DEZINFEKCIJA UV ZRAKAMA

MIKROORGANIZMI

ULTRALJUBIČASTO ZRAČENJE

Mikroorganizmi su vrlo sitni, golim okom nevidljivi organizmi. Proučavati ih možemo jedino mikroskopom. Oni su najraniji oblici života na Zemlji kao i potencijalni životni oblici na drugim planetama Sunčevog sustava. Mikroorganizmi se prema svojoj građi dijele na:

bakterije, viruse, gljive i parazite

bakterije virusi gljivice

Gledajući Zemlju i njena različita prostranstva, mikroorganizme nalazimo i u pustinjama i na dnu dubokih oceana i u vječnom snijegu i ledu i na najvišim stjenovitim planinama. Naravno, i na svim onim mjestima gdje i čovjek ugodno živi. U zemlji, zraku, biljkama, ljudima, životinjama... To pokazuje kako su mikroorganizmi različiti. Primjerice virusima treba živi organizam (čovjek, životinja ili biljka) kako bi se u njemu razmnožavali dok bakterije mogu preživjeti i razmnožavati se i izvan živog organizma. Neki mikroorganizmi čak stvaraju spore, oblike koji mogu preživjeti godinama i ponovo se aktivirati u prisustvu odgovarajućih životnih uvjeta (vlage i topline).

paraziti bakterijske spore

Prema djelovanju na čovjeka i životinje, mikroorganizmi mogu biti korisni i štetni. Korisne čovjek upotrebljava u proizvodnji raznih prehrambenih proizvoda, u proizvodnji antibiotika, vitamina, enzima, alkohola i piva, zaštiti bilja i u mnoge druge svrhe. Štetne mikroorganizme, koji uzrokuju kvarenje namirnica, bolesti ljudi, životinja, ptica i biljaka, nastojimo spriječiti u razvoju ili uništiti.

Uništavanjem stanice mikroorganizama sprječavamo njihov daljnji razvoj. Sterilizacija znači da smo uništili sve mikroorganizme. Pasterizacija dovodi do smanjenja broja mikroorganizama. A dezinfekcija je postupak kojim uništavamo stanice mikroorganizama, a može se postići grijanjem, filtriranjem, kemijskim sredstvima i UV zračenjem, odnosno korištenjem posebnog dijela zračenja sunčeve svjetlosti.

Što danas znamo o svjetlosti?

Znamo da je svjetlost ono što čini objekte oko nas vidljivima i da je svjetlost jedini izvor boje. Svjetlost je i energija, ona putuje i međudjeluje s materijom. Svjetlost ima i neobično fizikalno svojstvo: ona je i čestica i val, ovisno kojom je metodom promatramo.

Mislimo da je svjetlost samo onaj dio ukupnog spektra na koji je osjetljivo ljudsko oko. Taj se dio proteže od 400 – 700 nm valne dužine (nanometar je milijarditi dio jednog metra).

Vrijedno je znati da svjetlost valne dužine ispod 400 nm ima višu energiju, a onaj dio spektra najbliži vidljivom, koji se proteže od otprilike 100 do 400 nm zove se ultraljubičasto zračenje ili UV zračenje, od engleskog naziva ultra violet. Ispod 100 nm dolaze x-zrake (rendgenske zrake), gama zrake i ostali tipovi zračenja visoke energije. Svjetlost valne dužine iznad 700 nm nosi manju energiju, a onaj dio najbliži vidljivom dijelu zove se infracrveno zračenje, skraćeno IC ili kako je uobičajeno IR od engleskog naziva infra red.

Već je u 19. stoljeću primijećeno da sunčeva svjetlost djeluje antibakterijski. Kasnija istraživanja su pokazala da antibakterijski učinak sunčeve svjetlosti ne dolazi od vidljive već od nevidljive svjetlosti valnih duljina od 100 do 400nm, a najbolje rezultate postižu UV-C zrake pri valnoj duljini od 254 nm. Većinu UV-B i UV-C zračenja absorbira ozon i tako onemogućava dopiranje do površine zemlje. Stoga, praktična uporaba UV dezinfekcije ovisi o umjetnim izvorima ultraljubičastog svjetla. Najuobičajeniji izvor UV su u trgovinama dostupne lampe sa živinim lukom.

DEZINFEKCIJA UV ZRAKAMA

UV-C zrake valne duljine od 254 nm izazivaju promjene nasljednog materijala DNA, odnosno RNA mikroorganizama, što uzrokuje gubitak sposobnosti razmnožavanja mikroorganizama. Na taj način prisutni mikroorganizmi ugibaju, a s time uklanjamo rizik od njihovog štetnog djelovanja kao što je razvoj različitih bolesti.

Važno je znati i da UV-C zrake utječu loše i na čovjeka, mogu izazvati crvenjenje kože i oštećenja oka, pa kada se upotrebljavaju posebne lampe s ultraljubičastim zračenjem, čovjek se treba zaštititi. To je, srećom, vrlo jednostavno jer mnogi proizvodi absorbiraju to zračenje, čak i obično staklo absorbira UV-C zračenje.

