سیستم UV استخر

سیستم UV استخری چیست و چگونه آب استخر را ضدعفونی می‌نماید؟ استفاده از این سیستم چه مزایا و معایبی دارد؟ آیا با استفاده از این سیستم، می‌توان استفاده از مواد شیمیایی دیگر را در آب استخر حذف نمود؟ این سیستم چه قابلیتی‌هایی نسبت به ضدعفونی‌های معمول استخری دارد؟

در نوشته تصفیه شیمیایی آب استخر با انواع روش‌های تصفیه شیمیایی آب استخر آشنا شدیم و با رایچ‌ترین این روش‌ها یعنی استفاده از کلرین و برمین به به عنوان روش‌ فعال (باقی ماندن در کاسه استخر) و ازن و پرتو فرابنفش به عنوان روش‌های غیرفعال ضدعفونی و گندزدایی آشنا شدیم. در این نوشته به تشریح به نحوه عملکرد سیستمهای UV استخری می‌پردازیم.

استفاده از پرتو فرا بنفش به عنوان ضدعفونی کننده

پرتو ماورا بنفش (Ultra Violet) یا به اختصار UV، موجی است در گستره امواج الکترومغناطیسی با طول موجی در محدوده ۱۰۰ تا ۴۰۰ نانومتر که طول موج آن کوتاه‌تر از نور مرئی و بلندتر از پرتو ایکس می‌باشد. انرژی آن از پرتو ایکس کمتر ولی از نور مرئی بیشتر است. به طور کلی گستره پرتو فرا بنفش خود به سه دسته UVA با طول موج (400- 315 نانومتر)، UVB با طول موج (315- 280 نانومتر) و UVC با طول موج (280- 100 نانومتر) تقسیم می‌شود.
می‌دانیم که یکی از فواید نور خورشید این است که به پوست کمک می‌کند ویتامین D بسازد و نقش ویتامین D در رشد و عملکرد طبیعی استخوان انکارناپذیر است. بنابراین، در معرض آفتاب قرار گرفتن کمک می‌کند تا ویتامین D مورد نیاز بدن، از این طریق تامین شود. با این حال، ثابت شده است که قرار گرفتن بیش از حد در معرض نور خورشید ( بطور خاص اشعه ماوراء بنفش نور خورشید)، می‌تواند باعث آسیب به ساختار DNA و در نتیجه آسیب به سلول‌ها شود. این نوع آسیب در ساختار باکتری‌ها و بسیاری از موجودات تک سلولی دیگر نیز رخ می‌دهد و دقیقا از همین ویژگی پرتو ماورا بنفش استفاده شده است تا میکروارگانیسم‌ها را با استفاده از آن نابود نماییم. در واقع پرتو فرا بنفش، پاتوژن‌ها (ویروس، باکتری، جلبک و غیره) را از طریق تغییر در ساختار DNA و جلوگیری از جهش و تکثیر آنها از بین می‌برد.
ذکر این نکته ضروری است که کلیه طیف موجی فرابنفش، قابلیت از بین بردن میکروارگانیسم‌ها را ندارد و بهترین عملکرد را امواج ماورا بنفش نوع UVC دارند. افزایش طول موج منجر به کاهش انرژی پرتو می‌شود در حالی که کاهش طول موج نتیجه معکوس دارد. به همین دلیل، طول موج پرتو UVC در برابر باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها موثرتر است. زیرا طول موج کمتر و در نتیجه انرژی بیشتری را دارا می‌باشد. البته در طیف موج دسته UVC نیز ثابت شده است که امواج با طول موج 250 تا 280 نانومتر بهترین عملکرد را از حیث از بین بردن باکتری‌ها و ویروس‌ها از خود نشان می‌دهد.

استفاده از اشعه ماوراء بنفش UV به منظور استریل کردن آب، از اوایل قرن بیستم شناخته شد. البته در ابتدا به منظور ضدعفونی و از بین بردن میکروارگانیسم‌های موجود در آب، به منظور تبدیل آن به آب شرب مورد استفاده قرار می‌گرفت اما پس از مدتی با توجه به مزایای آن، توجه به سمت استفاده از آن در استخرها جلب شد.

