Jedna hitnost za objavljivanje potpunog opisa NIST sustava je da istraživači zamisle korištenje ove UV instalacije za nove eksperimente koji nadilaze proučavanje pitke vode i dezinfekciju čvrstih površina i zraka. Moguće 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, nitko 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' DNA i srodne molekule.
U vrijeme izvorne studije, većina sustava za zračenje vodom koristila je UV svjetiljku koja je većinu svoje UV svjetlosti emitirala na jednoj valnoj duljini, 254 nm. Međutim, vodovodna poduzeća godinama su pokazivala sve veći interes za drugu vrstu lampe za dezinfekciju koja je bila&polikromatska,&što znači da je emitirao UV svjetlo na više različitih valnih duljina. No, učinkovitost novih svjetiljki nije bila dobro definirana, rekao je Karl Linden, inženjer zaštite okoliša sa Sveučilišta Colorado Boulder (CU Boulder) koji je bio glavni istraživač u studiji 2012. godine.
Godine 2012. skupina mikrobiologa i inženjera zaštite okoliša pod vodstvom CU Boulder bila je zainteresirana za dodavanje baze znanja koju imaju vodovodna poduzeća o UV dezinfekciji. Uz financiranje neprofitne organizacije Water Research Foundation, znanstvenici su pokušavali metodički ispitati koliko su različite klice osjetljive na različite valne duljine UV svjetla.
Normalno, izvor svjetlosti za ove pokuse bila bi svjetiljka koja generira širok raspon UV valnih duljina. Kako bi što više suzili pojas frekvencija, istraživači' plan je bio osvijetliti svjetlost kroz filtere. Ali to bi ipak proizvelo relativno široke 10-nm svjetlosne pojaseve, a neželjene frekvencije bi iskrvarile kroz filter, što bi otežavalo utvrđivanje točno koje valne duljine inaktiviraju 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 sustavom za isporuku dobro kontroliranog UV zraka na svaki uzorak mikroorganizama koji se testiraju. Postavljanje je uključivalo stavljanje predmetnog uzorka-Petrijeve zdjelice napunjene vodom s određenom koncentracijom jednog od uzoraka-u nepropusno kućište.
Ono što ovaj eksperiment čini jedinstvenim je to što je NIST dizajnirao UV snop za isporučivanje podesivog lasera.&"Podesivi &"; znači da može proizvesti snop svjetlosti s iznimno uskom propusnošću - manjom od jednog nanometra - u širokom rasponu valnih duljina, u ovom slučaju od 210 nm do 300 nm. Laser je također bio prenosiv, što je znanstvenicima omogućilo da ga donesu u laboratorij u kojem se obavljao rad. Istraživači su također koristili UV detektor kalibriran NIST-om za mjerenje svjetlosti koja je padala u petrijevu zdjelicu prije i nakon svakog mjerenja, kako bi bili sigurni da stvarno znaju koliko svjetlosti pada na svaki uzorak.
Bilo je puno izazova za pokretanje sustava. 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 sustav 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 središtu - i raširili ga tako da je 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 od mikroba - 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. No, za druge patogene, poput Giardie, osjetljivost na UV zrake bila je otprilike ista čak i s smanjenjem valnih duljina.
& "Rezultati ove studije često su se koristili od strane vodovodnih poduzeća, regulatornih agencija i drugih na području UV -a koji rade izravno na dezinfekciju vode - a također i zraka, &"; rekla je inženjerka zaštite okoliša CU Boulder Sara Beck, prva autorica tri rada objavljena u ovom radu iz 2012. godine.&"Razumijevanje koje valne duljine svjetlosti inaktiviraju različite patogene mogu učiniti postupke dezinfekcije preciznijim i učinkovitijim, [GG" quot; rekla je.
Ja, UV robot
Isti sustav koji je NIST dizajnirao za isporuku kontroliranog, uskog pojasa UV svjetla uzorcima vode može se koristiti i za buduće pokuse s drugim potencijalnim primjenama.
Na primjer, istraživači se nadaju 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 su medicinski centri minirali prostorije steriliziranom zrakom UV zračenja koju su nosili roboti.
No, još nema pravih standarda za upotrebu ovih robota, rekli su istraživači, pa iako mogu biti učinkoviti, teško je znati koliko su učinkoviti&#ili usporediti 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. Izvorni suradnici rekli su da se nadaju da će laserski sustav koristiti za buduće projekte vezane za dezinfekciju vode.
& "Osjetljivost mikroorganizama i virusa na različite UV valne duljine još uvijek je vrlo relevantna za trenutne prakse dezinfekcije vode i zraka"&"; 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."
