در سال‌های اخیر، نور یو وی و استفاده از اشعه UVC در صنایع مختلف مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. از این تکنولوژی عموما در ضدعفونی هوا، سطوح، فضا و آب بهره می‌گیرند. مزایای این روش به اندازه‌ای بوده است که کاملا توانسته جای دیگر روش‌های سنتی مرسوم را بگیرد و خود را به عنوان کاربردی‌ترین روش ضدعفونی مطرح کند. از آن‌جایی که این روش با عنوان ضدعفونی کردن با اشعه UV یک تکنولوژی نوین محسوب می‌شود، سوالات بسیار زیادی حول محور آن وجود دارد.
پاسخ تمامی این سوال‌ها می‌تواند راهگشای بسیاری از مشکلات باشد. اطلاع یافتن از اینکه نور UVC چیست، توسط چه کسی کشف شده است، در چه زمینه‌هایی می‌توان از آن استفاده کرد، چه نگرانی‌هایی در مورد آن وجود دارد و دیگر سوالات این چنینی، می‌تواند برای شما مفید باشد. در ادامه با ما همراه باشید تا اطلاعات لازم درباره این نور و ضدعفونی کردن با اشعه UV را کسب کنید.
اشعه UVC چیست و چگونه کشف شد؟
دانشمند بزرگ یوهان ویلهلم ریتر، اولین بار نور فرابنفش را به شکل کاملا اتفاقی در سال 1801 میلادی کشف کرد. این دانشمند آلمانی، هنگام انجام آزمایش‌های همیشگی خود مشاهده نمود که رنگ املاح نقره در برابر تابش مستقیم نور آفتاب تیره شده و تغییر می‌کند. این اتفاق برنامه‌ریزی نشده موجب کشف نور یو وی توسط این دانشمند شد.
طی این فرآیند، یوهان ویلهلم متوجه شد که نور خورشید از طیف‌های مختلفی تشکیل شده و اشعه UV نامرئی است و دقیقا همین پرتوها، عاملی هستند که باعث تیره شدن صفحات کاغذی که به کلرید نقره آغشته شده بودند می‌شوند. این پدیده شیمیایی در نهایت توسط ویلهلم یوهان ریتر تحت عنوان پرتوهای شیمایی نام‌گذاری شد. او تشخیص داد که این تابش الکترومغناطیسی نامرئی در طول موج‌های بین 10-400 نانومتر قرار دارد.
دومین کنگره بین‌المللی نور موسوم به The Second International Congress on Lightc در سال ۱۹۳۲ میلادی بر اساس آخرین تحقیقات انجام شده، یک تقسیم‌بندی نوین و علمی برای طول موج‌های مختلف و تاثیرات متفاوت اشعه UV بر اجسام، طبیعت، انسان و… ارائه داد که طی این تقسیم‌بندی، طول موج اشعه UV به سه طیف مختلف تقسیم شد. این سه طیف عبارتند از:
- طیف UVA: با طول موج ۳۱۵ نانومتر تا ۴۰۰ نانومتر.
- طیف UVB: با طول موج ۲۸۰ نانومتر تا ۳۱۵ نانومتر.
- طیف UVC: با طول موج ۱۰۰ نانومتر تا ۲۸۰ نانومتر.
به جز این تقسیم‌بندی انجام شده توسط دومین کنگره بین‌المللی نور، متخصصین حوزه محیط زیست و پوست یک تقسیم‌بندی دیگری نیز ارائه کردند. مبنای این تقسیم‌بندی جدید، تاثیر بیولوژیکی طول موج‌های مختلف اشعه UV بر محیط زیست و پوست بدن انسان و حیوان بود. در این تقسیم‌بندی، پرتو فرابنفش مجددا به سه طیف UVA، UVBو UVC تقسیم می‌شد. این تقسیم‌بندی به شکل زیر شرح داده شد:
- طیف UVA: با طول موج ۳۲۰ نانومتر تا ۴۰۰ نانومتر.
- طیف UVB: با طول موج ۲۹۰ تا ۳۲۰ نانومتر.
- طیف UVC: با دارای طول موج ۲۰۰ تا ۲۹۰ نانومتر.
