德布罗意波公式:P=h/λ(h表示普朗克常量)
波长越短,能量越大
短波紫外线通常被用来杀菌
h=6.62606957(29)×10-34J·s,其中能量单位为J(焦)
若以eV·s(电子伏特·秒)为能量单位,则为h=4.13566743(35)×10-15eV·s
2、紫外线的杀菌原理
细菌/病毒对光波的吸收在250-270nm有一个峰值,被吸收的紫外线能够破坏它的遗传物质DNA的结构,使之死亡或失去繁殖能力,达到杀菌消毒的目的。紫外线光就像一把独特且强大的“光刀”,是一种广谱杀菌消毒方式。
紫外线杀菌过程:
紫外线的光谱杀菌:
不同波长的紫外线杀菌效率
4、臭氧的产生和灭菌机理
臭氧常见的产生方法:
1、真空紫外光致电离
2、高频电激发
低压汞灯光谱分布
臭氧的灭菌机理
臭氧是一种强氧化剂,灭菌过程属生物化学氧化反应。O灭菌有以下3种形式:
1、臭氧能氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶,使细菌灭活死亡。
2、直接与细菌、病毒产生作用,破坏它们的细胞壁和DNA、RNA,使细菌的新陈代谢受到破坏,导致细菌死亡。
3、透过细胞膜组织,侵入细胞内,作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。
02
紫外线灯在不同场景下的应用
场景1:医院/诊所/食品厂/学校/洁净室等
场景2:易感人群(部分日用品)
场景3:居家常用消毒
场景4:居家/商用/工厂/银行办公室,餐馆,仓库
场景5:货物消毒,如仓库/物流快递收发站等
使用场景:适用于高风险地区对外输出的货物或区域内流通的货物表面消毒。
作用:对货物外部表面消毒,保护配送人员及收件人安全。
注:箱体内壁四面安装中功率紫外线灯,可有效对货物箱外部六面消毒
03
如何选购合适的紫外线灯?
第一,选品类
市场上有低气压汞灯,还有LEDUV灯。
低气压汞灯目前是主流产品,寿命8000小时,主波长是杀菌效率高的253.7nm,辐射效率以单端18W为例,在23%以上,功率高的可达30-40%,且灯的功率从1W到300W,可以满足不同使用场景的需求,光维持率较高。
LED寿命长,目前效率低,3%左右,功率小,在毫瓦级为主;当前主流波长是275nm。总体来说,LEDUVC前景看好,当前适用于细小空间消毒如隐形眼镜消毒等,其它场景由于性价比没有优势,更适合专业人士试验性使用。
第二,选材料
以主流产品低气压汞灯为例。市场上低气压汞灯有石英管和高硼玻璃两大类。
石英管紫外线杀菌灯:
1、透紫外线最高的材料,可透过90%以上的253.7nm紫外线;
2、紫外线强度大,寿命长,光衰小,杀菌效果好,灯寿命一般大于8000小时。
高硼管紫外线杀菌灯:
1、高硼玻璃透253.7nm紫外线只有50%左右;
2、其紫外线辐照强度小,寿命短。几家老牌国际公司做得好,如飞利浦/欧司朗。
第三,选是否含臭氧
石英紫外线灯,分有臭氧和无臭氧。
需要具体使用场景做出选择。如消毒箱或者仓库货物消毒,需要用有臭氧。(说明:由于臭氧对文物/字画等有伤害,使用前需要咨询专业人士。)
掺杂(Ti、Ce)石英玻璃,用于无臭氧紫外线灯;
天然石英玻璃,用于有臭氧紫外线灯;
合成石英玻璃,成本较高,用于要求较高的紫外线灯。
有臭氧与无臭氧灯的区别:
第四,选功率
空间消毒一平方配置1W,高要求的可以一立方配置1.5W,即以层高3米为例,每平方米需要4.5瓦。
剂量的考虑
病毒比细菌难杀灭得多,原因之一是病毒的(体积)面积(光照不同高温,考虑面积因素多一些)比细菌小得多。如,一般实验参照用的大肠杆菌,面积比一般病毒约大10倍。当然还有它们的DNA/RNA和外壁因素差异。
辐射剂量(推荐)
紫外线UVC253.7nm:普通消毒:10,000微瓦·秒/平方厘米新冠病毒等高危病毒消毒:100,000微瓦·秒/平方厘米
紫外灯技术参数:
第五,选正规厂家或品牌
越是非专业用户,越要选择具备专业值且有社会责任感的厂家。市场上鱼龙混杂,劣质品甚至假货很多,功能无所不包的最好不碰。价格奇低的也敬而远之。对不熟悉的厂家,需要确认其资质及权威机构的检测报告。
为了使用方便,及提高安全性,优先选带遥控、定时器、雷达/红外感应的产品。
04
紫外线灯使用注意事项
消毒结束后开窗通风20分钟,带臭氧款需要先等待60分钟,待臭氧分解再进入房间开窗通风;
灯具在消毒结束后应收藏好,避免孩子误使用造成杀菌损坏和人身伤害。
Q$A
使用紫外线+臭氧消毒后,口罩能否重复使用?
在确实没有足够口罩的情况下,可以做为一种应急解决办法。臭氧消毒后,有臭氧的味道,可放在通风处让它自然消除。