Jedna hitnost za objavljivanje potpunog opisa NIST sistema je da istraživači zamisle korištenje ove UV postavke za nove eksperimente koji nadilaze proučavanje pitke vode i dezinfekciju čvrstih površina i zraka. Potencijalne primjene mogle bi uključivati bolju UV dezinfekciju bolničkih soba, pa čak i studije o tome kako sunčeva svjetlost inaktivira koronavirus odgovoran za COVID-19.
& quot; Koliko ja znam, niko nije duplicirao ovaj rad, barem ne za biološka istraživanja," Rekao je Larason." Zato' zato želimo sada izvaditi ovaj papir."
Dovoljno dobro za piće
Ultraljubičasto svjetlo ima valne duljine koje su prekratke da bi ih ljudsko oko moglo vidjeti. UV se kreće u rasponu od oko 100 nanometara (nm) do 400 nm, dok ljudi mogu vidjeti dugu boje od ljubičaste (oko 400 nm) do crvene (oko 750 nm).
Jedan od načina dezinfekcije vode za piće je njeno zračenje UV svjetlom koje razbija štetne mikroorganizme' DNK i srodni molekuli.
U vrijeme originalne studije, većina sistema za zračenje vodom koristila je UV lampu koja je emitovala većinu svoje UV svjetlosti na jednoj talasnoj dužini, 254 nm. Međutim, vodovodna preduzeća su godinama pokazivala sve veće interesovanje za drugu vrstu lampe za dezinfekciju koja je bila&polikromatska," što znači da emituje UV svetlost na više različitih talasnih dužina. No, efikasnost novih svjetiljki nije dobro definirana, rekao je Karl Linden, inženjer zaštite okoliša sa Univerziteta Colorado Boulder (CU Boulder) koji je bio glavni istraživač u studiji iz 2012. godine.
Godine 2012. grupa mikrobiologa i inženjera zaštite okoliša predvođena CU Boulder bila je zainteresirana za dodavanje baze znanja koju imaju vodovodna preduzeća o UV dezinfekciji. Uz finansiranje neprofitne organizacije Water Research Foundation, naučnici su pokušali metodički ispitati koliko su različite klice osjetljive na različite talasne dužine UV svjetla.
Normalno, izvor svjetlosti za ove eksperimente bila bi lampa koja generira širok raspon UV talasnih dužina. Kako bi što više suzili opseg frekvencija, istraživači' plan je bio osvijetliti svjetlost kroz filtere. Ali to bi ipak proizvelo relativno široke 10-nm svjetlosne trake, a neželjene frekvencije bi iskrvarile kroz filter, što bi otežalo utvrđivanje tačne valne duljine koja inaktivira svaki mikroorganizam.
Mikrobiolozi i inženjeri željeli su čistiji i kontroliraniji izvor UV svjetla. Stoga su pozvali NIST u pomoć.
NIST je razvio, izgradio i upravljao sistemom za isporuku dobro kontrolisanog UV zraka na svaki uzorak mikroorganizama koji se testiraju. Postavljanje je uključivalo stavljanje predmetnog uzorka-petrijeve zdjele napunjene vodom s određenom koncentracijom jednog od uzoraka-u nepropusno kućište.
Ono što ovaj eksperiment čini jedinstvenim je to što je NIST dizajnirao UV zrak koji se isporučuje pomoću podesivog lasera." Podesivi" znači da može proizvesti snop svjetlosti s izuzetno uskom propusnošću - manjom od jednog nanometra - u širokom rasponu valnih duljina, u ovom slučaju od 210 nm do 300 nm. Laser je takođe bio prenosiv, što je naučnicima omogućilo da ga donesu u laboratoriju u kojoj se obavljao rad. Istraživači su također koristili UV detektor kalibriran prema NIST-u za mjerenje svjetlosti koja je padala u petrijevu zdjelicu prije i nakon svakog mjerenja, kako bi bili sigurni da zaista znaju koliko svjetlosti pada na svaki uzorak.
Bilo je mnogo izazova za pokretanje sistema. Istraživači su prenijeli UV svjetlo u petrijevu zdjelu s nizom ogledala. Međutim, različite UV valne duljine zahtijevaju različite reflektirajuće materijale, pa su istraživači NIST -a morali dizajnirati sistem koji koristi ogledala s različitim reflektirajućim premazima koje su mogli zamijeniti između probnih ciklusa. Morali su nabaviti i difuzor svjetlosti kako bi uzeli laserski snop - koji ima veći intenzitet u sredini - i raširili ga tako da bude ujednačen po cijelom uzorku vode.
Krajnji rezultat bio je niz grafikona koji su pokazali kako različite klice reagiraju na UV svjetlo različitih valnih duljina - prvi podaci za neke mikrobe - s većom preciznošću nego ikada prije. Tim je pronašao neočekivane rezultate. Na primjer, virusi su pokazali povećanu osjetljivost kako su se valne duljine smanjile ispod 240 nm. Ali za druge patogene, poput Giardie, UV osjetljivost je bila približno ista čak i kada su se valne duljine smanjile.
& "Rezultati ove studije često su se koristili od strane vodovodnih preduzeća, regulatornih agencija i drugih u oblasti UV -a koje rade direktno na dezinfekciji vode - a takođe i vazduha"&«; rekla je inženjerka zaštite okoliša CU Boulder Sara Beck, prva autorica tri rada proizvedena iz ovog djela iz 2012. godine." Razumevanje koje talasne dužine svetlosti inaktiviraju različite patogene mogu učiniti dezinfekcionu praksu preciznijom i efikasnijom," ona je rekla.
I, UV robot
Isti sistem koji je NIST dizajnirao za isporuku kontroliranog, uskog pojasa UV svjetla uzorcima vode može se koristiti i za buduće eksperimente s drugim potencijalnim primjenama.
Na primjer, istraživači se nadaju da će istražiti koliko UV svjetlo ubija klice na čvrstim površinama, poput onih koje se nalaze u bolničkim sobama, pa čak i klice suspendirane u zraku. U nastojanju da smanje infekcije stečene u bolnici, neki medicinski centri minirali su prostorije steriliziranim snopom UV zračenja koje su nosili roboti.
No, još uvijek ne postoje pravi standardi za upotrebu ovih robota, rekli su istraživači, pa iako mogu biti učinkoviti, teško je znati koliko su učinkoviti' ili uporediti snage različitih modela.
& "Za uređaje koji zrače površine postoji mnogo varijabli. Kako znate da&rade?" Rekao je Larason. Sustav poput NIST' s mogao bi biti koristan za razvoj standardnog načina testiranja različitih modela botova za dezinfekciju.
Još jedan potencijalni projekt mogao bi ispitati utjecaj sunčeve svjetlosti na novi koronavirus, kako u zraku tako i na površinama, rekao je Larason. Originalni saradnici su rekli da se nadaju da će koristiti laserski sistem za buduće projekte koji se odnose na dezinfekciju vode.
& "Osetljivost mikroorganizama i virusa na različite UV talasne dužine i dalje je veoma značajna za trenutne prakse dezinfekcije vode i vazduha, [GG" quot; Beck je rekao, "GG", posebno s obzirom na razvoj novih tehnologija, kao i na nove izazove dezinfekcije, poput onih povezanih s COVID-19 i infekcija stečenih u bolnici, na primjer."