در طول تابش نور خورشید، ۹۵ درصد از پرتوهای UVA و ۵ درصد از پرتوهای UVB به سطح زمین می‌رسند. علاوه بر UVA وUVB، نوع دیگری وجود دارد که توسط لایه استراتوسفری جذب شده و به شکل طبیعی به زمین نمی‌رسد. این پرتوها UVC نام داشته و قابلیت ضدعفونی فضاهای مختلف، سطوح، آب و هوا را دارند. در ادامه متداول‌ترین سؤالاتی که حول محور این اشعه مطرح می‌شود را پاسخ می‌دهیم.
آیا نور UVC برای انسان مضر است؟
پاسخ این سوال بله است. اشعه UVC به پوست و چشم انسان نفوذ می‌کند و تنها در چند ثانیه می‌تواند آسیب‌های قابل توجه و جبران‌ناپذیری ایجاد کند. این اشعه به عمیق‌ترین لایه‌های پوست انسان نفوذ کرده و در درازمدت موجب بروز سرطان‌های پوستی می‌شود. همچنین این اشعه با تابش مستقیم بر چشم انسان، ممکن است موجب کوری موقت یا دائمی افراد شود.
به‌طور مشابه، امواج توسط میکروب‌ها جذب می‌شوند و به سرعت مواد ژنتیکی و پوشش بیرونی مبتنی بر پروتئین را از بین می‌برند و آن‌ها را غیرفعال می‌کنند. لازم به ذکر است که دانشمندان این ضعف را فرصتی برای استفاده از نور UVC برای کشتن ویروس‌ها، باکتری‌ها و ضدعفونی اشیا و هوا می‌دانستند و احتمال می‌دادند که می‌شود از این تکنولوژی در ضدعفونی هوا، سطوح و فضاهای مختلف استفاده کرد.
نور UVC چگونه تولید می‌شود؟
UVC را می‌توان روی زمین توسط لامپ‌های تخلیه جیوه کم فشار که گاهی اوقات تحت عنوان لامپ بخار جیوه هم نامیده می‌شوند، به شکل مصنوعی تولید کرد. این لامپ‌ها دقیقاً ۱۰۰ سال پس از کشف اشعه ماوراء بنفش در سال ۱۹۰۱ توسط مهندس آمریکایی پیتر کوپر هیویت اختراع شد. این اختراع به‌سرعت در مصارف صنعتی اعمال شد و تا سال ۱۹۱۰ برای گندزدایی و ضدعفونی آب مورد استفاده قرار گرفت. لامپ‌های بهبود یافته که جیوه کمتری مصرف می‌کردند، در دهه ۱۹۳۰ طراحی و تولید شده و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفتند.
در حال حاضر ضدعفونی کردن با اشعه UV کاربرد دارد؟
پاسخ این سوال مشخصا بله است. چندین دهه است که دانشمندان و متخصصان طی تحقیقات و مطالعات گوناگون خود به استفاده تکنولوژی نور UV جهت ضدعفونی و گندزدایی در صنایع مختلف رسیده‌اند و این تکنولوژی برای چندین دهه مورد استفاده واقع شده است.
از نور UV خصوصا در مکان‌هایی که تمیز کردن آن‌ها دشوار و سخت است، مانند آب، هوا، و بسیاری از سطوح مختلف می‌توان استفاده‌های بسیار زیادی کرد. برخی از مکان‌ها از این تکنولوژی جهت ضدعفونی کردن هوا در سیستم‌های HVAC، اتاق‌های خالی یا مکان‌های دیگر، مانند اتوبوس، قطار، هواپیما و دیگر مکان‌ها عمومی و پر رفت و آمد استفاده می‌کنند.
یکی دیگر از کاربردهای این اشعه در بیمارستان‌ها با استفاده از سیستم‌های پخش نور UV حرفه‌ای است. همراه با سیستم فن تهویه هوا، تمام هوای فضای مورد نظر که در معرض تابش مستقیم نور ضدعفونی‌کننده فرابنفش قرار می‌گیرد، ضدعفونی می‌شود. گزارش شده یکی از رستوران‌های منطقه سیاتل از آن استفاده می‌کند و توانسته نتیجه بسیار خوبی از این تکنولوژی بگیرد.
یکی از شرکت‌های بیوتکنولوژی کانادایی، ایستگاه‌هایی دارد که به بازدیدکنندگان اجازه می‌دهد تلفن و کلیدهای خود را هنگام ورود به دفترشان ضدعفونی نمایند تا از گزند ویروس‌ها در امان باشند.
