Depuis que l'OMS a officiellement déclaré le COVID-19 « pandémie » mondiale le 11 mars 2020, les pays du monde entier ont unanimement considéré la désinfection comme la première ligne de défense pour empêcher la propagation de l'épidémie. De plus en plus d'instituts de recherche scientifique s'intéressent beaucoup à la désinfection par irradiation des lampes ultraviolettes (UV) : cette technologie de désinfection nécessite une opération manuelle minimale, n'augmente pas la résistance bactérienne et peut être effectuée à distance sans la présence de personnes. Le contrôle et l'utilisation intelligents sont particulièrement adaptés aux lieux publics fermés avec une forte densité de foule, des temps de séjour longs et où les infections croisées sont les plus susceptibles de se produire. C'est devenu le courant dominant de la prévention, de la stérilisation et de la désinfection des épidémies. Pour parler de l'origine des lampes de stérilisation et de désinfection aux ultraviolets, il faut commencer lentement avec la découverte de la lumière « ultraviolette ».
Les rayons ultraviolets sont une lumière d'une fréquence de 750 THz à 30 PHz à la lumière du soleil, correspondant à une longueur d'onde de 400 nm à 10 nm dans le vide. La lumière ultraviolette a une fréquence plus élevée que la lumière visible et n’est pas visible à l’œil nu. Il y a bien longtemps, les gens ne connaissaient pas son existence.
Ritter（Johann Wilhelm Ritter，(1776～1810）
Après que le physicien britannique Herschel ait découvert les rayons thermiques invisibles, les rayons infrarouges, en 1800, adhérant au concept de la physique selon lequel « les choses ont une symétrie à deux niveaux », le physicien et chimiste allemand Johann Wilhelm Ritter (1776-1810), a découvert en 1801 qu'il existe une lumière invisible au-delà de l'extrémité violette du spectre visible. Il a découvert qu'une section située en dehors de l'extrémité violette du spectre solaire pouvait sensibiliser les films photographiques contenant du bromure d'argent, découvrant ainsi l'existence de la lumière ultraviolette. Ritter est donc également connu comme le père de la lumière ultraviolette.
Les rayons ultraviolets peuvent être divisés en UVA (longueur d'onde de 400 nm à 320 nm, basse fréquence et ondes longues), UVB (longueur d'onde de 320 nm à 280 nm, moyenne fréquence et onde moyenne), UVC (longueur d'onde de 280 nm à 100 nm, haute fréquence et ondes courtes), EUV ( 100 nm à 10 nm, ultra haute fréquence) 4 types.
En 1877, Downs et Blunt rapportèrent pour la première fois que le rayonnement solaire pouvait tuer les bactéries présentes dans les milieux de culture, ce qui ouvrit également la porte à la recherche et à l'application de la stérilisation et de la désinfection par ultraviolets. En 1878, on a découvert que les rayons ultraviolets du soleil avaient un effet stérilisant et désinfectant. En 1901 et 1906, les humains ont inventé l’arc au mercure, une source artificielle de lumière ultraviolette, et les lampes à quartz dotées de meilleures propriétés de transmission de la lumière ultraviolette.
En 1960, le mécanisme de stérilisation et de désinfection par ultraviolets a été confirmé pour la première fois. D'une part, lorsque les micro-organismes sont irradiés par la lumière ultraviolette, l'acide désoxyribonucléique (ADN) de la cellule biologique absorbe l'énergie des photons ultraviolets et un cycle cyclobutyle forme un dimère entre deux groupes thymine adjacents dans la même chaîne de la molécule d'ADN. (dimère de thymine). Une fois le dimère formé, la structure en double hélice de l’ADN est affectée, la synthèse des amorces d’ARN s’arrête au niveau du dimère et les fonctions de réplication et de transcription de l’ADN sont entravées. D’un autre côté, des radicaux libres peuvent être générés sous irradiation ultraviolette, provoquant une photoionisation, empêchant ainsi la réplication et la reproduction des micro-organismes. Les cellules sont plus sensibles aux photons ultraviolets dans les bandes de longueurs d’onde proches de 220 nm et 260 nm et peuvent absorber efficacement l’énergie des photons dans ces deux bandes, empêchant ainsi la réplication de l’ADN. La majeure partie du rayonnement ultraviolet d’une longueur d’onde de 200 nm ou moins est absorbée dans l’air, il est donc difficile de se propager sur de longues distances. Par conséquent, la principale longueur d’onde du rayonnement ultraviolet pour la stérilisation est concentrée entre 200 nm et 300 nm. Cependant, les rayons ultraviolets absorbés en dessous de 200 nm décomposeront les molécules d'oxygène présentes dans l'air et produiront de l'ozone, qui jouera également un rôle dans la stérilisation et la désinfection.
Le processus de luminescence par décharge excitée de vapeur de mercure est connu depuis le début du 19ème siècle : la vapeur est enfermée dans un tube de verre, et une tension est appliquée à deux électrodes métalliques aux deux extrémités du tube, créant ainsi un "arc de lumière" », faisant briller la vapeur. Comme la transmission du verre aux ultraviolets était extrêmement faible à cette époque, aucune source artificielle de lumière ultraviolette n’avait été réalisée.
