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本帖最后由 吴晓梅 于 2024-2-26 19:15 编辑
在日常紫外线灯使用及紫外线效果监测过程中，很多老师存在许多各式各样的疑问，紫外线灯消毒效果的监测为什么要固定距离，条件所致监测时少于规范中的距离可以吗？紫外线监测是看强度还是累计时间？紫外线灯使用过程中如果有遮挡可以吗？等等，要想真正解决这个问题，还得从紫外线消毒的原理来理解！
一、紫外线杀菌原理
“紫外线是光谱中介于可见光的紫色光和X射线之间波段范围内的光波, 其波长范围在100~400 nm, 可分为长波紫外线 (315~400 nm) 、中波紫外线 (280~315 nm) 、短波紫外线 (200~280 nm) 和真空紫外线 (100~200 nm) 4个波段。紫外线灭菌的原理主要是基于核酸对紫外线的吸收。一方面, 当微生物受到紫外线照射时, 生物细胞内脱氧核糖核酸会吸收240~280 nm范围内光波的能量, 从而阻止DNA的复制, 其中最常见的2种损伤形式为环丁烷嘧啶二聚体和嘧啶-嘧啶酮光产物。另一方面, 在紫外线的照射下可以产生自由基, 引起光电离, 从而使微生物不能复制繁殖。”---蔡璇,张云,李然等. 饮用水紫外线消毒研究进展 [J]. 中国公共卫生, 2012, 28 (04): 562-564.
我们的规范中提及的“辐射253.7nm紫外线强度”，这个253.7nm应该就是紫外线杀菌的有效波段。
二、紫外线杀菌效果与什么有关？
在规范中曾提及的"辐射253.7nm紫外线强度应不低于70μw/cm2"这个μw/cm2，这个μw微瓦是物理学中与瓦w一样的功率单位，1W =1000000μw。每个电器都有自己的功率，例如某种电器的功率为150w，根据W=PT可知，一秒钟这个电器消耗150*1=150焦耳能量，一小时这个灯消耗的能量为150*60*60=540000焦耳。那同样的紫外线灯中也有30瓦、40瓦、50瓦的参数，根据规范的数据（图一）我们发现，紫外线灯的功率越高，其要求的紫外线辐射强度μw/cm2越高。也就是说，紫外线灯标称功率越大，其单位时间（1秒钟）释放的能量越多。 那为什么紫外线辐射强度是μw/cm2，要加上这个平方厘米呢？这个μw/cm2指的就是每平方厘米的面积每单位时间能够接收到70μw的能量。紫外线灯在每单位时间（1秒）会释放固定能量的、符合波段要求的紫外线，紫外线释放以后会向外辐射，但由于紫外线在向外辐射的过程中，呈现为一个球状，这些能量均匀分布在这个球面上，球面越大，球面的表面积越大，单位时间内每平方厘米分到能量也就越少，所以要引入每平方厘米分到多少能量，因为距离这个灯越远，相同时间内相同面积接收的紫外线能量越少。
紫外线杀菌以下参数决定：一个紫外线辐射照度（μw/cm2）*照射时间（s)=即每单位面积这么长时间里接收了多少紫外线能量，接收的紫外线能量越高，越有可能杀灭细菌。另一个取决与细菌类型与所处环境。
对于大肠杆菌而言，照射剂量要达到20000μw.s/cm2，即每平方厘米需要200000*10^-6=0.2焦耳，那对于70μw/cm2的紫外线灯，则需要照射20000μw.s/cm2 / 70μw/cm2=285秒。对于枯草黑色变种芽孢应达到100000μw.s/cm2，那对于70μw/cm2的紫外线灯，则需要照射100000μw.s/cm2 / 70μw/cm2=1428秒，大概23分钟。真正在使用的时候，还需要考虑打开紫外线灯什么时候能稳定达到最高输出功率，在WST-2012医疗机构消毒规范中也提及监测紫外线灯需开灯五分钟（图二)后再使用指示卡，开机后未达到最高输出功率，则该灯的杀菌时间将会延长。最终结果要看杀灭99.9%的菌群需要多长时间。因为你不知道你需要杀死的是什么病菌，所以为保险起见，最好都按时间长的标准来杀菌。30W的灯，一次杀菌时间至少30分钟以上。这也在WST-2012医疗机构消毒规范中提及。
综合上述分析，杀灭细菌需要特定波段紫外线，需要单位面积达到一定的能量，而这个能量的积累受灯的功率、照射距离以及照射时间共同影响。照射距离会影响照射的能量，所以监测的时候要求在一米的距离，太远会低估紫外线灯的照射效果，如果实际安装紫外线灯过程中空间狭小，可能会影响监测距离，那也没有关系，因为杀灭的细菌离得近，去监测对应的距离即可。
图二
图一
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发表于 2024-2-26 18:39
发表于 2024-2-27 08:05
