Ultraviyole ışınlarını kullanırken nelere dikkat edilmelidir?

Ultraviyole ışınlar, güneş ışınlarının parçasıdır ve dalga boylarına göre sınıflandırılır. Dalga boyu kısaldıkça ışığın enerji seviyesi büyür ve UV ışınlarına maruz kalma sonucu oluşabilecek olası zararlar da artar. UV ışınları elektromanyetik spektrumda dalga boyu 10 - 400 nm aralığında olan ışınlardır. 1 nm  = 10-9 m yani metrenin milyarda biridir. İnsan gözü  400-800 nm dalga boyu aralığını görebilir.  400 nm sınırının altındaki bölgede kalan UV ışınları insan gözü tarafından algılanamazlar. 

UV ışınları dalga boyuna göre birbirinden ayrılırlar.

UVA (315- 400 nm)

UVB (280- 315 nm)

UVC (100- 280 nm)

MUV (200 - 300 nm)

VUV (  10 - 200 nm)

UV bölgenin biraz daha altında dalga boyu 0,1-10 nm aralığını kapsayan X-ışınlarıysa röntgen ışınları olarak da adlandırılır. Bu bölgedeki ışınlar tıbbi görüntüleme alanında kullanılmaktadır.

Dalga boyu görünür bölgedeki ışınlara kıyasla daha kısa olan UV ışınlarının frekansları ve toplam enerjileri de daha yüksektir. Enerjisi 10 eV üzerinde olan dalga boyu 125 nm altındaki UV ışınları hidrojen ve oksijen atomlarını iyonize edebilecek enerjiye sahiptirler. Bu ışınlar insan sağlığına zarar verebilirler. Etkisi altında kalınan süreye göre insan vücudunda güneş yanığı ve deri kanseri gibi rahatsızlıklara neden olabilirler. Düşük dozda UVB ışın alımı insanların ihtiyacı olan D vitamini üretilmesi için gereklidir. Dış yüzeyi yaklaşık 5800 K sıcaklığında olan güneşin yaydığı ışınımın yaklaşık %10 kadarı UV bölgesindedir. Atmosferin stratosfer tabakasında bulunan ozon katmanı UVC bölgesindeki ışınların tamamını, UVB bölgesindeki ışınların da çoğunu pasifize ederek bu zararlı ışınların dünyaya ulaşmasını önler. Güneş ışığı altında kalan kişilerin koruyucu kremler kullanmaları UV ışınlarından korunmaları içindir.

Atmosferin güneşten dünyaya ulaşan UVC ışınlarının tamamını, UVB ışınlarının da büyük bir kısmını yok etmesine rağmen güneş ışınlarının yeryüzüne ulaşabilen 290-320 nm dalga boyu aralığında kalan sınırlı bölümü ise mikrop deaktivasyonu için kullanışlı durumdadır.290-320 nm dalga boyundaki UV ışınlarını içeren güneş ışını miktarı güneş ışınlarının düşme açısına, mevsime, bölgenin yüksekliğine, günün saatine ve ozon katmanındaki anlık değişime göre farklılık gösterir. 

RNA/DNA moleküllerini 265 nm dalga boyunda UV ışınlarına maruz bırakmak moleküllerinkimyasında  değişiklik oluşturarak virüsün kendini çoğaltma özelliğini ve virüsün bulaşma özelliği yok etmek için yeterlidir. Mikropları etkisiz hale getirebilen UV ışınlarının dalga boyu çeşitliliği oldukça geniş olduğundan UV sterilizasyonunda farklı ışık kaynakları da kullanılabilir. 100-240 nmdalga boyu aralığındaki ışık kaynakları atmosferdeki oksijen moleküllerini ozon moleküllerine çevirirler. Bu nedenle sterilizasyon için tercih edilen ışık kaynağının 240 nmdalga boyunun üzerinde seçilmesi önemlidir.

