מערכת UV לאקווריום, דגשי בטיחות ומינונים דרושים לחיטוי אולטרה סגול

פרט להוראות הבטיחות שמייד יופיעו, נעלה כאן נתונים טכניים ומדעיים שיסבירו כיצד בדיוק פועלת קרינת העל סגול כגון UVI, מינוני UV, הפתחת לוג ומושגים טכניים ברמת גבוהה.
אין צורך לדעת את כל זה כשבוחרים יחידת UV לאקווריום שלכם אבל המידע בכל זאת מוצג כהרחבה הראשונה בעברית לנושא בארץ.

הערות בטיחות בשימוש במערכת אולטרה סגול באקווריום ובמערכות כלליות – פגיעת הקרינה בDNA

אין להקל ראש בשימוש במתקנים אלו, יש לעיין בקפידה בהוראות הבטיחות ולהימנע מפגיעות גופניות מיותרות.
החיטוי מתבצע על ידי הפצצת הקוד הגנטי (DNA) של כל תא חי בקרינת UVC הנחשבת לחלק המסוכן ביותר באורך הגל (ספקטרום) הסגול. נקראת גם על סגול או בלעז ULTRA VIOLET.
הקרינה למעשה משנה את סליל הDNA של כל יצור חי (במקרה שלנו – נבגי ירוקת, בעלי חיים מיקרוסקופיים, טפילים וחידקים מזיקים) על ידי יינון מולקולות DNA. הפעולה גורמת ליצירת קשרים קוולנטיים (קשר קוולנטי – קשר משותף, קשר כימי בין יסודות או תרכובות על בסיס שיתוף אלקטרונים) בין בסיסי תימין סמוכים (תימין – אחת מארבע אבני היסוד של הDNA) דרך חיבורים לא טבעיים במקטעים סמוכים מסויימים, מה שגורם להפסקת הפעילות התקינה של סליל הDNA (עיוותים במבנה הסליל, עיכובים בשיכפול פערים ברצף הDNA ועוד) ולמעשה להשמדת התא – הורגת את אותו אורגניזם. קרינת UV מסוכנת מאוד לעיניים ועלולה לגרום לנזקים בלתי הפיכים, עם זאת, חשיפה קצרה יכולה לגרום לעיוורון זמני בלבד כאשר חשיפה ממושכת יותר תגרום להרס בלתי הפיך של הקרנית.
חשיפה לאפידרמיס (העור החיצוני שלנו) למשך קצר יחסית תגרום לכוויות חלשות, זהות לכוויות שמש שנקבל אחרי חשיפה ממושכת לא מוגנת לשמש. חשיפה ממושכת יותר עלולה לגרום לכוויות בדרגה שניה עם שלפוחיות ובמקרים מסויימים אף עלולה לגרום למוטאציות של תאים או כפי שאנחנו מכירים את התופעה – סרטן.
בגלל האיסורים וההגבלות על המוצר בעולם, נקבעו תקנים מחמירים לשימוש במערכות UV, למעשה היום אין יצרן שייצר יחידת UV לאקווריום ללא שמירה על תקנים אלו כך שאין חשש מרכישת מוצר זול בצורה חשודה.
כל מערכות הUV מתוכננות לאבד מתח חשמלי אם הן מתחילות להיפתח. כך שהנורה לא יכולה לפעול אם נפתח את הגוף כדי להביט פנימה. המגע החשמלי ייתכן רק לאחר שההברגה המחברת בין בית הנורה למיכל המים מוברגת לחלוטין.
ברוב יחידות החיטוי קיימת אפשרות לראות שהמתקן פועל, זאת על ידי מעיין "חלון" שמאפשר לראות אור כחול מבעד לחומר שמטבעו מסנן קרינה. הפועל היוצא מכך הוא מדד לתקינות היחידה מבלי לסכן את המשתמש.
תקנות בטיחות נוספות ניתן למצוא במאמר הזה

איך אפשר לדעת שנורת האולטרה סגול שלי עובדת?

