УФ-випромінювання у водопідготовці басейнів

Басейн встановлений і готовий до використання? Саме час подумати про грамотне оточення навколо нього. Сьогоднішній вибір аксесуарів і меблів дозволяє втілювати найсміливіші ідеї для обстановки навколо домашнього басейну або спа.

.

Довідка

Ультрафіолетове випромінювання (ультрафіолет, УФ, UV) - це електромагнітне випромінювання, що займає діапазон між видимим і рентгенівським випромінюванням (380-10 нм, 7,9Ч1014-3Ч1016 Гц).
Діапазон умовно ділять на ближній (380-200 нм) і далекий, або вакуумний (200-10 нм) ультрафіолет. Останній так названо, оскільки він інтенсивно поглинається атмосферою і досліджується тільки вакуумними приладами.

Історія відкриття

Поняття про ультрафіолетові промені вперше зустрічається в індійського філософа ХІІІ-го століття Шрі Матхавачарія. Атмосфера описаної ним місцевості Бхутакаша містила фіолетові промені, які неможливо побачити звичайним оком.
Незадовго після того, як було виявлено інфрачервоне випромінювання, німецький фізик Йоганн Вільгельм Ріттер розпочав пошуки випромінювання і в протилежному кінці спектра, з довжиною хвилі коротшою, ніж у фіолетового кольору. У 1801 році він виявив, що хлорид срібла, який розкладається під дією світла, швидше розкладається під дією невидимого випромінювання за межами фіолетової області спектра. Тоді багато вчених, включно з Ріттером, дійшли згоди, що світло складається з трьох окремих компонентів: окисного, або теплового (інфрачервоного), компонента, освітлювального компонента (видимого світла) і відновного (ультрафіолетового) компонента. Ідеї про єдність трьох різних частин спектра були вперше озвучені лише 1842 року в працях Беккереля, Меллоні та ін.

Ультрафіолет>.

Види ультрафіолетового випромінювання

Біологічні ефекти ультрафіолетового випромінювання в трьох спектральних ділянках істотно різняться, тому біологи іноді виокремлюють, як найважливіші в їхній роботі, такі діапазони:
Ближній ультрафіолет, УФ-A промені (UVA, 315-400 нм).
УФ-B промені (UVB, 280-315 нм).
Дальній ультрафіолет, УФ-C промені (UVC, 100-280 нм).
Практично весь UVC і приблизно 90% UVB поглинаються озоном, а також водяною парою, киснем і вуглекислим газом під час проходження сонячного світла через земну атмосферу. Випромінювання з діапазону UVA досить слабо поглинається атмосферою. Тому радіація, що досягає поверхні Землі, значною мірою містить ближній ультрафіолет UVA, і, в невеликій частці - UVВ.

.

Природні джерела

• від концентрації атмосферного озону над земною поверхнею,
• від піднесення Сонця,
• від висоти над рівнем моря,
• від атмосферного розсіювання,
• від стану хмарного покриву,
• від ступеня відбиття УФ-променів від поверхні (води, ґрунту).

Штучні джерела

Завдячуючи створенню й удосконаленню штучних джерел УФ-випромінювання, що йшли паралельно з розвитком електричних джерел видимого світла, сьогодні фахівцям, які працюють з УФ-випромінюванням у медицині, профілактичних, санітарних та гігієнічних установах, надаються істотно більші можливості, ніж під час використання природного УФ-випромінювання.
Розробкою і виробництвом УФ-ламп для установок фотобіологічної дії (УФБД) наразі займаються фірми Philips, Osram, Radium, Sylvania та ін. Номенклатура УФ-ламп для УФБД вельми широка і різноманітна. Так, наприклад, у провідного у світі виробника фірми Philips вона налічує понад 80 типів. На відміну від освітлювальних, УФ-джерела випромінювання, як правило, мають селективний спектр, розрахований на досягнення максимально можливого ефекту для певного фотобіологічного процесу.

