紫外线杀菌原理简介.doc

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1、紫外线杀菌原理简介 　　一、什么是紫外线　　紫外线是一种辐射能，一种能以光速穿过空气与空间的电磁波能量。　　在物理学上，依波长的不同可分为：315nm～400nm波长的紫外线称为UV-A；280nm～315nm波长的紫外线为UV-B；更短波长的100nm～280nm紫外线称为UV-C。U　　V-A通常只会使人的皮肤色素增加；UV-B则会使皮肤发红，不久便会黑化；UV-C则对生命有害，会使微生物变异或突然致死。用来消灭水中细菌、病毒的紫外线，便是属于波长较短的紫外线。根据研究显示，紫外线波长在250～260nm附近时会破坏染色体，对生物威胁最大。　　二、紫外线如何杀菌　　紫外

2、线杀菌是美国国家卫生基金会（NSF）承认的技术，其它同样应用在水质处理如机械式过滤层、逆渗透和中空丝膜等技术，均不被NSF所认可。　　紫外线杀菌法是目前最常用的高效能水质处理技术之一，可独立使用或并用于沉淀物过滤法、逆渗透法、活性碳吸附法、去离子法……等多项水处理法。　　紫外线杀菌的应用原理与日光灯相同，只是灯管内部不涂荧光物质，灯管材质采用紫外线穿透率高的石英玻璃为保护外管，并利用核酸对低压水银放电灯的人工波长为254nm的紫外线有极大吸收值时，破坏细菌与病毒核酸（DNA）的生命遗传物质，与分子内产生激烈的化学变化使其无法繁殖。其中产生最重大的反应是核酸分子内的嘧啶（py

3、ramiding）盐基形成了二量体（diner）。　　紫外线能有效地消灭水中细菌和病毒，目前认为主要原因在于生成了嘧啶二量体，另外，紫外线在核酸内引起的“光水和反应”和核酸与蛋白质相互作用时的“光架桥反应”，也对其存在着某种影响。　　• 紫外线杀菌的特点　　杀菌的方法多种多样，除紫外线杀菌外，还有药物杀菌、加热杀菌、臭氧杀菌等，本文仅对紫外线杀菌的特点作一介绍。　　1.优点　　(1)紫外杀菌比药物杀菌效率高；　　(2)对任何微生物细菌都有杀菌效果；　　(3)能对空气、水等流体杀菌。　　2.缺点　　(1)杀菌范围只限于紫外线所能照射的部分，对物体的后侧、内部不能杀菌；　　(2

4、)杀菌线对人、动物的眼睛、皮肤有损害，会使物体变色、退色。　　由于杀菌线的特点大大优于药物、加热等杀菌方法，因此有取代这些杀菌方式的趋势。通过对紫外辐射的杀菌试验得出，细菌数量随照射时间而成指数减少。例如，用紫外线照射10秒，细菌减少到1/10；再照射10秒即连续照射20秒，细菌就减少到1/100。这种递减关系可用下式表达：　　　　其中，S为细菌的成活率；　　N0为杀菌前的细菌数；　　E为杀菌紫外线的照度(W/m)；　　t为照射时间(sec)；　　D为D值〔把细菌减少到1/10，单位面积所需杀菌线的能量(J/m)〕。　　通过实验知道：用等量的紫外线照射不同的细菌，可以得到相

5、同的杀菌效果。从这点可以得出：杀菌效果由杀菌线的照度E(W/m)和照射时间t(sec)的乘积决定。另外，微生物对杀菌线的反应随微生物的种类、环境条件的不同而不同，一般用D值表示。在表1中列出了几种有代表性的微生物的D值。一般真菌的D值比细菌的大(对真菌，杀菌线要强些)，即使细菌相同，水中的D值也要比干燥状态下的大。表1各种微生物的D值微生物名称D值（J/m）　病毒（空气中）7.5　肠伤寒菌21.4　大肠杆菌（培养基上）36.0　大肠杆菌（水中）＊60.0　破伤风菌49.0　结核菌100　杆菌属（芽胞杆菌属）403　青菌130～440　酵母菌440～1320　藻类3600～6

6、000　　条件：20℃，RH(相对湿度)=35%（＊除外）　　通过对沙雷氏菌所做的杀菌试验得出：非紫外照射的杀菌率是0%；　　用15.8J/m紫外照射的杀菌率是64%；用47.4J/m紫外照射的杀菌率是98%；用94.8J/m紫外照射的杀菌率是99%。　　15W的杀菌灯，在离灯中心50cm处，辐射线的照度是1.5W/m2，这时它的杀菌能力是日光的60倍，在以上条件下照射大肠杆菌(寒冷天的培养基上)约1分钟就能使菌减少到1/1000。　　被杀菌线照射后的菌，由于DNA受损而失去活性，但这种菌如果受到可见光的照射或长紫外(UV-A)照射后又将恢复其活性。这种现象叫光恢复，是光辐

7、射中的一种奇特现象。根据菌的类型和光照射量的不同，光恢复的结果一也不一样。据有关报告介绍，恢复细菌活性的照射量必须是杀菌照射量的2～3倍。正因为如此，在明亮的场所不能用紫外线杀菌。　　• 影响紫外线杀菌效果的几种因素　　紫外线杀菌由来已久，其杀菌效果也被普遍公认，而且使用普遍，但诸多因素直接或间接地影响着杀菌的效果，所以必须重视和排出不利因素，确保和提高紫外线的杀菌效果，以达到控制细菌感染的目的。　　（1）紫外线灯管的类型、质量、有无反光罩对其效果的影响　　有实验报道，用高硼紫外线灯与石英紫外线灯分别对已知不同种细