2021年紫外线照射杀菌.ppt

提示: 一些物理学概念
可见光(对于人类): 从紫色至红色, 也就是波长约380 至 780 nm (纳米)
紫外光 < 380 nm (频率为790 THz)
可见光
780 nm < 红外线 (频率为380 THz)
紫外线能（电磁辐射）不是“光”: 紫外线“灯”不存在!
紫外线的频带是可见光光普中X光区域到蓝光区域，波长从100到400nm
THz = 太（拉）赫, 即1012 赫兹
紫外线频带
紫外线（UV）辐射（紫外线能）被分成3个频带:
UV-A: 400-315 nm （长波长）
有穿透力, 棕褐色, 用于工业
存在于自然光和人工光源中
UV-B: 315-280 nm（中波长）
穿透力较弱，但生物学活性较强
存在于自然光和人工光源中
与UV-A结合可以导致皮肤癌和白内障
UV-C: 280-100 nm（短波长）
对皮肤和眼睛有极小的穿透力
只存在于人工光源中
但是…
UV-C的生物学活性
但是
对微生物具有高度的生物学活性
用于杀菌时， nm的UV辐射，因用低压汞蒸气发射灯（25-35% 的输入电能转变为UV-C能，而 nm的波长最强）容易产生该光波
UVGI应用的简短历史
UV : 德国物理学家Johann Wilhelm Ritter在1801年发现了UV
1903年，由于在光疗法方面的贡献，Niels Finsen获得了诺贝尔生理学奖（1880年使用UV-B治疗皮肤病）
在1910年法国（马赛）大规模地用于水净化
在1936年用于减少术后感染
在1937年用于学校的通风系统中，以降低麻疹的发病率（在1935年Wells证明麻疹是空气传播疾病之后）
在20世纪50年代末期和60年代初期，Riley实验证明了 空气管道中高强度的UVGI可以杀灭结核分支杆菌或降低其毒力。
UVGI的应用
房间上方UVGI装置是一种有效的环境控制措施，可以杀灭由人类产生的或者传染源不明确的空气传播的病原体，例如结核分支杆菌。
设计良好、安装正确并维护适当的房间上方UVGI系统可以加强对医务人员的保护，同时也保证了房间下方空间的安全性。
影响房间上方UVGI系统效力的因素
UVGI辐照
微生物对UVGI辐照的敏感度（微生物对紫外线的存活度与它的敏感度有直接的关系，每一个物种各不相同）
微生物接受UVGI的辐照量（或者微生物的数量）
备注
UVGI通过影响核酸（DNA）的分子结构直接或间接地破坏活性细胞
光生物反应发生时，UVGI的光子（254nm）碰撞一个细胞，并对细胞或基因产生破坏，这样导致细胞死亡或无法成功复制。
影响房间上方UVGI系统效力的因素
通风
较高的ACH可以清除大量的微生物
但是会缩短微生物在辐照区域的停留时间
机械通风达到6ACH时，UVGI系统杀灭微生物的比例可以增加。
影响房间上方UVGI系统效力的因素
垂直的空气混合可以使空气流向房间上方辐照区域，它的影响因素如下（假设空气是均匀地混合）
输入空气和房间空气的温度差
供气扩散器和排气网的位置
机械通风率
环境的变化（冬天的暖气、夏天的空调）
排气扇的使用
影响房间上方UVGI系统效力的因素
湿度（相对湿度），相对湿度< 60%
相对湿度增加，UVGI的功效降低
如果相对湿度较高，需要更高的UV辐照强度以达到同等功效
相对湿度< 25% ，UVGI的功效也会降低！
相对湿度> 80%，修复机制（例如光复活作用 - 微生物对UVGI破坏其DNA的修复能力）
温度 (理想范围20 - 24ºC)
UVGI的主要概念
容易产生254 nm的UV
通过低压汞蒸气发射灯
对皮肤/眼睛的穿透力较弱
因其很活跃 – 被外层吸收 – 保护了核酸
容易杀灭微生物
微生物体积微小，它的核酸暴露在外