radiații ultraviolete germicid

Această intrare sau secțiune despre medicină nu menționează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Această intrare sau secțiune despre medicamente nu este încă formatată conform standardelor . Contribuiți la îmbunătățirea acestuia în conformitate cu convențiile Wikipedia . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

O parte din conținutul afișat ar putea genera situații periculoase sau daune. Informațiile au doar scop ilustrativ, nu sunt îndemnatoare sau didactice. Utilizarea Wikipedia este pe propriul dvs. risc: citiți avertismentele .

Radiațiile ultraviolete germicid, in „iradiere germicidă Ultraviolet“ engleză (UVGI), este o sterilizare metodă care utilizează ultraviolete (UV) de lumină cu lungimi de undă cuprinse în banda UV-C (între 100 și 280 nanometri ), care modifică ADN - ul sau ARN - ul microorganismele și, astfel, le impiedica de reproducere sau de a fi dăunătoare.
Acesta este utilizat într-o varietate de aplicații, de exemplu dezinfectarea alimentelor, a apei și a aerului. Lumina UV a fost considerat un celular mutagenă pentru mai mult de un secol.

Razele UV în cauză sunt rare pe Pământ , deoarece blocurile atmosfera ei. Utilizarea unui dispozitiv UVGI în medii, cum ar fi sistemele de apă și de recirculare a aerului ucide microorganismele patogene, virusurilor și mucegaiuri. Combinat cu un sistem de filtrare se pot elimina microorganismele periculoase din aceste medii.

UV-C este dăunătoare pentru oameni și alte forme de viață .

Istorie

Acțiunea germicidă a radiațiilor ultraviolete a fost descoperit la sfârșitul secolului al 19-lea. Aplicarea sistemului UVGI de sterilizare a fost o practică acceptată încă din secolul al XX-lea la mijlocul. ^[1] A fost utilizat pentru prima dată în medicină și pentru sterilizarea instrumentelor. In 1903 Niels Finsen a câștigat Premiul Nobel pentru Medicina pentru utilizarea de raze UV împotriva tuberculozei pielii. Acesta a fost, de asemenea, utilizat pentru sterilizarea apei potabile și poluate. Folosirea luminii ultraviolete pentru dezinfectarea apei potabile date înapoi la 1916 în Statele Unite. În ultimii ani, sistemul UVGI a găsit noi aplicații în aer sanitare.

Cum sistemul UVGI funcționează

Lumina ultravioletă este radiații electromagnetice cu lungimi de undă mai scurte decât cele ale luminii. UV pot fi împărțite în mai multe categorii, categoria scurt (UVC) este considerată „UV germicida“. La anumite lungimi de undă UV este dăunătoare pentru bacterii, virusuri și alte microorganisme. La o lungime de undă de 2537 angstromi (254 nm), UV distruge legaturile moleculare in ADN-ul microorganismelor, care produc dimerii timină în ADN-ul lor și să le distrugă, făcându-le inofensive sau împiedică creșterea și reproducerea lor. Este un proces similar cu efectul UV lungime de undă mai mare (UVB) pe oameni, cum ar fi arsuri de soare sau efectul orbitor al luminii. Microorganismele au o protecție slabă UV și nu poate supraviețui expunere prelungită.

Un sistem UVGI este conceput pentru a expune medii, cum ar fi containere de apă, încăperi închise și sisteme de aer condiționat pentru a UV germicida. Expunerea vine de la lămpile germicide care emit radiații UV germicida la lungimea de undă corectă, care iradiază mediul înconjurător.

Eficacitate

UVGI este o metodă foarte eficientă de a distruge microorganismele. Eficacitatea depinde de mulți factori: cantitatea de timp de expunere, variațiile de putere ale sursei UV care afectează lungimea de undă electromagnetică, prezența particulelor care pot proteja microorganismele din UV și capacitatea microorganismelor de a rezista la radiatii in timpul expunerii. În multe sisteme eficiența este crescută prin circulația repetată a apei sau a aerului, pentru a crește probabilitatea ca radiațiile ultraviolete vor lovi microorganismele și pentru a le iradieze de mai multe ori.

Eficacitatea acestei metode de sterilizare depinde și de configurația mediului: un mediu în care există obstacole în lumina lămpii UV nu este eficient. În aceste cazuri, eficacitatea depinde de unde lampa UV este poziționată. O altă problemă care împiedică UVGI este praf sau alte lucruri care pot haina lampa, reducând efectul. În plus, lămpile necesită înlocuirea anuală și servicii de curățenie, la intervale regulate.

