COVID-19 प्रतिबंधों के कारण अपनी प्रयोगशालाओं तक पूर्ण पहुंच की प्रतीक्षा करते हुए, राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान (NIST) के वैज्ञानिकों ने पराबैंगनी का उपयोग करके पीने के पानी की कीटाणुशोधन पर किए गए अग्रणी शोध के तकनीकी विवरणों की रिपोर्ट करने का यह दुर्लभ अवसर लिया है। यूवी प्रकाश।
2012 में वापस, एनआईएसटी वैज्ञानिकों और उनके सहयोगियों ने जल उपयोगिता कंपनियों के संभावित लाभों के साथ कुछ मौलिक निष्कर्षों पर कई पत्र प्रकाशित किए। लेकिन इन लेखों ने कभी भी पूरी तरह से विकिरण सेटअप की व्याख्या नहीं की जिसने काम को संभव बनाया।
अब, पहली बार, एनआईएसटी शोधकर्ता अद्वितीय प्रयोग के तकनीकी विवरण प्रकाशित कर रहे हैं, जो यह परीक्षण करने के लिए पोर्टेबल लेजर पर निर्भर करता है कि यूवी प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य पानी में विभिन्न सूक्ष्मजीवों को कितनी अच्छी तरह निष्क्रिय करती है। काम आज वैज्ञानिक उपकरणों की समीक्षा (आरएसआई) में दिखाई देता है।
एनआईएसटी प्रणाली का पूर्ण विवरण प्रकाशित करने के लिए एक तात्कालिकता यह है कि शोधकर्ता इस यूवी सेटअप का उपयोग नए प्रयोगों के लिए करते हैं जो पीने के पानी के अध्ययन से परे और ठोस सतहों और हवा के कीटाणुशोधन में जाते हैं। संभावित अनुप्रयोगों में अस्पताल के कमरों के बेहतर यूवी कीटाणुशोधन और यहां तक कि यह अध्ययन भी शामिल हो सकता है कि सूरज की रोशनी COVID-19 के लिए जिम्मेदार कोरोनावायरस को कैसे निष्क्रिय करती है।
[जीजी] quot;जहां तक मुझे पता है, किसी ने भी इस काम को दोहराया नहीं है, कम से कम जैविक अनुसंधान के लिए नहीं, [जीजी] quot; लार्सन ने कहा। [जीजी] उद्धरण;वह [जीजी] #39;इसलिए हम इस पेपर को अभी निकालना चाहते हैं। [जीजी] उद्धरण;
पीने के लिए काफी अच्छा
पराबैंगनी प्रकाश में तरंग दैर्ध्य होते हैं जो मानव आंखों के देखने के लिए बहुत कम होते हैं। यूवी लगभग १०० नैनोमीटर (एनएम) से ४०० एनएम तक होता है, जबकि मनुष्य बैंगनी (लगभग ४०० एनएम) से लेकर लाल (लगभग ७५० एनएम) तक रंग का इंद्रधनुष देख सकते हैं।
पीने के पानी को कीटाणुरहित करने का एक तरीका यह है कि इसे यूवी प्रकाश से विकिरणित किया जाए, जो हानिकारक सूक्ष्मजीवों [जीजी] #39 को तोड़ता है; डीएनए और संबंधित अणु।
मूल अध्ययन के समय, अधिकांश जल विकिरण प्रणालियों में एक यूवी लैंप का उपयोग किया गया था जो एक एकल तरंग दैर्ध्य, 254 एनएम पर अपने अधिकांश यूवी प्रकाश का उत्सर्जन करता था। वर्षों से, हालांकि, जल उपयोगिता कंपनियों ने एक अलग प्रकार के कीटाणुशोधन लैंप में बढ़ती दिलचस्पी दिखाई थी जो कि [जीजी] quot;पॉलीक्रोमैटिक, [जीजी] quot; जिसका अर्थ है कि यह कई अलग-अलग तरंग दैर्ध्य पर यूवी प्रकाश उत्सर्जित करता है। लेकिन नए लैंप की प्रभावशीलता को अच्छी तरह से परिभाषित नहीं किया गया था, कार्ल लिंडेन, कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय (सीयू बोल्डर) पर्यावरण इंजीनियर, जो 2012 के अध्ययन पर एक प्रमुख अन्वेषक थे, ने कहा।