דרך אחת לקבל מושג לגבי יעילות הנורה היא לבדוק את הוראות היצרן בנושא. ברוב יחידות האולטרה סגול האיכותיות מותקנות נורות שמחזיקות 8,000-9,000 שעות עבודה. בשנה ישנן 8,736 שעות כך שההמלצה היא להחליף כל 11-12 חודשים.
חשוב מאוד לדעת, גם אם הנורה עדין פעילה ומפיקה אור כחול זה לא אומר בהכרח שמופקת קרינת UV באורך הגל המתאים. עם זאת, הנורה עדין פעילה ברמות מסויימות גם אחרי שלוש שנים אז אסור בשום אופן להביט בנורה חשופה עובדת גם אם אתם בטוחים שהיא כבר לא תקינה.
הסיבה לתוקף הקצר יחסית נעוצה בעובדה שאחרי תקופה מסויימת נורת האולטרה סגול כבר לא מייצרת את אורך הגל המדוייק להשמדת חיידקים, אלא מתחילה לזייף במקצת. במקרה זה כל סטיה באורך הגל בין אם היא מגבירה את אורך הגל או מקצרת אותו שלילית בהחלט מאחר ודרוש נתון מדוייק.

איך מודדים קרינת UV ומה החישוב האוניברסלי בנושא

החישוב די פשוט: מינון UV שווה לעוצמת הקרינה כפול משך החשיפה. אנו קובעים את מינון קרינת הUV על ידי קביעת נתונים אוניברסליים בהם עושים שימוש בכל העולם.
מינון הקרינה נמדד במילי ג'אול וואט לסמ"ק, הנתון ייראה כך בספרות המקצועית – mJ/cm2 והוא מחושב על פי הפרמטרים הבאים:
עוצמת קרינה נמדדת במילי וואט לסמ"ק – mW/cm2.
זמן חשיפה בשניות.
חשוב מאוד לציין, בכל רגע נתון מינון הUV יכול להשתנות על ידי מדד הUVT. כמו כן, מינון הUV יכול להשתנות בכל נקודה בתוך הריאקטור עצמו (יחידת החיטוי עצמה) בהתאם לערך הUVT באותה נקודה.
נתון נוסף שיש לקחת בחשבון הוא שכל מערכת שונה מרעותה, לכל אחת גודל תא תגובה שונה, ניתוב זרימת מים שונה, אפילו החומרים המרכיבים את היחידה עצמה יכולים לשנות את מינון הקרינה.
יש להבין את מערכת היחסים בין עוצמה הקרינה (UVI = UV Intencity) ובין מינון הקרינה (UV dose). שני המדדים הללו הם דברים שונים לחלוטין. ולעיתים ולעיתים עושים שימוש שגוי במונחים הללו או שעושים שימוש באחד כשיש להשתמש באחר.
מדד הUVI מודד את כמות אנרגית הUV בתוך מים וכמות זו יכולה להשתנות בתוך הריאקטור.
מינון האולטרה סגול (UV Dose) הוא כמות אנרגיה הUV החודרת את המים, מוכפלת בכמות הזמן שהמים היו חשופים לאותה אנרגיה. UVI נמדד על ידי צג המותקן על גבי היחידה עצמה ומהווה מדד לתקינות הנורה.
אין להתבלבל בין אלו ובין UVT שהוא מדד הUVI הנספג על ידי המים כשאור UV עובר מהנורה עצמה עד לסוף תא התגובה ביחידה. ככל שמדד ה UVT גבוה יותר, כי יעילות היחידה פוחתת.

מדד הפחתת לוג (Log Reduction) ואיך המינון שלו משפיע על איכות החיטוי בריאקטור UV

כפי שכבר אמרנו, כל ריאקטור שונה במעט מרעהו בכמה תחומים – מינון הUV הוא נתון ממוצע שמשקף את טווח הנתונים.
להלן מוצגת טבלה המסבירה מה המינון הדרוש על מנת להשמיד פטוגנים שונים בדגים. חלק מהפטוגנים הם של דגי מאכל ולא בהכרח של דגי נוי.
ניתן לראות מהטבלה שטפילים מסויימים (כמו נקודות לבנות Ichthyophthirius) דורשים מינון UV גבוה יותר כדי שיושמדו לחלוטין מאשר טפילים אחרים או חידקים למשל. במקרה של הנקודות הלבנות אחת הסיבות היא שכשהטפיל מרחף במים הוא עטוף בקליפה רירית מסויימת החוסמת מינונים נמוכים של קרינה. לעומת זאת, אצה חד תאית (כשהמים ירוקים למשל) תושמד ממינונים נמוכים יותר של UV.