Materialul lampa este realizat din poate contribui, de asemenea, la absorbția razelor germicide. O creștere a eficienței poate fi realizată prin utilizarea de reflecție. Aluminiu are cea mai mare rata de reflecție în comparație cu alte metale, și este foarte util pentru a reflecta UV.

Răcirea lampa din cauza proiectului poate reduce, de asemenea, eficacitatea radiațiilor UV.

Inactivarea microorganismelor

Gradul de inactivare prin intermediul radiației ultraviolete este direct proporțională cu doza de UV aplicată apei. Dozare, un produs de intensitate a luminii UV si timpul de expunere, se măsoară în microwati pe secundă pe centimetru pătrat: ew · s / ^{cm2. [ fără sursă ]} Dozajele de la 2000 până la 8000 ew · s / ^cm2 ucide 90% din bacterii. Doza necesară pentru inactivarea paraziților mai mari, cum ar fi Cryptosporidium, este mai mică. ^{[ fără sursă ]}

Realizarea sistemului UVGI

Același subiect în detaliu: lampă germicid .

UV germicid este asigurată de o lampă cu vapori de mercur, care emite UV la lungimea de undă germicide. vapori de mercur la emit 254 nm. Multe lămpi UV germicide folosesc transformatoare speciale pentru a asigura un flux constant de energie electrică și menținerea constantă a lungimii de undă. Deoarece UV germicida are o lățime de bandă îngustă, fluctuațiile de putere ar putea face dezinfecția ineficiente. În unele cazuri, lămpi UVGI electrodeless poate fi excitat cu microunde, oferindu-le o lungă, de viață stabilă și alte beneficii. Acest lucru este cunoscut sub numele de „UV cu microunde“.

Avantaje și dezavantaje

Beneficii
Sistemele de tratare a apelor pot fi folosite pentru apa de suprafață și fântâni. Tratamentul UV compară favorabil cu alte sisteme de dezinfecție în ceea ce privește costul, forței de muncă și nevoia de personal specializat pentru operațiuni.

OMS a calculat ca purificarea apei cu raze UV costă 2 cenți SUA per 1000 de litri de apă. ^[1]

Dezavantaje
Sistemul de dezinfecție UV este în principal eficient pentru tratarea apei foarte pure. Particulele în suspensie sunt o problemă, deoarece acestea pot proteja microorganismele de lumină UV. Cu toate acestea, sistemul UV poate fi cuplat la un pre-filtru pentru a clarifica apa și de a îmbunătăți acțiunea luminii și pentru a elimina organisme mai mari. Un alt factor cheie este viteza de curgere: în cazul în care debitul este prea repede, apa va trece prin expunerea la UV, fără suficientă, în cazul în care debitul este prea lent, căldura ar putea construi și deteriora lampa UV.

pericole potențiale

La anumite lungimi de unda (inclusiv UVCs) UV este dăunătoare pentru oameni și alte forme de viață. ^{[2] [3]}

Utilizarea dispozitivelor UVGI necesită măsuri de siguranță, cum ar fi de exemplu avertismente (semne de avertizare, avertizare a echipamentului în exploatare, informații referitoare la riscuri) și, dacă este necesar, de protecție personală (eyecups, mănuși, etc.). ^[4]

În multe dispozitive UVGI lămpile sunt protejate sau sunt în medii care să limiteze expunerea, de exemplu , un recipient cu apă închis sau un sistem de circulație a aerului închis, de multe ori cu dispozitive de blocare , care opri UV lămpi în mod automat în cazul în care sistemul este deschis pentru accesul persoanelor. Pericolul este proporțională cu timpul de expunere. ^[5]

La om, expunerea pielii la lungimi de unda de lumina UV germicide poate produce arsuri și (în unele cazuri), cancer de piele. Expunerea ochilor la această radiație UV poate provoca inflamații foarte dureroase ale corneei si probleme temporare sau permanente de vedere, până la orbire. UV poate deteriora retina ochiului.

