Чистые поезда: новые технологии для обеззараживания воздуха, воды и поверхностей в вагонах

Благодаря установкам для дезинфекции, поезда могут по праву считаться одним из самых безопасных видов транспорта.

Материал подготовлен при поддержке АО «Трансмашхолдинг»

В 2020 году мир оказался в новой реальности: люди гораздо чаще стали мыть руки, пользоваться антисептиками, носить маски и перчатки. Но большие скопления людей — например, в общественном транспорте — все равно остаются недостаточно безопасными. Если, конечно, в них нет систем очистки и дезинфекции, способных инактивировать бактерии и вирусы. А такие технологии уже существуют. Одни начали применять задолго до появления COVID-19, другие пока только проходят испытания.

В пассажирских вагонах поездов дальнего следования, городских электропоездах «Иволга», пригородных электропоездах ЭП2Д, а также в поездах метро серии «Ока» и «Москва» устанавливаются системы обеззараживания воздуха. Эти системы выпускает российская компания по заказу «Трансмашхолдинга», который производит этот подвижной состав. В основе работы обеззараживающих воздух систем – способность ультрафиолетового излучения уничтожать бактерии и вирусы.

Внутри каждой такой установки находится бактерицидная амальгамная ультрафиолетовая лампа. УФ-излучение с длиной волны порядка 254 нанометров убивает бактерии и вирусы. Но недостаточно просто установить ультрафиолетовые лампы: в вагонах ограничено пространство и электрическая мощность, поэтому в установках обеззараживания воздуха применяется комплексный подход.

Бактерицидные установки монтируются в канале рециркуляционного воздуха. Этот воздух постоянно забирается из вагона в систему вентиляции и кондиционирования, там очищается и обеззараживается, к нему добавляется свежий воздух извне транспортного средства через систему фильтрации, а потом поток опять поступает в вагон.

Установки обеспечения микроклимата рассчитаны на обработку от 500 до 4000 м3 воздуха в час, но обычное значение — 2500 м3.

Эти расчеты приблизительные. Но санитарные правила по обеспечению микроклимата являются одними из самых жестких в мире: нужно соблюдать нормативы по подаче и скорости движения воздуха, температурному режиму, по количеству микрофлоры. И при расчётной мощности установок обеззараживания, отличающейся для разных видов подвижного состава, эти требования выполняются.

По СП 2.5.1198-03 общее число микробов и вирусов в вагоне не должно превышать 2 000 колониеобразующих единиц на кубический метр, из них болезнетворных штаммов должно быть не больше 60, что является безопасным для человека.

Эффективность этих установок, которые сегодня интегрируются во все вагоны «Трансмашхолдинга», подтверждают испытания: они проводятся в три этапа во Всероссийском научно-исследовательский институте железнодорожной гигиены Роспотребнадзора.

Первый этап — лабораторные испытания, которые проходят на макете. Проверяют, может ли бактерицидная установка обеспечить выполнение санитарных правил.

Второй этап — это натурные испытания в климатической камере, установленной на «Тверском вагоностроительном заводе» «Трансмашхолдинга», который производит вагоны дальнего следования, а также электропоезда «Иволга». Вагон помещали в эту камеру, ее нагревали до 30 градусов, чтобы обеспечить рботу кондиционера. Испытания проводились с привлечением волонтеров. В течение первых суток обеззараживающая установка была отключена. Люди, как и любые другие живые организмы, имеют собственную микрофлору, в состав которой также входят бактерии и вирусы, которые, в свою очередь, распространяются по воздуху. Специалисты с определенной периодичностью отбирали пробы воздуха, опечатывали их и отправляли в лабораторию. Во вторые сутки включают установку обеззараживания воздуха, которая уничтожает микробы. Пробы берут с той же периодичностью, а потом строится кривая, которая четко показывает динамику, как после начала работы установки содержание микрофлоры в воздухе приходит до нормативных значений.

