کاربرد پرتوفرابنفش در تصفيه هوا

**MTHAMID2** · 2012/03/28, 14:53

- تعريف
١-٣- پرتو فرابنفش :
پرتو فرابنفش طول موج بين ١٩٠تا ٣٥٠ نانومتر طيف الکترو مغناطيس مي باشد و انرژي آن تا حدي است که مي تواند روي پيوندهاي ملکولي اثر گذاشته و آنها را شکسته و پيوندهاي جديدي را پديد آورد . طول موجي که براي از بين بردن ميکروارگانيسمها مورد نظرات است ٢٥٤ نانومتر مي باشد. در اين طول موج رشته هاي وراثتي اين موجودات شامل انواع باکتريها ، ويروسها ، قارچها ، مخمرها و جلبکها به هم جوش خورده و قدرت تکثير از اين موجودات گرفته مي شود .
اين طول موج خاص به طور مصنوعي با تخليه الکتريکي درون بخار جيوه در لامپهاي مخصوص مولد پرتوفرابنفش توليد مي شود . در واقع اين لامپها عصاره ميکروب کش نور خورشيد را تهيه مي کنند.
٢-٣- ازون :
ازون شکل سه اتمي اکسيژن است . گازي است با بوي نافذ با قدرت اکسيد کنندگي بسيار بالا . در طبيعت با تابش پرتو فرابنفش نور خورشيد و همچنين بر اثر تخليه الکتريکي هنگام رعدو برق پديد مي آيد . بطور مصنوعي بوسيله طول موج ١٨٩-١٨٥ نانومتر لامپهاي فرابنفش مخصوص توليد ازون ، تخليه الکتريکي و روشهاي الکتروشيميايي توليد مي شود .
خاصيت اکسيد کنندگي زياد اين گاز سازوکار اصلي آن در مراحل مختلف تصفيه هوا مي باشد .
کاربردها
١-٤) کاربرد پرتوفرابنفش در تصفيه هوا

هواي يکي از عناصر اصلي براي بقاي موجودات از جمله انسان است . بنابراين حفظ آن از انواع آلودگي هايي که ناشي از فعل و انفعالات طبيعت يا فعاليتهاي بشري مي باشد از مهمترين موضوعاتي است که مورد توجه مي باشد . از جمله اين آلودگي ها ، آلودگي به انواع ميکروارگانيسم هاي مختلف مي باشد.
ماهيت هوا طوري است که مي تواند ميکروارگانيسم هاي گوناگوني رادر خود ذخيره سازد و انتقال دهد. پالايش هوا از اين ميکروگانيسم ها از نظر حفظ يک سطح بهداشتي و استاندارد و نيز از بين بردن کامل آنها در مکانهايي خاص از اهميت بسزايي برخوردار است.
در هوا ميزان دوز لازم پرتوفرابنفش که براي از بين بردن ميکروارگانيسم هاي موجود در هوا لازم است مشخص است . کاربرد مولدهاي پرتو فرابنفش در مکانهايي مانند بيمارستانها ، صنايعي که پروسه توليد در آنها بايد بدون حضور ميکروارگانيسمها باشد مانند صنايع الکترونيک ، غذايي ، دارويي، ‌سرم سازيها و... سابقه اي ديرينه دارد .
2-٤- منابع آلوده کننده هوا به ميکروارگانيسم هاي مختلف :

منابع ميکروارگانيسم هايي که هوا را آلوده مي کنند بسيار متنوعند اما بطور کلي خاک ، آب ،‌انسانها و حاصل فعاليتهاي آنها ( از جمله زباله و فاضلاب ) و حيوانات و فعاليت آنها از جمله مهمترين منابع آلودگي هوا محسوب مي شوند .
٣-٤- روشهاي از بين بردن ميکروارگانيسم هاي هوازي :

