Desde que a OMS declarou oficialmente a COVID-19 como "pandemia" mundial o 11 de marzo de 2020, os países de todo o mundo consideraron por unanimidade a desinfección como a primeira liña de defensa para evitar a propagación da epidemia. Cada vez son máis as institucións de investigación científica que se interesan moito pola desinfección por irradiación con lámpadas ultravioleta (UV): esta tecnoloxía de desinfección require unha operación manual mínima, non aumenta a resistencia bacteriana e pódese realizar de forma remota sen presenza de persoas. O control e o uso intelixentes son especialmente axeitados para lugares públicos pechados con alta densidade de multitudes, longos tempos de residencia e onde é máis probable que se produza unha infección cruzada. Converteuse na corrente principal de prevención, esterilización e desinfección de epidemias. Para falar da orixe das lámpadas de esterilización e desinfección ultravioleta, temos que comezar pouco a pouco co descubrimento da luz "ultravioleta".
Os raios ultravioleta son luz cunha frecuencia de 750 THz a 30 PHz na luz solar, que corresponde a unha lonxitude de onda de 400 nm a 10 nm no baleiro. A luz ultravioleta ten unha frecuencia superior á visible e non se pode ver a simple vista. Hai moito tempo, a xente non sabía que existía.
Ritter (Johann Wilhelm Ritter，(1776～1810）
Despois de que o físico británico Herschel descubrise os raios de calor invisibles, os raios infravermellos, en 1800, uníndose ao concepto da física de que "as cousas teñen simetría de dous niveis", o físico e químico alemán Johann Wilhelm Ritter, (1776-1810), descubriu en 1801. que hai luz invisible máis aló do extremo violeta do espectro visible. Descubriu que unha sección fóra do extremo violeta do espectro de luz solar podería sensibilizar películas fotográficas que conteñan bromuro de prata, descubrindo así a existencia da luz ultravioleta. Polo tanto, Ritter tamén é coñecido como o pai da luz ultravioleta.
Os raios ultravioleta pódense dividir en UVA (lonxitude de onda de 400 nm a 320 nm, baixa frecuencia e onda longa), UVB (lonxitude de onda de 320 nm a 280 nm, frecuencia media e onda media), UVC (lonxitude de onda de 280 nm a 100 nm, alta frecuencia e onda curta), EUV ( 100nm a 10nm, ultra alta frecuencia) 4 tipos.
En 1877, Downs e Blunt informaron por primeira vez de que a radiación solar pode matar bacterias nos medios de cultivo, o que tamén abriu a porta á investigación e á aplicación da esterilización e desinfección ultravioleta. En 1878, a xente descubriu que os raios ultravioleta da luz solar teñen un efecto esterilizante e desinfectante. En 1901 e 1906, os humanos inventaron o arco de mercurio, unha fonte de luz ultravioleta artificial e lámpadas de cuarzo con mellores propiedades de transmisión da luz ultravioleta.
En 1960, o mecanismo de esterilización e desinfección ultravioleta foi confirmado por primeira vez. Por unha banda, cando os microorganismos son irradiados pola luz ultravioleta, o ácido desoxirribonucleico (ADN) da célula biolóxica absorbe enerxía fotón ultravioleta e un anel de ciclobutilo forma un dímero entre dous grupos de timina adxacentes na mesma cadea da molécula de ADN. (dímero de timina). Despois de que se forma o dímero, a estrutura de dobre hélice do ADN vese afectada, a síntese dos cebadores de ARN deterase no dímero e as funcións de replicación e transcrición do ADN dificultan. Por outra banda, os radicais libres pódense xerar baixo a irradiación ultravioleta, provocando a fotoionización, evitando así que os microorganismos se repliquen e se reproduzan. As células son máis sensibles aos fotóns ultravioleta nas bandas de lonxitude de onda preto de 220 nm e 260 nm, e poden absorber de forma eficiente a enerxía fotónica nestas dúas bandas, evitando así a replicación do ADN. A maior parte da radiación ultravioleta cunha lonxitude de onda de 200 nm ou máis curta é absorbida no aire, polo que é difícil espallar a longas distancias. Polo tanto, a principal lonxitude de onda da radiación ultravioleta para a esterilización concéntrase entre 200 nm e 300 nm. Non obstante, os raios ultravioleta absorbidos por debaixo dos 200 nm descompoñerán as moléculas de osíxeno no aire e producirán ozono, que tamén desempeñará un papel na esterilización e desinfección.
O proceso de luminiscencia a través dunha descarga excitada de vapor de mercurio coñécese desde principios do século XIX: o vapor está encerrado nun tubo de vidro e aplícase unha tensión a dous electrodos metálicos nos dous extremos do tubo, creando así un "arco de luz"", facendo brillar o vapor. Dado que a transmitancia do vidro ao ultravioleta era extremadamente baixa nese momento, as fontes de luz ultravioleta artificial non se realizaron.
