نظريه ي کوانتوم يا فوتون مي باشد.
ساده ترين تعريف نور توسط ماکسول انجام شده است. طبق نظريه ي او، نور، پرتوهاي الکترومغناطيسي است که از منبع در همه ي جهات منتشر مي شود. موج هاي نور بر خلاف موج هاي صوتي که به وسيله لرزش ذرات به صورت خطي منتقل مي شود، از ذرات ماده تشکيل نشده است. بلکه از ميدان هاي الکتريکي و مغناطيسي تشکيل مي شوند که اين ميدان ها بر يکديگر و بر جهت پيشروي موج عمود هستند. از آنجايي که پرتوهاي نور از ذرات تشکيل نشده است، مي تواند در خلأ هم انتشار يابد.
تنها نور مي تواند در خلأ انتشار يابد. تصور کنيد چه اتفاقي مي افتاد اگر صوت هم در خلع انتشار مي يافت؟ صداهاي هولناکي از فوران خورشيد و ستاره ها در زمين قابل شنيدن مي شدند.

خصوصيات امواج الکترو مغناطيس:
طول موج: به فاصله ي بين بالاترين نقطه موج تا قله ي ديگر را طول موج (λ) مي نامند. بيشتر تفاوت شاخصه هاي امواج الکترومغناطيس بوسيله ي تفاوت طول موج آنها بيان مي شود.
فرکانس: به تعداد نوسانات در هر ثانيه بسامد يا فرکانس (f) گفته مي شود. که با واحد هرتز (Hz) مشخص مي شود. در امواج الکترومغناطيسي، رابطه ي مستقيمي بين فرکانس و طول موج برقرار است که به شرح زير مي باشد.
c = λ.f
آلبرت اينشتين در رابطه ي نسبيت خود يافت که سرعت امواج مغناطيسي همچون نور در خلاء، نه تنها بيشترين است بلکه تنها ثابت واقعي در جهان است. سرعت نور حدود ???,??? کيلومتر بر ساعت مي باشد.
طيف امواج الکترومغناطيسي:
طيف امواج الکترومغناطيسي بسيار وسيع است. بازه اي از طول موج هاي بزرگ راديويي (طول موج هايي تا ???? متر) تا طول موج هاي کوتاه راديويي AM و FM ، مايکروويو، پخش تلويزيوني و امواج ارسالي رادار (طول موج هاي ? متر و کمتر). بعد از اين موج ها شاهد طول موج هاي گرما يا مادون قرمز هستيم در طول موج هايي کمتر از يک هزارم ميلي متر. سپس به موج هايي با طول موج بين ??? تا ??? نانومتر مي رسيم که بخش قابل ديدن طيف الکترومغناطيسي است که به نام "نور" شناخته مي شود.

گستره طول‌موجي نور
نور گستره طول‌موج وسيعي دارد. ناحيه نور مرئي از حدود ??? نانومتر و از آبي تا ??? نانومتر به قرمز است که در وسط آن طول‌موج ??? نانومتر به رنگ زرد، که چشم انسان بيشترين حساسيت را نسبت به آن دارد يک ناحيه پيوسته که ناحيه مرئي را در بر مي‌گيرد.
نقاط پاياني که در بالا ذکر شدند، با توجه به قابليت‌هاي چشم انسان هستند. اما بسياري از حيوانات توانايي ديدن طول موج‌هاي فراتر از محدوده‌ي ديد انسان را دارند. برد قابليت ديد آن‌ها به محدوده‌هايي توسعه مي‌يابد که ما آن را طيف مادون قرمز يا فرا بنفش مي‌ناميم. در اين مفهوم، محدوده‌ي طول موج‌ها مي‌تواند نسبي باشد. آن‌چه که به صورت رنگ مشاهده مي‌کنيم، به سيستم بصري و پاسخ مغز ما به مجموعه‌اي از امواج الکترو مغناطيسي خاص بستگي دارد. بنابراين، طول موج‌ها در واقع مفاهيمي مطلق هستند اما رنگ‌هايي که ما قادر به ديدن آن‌ها هستيم به دستگاه بصري ما بستگي دارند.

