Відколи 11 березня 2020 року ВООЗ офіційно оголосила COVID-19 глобальною «пандемією», країни світу одностайно вважають дезінфекцію першою лінією захисту для запобігання поширенню епідемії. Все більше науково-дослідних установ зацікавилися дезінфекцією за допомогою ультрафіолетових (УФ) ламп: ця технологія дезінфекції вимагає мінімальних ручних операцій, не підвищує стійкість бактерій і може проводитися дистанційно без присутності людей. Інтелектуальний контроль і використання особливо підходять для закритих громадських місць з високою щільністю натовпу, тривалим часом перебування та де найбільша ймовірність перехресного зараження. Це стало основним напрямком профілактики епідемій, стерилізації та дезінфекції. Щоб говорити про походження ультрафіолетових ламп для стерилізації та дезінфекції, ми повинні почати повільно з відкриття світла "ультрафіолет".
Ультрафіолетові промені є світлом із частотою від 750 ТГц до 30 ФГц у сонячному світлі, що відповідає довжині хвилі від 400 нм до 10 нм у вакуумі. Ультрафіолетове світло має вищу частоту, ніж видиме світло, і його неможливо побачити неозброєним оком. Давним-давно люди не знали про його існування.
Ріттер（Йоганн Вільгельм Ріттер，(1776～1810)
Після того, як у 1800 році британський фізик Гершель відкрив невидимі теплові промені, інфрачервоні промені, дотримуючись концепції фізики про те, що «речі мають дворівневу симетрію», німецький фізик і хімік Йоганн Вільгельм Ріттер (1776-1810), відкрив у 1801 р. що за фіолетовим кінцем видимого спектра існує невидиме світло. Він виявив, що ділянка за межами фіолетового кінця спектру сонячного світла може сенсибілізувати фотоплівки, що містять бромід срібла, таким чином виявивши існування ультрафіолетового світла. Тому Ріттера також називають батьком ультрафіолетового світла.
Ультрафіолетові промені можна розділити на UVA (довжина хвилі від 400 нм до 320 нм, низькочастотні та довгі хвилі), UVB (довжина хвилі від 320 нм до 280 нм, середньочастотні та середні хвилі), UVC (довжина хвилі від 280 нм до 100 нм, високочастотні та короткі хвилі), EUV ( від 100 нм до 10 нм, надвисока частота) 4 види.
У 1877 році Даунс і Блант вперше повідомили, що сонячне випромінювання може вбивати бактерії в культуральних середовищах, що також відкрило двері для досліджень і застосування ультрафіолетової стерилізації та дезінфекції. У 1878 році люди виявили, що ультрафіолетові промені сонячного світла мають стерилізуючу та дезінфікуючу дію. У 1901 і 1906 роках люди винайшли ртутну дугу, джерело штучного ультрафіолетового світла, і кварцові лампи з кращими властивостями пропускання ультрафіолетового світла.
У 1960 році вперше було підтверджено механізм ультрафіолетової стерилізації та дезінфекції. З одного боку, коли мікроорганізми опромінюються ультрафіолетовим світлом, дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) у біологічній клітині поглинає енергію ультрафіолетових фотонів, а циклобутильне кільце утворює димер між двома сусідніми тиміновими групами в одному ланцюзі молекули ДНК. (димер тиміну). Після утворення димеру структура подвійної спіралі ДНК порушується, синтез праймерів РНК зупиняється на димері, а функції реплікації та транскрипції ДНК перешкоджають. З іншого боку, вільні радикали можуть утворюватися під ультрафіолетовим опроміненням, викликаючи фотоіонізацію, тим самим перешкоджаючи реплікації та розмноженню мікроорганізмів. Клітини найбільш чутливі до ультрафіолетових фотонів у діапазонах довжин хвиль біля 220 нм і 260 нм і можуть ефективно поглинати енергію фотонів у цих двох діапазонах, тим самим запобігаючи реплікації ДНК. Більша частина ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвилі 200 нм або менше поглинається в повітрі, тому воно важко поширюється на великі відстані. Тому основна довжина хвилі ультрафіолетового випромінювання для стерилізації зосереджена між 200 нм і 300 нм. Однак ультрафіолетові промені, що поглинаються нижче 200 нм, розкладають молекули кисню в повітрі та виробляють озон, який також відіграватиме роль у стерилізації та дезінфекції.
Процес світіння через збуджений розряд парів ртуті відомий з початку 19 століття: пари поміщають у скляну трубку, а на обох кінцях трубки подають напругу до двох металевих електродів, створюючи таким чином «дуга світла»», змушуючи пар світитися. Оскільки на той час пропускання скла для ультрафіолету було надзвичайно низьким, штучні джерела ультрафіолетового світла не були реалізовані.