Znajući to, vidimo da okolina u kojoj se nalaze mikroorganizmi koje želimo uništiti uvelike utječe na učinkovitost dezinfekcije, odnosno potrebne doze zračenja. Voda, na primjer, može apsorbirati dio zračenja ovisno o koncentraciji zagađenja u njoj. Ioni željeza se mogu nalaziti u vodi, a oni absorbiraju UV zračenje. Upravo je najčešća uporaba UV zračenja u svakodnevnom životu dezinfekcija vode. Smanjivanje broja mikroorganizama za 99% u vodi može se postići UV postupkom za samo 1 minutu! To je puno bolja metoda od dezinfekcije vode kemijskim sredstvima kao što je klor. Osim što voda ostaje nepromijenjena po boji i okusu, u tablici su navedene i druge prednosti upotrebe ultraljubičastog zračenja za dezinfekciju.

Prednosti upotrebe UV zračenja u svrhu dezinfekcije vode u odnosu na dezinfekciju klorom.

Dezinfekcija UV zračenjem Dezinfekcija klorom

Fizikalan proces Kemijski proces

Ekološki prihvatljiv Otrovan

Vrijeme tretiranja 0-30 sekundi Vrijeme tretiranja 0-30 minuta

Nama rizika od ozljeda (zapaljivost , eksplozivnost)

Postoji rizik od ozljeda (zapaljivost, eksplozivnost)

Jednostavna upotreba i rukovanje Složena upotreba i rukovanje

Voda se dezinficira UV reaktorima koji mogu biti otvorenog ili zatvorenog tipa. Reaktori zatvorenog tipa koriste se za vodu za piće, dok se reaktori otvorenog tipa koriste za pročišćavanje otpadnih voda.

Primjer UV reaktora : a) zatvoreni sustav b) otvoreni sustav

Dezinfekcija površina zahtjeva visoki intenzitet kratkovalnog ultraljubičastog zračenja. To znači da lampe s UV-C zračenjem moraju biti postavljene blizu površine koju želimo dezinficirati. Uspjeh te dezinfekcije ovisi o pravilnosti materijala površine jer UV zračenje može onesposobiti samo one mikroorganizme koje zahvati sa dovoljnom dozom zračenja. Tako da dezinfekcija može biti uspješna samo ako je cijela površina zahvaćena. Na neravnim ili hrapavim i nepravilnim površinama gdje se mikroorganizmi mogu „sakriti“pod rubove ili u rupice dezinfekcija UV zračenjem će biti samo djelomično uspješna. U praksi možemo reći da su ravne površine (plastične, staklene, metalne i sl.) dobro dezinficirane ako smo ih intenzivno i direktno zračili.

Jednostavnije je dezinficirati zrak jer zrak ima niski koeficijent absorbcije i tako dozvoljava UV-C zrakama stalni napad na mikroorganizme.

Kolika je uspješnost dezinfekcije UV zračenjem?

Efikasnost UV zračenja ovisi o broju i vrsti mikroorganizama, većina bakterija i virusa zahtijeva relativno nisku dozu UV energije za uništenje, oko 100 J/m2. Uspješnost, naravno, ovisi o intenzitetu zračenja i valnoj duljini, najučinkovitija je valna duljina između 250 i 270 nm. Važna je i prozirnost proizvoda kojeg moramo dezinficirati, što je proizvod prozirniji za UV svjetlo to je dezinfekcija bolja. Što je svjetlija boja proizvoda to ćemo osigurati bolji prijenos UV zraka, a ako je neki proizvod tamniji više će apsorbirati svjetlo i manje će biti dezinficiran. Bolje je kad je UV lampa bliže mikroorganizama, a još je i važno u kojem je obliku mikroorganizam, ako je u obliku spora, otporniji je na sve uvjete u okolini pa tako i na UV zračenje.

Gdje se sve upotrebljava dezinfekcija UV zračenjem?

Takva dezinfekcija je vrlo raširena. Upotrebljava se u kemijskoj industriji, kozmetičkoj i farmaceutskoj industriji (pri proizvodnji lijekova), u pogonima za proizvodnju hrane kao pomoćno sredstvo pri konzerviranju. Time se sprječava i usporava rast plijesni i bakterija na površini mesa. Koristi se i za dezinfekciju pekarskih proizvoda i jaja. I naravno, upotrebljava se za uništenje mikroorganizama u zraku u prostorijama gdje se priprema hrana. Ne zaboravimo i da je važno zapakirati hranu u ambalažu koja nije zagađena mikroorganizmima, pa se različiti materijali od kojih se izrađuje ambalaža dezinficira i UV zrakama.

Upotrebljava se u pogonima za proizvodnju sokova, mineralne, stolne vode i alkoholnih pića. Dezinfekcija UV zračenjem jako je važna u bolnicama, ambulantama, toplicama za dezinfekciju bazena i wellnes prostora, kao i u ljekarnama i istraživačkim laboratorijima. Moguće je tako dezinficirati i domaćinstva u kojima živimo, vodovode kao i sve objekte koji nam služe za industrijske i komercijalne svrhe.