Научная статья на тему 'ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАЮЩЕГО БОКСА VIAR UV-SAFE ДЛЯ ДЕЗИНФЕКЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ДОКУМЕНТОВ'

ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАЮЩЕГО БОКСА VIAR UV-SAFE ДЛЯ ДЕЗИНФЕКЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ДОКУМЕНТОВ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
63
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАДИАЦИЯ / ДЕЗИНФЕКЦИЯ / БИОПОВРЕЖДЕНИЕ БУМАГИ / ПРОЧНОСТЬ / КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА / МИКРОМИЦЕТЫ / ВИРУСЫ

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Попихина Елена Анатольевна, Трепова Екатерина Сергеевна, Хазова Светлана Сергеевна

Наладить работу библиотек, архивов и музеев в непростых условиях пандемии COVID-19 довольно сложно, тем не менее нужно обезопасить сотрудников и читателей и в то же время сохранить фонды, не применяя необоснованные препараты и методы. Облучение является эффективной и экологически чистой альтернативой биоцидам при необходимости дезинфекционной обработки большого объема документов, однако оно может повлиять на структуру материалов документа. Исследование, представленное в статье, заключалось в изучении эффективности дезинфекционной обработки документов при помощи ультрафиолета по отношению к микромицетам; также оценивалось влияние излучения на механические и оптические свойства бумаги из 100 %-ной сульфатной целлюлозы, газетной бумаги, кожи и ледерина. Обработку проводили в боксе VIAR UV-Safe, модель UV-S H500, который оснащен тремя ультрафиолетовыми лампами серии TUV мощностью 16 Вт спектра С с длиной волны 253,7 нм. Эффективность дезинфекционной обработки определяли по отношению к микроскопическим грибам - активным деструкторам библиотечных материалов: Aspergillus niger , Penicilliumfuniculosum , Alternariaalternata . Критерием изменения физико-механических свойств бумаги являлся показатель сопротивления излому по числу двойных перегибов, а переплетных материалов - прочность на разрыв и удлинение при растяжении. Для бумаги определяли диффузионный коэффициент отражения в синей области спектра; также у всех материалов оценивали изменения значения цветовых координат CIE L*a*b* и рассчитывали величину общего цветового различия ΔE. Обработка в обеззараживающем боксе VIAR UV-Safe не влияет на свойства переплетных материалов и газетной бумаги, однако ощутимо снижает прочность бумаги из сульфатной целлюлозы. Тестируемая камера рассчитана для уничтожения вирусов и бактерий, но не обладает дезинфицирующей способностью по отношению к тест-культурам микромицетов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Попихина Елена Анатольевна, Трепова Екатерина Сергеевна, Хазова Светлана Сергеевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE APPLICABILITY OF VIAR UV-SAFE BOX FOR DISINFECTION OF ARCHIVAL AND LIBRARY DOCUMENTS

It is necessary for museums, libraries and archives to protect employees and visitors as well as documents under the COVID-19 pandemic. At the same time, unreasonable use of hazardous substances and methods must be avoided. The treatment of archival objects with UV irradiation is an efficient and environmentally friendly alternative for biological decontamination. However, it might affect the cellulose paper structure. The article discusses the efficiency of UV disinfection and its effects on various materials regarding their strength and appearance. Sulfate pulp paper, newsprint, leather, and leaderine were examined. The test cultures were Aspergillus niger , Penicillium funiculosum , Alternaria alternata , known as potent biodestructors of library materials. Disinfection was carried out in the box VIAR UV-Safe type UV-S H500 with three UV-С lamps TUV series: 16 Watt, 253,7 nm. The criterion of physicomechanical properties of paper was the double-fold numbers. The indicator of physicomechanical properties of leather and leaderine were ultimate tensile strength and elongation at break. Changing the whiteness of the samples was determined as changing the reflection coefficient. Also, optical characteristics for all the tested materials are reported in CIE L*a*b* color space together with total color differences between non-irradiated and irradiated samples. Disinfection in the box VIAR UV-Safe does not affect the properties of bookbinding materials and newsprint but significantly reduces the strength of the paper made of sulfate pulp paper. The chamber does not have a disinfecting ability with the test cultures of micromycetes.

