Sen jälkeen kun WHO julisti virallisesti COVID-19:n maailmanlaajuiseksi "pandemiaksi" 11. maaliskuuta 2020, maat ympäri maailmaa ovat yksimielisesti pitäneet desinfiointia ensimmäisenä puolustuslinjana epidemian leviämisen estämiseksi. Yhä useammat tieteelliset tutkimuslaitokset ovat kiinnostuneita ultraviolettilampun (UV) säteilydesinfioinnista: tämä desinfiointitekniikka vaatii vain vähän manuaalista käyttöä, ei lisää bakteerien vastustuskykyä ja se voidaan suorittaa etänä ilman ihmisiä. Älykäs ohjaus ja käyttö sopivat erityisesti suljettuihin julkisiin paikkoihin, joissa on suuri väkitiheys, pitkät viipymisajat ja joissa ristiininfektio on todennäköisin. Siitä on tullut epidemian ehkäisyn, steriloinnin ja desinfioinnin valtavirta. Jotta voisimme puhua ultraviolettisterilointi- ja desinfiointilamppujen alkuperästä, meidän on aloitettava hitaasti valon "ultravioletin" löytämisestä.
Ultraviolettisäteet ovat valoa, jonka taajuus on 750 THz - 30 PHz auringonvalossa, mikä vastaa aallonpituutta 400 nm - 10 nm tyhjiössä. Ultraviolettivalon taajuus on suurempi kuin näkyvä valo, eikä sitä voi nähdä paljaalla silmällä. Kauan sitten ihmiset eivät tienneet sen olemassaolosta.
Ritter (Johann Wilhelm Ritter，(1776～1810)
Sen jälkeen kun brittiläinen fyysikko Herschel löysi näkymättömät lämpösäteet, infrapunasäteet, vuonna 1800 noudattaen fysiikan käsitettä, jonka mukaan "asioilla on kaksitasoinen symmetria", saksalainen fyysikko ja kemisti Johann Wilhelm Ritter (1776-1810) löysi vuonna 1801. että näkyvän spektrin violetin pään ulkopuolella on näkymätöntä valoa. Hän havaitsi, että auringonvalospektrin violetin pään ulkopuolella oleva osa voi herkistää hopeabromidia sisältäviä valokuvafilmejä ja havaitsi siten ultraviolettivalon olemassaolon. Siksi Ritter tunnetaan myös ultraviolettivalon isänä.
Ultraviolettisäteet voidaan jakaa UVA (aallonpituus 400 nm - 320 nm, matala taajuus ja pitkä aalto), UVB (aallonpituus 320 nm - 280 nm, keskitaajuus ja keskiaalto), UVC (aallonpituus 280 nm - 100 nm, korkea taajuus ja lyhyt aalto), EUV ( 100 nm - 10 nm, erittäin korkea taajuus) 4 tyyppiä.
Vuonna 1877 Downs ja Blunt raportoivat ensimmäistä kertaa, että auringon säteily voi tappaa bakteerit elatusaineissa, mikä avasi oven myös ultraviolettisäteilyn steriloinnin ja desinfioinnin tutkimukselle ja soveltamiselle. Vuonna 1878 ihmiset havaitsivat, että ultraviolettisäteilyllä auringonvalossa on steriloiva ja desinfioiva vaikutus. Vuosina 1901 ja 1906 ihmiset keksivät elohopeakaaren, keinotekoisen ultraviolettivalolähteen ja kvartsilamput, joilla on paremmat ultraviolettivaloa läpäisevät ominaisuudet.
Vuonna 1960 UV-steriloinnin ja desinfioinnin mekanismi vahvistettiin ensimmäisen kerran. Toisaalta, kun mikro-organismeja säteilytetään ultraviolettivalolla, biologisessa solussa oleva deoksiribonukleiinihappo (DNA) absorboi ultraviolettifotonienergiaa, ja syklobutyylirengas muodostaa dimeerin kahden vierekkäisen tymiiniryhmän välille samassa DNA-molekyylin ketjussa. (tymiinidimeeri). Dimeerin muodostumisen jälkeen DNA:n kaksoiskierrerakenne vaikuttaa, RNA-alukkeiden synteesi pysähtyy dimeerissä ja DNA:n replikaatio- ja transkriptiotoiminnot estyvät. Toisaalta ultraviolettisäteilyn alaisena voi syntyä vapaita radikaaleja, jotka aiheuttavat fotoionisaatiota, mikä estää mikro-organismeja replikoitumasta ja lisääntymästä. Solut ovat herkimpiä ultraviolettifotoneille aallonpituuskaistojen lähellä 220 nm ja 260 nm, ja ne voivat absorboida tehokkaasti fotonienergiaa näillä kahdella vyöhykkeellä, mikä estää DNA:n replikaation. Suurin osa ultraviolettisäteilystä, jonka aallonpituus on 200 nm tai lyhyempi, absorboituu ilmaan, joten se on vaikea levitä pitkiä matkoja. Siksi tärkein ultraviolettisäteilyn aallonpituus sterilointia varten on keskittynyt 200 nm:n ja 300 nm:n välille. Alle 200 nm absorboituneet ultraviolettisäteet kuitenkin hajottavat ilmassa olevia happimolekyylejä ja tuottavat otsonia, jolla on myös rooli steriloinnissa ja desinfioinnissa.
Luminesenssiprosessi elohopeahöyryn virityspurkauksen kautta on tunnettu 1800-luvun alusta lähtien: höyry suljetaan lasiputkeen ja putken molemmissa päissä olevaan kahteen metallielektrodiin johdetaan jännite, jolloin muodostuu "valokaari" saa höyryn hehkumaan. Koska lasin läpäisevyys ultraviolettisäteilyyn oli tuolloin erittäin alhainen, keinotekoisia ultraviolettivalolähteitä ei ollut toteutettu.
