Откакто СЗО официално обяви COVID-19 за глобална „пандемия“ на 11 март 2020 г., страните по света единодушно смятат дезинфекцията за първа линия на защита за предотвратяване на разпространението на епидемията. Все повече научноизследователски институции се интересуват много от дезинфекцията с ултравиолетова (UV) лампа: тази технология за дезинфекция изисква минимална ръчна работа, не повишава бактериалната резистентност и може да се извършва дистанционно без присъствие на хора. Интелигентният контрол и използване са особено подходящи за затворени обществени места с висока гъстота на тълпи, продължително време на престой и където е най-вероятно да възникне кръстосана инфекция. Това се превърна в основен поток за превенция на епидемии, стерилизация и дезинфекция. За да говорим за произхода на ултравиолетовите лампи за стерилизация и дезинфекция, трябва да започнем бавно с откриването на "ултравиолетовата" светлина.
Ултравиолетовите лъчи са светлина с честота от 750THz до 30PHz при слънчева светлина, съответстваща на дължина на вълната от 400nm до 10nm във вакуум. Ултравиолетовата светлина има по-висока честота от видимата светлина и не може да се види с просто око. Преди много време хората не знаеха, че съществува.
Ритър (Йохан Вилхелм Ритер，(1776～1810）
След като британският физик Хершел открива невидимите топлинни лъчи, инфрачервените лъчи, през 1800 г., придържайки се към концепцията на физиката, че „нещата имат симетрия на две нива“, немският физик и химик Йохан Вилхелм Ритер (1776-1810), открива през 1801 г. че има невидима светлина отвъд виолетовия край на видимия спектър. Той открива, че част извън виолетовия край на спектъра на слънчевата светлина може да направи чувствителни фотографски филми, съдържащи сребърен бромид, като по този начин открива съществуването на ултравиолетова светлина. Затова Ритър е известен още като бащата на ултравиолетовата светлина.
Ултравиолетовите лъчи могат да бъдат разделени на UVA (дължина на вълната 400nm до 320nm, ниска честота и дълга вълна), UVB (дължина на вълната 320nm до 280nm, средна честота и средна вълна), UVC (дължина на вълната 280nm до 100nm, висока честота и къса вълна), EUV ( 100nm до 10nm, ултра висока честота) 4 вида.
През 1877 г. Даунс и Блънт съобщават за първи път, че слънчевата радиация може да убива бактериите в хранителната среда, което също отваря вратата за изследване и прилагане на ултравиолетова стерилизация и дезинфекция. През 1878 г. хората откриват, че ултравиолетовите лъчи на слънчевата светлина имат стерилизиращ и дезинфекциращ ефект. През 1901 и 1906 г. хората изобретяват живачната дъга, изкуствен източник на ултравиолетова светлина, и кварцови лампи с по-добри свойства за предаване на ултравиолетова светлина.
През 1960 г. за първи път е потвърден механизмът на ултравиолетова стерилизация и дезинфекция. От една страна, когато микроорганизмите се облъчват с ултравиолетова светлина, дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК) в биологичната клетка абсорбира ултравиолетова фотонна енергия и циклобутилов пръстен образува димер между две съседни тиминови групи в една и съща верига на ДНК молекулата. (тимин димер). След образуването на димера, структурата на двойната спирала на ДНК е засегната, синтезът на РНК праймери ще спре в димера и функциите на репликация и транскрипция на ДНК са възпрепятствани. От друга страна, свободните радикали могат да се генерират при ултравиолетово облъчване, причинявайки фотойонизация, като по този начин предотвратяват репликацията и възпроизвеждането на микроорганизмите. Клетките са най-чувствителни към ултравиолетовите фотони в лентите с дължина на вълната близо до 220 nm и 260 nm и могат ефективно да абсорбират фотонната енергия в тези две ленти, като по този начин предотвратяват репликацията на ДНК. По-голямата част от ултравиолетовото лъчение с дължина на вълната 200n или по-къса се абсорбира във въздуха, така че е трудно да се разпространява на дълги разстояния. Следователно основната дължина на вълната на ултравиолетовото лъчение за стерилизация е концентрирана между 200 nm и 300 nm. Въпреки това ултравиолетовите лъчи, абсорбирани под 200 nm, ще разложат кислородните молекули във въздуха и ще произведат озон, който също ще играе роля при стерилизацията и дезинфекцията.
Процесът на луминесценция чрез възбуден разряд на живачни пари е известен от началото на 19 век: парата е затворена в стъклена тръба и напрежението се прилага към два метални електрода в двата края на тръбата, като по този начин се създава "дъга от светлина" ”, карайки парата да свети. Тъй като пропускливостта на стъклото към ултравиолетовите лъчи беше изключително ниска по това време, изкуствени източници на ултравиолетова светлина не бяха реализирани.
