برتری اشعه ماورای بنفش در ضدعفونی و گند زدائی

در حال حاضر با رشد روزافزون جمعیت و پیشرفت بشر در زمینه­هاي کشاورزي، صنعت، مصارف تفریحـی و غیـره استفاده از آب گسترش یافته است. در جهانی بسر می بریم که باید گفت هر لحظه شاهد تحولی در عرصه هاي مختلف علم و دانش هستیم و متعاقب آن تغییراتی را در زندگی روزمره و روشهایی کـه زمانی نه چندان دور، جدید محسوب مـی­شـدند، ملاحظـه میکنیم. منابع جدید آب درمقایسه با گذشته کـم شـده، توسعه آنها گرانتر گردیده و براي برنامه یـزي، طراحـی و اجرا، تخصص­ها و دانش بیشتر و کارآمـدتري را نیـاز دارد. علاوه بر کمبود آب تخلیه فاضلاب­ها به آبهاي سطحی نیز باعث آلودگی منابع آبی موجود می­گردد. روش های متعددی برای سالم سازی آب وجود دارد. کلرزنی یک تکنولوژي تثبیت شده و یک روش گندزدایی مؤثر است. اما استفاده از کلر براي گندزدایی به دلیل نگرانی­هاي مختلفی که دارد باید مورد بازنگري قرار گیرد. با توجه به افـزایش آگاهی­ها در خصوص معایب گندزداهاي شیمیایی، انتخاب اشعه فرابنفش (UVR) یک گزینه برتر میباشد بطوریکه پرتو فرابنفش یکی از عوامل شـناخته شده اي است که می تواند در مسیر بهبود کیفیت و تصفیه آب براي مصارف مختلف شامل آب آشامیدنی، صنعتی و تکثیر و پرورش ماهی به کار گرفته شود. در سیستم های تصفیه آب آشامیدنی، در حال حاضر شواهد مختلف بر این مطلب دلالت دارد که UVرقیبی اساسی براي کلر یا سایر ضدعفونی کننده ها میباشد و بطور کلـی یـک فنآوري برتر براي انجام گندزدایی آب و فاضلاب محسوب می­شود. تعداد زیادی از تصفیه خانه­هاي آب و فاضلاب به منظور انجام مؤثرتر و سالم تـر مرحلـه گنـدزدایی، UV را جایگزین کلر نموده­اند. در تصفیه فاضـلاب تعـداد تأسیسـاتی کـه از کلرزنـی به UV تغییر یافته­اند تنها در ایالت متحـده آمریکـا بیشتر از 500 مورد است. دلایلـی کـه در اعـلام مقبولیت گندزدایی با UVذکر مـی­شـود متعـدد است و بسیاري از تصفیه خانه­ها انتخـاب UVرا بـه سـایر روش­ها ترجیح می­دهند. تحقیقات اخیر نشان داده اسـت که با بکارگیري انواع متعددی از سیستم­هـاي گنـدزدایی فـرابنفش مـیتـوان اووسیسـت هـاي کریپتوسـپوریدیوم پارووم و ژیاردیا لامبلیا را که از مهـم­تـرین ارگانیسـم­هـاي مورد توجه از لحاظ تصفیه آب­هاي سطحی محسوب می­شوند، با توجیه اقتصادي غیر فعال نمود، بدون اینکه ماهیت آب تغییری کند و یا باقیمانده مواد شیمیائی بجا بماند.

تاریخچه نور و لامپ های ماورای بنفش (UV)

