מאז שה-WHO הכריז רשמית על COVID-19 כ"מגיפה" עולמית ב-11 במרץ 2020, מדינות ברחבי העולם התייחסו פה אחד בחיטוי כקו ההגנה הראשון למניעת התפשטות המגיפה. יותר ויותר מוסדות מחקר מדעיים התעניינו מאוד בחיטוי קרינת מנורות אולטרה סגול (UV): טכנולוגיית חיטוי זו דורשת פעולה ידנית מינימלית, אינה מגבירה את עמידות החיידקים וניתנת לביצוע מרחוק ללא נוכחות של אנשים. שליטה ושימוש חכמים מתאימים במיוחד למקומות ציבוריים סגורים עם צפיפות קהל גבוהה, זמני שהייה ארוכים ושם יש סיכוי גבוה להתרחש זיהום צולב. זה הפך לזרם המרכזי של מניעת מגיפות, עיקור וחיטוי. כדי לדבר על מקורן של מנורות עיקור וחיטוי אולטרה סגול, עלינו להתחיל לאט עם גילוי האור "אולטרה סגול".
קרניים אולטרה סגולות הן אור בתדר של 750THz עד 30PHz באור השמש, המקביל לאורך גל של 400 ננומטר עד 10 ננומטר בוואקום. לאור אולטרה סגול יש תדירות גבוהה יותר מהאור הנראה ואי אפשר לראות אותו בעין בלתי מזוינת. לפני הרבה זמן אנשים לא ידעו שזה קיים.
ריטר (יוהאן וילהלם ריטר，(1776～1810）
לאחר שהפיזיקאי הבריטי הרשל גילה קרני חום בלתי נראות, קרני אינפרא אדום, בשנת 1800, תוך דבקות בתפיסת הפיזיקה ש"לדברים יש סימטריה דו-מפלסית", גילה הפיזיקאי והכימאי הגרמני יוהאן וילהלם ריטר, (1776-1810), בשנת 1801. שיש אור בלתי נראה מעבר לקצה הסגול של הספקטרום הנראה. הוא גילה שקטע מחוץ לקצה הסגול של ספקטרום אור השמש יכול לגרום לרגישות לסרטי צילום המכילים ברומיד כסף, ובכך לגלות את קיומו של אור אולטרה סגול. לכן, ריטר ידוע גם בתור אבי האור האולטרה סגול.
ניתן לחלק את קרני האולטרה סגול ל-UVA (אורך גל 400 ננומטר עד 320 ננומטר, תדר נמוך וגלים ארוכים), UVB (אורך גל 320 ננומטר עד 280 ננומטר, תדר בינוני וגל בינוני), UVC (אורך גל 280 ננומטר עד 100 ננומטר, תדר קצר, גל גבוה), EU 100 ננומטר עד 10 ננומטר, תדר גבוה במיוחד) 4 סוגים.
בשנת 1877, דאונס ובלאנט דיווחו לראשונה כי קרינת השמש יכולה להרוג חיידקים באמצעי תרבית, מה שגם פתח את הדלת למחקר ויישום של עיקור וחיטוי אולטרה סגול. בשנת 1878, אנשים גילו שלקרניים אולטרה סגולות באור השמש יש אפקט עיקור וחיטוי. בשנים 1901 ו-1906, בני האדם המציאו את קשת הכספית, מקור אור אולטרה סגול מלאכותי, ומנורות קוורץ בעלות תכונות העברת אור אולטרה סגול טובות יותר.
בשנת 1960, המנגנון של עיקור וחיטוי אולטרה סגול אושר לראשונה. מצד אחד, כאשר מקרינים מיקרואורגניזמים באור אולטרה סגול, החומצה הדאוקסיריבונוקלאית (DNA) בתא הביולוגי סופגת אנרגיית פוטון אולטרה סגול, וטבעת ציקלובוטיל יוצרת דימר בין שתי קבוצות תימין סמוכות באותה שרשרת של מולקולת ה-DNA. (תימין דימר). לאחר היווצרות הדימר, מבנה הסליל הכפול של ה-DNA מושפע, סינתזה של פריימרים של RNA תיעצר בדימר, ותפקודי השכפול והתעתוק של ה-DNA מפריעים. מצד שני, רדיקלים חופשיים יכולים להיווצר תחת קרינה אולטרה סגולה, מה שגורם לפוטיון, ובכך מונעים ממיקרואורגניזמים להתרבות ולהתרבות. תאים רגישים ביותר לפוטונים אולטרה סגולים ברצועות אורך הגל ליד 220 ננומטר ו-260 ננומטר, ויכולים לספוג ביעילות אנרגיית פוטון בשתי הרצועות הללו, ובכך למנוע שכפול DNA. רוב הקרינה האולטרה סגולה באורך גל של 200 ננומטר ומטה נבלעת באוויר, ולכן קשה להתפשט למרחקים ארוכים. לכן, אורך הגל העיקרי של הקרינה האולטרה סגולה לעיקור מרוכז בין 200 ננומטר ל-300 ננומטר. עם זאת, קרניים אולטרה סגולות הנספגות מתחת ל-200 ננומטר יפרקו מולקולות חמצן באוויר ויפיקו אוזון, שגם ישחק תפקיד בסטריליזציה וחיטוי.
תהליך ההארה באמצעות פריקה נרגשת של אדי כספית ידוע מתחילת המאה ה-19: האדים מוקפים בצינור זכוכית, ומופעל מתח על שתי אלקטרודות מתכת בשני קצות הצינור, וכך נוצר "קשת אור" ", מה שגורם לאדים לזרוח. מאחר שהעברת הזכוכית לאולטרה סגול הייתה נמוכה ביותר באותה תקופה, מקורות אור אולטרה סגול מלאכותיים לא מומשו.