Текст научной работы на тему «ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАЮЩЕГО БОКСА VIAR UV-SAFE ДЛЯ ДЕЗИНФЕКЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ДОКУМЕНТОВ»

УДК 7.025.4:579.69

Е. А. Попихина, Е. С. Трепова, С. С. Хазова

Возможность применения обеззараживающего бокса VIAR UV-SAFE для дезинфекционной обработки документов*

Введение

В последнее время в условиях пандемии COVID-19 библиотеки столкнулись с необходимостью принимать защитные меры, предупреждающие распространение инфекции. Поскольку один из основных способов передачи вируса — контактный, а сам вирус способен выживать на бумаге до шести дней, остро стал вопрос дезинфекции документов, выдаваемых читателям на руки. Современными дезинфицирующими средствами, способными инактивировать вирус, документы обрабатывать не рекомендуется. Во многих библиотеках решением проблемы стало помещение книг на карантин на пять-семь дней, в некоторых прибегли к альтернативному методу — обработке документов в обеззараживающих боксах с помощью ультрафиолетового излучения [1].

Ультрафиолетовое излучение — электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучениями. Длины волн УФ-излучения лежат в интервале от 10 до 400 нм. Ультрафиолетовое излучение, в частности дальний ультрафиолет (УФ-С), который состоит из самой короткой волны света (100-280 нм), способно разрушать генетический материал не только вируса, но и бактерий [2-4], в связи с чем данный вид излучения целесообразно использовать и в борьбе с более распространенным видом биоповреждения документов — микроскопическими грибами. Известно, что ультрафиолетовое излучение негативно воздействует на библиотечные материалы, такие как бумага, кожа, пергамен [5-7]: чем меньше длина волны, тем вреднее излучение для любого органического материала. Поскольку одним из условий применения в консервацион-ной практике любого процесса, в том числе дезинфекционной обработки, является отсутствие его отрицательного действия на физико-механические и оптические свойства обрабатываемого материала [8-11], было проведено исследование, представленное в данной статье. Оно преследовало две задачи: 1) установить воздействие ультрафиолета на сохранность документов, а именно физико-механические и оптические характеристики бумаги и переплетных материалов после обработки в специализированных боксах для обеззараживания книг; 2) определить потенциальную возможность использования боксов для дезинфекционной обработки документов, поврежденных микромицетами.

Материалы и методы исследования

Испытания образцов библиотечных материалов проводили в обеззараживающем боксе (стерилизационная камера) VIAR UV-Safe, модель UV-S H500 (ил. 1), который оснащен тремя ультрафиолетовыми лампами серии TUV мощностью 16 Вт спектра С с длиной волны 253,7 нм. Время воздействия составляло 30, 60 и 300 с.

Для определения влияния ультрафиолетового излучения выбраны следующие материалы: — газетная бумага производства ОАО «Кондопога»;

* Работа выполнена по инициативе ООО «ВАШ АРХИВ».

— бумага из loo %-ной сульфатной целлюлозы со степенью помола 35 ШР (опытная выработка l96l г.) как аналог долговечной или тряпичной бумаги;

— ледерин, широко используемый в практике переплета;

— кожа крупного рогатого скота с нитролаковым покрытием белого цвета.

Физико-механические свойства бумаги после воздействия ультрафиолетового излучения в обеззараживающем боксе определяли в соответствии с ISO 5626:1997 на приборе MIT. Folding endurance tester. Tinuis Olsen. Критерием изменения свойств являлся показатель сопротивления излому по числу двойных перегибов (характеризует прочность волокна).

Физико-механические свойства переплетных материалов (кожи и ледерина) определялись в соответствии с ГОСТ 13525.i-79 на приборе Hounsfield. Критериями изменения свойств материалов служили следующие показатели:

— прочность на разрыв (характеризует работу разрыва межволоконных связей);

— максимальное удлинение при растяжении.

Полученные значения физико-механических характеристик бумаги и переплетных материалов после воздействия ультрафиолетового излучения сравнивали с показателями контрольных образцов по формуле i:

где No — механическая характеристика образца; подвергнувшегося ультрафиолетовому излучению; Nk — механическая характеристика образца до воздействия ультрафиолетового излучения (контроль).

