光博学堂|紫外线如何杀菌?如何选择紫外线杀菌灯管?

       新型冠状病毒肺炎爆发以后,很多家庭开始重视起杀菌消毒。

       前段时间网上还流传一段话:初一抢口罩,初二抢方便面,初三抢酒精,初四抢护目镜,初五抢紫外杀菌灯,初六抢手套,初七抢双黄连。双黄连有没有用不知道,但是紫外线杀菌灯真的有用。

自疫情爆发以来,众多光源和环保行业企业也齐心协力为湖北捐赠了很多钱和物资,尤其是业内的紫外线杀菌灯。作为全球特种光源行业之一,德国贺利氏特种光源近日也援助了湖北黄冈和孝感共计近1300套紫外消毒灯具用于前线医院的消毒杀菌,希望能为疫情防疫出一把力。

       紫外线是一种肉眼看不见的光波,存在于可见光谱紫射线端的外侧,故称紫外线。紫外线是一粒粒不连接的粒子流, 每一粒波长253.7nm的紫外线光子具有4.9eV的能量。当紫外线照射到微生物时,便发生能量的传递和积累,积累结果造成微生物的灭活,从而达到消毒的目的。当细菌、病毒吸收超过3600~65000 uW/cm2剂量时,对细菌、病毒的去氧核醣核酸(DNA)及核醣核酸(RNA)具有强大破坏力,能使细菌、病毒丧失生存力及繁殖力进而消灭细菌、病毒,达到消毒灭菌成效。

      紫外线一方面可使核酸突变、阻碍其复制、转录封锁及蛋白质的合成;另一方面,产生自由基可引起光电离,从而导致细菌的死亡。前段时间,国家卫健委与国家中医药管理局公布《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第四版)》中写到:病毒对紫外线和热敏感。

      对此,贺利氏技术专家进一步介绍:大部分细菌和病毒接受的累积紫外剂量达到20mJ时,其灭活率可以高达99%以上。253.7nm的紫外线能有效破坏微生物的遗传物质(DNA或RNA),使细菌和病毒等无法完成遗传物质的复制和转录,从而杀灭细菌病原体,杜绝传染源。

    紫外辐射对细菌和病毒的杀灭作用在常见细菌和病毒上得到验证:细菌类如结核(分枝)杆菌、 霍乱弧菌、 假单胞杆菌属、 沙门氏菌属、肠道发烧菌属、鼠伤寒杆菌、志贺氏菌属、葡萄球菌属、链球菌属、大肠肝菌;病毒类例如流感病毒、脊髓灰质炎病毒、轮状病毒、烟草华叶病毒、乙肝病毒;霉菌孢子例如软孢子、青霉素菌属、产毒青霉、青霉其它菌类;水藻类例如草履虫属、绿藻、原生动物属类。因此,紫外辐射是一种广谱类杀菌消毒方式。 

        冠状病毒种类繁多,引起普通感冒的病毒、引起2003年的非典SARS病毒(SARS-CoV)、以及此次所发现2019 新型冠状病毒(COVID-19)均属于冠状病毒,不同种类冠状病毒的致病力和临床表现也不尽相同。此次所发现COVID-19是目前已知的可感染人的第7种冠状病毒。

病毒对紫外线和热敏感,上文提到了紫外辐射基于核酸破坏作用对病毒的广谱杀灭作用, 2003年非典期间也有研究表明证实了紫外辐射对体外SARS冠状病毒的杀灭作用,因此,2019新型冠状病毒作为一种(冠状)病毒,理论上可被紫外辐射杀灭。 

        杀灭病毒需要考量的因素,与其说是时间,更准确的是所需的紫外剂量。细菌和病毒接受到的紫外辐射达到一定的剂量才能被有效杀灭。

      另外,可杀灭病毒的紫外辐射剂量与以下因素有关:1、紫外辐射总量,有赖于辐射时间和辐射强度;2、病毒所处于的体外环境条件,包括环境温度和湿度;3、病毒与体外的附着体及紫外辐射穿透性。

        以贺利氏50W低压紫外杀菌灯对室内静止空气杀菌为例,通常认为在距离紫外灯管表面2米以上的距离,紫外照度就很低了,其灭菌效率可忽略。该紫外杀菌灯有效寿命9000小时,可采用壁挂或吊装,适用于医院、学校、家庭、公共卫生间等需要杀菌的室内场所。单次开启时间超过30分钟,可对空气杀菌,并对照射到的物体表面杀菌。(注意:紫外灯开启后,人员必须离开。)

       已知杀灭病毒需要足够的紫外剂量,因此紫外灯的辐照强度(mW/cm2)和有效使用寿命(h)是选择紫外灯时需要考虑的最重要的两个因素。这里提到的有效使用寿命,是指紫外线衰减到一定幅度时就不能有效杀菌的时间,而非紫外灯不亮。

       贺利氏特种光源根据汞的随温变化的发光效率特性不同,分别设计了高温汞齐、低温汞齐和液汞等不同的产品,以提高灯管的紫外转化效率,在不同温度的工作条件下,实现尽可能大的紫外输出。

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