En 1904, o doutor Richard Küch de Heraeus en Alemaña utilizou vidro de cuarzo de alta pureza sen burbullas para crear a primeira lámpada de mercurio ultravioleta de cuarzo, Original Hanau® Höhensonne. Polo tanto, Küch é considerado o inventor da lámpada ultravioleta de mercurio e un pioneiro no uso de fontes de luz artificial para a irradiación humana na terapia de luz médica.
Desde que apareceu a primeira lámpada de mercurio ultravioleta de cuarzo en 1904, a xente comezou a estudar a súa aplicación no campo da esterilización. En 1907, as lámpadas ultravioleta de cuarzo melloradas foron amplamente comercializadas como fonte de luz de tratamento médico. En 1910, en Marsella, Francia, o sistema de desinfección ultravioleta utilizouse por primeira vez na práctica de produción de tratamento de abastecemento de auga urbana, cunha capacidade de tratamento diaria de 200 m3/d. Ao redor de 1920, a xente comezou a estudar o ultravioleta no campo da desinfección do aire. En 1936, a xente comezou a utilizar a tecnoloxía de esterilización ultravioleta nos quirófanos dos hospitais. En 1937, os sistemas de esterilización ultravioleta utilizáronse por primeira vez nas escolas para controlar a propagación da rubéola.
A mediados da década de 1960, os humanos comezaron a aplicar a tecnoloxía de desinfección ultravioleta no tratamento de augas residuais urbanas. De 1965 a 1969, a Comisión de Recursos Hídricos de Ontario en Canadá realizou investigacións e avaliacións sobre a aplicación da tecnoloxía de desinfección ultravioleta no tratamento de augas residuais urbanas e o seu impacto nas masas de auga receptoras. En 1975, Noruega introduciu a desinfección ultravioleta, substituíndo a desinfección con cloro por subprodutos. Realizáronse un gran número de primeiros estudos sobre a aplicación da desinfección ultravioleta no tratamento de augas residuais urbanas.
Isto debeuse principalmente ao feito de que os científicos daquela déronse conta de que o cloro residual no proceso de desinfección por cloración moi utilizado era tóxico para os peixes e outros organismos da masa de auga receptora. , e descubriuse e confirmouse que os métodos de desinfección química como a desinfección con cloro poden producir subprodutos canceríxenos e de aberración xenética como os trihalometanos (THM). Estes descubrimentos levaron aos humanos a buscar un mellor método de desinfección. En 1982, unha empresa canadense inventou o primeiro sistema de desinfección ultravioleta de canle aberto do mundo.
En 1998, Bolton demostrou a eficacia da luz ultravioleta na destrución de protozoos, promovendo así a aplicación da tecnoloxía de desinfección ultravioleta nalgúns tratamentos urbanos de abastecemento de auga a gran escala. Por exemplo, entre 1998 e 1999, as plantas de abastecemento de auga de Vanhakaupunki e Pitkäkoski en Helsinki, Finlandia, foron respectivamente renovadas e engadíronse sistemas de desinfección ultravioleta, cunha capacidade total de tratamento de aproximadamente 12.000 m3/h; EL en Edmonton, Canadá Smith Water Supply Plant tamén instalou instalacións de desinfección ultravioleta ao redor de 2002, cunha capacidade de tratamento diaria de 15.000 m3/h.
O 25 de xullo de 2023, China promulgou a norma nacional "Lámpada xermicida ultravioleta número estándar GB 19258-2003". O nome estándar inglés é: Lámpada xermicida ultravioleta. O 5 de novembro de 2012, China promulgou a norma nacional "Lámpadas xermicidas ultravioleta de cátodo frío número estándar GB/T 28795-2012". O nome estándar inglés é: Lámpadas xermicidas ultravioleta de cátodo frío. O 29 de decembro de 2022, China promulgou a norma nacional "Valores límite de eficiencia enerxética e número estándar de nivel de eficiencia enerxética de balastos para lámpadas de descarga de gas para iluminación xeral: GB 17896-2022", nome estándar en inglés: valores mínimos permitidos de eficiencia enerxética e enerxía. Os graos de eficiencia dos balastos para lámpadas de descarga de gas para iluminación xeral implantaranse o 1 de xaneiro de 2024.
Na actualidade, a tecnoloxía de esterilización ultravioleta converteuse nunha tecnoloxía de desinfección segura, fiable, eficiente e respectuosa co medio ambiente. A tecnoloxía de esterilización ultravioleta substitúe gradualmente os métodos tradicionais de desinfección química e convértese na tecnoloxía principal de desinfección en seco. Foi amplamente utilizado en varios campos na casa e no estranxeiro, como tratamento de gases residuais, tratamento de auga, esterilización de superficies, esterilización de aire, etc.
Hora de publicación: Dec-08-2023