Физико-механические испытания бумаги и ледерина выполнялись в продольном (машинном) направлении.

Оптические характеристики библиотечных материалов измеряли на приборе Elrepho с апертурой 34 мм. Значения цветовых координат CIE L*a*b* образцов бумаги определяли спектроколориметрическим методом оценки малых цветовых различий в равноконтрастной трехмерной системе и на основе полученных значений рассчитывали величину общего цветового различия AE по формуле 2:

где AE — общее цветовое различие; L — светлота, указывающая на интенсивность окраски и яркость цвета; а* — величина красно-зеленой составляющей; b* — величина желто-синей составляющей.

Белизну бумаги определяли по диффузионному коэффициенту отражения в синей области спектра (R) при длине волны 457 нм в соответствии с ГОСТ Р ИСО ll475-2olo.

Математическую обработку опытных данных проводили стандартными параметрическими методами.

Ил. 1. Обеззараживающий бокс (стерилизационная камера) VIAR UV-Safe, модель UV-S H500

Эффективность дезинфекционной обработки определяли по отношению к микроскопическим грибам — активным деструкторам библиотечных материалов: Aspergillus niger van Tieghem, Penicillium funiculosum Thom, Alternaría alternata (Fr.) Keissler. Образцы бумаги, пораженной микромицетами, готовили следующим образом: на поверхность образцов бумаги наносили суспензию спор грибов в дистиллированн-ной воде (1-2 млн/см3), образцы помещали в эксикатор объемом 7,5 л, инкубирование проводили в термостате при температуре (29 ± 2) °С и относительной влажности воздуха 90 % в течение семи суток.

Образцы извлекли из эксикатора и разделяли на четыре равные группы: первая, вторая и третья группы подвергались воздействию ультрафиолетового излучения в обеззараживающем боксе VIAR UV-Safe в течение 30, 60 и 300 с соответственно, четвертая группа являлась

контрольной. Затем образцы бумаги, как подвергшиеся облучению, так и контрольные, помещали на поверхность агаризованной среды Чапека — Докса, через 10-15 мин образцы удаляли с ее поверхности. Чашки помещали в термостат при температуре (29 ± 2) °С на семь суток. Затем по наличию роста микромицетов на поверхности питательной среды определяли их жизнеспособность, тем самым оценивая эффективность дезинфекционной обработки.

Результаты исследования

Результаты испытаний показали, что воздействие ультрафиолетового излучения в обеззараживающем боксе влияет на прочность газетой бумаги незначительно: после обработки в течение 30 с сопротивление излому волокна газетной бумаги снизилось на 7 %, в течение 60 с — на 15 %. Влияние на прочность бумаги из сульфатной целлюлозы снижалось более существенно — на 16 % и 27 % через 30 и 60 с соответственно (ил. 2). Однако дальнейшее увеличение продолжительности облучения до 300 с не приводит к большему снижению прочности. Таким образом, газетная бумага менее подвержена воздействию ультрафиолетового излучения, чем бумага из сульфатной целлюлозы. Большая устойчивость механических свойств газетной бумаги, в отличие от бумаги из сульфатной целлюлозы, по отношению к ультрафиолетовому излучению объяснима наличием в составе бумаге лигнина, который в некоторой степени защищает целлюлозу от ультрафиолетового излучения [12]. Следует иметь в виду, что дезинфекционная обработка бумаги в камере VIAR UV-Safe может привести к ухудшению ее прочности.

Однократная обработка ультрафиолетом в течение как 30, 60, так и 300 с не влияет на прочность межволоконных связей образцов переплетных материалов, а также их эластичность (табл. 1, 2): после обработки ультрафиолетом изменение прочности и эластичности кожи и ледерина составило 2-3 %, что находится в пределах погрешности метода.

Определение координат цвета (табл. 3) показало, что изменения общего цветового различия газетной бумаги, бумаги из сульфатной целлюлозы и переплетных материалов (кожи и ледерина) характеризуются как неощутимые (<0,5 [13-16]). Таким образом, кардинальных изменений цвета не происходит. Однако очевидно наличие накопления негативного эффекта при неоднократных обработках.