براي از بين بردن ميکروارگانيسم هاي هوا عمدتا روشهاي فيزيکي بکار برده مي شوند.
اين روشها عبارتند از فيلتراسيون و پرتودهي فرابنفش . کاربرد روشهاي شيميايي رايج نيست با اين حال مي توان به کاربرد ازون اشاره که کرد با عث طراوت و تازگي هوا مي شود .
پرتو دهي فرابنفش يکي از رايج ترين روشهاي از بين بردن ميکروارگانيسم هاي هوازي است .
در اين روش از لامپهاي مولد اشعه فرابنفش با حداکثر پرتو دهي در طول موج ٧/٢٥٣ نانومتر استفاده مي شود .
هر چه تعداد دفعات تهويه هوا در يک زمان مشخص بيشتر باشد غلظت ميکروارگانيسم هاي موجود در آن سريعتر پايين مي آيد . با يکبار گردش هوا از سيستم تهويه به دليل رقيق شدن هواي ورودي توسط هواي خروجي ، ٨/٣٦ درصد از هواي آلوده قبلي در آن باقي مي ماند.
بنابراين هر چه تعداد دفعات تعويض هوا و ورود هواي پاک فيلتر شده بيشتر باشد آلودگي کمتر مي شود . از طرفي افزايش تعداد دفعات گردش هوا در سيستم هاي تهويه ، مشکل کوران و جريان نامطلوب هوا و سرو صداي زياد حاصل از دستگاه تهويه را به دنبال خواهد داشت .
بنابراين با استفاده منطقي از پرتو فرابنفش مي توان اين مشکل را برطرف کرد . در واقع اين روش مي تواند مکمل روش فيلتراسيون باشد با توجه به اينکه فيلتراسيون براي گرفتن ذرات بزرگ ضروري است زيرا ميکروارگانيسم هاي موجود بر روي ذرات بزرگ بدليل پنهان شدن از پرتو فرابنفش از بين نمي روند.
براي ضد عفوني هوا دو روش مستقيم و غير مستقيم وجود دارد . در روش مستقيم مولدهاي پرتو فرابنفش به صورت مستقيم در محيط نصب مي شوند که کسي در محيط مورد نظر حضور نداشته باشد . روش غير مستقيم به دو صورت انجام مي شود . يا مولدها طوري در محل نصب مي شوند که نور آنها مستقيم ديده نمي شود بلکه با انعکاس بر روي سقف و ديوارها نور آنها منتشر مي شود . در اين صورت افراد مي توانند با لباسهاي پوشيده وارد محوطه مذکور شوند . روش ديگر محصور کردن مولدها درون يک محفظه و بگردش در آوردن هواي محفظه بوسيله يک فن است . روش اخير بهترين و منطقي ترين روش ضد عفوني هوا است که در آن افراد مي توانند در محل نصب دستگاه و در حين روشن بودن آن در محيط حضور داشته و از هواي ضد عفوني شده بهره مند شوند.
چگونگي طراحي در هر دو روش بر کارايي نهايي بسيار موثر است اما عمدتا روش مستقيم موثرتر از روش غير مستقيم است . اما در روش مستقيم در صورت تردد يا اقامت افراد در محيطي که پرتو فرابنفش در آن منتشر مي شود بايد به نکات ايمني توجه شود . در اين خصو ص لازم به تذکر است که سريعترين عارضه پرتو فرابنفش قرمزي پوست است که بيشترين قرمزي مربوط به طول موج ٦/٢٩٨ نانومتر مي باشد ، اما خوشبختانه ميزان قرمزي پوست حاصل از موج ٧/٢٥٣ نانومتر لامپهاي تجارتي تقريبانصف ميزان اين اثر در طول موج ٦/٢٩٨ نانومتر مي باشد .
فاکتورهاي گوناگوني روي کارآيي اين روش اثر مي گذارند . اگر چه هنوز از نظر علمي توافق کلي روي اين فاکتورها صورت نگرفته است اما چهار عامل زير در عدم کارآيي موثر اين روش شناخته شده اند :
١- طراحي نامناسب
٢- دوز ناکافي اشعه
٣- نقص در کنترل رطوبت
٤- کثيف بودن لامپها
٥- شواهد علمي :
سازوکار اثر پرتو فرابنفش روي ميکروارگانيسم هاي هوازي اثر روي رشته هاي وراثتي آنها و از کار انداختن قدرت تکثير سلولي مي باشد .
تحقيقات و بررسيهاي زيادي روي اين روش انجام شده است . نتيجه اين بررسيها نشان مي دهد که با دوز متعارف پرتو دهي ٤٠-١٨ ميکرووات بر سانتي متر مربع به شرط رعايت اصول طراحي و ايجاد شرايط مناسب محيطي کاهش به ميزان ٩٩ درصد در جمعيت گونه هاي مختلف پزودوموناس ( Pseudomonas spp ) با سيلوس سوبتيليس ( Bacillus subtilis ) استافيلوکوکوس اورئوس ( Staphylococcus aureus ) و همچنين کاهشي به ميزان بيش از ٩٩ در صد در جمعيت ويروسهايي چون آدنوويروسهاي تايپ ٢ ( Adenovirus type 2 ) کوکساکي ويروس ب ( Coxsackievirus- B ) ويروس آنفلوآنزا ( Influenza virus - A ) , و ويروس واکسينيا ( Vaccinia virus ) ديده شده است .
در يک نمونه از اين بررسيها در اتاق عمل بيمارستاني در آمريکا در طول ٢٩ سال پس از نصب سيستم فرابنفش نشان داده شده است که مرگ و ميرهاي ناشي از عفونت پس از جراحي از ٠٦/١ درصد ( ١٩ مورد از ١٧٨٢ جراحي ) به صفر مورد و بطور همزمان عفونت محل جراحي از ٦/١١ درصد به ٢٥/٠ در صد کاهش يافت .