Desde que a OMS declarou oficialmente a COVID-19 uma "pandemia" global em 11 de Março de 2020, países de todo o mundo consideraram unanimemente a desinfecção como a primeira linha de defesa para prevenir a propagação da epidemia. Cada vez mais instituições de pesquisa científica têm se interessado muito pela desinfecção por irradiação de lâmpadas ultravioleta (UV): esta tecnologia de desinfecção requer operação manual mínima, não aumenta a resistência bacteriana e pode ser realizada remotamente sem a presença de pessoas. O controle e o uso inteligentes são especialmente adequados para locais públicos fechados com alta densidade de multidões, longos períodos de residência e onde é mais provável ocorrer infecção cruzada. Tornou-se a corrente principal da prevenção, esterilização e desinfecção de epidemias. Para falar da origem das lâmpadas ultravioleta de esterilização e desinfecção, temos que começar aos poucos com a descoberta da luz “ultravioleta”.
Os raios ultravioleta são luz com uma frequência de 750THz a 30PHz na luz solar, correspondendo a um comprimento de onda de 400nm a 10nm no vácuo. A luz ultravioleta tem uma frequência mais alta que a luz visível e não pode ser vista a olho nu. Há muito tempo atrás, as pessoas não sabiam que isso existia.
Ritter（João Guilherme Ritter,(1776 ~ 1810)
Depois que o físico britânico Herschel descobriu os raios de calor invisíveis, os raios infravermelhos, em 1800, aderindo ao conceito da física de que "as coisas têm simetria de dois níveis", o físico e químico alemão Johann Wilhelm Ritter,( 1776-1810), descobriu em 1801 que existe luz invisível além da extremidade violeta do espectro visível. Ele descobriu que uma seção fora da extremidade violeta do espectro da luz solar poderia sensibilizar filmes fotográficos contendo brometo de prata, descobrindo assim a existência de luz ultravioleta. Portanto, Ritter também é conhecido como o pai da luz ultravioleta.
Os raios ultravioleta podem ser divididos em UVA (comprimento de onda de 400nm a 320nm, baixa frequência e onda longa), UVB (comprimento de onda de 320nm a 280nm, frequência média e onda média), UVC (comprimento de onda de 280nm a 100nm, alta frequência e onda curta), EUV ( 100nm a 10nm, frequência ultra alta) 4 tipos.
Em 1877, Downs e Blunt relataram pela primeira vez que a radiação solar pode matar bactérias em meios de cultura, o que também abriu as portas para a pesquisa e aplicação da esterilização e desinfecção ultravioleta. Em 1878, as pessoas descobriram que os raios ultravioleta da luz solar têm um efeito esterilizante e desinfetante. Em 1901 e 1906, os humanos inventaram o arco de mercúrio, uma fonte artificial de luz ultravioleta, e lâmpadas de quartzo com melhores propriedades de transmissão de luz ultravioleta.
Em 1960, o mecanismo de esterilização e desinfecção ultravioleta foi confirmado pela primeira vez. Por um lado, quando os microrganismos são irradiados por luz ultravioleta, o ácido desoxirribonucléico (DNA) na célula biológica absorve a energia do fóton ultravioleta, e um anel ciclobutílico forma um dímero entre dois grupos timina adjacentes na mesma cadeia da molécula de DNA. (dímero de timina). Após a formação do dímero, a estrutura de dupla hélice do DNA é afetada, a síntese dos iniciadores de RNA irá parar no dímero e as funções de replicação e transcrição do DNA serão prejudicadas. Por outro lado, os radicais livres podem ser gerados sob irradiação ultravioleta, causando fotoionização, impedindo assim a replicação e reprodução dos microrganismos. As células são mais sensíveis aos fótons ultravioleta nas bandas de comprimento de onda próximas a 220 nm e 260 nm e podem absorver eficientemente a energia dos fótons nessas duas bandas, evitando assim a replicação do DNA. A maior parte da radiação ultravioleta com comprimento de onda de 200 nm ou menos é absorvida pelo ar, por isso é difícil se espalhar por longas distâncias. Portanto, o principal comprimento de onda da radiação ultravioleta para esterilização está concentrado entre 200nm e 300nm. No entanto, os raios ultravioleta absorvidos abaixo de 200 nm decomporão as moléculas de oxigênio no ar e produzirão ozônio, que também desempenhará um papel na esterilização e desinfecção.
O processo de luminescência através de uma descarga excitada de vapor de mercúrio é conhecido desde o início do século XIX: o vapor é encerrado num tubo de vidro e uma voltagem é aplicada a dois eletrodos metálicos em ambas as extremidades do tubo, criando assim um “arco de luz””, fazendo o vapor brilhar. Como a transmitância do vidro ao ultravioleta era extremamente baixa naquela época, fontes artificiais de luz ultravioleta não haviam sido realizadas.