У 1904 році доктор Річард Кюх з Heraeus у Німеччині використав кварцове скло високої чистоти без бульбашок для створення першої кварцової ультрафіолетової ртутної лампи Original Hanau® Höhensonne. Тому Кюха вважають винахідником ультрафіолетової ртутної лампи та піонером у використанні штучних джерел світла для опромінення людини в медичній світлотерапії.
З часу появи першої кварцової ультрафіолетової ртутної лампи в 1904 році люди почали вивчати її застосування в області стерилізації. У 1907 році вдосконалені кварцові ультрафіолетові лампи широко продавалися як джерело світла для лікування. У 1910 році в Марселі (Франція) у виробничій практиці очищення міського водопостачання вперше була застосована система ультрафіолетової дезінфекції з добовою продуктивністю очищення 200 м3/добу. Близько 1920 року люди почали вивчати ультрафіолет в області дезінфекції повітря. У 1936 році люди почали використовувати технологію ультрафіолетової стерилізації в лікарняних операційних. У 1937 році системи ультрафіолетової стерилізації вперше були використані в школах для контролю за поширенням краснухи.
У середині 1960-х років люди почали застосовувати технологію ультрафіолетової дезінфекції для очищення міських стічних вод. З 1965 по 1969 рік Комісія водних ресурсів Онтаріо в Канаді проводила дослідження та оцінку застосування технології ультрафіолетової дезінфекції в очищенні міських стічних вод і її впливу на водойми, що приймають воду. У 1975 році Норвегія запровадила ультрафіолетову дезінфекцію, замінивши дезінфекцію хлором побічними продуктами. Було проведено велику кількість ранніх досліджень із застосування ультрафіолетової дезінфекції для очищення міських стічних вод.
Головним чином це було пов’язано з тим, що вчені того часу зрозуміли, що залишковий хлор у широко використовуваному процесі дезінфекції хлоруванням був токсичним для риб та інших організмів у водоймі, що приймає. , і було виявлено та підтверджено, що хімічні методи дезінфекції, такі як дезінфекція хлором, можуть утворювати канцерогенні та генетичні аберації побічні продукти, такі як тригалометани (THM). Ці відкриття спонукали людей шукати кращий метод дезінфекції. У 1982 році канадська компанія винайшла першу в світі систему ультрафіолетової дезінфекції з відкритим каналом.
У 1998 році Болтон довів ефективність ультрафіолетового світла для знищення найпростіших, таким чином сприяючи застосуванню технології ультрафіолетової дезінфекції в деяких великомасштабних системах водопостачання міст. Наприклад, між 1998 і 1999 роками заводи водопостачання Vanhakaupunki і Pitkäkoski в Гельсінкі, Фінляндія, були відповідно реконструйовані та додані системи ультрафіолетової дезінфекції із загальною продуктивністю очищення приблизно 12 000 м3/год; EL в Едмонтоні, Канада, завод водопостачання Сміт також встановив установки ультрафіолетової дезінфекції близько 2002 року з щоденною продуктивністю очищення 15 000 м3/год.
25 липня 2023 року Китай оприлюднив національний стандарт «Ультрафіолетова бактерицидна лампа стандартний номер GB 19258-2003». Англійська стандартна назва: Ultraviolet germicidal lamp. 5 листопада 2012 року Китай оприлюднив національний стандарт «Ультрафіолетові бактерицидні лампи з холодним катодом, номер стандарту GB/T 28795-2012». Англійська стандартна назва: Cold cathode ultraviolet germicidal lamps. 29 грудня 2022 року Китай оприлюднив національний стандарт «Граничні значення енергоефективності та рівень енергоефективності, кількість баластів для газорозрядних ламп загального освітлення: GB 17896-2022», назва стандарту англійською мовою: Мінімально допустимі значення енергоефективності та енергії ККД баластів для газорозрядних ламп загального освітлення вводиться в дію з 1 січня 2024 року.
В даний час технологія ультрафіолетової стерилізації перетворилася на безпечну, надійну, ефективну та екологічно чисту технологію дезінфекції. Технологія ультрафіолетової стерилізації поступово замінює традиційні методи хімічної дезінфекції та стає основною технологією сухої дезінфекції. Він широко використовується в різних областях вдома та за кордоном, таких як очищення відпрацьованих газів, очищення води, стерилізація поверхні, стерилізація повітря тощо.
Час публікації: 08 грудня 2023 р