Історія відкриття
Поняття про ультрафіолетових променях вперше зустрічається в індійського філософа 13-го століття Shri Madhvacharya в його праці Anuvyakhyana. Атмосфера описаної їм місцевості Bhootakasha містила фіолетові промені, які неможливо побачити звичайним оком.
Незабаром після того, як було виявлено інфрачервоне випромінювання. німецький фізик Йоганн Вільгельм Ріттер почав пошуки випромінювання і в протилежному кінці спектра, з довжиною хвилі коротше, ніж у фіолетового кольору. В1801году він виявив, що хлорид срібла, що розкладається під дією світла, швидше розкладається під дією невидимого випромінювання за межами фіолетовою області спектра. Тоді, багато вчених, включаючи Ріттера, дійшли згоди, що світло складається з трьох окремих компонентів: окисного або теплового (інфрачервоного) компонента, освітлювального компонента (видимого світла), і відновного (ультрафіолетового) компонента. У той час ультрафіолетове випромінювання називали також «актініческім випромінюванням».
Види ультрафіолетового випромінювання
Довжина хвилі в нанометрах
Кількість енергії на фотон
400 нм - 300 нм
3.10 - 4.13 еВ
300 нм - 200 нм
4.13 - 6.20 еВ
200 нм - 122 нм
6.20 - 10.2 еВ
121 нм - 10 нм
10.2 - 124 еВ
200 нм - 10 нм
6.20 - 124 еВ
Ультрафіолет А, довгохвильової діапазон, Чорний світло
400 нм - 315 нм
3.10 - 3.94 еВ
Ультрафіолет B (середній діапазон)
315 нм - 280 нм
3.94 - 4.43 еВ
Ультрафіолет С, короткохвильової, герміцідний діапазон
280 нм - 100 нм
4.43 - 12.4 еВ
Практично весь UVC і приблизно 90% UVB поглинаються озоном, а також водяною парою, киснем і вуглекислим газом при проходженні сонячного світла через земну атмосферу. Випромінювання з діапазону UVA досить слабо поглинається атмосферою. Тому радіація, що досягає поверхні Землі, в значній мірі містить ближній ультрафіолет UVA, і, в невеликій частці - UVB.
штучні джерела
Завдяки створенню та вдосконаленню штучних джерел УФ випромінювання, що йшли паралельно з розвитком електричних джерел видимого світла, сьогодні фахівцям, що працюють з УФ випромінюванням в медицині, профілактичних, санітарних і гігієнічних установах, сільському господарстві і т. Д. Надаються істотно більші можливості, ніж при використанні природного УФ випромінювання. Розробкою і виробництвом УФ ламп для установок фотобіологічні дії (УФБД) в даний час займаються як ряд найбільших електролампових фірм (Philips, Osram, LightTech, Radium, Sylvania і ін.), Так і вітчизняні виробники: ВАТ «Лисма-ВНІІІС» (Саранськ) , НВО «ЛІТ» (Москва), ВАТ СКБ «Ксенон» (Зеленоград), ТОВ «ВНІСИ» (Москва). Номенклатура УФ ламп для УФБД досить широка і різноманітна: так, наприклад, у ведучого в світі виробника фірми Philips вона налічує понад 80 типів.
Дезінфекція питної води
Метод дезінфекції з використанням УФ-випромінювання [1] довів свою ефективність при дезактивації переносяться водою хвороботворних мікроорганізмів і вірусів без погіршення смаку і запаху води і без внесення в воду небажаних побічних продуктів. Такий метод дезінфекції завойовує популярність в якості альтернативи або доповнення до традиційних засобів дезінфекції, таким як хлор, через свою безпечність, економічність та ефективності.
Принцип дії УФ-випромінювання. УФ-дезінфекція виконується при опроміненні знаходяться у воді мікроорганізмів УФ-випромінюванням певної інтенсивності (достатня довжина хвилі для повного знищення мікроорганізмів дорівнює 260,5 нм) протягом певного періоду часу. В результаті такого опромінення мікроорганізми «мікробіологічно» гинуть, так як вони втрачають здатність відтворення. УФ-випромінювання в діапазоні хвиль близько 254 нм добре проникає крізь воду і стінку клітини переносимого водою мікроорганізму і поглинається ДНК мікроорганізмів, викликаючи порушення її структури. В результаті припиняється процес відтворення мікроорганізмів.
Хоча по ефективності знезараження води УФ обробка в десятки разів поступається озонуванню, на сьогоднішній день використання УФ-випромінювання - один з найбільш ефективних і безпечних способів знезараження води в випадках, коли обсяг оброблюваної води не великий.
Стерилізація повітря і твердих поверхонь
Ультрафіолетові лампи використовуються для стерилізації (знезараження) води, повітря і різних поверхонь у всіх сферах життєдіяльності людини. У найбільш поширених лампах низького тиску 86% випромінювання припадає на довжину хвилі 254 нм, що добре узгоджується з піком кривої бактерицидної ефективності (тобто ефективності поглинання ультрафіолету молекулами ДНК). Цей пік знаходиться в районі довжини хвилі випромінювання дорівнює 254 нм, яке має найбільший вплив на ДНК, проте кварцове скло, раніше використовується для виготовлення колби лампи, також як і інші природні речовини (наприклад, вода) затримують проникнення УФ. Ступінь дезінфекції залежить від дози, яка дорівнює добутку інтенсивності на час. Випромінювання «непотрібних» для дезінфекції довжин хвиль призводить до того, що для опромінення об'єкта необхідною дозою УФ лампі потрібна більша кількість часу, а отже знижується ККД пристрою. Ось чому в даний час на заміну морально застарілих кварцових бактерицидних ламп, які мали порівняно низький ККД через низьку пропускну спроможність, а також через те, що випромінювали весь спектр УФ при необхідній довжині хвилі рівної виключно 254 нм, приходять УФ лампи нового покоління , в яких з внутрішньої сторони скла нанесено покриття, розроблене із застосуванням нано-технологій, [джерело?] дозволяє збільшити пропускну здатність скла тільки для УФ хвиль з довжиною рівною 254 нм. Це дозволяє в рази зменшити енергоспоживання УФ лампами і збільшити їх ефективність. [Джерело?]
Бактерицидну УФ випромінювання на цих довжинах хвиль викликає дімерізацію тиміну в молекулах ДНК. Накопичення таких змін в ДНК мікроорганізмів призводить до уповільнення темпів їх розмноження і вимирання.
Ультрафіолетове знезараження води. повітря і поверхні не має пролонгований ефект. Гідність даної особливості полягає в тому, що виключається шкідливий вплив на людину і тварин. У разі обробки стічних вод УФ флора водойм не страждає від скидів, як, наприклад, при скиданні вод, оброблених хлором, які продовжують знищувати життя ще довго після використання на очисних спорудах.