Odkar je WHO 11. marca 2020 uradno razglasila COVID-19 za globalno "pandemijo", države po vsem svetu soglasno obravnavajo razkuževanje kot prvo obrambno linijo za preprečevanje širjenja epidemije. Vedno več znanstvenoraziskovalnih ustanov se zelo zanima za dezinfekcijo z ultravijoličnimi (UV) žarnicami: ta tehnologija dezinfekcije zahteva minimalno ročno delovanje, ne povečuje odpornosti bakterij in se lahko izvaja na daljavo brez prisotnosti ljudi. Inteligentni nadzor in uporaba sta še posebej primerna za zaprte javne prostore z visoko gostoto množice, dolgimi časi zadrževanja in kjer obstaja največja verjetnost za navzkrižno okužbo. Postala je glavni tok preprečevanja epidemij, sterilizacije in dezinfekcije. Da bi govorili o izvoru ultravijoličnih sterilizacijskih in dezinfekcijskih svetilk, moramo počasi začeti z odkritjem svetlobe »ultravijolično«.
Ultravijolični žarki so svetloba s frekvenco od 750 THz do 30 PHz v sončni svetlobi, kar ustreza valovni dolžini od 400 nm do 10 nm v vakuumu. Ultravijolična svetloba ima višjo frekvenco kot vidna svetloba in je ni mogoče videti s prostim očesom. Dolgo nazaj ljudje sploh niso vedeli, da obstaja.
Ritter（Johann Wilhelm Ritter，(1776～1810）
Potem ko je britanski fizik Herschel leta 1800 odkril nevidne toplotne žarke, infrardeče žarke, ki se je držal koncepta fizike, da imajo "stvari dvonivojsko simetrijo", je nemški fizik in kemik Johann Wilhelm Ritter (1776-1810) leta 1801 odkril da obstaja nevidna svetloba onkraj vijoličnega konca vidnega spektra. Odkril je, da lahko del zunaj vijoličnega dela spektra sončne svetlobe senzibilizira fotografske filme, ki vsebujejo srebrov bromid, in tako odkril obstoj ultravijolične svetlobe. Zato je Ritter znan tudi kot oče ultravijolične svetlobe.
Ultravijolične žarke lahko razdelimo na UVA (valovna dolžina 400 nm do 320 nm, nizka frekvenca in dolgi val), UVB (valovna dolžina 320 nm do 280 nm, srednja frekvenca in srednji val), UVC (valovna dolžina 280 nm do 100 nm, visoka frekvenca in kratki val), EUV ( 100nm do 10nm, ultra visoke frekvence) 4 vrste.
Leta 1877 sta Downs in Blunt prvič poročala, da lahko sončno sevanje ubije bakterije v gojiščih, kar je odprlo tudi vrata raziskavam in uporabi ultravijolične sterilizacije in dezinfekcije. Leta 1878 so ljudje odkrili, da imajo ultravijolični žarki na sončni svetlobi učinek sterilizacije in razkuževanja. Leta 1901 in 1906 so ljudje izumili živosrebrov oblok, umetni vir ultravijolične svetlobe, in kremenčeve svetilke z boljšimi lastnostmi prepustnosti ultravijolične svetlobe.
Leta 1960 je bil prvič potrjen mehanizem ultravijolične sterilizacije in dezinfekcije. Po eni strani, ko so mikroorganizmi obsevani z ultravijolično svetlobo, deoksiribonukleinska kislina (DNK) v biološki celici absorbira ultravijolično fotonsko energijo, ciklobutilni obroč pa tvori dimer med dvema sosednjima skupinama timina v isti verigi molekule DNK. (dimer timina). Ko nastane dimer, je struktura dvojne vijačnice DNA prizadeta, sinteza začetnih RNA začetnikov se bo ustavila na dimerju, replikacijska in transkripcijska funkcija DNA pa sta ovirani. Po drugi strani pa lahko pod ultravijoličnim obsevanjem nastanejo prosti radikali, ki povzročijo fotoionizacijo in s tem preprečijo podvajanje in razmnoževanje mikroorganizmov. Celice so najbolj občutljive na ultravijolične fotone v pasovih valovnih dolžin blizu 220 nm in 260 nm in lahko učinkovito absorbirajo energijo fotonov v teh dveh pasovih in s tem preprečijo replikacijo DNK. Večina ultravijoličnega sevanja z valovno dolžino 200 nm ali manj se absorbira v zraku, zato se težko širi na velike razdalje. Zato je glavna valovna dolžina ultravijoličnega sevanja za sterilizacijo koncentrirana med 200 nm in 300 nm. Vendar bodo ultravijolični žarki, absorbirani pod 200 nm, razgradili molekule kisika v zraku in proizvedli ozon, ki bo imel tudi vlogo pri sterilizaciji in dezinfekciji.
Proces luminiscence z vzbujeno razelektritvijo živosrebrove pare je znan že od začetka 19. stoletja: paro zapremo v stekleno cev, na dveh kovinskih elektrodah na obeh koncih cevi pa napajamo napetost in tako ustvarimo "lok svetlobe" ”, zaradi česar para zasije. Ker je bila prepustnost stekla za ultravijolično svetlobo takrat izjemno nizka, umetnih virov ultravijolične svetlobe še ni bilo.