رنگ‌هاي نور
نور در اصل از هزاران رنگ تشکيل شده است که هفت رنگ اصلي دارد:قرمز، نارنجي، زرد سبز، ابي، نيلي، بنفش. رنگ‌هاي زرد، قرمز، نارنجي حامل انرژي گرمايي هستند. ايزاک نيوتن، اين موضوع را با عبور دادن نور از منشور فهميد. او در شيشه پنجره اتاقش سوراخي ايجاد کرد و منشور را با فاصله يک متري از شيشه قرار داد در نتيجه هفت رنگ نور با فاصله يک متر از يکديگر پراکنده شدند وسپس ذره‌بين را در مقابل هر رنگ قرار داد تا متوجه شود که گرماي نور از کجا ايجاد مي‌شود.

رنگ	بسامد	طول موج
بنفش	???–??? تراهرتز	???–??? نانومتر
آبي نيلي	???–??? تراهرتز	???–??? نانومتر
آبي دريايي	???–??? تراهرتز	???–??? نانومتر
سبز	???–??? تراهرتز	???–??? نانومتر
زرد	???–??? تراهرتز	???–??? نانومتر
نارنجي	???–??? تراهرتز	???–??? نانومتر
سرخ	???–??? تراهرتز	???–??? نانومتر

فرابنفش UV:
از کل اشعه هايي که از خورشيد به زمين مي تابد حدود ? درصد آن اشعه UV است. همانطور که در شکل زير نشان داده شده است، طول موج UV در محدوده ???-??? نانومتر مي باشد که به سه دسته UVA با طول موج ???-??? نانومتر، UVB با طول موج ???-??? نانومتر و UVC با طول موج ???-??? نانومتر تقسيم بندي مي شوند. از ??? تا ??? نانومتر را گاهfar UV نيز مي گويند. اين تقسيم بندي مربوط به دومين کنگره بين المللي نور (The Second International Congress on Light) است که در سال ???? به تصويب رسيد، با اين حال متخصصين پوست و محيط زيست از تقسيم بندي ديگري که بيشتر بر اساس اثرات بيولوژيکي طول موج هاي مختلف است استفاده مي کنند که شامل UVA با طول موج ???-??? نانومتر، UVB با طول موج ???-??? نانومتر و UVC با طول موج ???-??? نانومتر است.

در ظهر يک روز آفتابي ??% اشعه تابشي UVA و ?% از نوع UVB است که کل UVC و بيشتر UVB توسط لايه ازن استراتوسفري جذب مي شود. درعمل اشعه گامـا و ايکـس کـه طـول مـوج کمتري دارند قــدرت نفــوذ بيشتر و اثــر ميکــروبکشي شديدتري از پرتو فرابنفش نشان مي دهند، اما استفاده از آنهـا دشوار و خطرناک است. تفاوت اثر اين امواج بـر حيات ميکروب ها به طول موج و مقدار انـرژي اشـعه بسـتگي دارد. انرژي فوتون هايي که از منابع تابش توليد شده، به فرکانس تابش بستگي داشته و با رابطه زير نشان داده ميشود.

UVA و UVB هردو بر ملانوسيت هاي پوست اثـر کرده و آزاد سازي ملانين را منجر مي شود. ناحيهUV– B بخشي از اشعه است که موجب التهاب هاي شديد پوسـتي مي شـود .ناحيه UV– C که اشعه با طول موج کمتر از ??? نانومتر را شامل ميشـود داراي قـدرت جرم کشي يا ميکروب کشي است، بدين صورت که تابش UV منجر به شکست و انهدام ژنوم ميکروارگانيسم ها شامل باکتري، ويروس، قارچ و…. چه از نوع DNA و چه RNA مي شود که اثر ضدعفوني کنندگي مناسبي در آب يا هوا را بدنبال دارد.

