Des que l'OMS va declarar oficialment la COVID-19 com a "pandèmia" mundial l'11 de març de 2020, els països de tot el món han considerat per unanimitat la desinfecció com la primera línia de defensa per evitar la propagació de l'epidèmia. Cada cop hi ha més institucions de recerca científica que s'han interessat en la desinfecció per irradiació de llum ultraviolada (UV): aquesta tecnologia de desinfecció requereix un funcionament manual mínim, no augmenta la resistència bacteriana i es pot dur a terme de forma remota sense la presència de persones. El control i l'ús intel·ligents són especialment adequats per a llocs públics tancats amb alta densitat de multituds, temps de residència llargs i on és més probable que es produeixi una infecció creuada. S'ha convertit en el corrent principal de prevenció, esterilització i desinfecció d'epidèmies. Per parlar de l'origen de les làmpades d'esterilització i desinfecció ultraviolada, hem de començar a poc a poc amb el descobriment de la llum "ultraviolada".
Els raigs ultraviolats són llum amb una freqüència de 750THz a 30PHz a la llum solar, que correspon a una longitud d'ona de 400nm a 10nm al buit. La llum ultraviolada té una freqüència més alta que la llum visible i no es pot veure a ull nu. Fa molt de temps, la gent no sabia que existia.
Ritter（Johann Wilhelm Ritter，(1776～1810）
Després que el físic britànic Herschel descobrís els raigs de calor invisibles, els raigs infrarojos, l'any 1800, adherint-se al concepte de la física que "les coses tenen simetria de dos nivells", el físic i químic alemany Johann Wilhelm Ritter, (1776-1810), va descobrir el 1801. que hi ha llum invisible més enllà de l'extrem violeta de l'espectre visible. Va descobrir que una secció fora de l'extrem violeta de l'espectre de la llum solar podria sensibilitzar pel·lícules fotogràfiques que contenien bromur de plata, descobrint així l'existència de llum ultraviolada. Per tant, Ritter també és conegut com el pare de la llum ultraviolada.
Els raigs ultraviolats es poden dividir en UVA (longitud d'ona de 400 nm a 320 nm, baixa freqüència i ona llarga), UVB (longitud d'ona de 320 nm a 280 nm, freqüència mitjana i ona mitjana), UVC (longitud d'ona de 280 nm a 100 nm, alta freqüència i ona curta), EUV ( 100nm a 10nm, ultra alta freqüència) 4 tipus.
El 1877, Downs i Blunt van informar per primera vegada que la radiació solar pot matar els bacteris dels medis de cultiu, la qual cosa també va obrir la porta a la investigació i aplicació de l'esterilització i desinfecció ultraviolada. L'any 1878, la gent va descobrir que els raigs ultraviolats de la llum solar tenen un efecte esterilitzant i desinfectant. El 1901 i el 1906, els humans van inventar l'arc de mercuri, una font de llum ultraviolada artificial i les làmpades de quars amb millors propietats de transmissió de la llum ultraviolada.
L'any 1960 es va confirmar per primera vegada el mecanisme d'esterilització i desinfecció ultraviolada. D'una banda, quan els microorganismes són irradiats per llum ultraviolada, l'àcid desoxiribonucleic (ADN) de la cèl·lula biològica absorbeix l'energia dels fotons ultraviolats i un anell de ciclobutil forma un dímer entre dos grups de timina adjacents a la mateixa cadena de la molècula d'ADN. (dímer de timina). Després de formar el dímer, l'estructura de doble hèlix de l'ADN es veu afectada, la síntesi dels cebadors d'ARN s'aturarà al dímer i les funcions de replicació i transcripció de l'ADN es veuen dificultades. D'altra banda, els radicals lliures es poden generar sota la irradiació ultraviolada, provocant la fotoionització, impedint així que els microorganismes es repliquin i es reprodueixin. Les cèl·lules són més sensibles als fotons ultraviolats a les bandes de longitud d'ona properes a 220 nm i 260 nm, i poden absorbir de manera eficient l'energia fotogràfica en aquestes dues bandes, evitant així la replicació de l'ADN. La major part de la radiació ultraviolada amb una longitud d'ona de 200 nm o menys s'absorbeix a l'aire, per la qual cosa és difícil de propagar-se a llargues distàncies. Per tant, la longitud d'ona de radiació ultraviolada principal per a l'esterilització es concentra entre 200 nm i 300 nm. Tanmateix, els raigs ultraviolats absorbits per sota dels 200 nm descompondran les molècules d'oxigen de l'aire i produiran ozó, que també jugarà un paper en l'esterilització i la desinfecció.
El procés de luminescència mitjançant una descàrrega excitada de vapor de mercuri es coneix des de principis del segle XIX: el vapor està tancat en un tub de vidre i s'aplica una tensió a dos elèctrodes metàl·lics als dos extrems del tub, creant així un "arc de llum"", fent brillar el vapor. Com que la transmitància del vidre a l'ultraviolat era extremadament baixa en aquell moment, no s'havien realitzat fonts de llum ultraviolada artificial.
