Από τότε που ο ΠΟΥ κήρυξε επίσημα τον COVID-19 παγκόσμια «πανδημία» στις 11 Μαρτίου 2020, οι χώρες σε όλο τον κόσμο θεωρούν ομόφωνα την απολύμανση ως την πρώτη γραμμή άμυνας για την πρόληψη της εξάπλωσης της επιδημίας. Όλο και περισσότερα επιστημονικά ερευνητικά ιδρύματα ενδιαφέρονται πολύ για την απολύμανση με ακτινοβολία υπεριώδους (UV): αυτή η τεχνολογία απολύμανσης απαιτεί ελάχιστη χειροκίνητη λειτουργία, δεν αυξάνει την αντοχή στα βακτήρια και μπορεί να πραγματοποιηθεί εξ αποστάσεως χωρίς την παρουσία ανθρώπων. Ο έξυπνος έλεγχος και η χρήση είναι ιδιαίτερα κατάλληλοι για κλειστούς δημόσιους χώρους με υψηλή πυκνότητα πλήθους, μεγάλους χρόνους παραμονής και όπου είναι πιο πιθανό να εμφανιστεί διασταυρούμενη μόλυνση. Έχει γίνει το κύριο ρεύμα πρόληψης επιδημιών, αποστείρωσης και απολύμανσης. Για να μιλήσουμε για την προέλευση των λαμπτήρων αποστείρωσης και απολύμανσης υπεριώδους, πρέπει να ξεκινήσουμε σιγά σιγά με την ανακάλυψη του φωτός «υπεριώδη».
Οι υπεριώδεις ακτίνες είναι φως με συχνότητα από 750THz έως 30PHz στο ηλιακό φως, που αντιστοιχεί σε μήκος κύματος από 400nm έως 10nm στο κενό. Το υπεριώδες φως έχει υψηλότερη συχνότητα από το ορατό φως και δεν μπορεί να δει με γυμνό μάτι. Πριν από πολύ καιρό, ο κόσμος δεν γνώριζε την ύπαρξή του.
Ρίτερ (Johann Wilhelm Ritter，(1776-1810)
Αφού ο Βρετανός φυσικός Herschel ανακάλυψε αόρατες ακτίνες θερμότητας, υπέρυθρες ακτίνες, το 1800, ακολουθώντας την έννοια της φυσικής ότι «τα πράγματα έχουν συμμετρία δύο επιπέδων», ο Γερμανός φυσικός και χημικός Johann Wilhelm Ritter, (1776-1810), ανακάλυψε το 1810. ότι υπάρχει αόρατο φως πέρα από το ιώδες άκρο του ορατού φάσματος. Ανακάλυψε ότι ένα τμήμα έξω από το ιώδες άκρο του φάσματος του ηλιακού φωτός θα μπορούσε να ευαισθητοποιήσει φωτογραφικά φιλμ που περιέχουν βρωμιούχο άργυρο, ανακαλύπτοντας έτσι την ύπαρξη υπεριώδους φωτός. Ως εκ τούτου, ο Ritter είναι επίσης γνωστός ως ο πατέρας του υπεριώδους φωτός.
Οι υπεριώδεις ακτίνες μπορούν να χωριστούν σε UVA (μήκος κύματος 400 nm έως 320 nm, χαμηλή συχνότητα και μακρύ κύμα), UVB (μήκος κύματος 320 nm έως 280 nm, μέση συχνότητα και μεσαίο κύμα), UVC (μήκος κύματος 280 nm έως 100 nm), υψηλή συχνότητα κύματος και βραχύ κύμα 100nm έως 10nm, εξαιρετικά υψηλό συχνότητα) 4 είδος.
Το 1877, οι Downs και Blunt ανέφεραν για πρώτη φορά ότι η ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να σκοτώσει τα βακτήρια στα μέσα καλλιέργειας, γεγονός που άνοιξε επίσης την πόρτα στην έρευνα και την εφαρμογή της αποστείρωσης και της απολύμανσης με υπεριώδη ακτινοβολία. Το 1878, οι άνθρωποι ανακάλυψαν ότι οι υπεριώδεις ακτίνες στο ηλιακό φως έχουν αποστειρωτική και απολυμαντική δράση. Το 1901 και το 1906, οι άνθρωποι ανακάλυψαν το τόξο υδραργύρου, μια τεχνητή πηγή υπεριώδους φωτός και λαμπτήρες χαλαζία με καλύτερες ιδιότητες μετάδοσης υπεριώδους φωτός.