Третий этап включал в себя ходовые испытания с волонтерами на железнодорожной инфраструктуре. В реальной жизни условия всегда отличаются от тех, которые можно смоделировать в климатической камере, поэтому такой этап очень важен. Например, в рамках таких испытаний специально выделенный пассажирский купейный вагон отправлялся по маршруту «Москва-Адлер-Москва» для получения результатов всесторонних испытаний по работе установок в пассажирских вагонах. По пути на юг установка не работала, на обратном пути — работала. Также отбирались пробы, которые показывали эффективность обеззараживания.

Схожие обеззараживающие системы можно применять не только в пассажирских вагонах — еще в автобусах, вагонах трамваев, электробусах, на теплоходах и даже в кабинах лифтов.

Сейчас такими установками оборудовано более 6 000 вагонов дальнего следования, больше 400 электропоездов и больше 350 поездов метро. Новые вагоны, которые выпускаются сейчас по контракту с «Трансмашхолдингом», производят уже с обеззараживающими установками.

В вагонах предусмотрена специальная установка обеззараживания воды, которая работает по тому же самому принципу обработки УФ-излучением, что и система для воздуха. Установка для воды, которая поступает в краны в туалетных комнатах, размещена в подкрышевом пространстве около водяных баков вагона и она оборудована встроенным насосом, который постоянно отбирает воду из бака, прокачивает ее через колбу, внутри которой находится УФ-лампа, убивающая микроорганизмы. Если в вагоне кто-то открывает кран, то воду он получает не из бака, а из установки, только что обеззараженную.

Установки обеззараживания воды тоже прошли испытания. В ходе них в лабораторных условиях через систему обеззараживания пропускали воду, искусственно обсеменную микроорганизмами. Тесты показали, что ультрафиолет эффективно работает с различными типами микроорганизмов.

Если говорить об обеззараживании питьевой воды, то это новая история для железнодорожных вагонов. Раньше холодную воду для питья пассажиры могли получить из кулеров, которые предусматривали подачу воды из больших бутылей. В них вода также была чистой и не застаивалась, но постоянно менять бутыли – неэффективно и дорого. Нужна была система, которая позволяла бы использовать для питья воду из системы водоснабжения.

В результате, было принято решение использовать ультрафиолетовые системы для того, чтобы обеззараживать воду непосредственно перед ее попаданием в стакан, однако использовать УФ-лампы нельзя, так как они долго — до минуты — «разжигаются», а пассажир не должен ждать. Нужен был компактный обеззараживатель, который быстро бы начинал работать. Выход нашли — вместо привычных ламп стали использовать УФ-светодиоды.

Ультрафиолетовые светодиоды в компактном обеззараживателе, расположенном внутри современных пурифайеров, обрабатывают небольшие объемы воды, зато они максимально эффективны, а для пассажиров их работа и вовсе незаметна: нажал на кнопку — получил стакан чистой воды.

Такие установки есть в вагонах нового модельного ряда от Тверского вагоностроительного завода «Трансмашхолдинга», которые сегодня работают на маршрутах «Москва-Белгород» и «Москва-Владивосток», а также недавно поступили на Приволжскую и Забайкальскую железные дороги. Постепенно вагонов с такими установками будет еще больше – ФПК заказали у производителя более 3,7 тысяч новых вагонов до 2025 года.

Система, которая поможет уничтожить микробы на поверхностях вагона, например, в самом салоне, в туалете, а также в душе, пока находится в разработке.

Больше пяти лет назад УФ-светильники с единым блоком управления стали использоваться в метрополитене Москвы. При обслуживании вагонов такие светильники размещаются в вагоне, персонал покидает салон поезда и с помощью блока управления светильники включают и ждут в течение часа-двух, когда они закончат дезинфицировать поверхности. Как показывают испытания, это работает. Но такие мощные установки можно использовать при подготовке подвижного состава к рейсу, а не в пути следования.

Открытый источник ультрафиолета должен функционировать только в том случае, если в помещении нет человека. Для безопасности в системе будут использоваться датчики движения и объема. Поскольку туалетное помещение небольшое, то датчик объема позволит гарантированно сделать вывод, занята туалетная комната или нет. И пока туалет свободен, он будет обрабатываться ультрафиолетовым источником.