1、 （一）紫外線的由來1800 年英國物理學家赫耳在三棱鏡光譜的紅光端外發現了不可見的熱射線紅外線。德國物理學家里特（ritte）對這一發現極感興趣，他堅信物理學事物具有兩極對稱性，認為既然可見光譜紅端之外有不可見的輻射，那么在可見光譜的紫端之外也一定可以發現不可見的輻射。終于在 1801 年的一天，當時他手頭恰好有一瓶氯化銀溶液。人們當時已知道，氯化銀在加熱或受到光照時會分解而析出銀，析出的銀由于顆粒很小而呈黑色。里特（ritte）就想通過氯化銀來確定太七色光以外的成份，他用一紙片醮了少許氯化銀溶液，并把紙片放在白光經棱鏡色散后七色光的紫光的外側。片刻后，他果然在紙片上觀察到醮有氯化銀部分的紙

2、片變黑了，這說明紙片的這一部分受到了一種看不見的射線照射。里特把紫光外附近的不可見光叫做“去氧射線”以強調是化學反應。不久之后，這個名詞被簡化為“化學光”，并且成為當時廣為人知的名詞。直到 1802 年，化學光最終更名為“紫外線”，目前這一詞一直沿用至今。太線分為 x 線、x 光、紫外線、可視光線、紅外線等五種，其中到達地球表面的光線為紫外線 a，b，可視光線及紅外線，但對人體最有影響、最有害的是紫外線，紫外線是位于日光高能區的不可見光線，它的簡稱為 uv。依據紫外線自身波長的不同，可將紫外線分為三個區域，即短波紫外線、中波紫外線和長波紫外線。word 文檔 短波紫外線：簡稱 uvc，是波長

3、200280nm 的紫外光線。短波紫外線在經過地球表面同溫層時被臭氧層吸收。不能達到地球表面，對人體產生重要作用。因此，對短波紫外線應引起足夠的重視。中波紫外線：簡稱 uvb，是波長 280320nm 的紫外線。中波紫外線對人體皮膚有一定的生理作用。此類紫外線的極大部分被皮膚表皮所吸收，不能再滲入皮膚部。但由于其階能較高，對皮膚可產生強烈的光損傷，被照射部位真皮血管擴，皮膚可出現紅腫、水泡等癥狀。長久照射皮膚會出現紅斑、炎癥、皮膚老化，嚴重者可引起皮膚癌。中波紫外線又被稱作紫外線的曬傷（紅）段，是應重點預防的紫外線波段。word 文檔 長波紫外線：簡稱 uva，是波長 320400nm 的紫外

4、線。長波紫外線對衣物和人體皮膚的穿透性遠比中波紫外線要強，可達到真皮深處，并可對表皮部位的黑色素起作用，從而引起皮膚黑色素沉著，使皮膚變黑，起到了防御紫外線，保護皮膚的作用。因而長波紫外線也被稱做“曬黑段”。長波紫外線雖不會引起皮膚急性炎癥，但對皮膚的作用緩慢，可長期積累，是導致皮膚老化和嚴重損害的原因之一。防止紫外線照射給人體造成的皮膚傷害，主要是防止紫外線uvb 的照射；而防止 uva紫外線，則是為了避免皮膚曬黑。在歐美，人們認為皮膚黝黑是健美的象征，所以反而在化妝品中要添加曬黑劑，而不考慮對長波紫外線的防護。近年來這種觀點已有改變，由于認識到長波紫外線對人體可能產生的長期的嚴重損害，所以

5、人們開始加強對長波紫外線的防護。根據生物效應的不同，將紫外線按照波長劃分為四個波段:uva 波段，波長 320400nm，又稱為長波黑斑效應紫外線 。它有很強的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的長波紫外線有超過 98%能穿透臭氧層和云層到達地球表面，uva 可以直達肌膚的真皮層，破壞彈性纖維和膠原蛋白纖維，將我們的皮膚曬黑。360nm 波長的 uva 紫外線符合昆蟲類的趨光性反應曲線，可制作誘蟲燈。300-420nm波長的 uva 紫外線可透過完全截止可見光的特殊著色玻璃燈管，僅輻射出以 365nm 為中心的近紫外光，可用于礦石鑒定、舞臺裝飾、驗鈔等場所。09 年 10 月