از زمان کشف اثر نور UV (ماورای بنفش، یو وی) تا کنون که یووی استفاده وسیعی در ضدعفونی محیط و بخصوص آب در سیستم های تصفیه و ضدعفونی آب شهری، مزارع پرورش ماهی، فاضلاب و پساب، صنایع غذائی و حتی صنعت نفت دارد، مسیری طولانی طی شده است. نور فرابنفش تاریخچه بسیار جالب و طولانی در رابطه با ضد عفونی، گند زدائی اثر بر میکروارگانیسم ها دارد. در سال 1801 داروسازی به نام Johann Ritter در Silesia که امروزه در هلند است کشف کرد که کلرید نقره زمانی که در معرض اشعه نامرئی مجاور بنفش قرار می گیرد، به شدت تجزیه می شود. با این حال اولین بار فردی به نام Wheatstone در سال 1835 بطـور مـدل نشـان داد که هنگام تبخیر جیوه بوسیله ي قوس الکتریکی، نور شـدیدUV تابش می شود. در سال 1842 Becquerel و Draper هر کدام بطور جداگانه نشان دادند که محلول ژلاتین حاوی یدید نقره وقتی که در معرض نور خورشید قرار می گیرد، تیره رنگ می شود؛ در واقع این اولین نشانه¬ی وجود محدوده طیف نور UV بود. در سال 1877 Arthur Downers و Thomas P. Blunt مشاهده کردند که مایع محتوی باکتری در معرض نور خورشید در نهایت استریل می گردد و در سال 1878 دریافتند که با قرار دادن فیلتر رنگی، بخش آبی و بنفش انتهایی طیف نوری است که مسئول غیرفعال سازی باکتریها است و مقاله ای را در خصوص توصیف استریلیزاسیون باکتری های مواجهه یافته با امواج با طول موج کوتاه منتشر نمودند. از ابتداي قرن بیستم خصوصیات ضد میکروبی تابش هاي قابـل انتشار با طول موج 250 نانومتر از لامپ هاي فرابنفش آشکارگردید، در واقع تاریخچـه اسـتفاده از پرتـو فـرابنفش به اوایل قرن گذشته برمی گردد. بیش از صد سال است که اشعه UV به خاصیت جهش زایی در سطح سلولی شناخته شده است. Bernard و Morgan در سال 1903 دریافتند که حساس ترین طول موج در غیر فعال سازی باکتری ها حدود 250 نانومتر است و در سال 1904 جایزه نوبل پزشکی به فیزیکدان دانمارکی Niels Finsen بخاطر درمان نوری (فتوتراپی) با اشعه UV در برابر بیماری لوپوس ولگاریس که نوعی سل پوستی است، اعطا گردید. اما نخستین لامپ واقعی بخارجیوه به سال 1896 توســط DowningوKeating ساخته شد که بر مبنـاي انجـام تخلیه الکتریکـی در یـک لولـه نسـبتاً کــم فشار حاوي بخار جیوه کار میکرد اما بـا بـالا رفتن فشـار بخـار لامپ دچار مشکل میشـد. در سـال 1901 اسـتفاده از لامـپ بخار جیوه به عنوان یک روش تجاري تولیدUV رواج یافت. در سال های 1905-1904 Hertel نشان داد که لامپ UV از لامپ های قوسی اثر بسیار بیشتری بر باکتری ها نسبت به نور خورشید دارد. او نشان داد که ترتیب تاثیر آنها به صورت UVC > UVB > UVA است. در سال 1904 شیشه گری به نام Richard Kuch در Heraeus آلمان با موفقیت نحوه ساخت حباب کوارتزی را ابداع نمود و اولین غلاف کوارتزی را برای محصور نمودن لامپ جیوه تهیه کرد. Henri و همکارانش در سال 1910 نخستین واحد تجاری گندزدایی آب بـا UVبـا ظرفیت 200 متـر مکعب در روز در Marseilles فرانسه را افتتاح نمودند اما عملکرد آن مدت کوتاهی پس از آغاز به کار بعلت مشکلاتی مانند نواقص تکنیکی، لامپ های غیر قابل اعتماد و ناپایداری سیستم برقی متوقف شد. شمایی از سیستم مذکور در شکل زیر مشاهده می گردد.

