Otkako je 11. ožujka 2020. WHO službeno proglasio COVID-19 globalnom "pandemijom", zemlje diljem svijeta jednoglasno smatraju dezinfekciju prvom linijom obrane u sprječavanju širenja epidemije. Sve više i više znanstveno-istraživačkih institucija postalo je vrlo zainteresirano za dezinfekciju zračenjem ultraljubičastim (UV) lampama: ova tehnologija dezinfekcije zahtijeva minimalan ručni rad, ne povećava otpornost bakterija i može se provesti na daljinu bez prisutnosti ljudi. Inteligentna kontrola i uporaba posebno su prikladni za zatvorena javna mjesta s velikom gustoćom ljudi, dugim boravkom i gdje je najvjerojatnije doći do unakrsne infekcije. Postala je glavni tok prevencije epidemija, sterilizacije i dezinfekcije. Da bismo govorili o podrijetlu ultraljubičastih svjetiljki za sterilizaciju i dezinfekciju, moramo polako početi s otkrićem "ultraljubičastog" svjetla.
Ultraljubičaste zrake su svjetlost s frekvencijom od 750THz do 30PHz na sunčevoj svjetlosti, što odgovara valnoj duljini od 400nm do 10nm u vakuumu. Ultraljubičasto svjetlo ima višu frekvenciju od vidljivog svjetla i ne može se vidjeti golim okom. Nekada davno ljudi nisu znali da postoji.
Ritter (Johann Wilhelm Ritter，(1776～1810）
Nakon što je britanski fizičar Herschel 1800. godine otkrio nevidljive toplinske zrake, infracrvene zrake, držeći se koncepta fizike da "stvari imaju dvoslojnu simetriju", njemački fizičar i kemičar Johann Wilhelm Ritter, (1776.-1810.), otkrio je 1801. da postoji nevidljiva svjetlost iza ljubičastog kraja vidljivog spektra. Otkrio je da dio izvan ljubičastog kraja spektra sunčeve svjetlosti može senzibilizirati fotografske filmove koji sadrže srebrov bromid, čime je otkrio postojanje ultraljubičastog svjetla. Stoga je Ritter poznat i kao otac ultraljubičastog svjetla.
Ultraljubičaste zrake možemo podijeliti na UVA (valne duljine 400nm do 320nm, niske frekvencije i duge vale), UVB (valne duljine 320nm do 280nm, srednje frekvencije i srednje vale), UVC (valne duljine 280nm do 100nm, visoke frekvencije i kratke vale), EUV ( 100nm do 10nm, ultra visoke frekvencije) 4 vrste.
Godine 1877. Downs i Blunt prvi su put izvijestili da sunčevo zračenje može ubiti bakterije u kulturi, što je također otvorilo vrata istraživanju i primjeni ultraljubičaste sterilizacije i dezinfekcije. Godine 1878. ljudi su otkrili da ultraljubičaste zrake na sunčevoj svjetlosti imaju učinak sterilizacije i dezinfekcije. Godine 1901. i 1906. ljudi su izumili živin luk, umjetni izvor ultraljubičastog svjetla i kvarcne lampe s boljim svojstvima prijenosa ultraljubičastog svjetla.
Godine 1960. prvi put je potvrđen mehanizam ultraljubičaste sterilizacije i dezinfekcije. S jedne strane, kada su mikroorganizmi ozračeni ultraljubičastim svjetlom, deoksiribonukleinska kiselina (DNK) u biološkoj stanici apsorbira ultraljubičastu fotonsku energiju, a ciklobutilni prsten formira dimer između dvije susjedne timinske skupine u istom lancu molekule DNK. (dimer timina). Nakon formiranja dimera, struktura dvostruke spirale DNA je pogođena, sinteza RNA početnica će se zaustaviti na dimeru, a funkcije replikacije i transkripcije DNA su ometene. S druge strane, slobodni radikali mogu nastati pod ultraljubičastim zračenjem, uzrokujući fotoionizaciju, čime se sprječava umnožavanje i reprodukcija mikroorganizama. Stanice su najosjetljivije na ultraljubičaste fotone u pojasima valnih duljina blizu 220 nm i 260 nm, te mogu učinkovito apsorbirati energiju fotona u ova dva pojasa, čime se sprječava replikacija DNK. Većina ultraljubičastog zračenja valne duljine od 200 nm ili kraće apsorbira se u zraku, pa se teško širi na velike udaljenosti. Stoga je glavna valna duljina ultraljubičastog zračenja za sterilizaciju koncentrirana između 200 nm i 300 nm. Međutim, ultraljubičaste zrake apsorbirane ispod 200 nm će razgraditi molekule kisika u zraku i proizvesti ozon, koji će također igrati ulogu u sterilizaciji i dezinfekciji.
Proces luminiscencije pobuđenim pražnjenjem živinih para poznat je od početka 19. stoljeća: para se zatvori u staklenu cijev, a napon se dovodi na dvije metalne elektrode na oba kraja cijevi, stvarajući tako "svjetlosni luk" ”, čineći da para svijetli. Budući da je u to vrijeme propusnost stakla za ultraljubičasto bila izuzetno niska, umjetni izvori ultraljubičastog svjetla nisu bili realizirani.