Un alt pericol potențial este producerea de ozon. UVC lumina de la soare este parțial responsabil pentru stratul de ozon din stratosfera Pământului, dar ozonul din mediul este periculos pentru sănătatea unei persoane. Agenția de Protecție a Mediului din Statele Unite ale Americii a stabilit că 0,05 părți per milion de ozon poate fi considerat un nivel sigur. Lămpile pentru realizarea UVC și frecvențe mai mari sunt realizate în așa fel încât orice lumină sub 254 nm nu este produs, astfel încât ozonul nu este produs. O lampă cu spectru complet va produce toate lungimile de undă UV și, în consecință, de asemenea, ozon (ozon se produce atunci când UVC lovește moleculele de oxigen (O2), deci se produce numai atunci când oxigenul este prezent).

radiațiile UV-C este capabil ruperea legăturilor chimice. Acest lucru conduce la o deteriorare rapidă a izolațiilor și sigilii din plastic și alte materiale. Trebuie remarcat faptul că materialele plastice vândute ca rezistente la radiații UV sunt testate numai pentru UV-B, deoarece UV-C în mod normal nu ajunge la suprafața Pământului. Atunci când UV este utilizat în apropierea maselor plastice, cauciuc sau izolare, trebuie luate măsuri de precauție pentru a proteja aceste componente; o folie de aluminiu sau o suprafață a altor metale este suficientă.

Cel mai mare sistem de dezinfecție UV, Facilitatea de New York City Catskill / Delaware, este în prezent în construcție. Un total de 56 de reactoare UV vor fi instalate pentru a trata 8,3 milioane de metri cubi de apă pe zi, disponibile în orașul New York. ^[6]

Aplicații

Dezinfectarea aerului

UVGI poate fi folosit pentru a dezinfecta aerul cu expunere prelungită. Dezinfectarea depinde de concentratia UV si timpul de expunere. Din acest motiv, nu este foarte eficient pe aer în mișcare, atunci când lampa este perpendicular pe fluxul, ca timpii de expunere sunt reduse drastic.

Dezinfectarea apei

Dezinfectarea apei cu ultraviolete este un proces exclusiv fizic, nu unul chimic. Radiațiile UV-C , în particular, cu o lungime de undă în banda de la 240 la 280 nanometri, ataca direct vital ADN - ul de bacterii , virusuri și alte microorganisme ^[1] . Inițiații radiație o reacție fotochimică care distruge informația genetică conținută în ADN. Bacteriile își pierd capacitatea de a se reproduce și sunt distruse. Paraziții precum Cryptosporidia și Giardia , care sunt extrem de rezistente la dezinfectanți chimici , cum ar fi clorul, sunt reduse în mod eficient (> 99,9%) cu potență redusă (<10 mJ / cm2). ^[1] UV poate fi de asemenea utilizat pentru a elimina clorul și cloramina din apa; acest proces este numit fotoliză , și necesită o doză mai mare decât dezinfectare normală. microorganisme sterilizați nu sunt eliminate din apa. dezinfecție UV nu elimină compuși organici, anorganici și particulele prezente în apă. ^[7] Cu toate acestea, procesul de oxidare UV poate fi folosit simultan pentru a distruge urmele de contaminanți chimici și furnizează un nivel înalt de dezinfectare, așa cum este cazul cel mai mare reutilizare a apei potabile din lume in Orange County, California. ^[8] De-a lungul anilor, costurile de UV au scăzut ca cercetatorii au dezvoltat si utilizate metode noi bazate pe UV pentru a dezinfecta apa. În prezent, multe state au adoptat reglementări care permit dezinfectarea aprovizionarea cu apă potabilă cu această tehnologie.

dezinfecție UV nu lasă urme, substanțe chimice sau reziduuri din apa tratată. Este rapid și curat, și fără bacterii, virusuri sau mucegai sunt imune la ea.

Proiectul Tub UV

Tube UV este un proiect conceput pentru a oferi apă dezinfectată cost redus pentru țările în curs de dezvoltare. Ideea se bazează pe proprietatea luminii ultraviolete la agenti infectiosi inactiveze prin modificarea ADN-ul lor. Acesta a fost inițial dezvoltat ca un model de „open source“ de la Laboratorul de energie regenerabilă și adecvat la Universitatea din California, Berkeley. Forma și compoziția tubul UV poate varia în funcție de resursele disponibile și preferințele. Cu toate acestea, anumiți parametri geometrici trebuie să fie menținute pentru a asigura rezultate bune. Multe versiuni diferite ale tubului UV sunt folosite în prezent în diferite locații din Mexic și Sri Lanka .

Tehnologie

Radiațiile ultraviolete germicida este produsă de o lampă cu vapori de mercur, care emite UV la o lungime de undă de 254 nm. În unele cazuri, lămpi UVGI electrod liber poate fi alimentat de cuptoare cu microunde. Acest lucru este cunoscut sub numele de „microunde UV“.