El 1904, el doctor Richard Küch d'Heraeus a Alemanya va utilitzar vidre de quars d'alta puresa i sense bombolles per crear la primera làmpada de mercuri ultraviolada de quars, Original Hanau® Höhensonne. Per tant, Küch es considera l'inventor de la làmpada de mercuri ultraviolada i un pioner en l'ús de fonts de llum artificial per a la irradiació humana en la teràpia de llum mèdica.
Des que va aparèixer la primera làmpada de mercuri ultraviolada de quars l'any 1904, la gent va començar a estudiar la seva aplicació en el camp de l'esterilització. El 1907, les làmpades ultravioletes de quars millorades es van comercialitzar àmpliament com a font de llum de tractament mèdic. L'any 1910, a Marsella, França, el sistema de desinfecció ultraviolada es va utilitzar per primera vegada en la pràctica de producció de tractament d'aigua urbà, amb una capacitat de tractament diària de 200 m3/d. Cap al 1920, la gent va començar a estudiar l'ultraviolat en el camp de la desinfecció de l'aire. El 1936, la gent va començar a utilitzar la tecnologia d'esterilització ultraviolada als quiròfans dels hospitals. L'any 1937, els sistemes d'esterilització ultraviolada es van utilitzar per primera vegada a les escoles per controlar la propagació de la rubèola.
A mitjans de la dècada de 1960, els humans van començar a aplicar la tecnologia de desinfecció ultraviolada en el tractament d'aigües residuals urbanes. De 1965 a 1969, la Comissió de Recursos Hídrics d'Ontario al Canadà va dur a terme investigacions i avaluacions sobre l'aplicació de la tecnologia de desinfecció ultraviolada en el tractament d'aigües residuals urbanes i el seu impacte en les masses d'aigua receptores. El 1975, Noruega va introduir la desinfecció ultraviolada, substituint la desinfecció amb clor per subproductes. Es van realitzar un gran nombre d'estudis primerencs sobre l'aplicació de la desinfecció ultraviolada en el tractament d'aigües residuals urbanes.
Això es va deure principalment al fet que els científics en aquell moment es van adonar que el clor residual en el procés de desinfecció per cloració àmpliament utilitzat era tòxic per als peixos i altres organismes de la massa d'aigua receptora. , i es va descobrir i confirmar que els mètodes de desinfecció química com la desinfecció amb clor poden produir subproductes cancerígens i d'aberració genètica com els trihalometans (THM). Aquestes troballes van impulsar els humans a buscar un millor mètode de desinfecció. El 1982, una empresa canadenca va inventar el primer sistema de desinfecció ultraviolada de canal obert del món.
El 1998, Bolton va demostrar l'eficàcia de la llum ultraviolada per destruir protozous, promovent així l'aplicació de la tecnologia de desinfecció ultraviolada en alguns tractaments de subministrament d'aigua urbà a gran escala. Per exemple, entre 1998 i 1999 es van renovar respectivament les plantes de subministrament d'aigua de Vanhakaupunki i Pitkäkoski a Hèlsinki, Finlàndia, i s'hi van afegir sistemes de desinfecció ultraviolada, amb una capacitat total de tractament d'aproximadament 12.000 m3/h; EL a Edmonton, Canadà, Smith Water Supply Plant també va instal·lar instal·lacions de desinfecció ultraviolada al voltant de l'any 2002, amb una capacitat de tractament diària de 15.000 m3/h.
El 25 de juliol de 2023, la Xina va promulgar l'estàndard nacional "Làmpada germicida ultraviolada número estàndard GB 19258-2003". El nom estàndard anglès és: làmpada germicida ultraviolada. El 5 de novembre de 2012, la Xina va promulgar l'estàndard nacional "Llums germicides ultravioletes de càtode fred número estàndard GB/T 28795-2012". El nom estàndard anglès és: làmpades germicides ultravioletes de càtode fred. El 29 de desembre de 2022, la Xina va promulgar l'estàndard nacional "Valors límit d'eficiència energètica i nivell d'eficiència energètica Nombre estàndard de balasts per a làmpades de descàrrega de gas per a il·luminació general: GB 17896-2022", nom estàndard anglès: valors mínims admissibles d'eficiència energètica i energia Els graus d'eficiència dels llasts per a làmpades de descàrrega de gas per a il·luminació general s'implementaran l'1 de gener. 2024.
Actualment, la tecnologia d'esterilització ultraviolada s'ha convertit en una tecnologia de desinfecció segura, fiable, eficient i respectuosa amb el medi ambient. La tecnologia d'esterilització ultraviolada substitueix gradualment els mètodes tradicionals de desinfecció química i es converteix en la tecnologia principal de desinfecció en sec. S'ha utilitzat àmpliament en diversos camps a casa i a l'estranger, com ara tractament de gasos residuals, tractament d'aigua, esterilització de superfícies, esterilització d'aire, etc.
Hora de publicació: 08-12-2023