Vuonna 1904 tohtori Richard Küch Heraeuksesta Saksasta käytti kuplatonta, erittäin puhdasta kvartsilasia luodakseen ensimmäisen kvartsi-ultraviolehopealampun, Original Hanau® Höhensonnen. Küchiä pidetään siksi ultravioletti-elohopealampun keksijänä ja edelläkävijänä keinotekoisten valonlähteiden käytössä ihmisen säteilytykseen lääketieteellisessä valoterapiassa.
Ensimmäisen kvartsi-ultravioleholampun ilmestymisestä vuonna 1904 lähtien ihmiset alkoivat tutkia sen käyttöä steriloinnin alalla. Vuonna 1907 parannettuja kvartsi-ultraviolettilamppuja markkinoitiin laajalti lääkinnällisen hoidon valonlähteenä. Vuonna 1910 Marseillessa, Ranskassa, ultravioletti-desinfiointijärjestelmää käytettiin ensimmäisen kerran kaupunkien vedenkäsittelyn tuotantokäytännössä, päivittäinen käsittelykapasiteetilla 200 m3/d. Vuoden 1920 tienoilla ihmiset alkoivat tutkia ultraviolettisäteilyä ilman desinfioinnin alalla. Vuonna 1936 ihmiset alkoivat käyttää ultraviolettisterilointitekniikkaa sairaaloiden leikkaussaleissa. Vuonna 1937 ultraviolettisterilointijärjestelmiä käytettiin ensimmäisen kerran kouluissa vihurirokon leviämisen hillitsemiseen.
1960-luvun puolivälissä ihmiset alkoivat soveltaa ultravioletti-desinfiointitekniikkaa kaupunkien jätevesien käsittelyyn. Vuodesta 1965 vuoteen 1969 Kanadan Ontarion vesivarakomissio suoritti tutkimusta ja arviointia ultravioletti-desinfiointitekniikan soveltamisesta kaupunkien jätevedenkäsittelyssä ja sen vaikutuksista vastaanottaviin vesistöihin. Vuonna 1975 Norja otti käyttöön ultravioletti-desinfioinnin ja korvasi klooridesinfioinnin sivutuotteilla. Ultravioletti-desinfioinnin soveltamisesta kaupunkien jätevesien käsittelyyn tehtiin suuri määrä varhaisia tutkimuksia.
Tämä johtui pääasiassa siitä, että tutkijat tuolloin ymmärsivät, että laajalti käytetyssä kloorausdesinfiointiprosessissa jäänyt kloori oli myrkyllistä kaloille ja muille vastaanottavan vesistön organismeille. , ja havaittiin ja vahvistettiin, että kemialliset desinfiointimenetelmät, kuten klooridesinfiointi, voivat tuottaa syöpää aiheuttavia ja geneettisiä poikkeamia sivutuotteita, kuten trihalometaaneja (THM). Nämä havainnot saivat ihmiset etsimään parempaa desinfiointimenetelmää. Vuonna 1982 kanadalainen yritys keksi maailman ensimmäisen avoimen kanavan ultravioletti-desinfiointijärjestelmän.
Vuonna 1998 Bolton osoitti ultraviolettivalon tehokkuuden alkueläinten tuhoamisessa, mikä edisti ultravioletti-desinfiointiteknologian soveltamista joissakin suurissa kaupunkien vesihuollon käsittelyissä. Esimerkiksi vuosina 1998-1999 Helsingin Vanhankaupungin ja Pitkäkosken vesilaitokset kunnostettiin ja niihin lisättiin ultravioletti-desinfiointijärjestelmät, joiden kokonaiskäsittelykapasiteetti on noin 12 000 m3/h; EL Edmontonissa Kanadassa Smith Water Supply Plant asensi myös ultravioletti-desinfiointilaitokset vuoden 2002 tienoilla, joiden päivittäinen käsittelykapasiteetti oli 15 000 m3/h.
25. heinäkuuta 2023 Kiina julkaisi kansallisen standardin "Ultraviolet germisid lamp standard number GB 19258-2003". Englanninkielinen standardinimi on: Ultraviolet germisid lamp. Kiina julkaisi 5. marraskuuta 2012 kansallisen standardin "kylmäkatodi-ultraviolettilamppujen standardinumero GB/T 28795-2012". Englanninkielinen standardinimi on: Cold cathode ultraviolet germisid lamps. Kiina julkaisi 29. joulukuuta 2022 kansallisen standardin "Energiatehokkuuden raja-arvot ja energiatehokkuustason kaasupurkauslamppujen liitäntälaitteiden määrä yleisvalaistukseen: GB 17896-2022", englanninkielinen standardin nimi: Energiatehokkuuden ja energian vähimmäisarvot. Yleisvalaistuksen kaasupurkauslamppujen liitäntälaitteiden hyötysuhdeluokat otetaan käyttöön 1.1. 2024.
Tällä hetkellä ultraviolettisterilointiteknologiasta on kehittynyt turvallinen, luotettava, tehokas ja ympäristöystävällinen desinfiointitekniikka. Ultraviolettisterilointitekniikka korvaa vähitellen perinteiset kemialliset desinfiointimenetelmät ja siitä tulee valtavirran kuivadesinfiointitekniikka. Sitä on käytetty laajasti eri aloilla kotimaassa ja ulkomailla, kuten jätekaasujen käsittelyssä, vedenkäsittelyssä, pintasterilointissa, ilman steriloinnissa jne.
Postitusaika: 08.12.2023