پاورپوینت گندزدایی آب با استفاده از فرا بنفش (pptx) 60 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 60 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
امید داشتن ، لبخند زدن به خداوند است. سامان کرمخانی ترم چهارم علوم آزمایشگاهی
گندزدایی آب با استفاده
از اشعه فرابنفش (UV)
انواع پرتو و اثر آن در گندزدایی
یکیی از عوامل فیزیکی شناخته شده که بر میکروب ها اثر زیان آور دارد انرژی تابشی می باشد. انوتع اشعه را به سه گروه اصلی می‌توان تقسیم نمود: ذره ای - الکترومغناطیسی و اکوستیک. جریان اتم‌ها، الکترون ها و پروتون‌ها مثال‌هایی از اشعه ذره ای هستند. اشعه الکترومغناطیسی مشتمل بر طیف وسیعی از تابش‌ها می باشدکه از امواج وادیویی با طول موج بلند و فاقد اثر بیولوژیکی تا امواج میکروویو و مادون قرمز با اثرات گرمایی، نور مرئی و پرتو فرابنفش، اشعه ایکس، گاما و امواج کیهانی را در برمی‌گیرد . در شکل 7-1طیف الکترومغناطیسی با بزرگنمایی موقعیت انواع پرتو فرابنفش قابل ملاحظه است. تفاوت اثر این امواج بر حیات میکروبها بستگی به طول موج و مقدار انرژی اشعه دارد. سرعت انواع اشعة الکترومغناطیس بر خلاف اشعه ذره‌‌ای ثابت بوده و حدود 300000 کیلومتر در ثانیه است و گرچه بصورت موج حرکت می کند اما مانند این است که بصورت مقادیر مشخص از انرژی موسوم به کوانتا(Quanta) یا فوتون‌ها از منابع تابش تولید شده وطی طریق می نمایند. انرژی این فوتون‌ها بستگی به فرکانس تابش دارد و با رابطه زیر نشان داده می شود:
E= hf
E = انرژی یک کوانتوم
f = فرکانس یا تعداد نوسان در ثانیه
h = ثابت پلانک (27-10× 6/62 ارگ - ثانیه )
به این ترتیب انرژی یک فوتون باکاهش طول موج نور افزایش می یابد. یک انشتین باکتری کشی در طول موج 254 نانومتر معادل 130/9وات ساعت انرژی است و می توان نوشت:
7/6389 میلی فوتون یا3-10×7/6389 انشتین = یک وات ساعت
2/121 میکر ومول فوتون یا 6-10×2/121 انشتین - یک وات ثانیه - یک ژول
بطور معمول هرچه انرژی تابشی بیشتر باشد اثر زیان آور آن میکروب ها بیشترخواهد بود. در عمل نیز مشاهده می شود اشعه کاما وایکس که طول موج کمتری دارند قدرت نفوذ بیشتر و اثر میکروب کشی شدید تری از پرتو فرابنفش نشان می دهند اما استفاده از آنها دشوار وخطرناک است. پرتو گاما بعلت قدرت نفوذ زیادی که دارد در استریلین اسیون آب، فاضلاب و لجن بکار کرفته شده است. این پرتو از رادیوایزوتوپ هایی نظیر کبالت 60 تابش شده و قابل تأمین است.
نور آفتاب نیز یک گندزدای خوب محسوب می شود. Downs و Blounel نشان دادند که اثرات جرمی سیدال ،نور آفتاب مربوط به امواج فرابنفش می باشد. درجه حرارت بسیار بالای خورشید موجب تابش شدید امواج مزبور است، خوشبختانه لایه ازن موجود در طبقات بالای اتمسفر(استراتوسفر ) مانع از رسیدن گاما اشعه به زمین می‌گردد، همچنین ادعا می شود که طول موجهای کمتر از 290 نانومتر خورشید به سطح زمین نمی‌رسد. چنانچه ضخامت لایه ازن کاهش یابد متعاقبأ باید انتظار داشت که افزایش در اثرات بیولوژیکی ناشی از UV-B بوجود آید که اثرات سوء آن برای انسان سرطان پوست و آب مروارید خوا هد بود. قدرت گندزدایی نور آفتاب در ایام خشک و بدون ابرکه هوا پاک و فاقدگردوغبار باشد به حداکثر می رسد.
پرتوتابی فرابنفش آب - انواع اشعه فرابنفش :
پرترفرابنفش (UVR)مابین نور بنفش از تابش مرئی و نرم ترین تابش یونیزه کننده قرار گرفته است و محدوده طول موج از 100 تا 400 نانومتر را شامل می گردد. انرژی فو تون مربوط با تابش 100 نانومتر124الکترون وات است که حدوداً معادل با انرژی لازم برای ایجاد یونیزاسیون در مواد بیولوژیکی می باشد. آنها در منتهی‌الیه دیگر (UVR) می تواند توسط برخی قابل رویت باشد .