6、德、意科學家發現【蝦青素】能有效地消除【紫外線 uva】對皮膚細胞的傷害 。uvb 波段，波長 275320nm，又稱為中波紅斑效應紫外線。中等穿透力，它的波長較短的部分會被透明玻璃吸收，日光中含有的中波紫外線大部分被臭氧層所吸收，只有不足2%能到達地球表面，在夏天和午后會特別強烈。uvb 紫外線對人體具有紅斑作用，能促進體礦物質代和維生素 d 的形成，但長期或過量照射會令皮膚曬黑，并引起紅腫脫皮。紫外線保健燈、植物生長燈發出的就是使用特殊透紫玻璃（不透過254nm 以下的光）和峰值在 300nm附近的熒光粉制成。word 文檔 uvc 波段，波長 200275nm，又稱為短波滅菌紫外線。它的

7、穿透能力最弱，無法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外線幾乎被臭氧層完全吸收。短波紫外線對人體的傷害很大，短時間照射即可灼傷皮膚，長期或高強度照射還會造成皮膚癌。紫外線殺菌燈發出的就是 uvc 短波紫外線。紫外線由被人類發現至今，在生物學、化學、儀器分析及人體保健等領域的應用越來越普及。紫外線在生物學上重要應用即是將其用來殺菌消毒，以實現對空氣和水的凈化處理。紫外線殺菌就是通過紫外線的照射，破壞及改變微生物的dna（脫氧核糖核酸）結構，使細菌當即死亡或不能繁殖后代，達到殺菌的目的。真正具有殺菌作用的是 uvc 紫外線，因為 c 波段紫外線很易被生物體的 dna 吸收，尤以 253.

8、7nm 左右的紫外線最佳，每一粒波長253.7nm 的紫外線光子具有 4.9ev 的能量。紫外線殺菌屬于純物理消毒方法，具有簡單便捷、廣譜高效、無二次污染、便于管理和實現自動化等優點，隨著各種新型設計的紫外線燈管的推出，紫外線殺菌的應用圍也不斷在擴大。當紫外線照射到微生物時，便發生能量的傳遞和積累，積累結果造成微生物的滅活，從而達到消毒的目的。當細菌、病毒吸收超過 360065000uw/c 劑量時，對細菌、病毒的去氧核醣核酸（dna）及核醣核酸（rna）具有強大破壞力，能使細菌、病毒喪失生存力及繁殖力進而消滅細菌、病毒，達到消毒滅菌成效。紫外線一方面可使核酸突變、阻礙其復制、轉錄封鎖及蛋白質

9、的合成；另一方面，產生自由基可引起光電離，從而導致細胞的死亡。 細菌中的脫氧核糖核酸(dna)、核糖核酸（rna）和核蛋白的吸收紫外線的最強峰在 254257nm。細菌吸收紫外線后，引起 dna 鏈斷裂，造成核酸和蛋白的交聯破裂，殺滅核酸的生物活性，致細菌死亡。word 文檔 采用紫外線滅菌的最大優異特點即是快速有效，實驗結果表面在輻射強度為30000w/cm2 的紫外線強度照射下，紫外線對細菌類、病毒類、霉菌孢子類、水藻類、魚病類等常見病菌的殺菌效率如下表所述：滅菌對象炭疽桿菌破傷風桿菌痢疾桿菌大腸桿菌葡萄球菌屬結核桿菌滅菌時間（s） 滅菌對象滅菌時間（s） 滅菌對象滅菌時間（s）0.9-3

10、.010-403.40.30.31.50.41.30.40.30.80.2線蟲卵0.8綠藻1.20.3-6.74.6原生動物類白斑病4-6.72.7毛霉菌屬紫外消毒技術具有其它技術無可比擬的殺菌效率，殺菌效率可達9999.9，而傳統氯氣、臭氧等化學消毒方法要達到紫外的殺菌效果一般需要20 分鐘至 1 小時的時間。紫外線殺菌器殺菌原理是利用紫外線燈管輻照強度，即紫外線殺菌燈所發出之輻照強度，與被照消毒物的距離成反比。當輻照強度一定時，被照消毒物停留時間愈久，離殺菌燈管愈近，其殺菌效果愈好，反之愈差。紫外線殺菌燈（uv 燈）實際上是屬于一種低壓汞燈，和普通日光燈一樣，利用低壓汞蒸汽（102pa）被

11、激發后發射紫外線。不同的是日光燈的燈管采用的是普通玻璃，254nm紫外線不能透出來，只能被燈管壁的熒光粉吸收后激發出可見光。如果改變熒光粉的成分和比例，它就可以發出我們通常所見的不同顏色的光。一般殺菌燈的燈管都采用石英玻璃制作，因為石英玻璃對紫外線各波段都有很高的透過率，達80%90%，是做殺菌燈的最佳材料。殺菌燈有熱陰極低壓汞蒸氣放電燈、冷陰極低壓汞蒸氣放電燈等幾種結構，可按外型和功率分為多種類型。根據燈管不同有熱陰級低壓汞蒸汽放電燈、冷陰極低壓汞蒸汽放電燈；熱陰word 文檔 級低壓汞蒸汽放電燈從外型可分為直型、h 型、u 型管等。為了不同需要，又可分為低（無臭氧）、臭氧、高臭氧等。中元宏

