紫外线消毒技术应用中紫外线灯管强度的测量

【摘要】紫外线杀菌消毒的必要性
很长时间以来，利用254nm波长紫外线对医院的病房、诊室和其它的室内环境及器具物品进行杀菌消毒已经是较为普遍而有效的一种方法。紫外线杀菌灯自2008年在抗击“非典”之后广泛用于家庭室内空气消毒。
随着紫外线杀菌消毒技术的应用越来越广泛，目前还用于水消毒，食品消毒等多个行业领域，对于前段时间国内还出现H7N9禽流感事件，紫外线杀菌消毒技术逐步得到规范，卫生部《消毒技术规范》中就规定了使用紫外线消毒的方法：一般情况下紫外线消毒法采用紫外线杀菌灯作为紫外线的辐射源，要求每立方米空间紫外线灯瓦数≥1.5W，照射时间一般为30～60分钟。并规定紫外线的辐照强度不得低于70uW/cm2，否则杀菌效果不佳或无效，达不到消毒的目的。因此，科学的使用紫外线杀菌消毒，必须使用紫外辐射照度计对紫外线的辐照强度进行检测。
H7N9是禽流感的一种亚型。流感病毒颗粒外腊由两型表面糖蛋白覆盖，一型为血细胞凝集素（即H），一型为神经氨酸酶（即N），H又分15个亚型，N分9个亚型。所有人类的流感病毒都可以引起禽类流感，但不是所有的禽流感病毒都可以引起人类流感，禽流感病毒中，H5、H7、H9可以传染给人，其中H5为高致病性。
【关键词】紫外线杀菌消毒，紫外辐射照度计，H7N9禽流感，紫外线灯管；

紫外线消毒介绍
紫外线消毒最早应用于美国，由于其接触时间短、占用空间少、又不会产生对人畜有害的副产品，因此被认为是传统液氯消毒最佳的替代品。1986年，美国环保署（EPA）将紫外线消毒列入污水消毒设计手册，进一步推动了紫外线消毒替代化学消毒的进程。

一、紫外线消毒技术
紫外线一般被分为三个不同波段：紫外UVA（315nm～400nm）、紫外UVB（280nm～315nm）和紫外UVC（200nm～280nm）。紫外灯的杀菌能力取决其发射光谱中紫外UVC的含量，紫外UVC是杀菌效果最好的紫外波长范围。该波长输出在目前世界顶极紫外灯中已占到紫外能量的90%，总能量的30%，由于高强度、高效率的紫外C存在，紫外技术已成为水消毒领域一个具有相当竞争力的技术。
紫外消毒的杀菌原理：是利用紫外线光子的能量破坏水体中各种病毒、细菌以及其它致病的DNA结构，使各种病毒、细菌以及其它致病体丧失复制繁殖能力，达到灭菌的效果。

二、紫外线杀菌优势
（1）高效率杀菌
具有较高的杀菌效率，紫外C对细菌、病毒的杀灭作用一般在1秒以内，传统的氯气以及臭氧方法，达到紫外C的杀菌效果一般需要20 分钟至1小时。
（2）高效杀菌广谱性
紫外C技术在目前的消毒技术中，杀菌的广谱性相当高，它对几乎所有的细菌和病毒都能高效率杀灭，并且对一些危害较大，而氯气和臭氧在水消毒可能的浓度内很难有效杀灭的原生动物都能有效杀灭。
（3）无二次污染
由于紫外C技术不加入任何化学药剂，因此它不会对水体和周围环境产生二次污染，不改变水中任何成分。而对氯消毒来说，如果水中含有大量的有机物，其产生的有机氯对人体有致癌作用，并且水中含有的氯化合物在某些场合下，对水中生物、植物以及水环境产生危害。
（4）运行安全可靠
传统的消毒技术如采用氯化合物或臭氧，其消毒剂属于剧毒、易燃、易爆腐蚀性物质，这些物质的使用必须特别小心，现代紫外水消毒系统是一种对周围环境以及操作人员相对安全可靠的技术。

三、影响紫外线杀菌效果的因素
1．紫外线辐射剂量
紫外剂量是影响消毒效果的直接因素。它等于紫外光强度（检测紫外光强度使用紫外辐射照度计）与接触时间的乘积。在相同的紫外光强度条件下，接触时间决定紫外剂量。
如果分别考虑紫外光强度与接触时间对消毒效果的影响，可以发现，对于不同种类的微生物，两者的影响是不同的。在紫外剂量相同的情况下，紫外光强度对于大肠埃希氏杆菌影响更大，这是因为细胞中的修复酶对紫外光强度更敏感；而对于真核酵母菌细胞来说，增加接触时间更有利于灭杀；当然对于更多的微生物，如噬菌体、孢子，把两者分开讨论是没有多大意义的，原因可能在于其在紫外线消毒过程中处于一种不活动状态。
因此两者的乘积才是影响紫外线消毒效果的必要因素。但是如果紫外线灯管强度低于40uW/cm2则照射再长的时间也达不到消毒效果，所以要求在短时间内达到真实的杀菌效果，必须使用紫外辐射照度计测量，检测确保UVC波段的紫外光辐射强度。
2．微生物的种类和负荷
由于细菌、病毒的种类繁多，且对紫外线的抗性不同，因此对于不同波段的紫外线，呈现出不同的消毒效果。有些微生物对于短波紫外线比较敏感，去除率较高，如粪大肠菌而有些微生物则不然，需用较高的紫外辐射照度进行灭杀，如F-RNA大肠杆菌菌体、铜绿色极毛杆菌。
微生物负荷是影响紫外线消毒效率的一大因素，较高的微生物量必然要求更高的紫外光辐射强度。目前，在紫外线消毒器的设计中，主要是灭活TC（总大肠菌）、FC（粪大肠菌）、E.coli（大肠埃希氏菌）、粪链球菌和沙门氏菌数量来估计紫外线辐射强度需求。紫外辐射照度计是一款不可缺少用于检测紫外线强度的光敏仪器。