紫外线杀菌灯.docx
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紫外线杀菌灯.docx
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紫外线杀菌灯
紫外线
中文名称:
紫外线英文名称:
ultravioletray;UVR
定义:
来自太阳辐射的一部分,它由紫外光谱区的三个不同波段组成,从短波的紫外线C到长波的紫外线A。
所属学科:
生态学(一级学科);全球生态学(二级学科)
本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
紫外线是电磁波谱中波长从10nm到400nm辐射的总称,不能引起人们的视觉。
1801年德国物理学家里特发现在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片感光,因而发现了紫外线的存在。
概述
拼音:
zǐwàixiàn
别名:
紫外线辐射、电磁辐射紫外线
英文:
ultraviolet/ultravioletradiation/ultravioletray/UV
自然界的主要紫外线光源是太阳。
太阳光透过大气层时波长短于290×10^(-9)米的紫外线为大气层中的臭氧吸收掉。
人工的紫外线光源有多种气体的电弧(如低压汞弧、高压汞弧),紫外线有化学作用能使照相底片感光,荧光作用强,日光灯、各种荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发光的。
紫外线还可以防伪。
紫外线还有生理作用,能杀菌、消毒、治疗皮肤病和软骨病等。
紫外线的粒子性较强,能使各种金属产生光电效应。
编辑本段
紫外线的分类
紫外线根据波长分为:
近紫外线UVA,远紫外线UVB和超短紫外线[1]UVC。
紫外线对人体皮肤的渗透程度是不同的。
紫外线的波长愈短,对人类皮肤危害越大。
短波紫外线可穿过真皮,中波则可进入真皮。
一、紫外线的不同波段
人类对自然环境破坏的日益加重,使人们对太阳逐渐恐惧起来。
有此人类为防止太阳光线对肌肤造成伤害所进行的研究也成为永恒课题。
让我们先来了解一下紫外线的相关知识。
紫外线是位于日光高能区的不可见光线。
依据紫外线自身波长的不同,可将紫外线分为三个区域。
即短波紫外线、中波紫外线和长波紫外线。
短波紫外线:
简称UVC。
是波长200-280nm的紫外光线。
短波紫外线在经过地球表面同温层时被臭氧层吸收。
不能达到地球表面,对人体产生重要作用。
因此,对短波紫外线应引起足够的重视。
中波紫外线:
简称UVB。
是波长280-320nm的紫外线。
中波紫外线对人体皮肤有一定的生理作用。
此类紫外线的极大部分被皮肤表皮所吸收,不能在渗入皮肤内部。
但由于其阶能较高,对皮肤可产生强烈的光损伤,被照射部位真皮血管扩张,皮肤可出现红肿、水泡等症状。
长久照射皮肤会出现红斑、炎症、皮肤老化,严重者可引起皮肤癌。
中波紫外线又被称作紫外线的晒伤(红)段,是应重点预防的紫外线波段。
长波紫外线:
简称UVA。
是波长320-400nm的紫外线。
长波紫外线对衣物和人体皮肤的穿透性远比中波紫外线要强,可达到真皮深处,并可对表皮部位的黑色素起作用,从而引起皮肤黑色素沉着,使皮肤变黑,起到了防御紫外线,保护皮肤的作用。
因而长波紫外线也被称做“晒黑段”。
长波紫外线虽不会引起皮肤急性炎症,但对皮肤的作用缓慢,可长期积累,是导致皮肤老化和严重损害的原因之一。
由此可见,防止紫外线照射给人体造成的皮肤伤害,主要是防止紫外线UVB的照射;而防止UVA紫外线,则是为了避免皮肤晒黑。
在欧美,人们认为皮肤黝黑是健美的象征,所以反而在化妆品中要添加晒黑剂,而不考虑对长波紫外线的防护。
近年来这种观点已有改变,由于认识到长波紫外线对人体可能产生的长期的严重损害,所以人们开始加强对长波紫外线的防护。
根据生物效应的不同,将紫外线按照波长划分为四个波段:
UVA波段,波长320~400nm,又称为长波黑斑效应紫外线。
它有很强的穿透力,可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。
日光中含有的长波紫外线有超过98%能穿透臭氧层和云层到达地球表面,UVA可以直达肌肤的真皮层,破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维,将我们的皮肤晒黑。
360nm波长的UVA紫外线符合昆虫类的趋光性反应曲线,可制作诱虫灯。
300-420nm波长的UVA紫外线可透过完全截止可见光的特殊着色玻璃灯管,仅辐射出以365nm为中心的近紫外光,可用于矿石鉴定、舞台装饰、验钞等场所。
09年10月德、意科学家发现【虾青素】能有效地消除【紫外线UVA】对皮肤细胞的伤害。
UVB波段,波长275~320nm,又称为中波红斑效应紫外线。
中等穿透力,它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收,日光中含有的中波紫外线大部分被臭氧层所吸收,只有不足2%能到达地球表面,在夏天和午后会特别强烈。
UVB紫外线对人体具有红斑作用,能促进体内矿物质代谢和维生素D的形成,但长期或过量照射会令皮肤晒黑,并引起红肿脱皮。
紫外线保健灯、植物生长灯发出的就是使用特殊透紫玻璃(不透过254nm以下的光)和峰值在300nm附近的荧光粉制成。
UVC波段,波长200~275nm,又称为短波灭菌紫外线。
它的穿透能力最弱,无法穿透大部分的透明玻璃及塑料。
日光中含有的短波紫外线几乎被臭氧层完全吸收。
短波紫外线对人体的伤害很大,短时间照射即可灼伤皮肤,长期或高强度照射还会造成皮肤癌。
紫外线杀菌灯发出的就是UVC短波紫外线。
UVD波段,波长100~200nm,又称为真空紫外线。
二、阳光的分类
1、太阳光线分为X线、X光、紫外线、可视光线、红外线等五种,其中到达地球表面的光线为紫外线A,B,可视光线及红外线,但对人体最有影响、最有害的是紫外线,它的简称为UV。
2、紫外线的特点
(1)优点:
A、消毒杀菌;B、促进骨骼发育;C、对血色有益;D、偶尔可以治疗某些皮肤病;E紫外线照射直接影响人体维生素D的合成,不照紫外线就没有足量的维生素D
(2)缺点:
A、使皮肤老化产生皱纹;B、产生斑点;C、造成皮肤炎;D、造成皮肤癌
编辑本段
紫外线的应用
紫外线应用方面如下:
化学:
涂料固化,颜料固化,光刻
生物学:
灭菌
仪器分析:
矿石,药物,食品分析
应用:
人体保健照射,诱杀害虫,油烟氧化,光触酶(二氧化钛)
化学-光化学
不饱和聚酯紫外线固化涂料
优点:
●干燥固化时间很短
●没有挥发性溶剂,无公害
●不需加热固化
●涂料不用密封保存
生物-灭菌
细菌中的脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)和核蛋白的吸收紫外线的最强峰在254~257nm。
细菌吸收紫外线后,引起DNA链断裂,造成核酸和蛋白的交联破裂,杀灭核酸的生物活性,致细菌死亡。
优点:
快速
二次污染
紫外线对常见细菌病毒的杀菌效率(辐射强度:
30000μW/cm2)
细菌种类
杀灭对象
秒(S)
细菌类
炭疽杆菌
0.3
破伤风杆菌
0.3
痢疾杆菌
1.5
大肠杆菌
0.4
葡萄球菌属
1.3
结核杆菌
0.4
病毒
流感病毒
0.3
脊髓灰质炎病毒
0.8
乙肝病毒
0.8
嗜菌胞病毒
0.2
霉菌孢子
黑曲霉
0.3-6.7
毛霉菌属
4.6
青霉菌属
0.9-3.0
水藻类
兰绿藻
10-40
线虫卵
3.4
绿藻
1.2
原生动物类
4.0-6.7
鱼类病
白斑病
2.7
感染性胰坏死
4
病毒性出血病
1.6
环境卫生中的应用
[1]杀菌、脱臭的原理
波长200~290nm的紫外线能穿透细菌、病毒的细胞膜,给核酸(DNA)以损伤,使细胞失去繁殖能力,达到快速杀菌的效果。
波长200nm以下的短波长紫外线能分解O2分子,生成的O*与O2结合产生臭氧O3。
