Keberkesanan Penyinaran nyahkuman ultraungu

Keberkesanan UV nyahkuman bergantung pada tempoh mikroorganisma terdedah kepada UV, keamatan dan jarak gelombang sinaran UV, kehadiran zarah yang boleh melindungi mikroorganisma daripada sinaran UV, serta keupayaan mikroorganisma untuk bertahan mengatasi sinaran UV yang terdedah.

Dalam banyak sistem, kelewahan pendedahan mikroorganisma terhadap sinaran UV dicapai melalui pengitaran udara atau air berulang kali. Ini memastikan hantaran udara berulang kali supaya sinaran UV berkesan terhadap bilangan mikroorganisma setinggi mungkin dan akan menyinari mikroorganisma tahan radiasi lebih dari sekali untuk memusnahkannya.

"Pensterilan penuh" sering disalah anggap boleh dicapai. Walaupun secara teorinya boleh jika dilakukan pada persekitaran terkawal, ia amat sukar untuk dibuktikan dan istilah "pembasmian kuman" biasanya digunakan oleh syarikat yang menawarkan perkhidmatan ini untuk mengelakkan teguran undang-undang. Syarikat pakar selalunya akan mengiklankan nilai pengurangan log tertentu, contohnya, pengurangan log 6 atau 99.9999% berkesan, bukannya pensterilan. Ini mengambil kira satu fenomena yang dikenali sebagai pembaikpulihan terang dan gelap (fotoreaktivasi dan pembaikpulihan eksisi bes) yakni keadaan sel boleh membaiki DNA yang telah rosak disebabkan cahaya UV.

Keberkesanan bentuk pembasmian kuman ini bergantung pada pendedahan garis pandang mikroorganisma kepada cahaya UV. Persekitaran seperti reka bentuk yang mencipta halangan terhadap cahaya UV tidak begitu berkesan. Dalam persekitaran sedemikian, keberkesanan kemudiannya bergantung pada penempatan sistem PNUV supaya garis penglihatan adalah pada tahap optimum untuk pembasmian kuman.

Habuk dan filem menyaluti mentol lampu menurunkan kadar pembebasan cahaya UV. Oleh itu, mentol memerlukan pembersihan dan penggantian berkala untuk memastikan keberkesanan. Jangka hayat mentol UV nyahkuman berbeza-beza bergantung pada reka bentuk. Selain itu, bahan yang digunakan untuk menghasil mentol berupaya untuk menyerap beberapa jenis sinaran nyahkuman.

Penyejukan lampu di bawah aliran udara juga boleh menurunkan kadar penghasilan UV. Peningkatan keberkesanan dan keamatan UV boleh dicapai dengan menggunakan pemantulan. Aluminium mempunyai kadar pemantulan tertinggi berbanding logam lain dan disyorkan apabila menggunakan UV. [69]

Satu kaedah untuk mengukur keberkesanan UV dalam aplikasi pembasmian kuman dalam air adalah melalui pengiraan dos UV. Agensi Perlindungan Alam Sekitar AS (EPA) menerbitkan garis panduan dos UV untuk aplikasi rawatan air pada tahun 1986.[70] Dos UV tidak boleh diukur secara langsung tetapi boleh diandaikan berdasarkan input yang diketahui atau anggaran input kepada proses:

  • Kadar aliran (masa penyentuhan)
  • Kehantaran (cahaya sampai ke sasaran)
  • Kekeruhan
  • Umur lampu atau kekotoran atau gangguan (pengurangan keamatan sinaran UV)

Dalam aplikasi pembasmian kuman udara dan permukaan, keberkesanan UV dianggarkan dengan mengira dos sinaran UV yang akan terpancar kepada populasi mikrob. Dos sinaran UV dikira seperti berikut:

Dos sinaran UV (μW·s/cm 2 ) = Keamatan sinaran UV (μW/cm 2 ) × masa pendedahan (saat) [71]