2012 में, सीयू बोल्डर के नेतृत्व में माइक्रोबायोलॉजिस्ट और पर्यावरण इंजीनियरों का एक समूह उस ज्ञान के आधार को जोड़ने में रुचि रखता था जो जल उपयोगिता कंपनियों के पास यूवी कीटाणुशोधन के बारे में थी। एक गैर-लाभकारी संगठन, वाटर रिसर्च फाउंडेशन से वित्त पोषण के साथ, वैज्ञानिक विधिपूर्वक परीक्षण कर रहे थे कि विभिन्न रोगाणु यूवी प्रकाश के विभिन्न तरंग दैर्ध्य के प्रति कितने संवेदनशील थे।
आम तौर पर, इन प्रयोगों के लिए प्रकाश स्रोत एक दीपक होता जो यूवी तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला उत्पन्न करता है। जितना संभव हो आवृत्तियों के बैंड को कम करने के लिए, शोधकर्ता [जीजी] #39; फिल्टर के माध्यम से प्रकाश को चमकाने की योजना थी। लेकिन वह अभी भी अपेक्षाकृत व्यापक, 10-एनएम बैंड प्रकाश का उत्पादन करता था, और अवांछित आवृत्तियों को फ़िल्टर के माध्यम से उड़ाया जाता था, जिससे यह निर्धारित करना मुश्किल हो जाता था कि कौन सी तरंग दैर्ध्य प्रत्येक सूक्ष्मजीव को निष्क्रिय कर रही थी।
माइक्रोबायोलॉजिस्ट और इंजीनियर यूवी प्रकाश के लिए एक क्लीनर, अधिक नियंत्रणीय स्रोत चाहते थे। इसलिए, उन्होंने मदद के लिए एनआईएसटी को बुलाया।
एनआईएसटी ने परीक्षण किए जा रहे सूक्ष्मजीवों के प्रत्येक नमूने पर एक अच्छी तरह से नियंत्रित यूवी बीम देने के लिए एक प्रणाली विकसित, निर्मित और संचालित की। सेटअप में नमूने को प्रश्न में रखना शामिल था - एक पेट्री डिश जिसमें एक नमूने की एक निश्चित एकाग्रता के साथ पानी से भरा हुआ था - एक हल्के-तंग बाड़े में।
इस प्रयोग को जो विशिष्ट बनाता है वह यह है कि एनआईएसटी ने यूवी बीम को ट्यून करने योग्य लेजर द्वारा वितरित करने के लिए डिज़ाइन किया है। [जीजी] उद्धरण; ट्यून करने योग्य [जीजी] उद्धरण; इसका मतलब है कि यह एक अत्यंत संकीर्ण बैंडविड्थ के साथ प्रकाश की किरण उत्पन्न कर सकता है - एक नैनोमीटर से भी कम - तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला पर, इस मामले में 210 एनएम से 300 एनएम तक। लेजर भी पोर्टेबल था, जिससे वैज्ञानिक इसे उस प्रयोगशाला में ले जा सकते थे जहां काम किया जा रहा था। शोधकर्ताओं ने प्रत्येक माप से पहले और बाद में पेट्री डिश को मारने वाले प्रकाश को मापने के लिए एनआईएसटी-कैलिब्रेटेड यूवी डिटेक्टर का भी उपयोग किया, यह सुनिश्चित करने के लिए कि वे वास्तव में जानते थे कि प्रत्येक नमूने को कितना प्रकाश मार रहा था।
सिस्टम को काम करने के लिए बहुत सारी चुनौतियाँ थीं। शोधकर्ताओं ने यूवी प्रकाश को दर्पणों की एक श्रृंखला के साथ पेट्री डिश तक पहुँचाया। हालांकि, विभिन्न यूवी तरंग दैर्ध्य के लिए अलग-अलग प्रतिबिंबित सामग्री की आवश्यकता होती है, इसलिए एनआईएसटी शोधकर्ताओं को एक ऐसी प्रणाली तैयार करनी पड़ी जो विभिन्न प्रतिबिंबित कोटिंग्स वाले दर्पणों का उपयोग करती है ताकि वे परीक्षण रन के बीच बदल सकें। उन्हें लेजर बीम लेने के लिए एक लाइट डिफ्यूज़र भी खरीदना पड़ा - जिसकी केंद्र में अधिक तीव्रता होती है - और इसे फैलाना पड़ता है ताकि यह पूरे पानी के नमूने में एक समान हो।