Бумага из сульфатной целлюлозы Газетная бумага

После 30 сек воздействия УФ | После 60 сек воздействия УФ После 300 сек воздействия УФ_Контроль_

Ил. 2. Сопротивление излому образцов бумаги после воздействия ультрафиолетового излучения

Реставрация и консервация исторических документов

Таблица 1

Показатели прочности (разрушающего усилия) образцов переплетных материалов после воздействия ультрафиолетового излучения

Вид материала Прочности на разрыв (разрушающее усилие) образцов переплетных материалов

30 с 60 с 300 с

После воздействия УФ До воздействия УФ (контроль) После воздействия УФ До воздействия УФ (контроль) После воздействия УФ До воздействия УФ (контроль)

Кожа 179,08 ± 6,9 175,12 ± 7,2 144,9 ± 4,8 144,05 ± 3,07 116,38 ± 3,92 118,32 ± 2,88

Ледерин 73,81 ± 3,94 75,49 ± 5,06 75,03 ± 4,12 75,49 ± 5,06 72,25 ± 4,88 75,49 ± 5,06

Таблица 2

Показатели эластичности (максимального растяжения) образцов переплетных материалов после воздействия ультрафиолетового излучения

Вид материала Максимальное удлинение образцов переплетных материалов, мм

30 с 60 с 300 с

После воздействия УФ До воздействия УФ (контроль) После воздействия УФ До воздействия УФ (контроль) После воздействия УФ До воздействия УФ (контроль)

Кожа 19,97 ± 1,9 20,53 ± 1,18 18,59 ± 1,52 18,78 ± 0,49 22,8 ± 0,75 22,67 ± 1,39

Ледерин 3,33 ± 0,16 3,41 ± 0,21 3,31 ± 0,09 3,41 ± 0,21 3,34 ± 0,19 3,41 ± 0,21

Таблица 3

Цветовые характеристики библиотечных материалов после воздействия ультрафиолетового излучения

Вид материала Время воздействия УФ Изменение яркости (ДЦ Изменение цветовых координат Общее цветовое различие (ДЕ) Диффузионный коэффициент отражения (К457), %

Да* ДЬ* До воздействия УФ После воздействия УФ

Газетная бумага 30 0,04 -0,08 -0,02 0,09 57,83 57,82

60 0,01 0,03 0,15 0,15 57,71

300 -0,1 0,09 0,12 0,18 57,51

Бумага из сульфатной целлюлозы 30 -0,02 0,03 0 0,04 81,65 81,61

60 0,05 0,01 0,16 0,17 81,55

300 -0,04 -0,02 0,43 0,43 81,00

Кожа 30 0,3 -0,05 -0,08 0,31 — —

60 0,44 0,01 0,09 0,45 — —

300 0,36 -0,16 -0,18 0,43

Ледерин 30 -0,16 -0,02 -0,08 0,18 — —

60 0 0 -0,02 0,02 _ _

300 -0,14 -0,01 -0,04 0,15 — —

В результате испытаний, проведенных в обеззараживающем боксе VIAR UV-Safe с образцами бумаги, зараженными микромицетами, дезинфицирующей способности воздействия ультрафиолетом, по отношению к видам Aspergillus niger, Pénicillium funiculosum и Alternaria alternata не обнаружено. Анализ проб с опытных образцов показал наличие обильного роста микроскопических грибов на поверхности питательной среды как на образцах, подвергнутых воздействию ультрафиолетового излучения в течение 30, 60 и 300 с, так и на контрольных образцах бумаги.

Выводы

Обработка в обеззараживающем боксе VIAR UV-Safe не влияет на основные физико-механические и оптические свойства переплетных материалов (кожи и ледерина), но способна приводить к снижению прочности и цветовых характеристик некоторых видов бумаги. В связи с этим обеззараживающий бокс VIAR UV-Safe для дезинфекционной обработки редких и ценных изданий, а также изданий, обладающих культурной и исторической ценностью, не подходит. Он может быть использован исключительно для обработки массовых изданий, а также деловой документации. Ультрафиолетовое излучение в обеззараживающем боксе (стерилизационная камера) VIAR UV-Safe (модель UV-S H500) не обладает дезинфицирующей способностью по отношению к микромицетам.

