紫外线的杀菌原理及相关知识

紫外线是电磁波的一种，原子中的电子从高能阶跳到低能阶时，会把多余能量以电磁波释出。电磁波的能量越强，波长越短，人类肉眼能看见的波长400nm~780nm（1nm=10~9m），对肉眼来说，400nm的电磁波显示成兰色、紫色，780nm的电磁波显示成橙色、红色。紫外线是指波长比400nm还短的电磁波，因其光谱在紫色区之外，故名为紫外线（Ultraviolet，简称UV）。紫外线通指是波长在100~400nｍ的电磁波，人的眼睛不能看到紫外线。

100-400nm波长的紫外线，按其对人体的影响及功能，UV-A，UV-B，UV-C和V-UV。

UV-A是指波长在315~400nm的紫外线，UVA能使人的皮肤产生黑色素，使皮肤变黑。

UV-B是指波长在280-315nm的紫外线，UV-B能致癌，令皮肤起皱纹老化。

UV-C的波长在200-280nm，其中有254nm波段有杀菌、消毒效能。

波长在240~270nm的UVC能直接破坏细胞、病毒的DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸），使微生物迅速死亡。

波长在100~200nm的VUV185nm能产生臭氧，而在空气中或溶解在水中的臭氧，能把微生物的细胞壁以氧化作用破坏，使微生物立刻死亡。

紫外线消毒有较高的杀菌效率
     紫外线对细菌，病毒的杀菌作用一般在1-5秒以内。其它化学方式（氯气，二氧化氯和臭氧等）消毒达到相同的杀菌效果一般需要30分钟（min），甚至更长时间的接触时间，才能起到消毒效果。

在足够高的紫外线剂量情况下，失活的病毒和细菌等是不会复活的，但紫外线剂量不足时，被紫外线辐射后失活的病毒和细菌可通过光的协助修复自身被破坏的组织（光修复），甚至靠本身修复自身（暗修复），重新生长。

紫外线的工作条件

    水温对紫外线穿透率影响
环境温度影响紫外线灯的辐射强度，从而影响消毒器的消毒效果。温度在5℃～40℃的范围内对消毒效果的影响变化是随温度的降低，紫外线灯的输出会减少，低于5℃时甚至会造成灯管启动困难。

紫外线剂量：

    能够有效杀灭微生物，TOC或者臭氧的具体能量，称作紫外线剂量。
计量单位是μW.Sec/cm² or mW.Sec/cm² (1μW.Sec/cm² = 0.001 mW.Sec/cm² =0.000001W.Sec/cm²)
    紫外线剂量=紫外线强度 x 照射时间
    其中，紫外线剂量是指落在某一指定表面每单位面积上的紫外线光辐射能量。
    照射时间是指被处理液体暴露在特定的紫外线能量的持续时间。

紫外线术语和定义：

（1）紫外线 ultraviolet简称为UV

波长在100nm~380nm的电磁波，其中具有消毒能力的紫外线波段为200nm~280nm。

（2）紫外线消毒   ultraviolet   disinfection

病原微生物吸收波长在200nm~280nm间的紫外线能量后，其遗传物质（核酸）发生突变导致细胞不再分裂繁殖，达到消毒杀菌的目的，即为紫外线消毒。

（3）紫外线强度   UV Intensity

     单位时间与紫外线传播方向垂直的单位面积上接受到的紫外线能。紫外线强度被用来描述紫外线消毒设备的紫外线能。单位常用mW/ cm²。

（4）紫外线穿透率 UV transmittance，简称为UVT

     波长为253.7nm的紫外线在通过1cm比色皿水样后，未被吸收的紫外线与输出总紫外线之比。