अंतिम परिणाम रेखांकन की एक श्रृंखला थी जिसमें दिखाया गया था कि विभिन्न रोगाणुओं ने विभिन्न तरंग दैर्ध्य के यूवी प्रकाश का जवाब कैसे दिया - कुछ रोगाणुओं के लिए पहला डेटा - पहले से कहीं अधिक सटीकता के साथ। और टीम को कुछ अप्रत्याशित परिणाम मिले। उदाहरण के लिए, वायरस ने संवेदनशीलता में वृद्धि का प्रदर्शन किया क्योंकि तरंग दैर्ध्य 240 एनएम से कम हो गया। लेकिन जिआर्डिया जैसे अन्य रोगजनकों के लिए, यूवी संवेदनशीलता लगभग समान थी, भले ही तरंग दैर्ध्य कम हो।
[जीजी] quot; इस अध्ययन के परिणामों का उपयोग जल उपयोगिता कंपनियों, नियामक एजेंसियों और अन्य लोगों द्वारा यूवी क्षेत्र में सीधे पानी पर काम करने के लिए किया गया है - और वायु - कीटाणुशोधन, [जीजी] quot; सीयू बोल्डर पर्यावरण इंजीनियर सारा बेक ने कहा, 2012 के इस काम से निर्मित तीन पत्रों पर पहली लेखिका। [जीजी] quot; यह समझना कि प्रकाश की कौन सी तरंग दैर्ध्य विभिन्न रोगजनकों को निष्क्रिय करती है, कीटाणुशोधन प्रथाओं को अधिक सटीक और कुशल बना सकती है, [जीजी] quot; उसने कहा।
मैं, यूवी रोबोट
पानी के नमूनों में यूवी प्रकाश के एक नियंत्रित, संकीर्ण बैंड को वितरित करने के लिए एनआईएसटी द्वारा डिजाइन की गई एक ही प्रणाली का उपयोग अन्य संभावित अनुप्रयोगों के साथ भविष्य के प्रयोगों के लिए भी किया जा सकता है।
उदाहरण के लिए, शोधकर्ताओं को यह पता लगाने की उम्मीद है कि यूवी प्रकाश ठोस सतहों पर कीटाणुओं को कितनी अच्छी तरह मारता है जैसे कि अस्पताल के कमरे में पाए जाते हैं, और यहां तक कि हवा में निलंबित रोगाणु भी। अस्पताल से प्राप्त संक्रमणों को कम करने के प्रयास में, कुछ चिकित्सा केंद्र रोबोटों द्वारा ले जाने वाले यूवी विकिरण के एक स्टरलाइज़िंग बीम के साथ कमरों को नष्ट कर रहे हैं।
लेकिन इन रोबोटों के उपयोग के लिए अभी तक कोई वास्तविक मानक नहीं हैं, शोधकर्ताओं ने कहा, इसलिए हालांकि वे प्रभावी हो सकते हैं, यह जानना मुश्किल है कि यह कितना प्रभावी है, या विभिन्न मॉडलों की ताकत की तुलना करना मुश्किल है।
[जीजी] उद्धरण;उन उपकरणों के लिए जो सतहों को विकिरणित करते हैं, बहुत सारे चर हैं। आप कैसे जानते हैं कि वे [जीजी] #39;काम कर रहे हैं? [जीजी] उद्धरण; लार्सन ने कहा। एनआईएसटी [जीजी] #39;s जैसी प्रणाली कीटाणुशोधन बॉट के विभिन्न मॉडलों का परीक्षण करने के लिए एक मानक तरीका विकसित करने के लिए उपयोगी हो सकती है।
लारसन ने कहा कि एक अन्य संभावित परियोजना हवा और सतहों दोनों पर उपन्यास कोरोनवायरस पर सूर्य के प्रकाश के प्रभाव की जांच कर सकती है। और मूल सहयोगियों ने कहा कि वे पानी कीटाणुशोधन से संबंधित भविष्य की परियोजनाओं के लिए लेजर सिस्टम का उपयोग करने की उम्मीद करते हैं।
[जीजी] उद्धरण; विभिन्न यूवी तरंग दैर्ध्य के लिए सूक्ष्मजीवों और वायरस की संवेदनशीलता अभी भी वर्तमान जल और वायु कीटाणुशोधन प्रथाओं के लिए बहुत प्रासंगिक है, [जीजी] उद्धरण; बेक ने कहा, [जीजी] उद्धरण; विशेष रूप से नई प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ-साथ नई कीटाणुशोधन चुनौतियों को देखते हुए, जैसे कि COVID-19 और अस्पताल से प्राप्त संक्रमण, उदाहरण के लिए। [जीजी] उद्धरण;
