Ультрафіолетові лампи – для чого вони потрібні в акваріумістиці.
Продовження…
Давайте почнемо спочатку і дамо визначення ультрафіолету. УФ – скорочено від ультрафіолетового світла, яке є спектром світла лише нижче за діапазон, видимий людському оку. Тобто ультрафіолетове світло – нижче синього спектра видимого світла з довжиною хвиль до 400 нм. Таким чином, ультрафіолетове світло не може бути помічене людським оком. Ультрафіолетове світло поділене на чотири групи за довжиною хвилі:
• Вакуумний ультрафіолет із довжинами хвиль від 100 до 200 мілімікронів.
• Ультрафіолет-С (UVC) у 200 – 280 мілімікронах.
• Ультрафіолет-В (UVB) у 280 – 315 мілімікронах.
• Ультрафіолет-А (UVA) у 315 – 400 мілімікронах.
Ультрафіолет-C спектр (200-280 мілімікронів) – найсмертельніша довжина хвилі для мікроорганізмів, тому що вона руйнує зв’язки між атомами в хімікатах у мікроорганізмах. Найбільш руйнівні хвилі довжиною 253-267 нм. Причому навіть малосуттєві відхилення від цього діапазону зменшують вплив у рази: бактерицидність променів із довжиною хвилі 290 нм нижча втричі, 300 нм – у 16 разів, а промені довжиною 400 нм мають силу лише в 0,01% від стандарту, яким у технологіях знезараження прийнято вважати 254 нм. Прилад зазвичай споживає в 1,2-1,5 раза більше за паспортну потужність бактерицидної лампи, якою він оснащений. Щоправда, при цьому на власне знезаражувальну частку припадає лише близько третини, тобто 15-ватна лампа матиме за жорстким ультрафіолетом потужність близько 5 Вт.
УФ-стерилізатор встановлюють поза акваріумом. Ультрафіолетовий стерилізатор має бути поміщений останнім у лінії фільтрації. Ви повинні спочатку пропустити воду акваріума через 
механічний фільтр і потім через ультрафіолетовий стерилізатор перед поверненням води в акваріум. Основне завдання УФ-лампи в такому акваріумі – запобігання цвітінню води відразу після закладання акваріума, і запобігання бактеріальним спалахам після пересадок рослин, підмін води, введення в субстрат поживних речовин, переміщення корчів і ґрунту та інших завдань акваскейпінгу. Для значно ретельнішої дезінфекції від збудників хвороб риб завжди можна увімкнути прилад на 2-3 дні, кранами зменшивши в 2-3 рази струм води через каністровий фільтр і УФ-лампу за допомогою кранів фільтра.
Джерелом ультрафіолетового випромінювання можуть слугувати спеціальні лампи (наприклад, типу БУФ), які схожі на звичайні люмінесцентні лампи, але без шару люминофора. У сучасних стерилізаторах, як правило, використовуються бактерицидні лампи з популярними цоколями G5 або G23 (компактні). Купуючи стерилізатор, обов’язково поцікавтеся цоколюванням ламп. Якщо ви помітили, що лампа вбудована у пристрій намертво, тобто її цоколь залитий компаундом (цим часом грішать китайські виробники), краще від покупки відмовтеся – це, по суті, одноразова іграшка. УФ-стерилізатор складається з УФ-лампи, поміщеної в кожух із матеріалу, який не пропускає УФ-промені назовні, оскільки вони небезпечні для зору (сліпота) та здоров’я людини.
У дезінфікуючих пристроях вода повинна протікати скляною трубкою, розташованою уздовж лампи. Швидкість подачі води має бути не дуже високою. Промені не здатні проникати на глибину, що перевищує 5 см. Ефективність дії УФ-опромінення залежить від ступеня забруднення води, товщини її шару, інтенсивності та тривалості опромінення. Для опромінення ультрафіолетом можна використовувати косметичні джерела ультрафіолету “Фотон”.
Для ввімкнення цих ламп використовуються звичайні схеми запалювання люмінесцентних ламп. Лампи бувають двох типів:
• З холодним катодом (cold cathode). Зазвичай лампи мають діаметр T5 (16 мм) і випускаються на кілька потужностей з 12 до 30 Вт. Для них використовується схема запалювання instant start, тому вони можуть працювати в діапазоні низьких температур (наприклад, у холодильниках). Ці лампи бувають двох типів – з генерацією озону (High ozone, мають букву H) і без (Low-ozone мають букву L в позначенні). Другі мають колбу зі скла, яке не пропускає випромінювання на довжині хвилі 185 нм, що генерує озон. Не використовуйте лампу, що генерує озон, без потреби. Неконтрольоване використання озону в акваріумі може призвести до сумних наслідків. Дихання надлишковим озоном шкідливе для організму людини. Термін експлуатації таких ламп становить 17-20 тис. годин і не залежить від кількості ввімкнень лампи.
• З гарячим катодом (hot cathode) – випускаються різної потужності (4, 8, 15, 20: 25: 36 Вт) і різного діаметра (T5-16 мм, T8-25 мм). Схема ввімкнення – або миттєвий підпал (instant start), або звичайна схема (зі стартером або без). Термін експлуатації таких ламп становить 7,5 тис. годин і залежить від кількості ввімкнень лампи.