Знезараження води

Ультрафіолетові (т.зв. кварцові) лампи використовуються для знезараження як питної води, так і оборотної води в басейнах. У найпоширеніших ртутних лампах низького тиску 86% випромінювання припадає на довжину хвилі 254 нм, що добре узгоджується з одним із двох піків кривої бактерицидної ефективності (тобто ефективності поглинання ультрафіолету молекулами ДНК). Один із цих піків розташований у районі довжини хвилі випромінювання, що дорівнює 265 нм, а другий - 185 нм. Випромінювання з довжиною хвилі 185 нм чинить більший вплив на ДНК, проте кварцове скло, що використовується для виготовлення колби лампи, так само, як і інші природні речовини (наприклад, вода), є менш прозорим для хвиль цього діапазону та більш прозорим для 265 нм хвиль. УФ-дезінфекція виконується під час опромінення мікроорганізмів, які перебувають у воді, УФ-випромінюванням певної інтенсивності протягом певного часу.
Внаслідок такого опромінення мікроорганізми "мікробіологічно" гинуть, оскільки втрачають здатність до відтворення. УФ-випромінювання, що має бактерицидну довжину хвилі 260 нм або близьку довжину хвилі, проникає крізь стінку клітини мікроорганізму, що переноситься водою, і поглинається ДНК, яка називається генетичним ланцюжком мікроорганізму, внаслідок чого процес відтворення мікроорганізму припиняється. Бактерицидне УФ випромінювання на цих довжинах хвиль викликає димеризацію тиміну в молекулах ДНК. Накопичення таких змін у ДНК мікроорганізмів призводить до уповільнення темпів їхнього розмноження і вимирання. Метод дезінфекції з використанням УФ-випромінювання довів свою ефективність під час дезактивації хвороботворних мікроорганізмів і вірусів, які переносяться водою, без погіршення смаку і запаху води і без внесення до води небажаних побічних продуктів. Такий метод дезінфекції завойовує популярність як альтернатива або доповнення до традиційних засобів дезінфекції, таких, як хлор, завдяки своїй безпеці, економічності та ефективності. У зв'язку з тим, що подібні лампи впливають тільки на ті мікроорганізми, які безпосередньо піддаються впливу їхнього випромінювання, виникає проблема недостатнього стерилізаційного ефекту безпосередньо в чаші басейну. Саме з цієї причини кварцові лампи застосовуються тільки в комплексі з іншими методиками дезінфекції.

Навіщо УФ потрібен

Хлорування води, що проводиться у великих масштабах, спричинило широке поширення резистентних до хлору мікроорганізмів, серед яких чимало патогенних. Поєднання УФ-променів і хлору у водопідготовці басейнів забезпечує високий бактерицидний ефект щодо спорових і хлоростійких форм бактерій і вірусів. При спільній обробці води хлором і бактерицидним опроміненням у 2-3 рази знижується витрата хлору, спрощується експлуатація обладнання.
У процесі обробки води утворюється велика кількість хлорорганічних сполук, токсичність яких перевищує токсичність вихідних речовин. Це може становити реальну загрозу і тим, хто купається, і обслуговуючому персоналу. УФ-випромінювання викликає реакцію фотоокислення, внаслідок якої ці сполуки розкладаються до простих складових - аж до таких, як вуглекислий газ і вода. Разом із хлорамінами і тригалогенметанами зникає і неприємний "хлорний" запах, алергічні прояви та інші неприємні відчуття, пов'язані із застосуванням хлору. Установки УФ-знезараження, які виготовляє фірма Philips, мають корпус із високоякісної неіржавкої сталі. Внутрішня поверхня піддається електрохімічному поліруванню, що дуже позитивно позначається на корозійній стійкості та відбивній здатності пристрою (ефективність лампи підвищується приблизно на 30% за тієї ж потужності).
Ці установки легко можна вмонтувати в систему вже наявного обладнання водопідготовки, вони мають невеликі габаритні розміри, прості в монтажі та експлуатації, сумісні з будь-якими способами водопідготовки та дезінфекції.
Після опромінення УФ-променями частотою 253,7 нм у мікроорганізмів порушується метаболізм клітин, втрачається здатність до розмноження (на 4-5 годин), що сприяє їхньому знищенню навіть малими концентраціями дезінфектантів. Знижується залежність швидкості росту водоростей від рівня рН і наявності фосфатів. Вода додатково насичується киснем, що виділяється внаслідок фотохімічних реакцій, унаслідок чого поліпшується чистота і свіжість води. Утворюється озон (у мікрокількостях), що чинить додатковий окислювальний вплив, зокрема й на механічні забруднення. УФ-випромінювання підвищує окислювальну здатність активного хлору або кисню.
Застосування ультрафіолету в обробці води - один із найперспективніших напрямків у пошуках альтернативних, екологічних, надійних і недорогих способів знезараження.

За матеріалами www.bs-ua.kiev.ua