دو جنبه مهم فرآيند گندزداييUV-C ، کارايي و ايمني آن است. اگر ما ‌مي‎خواهيم ضدعفوني کارآمدي داشته ‌باشيم، بايد فضا و سطوح خود را با جزئيات، توانايي‌ها و محدوديت‌هاي منبع UV استفاده ‌شده و عوامل بيماري‏زايي را که ‌مي‎خواهيم از بين ببريم، خوب بشناسيم. همچنين، ما بايد مراقب موارد ايمني باشيم که هنگام استفاده ازUV به کسي آسيب نرسانيم. يکي از معيارهاي اصلي که بايد مورد توجه قرار گيرد، سايه‌زدايي است که به‌طور قابل توجهي در اثربخشي ضدعفوني‌کنندگي UV-C تأثير ‌مي‌گذارد. اين ‌فرآيند مي‎تواند ماکروسکوپي (ميکروب پشت اشيا) يا ميکروسکوپي (جايي که ميکروب‌هاي ريز در شکاف سطح پنهان مي‌شوند) باشد. در هر دو حالت، اگر ميکروب‌ها در مناطق سايه‌دار باشند، غيرفعال نمي‌شوند.
مسئله اول ايمني است. از آنجايي که قرار گرفتن در معرض مستقيم اشعه فرابنفش بر موجودات زنده تأثير ‌مي‌گذارد، قبل از شروع ضدعفوني کردن، همه افراد يا ساير موجودات زنده که نبايد در معرض خطر قرار بگيرند، بايد اتاق را ترک کنند. ما همچنين بايد مواد موجود در اتاق را مورد توجه قرار دهيم زيرا قرار گرفتن چند باره در معرض اشعه UV-C به‌مدت طولاني ‌مي‎تواند منجر به آسيب به سطوح (به‌ويژه پليمري) شود.
دوم اينکه، براي ضدعفوني شدن با اشعه فرابنفش، فضايي که قرار است ضدعفوني شود بايد در ابتدا تميز شود، به‌عنوان مثال خاصيت جذب کنندگي مايعاتي مانند خون، موفقيت در غيرفعال سازي پاتوژن‌ها را کاهش ‌مي‎دهد. تمام اشيا غير ضروري که سايه‌هاي ماکروسکوپي ايجاد ‌مي‎کنند بايد برداشته شوند. پارچه‌هاي کف يا داخل کمد لباس‌ها، در صورت عدم دسترسي به اشعه فرابنفش، ميکروب‌هايشان غيرفعال نمي‌شود.
سطوح مختلف و شکاف‎هاي زيادي وجود دارد که در آن‌ها باکتري‎ها و ويروس‎ها ‌مي‎توانند رشد کنند. هنگام ضدعفوني محيط اتاق، استفاده از سيستم‌هايي که امکان دسترسي به هر سطحي (از جمله کف) را، بدون توجه به مسافت دارند، ضروري است. در فرآيند ضدعفوني، توجه به اشيا يا مواد موجود بين منبع UV و سطح تابش شده بسيار مهم است.
مسئله سوم زمان قرار گرفتن در معرض تابش است. از آنجا که تابش با مربع فاصله از منبع UV نسبت عکس دارد و توان تابشي منبع نيز معمولاً ثابت است، اين فاصله و مدت زمان قرار گرفتن در معرض تابش براي دستيابي به دوز مورد نياز، بسيار مهم است. براي رسيدن به نتيجه بهتر، چندين منبع UV ‌مي‎توانند ترکيب شوند. چندين سيستم نصب شده در قسمت‌هاي مختلف مانند گوشه‌ها، ديوارها و سقف و يا روبات‌هاي متحرک، قدرت تابشي موجود را افزايش ‌مي‎دهند. با استفاده از اين روش، ‌مي‎توان اطمينان داشت که کاهش لگاريتمي ‎مربوط به دوز UV مورد نياز براي زدودن نوع خاصي از پاتوژن‌ها، در اتاق حاصل ‌مي‌شود. براي بهينه‌سازي نتايج ضدعفوني و استفاده از زمان کمتر، ايده‌آل اين است که منبع به سطوح نزديک شود. شيب زاويه منبع اشعه فرابنفش به سمت جسم نيز مهم است زيرا سطوح عمود، انرژي بيشتري جذب ‌مي‎کنند و سايه‌هاي ميکروسکوپي نيز ضدعفوني ‌مي‌شوند و بافت سطح به‌صورت بهتري قابل دسترسي است.

