כל אורכי הגל הנ"ל של אור UV נפלטים על ידי השמש, אך רק אורכי הגל הארוכים יותר, UV-A ו- UV-B מגיעים לכדור הארץ. קרני ה-UV-C, שהן אורך הגל הקצר ביותר אך האנרגיה הגבוהה ביותר, נחסמות על ידי שכבת האוזון.
UV-A (גל ארוך; 400 - 315 ננומטר): משמש עבור אורות שחורים, שיזוף עור, דיו / שרף ריפוי.
UV-B (גל בינוני; 315 - 280 ננומטר): משמש לטיפול בפסוריאזיס, יכול לגרום כוויות שמש, סרטן העור.
UV-C (גל קצר; 280 - 200 ננומטר): היעיל ביותר לחיטוי חיידקים.
UV-V (ואקום UV, מתחת 200 ננומטר): יכול לייצר אוזון באוויר.
ניתן לחלק את ספקטרום ה- UV ל- b הבא
מאז קרני UV-C נחסמות על ידי שכבת האוזון, מיקרואורגניזמים לא פיתחו הגנה טבעית נגד אנרגיית UV-C. כאשר הדנ"א של מיקרואורגניזם סופג אנרגיית UV-C, מתרחשת אי יציבות מולקולרית, וכתוצאה מכך ההפרעה של רצף ה- DNA. פעולה זו הופכת את התא ללא אפשרות לגדול או להתרבות. ללא היכולת להתרבות, התא לא יכול להדביק והוא מת במהירות.
היישום של אנרגיית UV-C כדי לאימת מיקרואורגניזמים ידוע בשם הקרנה Germicidal או UVGI. זה שימש למטרה זו מאז תחילת 1900. אנרגיית UV-C מלאכותית מיוצרת במנורות אולטרה סגולות חיידקיות המייצרות קרינת UV על ידי ייצוב אדי כספית בלחץ נמוך. מנורות אלה דומות למנורות ביתיות פלואורסצנטיות טיפוסיות, אך אין להן את ציפוי הזרחן המעניק את האור הלבן הרך. רוב מנורות UV-C המסחריות הן מנורות כספית בלחץ נמוך הפולטות אנרגיית UV ב-253.7 ננומטר, שהיא אורך גל אידיאלי לשיבוש הדנ"א של מיקרואורגניזמים.
מנורות והתקנים UV-C נמצאים בשימוש הולך וגובר בכל רחבי העולם בתצורות ויישומים שונים לחיטוי מים, אוויר ומשטחים.
המינון הוא מה שקובע את האפקטיביות!
כמות אנרגיית UV-C הדרושה כדי לנטרל מיקרואורגניזם נתון נמדדת על ידי מינון, אשר נקבע על ידי שילוב של אנרגיית הקרנה וזמן חשיפה. הבדל מרכזי בין אי-אקטיביזם פני השטח לבין אי-הפעלה של מיקרו-אורגניזמים הוא זמן החשיפה. זמן שהייה בשדה UV עבור מיקרואורגניזמים בזרם האוויר הוא בסדר של שניות וידרוש מינון UV-C גבוה בהרבה בהשוואה ליישום פני השטח. מדענים קבעו את השיעורים שבהם אוכלוסיות מיקרוביות שונות יורדות עקב חשיפה לגורמים ביולוגיים כגון הקרנת UV-C. אורגניזמים שונים ברגישותם לחוסר הפעילות UV-C; באופן כללי, וירוסים הם הרגישים ביותר UV-C ואחריו חיידקים עם תבניות ונבגים פטרייתיים להיות הרגישים פחות.
הקרנת UV-C מצייתת גם לחוק האור ההופכי-מרובע, שבו העוצמה בנקודה נתונה היא ביחס הפוך לריבוע המרחק שלה ממקור האור.
בהתבסס על מודלים מתמטיים, מהנדסי UVDI פיתחו תוכניות מידול מחשב קנייניות וצד שלישי מאומתות להערכת שיעורי הניתוק למיקרואורגניזמים ממוקדים ולאחר מכן לתכנן מערכות UV-C שיחטאו ביעילות וביעילות את מצב האוויר, פני השטח או המים של עניין
השפעת UV-C על חומרים
חשיפה ממושכת לקרינת UV עלולה לגרום להשפלת תמונה של חומרים אורגניים וסינתטיים. בשל אורך הגל הקצר, טרנס-מיליסיביות UV-C נוטה להיות נמוכה מאוד עבור רוב החומרים; לכן, רוב השפלת התמונה עלולה להתרחש רק על פני השטח המיידיים של חומר, ו/או להתבטא כדעייה או שינוי צבע. המידה שבה אובייקט עשוי להיות רגיש השפלה UV צריך להיחשב בכל יישום שבו החשיפה עשויה להיות ממושכת.
מגבלות בטיחות וחשיפה ל-UV-C
הקרנה נבטית אולטרה סגולה המשמשת לחיטוי מים, אוויר ומשטחים היא ביוצידל למיקרואורגניזמים, אך מהווה סכנה בריאותית גם לבני אדם. חשיפה מוגזמת לקרינת UV עלולה לגרום נזק לעיניים בצורה של דלקת מפרקים פוטו ודלקת הלחמית. תסמינים אלה מופיעים בדרך כלל בתוך 6 עד 12 שעות לאחר חשיפה UV ולפתור בתוך 24 עד 48 שעות. חשיפה לקרינה אולטרה סגולה יכולה גם להשפיע על העור ולגרום לאריתמה (אדמומיות העור). רוב UV-C מקבל משתקף ונספג על ידי השכבה המתה החיצונית של העור האנושי, ובכך למזער את UV-C המועבר דרך שכבת האפידרמיס.
CDC ו- NIOSH המליצו על מגבלות חשיפה מותרות עבור אורכי גל UV שונים. עבור UV-C, באורך גל של 253.7 ננומטר, מגבלת החשיפה המומלצת (REL) היא 6 mJ/cm2 למשמרת עבודה יומית של 8 שעות. השימוש בציוד מגן אישי מתאים (PPE) מומלץ כאשר כוח אדם עשוי להיות חשוף לקרינת UV.