Lămpile sunt de tipuri diferite, fiecare cu propriile sale forte și punctele slabe.

lămpi UV cu presiune joasă

Aceste eficiență ridicată ofertă (aproximativ 35% UV-C), dar de putere mică, de obicei de 1 W / cm (putere per unitate de lungime arc). Ele produc radiatii ultraviolete la 254 nm.

UV amalgam lămpi

O versiune de mare putere de joasă presiune lămpi. Acestea funcționează la temperaturi mai mari și au o durată de viață de până la 16.000 de ore. Eficiența lor este ușor mai mică decât cea a lămpilor tradiționale de presiune joasă (aproximativ 33% UV-C), iar densitatea de putere este de aproximativ 2-3 W / cm.

lămpi UV cu presiune medie

Aceste lămpi au un spectru cu un vârf pronunțată și o producție mare de radiatii, dar o eficiență scăzută de 10% sau mai puțin de UV-C. Densitatea de putere tipic este de 30 W / cm sau mai mare. Ele produc lumină policromatică de la 200 nm până la lumina vizibilă și infraroșu.

În funcție de sticlă de cuarț utilizat pentru corpul lămpii, de joasă presiune și lămpi cu amalgam emit lumină la 254 nm și 185 nm (prin oxidare).

185 nm lumină este utilizată pentru a produce ozon .

Lungimile de undă optime pentru dezinfectarea apei sunt aproape de 260 nm.

Lampa UV nu atinge apa, aceasta este închisă într-o carcasă de sticlă de cuarț sau montat extern la apă, care curge prin tubul transparent.

Dimensiunea dispozitivului depinde de trei variabile: viteza fluxului, puterea lămpii și transparența apei.

Epurare a apelor uzate

Ultraviolet în tratarea apei reziduale înlocuirea clorurare, care produce substanțe toxice. fluxuri individuale care urmează să fie tratate cu UVGI trebuie testat pentru a se asigura că metoda va fi eficientă, din cauza interferențe potențiale, cum ar fi substanțe solide în suspensie, coloranți sau alte substanțe care ar putea bloca sau absorbi radiațiile UV.
Scară largă epurare a apelor uzate urbane este utilizat în orașul Edmonton , Alberta . Folosirea luminii ultraviolete a devenit o practică standard în multe procese municipale de tratare a apelor uzate. Efluentul începe să fie recunoscută ca o resursă valoroasă, mai degrabă decât o problemă care trebuie rezolvată. Multe facilități sunt ape uzate redenumite ca instalații de recuperare a apei. Apa poate fi evacuată într-un râu, utilizat pentru culturile de irigat sau introduse într-un acvifer pentru reutilizare ulterioară. Lumina ultravioletă este utilizat pentru a se asigura că apa este liber de microorganisme periculoase.

Acvarii și iazuri

Dispozitivele de sterilizare cu ultraviolete sunt adesea folosite în acvarii și iazuri pentru a controla prezența microorganismelor nedorite în apă. sterilizarea apei continuă neutralizeaza algelor unicelulare mărind astfel transparența apei. iradiere UV, de asemenea, asigură faptul că agenții patogeni expuse nu se pot reproduce, reducând astfel probabilitatea apariției unui focar într-un acvariu.

Laboratoare

UVGI este adesea folosit pentru echipamente dezinfecta, cum ar fi ochelari de protecție, unelte și alte dispozitive. Personalul de laborator din sticlă, de asemenea, de dezinfectat și obiecte din plastic în acest fel. Laboratoare de microbiologie UVGI folosi pentru suprafete din interiorul dezinfectați hote cu flux laminar între utilizări.

Notă

Elemente conexe

• Sisteme portabile pentru purificarea apei
• Dezinfecția solară a apei
• Radiații ultraviolete

linkuri externe

• (RO) Lawrence Berkeley National Laboratory, Field-testare UV Dezinfectarea apei potabile , la eetd.lbl.gov. Adus la 6 septembrie 2011 (arhivat din original la 29 martie 2012) .
• (RO) Lawrence Berkeley Laboratory National, UV Waterworks 2.0 (PDF), la eetd.lbl.gov. Accesat 06 septembrie 2011 (arhivate din original la data de 6 octombrie 2008).
• (RO) Lawrence Berkeley National Laboratory, povesti de succes , de lbl.gov.
• (RO) Lawrence Berkeley National Laboratory, povești de succes, poveste detaliate despre lbl.gov.

Portalul chimiei		Portal de ecologie și mediu		Portalul de fizică
Portal de inginerie			Portalul Medicinii