Godine 1904. dr. Richard Küch iz Heraeusa u Njemačkoj upotrijebio je kvarcno staklo visoke čistoće bez mjehurića za izradu prve kvarcne ultraljubičaste živine lampe, Original Hanau® Höhensonne. Küch se stoga smatra izumiteljem ultraljubičaste živine lampe i pionirom u korištenju umjetnih izvora svjetlosti za zračenje ljudi u medicinskoj svjetlosnoj terapiji.
Otkako se 1904. godine pojavila prva kvarcna ultraljubičasta živina lampa, počeli su proučavati njenu primjenu u području sterilizacije. Godine 1907. poboljšane kvarcne ultraljubičaste svjetiljke široko su se reklamirale kao izvor svjetla za medicinske tretmane. Godine 1910. u Marseillesu, Francuska, sustav ultraljubičaste dezinfekcije prvi je put korišten u proizvodnoj praksi pročišćavanja gradske vodoopskrbe, s dnevnim kapacitetom pročišćavanja od 200 m3/d. Oko 1920. godine ljudi su počeli proučavati ultraljubičasto zračenje u području dezinfekcije zraka. Godine 1936. ljudi su počeli koristiti tehnologiju ultraljubičaste sterilizacije u bolničkim operacijskim salama. Godine 1937. sustavi ultraljubičaste sterilizacije prvi su put korišteni u školama za kontrolu širenja rubeole.
Sredinom 1960-ih ljudi su počeli primjenjivati tehnologiju ultraljubičaste dezinfekcije u pročišćavanju gradske kanalizacije. Od 1965. do 1969. Komisija za vodne resurse Ontarija u Kanadi provela je istraživanje i procjenu primjene tehnologije dezinfekcije ultraljubičastim zračenjem u pročišćavanju gradske kanalizacije i njezin utjecaj na vodna tijela koja primaju vodu. Godine 1975. Norveška je uvela ultraljubičastu dezinfekciju, zamijenivši dezinfekciju klorom nusproizvodima. Proveden je velik broj ranih studija o primjeni ultraljubičaste dezinfekcije u pročišćavanju gradske kanalizacije.
To je uglavnom zbog činjenice da su znanstvenici u to vrijeme shvatili da je zaostali klor u naširoko korištenom procesu dezinfekcije kloriranjem bio toksičan za ribe i druge organizme u vodenom tijelu koje ga prima. , te je otkriveno i potvrđeno da metode kemijske dezinfekcije kao što je dezinfekcija klorom mogu proizvesti nusproizvode kancerogenih i genetskih aberacija kao što su trihalometani (THM). Ova su otkrića potaknula ljude da traže bolju metodu dezinfekcije. Godine 1982. kanadska tvrtka izumila je prvi otvoreni sustav ultraljubičaste dezinfekcije na svijetu.
Godine 1998. Bolton je dokazao učinkovitost ultraljubičastog svjetla u uništavanju protozoa, promičući tako primjenu tehnologije ultraljubičaste dezinfekcije u nekim velikim tretmanima gradske vodoopskrbe. Na primjer, između 1998. i 1999., vodoopskrbna postrojenja Vanhakaupunki i Pitkäkoski u Helsinkiju, Finska, renovirana su i dodani su sustavi ultraljubičaste dezinfekcije, s ukupnim kapacitetom pročišćavanja od približno 12.000 m3/h; EL u Edmontonu, Kanada Smith Water Supply Plant također je instalirao uređaje za ultraljubičastu dezinfekciju oko 2002., s dnevnim kapacitetom obrade od 15.000 m3/h.
Kina je 25. srpnja 2023. proglasila nacionalni standard "Standardni broj ultraljubičaste germicidne lampe GB 19258-2003". Engleski standardni naziv je: Ultraviolet germicidal lamp. Kina je 5. studenog 2012. objavila nacionalni standard "Hladna katoda ultraljubičastih germicidnih lampi, standardni broj GB/T 28795-2012". Engleski standardni naziv je: Cold cathode ultraviolet germicidal lamps. 29. prosinca 2022. Kina je proglasila nacionalni standard "Granične vrijednosti energetske učinkovitosti i standard razine energetske učinkovitosti, broj prigušnica za svjetiljke s izbojem plina za opću rasvjetu: GB 17896-2022", engleski naziv standarda: Minimalne dopuštene vrijednosti energetske učinkovitosti i energije stupnjevi učinkovitosti prigušnica za plinske žarulje za opću rasvjetu uvest će se 1. siječnja 2024.
Trenutačno se tehnologija ultraljubičaste sterilizacije razvila u sigurnu, pouzdanu, učinkovitu i ekološki prihvatljivu tehnologiju dezinfekcije. Tehnologija ultraljubičaste sterilizacije postupno zamjenjuje tradicionalne metode kemijske dezinfekcije i postaje glavna tehnologija suhe dezinfekcije. Naširoko se koristi u raznim poljima u zemlji i inozemstvu, kao što je obrada otpadnih plinova, obrada vode, površinska sterilizacija, sterilizacija zraka itd.
Vrijeme objave: 8. prosinca 2023