En 1904, le Dr Richard Küch de Heraeus en Allemagne a utilisé du verre de quartz de haute pureté sans bulles pour créer la première lampe à quartz ultraviolet au mercure, Original Hanau® Höhensonne. Küch est donc considéré comme l'inventeur de la lampe ultraviolette au mercure et un pionnier dans l'utilisation de sources de lumière artificielle pour l'irradiation humaine en luminothérapie médicale.
Depuis l’apparition de la première lampe à quartz ultraviolet au mercure en 1904, les gens ont commencé à étudier son application dans le domaine de la stérilisation. En 1907, des lampes ultraviolettes à quartz améliorées ont été largement commercialisées comme source de lumière pour les traitements médicaux. En 1910, à Marseille, en France, le système de désinfection aux ultraviolets a été utilisé pour la première fois dans la pratique de production du traitement de l'eau urbaine, avec une capacité de traitement quotidienne de 200 m3/j. Vers 1920, les gens ont commencé à étudier les ultraviolets dans le domaine de la désinfection de l’air. En 1936, les gens ont commencé à utiliser la technologie de stérilisation aux ultraviolets dans les salles d’opération des hôpitaux. En 1937, les systèmes de stérilisation aux ultraviolets ont été utilisés pour la première fois dans les écoles pour contrôler la propagation de la rubéole.
Au milieu des années 1960, les humains ont commencé à appliquer la technologie de désinfection par ultraviolets au traitement des eaux usées urbaines. De 1965 à 1969, la Commission des ressources en eau de l'Ontario au Canada a mené des recherches et des évaluations sur l'application de la technologie de désinfection par ultraviolets dans le traitement des eaux usées urbaines et son impact sur les plans d'eau récepteurs. En 1975, la Norvège a introduit la désinfection aux ultraviolets, remplaçant la désinfection au chlore par des sous-produits. Un grand nombre de premières études ont été menées sur l’application de la désinfection par ultraviolets dans le traitement des eaux usées urbaines.
Cela était principalement dû au fait que les scientifiques de l’époque avaient réalisé que le chlore résiduel présent dans le processus de désinfection par chloration largement utilisé était toxique pour les poissons et d’autres organismes présents dans le plan d’eau récepteur. , et il a été découvert et confirmé que les méthodes de désinfection chimique telles que la désinfection au chlore peuvent produire des sous-produits cancérigènes et d'aberration génétique tels que les trihalométhanes (THM). Ces découvertes ont incité les humains à rechercher une meilleure méthode de désinfection. En 1982, une entreprise canadienne a inventé le premier système de désinfection ultraviolette à canal ouvert au monde.
En 1998, Bolton a prouvé l’efficacité de la lumière ultraviolette pour détruire les protozoaires, favorisant ainsi l’application de la technologie de désinfection par ultraviolets dans certains traitements d’approvisionnement en eau urbains à grande échelle. Par exemple, entre 1998 et 1999, les usines d'approvisionnement en eau de Vanhakaupunki et Pitkäkoski à Helsinki, en Finlande, ont été respectivement rénovées et des systèmes de désinfection par ultraviolets ont été ajoutés, avec une capacité totale de traitement d'environ 12 000 m3/h ; EL à Edmonton, Canada Smith Water Supply Plant a également installé des installations de désinfection aux ultraviolets vers 2002, avec une capacité de traitement quotidienne de 15 000 m3/h.
Le 25 juillet 2023, la Chine a promulgué la norme nationale « Numéro standard de lampe germicide ultraviolette GB 19258-2003 ». Le nom standard anglais est : Lampe germicide ultraviolette. Le 5 novembre 2012, la Chine a promulgué la norme nationale « Lampes germicides ultraviolettes à cathode froide numéro standard GB/T 28795-2012 ». Le nom standard anglais est : Lampes germicides ultraviolettes à cathode froide. Le 29 décembre 2022, la Chine a promulgué la norme nationale « Valeurs limites d'efficacité énergétique et nombre standard de niveaux d'efficacité énergétique de ballasts pour lampes à décharge pour l'éclairage général : GB 17896-2022 », nom de la norme en anglais : valeurs minimales autorisées d'efficacité énergétique et d'énergie. Les niveaux d'efficacité des ballasts pour lampes à décharge pour l'éclairage général seront mis en œuvre le 1er janvier 2024.
À l'heure actuelle, la technologie de stérilisation aux ultraviolets est devenue une technologie de désinfection sûre, fiable, efficace et respectueuse de l'environnement. La technologie de stérilisation aux ultraviolets remplace progressivement les méthodes de désinfection chimique traditionnelles et devient la technologie de désinfection sèche dominante. Il a été largement utilisé dans divers domaines au pays et à l'étranger, tels que le traitement des gaz résiduaires, le traitement de l'eau, la stérilisation des surfaces, la stérilisation de l'air, etc.
Heure de publication : 08 décembre 2023