12、康科技所采用的紫外線燈管均為波長為 254nm 的石英制無臭氧型熱陰極輝光放電低壓汞燈。石英玻璃與普通玻璃在性能上有很大的差別，主要是熱膨脹系數不同，一般不能封接鋁蓋燈頭，所以殺菌燈的燈頭材質多采用膠木、塑料或瓷。殺菌燈實際上是屬于一種低壓汞燈，低壓汞燈是利用較低汞蒸汽壓（102pa）被激化而發出紫外光，其發光譜線主要有兩條：一條是 253.7nm 波長；另一條是 185nm 波長，這兩條都是肉眼看不見的紫外線。 用來照明用的日光燈、節能燈也屬于低壓汞燈，依靠低壓汞蒸汽被激發后發射紫外線，其中 254nm波長的紫外線照射到熒光粉上再發出可見光，如果改變熒光粉的成分和比例，它就可以發出我們通常所

13、見的不同顏色的光。殺菌燈不需要轉化為可見光，253.7nm 的波長就能起到很好的殺菌作用，這是因為細胞對光波的吸收譜線有一個規律，在250270nm 的紫外線有最大的吸收，被吸收的紫外線實際上作用于細胞遺傳物質即dna，它起到一種光化作用，紫外光子的能量被 dna 中的堿基對吸收，引起遺傳物質發生變異，使細菌當即死亡或不能繁殖后代，達到殺菌的目的。日光燈和節能燈使用普通玻璃做成的，253.7nm 紫外線透不出來，不能用做殺菌用的燈，石英玻璃對紫外線透過率高，達90%，是做殺菌燈的最佳材料，但是石英玻璃的性能與普通玻璃在性能上有很大的差別(主要是熱膨脹系數不同)，封接不能用普通的自動化程度較高的

14、圓封的辦法，這使得殺菌燈生產制造的技術含量要高于普通節能燈。有一種透紫外線的玻璃，即通常所說的高硼玻璃，它對紫外透過率約是石英玻璃的 60%，它的生產工藝與節能燈一樣，使得它的成本與價格比石英玻璃生產的殺菌燈相差很遠，幾瓦的燈管只需幾元，但它在性能上遠比不上石英殺菌燈。表現在如下幾方面：1、透過率不同，在同樣規格經同樣鎮流器測試，石英玻璃殺菌燈紫外線強度是高硼玻璃殺菌燈的 1.5 倍以上；2、高硼玻璃燈紫外光強度很容易衰減，它點燈數百小時后其紫外光強度就大幅下降，降到初始時的 50%-70%。在用戶手上，雖然看到燈管還是亮的，但它可能已不起作用了。而石英玻璃的光衰減程度要遠小于高硼燈，如果生產

15、工藝過關，石英燈的光衰減在經點燈2000-3000 小時，光衰減到初始時的 80%-70%，以后只要燈不滅，光衰的幅度會越來越小。高硼燈管的紫外光強度很容易衰減，點燈數百小時后紫外線強度就大幅下降到初始時的50%-70%。而石英燈管在點燃 2000-3000 小時后，紫外線強度只減到初始時的 80%-70%，光衰程度遠遠小于高硼燈。國殺菌燈的客戶可能會了解菲利浦的殺菌燈，菲利浦有一種殺菌燈是用一種接近普通玻word 文檔 璃的玻璃生產的，而非石英玻璃制造的，其透光率接近石英玻璃的透過率，比中國的高硼玻璃燈要高得多，可使用自動化程度較高的節能燈生產工藝生產，這種燈主要依靠他們煉制這種玻璃的技術，

16、它的缺點是不能產生臭氧。石英殺菌燈的另一個特點是可發出臭氧。由于石英玻璃對短波 185nm 的紫外線透過率也高，185nm 的紫外線能電離空氣產生臭氧，臭氧濃度高對人體不利，但在無人場合時能使用，臭氧也能殺菌、消毒，恰好可彌補由于紫外線只沿直線傳播、消毒有死角的缺點。有些場合不能有臭氧，也可使用石英殺菌燈，這種石英玻璃在煉制的時候就加了一種元素鈦（ti），使它透過紫外線在 200nm 以下發生截止，而對 254nm 紫外線透過基本無影響，即通常所說的無臭氧殺菌燈。從以上分析，做殺菌燈用石英玻璃是最佳選擇。在國，醫療衛生領域，早已不推薦使用高硼殺菌燈，在美國、加拿大、日本生產紫外線殺菌燈普遍都采