Leta 1904 je dr. Richard Küch iz Heraeusa v Nemčiji uporabil kremenčevo steklo brez mehurčkov visoke čistosti, da je izdelal prvo kvarčno ultravijolično živosrebrno žarnico, Original Hanau® Höhensonne. Küch zato velja za izumitelja ultravijolične živosrebrne svetilke in pionirja uporabe umetnih virov svetlobe za obsevanje ljudi v medicinski svetlobni terapiji.
Odkar se je leta 1904 pojavila prva kvarčna ultravijolična živosrebrna žarnica, so ljudje začeli proučevati njeno uporabo na področju sterilizacije. Leta 1907 so bile izboljšane kvarčne ultravijolične žarnice na široko tržene kot vir svetlobe za zdravljenje. Leta 1910 je bil v Marseillu v Franciji ultravijolični dezinfekcijski sistem prvič uporabljen v proizvodni praksi čiščenja mestne vode z dnevno zmogljivostjo čiščenja 200 m3/d. Okrog leta 1920 so ljudje začeli preučevati ultravijolično na področju dezinfekcije zraka. Leta 1936 so ljudje začeli uporabljati tehnologijo ultravijolične sterilizacije v bolnišničnih operacijskih sobah. Leta 1937 so v šolah prvič uporabili sisteme ultravijolične sterilizacije za nadzor širjenja rdečk.
Sredi šestdesetih let prejšnjega stoletja so ljudje začeli uporabljati tehnologijo ultravijolične dezinfekcije pri čiščenju mestnih odplak. Od leta 1965 do 1969 je Ontariska komisija za vodne vire v Kanadi izvajala raziskave in vrednotenje uporabe tehnologije ultravijolične dezinfekcije pri čiščenju mestnih odplak in njenega vpliva na sprejemna vodna telesa. Leta 1975 je Norveška uvedla ultravijolično dezinfekcijo in nadomestila dezinfekcijo s klorom s stranskimi produkti. Izvedenih je bilo veliko število zgodnjih študij o uporabi ultravijolične dezinfekcije pri čiščenju mestnih odplak.
To je bilo predvsem posledica dejstva, da so takratni znanstveniki ugotovili, da je ostanki klora v široko uporabljenem postopku dezinfekcije s kloriranjem strupen za ribe in druge organizme v sprejemnem vodnem telesu. , odkrito in potrjeno pa je bilo, da lahko metode kemične dezinfekcije, kot je dezinfekcija s klorom, povzročijo rakotvorne stranske produkte in stranske produkte genetske aberacije, kot so trihalometani (THM). Te ugotovitve so ljudi spodbudile k iskanju boljše metode razkuževanja. Leta 1982 je kanadsko podjetje izumilo prvi ultravijolični dezinfekcijski sistem z odprtim kanalom na svetu.
Leta 1998 je Bolton dokazal učinkovitost ultravijolične svetlobe pri uničevanju protozojev in tako spodbujal uporabo tehnologije ultravijolične dezinfekcije pri nekaterih obsežnih obdelavah mestne oskrbe z vodo. Na primer, med letoma 1998 in 1999 sta bili vodovodni napravi Vanhakaupunki in Pitkäkoski v Helsinkih na Finskem prenovljeni in dodani so bili sistemi za ultravijolično dezinfekcijo s skupno zmogljivostjo čiščenja približno 12.000 m3/h; EL v Edmontonu v Kanadi Smith Water Supply Plant je okoli leta 2002 prav tako namestil naprave za ultravijolično dezinfekcijo z dnevno zmogljivostjo čiščenja 15.000 m3/h.
25. julija 2023 je Kitajska razglasila nacionalni standard "standardna številka ultravijolične germicidne svetilke GB 19258-2003". Angleško standardno ime je: Ultraviolet germicidal lamp. Kitajska je 5. novembra 2012 razglasila nacionalni standard "standardna številka ultravijoličnih baktericidnih žarnic s hladno katodo GB/T 28795-2012". Angleško standardno ime je: Cold cathode ultraviolet germicidal lamps. 29. decembra 2022 je Kitajska razglasila nacionalni standard "Mejne vrednosti energetske učinkovitosti in raven energetske učinkovitosti, standardno število predstikalnih naprav za plinske sijalke za splošno razsvetljavo: GB 17896-2022", angleško ime standarda: Minimalne dovoljene vrednosti energetske učinkovitosti in energije stopnje učinkovitosti predstikalnih naprav za plinske sijalke za splošno razsvetljavo bodo uvedene 1. januarja 2024.
Trenutno se je tehnologija ultravijolične sterilizacije razvila v varno, zanesljivo, učinkovito in okolju prijazno tehnologijo dezinfekcije. Tehnologija ultravijolične sterilizacije postopoma nadomešča tradicionalne metode kemične dezinfekcije in postaja glavna tehnologija suhe dezinfekcije. Široko se uporablja na različnih področjih doma in v tujini, kot so obdelava odpadnih plinov, obdelava vode, površinska sterilizacija, sterilizacija zraka itd.
Čas objave: 8. december 2023