به علت تفاوت های موجود در خواص فیزیکی واثرات بیولوژیکی(UVR) توسط کمیسیون بین المللی روشنایی به سه ناحیه تقسیم بندی شده است
- UVR:315-400 nm UVA با طول موج بلند (نورسیاه)
- UVR:280-315 nm UVB با طول موج متوسط(تابش آفتاب‌سوز)
- UVR:100-280 nm UVC با طول موج کوتاه(تابش میکروبکش)
در ناحیه نور سیاه در بسیاری از اجسام پدیده فلور سانس قابل بروز می باشد. ناحیه UVB بخئس از اشعه است که موجب بروز التهاب های پوستی می شود، بخش اعظم از UVR فعال از نظر بیولوژیکی وبالقوه خطرناک که از خورشید به زمین می‌رسد مربوط به این ناحیه از نور است. UVCکه اشعه با طول موج کمتر از 280
نانومتر را شامل می شود دارای قابلیت میکروب کشی است و اشعه ساطع شده از لامپ های میکروب کشی وقوس های جوش‌کاری می باشد. طول موج های ردیف 250تا 260 نانومتر (ناحیه فاتد حیات) دارای بالاترین قدرت میکروب کشی است و بوسیله اسیدنوکلئیک نوکلئوپروتئین ها قابل جذب بوده وتغییرات شیمیایی در ماده ژنتیک ایجاد می نمایدکه در نهایت به مرگ میکروارگانیسم‌ها منجر می گردد.
در بعضی از مراجع ازجمله گزارش سازمان بهداشت جهانی تقسیم بندی فوق قدری متفاوت ذکر شده باین ترتیب که طول موج 320 بجای 315 و 200 بجای 100نانومتر منظور شده اصت. UVRبا طول موج کمتر از200 نانومتر را گاه UVR خلا نیز گفته اند (نگاه شود به شکل 7-1)، این بخش از تابش چون سریعاً جذب هوا می شود کمترین اهمیت بیولوژیکی را در مقایسه با دیگر بخش های UVR حائز است.
منابع تولید پرتو:
کاربرد UVبرای مقاصد گندزدایی مستلزم این است که یک منبع با شدت زیاد و با طول موج دلخواه وجود داشته باشد. بطور کلی قراردادن مواد در دمای 2500 یا بیشتر موجب می شود که تعداد زیادی فوتون با انرژی بالا ساطع شود. چنین منابعی منتشر کننده طیفی مداوم و یکنواخت می باشند. بطرق دیگر می توان با رساندن الکترونها به حالت برانگیخته این پرتو را بدست آورد (تخلیه در گاز).
در حال حاضر غالب منابع مصنوعی برای تولید (UV) را می توان به پنج گروه تقسیم بندی ئمود :
ا - منابع تابشی براثر حرارت مانند لامپ های هالوژن تنگستن. 2 - منابع تخلیه در گاز مانند لامپ های جیوه (بافشارکم، متوسط و بالا)، لامپ های جیوه وهالیدهای فلزی» لامپ های گزنون، لامپ های هیدوروژن و دوتریم وتیوب‌های جرقه ای . 3 - منابع تخلیه الکتریکی
مانند قوس های کربن و قوس‌های جوش کاری. 4- لامپ های فلووسنت مانند تیوب های روشنایی لامپ های آفتابی (تابش کننده UV-B ) و تیوب‌های UV-A - لیزرها مانند لیزرهای تابش کننده چندین طول موج ، لیزرهای نیتروژن لیزرهای قابل تنظیم و لیزرهای هلیوم –کادمیوم.
در عمل بهترین روش تولید پرتو انجام تخلیه الکتریکی در بخار جیوه تحت فشارکم درون تیوب های مخصوصی است که از یک گاز بی اثر نظیر آرگون و مقدار بسیار کمی جیوه پرشاده است و معروف به لامپ های میکروب کش هستند. مکانیزم عمل کلیه این لامپ‌ها جریان یافتن الکترون دربخار یونیزه شده جیوه مابین دوالکترود است. به عبارت دیگر با ایجاد قوس الکتریک جیوه برانگیخته شده و تخلیه انرژی حاصله موجب تابش می‌گردد. قوسی که در لامپ فلورسنت بوجود می آید نیز به همین ترتیب تابش مشابه ایجاد می کند تنها تفاوتی که وجود دارد این است که حباب لامپ های فلووسنت را با ترکیبی از فسفر پوشا‌نده اند تا V U را به نور مرئی تبدیل نماید. بعلاوه شیشه بکار رفته در ساخت لامپ های میکروبکش معمولی نیست و اشعه UV و مرئی را منتقل می نماید. حدود 95درصد از UV تابش شده دارای طول موج 2537لانگستروم می باشد.
قدرت میکروب کشی این لامپ ها 5 تا10 برابر بیشتر از لامپ مای جیوه بافشار بالا است. خطوط تابثس از یک لامپ بخار جیوه با فشار کم شامل طول موج های 185- 245 – 313-365-405-436-546 نانومترمی باشد. حباب لامپ های مپکروب کش بخشی از نور با طول موج1849 آنگستروم را نیز منتقل می نماید. انرژی این تابش قادر په شکستن پیوندهای مو لکول اکسیژن است که ازن تولید می کند. درصنعت از آن دسته از لامپ ها که دارای حبابهای کاملاً شفاف نسبت به هر دو تابش آنگستروم باشند برای نگهداری اغذیه استفاده می‌برند.
طیف تابشی منابع تولیدUVمتفاوت است. در شکل7-2طیف های نمونه از لامپ‌های بخار جیوه با فشارکم و فشارمتوسط قابل ملاحظه می‌باشد. لامپ هائی که دراز وباریک هستند دفعتاً روشن می شوند، در دو انتهای این لامپ ها سیم پیچی‌های مارپیچ واری دیده می شودکه بعد از کار گرم می شود. عمر لامپ تابع عمر الکترود و دفعات استارت است.کاربرد این لامپ‌ها پرای تصفیه آب یا هوا یا کالاهائی که روی تسمه نقاله ریخته شده می باشد.