Keamatan sinaran UV ditentukan untuk setiap lampu pada jarak 1 meter. Keamatan sinaran UV adalah berkadar songsang dengan kuasa dua jarak jadi ia berkurangan pada jarak yang lebih jauh. Sebagai alternatif, ia meningkat dengan cepat pada jarak yang lebih pendek daripada 1 m. Dalam formula di atas, keamatan sinaran UV mesti sentiasa dilaraskan untuk jarak melainkan dos sinaran UV dikira tepat pada 1 m (3.3 ka) dari lampu. Juga, untuk memastikan keberkesanan, dos sinaran UV mesti dikira pada akhir jangka hayat lampu (jangka akhir hayat dinyatakan dalam bilangan jam apabila lampu dijangka mencapai 80% daripada keluaran UV awalnya) dan pada jarak paling jauh dari lampu menyala di kawasan pinggiran sasaran. Beberapa jenis lampu kalis pecah disalut dengan polimer etilena terpendarfluor untuk membendung serpihan kaca dan merkuri sekiranya berlaku pecah; dan salutan ini mengurangkan pengeluaran UV sebanyak 20%.

Untuk meramalkan dengan tepat dos sinaran UV yang akan dihantar ke sasaran, keamatan sinaran UV yang dilaraskan untuk jarak tertentu, tahap penyalutan lampu serta jangka hayat lampu, akan didarabkan dengan masa pendedahan. Dalam aplikasi statik, masa pendedahan boleh selama mungkin untuk mencapai dos sinaran UV yang berkesan. Dalam kes udara bergerak pantas, contohnya seperti dalam saluran udara AC, masa pendedahan adalah pendek, jadi keamatan sinaran UV mesti ditingkatkan dengan memperkenalkan berbilang lampu UV. Malahan, pemasangan UV sebaiknya diletakkan di bahagian saluran lurus yang panjang dengan lampu menghalakan UVC ke arah yang selari dengan aliran udara untuk memaksimumkan masa udara disinari.

Pengiraan ini sebenarnya meramalkan kelancaran sinaran UV dan diandaikan bahawa kelancaran sinaran UV akan sama dengan dos sinaran UV. Dos sinaran UV ialah jumlah tenaga sinaran UV nyahkuman yang diserap oleh populasi mikrob dalam satu tempoh masa. Jika mikroorganisma adalah planktonik (terapung bebas) maka kelancaran sinaran UV akan sama dengan dos sinaran UV. Walau bagaimanapun, jika mikroorganisma terlindung oleh zarah mekanikal, seperti habuk dan kotoran, atau telah membentuk biofilm, kelancaran sinaran UV yang lebih tinggi akan diperlukan untuk dos sinaran UV yang berkesan untuk diperkenalkan kepada populasi mikrob.

Penyahaktifan mikroorganisma

Tahap penyahaktifan oleh sinaran ultraungu secara langsung berkaitan dengan dos sinaran UV yang digunakan pada air. Dos, hasil darab keamatan sinaran UV dan masa pendedahan, biasanya diukur dalam mikrojoule setiap sentimeter per segi, atau bersamaan dengan mikrowatt saat setiap sentimeter per segi (μW·s/cm2). Sembilan puluh peratus daripada dos sinaran UV membunuh hampir semua bakteria dan virus berkisar antara 2,000 dan 8,000 μW·s/cm2. Parasit yang lebih besar seperti cryptosporidium memerlukan dos yang lebih rendah untuk penyahaktifan. Makanya, EPA AS telah menerima pembasmian kuman menggunakan sinaran UV sebagai kaedah untuk loji air minuman untuk penyahaktifan cryptosporidium, giardia atau virus. Contohnya, untuk pengurangan 90% cryptosporidium, dos minimum 2,500 μW·s/cm2 diperlukan berdasarkan manual panduan EPA 2006. [72] :1–7