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