برخی از شما ممکن است حتی یک فیلتر آب UV در خانه خود داشته باشید و از آن برای تصفیه آب آشامیدنی محل زندگی خود استفاده کنید. نور UVC حتی در برابر کروناویروس‌ها هم مورد استفاده قرار گرفته و نشان داده شده است که می‌تواند SARS-CoV-2 را از بین ببرد.
چرا در همه جا از نور UVC و ضدعفونی کردن با اشعه UV استفاده نمی‌شود؟
در پاسخ به این پرسش مهم باید گفت که چند مانع برای استفاده از نور UVC جهت ضدعفونی کردن هوا و سطوح در سراسر جهان وجود دارد. طول موج خاص و در حقیقت دوز مصرفی مناسب نور UV بسیار مهم است.
مجموعه‌ای از ویروس‌ها و باکتری‌ها می‌توانند به یک طول موج مقاوم شده باشند و دیگر اثری نپذیرند و این در حالی است که مجموعه‌ای دیگر با طول موج متفاوتی ضدعفونی می‌شوند. طول موج مناسب برای ضدعفونی SARS-CoV-2 هنوز به‌طور قطع مشخص نیست و تحقیقات در این زمینه تا رسیدن به نتیجه اصلی ادامه خواهد داشت.
چالش دوم این است که نور UVC تنها چیزی را که می‌تواند ببیند، ضدعفونی می‌کند. بنابراین اگر چیزی در سایه قرار گرفته باشد یا مقداری از ویروس زیر لایه‌ای از خاک پنهان شده باشد، بدون نوردهی قابل توجه و چندین زاویه خنثی نخواهد شد. البته که راه‌حل این مسئله هم وجود دارد و آن، سایه زدایی است. سایه زدایی می‌تواند در اثربخشی ضدعفونی‌کننده اشعه UVC تاثیر بسیار چشم‌گیری داشته باشد.
این فرآیند ممکن است در دو حالت ماکروسکوپی (میکروبی که پشت اشیا هستند) و یا میکروسکوپی (جایی که میکروب‌های ریز در شکاف میان سطوح پنهان می‌شوند) اتفاق بیفتد. برای این امر لازم است تمام اشیا غیرضروری اتاق که سایه‌های ماکروسکوپی بر روی سطوح مختلف ایجاد می‌کنند، از محیط خارج شده تا فرایند از بین بردن ویروس با موفقیت صورت بگیرد.
مثلا پارچه‌هایی که در کف یا داخل کمد لباس‌ها قرار داده شده‌اند، اگر کاملا در معرض تابش اشعه UV قرار نگیرند، میکروب‌هایشان غیرفعال نشده و می‌توانند به‌راحتی مجددا تکثیر شوند و به حیات خود ادامه دهند.
پس به یاد داشته باشید که در سطح میکروسکوپی، حتی الیاف یک ماسک جراحی معمولی هم می‌تواند روی یک ویروس سایه انداخته و عملکرد ضدعفونی را مختل کند. به این دلایل، تشخیص اینکه چه زمانی یک سطح تمیز شده و عاری از آلودگی است، دشوار می‌شود. یکی از دانشمندان این دشواری را با نقاشی با استفاده از یک قلموی نامرئی مقایسه کرده و این شاید یک مثال کاملا ملموس باشد.
در نهایت باید بدانید که برخی از نگرانی‌ها در زمینه ایمنی هم وجود دارد. اشعه ماوراء بنفش از جمله اشعه‌های UVA و UVB است که باعث آفتاب سوختگی، ایجاد حساسیت، التهاب و پیری پوست می‌شود. علاوه بر این، پرتو فرابفنش سرطان‌زا هم محسوب می‌شود.
اشعه ماوراء بنفش می‌تواند برای قرنیه که بخشی از چشم است هم مضر باشد و ایجاد کوری موقت یا دائمی کند. این آسیب می‌تواند عدسی چشم را تیره کرده یا باعث رشد بافت روی سطح چشم شود که این امر می‌تواند دید انسان را محدود کند. به همین دلیل است که در بیشتر موارد نمی‌توان از آن به شکل مداوم استفاده کرد.
در حال حاضر چه مطالعاتی روی ضدعفونی کردن با نور UV انجام شده است؟
در حال حاضر هم تحقیقات هیجان‌انگیزی در رابطه با اشعه UV و ضدعفونی کردن با اشعه UV در حال انجام است. یک مطالعه که اخیرا صورت گرفته، نشان داده است که نور UVC در طول موج 222 نانومتر هم می‌تواند ویروس‌های موجود در هوا (از جملهSARS-CoV-2) را غیرفعال کرده و حتی ممکن است برای استفاده در فضاهای مختلف بدون خطر باشد.