בשנת 1904, ד"ר ריצ'רד קוך מ-Heraeus בגרמניה השתמש בזכוכית קוורץ נטולת בועות בטוהר גבוה כדי ליצור את מנורת הכספית האולטרה-סגולה הראשונה של קוורץ, Original Hanau® Höhensonne. Küch נחשב אפוא לממציא מנורת הכספית האולטרה סגולה ולחלוץ בשימוש במקורות אור מלאכותיים להקרנה אנושית בטיפול באור רפואי.
מאז הופיעה מנורת הכספית האולטרה סגולה הקוורץ הראשונה בשנת 1904, אנשים החלו ללמוד את היישום שלה בתחום העיקור. בשנת 1907, מנורות אולטרה סגול משופרות קוורץ שווקו באופן נרחב כמקור אור לטיפול רפואי. בשנת 1910, במרסיי, צרפת, מערכת החיטוי האולטרה סגול שימשה לראשונה בפרקטיקת הייצור של טיפול באספקת מים עירונית, עם קיבולת טיפול יומית של 200 מ"ק ליום. בסביבות 1920, אנשים החלו ללמוד אולטרה סגול בתחום חיטוי האוויר. בשנת 1936, אנשים החלו להשתמש בטכנולוגיית עיקור אולטרה סגול בחדרי ניתוח בבתי חולים. בשנת 1937, מערכות עיקור אולטרה סגול שימשו לראשונה בבתי ספר כדי לשלוט בהתפשטות האדמת.
באמצע שנות ה-60, בני האדם החלו ליישם טכנולוגיית חיטוי אולטרה סגול בטיפול בשפכים עירוניים. משנת 1965 עד 1969, נציבות משאבי המים של אונטריו בקנדה ערכה מחקר והערכה על היישום של טכנולוגיית חיטוי אולטרה סגול בטיפול בשפכים עירוניים והשפעתה על מקווי מים. בשנת 1975, נורבגיה הציגה חיטוי אולטרה סגול, והחליפה את חיטוי הכלור בתוצרי לוואי. מספר רב של מחקרים מוקדמים נערכו על יישום חיטוי אולטרה סגול בטיפול בשפכים עירוניים.
זה נבע בעיקר מהעובדה שמדענים באותה תקופה הבינו ששארית הכלור בתהליך חיטוי הכלור בשימוש נרחב היה רעיל לדגים ואורגניזמים אחרים בגוף המים הקולט. , והתגלה ואישר ששיטות חיטוי כימיות כמו חיטוי כלור יכולות לייצר תוצרי לוואי מסרטנים וסטיות גנטיות כמו טריהלומתנים (THMs). ממצאים אלה הניעו בני אדם לחפש שיטת חיטוי טובה יותר. בשנת 1982, חברה קנדית המציאה את מערכת החיטוי האולטרה-סגולה הראשונה בעולם עם ערוץ פתוח.
בשנת 1998, בולטון הוכיח את היעילות של אור אולטרה סגול בהשמדת פרוטוזואה, ובכך קידם את היישום של טכנולוגיית חיטוי אולטרה סגול בכמה טיפולי אספקת מים עירוניים בקנה מידה גדול. לדוגמה, בין השנים 1998 ו-1999 שופצו בהתאמה מפעלי אספקת המים Vanhakaupunki ו-Pitkäkoski בהלסינקי, פינלנד, ונוספו מערכות חיטוי אולטרה סגול, עם קיבולת טיפול כוללת של כ-12,000 מ"ק לשעה; EL באדמונטון, קנדה, מפעל אספקת מים סמית' התקין גם מתקני חיטוי אולטרה סגול בסביבות 2002, עם קיבולת טיפול יומית של 15,000 מ"ק לשעה.
ב-25 ביולי 2023, סין פרסמה את התקן הלאומי "מנורה קוטל חיידקים אולטרה סגול מספר GB 19258-2003". השם הסטנדרטי באנגלית הוא: Ultraviolet germicidal lamp. ב-5 בנובמבר 2012, סין פרסמה את התקן הלאומי "מנורות קוטל חיידקים קתודה קרה אולטרה סגול תקן מספר GB/T 28795-2012". השם הסטנדרטי באנגלית הוא: Cold cathode ultraviolet germicidal lamps. ב-29 בדצמבר 2022, סין פרסמה את "ערכי מגבלת יעילות אנרגטית ורמת יעילות אנרגטית מספר נטלים עבור מנורות פריקת גז לתאורה כללית: GB 17896-2022", שם תקן באנגלית: מינימום מותרים של יעילות אנרגטית ואנרגיה דרגות יעילות של נטלים עבור מנורות פריקת גז לתאורה כללית ייושמו ב-1 בינואר 2024.
כיום, טכנולוגיית עיקור אולטרה סגול התפתחה לטכנולוגיית חיטוי בטוחה, אמינה, יעילה וידידותית לסביבה. טכנולוגיית עיקור אולטרה סגול מחליפה בהדרגה את שיטות החיטוי הכימי המסורתיות והופכת לטכנולוגיית החיטוי היבש המרכזית. נעשה בו שימוש נרחב בתחומים שונים בבית ובחו"ל, כגון טיפול בגזי פסולת, טיפול במים, עיקור משטח, עיקור אוויר וכו'.
זמן פרסום: דצמבר-08-2023