Док чекају пуни приступ својим лабораторијама због ограничења ЦОВИД-19, научници Националног института за стандарде и технологију (НИСТ) искористили су ову ретку прилику да пријаве техничке детаље пионирских истраживања која су спровели на дезинфекцији воде за пиће помоћу ултраљубичастог зрака ( УВ) светлост.
Још 2012. научници НИСТ-а и њихови сарадници објавили су неколико радова о неким фундаменталним налазима који могу имати користи за водоводна предузећа. Али ови чланци никада нису у потпуности објаснили поставку зрачења која је омогућила рад.
Сада истраживачи НИСТ-а по први пут објављују техничке детаље јединственог експеримента, који се ослањао на преносни ласер да би тестирао колико су различите таласне дужине УВ светлости инактивирале различите микроорганизме у води. Дело се данас појављује у Прегледу научних инструмената (РСИ).
Једна од хитности за објављивање потпуног описа система НИСТ је та што истраживачи предвиђају употребу ове УВ поставке за нове експерименте који превазилазе проучавање воде за пиће и дезинфекцију чврстих површина и ваздуха. Потенцијалне примене могу да укључују бољу УВ дезинфекцију болничких соба, па чак и студије о томе како сунчева светлост инактивира коронавирус одговоран за ЦОВИД-19.
[ГГ] куот; Колико знам, нико није дуплирао ово дело, бар не за биолошка истраживања, [ГГ] куот; Рекао је Ларасон. [ГГ] куот; Зато [ГГ] # 39; зато желимо да сада извадимо овај рад. [ГГ] куот;
Довољно добро за пиће
Ултраљубичасто светло има таласне дужине које су прекратке да би их људско око видело. УВ се креће од око 100 нанометара (нм) до 400 нм, док људи могу да виде дугу боју од љубичасте (око 400 нм) до црвене (око 750 нм).
Један од начина дезинфекције воде за пиће је озрачивање УВ светлошћу, која разграђује штетне микроорганизме [ГГ] # 39; ДНК и сродни молекули.
У време првобитне студије, већина система за озрачивање воде користила је УВ лампу која је емитовала већину своје УВ светлости на једној таласној дужини, 254 нм. Међутим, годинама су водоводна предузећа показивала све веће интересовање за другачију врсту дезинфекционе лампе која је била [ГГ] полихроматска, [ГГ] куот; што значи да је зрачило УВ светлост на више различитих таласних дужина. Али ефикасност нових лампи није била добро дефинисана, рекао је Карл Линден, инжењер заштите животне средине Универзитета у Колораду Боулдер (ЦУ Боулдер), који је био главни истражитељ студије из 2012. године.
У 2012. години, група микробиолога и инжењера заштите животне средине коју је водио ЦУ Боулдер била је заинтересована за додавање базе знања коју су водоводна предузећа имала у вези са УВ дезинфекцијом. Уз финансирање непрофитне организације Ватер Ресеарцх Фоундатион, научници су желели да методички тестирају колико су различите клице биле осетљиве на различите таласне дужине УВ светлости.
Обично би извор светлости за ове експерименте била лампа која генерише широк спектар УВ таласних дужина. Да би сузили опсег фреквенција што је више могуће, истраживачи [ГГ] # 39; план је био да се светло осветли кроз филтере. Али то би и даље створило релативно широке 10-нм опсеге светлости, а нежељене фреквенције би процуриле кроз филтер, што би отежало тачно одређивање таласних дужина које деактивирају сваки микроорганизам.
Микробиолози и инжењери желели су чистији, контролиранији извор УВ светлости. Дакле, позвали су НИСТ да помогне.
НИСТ је развио, изградио и управљао системом за испоруку добро контролисаног УВ зрака на сваки узорак микроорганизама који се испитују. Постављање је подразумевало стављање предметног узорка - петријевке напуњене водом са одређеном концентрацијом једног од примерака - у непропусни простор.