Yaklaşık 10-5 bar gibi düşük basınçta çalışan civa buharlı lambaların 253,7 nm dalga boyundaki ışınımları foto dezenfeksiyon uygulamalarında kullanılırken, 1-5 bar arası yüksek basınçlı  civa lambaları da UV sterilizasyon uygulamalarında kullanılmaktadır.Orta veya yüksek basınçlı civa lambaları çok daha fazla UV ışığı üretirler. Bu lambalara 240 nm altında da spektruma sahip oldukları için daha fazla ozon gazı üretimi yaparlar.Civa esaslı UV lambalarına indium eklenerek amalgam lamba haline getirilmeleri ve ışıma verimlerinin artırılması mümkündür.

UV sterilizasyonuna alternatif olarak 222 nm dalga boyunda ışıma yapan KrCl ve 282 nm dalga boyunda ışıma yapan XeBrexcimer ışın kaynakları da kullanılabilir. Bu lambalar düşük UV ışını oluşturma verimleri ve yüksek maliyetlerinden dolayı sınırlı alanlarda kullanılmaktadırlar.Gelişen teknoloji ile son dönemlerde LED UV'ler  dalga boylarının  ayarlanabilmesi, civa gazı içermemeleri gibi bazı avantajlarından dolayı kullanılmaya başlanmıştır.Günümüzde bir adet led lambadan yaklaşık 10-20 mW gibi düşük bir güç elde edilse de, dizinler kullanarak yüksek güçlere ulaşılabilir.

UV sterilizasyon uygulamalarında hangi güçte ve hangi dalga boyunda ışık kaynağının kullanılacağı projeye göre seçilmesi gereken bir tasarım parametresidir.Yüksek UV sterilizasyon verimi elde etmek için, hangi optik güçte ve hangi dalga boyunda UV ışığının seçileceği, ne şekilde monte edileceği, sterilizasyon mesafesinin ve uygulama süresinin ne kadar olacağının doğru tespit edilmesi gerekir.Sterilizasyon veriminin başarısını ölçmek için işlemden önce ve işlemden sonra alınan numuneler laboratuvar ortamında karşılaştırılır. Sonuçlar logaritmik olarak karşılaştırılır. Ne kadar mikroorganizmanın yok edildiği ve ne kadarının kaldığı tespit edilerek sterilizasyondaki başarı yüzdesi hesaplanır.

Materyale ulaşan toplam UV optik güç / yüzey alanı formülü ile materyal üzerindeki UV ışık akışı hesaplanır ve W/m2 birimi ile ifade edilir. Işık akışını uygulama süresiyle çarparak materyalin aldığı toplam UV dozunu yani birim alan başına uygulanan UV enerji miktarını J/m2 biriminde hesaplayabiliriz. Mikroorganizma kaplı bir yüzeyde belirli bir log indirme faktörünü elde etmek için gerekli UV ışını doz miktarının belirlenmesi önemli bir araştırma konusu olarak değerlendirilmelidir.

Güneş ışınlarına uzun süreli maruz kalmanın göz kapaklarına, korneaya ve göz merceğine zarar verebileceği klinik olarak kanıtlanmıştır. Kısa dönemde UV radyasyonu kornea enflamasyonu olarak da bilinen fotokeratite sebep olabilir. Bu da ağrı, kızarıklık, gözde kum olma hissi, ışığa aşırı hassaslık, normalin üzerinde yaşlanma gibi etkilere sebep olabilir. Gözler UV radyasyonuna ne kadar çok maruz kalırsa, UV hasarlarının toplam etkilerine bağlı olarak, göz rahatsızlıklarının ve yaşa bağlı göz hastalıklarının oluşma riski de o kadar artar. Katarakt, retina zedelenmesi, göz kapakları etrafında cilt kanseri ve konjanktival değişiklikler gibi diğer kronik göz rahatsızlıkları bunlara dahildir.UV ışınlarından korunmanın en iyi yöntemi çıplak gözle ışınlara bakmamak, koruyucu gözlük, filtre veya lens kullanmaktır.

UV nanometreleri, korumasız filtresiz kullanıldığında insanlara ciddi zararlar verir. DNA ve RNA'yı parçalayan UV ışınları insanlarda cilt kanseri ve körlüğe sebep olabilir. Koruma filtreleri özeldir. UV ışınları tüm yüzeylere eşit   şekilde   ve doğrudan nüfus ettiğinde bakteri ve virüs sterilizasyonunda etkili olmaktadır.UV ışınlarını genel olarak kapalı mekanların havalandırma sistemlerinde bulunan, havada asılı olarak dolaşan, normal filtrasyon sistemleri ile yakalanamayan, mikroskop altında görülebilen bakteri gibi ve virüslerin sterilize edilmesinde kullanılır.