Το 1960 επιβεβαιώθηκε για πρώτη φορά ο μηχανισμός αποστείρωσης και απολύμανσης με υπεριώδη ακτινοβολία. Από τη μία πλευρά, όταν οι μικροοργανισμοί ακτινοβολούνται από το υπεριώδες φως, το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) στο βιολογικό κύτταρο απορροφά την υπεριώδη ενέργεια φωτονίων και ένας δακτύλιος κυκλοβουτυλίου σχηματίζει ένα διμερές μεταξύ δύο γειτονικών ομάδων θυμίνης στην ίδια αλυσίδα του μορίου DNA. (διμερές θυμίνης). Αφού σχηματιστεί το διμερές, επηρεάζεται η δομή της διπλής έλικας του DNA, η σύνθεση των εκκινητών RNA θα σταματήσει στο διμερές και οι λειτουργίες αντιγραφής και μεταγραφής του DNA παρεμποδίζονται. Από την άλλη πλευρά, οι ελεύθερες ρίζες μπορούν να δημιουργηθούν υπό υπεριώδη ακτινοβολία, προκαλώντας φωτοϊοντισμό, εμποδίζοντας έτσι τους μικροοργανισμούς να αναπαραχθούν και να αναπαραχθούν. Τα κύτταρα είναι πιο ευαίσθητα στα υπεριώδη φωτόνια στις ζώνες μήκους κύματος κοντά στα 220 nm και 260 nm και μπορούν να απορροφήσουν αποτελεσματικά την ενέργεια φωτονίων σε αυτές τις δύο ζώνες, αποτρέποντας έτσι την αντιγραφή του DNA. Το μεγαλύτερο μέρος της υπεριώδους ακτινοβολίας με μήκος κύματος 200 nm ή μικρότερο απορροφάται στον αέρα, επομένως είναι δύσκολο να εξαπλωθεί σε μεγάλες αποστάσεις. Επομένως, το κύριο μήκος κύματος υπεριώδους ακτινοβολίας για την αποστείρωση συγκεντρώνεται μεταξύ 200 nm και 300 nm. Ωστόσο, οι υπεριώδεις ακτίνες που απορροφώνται κάτω από τα 200 nm θα αποσυνθέσουν μόρια οξυγόνου στον αέρα και θα παράγουν όζον, το οποίο θα παίξει επίσης ρόλο στην αποστείρωση και την απολύμανση.
Η διαδικασία της φωταύγειας μέσω μιας διεγερμένης εκκένωσης ατμών υδραργύρου είναι γνωστή από τις αρχές του 19ου αιώνα: ο ατμός περικλείεται σε έναν γυάλινο σωλήνα και μια τάση εφαρμόζεται σε δύο μεταλλικά ηλεκτρόδια στα δύο άκρα του σωλήνα, δημιουργώντας έτσι ένα «τόξο φωτός» », κάνοντας τον ατμό να λάμπει. Δεδομένου ότι η μετάδοση του γυαλιού στο υπεριώδες ήταν εξαιρετικά χαμηλή εκείνη την εποχή, δεν είχαν γίνει αντιληπτές πηγές τεχνητού υπεριώδους φωτός.
Το 1904, ο Δρ. Richard Küch της Heraeus στη Γερμανία χρησιμοποίησε γυαλί χαλαζία υψηλής καθαρότητας χωρίς φυσαλίδες για να δημιουργήσει τον πρώτο λαμπτήρα υπεριώδους υδραργύρου χαλαζία, Original Hanau® Höhensonne. Ως εκ τούτου, ο Küch θεωρείται ο εφευρέτης της υπεριώδους λάμπας υδραργύρου και πρωτοπόρος στη χρήση τεχνητών πηγών φωτός για την ανθρώπινη ακτινοβολία στην ιατρική φωτοθεραπεία.
Δεδομένου ότι η πρώτη λάμπα χαλαζία υπεριώδους υδραργύρου εμφανίστηκε το 1904, οι άνθρωποι άρχισαν να μελετούν την εφαρμογή της στον τομέα της αποστείρωσης. Το 1907, βελτιωμένοι λαμπτήρες υπεριώδους χαλαζία διατέθηκαν ευρέως στο εμπόριο ως πηγή φωτός για ιατρική θεραπεία. Το 1910, στη Μασσαλία της Γαλλίας, το σύστημα απολύμανσης με υπεριώδη ακτινοβολία χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στην παραγωγική πρακτική επεξεργασίας αστικής παροχής νερού, με ημερήσια δυναμικότητα επεξεργασίας 200 m3/ημέρα. Γύρω στο 1920, οι άνθρωποι άρχισαν να μελετούν την υπεριώδη ακτινοβολία στον τομέα της απολύμανσης του αέρα. Το 1936, οι άνθρωποι άρχισαν να χρησιμοποιούν τεχνολογία αποστείρωσης με υπεριώδη ακτινοβολία σε χειρουργικές αίθουσες νοσοκομείων. Το 1937, τα συστήματα αποστείρωσης με υπεριώδη ακτινοβολία χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά στα σχολεία για τον έλεγχο της εξάπλωσης της ερυθράς.