Оно што овај експеримент чини јединственим је то што је НИСТ дизајнирао УВ зрак који се испоручује подесивим ласером. [ГГ] куот; Подесиви [ГГ] куот; значи да може произвести сноп светлости са изузетно уском ширином појаса - мањом од једног нанометра - у широком опсегу таласних дужина, у овом случају од 210 нм до 300 нм. Ласер је такође био преносив, омогућавајући научницима да га однесу у лабораторију у којој се обављао посао. Истраживачи су такође користили НИСТ калибрисани УВ детектор за мерење светлости која удара у петријевку пре и после сваког мерења, како би били сигурни да заиста знају колико светлости погађа сваки узорак.
Било је пуно изазова да се систем покрене. Истраживачи су пребацили УВ светло на петријевку са низом огледала. Међутим, различите УВ таласне дужине захтевају различите рефлектујуће материјале, па су истраживачи НИСТ-а морали да дизајнирају систем који користи огледала са различитим рефлектујућим премазима које могу заменити између пробних серија. Такође су морали да набаве дифузор светлости да узму ласерски зрак - који има већи интензитет у центру - и рашири га тако да буде једнолик по целом узорку воде.
Крајњи резултат била је серија графикона који су показали како су различите клице реаговале на УВ светлост различитих таласних дужина - први подаци за неке микробе - са већом прецизношћу него икад пре мереном. И тим је пронашао неке неочекиване резултате. На пример, вируси су показивали повећану осетљивост како су се таласне дужине смањивале испод 240 нм. Али за друге патогене попут Гиардиа, УВ осетљивост је била приближно иста чак и када су таласне дужине постајале све мање.
[ГГ] куот; Резултате ове студије прилично су често користила водоводна предузећа, регулаторне агенције и други у УВ пољу који раде директно на дезинфекцији воде - а такође и на ваздуху, [ГГ] куот; рекла је инжењерка заштите животне средине ЦУ Боулдер Сара Бецк, прва ауторка три рада произведена из овог рада из 2012. године. [ГГ] куот; Разумевање које таласне дужине светлости инактивирају различите патогене може учинити поступке дезинфекције прецизнијим и ефикаснијим, [ГГ] куот; рекла је.
Ја, УВ робот
Исти систем који је НИСТ дизајнирао за испоруку контролисаног, уског појаса УВ светлости до узорака воде, такође се може користити за будуће експерименте са другим потенцијалним применама.
На пример, истраживачи се надају да ће истражити колико добро УВ светлост убија клице на чврстим површинама попут оних које се налазе у болничким собама, па чак и клице суспендоване у ваздуху. У настојању да смање инфекције стечене у болници, неки медицински центри минирали су просторије стерилистичким зраком УВ зрачења које су преносили роботи.
Али још увек не постоје стварни стандарди за употребу ових робота, рекли су истраживачи, па иако они могу бити ефикасни, тешко је знати колико су ефикасни или упоредити снаге различитих модела.
[ГГ] куот; За уређаје који зраче површине постоји пуно променљивих. Како знате да они [ГГ] # 39; раде? [ГГ] куот; Рекао је Ларасон. Систем попут НИСТ [ГГ] # 39; с могао би бити користан за развијање стандардног начина за тестирање различитих модела дезинфекционих ботова.
Још један потенцијални пројекат могао би да испита утицај сунчеве светлости на нови коронавирус, како у ваздуху, тако и на површинама, рекао је Ларасон. А првобитни сарадници рекли су да се надају да ће користити ласерски систем за будуће пројекте у вези са дезинфекцијом воде.
[ГГ] куот; Осетљивост микроорганизама и вируса на различите таласне дужине УВ и даље је веома релевантна за тренутне праксе дезинфекције воде и ваздуха, [ГГ] куот; Бецк је рекао, [ГГ], посебно с обзиром на развој нових технологија, као и на нове изазове дезинфекције, попут оних повезаних са ЦОВИД-19 и болничким инфекцијама, на пример. [ГГ] куот;