Em 1904, o Dr. Richard Küch de Heraeus na Alemanha usou vidro de quartzo de alta pureza e sem bolhas para criar a primeira lâmpada ultravioleta de mercúrio de quartzo, Original Hanau® Höhensonne. Küch é, portanto, considerado o inventor da lâmpada ultravioleta de mercúrio e um pioneiro no uso de fontes de luz artificial para irradiação humana na fototerapia médica.
Desde que a primeira lâmpada ultravioleta de mercúrio de quartzo apareceu em 1904, as pessoas começaram a estudar sua aplicação na área de esterilização. Em 1907, lâmpadas ultravioleta de quartzo aprimoradas foram amplamente comercializadas como fonte de luz para tratamento médico. Em 1910, em Marselha, França, o sistema de desinfecção ultravioleta foi utilizado pela primeira vez na prática produtiva de tratamento de água urbana, com capacidade diária de tratamento de 200 m3/d. Por volta de 1920, as pessoas começaram a estudar o ultravioleta na área de desinfecção do ar. Em 1936, as pessoas começaram a usar a tecnologia de esterilização ultravioleta nas salas de cirurgia dos hospitais. Em 1937, os sistemas de esterilização ultravioleta foram utilizados pela primeira vez nas escolas para controlar a propagação da rubéola.
Em meados da década de 1960, os humanos começaram a aplicar a tecnologia de desinfecção ultravioleta no tratamento de esgotos urbanos. De 1965 a 1969, a Comissão de Recursos Hídricos de Ontário, no Canadá, conduziu pesquisas e avaliações sobre a aplicação da tecnologia de desinfecção ultravioleta no tratamento de esgoto urbano e seu impacto nos corpos d'água receptores. Em 1975, a Noruega introduziu a desinfecção ultravioleta, substituindo a desinfecção com cloro por subprodutos. Um grande número de estudos iniciais foram realizados sobre a aplicação da desinfecção ultravioleta no tratamento de esgotos urbanos.
Isto deveu-se principalmente ao facto de os cientistas da época terem percebido que o cloro residual no processo de desinfecção por cloração amplamente utilizado era tóxico para os peixes e outros organismos no corpo de água receptor. , e foi descoberto e confirmado que métodos de desinfecção química, como a desinfecção com cloro, podem produzir subprodutos cancerígenos e de aberração genética, como os trihalometanos (THMs). Essas descobertas levaram os humanos a buscar um método de desinfecção melhor. Em 1982, uma empresa canadense inventou o primeiro sistema de desinfecção ultravioleta de canal aberto do mundo.
Em 1998, Bolton provou a eficácia da luz ultravioleta na destruição de protozoários, promovendo assim a aplicação da tecnologia de desinfecção ultravioleta em alguns tratamentos de abastecimento de água urbano em grande escala. Por exemplo, entre 1998 e 1999, as estações de abastecimento de água Vanhakaupunki e Pitkäkoski em Helsínquia, Finlândia, foram respectivamente renovadas e foram acrescentados sistemas de desinfecção ultravioleta, com uma capacidade total de tratamento de aproximadamente 12.000 m3/h; EL em Edmonton, Canadá A Smith Water Supply Plant também instalou instalações de desinfecção ultravioleta por volta de 2002, com uma capacidade de tratamento diária de 15.000 m3/h.
Em 25 de julho de 2023, a China promulgou o padrão nacional "Padrão de lâmpada germicida ultravioleta número GB 19258-2003". O nome padrão em inglês é: Lâmpada germicida ultravioleta. Em 5 de novembro de 2012, a China promulgou o padrão nacional "Lâmpadas germicidas ultravioleta de cátodo frio número padrão GB/T 28795-2012". O nome padrão em inglês é: Lâmpadas germicidas ultravioleta de cátodo frio. Em 29 de dezembro de 2022, a China promulgou o padrão nacional "Valores Limite de Eficiência Energética e Nível de Eficiência Energética Número Padrão de Reatores para Lâmpadas de Descarga de Gás para Iluminação Geral: GB 17896-2022", nome do padrão em inglês: Valores mínimos permitidos de eficiência energética e energia os graus de eficiência dos reatores para lâmpadas de descarga de gás para iluminação geral serão implementados em 1º de janeiro de 2024.
Atualmente, a tecnologia de esterilização ultravioleta tornou-se uma tecnologia de desinfecção segura, confiável, eficiente e ecologicamente correta. A tecnologia de esterilização ultravioleta substitui gradualmente os métodos tradicionais de desinfecção química e se torna a principal tecnologia de desinfecção a seco. Tem sido amplamente utilizado em vários campos no país e no exterior, como tratamento de gases residuais, tratamento de água, esterilização de superfície, esterilização de ar, etc.
Horário da postagem: 08/12/2023