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UVC紫外有效殺滅“新冠”的劑量與計量

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人氣:-發表時間:2020-02-20 10:07【

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“新冠”疫情爆發,UVC紫外殺菌消毒燈處處賣斷貨,除專業醫院使用,也大量被企業和家庭所搶購,用于口罩、飲水機、空調和日用品等的殺毒。UVC紫外能有效殺滅“新冠”已毋庸置疑,但是,人們仍急需科普UVC紫外殺毒知識,劑量與計量是關鍵。

01

敲黑板,紫外線中只有UVC才能殺菌消毒

常常聽到“多曬曬太陽吧,殺菌消毒!”這句話是真的嗎?真的。但陽光中真正起殺菌消毒作用的并不是傳說中的紫外線,而是具有加熱作用的紅外線,換言之,是陽光帶來的升溫殺死了病毒和細菌,這不難理解,13年前肆虐的非典到了夏天突然消失了,因為非典病毒對溫度敏感!

所以現在這個季節就不要指望著曬太陽殺病毒了!

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那么紫外線有消毒殺菌功能嗎?有的,但只有UVC有此項技能。如圖所示,紫外線按照波長可以分為UVA、UVB和UVC。其中UVA的穿透能力較強,地面上接受到的紫外線大部分為UVA,少部分為穿透能力較弱的UVB,而陽光中的UVC成分在大氣臭氧層中被吸收,無法到達地面,因此習慣上將200~280nm這段太陽光輻射到達不了地球的中紫外光譜區稱作“日盲區”。

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(圖片來自于M.E.R. Darnell et al. / Journal of Virological Methods 121 (2004) 85–91)

UVA和UVC照射非典病毒存活量與照射時間關系,UVA對非典冠狀病毒幾乎沒有滅活作用,而在特征波長254 nm、輻射強度4016 μW/cm²的深紫外光源照射下,病毒的殺滅率LOG值與劑量(時間)呈線性關系的規律。

UVC對細菌、病毒等微生物的照射,會破壞微生物機體細胞中的DNA(脫氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子結構,引起DNA鏈斷裂、核酸和蛋白的交聯破裂,造成生長性細胞死亡和再生性細胞死亡,達到殺菌消毒的效果。

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UVC屬于廣譜殺菌類,能殺死一切微生物,包括細菌、結核病、病毒、芽孢和真菌,但不同的消殺對象需要的劑量并不相同。

02

離開劑量談效果都是耍流氓

紫外線殺菌消毒并不是新技術,早已被應用于室內空氣、物體表面和水體及其它液體的消毒殺菌中。紫外消殺的效果與消殺對象(細菌或病毒類型)、消殺環境(水體或空氣、溫濕度、流量和體積等)以及輻射照度(醫學領域也稱為“輻射強度”)、輻射劑量等有關。

目前還沒有應多大劑量的UVC輻射劑量才能有效殺滅新冠病毒,但2003年董小平教授團隊的研究指出,在距離殺菌燈80cm處、輻射強度大于90μW/c㎡,可在60分鐘有效殺滅病毒;在2004年的另一份研究中,將UVC光源貼近培養液以獲得4016μW/cm2的輻射強度,則可更高效地在幾分鐘內殺滅病毒!

對比加熱消毒,在75攝氏度下需要45分鐘殺滅SARS病毒,而在56和65度下,則需要90分鐘。

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由此可見,在足夠劑量下UVC殺滅新冠病毒的效果還是非??善诘?!

03

兩個重要的物理量

在剛剛談到輻射劑量時出現了兩個物理量:輻射強度和輻射劑量。

輻射強度是醫學界的叫法,在計量領域,它被稱為輻射照度,是指受照面單位面積上的輻射通量,單位:瓦每平方米(W/㎡),通常寫為μW/c㎡。

紫外輻射劑量是指單位面積上接收到的紫外線能量,是紫外輻射照度與時間的積分值,單位為焦耳每平方米(J/㎡),通常寫為mJ/㎡。
相對于某一紫外輻射源,紫外輻射強度并不是一成不變的,通常會隨著距離逐漸減弱,如下圖所示。
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在計量紫外消殺的輻射照度或者輻射劑量時,必須要明確測量儀表與紫外輻射源的位置,并記錄輻射照度與時間的變化關系(如輻射源不穩定的話)。

04

切忌紫外線不能對著皮膚直接消毒

千萬不要以為紫外線有殺菌消毒的功能就直接對著自己消毒,要知道紫外輻射也會對人眼或者皮膚造成不可逆的損傷,下圖為紫外損傷的光譜敏感曲線。

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根據IEC62471標準,254nm的UVC輻射要在0.2μW/c㎡以下,才能保證長期曝輻安全,短期接觸UVC輻射的輻照度也不能超過1.7μW/c㎡。

在IEC 60335家用和類似用途電器的安全系列標準中,要求帶紫外殺菌系統的設備,標志及警示用語必須明確,且在說明部分給出相應的內容,從而避免出現危險。

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05

如何準確“計量”輻射“劑量”

科學準確地計量紫外消殺的輻射劑量,對于殺滅病毒、保障自身安全十分重要,紫外輻射計量主要應用于以下幾個場景之中:

● 紫外消殺產品的研發設計和驗證;

● 紫外消殺產品的質檢與產品認證;

● 紫外消殺應用現場的初裝驗收以及長期監測。

不要小看了紫外輻射劑量的測量,以為只是簡單地拿紫外輻照度計比劃兩下就可以,相信我這絕對是個技術活!

用什么樣的設備?在怎樣的條件下測試?測量距離選擇多少?都是有考究的!小編現在就帶大家見識幾款紫外輻射劑量的設備,從小到大依次報數吧:

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↑ U-20手持式紫外照度計,紫外計量中的老兵,采用絕對日盲型探測器,長期穩定性好。
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↑ USR-200 紫外光譜輻射照度計,紫外消殺計量的新武器,功能強大,特別適用于紫外LED系統的測量。
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↑ HAAS-2000高精度紫外光譜輻照度計(UV型),絕對是精英中的精英,適合于實驗室測量場合。
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↑ PMS-2000雙單色儀光譜儀,紫外光泄露測量的“定海神針”!


此文關鍵字:紫外線 殺菌 紫外線殺菌燈
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