UV 방사선에는 UV-A, UV-B 및 UV-C의 세 가지 파장 영역이 있으며, 소독을 위한 발거 성질을 가지고 있는 마지막 영역인 단파 UV-C입니다. 형광램프를 닮은 저압 수은 아크 램프는 254기미터(nm) 범위에서 UV 광을 생성합니다. nm은 미터의 10억 분의 1(10^-9미터)입니다. 이 램프에는 원소 수은과 아르곤과 같은 불활성 가스가 UV 전송 튜브, 일반적으로 석영을 함유하고 있습니다. 전통적으로 대부분의 수은 아크 UV 램프는 수은의 상대적으로 낮은 부분 압력, 낮은 전체 증기 압력 (약 2 mbar), 낮은 외부 온도 (50-100oC) 및 저전력에서 작동하기 때문에 소위 "저압"유형이었습니다. 이 램프는 254 nm의 파장에서 거의 단색 UV 방사선을 방출하며, 이는 핵산(약 240-280 nm)에 의한 UV 에너지 흡수를 위한 최적의 범위에 있습니다.
최근 몇 년 동안 훨씬 더 높은 압력, 온도 및 전력 수준에서 작동하고 200에서 320 nm 사이의 높은 UV 에너지의 넓은 스펙트럼을 방출 하는 중간 압력 UV 램프 는 상업적으로 사용할 수 있게 되었다. 그러나 가정용 식수의 UV 소독의 경우 저압 램프와 시스템은 전적으로 적절하며 중간 압력 램프 및 시스템에도 선호됩니다. 이는 전력이 낮고, 온도가 낮으며, 비용이 낮으며, 일상 가정용용충분한 물을 소독하는 데 매우 효과적이기 때문입니다. 램프 시스템으로 UV 소독에 필수적인 요구 사항은 사용 가능하고 신뢰할 수 있는 전기 공급원입니다. 저압 수은 UV 램프 소독 시스템의 전력 요구 사항은 겸손하지만 램프 작동을 위해서는 물을 소독하는 데 필수적입니다. 대부분의 미생물은 약 260 nm의 방사선에 의해 영향을 받고 있기 때문에, UV 방사선은 생식기 활동에 적합한 범위에 있습니다. 미생물에 효과적인 185nm 의 범위에서 방사선을 생성하는 UV 램프가 있으며 물의 총 유기 탄소 (TOC) 함량을 줄일 수 있습니다. 일반적인 UV 시스템의 경우 방사선의 약 95%가 석영 유리 슬리브를 통과하여 처리되지 않은 물로 전달합니다. 물은 램프 위에 얇은 필름으로 흐르고 있다. 유리 슬리브는 램프를 약 104°F의 이상적인 온도로 유지하도록 설계되었습니다.
UV 방사선 (작동 방식)
UV 방사선은 세포의 DNA를 변경하고 재생산을 방해하여 미생물에 영향을 미칩니다. UV 처리는 물에서 유기체를 제거하지 않습니다, 그것은 단지 그들을 비활성화합니다. 이 공정의 효과는 노출 시간 및 램프 강도뿐만 아니라 일반적인 수질 파라미터와 관련이 있습니다. 노출 시간은 "평방 센티미터당 마이크로와트 초"(uwatt-sec/cm^2)로 보고되며, 미국 보건 복지부는 UV 소독 시스템에 대해 최소 노출 16,000μwatt-sec/cm^2를 설정했습니다. 대부분의 제조업체는 30,000-50,000μwatt-sec/cm^2의 램프 강도를 제공합니다. 일반적으로 대장균 박테리아는 예를 들어 7,000 μwatt-sec/cm^2에서 파괴됩니다. 램프 강도는 사용과 함께 시간이 지남에 따라 감소하기 때문에, 램프 교체 및 적절한 전처리는 UV 소독의 성공의 열쇠입니다. 또한, UV 시스템에는 램프 강도가 게르미시달 범위 이하로 떨어질 때 소유자에게 경고하는 경고 장치가 장착되어 있어야 합니다. 다음은 30,000 μwatt-sec/cm^UV 254 nm의 2회 투여량 하에서 완전히 다양한 미생물을 비활성화하는 데 필요한 조사 시간을 제공합니다.
단독으로 사용되는 UV 방사선은 물의 맛, 냄새 또는 선명도를 향상시키지 않습니다. UV 광은 매우 효과적인 소독제이지만 소독은 장치 내부에서만 발생할 수 있습니다. 물이 광원에 의해 통과된 후에 살아있거나 유입될 수 있는 박테리아를 비활성화하기 위해 물 에서 잔류 소독이 없습니다. 파괴 된 미생물의 비율은 UV 광의 강도, 접촉 시간, 원시 수질 및 장비의 적절한 유지 보수에 따라 달라집니다. 재료가 유리 슬리브에 축적되거나 입자 하중이 높은 경우 광 강도와 처리 의 효과가 감소됩니다. 충분히 높은 복용량에서, 모든 수인 성 장 병원 체UV 방사선에 의해 비활성화 됩니다. 미생물 저항의 일반적인 순서 (적어도에서 대부분) 및 광범위 한 에 대 한 해당 UV 복용량 (>99.9%) 불활성화는: 식물성 박테리아와 원생 동물 기생충 크립토스포리듐 파르부움과 자르디아 람브리아 저용량 (1-10 mJ/cm2) 및 고용량에서 장내 바이러스 및 세균 포자 (30-150 mJ/cm2). 대부분의 저압 수은 램프 UV 소독 시스템은 고품질의 물에서 50-150 mJ/cm2의 UV 방사선 량을 쉽게 달성할 수 있으므로 본질적으로 모든 수인성 병원균을 효율적으로 소독할 수 있습니다. 그러나 천연 유기물, 철, 황산염 및 아질산염과 같은 특정 무기 용액및 일시 중단 된 물질 (미립자 또는 탁도)은 UV 방사선으로부터 UV 방사선 또는 차폐 미생물을 흡수하여 더 낮은 전달 된 UV 용량과 미생물 소독을 감소시합니다. UV 방사선의 더 낮은 복용량으로 미생물을 소독에 대한 또 다른 관심사는 UV 유도 손상을 복구하고 감염을 복원하는 박테리아와 다른 세포 미생물의 능력입니다, 재활성화로 알려진 현상.
UV는 화학적으로 핵산을 변경하여 주로 미생물을 비활성화합니다. 그러나, UV 유도 화학 병변은 세포 효소 메커니즘에 의해 복구될 수 있으며, 그 중 일부는 빛(dark repair)과 가시광선(photorepair 또는 photore활성화)을 필요로 하는 다른 것(광수리 또는 광재 활성화)과 무관하다. 따라서, 최적의 UV 소독을 달성하려면 더 큰 수준의 핵산 손상을 유도하기 에 충분한 UV 용량을 전달하여 DNA 복구 메커니즘을 극복하거나 압도해야 한다.