紫外线和臭氧具有强的氧化分解包括恶臭在内的有机分子的能力,UV/O3并用的相乘作用在空气净化处理中发挥强大威力。
[2]杀菌、脱臭、净化的历史
紫外线杀菌灯
早在1878年人类就发现了太阳光中的紫外线具有杀菌消毒作用。
1901年和1906年人类先后发明了水银光弧这一人造紫外光源和传递紫外光性能较好的石英材质灯管,法国马赛一家自来水厂很快在1910年首次使用紫外线消毒工艺。
人类对紫外线消毒技术在城市污水处理中的应用则始于20世纪60年代中叶,并于70年代到80年代初对紫外线消毒在城市污水处理中的应用进行了大量早期的研究,这主要是由于当时人们已认识到被广泛使用的加氯消毒工艺中的余氯对受纳水体中的鱼类等生物有毒,而且发现并确认了氯消毒等化学消毒方法会产生如三卤甲烷(THMs)等致癌、致基因畸变的副产物。
这些发现促使人类寻求一种更好的消毒方法。
加拿大安大略省水资源委员会于1965年和1969年对紫外线消毒技术应用于城市污水处理以及对受纳水体的影响进行了研究和评估。
其他加拿大研究人员对紫外线消毒的效果、技术可行性、影响效果的水质因素、对受纳水体中鱼类的影响、消毒副产物以及与加氯消毒技术经济比较进行了大量先驱性的研究工作。
这些研究结果表明,紫外线污水消毒技术可行,可达到和加氯相同甚至更好的消毒效果,对受纳水体中生物无毒副作用,不产生消毒副产物。
以上研究为推动紫外线消毒在城市污水处理中的应用奠定了基础。
1982年加拿大某公司发明了世界上第一套明渠式安装的紫外线消毒系统2000,并引进了模块化紫外线消毒系统概念,即紫外线系统可由若干独立的紫外灯模块组成,且水流靠重力流动,不需要泵、管道以及阀门。
系统维护可对单个模块进行,且紫外灯模块可轻易地从明渠中直接取出进行维护检修,维护时系统无需停机,可继续运行消毒,因而无需备用设备,如果需要对明渠进行清理也很方便。
模块化明渠式消毒装置大大降低了紫外线污水消毒的成本并使得系统维护简单方便。
同时,当污水处理厂在扩建或改造时,只需适当增加紫外灯模块的数量,而无需添购整套系统,可以节省设备投资,使用起来非常灵活。
这一发明得到了污水处理厂的欢迎,大大推动了紫外线消毒技术在城市污水消毒处理中的应用。
目前在世界各地已经有3000多家城市污水处理厂安装使用了紫外线污水消毒系统,其中95%以上的系统采用了明渠式模块化紫外线系统的创意。
这些污水消毒系统规模小的每天处理几千m3,大的每天处理上百万m3。
表面处理中的应用
[1]高功率紫外线光源在表面清洗处理中的应用
近年,由于大功率超高功率低气压UV放电管开发的进展,以及随着微电子等产品的超微细化,在微电子、超精密器件等产品的制造过程中,由短波长紫外线及其产生的臭氧对其产品的表面进行超精密清洗或改善其表面的接着性、附着性的干式光表面处理技术的实用化进展得很快。
现在,需要提高成品率的半导体器件、液晶表示元件、光学制品等制造中,紫外线UV和O3臭氧并用的干式光表面处理技术已成不可缺少的技术手段。
作为氟里昂的替代技术,光表面清洗技术将逐渐取代湿式的传统技术。
本公司的国内首先开发的高功率与超高功率低气压UV放电管发出的具有代表性的紫外线是253.7nm及184.9nm,光子能量分别为472KJ/mol和647KJ/mol,能切断绝大多数的分子结合。
UV照射固体表面后,表面的污染物有机分子结合被强的光能切断、氧化,而后被分解成CO2和H2O等易挥发性物质,最终挥发消失。
表面被清洗后的其清洁度极高,能把膜状的油污清洗到单分子层以下。
特点:
○大气中处理,简单方便,环保无二次污染,无需加热、药液等处理。
○清洁度极高,单分子层以下,可以得到从来处理方法难以想象的清洁度、接着性
○国内独有的超高出力短波长紫外线光源,仅需短时间(秒单位)照射,发挥强大的处理能力,从实验室进入实用。
○不对材料的表面产生损伤。
○相对于湿式清洗或等离子清洗成本低。
○没
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