Дезинфицирующие свойства ультрафиолета
Что есть такое ультрафиолетовое излучение?
Ультрафиолетовое излучение - это электро-магнитное излучение в диапазоне между рентгеновским и видимым светом. Ультрафиолетовый диапазон делится на ближнюю область - 400-200 нм. и дальнюю область - 200-10нм. Диапазон дальней области между рентгеновским излучением и вакуумной области был изучен к 1927 г. И только в 1970-х годах были разработаны и начали производиться бактерицидные УФ-лампы.
Более 30 лет установки с ультрафиолетовыми лампами помогают очищать питьевую воду от более чем 60 видов болезнетворных микроорганизмов, бактерий, водорослей (плесени).Ультрафиолетовые волны длиной 205–315 нм обладают бактерицидным эффектом.Экспериментальным путем определили, что длина волны ультрафиолетового излучения в диапазоне 254 ± 10 нм (жесткий ультрафиолет) эффективно рвет внутренние цепочки ДНК и РНК вредоносных микроорганизмов, не позволяя им размножаться. УФ с длиной волны в 265 обладает максимальной бактерицидной эффективностью, равной 1 (единице).Ультрафиолет не действует на некоторые бактерии, некоторые виды грибов и прионы.
Что же ломается во внутреннем механизме вредных организмов при воздействии УФ облучения широкого спектра?
Влияние ультрафиолетового излечения длиной волны 254 нм на ДНК и РНК.
Графики излучения и поглощения ультрафиолета ксеноновой и ртутной УФ-лампами
Проникновение ультрафиолета сквозь различные вещества
Графики глубины проникновения УФ излучения, мощности и количества обеззараживаемой воды
Обычное стекло непрозрачно для УФ с длиной волны в 320 нм(из-за оксида железа)., т.е. нужную нам длину волны оно будет поглощать, а не пропускать. Вещества способные пропускать более короткие УФ-волны: увиолевое стекло, сапфир, фтористый магний, кварц (до 214 нм.), флюорит (до 120 нм.), фтористый литий (до 105 нм.). Соответственно, нас могут заинтересовать увиолевое и кварцевое стекло. Воздух становится непрозрачным для УФ при длине волны 185 нм., из-за поглощения кислородом. Из УФ спектра только волны длиной в 290 нм. достигают земной поверхности. Жесткое УФ излучение поглощается в верхних слоях атмосферы.
Устройство ультрафиолетовой лампы и способность к излучению УФ
Источник излучения ультрафиолета электрическая дуга в парах ртути.Есть лампы безозоновые и лампы, способные вырабатывать небольшое количество озона. Выработанный УФ-лампой озон оказывает дополнительное дезинфицирующее воздействие на воду.
Озон вырабатывается при УФ облучении молекул кислорода длиной волны менее 180 нм.
Напротив, УФ с длиной волны более 320 нм. способствует разрушению озона.УФ-лампы из увиоливого стекла не генерируют озон по причине поглощения стеклом спектра излучения, создающего молекулы озона.УФ-лампы есть высокого и низкого давления. Последние широко используются и бывают с холодным, горячим катодом.Виды ламп по виду генерирующего материала:Ртутные лампы на жидкой ртути.Амальгамные УФ-лампы более экологичны из-за использования излучателя в виде сплава ртути, висмута и индия (амальгама). Ртуть находится в сплаве в связанном состоянии. У амальгамных лам не происходит соляризация внутренней поверхности стекла, оксид ртути не откладывается на поверхность и как следствие не отражает лучистую энергию вовнутрь. Ресурс лампы 12 - 16 000 часов.Ксеноновые УФ-лампы - импульсные лампы ультрафиолетового излучения широкого спектра. В дезинфекции воды бассейнов пока не применяются.
Смотри графики поглощения ультрафиолетового излучения болезнетворными организмамиСм.Разновидности ультрафиолетовых ламп и их отличия
Измерение бактерицидного облучения
Интенсивность УФ излучения - мВт/см2Доза облучения - интенсивность УФ излучения(мВт/см2) помноженное на время облучения(с) - мДж/см2.Чем выше интенсивность излучения и дольше время облучения тем больше бактерицидной энергии получит патогенный организм, тем больше шансов его инактивации.Для эффективного обеззараживания необходимо, чтобы плотность УФ потока(доза УФ-облучения) была не менее 16 мДж/см² (по законодательству РФ - методуказания Минздрава РФ). Что, конечно, недостаточно.Ультрафиолет и уровень хлора
Совместное применение ультрафиолета и хлора позволяет уменьшить уровень хлора до 0,3 мг/л, что организмом человека не ощущается.
Устройство ультрафиолетовой установки для обеззараживания воды бассейна Производители УФ установок для обеззараживания воды