طی این تحقیقات با انجام آزمایش روی حیوانات نشان داده شده است که این اشعه هم برای پوست و هم برای چشم افراد بی‌خطر است. با این حال، هنوز به تحقیقات بیشتری نیاز است تا تأیید شود که افراد می‌توانند طی دوره‌های زمانی کوتاه یا طولانی در معرض تابش این طول موج قرار بگیرند، بدون آنکه مشکل یا خطری برایشان به وجود بیاید.
دانشمندان همچنین در تلاش هستند تا لامپ‌های بخار جیوه قدیمی را به ال ای دی‌های پیچیده‌تر و حرفه‌ای‌تر ساطع‌کننده اشعه UVC تبدیل کنند. لازم به ذکر است که تمام تلاش‌های تحقیقاتی زمانی افزایش پیدا می‌کند که یک تهدید میکروبی جدید مانند ویروس‌های همه‌گیر ظاهر شود و جهان را درگیر خود می‌کند.
در این حالت تحقیقات با جدیت بیشتری برای فروکش کردن اثرات ویروس انجام می‌شود. بنابراین نتایج تحقیقات در مورد اشعه ماوراء بنفش هم که اکنون در حال انجام است، احتمالاً تا زمان همه‌گیری بعدی آماده نخواهد بود.
در ضمن، شما باید مراقب دستگاه‌ها و لامپ‌های تقلبی باشید. بسیاری از شرکت‌های تجاری عجله دارند تا لامپ‌های UV را برای استفاده خانگی طراحی و تولید کرده و به مصرف‌کنندگان ارائه دهند. برخی از این اجناس به دلیل طی نکردن فرایند آماده‌سازی تقلبی و خطرناک هستند.
بسیاری دیگر هم کاملا بی‌فایده‌اند. برخی از آن‌ها ادعای تأییدیه از FDA یا EPA دارند، اما حقیقت ماجرا این است که چنین گواهینامه‌ای اصلا وجود خارجی ندارد. (سازمان غذا و داروی آمریکا برگه‌ای تهیه کرده که بسیاری از جنبه‌های پرتو فرابنفش و SARS-CoV-2 را توضیح می‌دهد، از جمله اینکه ممکن است دستگاهی توسط «مقررات کنترل تشعشعات محصولات الکترونیکی» آن تأیید شود، بدون اینکه نشان داده شود ویروس‌های کرونا را از بین می‌برد یا نه.)
در این زمان، اکثر دستگاه‌هایی که هم موثر و هم ایمن برای ضدعفونی کردن با اشعه UV هستند، بیشتر از 1000 دلار قیمت دارند و در بیمارستان‌ها و آزمایشگاه‌ها عرضه شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند. بنابراین شما به هیچ وجه نباید فریب دستگاه‌های ارزان قیمت (100 تا 200 دلار) را بخورید که ادعا می‌کنند قادر هستند خانه یا محل کار شما را با نور UV ضدعفونی کنند.
روش‌های تمیز کردن ثابت شده و سنتی، استفاده از دستمال مرطوب الکلی و سفید‌کننده است. اقدامات احتیاطی ثابت شده همچنان حفظ فاصله 6 فوتی از دیگران، پوشیدن ماسک، شستن دست‌ها و معاشرت در فضای باز و برای مدت کوتاه است. این اقدامات از خریدن دستگاه‌های تقلبی موثرتر خواهد بود.
در این مقاله، شما اطلاعات پایه‌ای و مفیدی در رابطه با اشعه UVC، نحوه استفاده از آن و ضدعفونی کردن با اشعه UV دریافت کردید. دانستید که در حال حاضر این تکنولوژی چه کاربردی دارد و چه نگرانی‌هایی حول محور آن وجود دارد. همان‌طور که گفتیم، تحقیقات در این زمینه ادامه داشته و نتایج آن می‌تواند انقلابی در صنایع مختلف به دنبال داشته باشد.
به یاد داشته باشید اگر می‌خواهید از محصولات بر پایه اشعه UVC استفاده کنید، بهتر است از اصل بودن آن محصول اطمینان حاصل کنید، زیرا کالاهای تقلبی می‌تواند مشکلات زیادی را برای شما به همراه داشته باشد. امیدواریم توانسته باشیم در این زمینه به شما کمک کنیم.
منبع +
