紫外光應用及殺菌原理

按照波長，紫外(Ultraviolet，UV)光通常分為UVA（315~400 nm）、UVB（280~315 nm）、UVC（200~280 nm）。其中波長UVC波段又稱為“日盲”波段，由于大氣中臭氧的強烈吸收，在近地太陽光譜中幾乎不含有該波段紫外光。

UVC主要應用主要包括水/空氣/表面的消毒/凈化、分析儀器（分光光度法、液相色譜、氣相色譜等），礦物分析。UVC波段波長短，能量高，短時間內(nèi)破壞微生物機體(細菌、病毒等病原體)細胞中分子結構，通過破壞微生物的DNA和RNA阻止其繁殖，可以實現(xiàn)高效快速的廣譜殺菌效果，從而對水、空氣和物體表面進行殺菌消毒，使細胞無法再生，因此廣泛應用于如水、空氣等的殺菌消毒。數(shù)據(jù)顯示，僅以30 mW/cm²的UVC紫外輻照強度，一秒鐘即可對絕大部分細菌實現(xiàn)近乎100%的殺滅，效果非常顯著，可廣泛應用于醫(yī)療衛(wèi)生領域。在個人健康和家庭衛(wèi)生領域，紫外光可用于水杯碗筷消毒、空氣凈化除菌、殺滅瞞蟲、鞋襪殺菌除臭、嬰兒奶瓶消毒等，用武之地簡直不可勝數(shù)。

紫外殺菌效果

根據(jù)微生物種類不同，紫外殺菌時間和劑量也各不相同。不同的細菌種類對紫外線的吸收峰值不同。如 DNA、大腸桿菌的最大吸收波長均為265 nm，而隱孢子菌、噬菌體的最大吸收波長分別為261 nm和271 nm。因此所需的殺菌時間也應有所不同。當紫外輻射強度為 3×10⁴ μW/cm²時，殺滅病毒及細菌、霉菌孢子、藻類 細菌所需時間分別為 0.1～1.0s，1.0～8.0s，5.0～40.0s。根據(jù)中國疾病預防控制中心病毒病預防控制所專家董小平研究團隊發(fā)現(xiàn)，強度大于90 μW/cm2的UVC照射冠狀病毒，30分鐘就可以殺滅SARS病毒。

紫外線劑量在滅菌過程中起著至關重要的作用。紫外劑量可以表示為紫外線強度與照射時間的乘積。在紫外劑量充足的條件下，失活的病毒細菌不會復活，但劑量不足時，許多被紫外線照射失活的病毒細菌可通過光的協(xié)助作用修復自身被破壞的結構。在紫外劑量相同時，可采用高強度、短時間或低強度、長時間的照射方式，以達到殺菌目的。殺滅 1×10⁴ 個/mL 的螺旋桿菌，所需紫外劑量30 mJ/cm²左右，而殺滅同樣數(shù)量的孢子，則需要70 mJ/cm²左右的紫外劑量。

常用紫外線殺菌照射劑量情況