UVC紫外杀毒,剂量与计量是关键——如何自测紫外辐射剂量

时间:2022-06-22
相信也有不少人已经尝试过使用过照度计来进行过紫外灯的亮度测量,照度计的反馈光强是极低可忽略的,这是因为照度的定义本身就是我们人眼感受的光强度人眼有一个对应的敏感光谱,可接收400-760nm的光,而且每种波长的光的敏感程度也是不一样的,所以传统照度计也和我们人眼一样,并不能识别紫外光
新冠疫情爆发,UVC紫外杀菌消毒灯处处卖断货,除专业医院使用,也大量被企业和家庭所抢购,用于口罩、饮水机、空调和日用品等的杀毒。UVC紫外能有效杀灭“新冠”已毋庸置疑,但是,人们仍急需科普UVC紫外杀毒知识,剂量与计量是关键。


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紫外线消毒灯&紫外线医用杀菌袋

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空气类杀菌&食品以及物体表面杀菌类


01.紫外线中只有UVC才能杀菌消毒

常常听到“多晒晒太阳吧,杀菌消毒!”这句话是真的吗?真的。但阳光中真正起杀菌消毒作用的并不是传说中的紫外线,而是具有加热作用的红外线,换言之,是阳光带来的升温杀死了病毒和细菌,这不难理解,13年前肆虐的非典到了夏天突然消失了,因为非典病毒对温度敏感!
所以现在这个季节就不要指望着晒太阳杀病毒了!
  

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那么紫外线有消毒杀菌功能吗?有的,但只有UVC有此项技能。如图所示,紫外线按照波长可以分为UVA、UVB和UVC。其中UVA的穿透能力较强,地面上接受到的紫外线大部分为UVA,少部分为穿透能力较弱的UVB,而阳光中的UVC成分在大气臭氧层中被吸收,无法到达地面,因此习惯上将200~280nm这段太阳光辐射到达不了地球的中紫外光谱区称作“日盲区”。

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UVA和UVC照射非典病毒存活量与照射时间关系,UVA对非典冠状病毒几乎没有灭活作用,而在特征波长254 nm、辐射强度4016 μW/cm²的深紫外光源照射下,病毒的杀灭率LOG值与剂量(时间)呈线性关系的规律。
UVC对细菌、病毒等微生物的照射,会破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构,引起DNA链断裂、核酸和蛋白的交联破裂,造成生长性细胞死亡和再生性细胞死亡,达到杀菌消毒的效果。


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此次的新型冠状病毒具有典型的RNA(核糖核酸)

UVC属于广谱杀菌类,能杀死一切微生物,包括细菌、结核病、病毒、芽孢和真菌,但不同的消杀对象需要的剂量并不相同。所有冠状病毒都属于单链正链RNA病毒。非典期间,采用强度大于90µW/cm2的UV-C波段的紫外光照射30分钟,即可杀死SARS病毒。足量的紫外线照射是目前已知的抑制新型冠状病毒(2019-nCoV)的有效手段。


02.离开剂量谈效果都是耍流氓

紫外线杀菌消毒并不是新技术,早已被应用于室内空气、物体表面和水体及其它液体的消毒杀菌中。紫外消杀的效果与消杀对象(细菌或病毒类型)、消杀环境(水体或空气、温湿度、流量和体积等)以及辐射照度(医学领域也称为“辐射强度”)、辐射剂量等有关。

在2004年的另一份研究中,将UVC光源贴近培养液以获得4016μW/cm2的辐射强度,可更高效在几分钟内杀灭病毒,近期研究人员针对新型冠状病毒的研究表明,在距1米处,一分钟内约3000μW/cm2的辐射强度可以杀灭新冠病毒,换算成30分钟周期内的平均辐射强度即为100μW/cm2。


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由此可见,在足够剂量下UVC杀灭新冠病毒的效果还是非常可期的!


03.紫外光相关的物理量

因为辐射强度是医学界的叫法,在计量领域,它被称为辐射照度,是指受照面单位面积上的辐射通量,单位:μW/c㎡。相信也有不少人已经尝试过使用过照度计来进行过紫外灯的亮度测量,照度计的反馈光强是极低可忽略的,这是因为照度的定义本身就是我们人眼感受的光强度:人眼有一个对应的敏感光谱,可接收400-760nm的光,而且每种波长的光的敏感程度也是不一样的,所以传统照度计也和我们人眼一样,并不能识别紫外光。因此我们要对紫外光辐射强度进行测量,而且必须使用对应波长的辐照度计,比如朗诺紫外杀菌灯必须使用对应254nm光谱敏感的光辐照度计。


04.切忌紫外线不能对着皮肤直接消毒

千万不要以为紫外线有杀菌消毒的功能就直接对着自己消毒,要知道紫外辐射也会对人眼或者皮肤造成不可逆的损伤,下图为紫外损伤的光谱敏感曲线。


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根据IEC62471标准,254nm的UVC辐射要在0.2μW/c㎡以下,才能保证长期曝辐安全,短期接触UVC辐射的辐照度也不能超过1.7μW/c㎡。

在IEC 60335家用和类似用途电器的安全系列标准中,要求带紫外杀菌系统的设备,标志及警示用语必须明确,且在说明部分给出相应的内容,从而避免出现危险。


05.如何准确”计量”辐射“剂量”

科学准确地计量紫外消杀的辐射剂量,对于杀灭病毒、保障自身安全十分重要,不要小看了紫外辐射剂量的测量,以为只是简单地拿紫外辐照度计比划两下就可以,相信我这绝对是个技术活!用什么样的设备?在怎样的条件下测试?测量距离选择多少?都是有考究的!小编现在就带大家带来一款紫外辐射剂量的专业定制设备——杭州远方U20COS紫外辐照度计:


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我们以测试欧司朗朗诺紫外杀菌装置为例,操作步骤如下:

1、将待测紫外灯管固定,调节距离使灯管距测试探头下方垂直中心1m。
2、开启紫外杀菌装置(测试过程可将红外保护探头转向相反方向,并佩戴防护眼镜),保持电压稳定在220V,点亮5分钟后,读取辐照度数值(μW/c㎡)。
3、对照国际“消毒技术规范”表参考标准辐照度。

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4、朗诺测试结果:经过测试,朗诺除菌装置254nm光输出初始值为140μW/c㎡,大于110μW/c㎡。9000小时辐射强度降为110μW/c㎡,大于72μW/c㎡,远高于国际“消毒技术规范”。

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