استفاده از سیستم گندزدایی UV در استخر

اشعه ماورا بنفش در استخر دو وظیفه مهم را بر عهده دارد:
اول از بین بردن پاتوژن‌ها (عوامل بیماری زا) از قبیل باکتری‌ها، ویروس‌ها، کپک‌ها و هاگ‌ها. بنابراین خطر انتقال بیماری‌های گوارشی، پوستی و عفونت‌های تنفسی به کاربران استخر کاهش می‌دهد.  دوم این که این سیستم، شروع کننده واکنش‌های فتوشیمیایی و فتو- اکسیداسیون در آب استخر است که کلرامین‌ را از بین می‌برد. این امر به ویژه در استخرهای تفریحی که دارای امکاناتی نظیر سرسره‌های آبی یا تولید کننده امواج هستند بیشتر نمود دارد و باعث می‌شود، فضا برای استفاده کاربر مطبوع‌تر و ایمن‌تر گردد. چراکه در این دسته از استخرها به علت حرکت بیشتر آب، سطح بیشتری برای انتشار کلرامین در هوا ایجاد می‌شود. بنابراین استفاده از سیستم UV در آب استخر، فضا را مطبوع می‌نماید.
(همچنانکه ذکر شد، کلرامین از فرآورده‌های واکنش شیمیایی کلرین با نیتروژن یا آمونیاک موجود در آب استخر و عامل اصلی قرمزی و سوزش چشم در آب استخر می‌باشد. همچنین افزایش غلظت کلرامین، به مرور زمان قدرت ضدعفونی کردن کلرین در آب استخر را کاهش می‌دهد.)
نکته مهم اینکه این سیستم کاملا ایمن است و در واقع شناگران در معرض تابش اشعه ماورا بنفش قرار نمی‌گیرند. همچنین نیاز به استفاده از مواد شیمایی در آب استخر را به شدت کاهش می‌دهد که در ادامه به نحوه عملکرد نوع رایج آن یعنی لامپ UV استخری می‌پردازیم.

لامپ UV چگونه کار می‌کند؟

لامپ UV درست بعد از سیستم فیلتراسیون فیزیکی استخر (فیلتر شنی، کارتریجی یا دیاتومه) به صورت برخط (In- line) قرار می‌گیرد. آب از یک سمت به محفظه گرافیتی که درون آن لامپ فرابنفش تعبیه شده، وارد می‌شود. در هنگام عبور از داخل محفظه گرافیت، آب توسط پرتو فرابنفش بمباران شده و پاتوژن‌های موجود در آب از جمله باکتری‌ها، جلبک‌ها و ویروس‌ها نابود می‌شود. سپس آب از سمت دیگر محفظه خارج می‌گردد.

اما این سوال همچنان وجود دارد که آیا استفاده از سیستم UV با توجه به خطرناک بودن آن برای بدن، ایمن است؟
جواب این سوال بله است. طراحی این لامپ‌ها به گونه‌ای است که کل فرآیند تولید و تابش و گندزدایی در خود محفظه UV انجام شده و در واقع اشعه‌ای از محفظه گرافیت به خارج نشر نمی‌یابد. این سیستم همچنین به گونه ای طراحی شده است که نیاز به نگهداری مداوم ندارد. همچنین محل این تجهیز در تصفیه خانه استخر است و حتی در شرایط وجود اشکال، امکان تابش مستقیم پرتو به شناگران داخل استخر وجود ندارد.
نکته مهم در استفاده از این سیستم این است که سیستم UV باید به همراه سیستم ضدعفونی کلرین یا برمین استفاده شود. همچنانکه اشاره شد، قدرت گندزدایی این سیستم بسیار بالاست اما نقطه اثر آن تنها محدود به محفظه گرافیت می‌باشد. یعنی لامپ UV توانایی از بین بردن آلودگی‌هایی را که هر لحظه ممکن است در کاسه استخر بواسطه ورود شناگران به آب اضافه شود، ندارد. این آلودگی‌ها زمانی توسط این سیستم از بین می‌روند که پرتو UV بر آنها بتابد (محدوده محفظه لامپ UV) که این نیز به اجرای یک سیستم گردش آب مناسب وابستگی دارد. در واقع، حتی در صورتیکه سیستم گردش آب به شکل کاملا اصولی و استاندارد نیز طراحی شود، باز هم مدت زمانی نظیر 6 ساعت طول میکشد که آب استخر به طور کامل یک بار پاکسازی و ضدعفونی شود که زمان زیادی بوده و ممکن است در این مدت، پاتوژن‌ها از شناگری به شناگر دیگر، انتقال یابد. به همین منظور و برای جلوگیری از انتشار عوامل بیماری‌زا در آب استخر، حتما نیاز هست تا از کلرین یا برمین که ضدعفونی‌کننده‌هایی با قابلیت باقی ماندن در کاسه استخر هستند، استفاده شود تا از شیوع بیماری پیش از فیلتراسیون اجتناب شود. (در مقاله تصفیه شیمیایی آب استخر نیز به تفصیل به آن پرداخته شد.)

