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紫外光應(yīng)用及殺菌原理
按照波長,紫外(Ultra Violet,UV)光通常分為UVA(315nm-400nm)、UVB(280nm-315nm)、UVC(200nm-280nm)。其中波長UVC波段又稱為“日盲”波段,由于大氣中臭氧的強(qiáng)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(yīng)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(shí)間內(nèi)破壞微生物機(jī)體(細(xì)菌、病毒等病原體)細(xì)胞中分子結(jié)構(gòu),通過破壞微生物的DNA和RNA阻止其繁殖,可以實(shí)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(jìn)行殺菌消毒,使細(xì)胞無法再生,因此廣泛應(yīng)用于如水、空氣等的殺菌消毒。數(shù)據(jù)顯示,僅以30mW/cm2的UVC紫外輻照強(qiáng)度,一秒鐘即可對絕大部分細(xì)菌實(shí)現(xiàn)近乎100%的殺滅,效果非常顯著,可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域。在個(gè)人健康和家庭衛(wèi)生領(lǐng)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)。
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紫外殺菌效果
根據(jù)微生物種類不同,紫外殺菌時(shí)間和劑量也各不相同。不同的細(xì)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265nm,而隱孢子菌、噬菌體的最大吸收波長分別為261nm和271nm。因此所需的殺菌時(shí)間也應(yīng)有所不同。當(dāng)紫外輻射強(qiáng)度為 3×104μW/cm2 時(shí),殺滅病毒及細(xì)菌、霉菌孢子、藻類 細(xì)菌所需時(shí)間分別為 0.1~1.0s,1.0~8.0s,5.0~40.0s。根據(jù)中國疾病預(yù)防控制中心病毒病預(yù)防控制所專家董小平研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),強(qiáng)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(guān)重要的作用。紫外劑量可以表示為紫外線強(qiáng)度與照射時(shí)間的乘積。在紫外劑量充足的條件下,失活的病毒細(xì)菌不會(huì)復(fù)活,但劑量不足時(shí),許多被紫外線照射失活的病毒細(xì)菌可通過光的協(xié)助作用修復(fù)自身被破壞的結(jié)構(gòu)。在紫外劑量相同時(shí),可采用高強(qiáng)度、短時(shí)間或低強(qiáng)度、長時(shí)間的照射方式,以達(dá)到殺菌目的。殺滅 1×104 個(gè)/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。
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常用紫外線殺菌照射劑量情況