در سال 1914 Henry و Moycho دریافتند که طول موج 280 نانومتر کشنده ترین طول موج برای باکتری هاست (البته بعدها مشخص گردید که امواج 254 نانومتر موثرترند). در دهه 1920 گندزدایی با کلر مورد استفاده قرار گرفت. از آن جایی که این تکنولوژی بسیار ارزانتر از UV بود، کاربرد گندزدایی با فرابنفش تا دهه 1950 مورد لطف قرار نگرفت. در سال 1938 Westinghouse اولین لامپ تخلیه گاز فلوئورسنت را ابداع نمود. در سال 1930-1929 Gates اولین فردی بود که جزئیات بررسی طیف نوری بر اشریشیا کلی را انجام داد و نشان داد که طول موج بهینه در غیر فعال سازی 260 نانومتر است. در سال 1949 Kelner نخستین فردی بود که پی به فعال سازی مجدد نوری برد. او متوجه شد که باکتری هایی که قبلا در معرض UV بوده اند، پس از مدتی قادر به احیای مجدد هستند، با این حال نتایج کاملا متغیر بودند. بعدها دریافت که باکتری هایی که قبلا با نور فرابنفش غیرفعال شده اند، در صورتی که در معرض نور مرئی یا نزدیک نور فرابنفش قرار گیرند بیشتر توانایی احیای مجدد دارند. در سال 1955 سیستم های گندردایی آب با لامپ UV کم فشار در اتریش و سوییس بکار برده شدند. دردهه 1950 بخـاطر پیشرفت هاي حاصله در ساخت لامپ هـايUV و همچنین مشـکلات فزاینده کلرزنی در ایجاد طعم و بوي نامطبوع توجه مجددي به فناوري گندزدایی با UV بوجود آمد. در سال 1975 کاربرد این روش UV بخاطر محصولات جانبی گندزدایی حاصل از کلرزنی در نروژ آغاز گردید و یک سیستم کامل در شهر برگن ایالت نیوجرسی آمریکا راه اندازی شد. تا سال 1985 بالغ بر 1500 تصفیه خانه به این روش برای تصفیه آب های زیرزمینی و آب های فیلتر شده از حاشیه رودخانه یا سواحل در اروپا مورد استفاده قرار می گرفتند. این مساله راهی را برای کاربرد گسترده تصفیه آب با UV در آمریکای شمالی باز نمود، بطوری که در اواخر دهه 1990 بجز سیستم های کوچک آب زیرزمینی کمتر تصفیه خانه ای بود که دارای روش گندزدایی UV نباشد. تا سال 2001 تعداد این تصفیه خانه ها در اروپا به بیش از 6000 مورد رسید. Bolton و همکارانش در سال 1998 دریافتند که برخلاف تصورات گذشته، تک یاخته کریپتوسپوریدیوم و ژیاردیا نسبت به نور UV بسیار آسیب پذیرند و نتایج این تحقیق را به صورت مقاله ای در کنفرانس سالانه AWWA ارائه دادند، این بدان معنی بود که اشعه فرابنفش را می توان برای طیف وسیعی از میکروارگانیسم ها از جمله ویروس ها، باکتری ها و تک یاخته ها بکار برد، بنابر این از سال 1999 افزایش قابل توجهی در کاربرد UV برای گندزدایی آب صورت گرفت. قدمت توسعه گندزدایی فاضلاب با اشعه فرابنفش کمتر از چهل سال است و باید گفـت گسـترش روش تصـفیه آب نیـز عمـدتاً بعـد از مشخص شدن مخاطرات فرآورده¬هاي جانبی کلرزنی و ناکارآمد بودن کلر در غیر فعالسـازي کیست تک یاخته¬هـا در دوزهاي متعارف صورت گرفت. درسال هاي اخیر انواعی از لامـپ هايUV ساخته شده است که در اندازه بسیار کوچـک خـود داراي قدرت عظیم تشعشع تابش حـدود بیسـت هـزار برابـر شدت نور آفتاب در سطح دریا هستند. امروزه لامپ های قدرتمند UV کاربردهای فراوانی در ضدعفونی محیط و آب دارند که سیستم های تصفیه و ضدعفونی آب شهری، مزارع پرورش ماهی، فاضلاب و پساب، صنایع غذائی بخشی از انها هستند.

 استفاده از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است .

مطالب مرتبط

C:\Users\PC\Desktop\Uv-ashkan\New folder\صفحات داخلی\محصولات\Inline.jpg

تصفیه آب

استفاده از UV در تصفیه آب شرب یا استخرهای شنا روش های متعددی برای سالم سازی آب و از جمله آب آشامیدنی وجود دارد. امـروزه

بیشتر بخوانید
فهرست