استاندارد ????? سازمان ملي استاندارد : ايمني پرتوزيستي لامپ ها و سامانه هاي لامپ
براي ارزيابي ايمني پرتوزيستي يک چشمه اپتيکي طيف گسترده همچون لامپ قوس الکتريکي ، لامپ رشته اي ، لامپ فلورسنت ، يک آرايه از لامپ ها يا سيستم لامپ، با طول موج ??? تا ???? نانومتر، از استاندارد ????? سازمان ملي استاندارد استفاده ميشود. اين استاندارد نسخه ترجمه شده استاندارد بين المللي IEC ????? با نام Photobiological safety of lamps and lamp systems ميباشد. در متن اين استاندارد بنا بر اينکه چشمه اپتيکي، بصورت پالسي يا پيوسته ميباشد، و اينکه نور ساطع شده در چه محدوده طول موج ميباشد، مضرات آن بر بدن انسان خصوصا چشم و پوست که بيشترين حساسيت را دارند مشخص ميشود.
براي مثال در پيوست الف اين استاندارد، آب مرواريد فروسرخ که با نام آب مرواريد ناشي از حرارت در صنايع يا آب مرواريد کارگران کوره يا آب مرواريد شيشه گري هم شناخته ميشود، بر اندام چشم و در طول موج هاي ??? تا ???? نانو متر بر اساس تابع وزن دهي هاي خاصي صورت ميپذيرد که در اين استاندارد کامل به آن پرداخته ميشود. از ديگر اثرات بيولوژيکي که در اين استاندارد به آن پرداخت ميشود: التهاب قرنيه با پرتو، التهاب شبکيه با پرتو، آسيب گرمايي شبکيه اي، آب مرواريد فرابنفش و سرخ شدگي پوست ناشي از فرابنفش ميباشد.
در اين استاندارد بعد از بررسي طول موج هاي ساطع شده از منبع نور و بررسي آن بر بدن انسان، نهايتا منبع نوري در ? طبقه بي خطر ، کم خطر (خطر ?)، خطرناک (خطر ?)، و بسيار خطرناک (خطر ?) طبقه بندي ميشوند.
گروه بسيار خطرناک لامپ هايي هستند که تابش آن ها به گونه اي است که حتي مواجه لحظه اي يا خيلي کوتاه با آنها براي مدت خيلي کوتاه نيز بسيار خطرناک است. مانند لامپ هاي UV
اخيرا يک شرکت دانش بنيان در مرکز رشد دانشگاه علوم پزشکي ايران، لامپ هايي طراحي و توليد کرده که قابليت ضدعفوني کردن را دارد و در گروه بيخطر قرار ميگيرند و از وزارت بهداشت نيز مجوزهاي لازم را اخذ کرده است. با عبارت ساده تر از اين لامپ ها ميتوان در حضور انسان، استفاده نمود. اين لامپ ها در بيمارستان ها و اتاق عمل ها نيز نصب شده است و عملکرد آن در محدوده نور مرئي ??? تا ??? نانومتر که کاملا بيخطر است قرار ميگيرد. بنابراين اين چشمه هاي نور، توامان دو عمل روشنايي محيط و ضدعفوني کردن را انجام ميدهند و با توجه به اينکه دائما اين لامپها روشن ميباشد، همواره عمل ضدعفوني کردن را در مکان مورد تابش انجام خواهند داد.
لازم به ذکر است استاندارد IEC ????? در ايران، توسط شرکت هاي مورد تاييد سازمان ملي استاندارد، انجام ميگردد.

منابع: نسخه ترجمه شده استاندارد بين المللي IEC ?????
(The Second International Congress on Light)
استاندارد ISIRI?????

تهيه و تنظيم: آقاي مهندس سيد عليرضا حسيني

گروه اخبار : اخبار
کد خبر : 255933