През 1904 г. д-р Richard Küch от Heraeus в Германия използва кварцово стъкло без мехурчета с висока чистота, за да създаде първата кварцова ултравиолетова живачна лампа, Original Hanau® Höhensonne. Следователно Küch се счита за изобретател на ултравиолетовата живачна лампа и пионер в използването на изкуствени източници на светлина за облъчване на хора в медицинската светлинна терапия.
Откакто първата кварцова ултравиолетова живачна лампа се появи през 1904 г., хората започнаха да изучават нейното приложение в областта на стерилизацията. През 1907 г. подобрени кварцови ултравиолетови лампи бяха широко пуснати на пазара като източник на светлина за медицинско лечение. През 1910 г. в Марсилия, Франция, системата за ултравиолетова дезинфекция е използвана за първи път в производствената практика на градско водоснабдяване с дневен капацитет на пречистване от 200 m3/d. Около 1920 г. хората започват да изучават ултравиолетовите лъчи в областта на дезинфекцията на въздуха. През 1936 г. хората започват да използват технология за ултравиолетова стерилизация в болничните операционни зали. През 1937 г. системите за ултравиолетова стерилизация са използвани за първи път в училищата за контрол на разпространението на рубеола.
В средата на 60-те години хората започнаха да прилагат технология за ултравиолетова дезинфекция при пречистване на градските отпадъчни води. От 1965 г. до 1969 г. Комисията по водните ресурси на Онтарио в Канада проведе проучване и оценка на приложението на технологията за ултравиолетова дезинфекция при пречистване на градските отпадъчни води и нейното въздействие върху приемащите водни тела. През 1975 г. Норвегия въвежда ултравиолетова дезинфекция, заменяйки дезинфекцията с хлор със странични продукти. Бяха проведени голям брой ранни проучвания за приложението на ултравиолетовата дезинфекция при пречистването на градските отпадъчни води.
Това се дължи главно на факта, че учените по това време осъзнават, че остатъчният хлор в широко използвания процес на дезинфекция с хлориране е токсичен за рибите и другите организми в приемащия воден обект. , и беше открито и потвърдено, че методите за химическа дезинфекция като дезинфекция с хлор могат да произведат канцерогенни и генетични странични продукти като трихалометани (THMs). Тези открития подтикнаха хората да търсят по-добър метод за дезинфекция. През 1982 г. канадска компания изобрети първата в света система за ултравиолетова дезинфекция с отворен канал.
През 1998 г. Болтън доказа ефективността на ултравиолетовата светлина при унищожаването на протозои, като по този начин насърчи прилагането на технология за ултравиолетова дезинфекция в някои широкомащабни процедури за градско водоснабдяване. Например между 1998 г. и 1999 г. водоснабдителните инсталации Vanhakaupunki и Pitkäkoski в Хелзинки, Финландия, бяха реновирани съответно и бяха добавени системи за ултравиолетова дезинфекция с общ капацитет за пречистване от приблизително 12 000 m3/h; EL в Едмънтън, Канада, Smith Water Supply Plant също инсталира съоръжения за ултравиолетова дезинфекция около 2002 г. с дневен капацитет за пречистване от 15 000 m3/h.
На 25 юли 2023 г. Китай обнародва националния стандарт „Стандартен номер на ултравиолетова бактерицидна лампа GB 19258-2003“. Английското стандартно име е: Ultraviolet germicidal lamp. На 5 ноември 2012 г. Китай обнародва националния стандарт „Ултравиолетови бактерицидни лампи със студен катод, стандартен номер GB/T 28795-2012“. Английското стандартно наименование е: ултравиолетови бактерицидни лампи със студен катод. На 29 декември 2022 г. Китай обнародва „Гранични стойности на енергийна ефективност и ниво на енергийна ефективност Стандартен брой баласти за газоразрядни лампи за общо осветление: GB 17896-2022“ национален стандарт, име на английски стандарт: Минимални допустими стойности на енергийна ефективност и енергия степени на ефективност на баласти за газоразрядни лампи за общо осветление ще бъдат въведени на 1 януари 2024 г.
Понастоящем технологията за ултравиолетова стерилизация се е превърнала в безопасна, надеждна, ефективна и екологична технология за дезинфекция. Технологията за ултравиолетова стерилизация постепенно измества традиционните методи за химическа дезинфекция и се превръща в основна технология за суха дезинфекция. Той е широко използван в различни области у нас и в чужбина, като обработка на отпадъчни газове, обработка на вода, повърхностна стерилизация, стерилизация на въздух и др.
Време на публикуване: 8 декември 2023 г