UVC紫外有效殺滅“新冠”的劑量與計量
“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! 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”。 (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。 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 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。 由此可見,在足夠劑量下UVC殺滅新冠病毒的效果還是非常可期的! 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㎡。 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。 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。 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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