Досвід наших зарубіжних колег, які не один десяток років використовують у своїй практиці УФ-стерилізатори, підтверджує, що ці пристрої як мінімум не марні. Ультрафіолетові промені за грамотного застосування майже зі 100-відсотковою гарантією очищають воду від бактерій, вірусів, спор, водоростей. Для кожного організму є свій поріг опромінення, перевищення якого спричиняє загибель. У міжнародній практиці інтенсивність УФ-випромінювання прийнято виражати у Вт·сек/см² (або мікроВт·сек/см², що в мільйон разів менше). Ця розмірність пов’язує потужність лампи (у ватах чи мікроватах), площу її поверхні та тривалість дії ультрафіолету на організм.
Як правило, що більший організм, то стійкіший він до дії УФ-променів. Для “вбивства” вірусів цілком достатньо 5000-10000 мікроВт·сек/см². Більшість бактерій і водоростей гине за УФ-інтенсивності 15000-25000 мікроВт·сек/см². Доза в 20000-35000 мікроВт·сек/см² є смертельною для більшості грибків та їх спор, зокрема й сапролегнії. Звільнити воду від одноклітинних мікроорганізмів можна за 30000-45000 мікроВт·сек/см². А от для знищення яєць нематод або вільноживущих дорослих форм деяких риб’ячих паразитів знадобиться 100000-170000 мікроВт·сек/см². Але навіть цього дозування недостатньо для загибелі деяких інфузорій. Наприклад, парамеції гинуть лише при 200000 мікроВт·сек/см², а для хілодонелли летальна доза ультрафіолету має бути ще в 3-5 разів більшою. Водночас для знищення ідтіофтириуса, який теж належить до інфузорій, цілком достатньо 10000-30000 мікроВт·сек/см².
Зазвичай під час розрахунку конструкцій стерилізаторів та визначення швидкості протікання через них води за робочу дозу приймається величина в 50000 мікроВт·сек/см², як така, що цілком задовольняє основні завдання стерилізації води в акваріумі. Ультрафіолетові промені мають слабку проникаючу здатність: білий папір, хромовані пластини, полірований алюміній відбивають велику частку ультрафіолету; пил, водяна пара без зусиль поглинають УФ-промені. Силікатне скло взагалі є для ультрафіолету непереборною перешкодою.
Тому вся сила ультрафіолету може бути спрямована лише на вільноживучі організми (і шкідливі, і корисні), які разом зі струмом води опиняються в безпосередній близькості від колби бактерицидної лампи. Зате ультрафіолет, на відміну від озону, не становить жодної загрози для риб, рослин та інших організмів, здатних уникнути безпосереднього контакту з променями, зокрема й для колоній нітрифікуючих бактерій, що оселилися в ґрунті чи субстраті фільтра.
Є два первинні типи ультрафіолетового світла: Лампи низького тиску виробляють продукцію з довжиною хвилі 254 мілімікрони, що дуже близько до піку довжиною хвилі 264 мілімікрони. Ці лампи загалом перетворюють до 40% їх вхідних ват на придатні для використання ультрафіолетові-C вати, що набагато вище, ніж у інших класів ламп. Наприклад, лампа низького тиску на 150 ватів виробить приблизно 58 ватів ультрафіолетової-C енергії. Вони мають термін корисного використання 8 000 – 12 000 годин, залежно від лампи.
Лампи низького тиску – найкращі лампи для водних ультрафіолетових стерилізаторів. Лампи середнього/високого тиску виробляють дуже широкий діапазон довжин хвиль, від 100 мілімікронів до 700 мілімікронів. Ці лампи є дуже поганими виробниками придатних для використання довжин хвиль; вони загалом перетворюють максимум 7% їх вхідних ват на придатні для використання ультрафіолетові-C вати. Наприклад, лампа середнього тиску на 175 ватів матиме приблизно 12 ватів ультрафіолетової-C енергії. Решта 163 вати перетворюються на високу температуру та видиме світло. Вони мають термін корисного використання лише 1 000 – 2 000 годин, залежно від операційного потоку лампи.
Які фактори впливають на роботу стерилізаторів? Для простоти можна розділити організми на групи:
| Тип організму | Смертельна доза (мкВт с/см2) |
| Віруси | 12,000 |
| Бактерії | 15,000 – 30,000 |
| Водорості | 22,000 – 30,000 |
| Грибки | 45,000 |
| Protozoa (амеби) | 60,000 |
| Простейшие | 90,000 |
Це лише загальні відомості. Деякі специфічні організми можуть вимагати більшу чи меншу дозу опромінення. Відповідно, вибір потужності фільтра треба робити, виходячи з групи організмів, яку необхідно знищити.
Джерелом УФ-випромінювання переважно слугують бактерицидні лампи, наповнені парами ртуті низького тиску. До 80% світлового потоку цих ламп припадає на промені з довжиною хвилі 253,7 нм і лише 2% – на випромінювання у видимій частині спектра (решта йде на тепло). Зовні така лампа схожа на люмінесцентну, але її колба виготовлена з увиолевого (прозорого для ультрафіолетового випромінювання) скла і позбавлена люмінофорного покриття. У продажу трапляються бактерицидні лампи з парами ртуті високого тиску, але вони в акваріумістиці використовуються рідко, оскільки під час роботи випромінюють більше тепла й помітно впливають на температурний режим акваріума. Еритемні лампи теж випромінюють ультрафіолет, але спектр їх не настільки вузький, і більшу частину енергії вони витрачають на випромінювання в області 280-320 нм. Ще менш ефективні люмінесцентні ультрафіолетові лампи.
Здатність УФ-стерилізатора. Недоліки застосування УФ-стерилізаторів.
Ультрафіолетові лампи – для чого вони потрібні в акваріумістиці. 
