第三节 紫外线

紫外光是指电磁波谱中波长从100nm到400nm一段辐射的总称，即可见光紫端到X射线间的辐射，并与X射线的长波波长有部分重叠。紫外光可进一步被划分为A射线、B射线和C射线（简称 UVA、UVB和 UVC），波长范围分别为 400～315nm，315～280nm，280～100nm。在消毒领域，主要使用C波段280～200nm波长范围的紫外线，而杀菌力最强的波段为280～250nm波段，通常紫外线杀菌灯采用的波长为253.7nm。

紫外线消毒作为一种物理消毒技术，具有杀菌谱广、使用方便、成本低、二次污染少、运行安全可靠等众多优点。自1877年Downes和Blunt报导紫外线对枯草芽孢杆菌具有杀灭作用以来，紫外线的消毒应用就逐步被引起重视和得到推广。特别是到20世纪60年代，随着电子工业的发展，高效率和长寿命的紫外灯管成熟应用，推动紫外线消毒技术在各个领域的应用取得了飞速的发展。

一、紫外线消毒灯

日常应用的紫外线发生来源主要为汞灯类紫外灯管，是在石英灯管内注入汞蒸汽，通过在汞蒸汽中放电即可产生200～300nm范围内的紫外线。汞灯又可分为低压汞灯、低压高输出汞灯和中压汞灯，其中以低压汞灯在实际应用中最为广泛。低压汞灯所产生的紫外线中95%为253.7nm，还可产生部分184.9nm波长的紫外线。

根据制造工艺不同，低压汞灯可分为直管式紫外线杀菌灯和H型热阴极低压汞紫外线杀菌灯。前者与常见日光灯管类似，应用最为普遍。其辐射强度在100μW/cm2以上（1m处），国家标准要求不得低于70μW/cm2，使用寿命一般不低于3 000h，功率15W或30W。后者为一种高强度紫外线杀菌灯，30W灯管辐射强度可达200W/cm2（1m处）。

因普通汞灯同时可发射出184.9nm波长紫外线，能够激发空气中的氧气形成臭氧，称为高臭氧紫外线灯。汞灯产生的臭氧与紫外线可以产生协同杀菌作用，提高消毒效果，如在一些以强力杀菌为目的的紫外线消毒柜中，臭氧也是重要的杀菌因子，多使用高臭氧紫外线灯。由于臭氧在紫外灯断电后不能在短时间内消除，容易对人体产生损害，限制了其应用范围。通过在石英玻璃中添加0.01%～0.05%的氧化钛或氧化铝等物质，能够阻挡低于200nm紫外线的输出，仅让253.7nm紫外线透射出来，则称为低臭氧紫外线灯。目前，工厂或医疗单位广泛使用的主要为低臭氧紫外线灯。

二、紫外线消毒应用

1.空气消毒

在食品生产、制药工业、医疗病房的洁净区域，学校和人群聚集公共场所等，常用紫外线消毒方式来控制环境中微生物，特别是控制传染性微生物的危害。应用于空气消毒时，一般应选用高强度的紫外线消毒灯，宜采用悬吊的方式来充分发挥灯管发出的所有紫外线的杀菌能力。

2.表面消毒

当紫外灯用于工作台面、实验台面、工作服等常规物品表面消毒时，多将紫外灯悬挂于台面上方1m处，将待消毒物品放在台面上，消毒30min左右。如对个别物品局部表面进行消毒，宜选用高强度紫外灯管直接近距离照射待消毒区域，可更好地保证消毒效果。

3.水处理应用

常用的氯及其他化学方式在处理生活饮用水时会产生三卤甲烷、卤乙酸等消毒副产物。采用紫外线进行消毒，只要强度和照射时间足够，紫外线可以杀死水中的细菌、病毒甚至寄生虫。但实际应用中，紫外线对水中微生物的杀菌效果很容易受到水的浊度、流速、水层厚度、紫外灯管污物黏附和照射强度衰减等因素的影响，使杀菌效果大打折扣，需要予以重视。

紫外线消毒灯在应用中需要注意电压、照射距离、温度、相对湿度、照射时间、有机物或其他污渍和微生物种类和数量。