17、用石英玻璃。紫外線燈管在使用一段時間后，我門對燈管仍以日光燈觀念來評估，以目視可見光芒強弱來判斷不可見光強度，這樣的方法極易出現誤差，從而對殺菌效果產生影響。應從以下幾個方面來判定：1.每一種微生物都有其特定的紫外線殺滅，死亡劑量標準，而k（殺菌劑量）=i（照射強度）x t（照射時間）從公式可知，高強度短時間與低強度長時間效果是一樣的，所以燈管衰退后（使用時間長了以后）應加長消毒時間，確保消毒質量。2.紫外線之穿透能力并不如想象中之高，任何紙片，塑料，普通玻璃等都會大幅度降低其照射強度，所以燈管和玻璃套管應保持清潔（經常使用 75%酒精擦拭，如果水中有硬度(鈣或鎂)物質、鐵或錳，那么石英管需要

18、定期清洗。清洗石英管后應戴上專用塑膠手套將石英管小心地裝入反應器，裝完密封圈要檢查有無漏水現象，插上電源，確使偵測燈穩定發光）如果使用地之水質比較渾濁 ，渾濁度5 度應加已處理如絮凝、沉淀、過濾等方法，以除去水中各種雜質，否則殺菌效果將大打折扣。3.燈管和套管都應選擇以天然水晶為原料的石英玻璃，其價格雖然比普通的高硼砂玻璃貴數倍，但其紫外線穿透率大于 80%而高硼砂玻璃小于 50%，所以使用壽命非考慮設備外，理應選擇石英玻璃燈管，套管為材質。紫外線殺菌燈的發光譜線主要有 254nm 和 185nm 兩條。254nm 紫外線通過照射微生物的dna 來殺滅細菌，185nm 紫外線可將空氣中的 o2

19、 變成 o3(臭氧)，臭氧具有強氧化作用，可有效地殺滅細菌，臭氧的彌散性恰好可彌補由于紫外線只沿直線傳播、消毒有死角的缺點。石英玻璃在煉制的時候，如果添加足夠數量的鈦（ti）元素，就能使透過它的紫外線在 200nm以下發生截止，而對 254nm 紫外線透過基本無影響。適當控制鈦元素的添加量，就可有效的控制 185nm 紫外線的逸出量。根據這一特點，我們可以制作低臭氧(無臭氧)、臭氧、高臭氧等三種紫外線殺菌燈管。紫外線消毒殺菌用途很廣，醫院、學校、托兒所、電影院、公交車、辦公室、家庭等，它能凈化空氣，消除霉味，次外還能產生一定量的負氧離子，經紫外線消毒的房間，空氣特別清新。在公共場合，經紫外線消

20、毒，可避免一些病菌經空氣傳播或經物體表面傳播。長壽命的紫外線殺菌燈在水消毒、環保工程方面的應用意義重大，水消毒設備如純水系統，一般在 24 小時都運轉，紫外線殺菌燈的壽命和可靠性都要求高，如果燈管壽命短，更換燈管成本高，而且很不方便。紫外線殺菌燈在水消毒方面的應用，八十年代開始在西方國家流行，九十年代開始在中國推行，它比傳統的氯氣消毒有無可比擬的優越性。氯氣消毒：會在水中形成一種氯的化合物，這是一種致癌物，而且氯氣濃度高時也會有一種味道，如果喝生水，會明顯地聞到這股怪味。現在水消毒還有一種方法：臭氧，臭氧也能殺菌，但其濃度高時，臭氧分解的時間就要延長，很可能就會經近距離管道輸送到居民房。臭氧水

21、據說能美容、洗菜，但不能喝，而且其味道難聞。如果濃度降低，殺菌能力又要減弱。此外臭氧消毒還要防止泄漏。所以，紫word 文檔 外殺菌在水消毒有無可比擬的優勢：紫外線強度可測、可監控，可做到在線控制，及時了解消毒效果，而且不會帶有任何副作用，在水消毒領域有不可估量的前景。紫外線殺菌燈的應用：1.每一種微生物都有其特定紫外線殺滅、死亡劑量標準，其劑量是照射強度與照射時間的乘積（殺菌劑量照射強度照射時間/k=it)，即紫外線的照射劑量則取決于紫外線的強度大小以及照射時間的長短，高強度短時間與低強度長時間之照射其效果是相同的。2.石英燈管使用一段時間后會逐漸老化，紫外線照射強度會發生衰退，為達到徹底消