پس دارندگان استخری به همراه این سیستم همچنان ملزم به استفاده از کلرین یا برمین هستند اما در این حالت، غلظت مواد شیمایی بسیار کمتر از حالت صرف استفاده از مواد شیمیایی خواهد بود. همچنین مقدار مصرف مواد شیمیایی و به طور کلی عملیات نگهداری هفتگی استخر نیز کمتر خواهد بود.البته مزیت استفاده از سیستم UV تنها به این موارد محدود نمی‌شود. در واقع استفاده از سیستم ماورا بنفش باعث می‌شود تا آن دسته از پاتوژن‌ها که کلرین یا برمین تاثیری بر روی آنها ندارند، نابود شوند. همچنین سرعت گندزدایی آب از این طریق بسیار بالاتر از سیستم‌های تصفیه معمول استخری است. بطوریکه این سیستم، در کسری از ثانیه قابلیت نابود کردن آلاینده‌ها را دارد اما این فرآیند ممکن است توسط کلرین و برمین تا حدود چند دقیقه (30 دقیقه بسته به نوع آلاینده) هم طول بکشد. همچنین لامپ UV، هیچ ماده‌ای به آب استخر نمی افزاید و بر طعم و بوی آب نیز تاثیری ندارد. 

مزایا و معایب سیستم UV استخری

سیستم‌های UV استخری سیستم‌های بسیار مناسب و کارایی می‌باشند اما مانند هر روش بهداشتی دیگری، در کنار مزایا دارای معایبی نیز می‌باشند. در ادامه به برخی از مزایا و معایب این سیستم پرداخته شده است.

مزایا

• باعث تغییر در ساختار و از بین بردن عوامل بیماری‌زا در آب استخر می‌شود.
• در شرایط استفاده از لامپ UV، استخر به مواد شیمیایی کمتری نیاز دارد.
• قیمت آن در مقایسه با کاهش مصرف مواد شیمیایی (و البته بسته به برند) می‌تواند مقرون به صرفه باشد.
• نسبت به استخرهایی که صرفا از مواد شیمیایی استفاده می‌کنند، ایمنی بیشتری دارد.
• برخی کارشناسان این حوزه، این روش را به عنوان بهترین روش گندزدایی و پاکسازی آب در نظر می‌گیرند. 
• نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارد. در واقع، هم خود سیستم UV و هم استخر تحت این شرایط، نیاز به صرف زمان، هزینه و مواد شیمیایی کمتری دارد و همچنین عمر مفید کاسه استخر هم بیشتر خواهد بود.
• احساس آب استخر روی پوست شناگر می‌تواند عامل مهمی در تصمیم گیری برای شنا باشد. در واقع، استفاده از لامپ UV در کنار یک سیستم فیلتراسیون مناسب، به علت از بین رفتن میکروارگانیسم‌ها و فیلتر آلاینده‌های استخر می‌تواند آب با شفافیت بیشتری را برای شناگر فراهم آورد (به اصطلاح آب، نرم و سبک خواهد بود). همچنین بسیاری از مردم، به علت ترس از ابتلا به انواع بیماری‌های پوستی، گوارشی و انواع حساسیت، خود را از لذت و فواید استفاده از استخر محروم می‌کنند و یا حتی در صورت استفاده، حس نگرانی و ترس از وقوع چنین پیشامدهایی را دارند اما شناگر با علم به وجود سیستم تصفیه ماوراء بنفش، می‌تواند تجربه‌ای لذت‌بخش توام با احساس آرامش و امنیت داشته باشد.

معایب

• فرآیند گندزدایی تنها زمانی اتفاق می‌افتد که آب، در معرض تابش اشعه UV باشد. (درون محفظه لامپ UV) اگر به هر علتی نظیر نامناسب انتخاب شدن یا قدرت پایین لامپ ساطع کننده پرتو، کدری آب و وجود برخی آلاینده‌ها تابش پرتو به برخی عوامل بیماری‌زا برخورد نکند، عوامل بیماری زا ممکن است از بین نرفته و دوباره به استخر بازگردد. بنابراین انتخاب ظرفیت و جانمایی درست و نگهداری اصولی استخر در این شرایط نیز ضروری است.
• همچنانکه در مورد قبل ذکر شد، این سیستم فقط درون محفظه وظیفه گندزدایی را به نحو احسن انجام می‌دهد و در واقع خط برگشت آب به کاسه استخر نیز باید تمیز باشد تا آب ضدعفونی شده، به شکل مطلوب به کاسه استخر بازگردد که این کار، خود نیازمند استفاده از مواد شیمیایی می‌باشد. در واقع، ادعاهایی نظیر اینکه این سیستم نیاز به استفاده از مواد شیمیایی را به صفر می‌رساند، بیشتر جنبه تجاری و تبلیغاتی دارد و حتما نیاز هست تا از مواد شیمیایی در آب استخر (البته با دوز پایین تر) استفاده شود.
• لامپ‌های تولید اشعه ماوراء بنفش با گذشت زمان، اثربخشی کمتری پیدا می‌کنند و در واقع نیاز به تعویض دارند. بنابراین مهم است تا به اعداد درج شده بر روی این لامپ‌ها توجه نمایید تا زمانیکه اثر بخشی سیستم کاهش یافت، آن را تعویض نمایید که طبیعتا هزینه بر می‌باشد. 

تهیه توسط تیم مهندسی پولونی