由于Covid-19限制,等待他们的实验室,国家标准和技术研究所(NIST)的科学家们已经采取了这种难得的机会,以报告他们在使用紫外线对饮用水消毒进行的开创性研究的技术细节(紫外线)光。
返回2012年,NIST科学家及其合作者在一些基本调查结果上发表了几篇论文,其潜在利益与水公用事业公司。但这些文章从未完全解欧洲杯猜球平台释过辐照设置,使工作成为可能。
现在,目前,NIST研究人员正在发布独特实验的技术细节,依赖于便携式激光器,以测试紫外线灭活不同微生物的不同波长在水中的不同。今天的工作出现在科学仪器评论(RSI)。
“我们一直想要正式地写下这一点,”NIST的Tom Larason说。“现在我们有时间告诉世界它。”
发布全部描述的一个紧迫性是,研究人员设想使用这种UV设置进行新实验,以超越饮用水和固体表面和空气消毒。潜在的应用可以包括更好的紫外线消毒所医院房间,甚至研究阳光如何灭活对Covid-19负责的冠状病毒。
“据我所知,还没有人重复这项工作,至少在生物研究方面没有,”拉拉森说。“这就是为什么我们现在要拿到这篇论文。”
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紫外线具有太短的波长,对于人眼太短。紫外线范围为约100纳米(Nm)至400nm,而人类可以从紫(约400nm)到红色(约750nm)的颜色彩虹。
一种对饮用水进行消毒的方法是用紫外线照射,这会分解有害微生物的DNA和相关分子。
在最初的研究中,大多数水辐照系统使用的是一种紫外线灯,这种灯发出的大部分紫外线都是一个波长,254纳米。然而,多年来,水务公司对另一种“多色”消毒灯表现出了越来越大的兴趣,这意味着它能发出不同波长的紫外线。
但新灯具的效力没有明确定义,科罗拉多大学博尔德(Cu Boulder)环境工程师Karl Linden表示,他们是2012年学习的主要调查员。
“我们在2000年代中期发现了多色紫外源对病毒失活更有效 - 特别是因为这些灯在低波长下产生了UV光,在230nm下,“林登说。“但很难量化更有效和这种有效性的机制。”
2012年,由科罗拉多大学博尔德分校领导的一组微生物学家和环境工程师对增加自来水公司关于紫外线消毒的知识基础感兴趣。在非营利组织水研究基金会(Water Research Foundation)的资助下,科学家们正在有条不紊地测试各种细菌对不同波长的紫外线的敏感度。
通常,用于这些实验的光源将是产生宽范围的UV波长的灯。要尽可能缩小频率,研究人员的计划是通过过滤器发光。
但是,仍然会产生相对宽的,10nm的光线,并且不需要的频率将穿过过滤器,使得难以确定哪个波长终止每种微生物。
微生物学家和工程师们想要一种更清洁、更可控的紫外线光源。因此,他们向NIST寻求帮助。
NIST开发,建造和操作了一个系统,以将良好控制的UV光束射到正在测试的每个微生物样本上。建立涉及给出问题的样品 - 填充水的培养皿,其中一定的样品一定的样品 - 进入轻密的外壳。
是什么让这个实验独特的是NIST设计了UV光束以通过可调谐激光输送。“可调”意味着它可以产生一束光束,带宽极窄 - 小于单个纳米 - 在宽范围的波长范围内,在这种情况下,在210nm至300nm。
激光也是便携式的,允许科学家将它带到正在进行工作的实验室。研究人员还使用了一种NIST校准的UV探测器来测量每次测量前后击中培养皿的光线,以确保他们真的知道击中每个样品的光线。
让系统工作有很多挑战。研究人员用一系列镜子向培养皿中的紫外线灯。然而,不同的UV波长需要不同的反射材料,因此NIST研究人员必须设计一种系统,该系统使用具有各种反射涂层的镜子,它们可以在测试欧洲杯足球竞彩运行之间交换。
它们还必须采购光漫射器以采取激光束 - 该中心的强度更高 - 并将其展开,使其在整个水样上均匀。
最终结果是一系列图表,显示了不同的细菌对不同波长的紫外线 - 一些微生物的第一数据 - 比以往更高的精度。团队发现了一些意外的结果。
例如,当波长降低到240 nm以下时,病毒表现出更高的灵敏度。但对于其他病原体,如贾第虫,紫外线敏感性几乎是相同的,即使波长变低。
“这项研究的结果已经被水公用事业公司,监管机构和其他在水 - 而且空中消毒的UV领域中的紫外线和其他人使用的结果。铜博尔德环保工程师Sara Beck,来自2012年工作的三篇论文第一作者。“了解灭活不同病原体的光的波长可以更精确和高效地使消毒实践更加精确,”她说。
我,UV机器人
对于为水样而设计用于提供控制,窄带的UV光带的NIST也可用于其他潜在应用的未来实验。
例如,研究人员希望探讨紫外线在诸如在医院房间中发现的诸如诸如那些在空中的细菌中的固体表面杀死细菌。为了减少医院获得的感染,一些医疗中心一直在爆破室,其中机器人携带的紫外线辐射灭菌。
但研究人员表示,这些机器人的使用还没有真正的标准,所以尽管它们可能很有效,但很难知道有多有效,也很难比较不同模型的优势。
“对于照射表面的设备,有很多变量。你怎么知道他们工作 - ”拉拉森说。像NIST这样的系统对于开发测试不同模型的消毒机组的标准方法有用。
Larason说,另一个潜在的项目可以检测阳光对新型冠状病毒的影响,包括空气和表面。最初的合作者表示,他们希望在未来与水消毒有关的项目中使用激光系统。
“对不同UV波长的微生物和病毒的敏感性仍然非常相关,对当前的水和空气消毒实践有关,“贝克说,“特别是鉴于新技术的发展以及新的消毒挑战,例如与Covid-19和医院获得的感染相关的那些。”
- 詹妮弗劳伦李报道并撰写