Στα μέσα της δεκαετίας του 1960, οι άνθρωποι άρχισαν να εφαρμόζουν τεχνολογία απολύμανσης υπεριώδους στην επεξεργασία αστικών λυμάτων. Από το 1965 έως το 1969, η Επιτροπή Υδάτινων Πόρων του Οντάριο στον Καναδά διεξήγαγε έρευνα και αξιολόγηση σχετικά με την εφαρμογή της τεχνολογίας απολύμανσης με υπεριώδη ακτινοβολία στην επεξεργασία αστικών λυμάτων και τον αντίκτυπό της στα υδατικά συστήματα υποδοχής. Το 1975, η Νορβηγία εισήγαγε την απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία, αντικαθιστώντας την απολύμανση με χλώριο με υποπροϊόντα. Ένας μεγάλος αριθμός πρώιμων μελετών διεξήχθη σχετικά με την εφαρμογή της απολύμανσης με υπεριώδη ακτινοβολία στην επεξεργασία των αστικών λυμάτων.
Αυτό οφειλόταν κυρίως στο γεγονός ότι οι επιστήμονες εκείνη την εποχή συνειδητοποίησαν ότι το υπολειμματικό χλώριο στην ευρέως χρησιμοποιούμενη διαδικασία απολύμανσης με χλωρίωση ήταν τοξικό για τα ψάρια και άλλους οργανισμούς στο υδάτινο σώμα υποδοχής. , και ανακαλύφθηκε και επιβεβαιώθηκε ότι οι μέθοδοι χημικής απολύμανσης, όπως η απολύμανση με χλώριο, μπορούν να παράγουν υποπροϊόντα καρκινογόνων και γενετικών εκτροπών όπως τα τριαλομεθάνια (THMs). Αυτά τα ευρήματα ώθησαν τους ανθρώπους να αναζητήσουν μια καλύτερη μέθοδο απολύμανσης. Το 1982, μια καναδική εταιρεία εφηύρε το πρώτο στον κόσμο σύστημα απολύμανσης υπεριώδους ανοιχτού καναλιού.
Το 1998, ο Bolton απέδειξε την αποτελεσματικότητα του υπεριώδους φωτός στην καταστροφή των πρωτόζωων, προωθώντας έτσι την εφαρμογή της τεχνολογίας απολύμανσης με υπεριώδη ακτινοβολία σε ορισμένες επεξεργασίες αστικής παροχής νερού μεγάλης κλίμακας. Για παράδειγμα, μεταξύ 1998 και 1999, οι εγκαταστάσεις ύδρευσης Vanhakaupunki και Pitkäkoski στο Ελσίνκι της Φινλανδίας ανακαινίστηκαν αντίστοιχα και προστέθηκαν συστήματα απολύμανσης με υπεριώδη ακτινοβολία, με συνολική ικανότητα επεξεργασίας περίπου 12.000 m3/h. Η EL στο Έντμοντον του Καναδά Η μονάδα ύδρευσης Smith εγκατέστησε επίσης εγκαταστάσεις απολύμανσης με υπεριώδη ακτινοβολία γύρω στο 2002, με ημερήσια ικανότητα επεξεργασίας 15.000 m3/h.
Στις 25 Ιουλίου 2023, η Κίνα δημοσίευσε το εθνικό πρότυπο "Ultraviolet microcidal lamp standard number GB 19258-2003". Η αγγλική τυπική ονομασία είναι: Ultraviolet microcidal lamp. Στις 5 Νοεμβρίου 2012, η Κίνα κυκλοφόρησε το εθνικό πρότυπο «Λαμπτήρες ψυχρής καθόδου υπεριώδους μικροβιοκτόνου πρότυπου αριθμού GB/T 28795-2012». Η αγγλική τυπική ονομασία είναι: Μικροβιοκτόνοι υπεριώδεις λαμπτήρες ψυχρής καθόδου. Στις 29 Δεκεμβρίου 2022, η Κίνα δημοσίευσε το εθνικό πρότυπο "Οριακές τιμές ενεργειακής απόδοσης και επίπεδο ενεργειακής απόδοσης Τυπικός αριθμός στραγγαλιστικών πηνίων για λαμπτήρες εκκένωσης αερίου για γενικό φωτισμό: GB 17896-2022", αγγλικό πρότυπο όνομα: Ελάχιστες επιτρεπόμενες τιμές ενεργειακής απόδοσης και ενέργειας βαθμοί απόδοσης στραγγαλιστικών πηνίων για λαμπτήρες εκκένωσης αερίου για γενικό φωτισμό θα είναι τέθηκε σε εφαρμογή την 1η Ιανουαρίου 2024.
Επί του παρόντος, η τεχνολογία αποστείρωσης με υπεριώδη ακτινοβολία έχει εξελιχθεί σε μια ασφαλή, αξιόπιστη, αποτελεσματική και φιλική προς το περιβάλλον τεχνολογία απολύμανσης. Η τεχνολογία αποστείρωσης με υπεριώδη ακτινοβολία αντικαθιστά σταδιακά τις παραδοσιακές μεθόδους χημικής απολύμανσης και γίνεται η κύρια τεχνολογία ξηρής απολύμανσης. Έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε διάφορους τομείς στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, όπως επεξεργασία αερίων αποβλήτων, επεξεργασία νερού, αποστείρωση επιφανειών, αποστείρωση αέρα κ.λπ.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-08-2023