Литература

1. Велихова Т. Д., Хазова С. С Работа библиотек и защитные меры в условиях пандемии. СПб.: РНБ, 2021. 36 с.

2. Борисов Л. Б. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: учебник. М.: Медицинское информационное агентство, 2005. 736 с.

3. Ультрафиолетовый свет уничтожает коронавирус за несколько секунд. URL: https://www.vesti.ru/nauka/ article/2422202 (дата обращения: 12.05.2021).

4. Ультрафиолет: эффективная дезинфекция и безопасность. URL: https://habr.c0m/ru/p0st/500942 (дата обращения: 12.05.2021).

5. ГОСТ 7.50-2002 СИБИД. Консервация документов. Общие требования (с Поправкой). 2002. 9 с.

6. Колмакова Е. А. Музейный климат: старые и новые проблемы консервации культурного наследия // Исследования в консервации культурного наследия. Вып. 2. Материалы международной научно-методической конференции,

посвященной 50-летнему юбилею ГосНИИР. М.: Индрик, 2008. С. 126-139.

7. Консервация документов: инструктивно-методические указания / Федеральное государственное учреждение Российская национальная библиотека, Федеральный центр консервации библиотечных фондов; [сост. и ред. Т. Д. Великова; науч. ред. А. Г. Горяева, С. А. Добрусина]. СПб.: РНБ, 2020. 66 с.

8. Трепова Е. С. Системный подход при выборе фунгицидных препаратов // Естественные и технические науки. 2010. № 5 (49). С. 178-181.

9. Шепилова Е. М., Галушкин А. А., Левашова Л. Г., Ткаченко Т. С., Лоцманова Е. М. Влияние ультразвука на свойства бумаги при водной обработке документов // Сохранность и доступность культурных и исторических памятников. Современные подходы: материалы VI междунар. науч.-практ. конф. СПб: РНБ, 2010. С. 113-120.

10. Pietrzaka, K, Otlewska, A., Danielewicz, D., Dybka, K, Pangallo, D, Krakova, L, Puskarova, A, Buckova, M, Scholtz, V, Durovic, M, Surma-Slusarska, B., Demnerova, K, Gutarowska, B. Disinfection of archival documents using thyme essential oil, silvernanoparticles misting and low temperature plasma // Journal of Cultural Heritage. 2017. No. 24. P. 69-77.

11. Velikova, T. D, Trepova, E. S, Rosen, T. A. The use of biocides for the protection of library documents: before and now // Science against microbial pathogens: communicating current research and technological advances. Badajoz: Formatex Res. Center. 2011. No. 3. P. 1108-1115.

12. Gluszewski, W, Boruc, B, Kubera, H., Abbasowa, D. The use of DRS and GC to study the effects of ionizing radiation on paper artifacts // Nukleonika. 2015. Vol. 60, iss. 3. P. 665-668.

13. Добрусина С. А, Подгорная Н. И, Лобанова Н. А.. Исследование свойств фотобумаги для струйной печати в процессе светового старения // Теория и практика сохранения памятников культуры. Вып. 22. СПб.: РНБ, 2009. С. 8-17.

14. Michalski, S, Dignard, C. Ultrasonic misting. Part I. Experiments on appearance and improvement in bonding // Journal of the American Institute for Conservation. 1997. Vol. 36. P. 109-126.

15. Serup, J., Aner, T. Colorimetric quantification of erythema — a comparison of two colorimeters (Lange Micro Color and Minolta Chroma Meter CR-200) with a clinical scoring scheme and laser-Doppler flowmetry // Clinical and Experimental Dermatology. Vol. 15, no. 4. 1990. P. 267-272.

16. Sequeira, S., Casanova, C., Cabrita, E. J. Deacidification of paper using dispersions of Ca(OH)2 nanoparticles in isopropanol. Study of efficiency // Journal of Cultural Heritage. 2006. Vol. 7, no. 4. P. 264-272.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.