22、毒的效果，應定期檢查測石英燈的照射強度，發現強度不夠時應立即更換。紫外線的只能沿直線傳播，穿透能力弱，任何紙片、鉛玻璃、塑料都會大幅降低照射強度。因此消毒時盡量應使消毒部位充分暴露于紫外線下，定期擦拭燈管，以免影響紫外線穿透率及照射強度。4.紫外線對人體的的皮膚能產生很大的傷害性，不要在有人的場所使用 uv 燈，更不要用眼睛直視點燃的燈管，由于短波紫外線不能透過普通玻璃，所以戴眼鏡可避免眼睛受傷害。5.在有人員活動的場所，一般不能使用臭氧燈管，因為臭氧會促進人體的血紅蛋白凝結，造成人體供氧不足，發生頭暈、惡心的感覺，影響身體健康，特別在臭氧濃度達到0.3ppm(mg/m2 )時，將會對人體造成

23、嚴重的傷害。6.低壓放電燈中之紫藍色光芒為汞蒸氣壓，雖然汞蒸氣壓的強度與紫外線仍然有其關聯性，但是并不直接代表紫外線之強度，這也就是說，紫外線的強度無法用肉眼來判定。7.燈具加反光罩可以保證紫外線能量的集中，另外可以避免給工作人員造成損傷。反光罩一定要用對 253.7nm 紫外線材料吸引少反射多的材料制作，表面氧化拋光處理過的鋁對短波紫外線的反射系數最大，所以一般紫外線燈具的反光系統均用鋁材制成。根據 253.7ao 波長的紫外線，能破壞微生物 dna 并致死的原理而設計的，具有殺菌力強，壽命長、支行穩定可靠等優點，其殺菌效率99%，進口燈管使用壽命9000 小時，廣泛用于： 食品加工工業水體

24、消毒，包括果汁、牛奶、飲料、啤酒、食用油及各類罐頭 、冷飲制品等用水設備。 醫院、各類實驗室用水消毒，以及高含量致病體廢水消毒。 生活用水消毒，包括居民住宅小區、辦公大樓、自來水廠、旅館餐廳等。 生物化學制藥，化妝品生產用冷卻水消毒。 水產品加工用水凈化消毒。 游泳池、水上娛樂設施用水消毒。海水、淡水育苗養殖（魚、鰻、蝦、貝殼類等）用水消毒。 電子工業用超純水，等等。紫外線殺菌器的維護、保養：紫外線殺菌器使用的最佳條件為：水溫：550 相對溫度：不大于 93%（溫度 25時）電壓：22010v 50hz 進入處理設備飲用水的水質，其 1cm 的透射率為 95%100%。如需要處理的水質低于國家

25、標準時，如色度高于 15 度，濁度高于 5 度，含鐵量高于 0.3 毫克/升，先采用其它凈化和過濾等方法，使其凈化達標后用紫外線殺菌設備。定期檢查，確保紫外線燈的正常運行。紫外線燈應持續處于開啟狀態，反復開關會嚴重影響燈管的使用壽命。定期清洗：根據水質情況，紫外線燈管和石英玻璃套管需要定期清洗，用酒精棉球或紗布擦試燈管，去除石英玻璃套管上污垢并擦凈，以免影響紫外線的透過率，而影響殺菌效果。燈管的更換：進口燈管連續使用 9000 小時，或一年之后，應更換紫外線燈管，以確保高殺菌率。更換燈管時，先將燈管電源插座拔掉，抽出燈管，再將擦凈的新燈管小心地插入殺菌器，裝好密封圈，檢查有無漏水現象，再插上電

26、源。注意勿以手指觸及新燈管的石英玻璃，否則會因污點影響殺菌效果。word 文檔 預防紫外線輻射：紫外線對細菌有強大的殺傷力，對人體同樣有一定的傷害，啟動消毒燈時，應避免對人體直接照射，必要時可使用防護眼鏡，不可直接用眼睛正視光源，以免灼傷眼膜。（四）紫外線的危害紫外線照射時，眼睛受傷的程度和時間成正比，與照射源的距離平方成反比，并和光線的投射角度有關。紫外線強烈作用于皮膚時，可發生光照性皮炎，皮膚上出現紅斑、癢、水皰、水腫、眼痛、流淚等；嚴重的還可引起皮膚癌。紫外線作用于中樞神經系統，可出現頭痛、頭暈、體溫升高等。作用于眼部，可引起結膜炎、角膜炎，稱為光照性眼炎，還有可能誘發白障，在焊接過程中產生的紫外線會使焊工患上