تنبعث جميع الأطوال الموجية المذكورة أعلاه من الأشعة فوق البنفسجية من الشمس ، ولكن فقط الأطوال الموجية الأطول ، الأشعة فوق البنفسجية A والأشعة فوق البنفسجية B تصل إلى الأرض. الأشعة فوق البنفسجية-C، التي هي أقصر طول موجي ولكن يتم حظر أعلى طاقة من قبل طبقة الأوزون.
الأشعة فوق البنفسجية-A (موجة طويلة؛ 400 - 315 نانومتر): تستخدم للأضواء السوداء، ودباغة الجلد، والحبر / الراتنج علاج.
الأشعة فوق البنفسجية-B (متوسطة الموجة؛ 315 -280 نانومتر): تستخدم لعلاج الصدفية، يمكن أن يسبب حروق الشمس، وسرطان الجلد.
UV-C (موجة قصيرة؛ 280 - 200 نانومتر): الأكثر فعالية لتطهير المبيدات الجرثومية.
الأشعة فوق البنفسجية-V (فراغ الأشعة فوق البنفسجية، أقل من 200 نانومتر): يمكن أن تنتج الأوزون في الهواء.
يمكن تقسيم طيف الأشعة فوق البنفسجية إلى b التالية
وبما أن الأشعة فوق البنفسجية-C مسدودة بطبقة الأوزون، فإن الكائنات الحية الدقيقة لم تطور دفاعا طبيعيا ضد طاقة الأشعة فوق البنفسجية-C. عندما يمتص الحمض النووي للكائنات الحية الدقيقة طاقة الأشعة فوق البنفسجية-C ، يحدث عدم الاستقرار الجزيئي ، مما يؤدي إلى تعطيل تسلسل الحمض النووي. يؤدي هذا إلى جعل الخلية غير قادر على النمو أو إعادة إنشاء. بدون القدرة على التكاثر، لا يمكن للخلية أن تصيب وتموت بسرعة.
يعرف استخدام طاقة UV-C لتثبيط الكائنات الحية الدقيقة باسم التشعيع المبيد للجراثيم أو UVGI. وقد استخدم لهذا الغرض منذ أوائل القرن العشرين. يتم إنتاج الطاقة الاصطناعية UV-C في مصابيح الأشعة فوق البنفسجية المبيدة للجراثيم التي تنتج الأشعة فوق البنفسجية عن طريق تأين بخار الزئبق منخفض الضغط. هذه المصابيح هي مماثلة للمصابيح المنزلية الفلورية نموذجية، ولكن لم يكن لديك طلاء الفوسفور الذي يضفي الضوء الأبيض الناعم. معظم المصابيح التجارية UV-C هي مصابيح الزئبق منخفضة الضغط التي تنبعث منها طاقة الأشعة فوق البنفسجية عند 253.7 نانومتر، وهو الطول الموجي المثالي لتعطيل الحمض النووي للكائنات الحية الدقيقة.
يتم استخدام مصابيح وأجهزة UV-C بشكل متزايد في جميع أنحاء العالم في مختلف التكوينات والتطبيقات لتطهير المياه والهواء والأسطح.
الجرعة هي ما يحدد فعالية!
يتم قياس كمية الطاقة UV-C اللازمة لتثبيط الكائنات الحية الدقيقة المعطى بالجرعة ، والتي يتم تحديدها من خلال مزيج من طاقة الإشعاع ووقت التعرض. والفرق الرئيسي بين تعطيل السطح وعطل مجرى الهواء للكائنات الدقيقة هو وقت التعرض. وقت الإقامة في مجال الأشعة فوق البنفسجية للكائنات الحية الدقيقة في مجرى الهواء هو في ترتيب ثوان، وسوف تتطلب جرعة أعلى بكثير من الأشعة فوق البنفسجية-C بالمقارنة مع تطبيق السطح. وقد حدد العلماء المعدلات التي تنخفض بها مختلف المجموعات الميكروبية بسبب التعرض لعوامل الإبادة البيولوجية مثل الأشعة فوق البنفسجية-C. وتختلف الكائنات الحية في قابليتها للتأثر باختلاء الأشعة فوق البنفسجية-C؛ بشكل عام ، والفيروسات هي الأكثر عرضة للأشعة فوق البنفسجية جيم تليها البكتيريا مع قوالب والجراثيم الفطرية كونها أقل عرضة.
كما أن الأشعة فوق البنفسجية-C تطيع قانون الضوء العكسي المربع، حيث تكون الكثافة عند نقطة معينة متناسبة عكسيا مع مربع المسافة من مصدر الضوء.
استنادا إلى النمذجة الرياضية، طور مهندسو UVDI برامج نمذجة حاسوبية مسجلة الملكية وطرف ثالث لتقييم معدلات التعطيل للكائنات الحية الدقيقة المستهدفة، وبالتالي تصميم أنظمة UV-C التي ستطهر بشكل فعال وفعال حالة الهواء أو السطح أو الماء ذات الاهتمام
تأثير الأشعة فوق البنفسجية-C على المواد
التعرض لفترات طويلة للأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يسبب تدهور الصورة من المواد العضوية والاصطناعية. ونظرا لقصر الطول الموجي، تميل موجة نقل الأشعة فوق البنفسجية إلى الانخفاض الشديد بالنسبة لمعظم المواد؛ لذلك، قد يحدث معظم تدهور الصورة فقط على السطح المباشر للمادة، و/أو يظهر نفسه على أنه يتلاشى أو تغير اللون. وينبغي النظر في الدرجة التي يمكن أن يكون فيها الجسم عرضة لتدهور الأشعة فوق البنفسجية في أي تطبيق يمكن أن يطول فيه التعرض.
حدود السلامة والتعرض للأشعة فوق البنفسجية-C
الأشعة فوق البنفسجية المبيدات المستخدمة في تطهير المياه والهواء والسطح هو المبيد الحيوي للكائنات الحية الدقيقة ولكن يشكل خطرا على صحة البشر أيضا. التعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يؤدي إلى تلف في العينين في شكل التهاب القرنية الصورة والتهاب الملتحمة. تظهر هذه الأعراض عادة في غضون 6 إلى 12 ساعة بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية وحلها في غضون 24 إلى 48 ساعة. يمكن أن يؤثر التعرض للأشعة فوق البنفسجية أيضا على الجلد ويسبب حماما (احمرار الجلد). معظم الأشعة فوق البنفسجية-C يحصل تنعكس واستوعبت من قبل الطبقة الميتة الخارجية من الجلد البشري، وبالتالي تقليل الأشعة فوق البنفسجية-C التي تنتقل من خلال طبقة البشرة.
وقد أوصت مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها وNIOSH حدود التعرض المسموح بها لمختلف الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية. بالنسبة للأشعة فوق البنفسجية-C، عند الطول الموجي 253.7 نانومتر، فإن الحد الموصى به للتعرض (REL) هو 6 mJ/cm2 لنوبة عمل يومية لمدة 8 ساعات. يوصى باستخدام معدات الحماية الشخصية المناسبة (PPE) عندما يتعرض الموظفون للأشعة فوق البنفسجية.