Virüsler, bakteriler, mantar ve mayalar kapalı alanlarda imalatı yapılan ürünler üzerinde etkisini gösterir. Hava  sistemlerinde  oluşan  tüm bakteriyel olumsuzlukları engellemek için  UV ışınları ile hava sterilizasyonu yapılabilir. UV ışınları yaşam alanlarında bakterilerden kaynaklanan kokuları da gidererek daha sağlıklı bir hava elde edilmesine yardımcı olurlar. 254 nm dalga boyunda UV  ışını ile hava sterilizasyonu uygulaması bir biyolojik arıtmadır diyebiliriz.

UV ışınları gıda sektörü, ambalaj malzemeleri üretim ve paketleme alanları, ilaç fabrikaları,  su depolama üretim alanları, su sterilizasyonu, spor salonları, oteller,  gösteri salonları, okullar, yuva ve kreşler, hastaneler gibi kapalı mekanların hava ve yüzey sterilizasyonu amacıyla kullanılmaktadır.

Ultraviyole ışınları merkezi klima sistemlerinde de kullanılmaktadır. Merkezi klima veya merkezi havalandırma sistemlerinde kullanılacak olan UV ışın sistemlerinden yüksek verim alabilmek için boyut, debi, güç, verim yüzdesi, ışın seçimi gibi faktörleri içeren hesap prosedürleri dikkate alınarak tasarım yapılmalıdır.Klima santralleri veya taze hava santrallerine uygulanacak UV ışın sisteminin sadece yansıdığı alanda etkili olduğu unutulmamalıdır. Merkezi havalandırma ünitelerinin içerisine uygulanan UV ışın sistemi iç ortam havasını ve iç ortam yüzeylerini bakteri ve virüslerden arındırmada yetersiz kalacaktır. İç ortam havasının ve iç ortam yüzeylerinin bakteri ve virüslerden tamamen arındırılmasında yüksek etki ve kesin sonuç elde etmek için endüstriyel ozon ünitelerinden istifade edilmelidir.

Ultraviyole ışınları ve ozon bilinen tüm virüsler, bakteriler, mantarlar, mayalar ve küfler üzerinde yok edici bir etkiye sahiptir.Uluslararası birçok akademik araştırmada ultraviyole ışınlarının ve ozonun dezenfektan etkisinden bahsedilerek bakteri ve virüsleri yok etmek için kullanılabileceği öngörülmüştür. Ultraviyole ışınları ve ozon gazı diğer dezenfektan yöntemlerinden çok daha güçlüdür. Ultraviyole ışın ve ozon uygulaması yapılan herhangi bir nesnenin yüzeyleri  virüs, bakteri ve benzeri mikroorganizmalardan kısa sürede arındırılır.

UV ışınları kullanılmadan önce  mutlakaüst düzey güvenlik önlemleri alınmasını gerektirir. Aksi halde sağlığınız çok ciddi zararlar görebilir. Güvenlik önlemleri alınmamış UV ışın kullanımı üzücü sonuçlarla sizi karşı karşıya bırakır.Üzerinde sadece uyarı etiketi olan cihazları değil, sağlığınız açısından da tüm güvenlik önlemlerine sahip olan cihazları tercih etmelisiniz. Tercih edeceğiniz cihazın, ilk aşamada UV ışınlarına doğrudan maruz kalmanızı veya UV ışınına bakmanızı engellediğinden kesinlikle emin olun.

Havalandırma sistemine veya odanın içerisine yerleştirilen bir UV cihazının ortamı temizlediği hatta steril kalmasını sağladığı şeklindeki tanımlamalar UV ışınlarının kullanım prensiplerine ters düşmektedir. UV ışınlarının yansıdığı alanı etkisi altına aldığı ve  kullanırken hiçbir canlıya temas etmemesi gerektiği kurallarını unutmayın.