https://doi.org/10.15407/iopt.2023.58.187
Optoelectron. Semicond. Tech. 58, 187-194 (2023)
P.P. Hovorov, A.K. Kindinova
SIMULATION OF PROCESSES IN BACTERICIDAL ULTRAVIOLET LED INSTALLATIONS
The pandemic continues, as does the issue of preventing environmental pollution with harmful substances, viruses and bacteria. In these conditions, lighting technology and disinfection technologies based on the use of radiation in the ultraviolet spectral range open up wide opportunities. The relevance of the topic lies in the fact that modern events, namely pandemics, earthquakes, volcanic eruptions, tsunamis and wars, cause a large amount of environmental pollution with harmful substances, various viruses and bacteria. Unfortunately, these problems have affected the entire population of our planet, and in the future, without solving the issue of high-quality disinfection of various environments, they may lead to new, larger-scale disasters. The research was carried out in O.M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv was allowed to establish the possibility of using ultraviolet LEDs for the treatment of various environments infected with harmful microorganisms and Covid-19, to develop a method for modeling the curve of light intensity of a light device and an algorithm for calculating LED installations, which will provide the possibility of calculating and designing such installations for the disinfection of various environments, in particular, water environments and environments infected with Covid-19. Thus, studies have confirmed the possibility of using ultraviolet LEDs to disinfect the environment from particles of the Covid-19 virus, harmful microorganisms in 193various environments and to establish requirements for bactericidal installations in these conditions. And the developed method can be applied to any arbitrarily selected observation points, bases of LEDs and their environment, which makes the algorithm suitable for calculating light distribution from LED systems for bactericidal disinfection of various environments, including water or infected with Covid-19, from harmful microorganisms.
Key words: water disinfection, ultraviolet irradiation, LED light sources, bactericidal installation.
References
1. Zahalnoderzhavna prohrama «Pytna voda Ukrainy» na 2006-2020 roky, zatverdzhena Zakonom Ukrainy vid 03.03.2005 r. № 2455-IV.
2. Tsentralna sanitarno-epidemiolohichna stantsiia MOZ Ukrainy «Pro stan dzherel vodopostachannia ta yakist pytnoi vody v Ukraini». Kyiv. 2002 r.
3. Honcharuk V.V. ta in. Znezarazhennia pryrodnykh vod shliakhom ozonuvannia razom z UF-oprominenniam. Khimiia i tekhnolohiia vody. 2005. Vyp. 27, № 3. S.266 - 282.
4. Honcharuk V.V. Rozrobka ekoloho-hihiienichnoi klasyfikatsii yakosti poverkhnevykh vod Ukrainy – dzherel tsentralizovanoho hospodarsko-pytnoho vodopostachannia. Khimiia i tekhnolohiia vody. 2003. Vyp. 25, № 2. S. 106 - 128.
5. Vodnyi kodeks Ukrainy. Kyiv. 1995. 06.06.05. 10. Zakon Ukrainy «Pro pytnu vodu ta pytne vodopostachannia» vid 01.10.02 r. № 2918-III.
6. Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy. Official J. of the European Communities, L 327/1, 22.12.2000/EN.
7. Zelenkov I.A. Elektrotekhnolohichni oprominiuvalni ustanovky: Vyshcha shkola. Ukraina. 2004.S. 1-101.
8. Takeo Minamikawa, Takaaki Koma etc. Quantitative evaluation of SARS-CoV-2 inactivation using a deep ultraviolet light-emitting diode. Scientific Reports. 2021. 11, Article number: 5070. doi: 10.1038 / s41598-021-84592-0.
9. Hovorov P.P., Nosanov N.I., Romanova T.I., Korol O.V. Modeliuvannia parametriv i kharakterystyk svitlovykh pryladiv na osnovi enerhozberihaiuchykh svitlodiodnykh dzherel svitla. Tekhnichna elektrodynamika. Tem. vypusk «Sylova elektronika ta enerhoefektyvnist». Chastyna 2. K.: IEDNAN Ukrainy, 2012. S. 95 - 101.
10. Heßling M., Hönes K., Vatter P., Lingenfelder C. Ultraviolet irradiation doses for coronavirus inactivation - review and analysis of coronavirus photoinactivation studies. GMS Hyg Infect Control. 2020 May 14. doi: 10.3205/dgkh000343.
11. Sanjeev K. Bhardwaj, Harpreet Singh, Akash Deep, Madhu Khatri, Jayeeta Bhaumik, Ki-Hyun Kim, Neha Bhardwaj. UVC-based photoinactivation as an efficient tool to control the transmission of coronaviruses. Science of The Total Environment. 2021. 792. Р.148548. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148548.
12. Pekur D.V., Sorokin V.M., Nikolaenko Yu.E., Kostylyov V.P., Solntsev V.S., Ponomarenko V.V. Electro-optical characteristics of an innovative LED luminaire with an LED matrix cooling system based on heat pipes. SPQEO. 2020. 23, №. 4. P. 415-423.
П.П. Говоров, А.К. Кіндінова
МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ СТВОРЕННЯ СВІТЛОВОГО ПРОСТОРУ У БАКТЕРИЦИДНИХ УЛЬТРАФІОЛЕТОВИХ СВІТЛОДІОДНИХ УСТАНОВКАХ
Пандемія продовжується, як і продовжується питання запобігання забрудненню навколишнього середовища шкідливими речовинами, вірусами та бактеріями. У цих умовах широкі можливості відкриває світлотехніка та технології дезінфекції, засновані на використанні випромінювання в ультрафіолетовому спектральному діапазоні. Актуальність теми полягає у тому, що сучасні події, а саме: пандемія, землетруси, виверження вулканів, цунамі та війни, викликають велику кількість забруднень навколишнього середовища шкідливими речовинами, різноманітними вірусами та бактеріями. На жаль, ці проблеми торкнулися всього населення нашої планети, а в подальшому, без вирішення питання якісної дезінфекції різноманітних середовищ, вони можуть призвести до нових, більш масштабних катастроф. Дослідження, проведені в Харківському національному університеті імені О.М. Бекетова, дозволили встановити можливість використання ультрафіолетових світлодіодів для обробки різних середовищ, заражених шкідливими мікроорганізмами та Covid-19, розробити метод моделювання кривої сили світла світлового пристрою та алгоритм розрахунку світлодіодних установок, що забезпечать можливість розрахунку і проєктування таких установок для знезараження різних середовищ, зокрема, водних середовищ та середовищ, заражених Covid-19. Так дослідження підтвердили можливість застосування ультрафіолетових світлодіодів для знезараження середовища від часток вірусу Covid-19, шкідливих мікроорганізмів у різних середовищах та встановити вимоги до бактерицидних установок в цих умовах. А розроблений метод може бути застосований для будь-яких довільно вибраних точок спостережень, основ світлодіодів і середовища їхнього розташування, що робить алгоритм придатним для розрахунку світлорозподілу від світлодіодних систем бактерицидного знезараження різних середовищ, у тому числі водних або заражених Covid-19, від шкідливих мікроорганізмів.
Ключові слова: знезараження води, ультрафіолетове опромінення, світлодіодні джерела світла, бактерицидна установка.