紫外線的殺菌原理及相關知識

紫外線是電磁波的一種，原子中的電子從高能階跳到低能階時，會把多余能量以電磁波釋出。電磁波的能量越強，波長越短，人類肉眼能看見的波長400nm~780nm（1nm=10~9m），對肉眼來說，400nm的電磁波顯示成蘭色、紫色，780nm的電磁波顯示成橙色、紅色。紫外線是指波長比400nm還短的電磁波，因其光譜在紫色區(qū)之外，故名為紫外線（Ultraviolet，簡稱UV）。紫外線通指是波長在100~400nｍ的電磁波，人的眼睛不能看到紫外線。

100-400nm波長的紫外線，按其對人體的影響及功能，UV-A，UV-B，UV-C和V-UV。

UV-A是指波長在315~400nm的紫外線，UVA能使人的皮膚產(chǎn)生黑色素，使皮膚變黑。

UV-B是指波長在280-315nm的紫外線，UV-B能致癌，令皮膚起皺紋老化。

UV-C的波長在200-280nm，其中有254nm波段有殺菌、消毒效能。

波長在240~270nm的UVC能直接破壞細胞、病毒的DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸），使微生物迅速死亡。

波長在100~200nm的VUV185nm能產(chǎn)生臭氧，而在空氣中或溶解在水中的臭氧，能把微生物的細胞壁以氧化作用破壞，使微生物立刻死亡。

紫外線消毒有較高的殺菌效率
     紫外線對細菌，病毒的殺菌作用一般在1-5秒以內。其它化學方式（氯氣，二氧化氯和臭氧等）消毒達到相同的殺菌效果一般需要30分鐘（min），甚至更長時間的接觸時間，才能起到消毒效果。

在足夠高的紫外線劑量情況下，失活的病毒和細菌等是不會復活的，但紫外線劑量不足時，被紫外線輻射后失活的病毒和細菌可通過光的協(xié)助修復自身被破壞的組織（光修復），甚至靠本身修復自身（暗修復），重新生長。

紫外線的工作條件

    水溫對紫外線穿透率影響
環(huán)境溫度影響紫外線燈的輻射強度，從而影響消毒器的消毒效果。溫度在5℃～40℃的范圍內對消毒效果的影響變化是隨溫度的降低，紫外線燈的輸出會減少，低于5℃時甚至會造成燈管啟動困難。

紫外線劑量：

    能夠有效殺滅微生物，TOC或者臭氧的具體能量，稱作紫外線劑量。
計量單位是μW.Sec/cm2 or mW.Sec/cm2 (1μW.Sec/cm2 = 0.001 mW.Sec/cm2 =0.000001W.Sec/cm2)
    紫外線劑量=紫外線強度 x 照射時間
    其中，紫外線劑量是指落在某一指定表面每單位面積上的紫外線光輻射能量。
    照射時間是指被處理液體暴露在特定的紫外線能量的持續(xù)時間。

紫外線術語和定義：

（1）紫外線 ultraviolet簡稱為UV

波長在100nm~380nm的電磁波，其中具有消毒能力的紫外線波段為200nm~280nm。

（2）紫外線消毒   ultraviolet   disinfection

病原微生物吸收波長在200nm~280nm間的紫外線能量后，其遺傳物質（核酸）發(fā)生突變導致細胞不再分裂繁殖，達到消毒殺菌的目的，即為紫外線消毒。

（3）紫外線強度   UV Intensity

     單位時間與紫外線傳播方向垂直的單位面積上接受到的紫外線能。紫外線強度被用來描述紫外線消毒設備的紫外線能。單位常用mW/ cm2。

（4）紫外線穿透率 UV transmittance，簡稱為UVT

     波長為253.7nm的紫外線在通過1cm比色皿水樣后，未被吸收的紫外線與輸出總紫外線之比。