自1802年物理學(xué)家里特（Ritte）發(fā)現(xiàn)紫外線，到現(xiàn)在已200多年，1904年德國人賀利氏博士發(fā)明了紫外線燈管，早期研究紫外線空氣消毒應(yīng)用于1920年代，1936年以后紫外線殺菌得到實際應(yīng)用，尤其近幾十年，紫外線殺菌在應(yīng)用上已很成熟普及。在新冠肺炎防控期間，殺菌滅毒保安全成為公眾關(guān)切的問題，紫外殺菌又備受關(guān)注，但眾議不同，認(rèn)知上還有一些差異。為讓公眾更好的了解紫外線殺菌的功效，舊知新提宣介一下紫外線殺菌燈的安全合理應(yīng)用，盡學(xué)會科普之責(zé)。
雖是“舊學(xué)”，但“舊學(xué)商量加邃密，新知培養(yǎng)轉(zhuǎn)深沉”，對您不管是“舊學(xué)”還是“新知”，只要有所補益，便是對學(xué)會最好的回報。
王政濤
前言滅菌常用方式有三種：化學(xué)方式滅菌、高溫方式滅菌和物理方式滅菌（包括紫外線輻射滅菌和其他輻射滅菌）。紫外線滅菌和其他幾種方式滅菌相比即簡便、清潔及效果好，又防止了二次污染和節(jié)省能源，是理想的滅菌方法。但由于紫外線直接過量照射對人或其他生物有損傷，因此使用時必須滿足一定的條件和采用方法適當(dāng)。
1 低壓紫外線殺菌燈是高危害級產(chǎn)品
低壓紫外線殺菌燈主要依靠輻射出的253.7nm的短波紫外線來滅菌。一些燈還輻射出185nm的紫外線，在空氣中產(chǎn)生臭氧。臭氧是強氧化劑，也有滅菌作用。
但人照射過量的253.7nm紫外線，或吸入過量的臭氧，對人體是有傷害的。
按2002年頒布的CIE標(biāo)準(zhǔn)：S009-2002《燈和燈系統(tǒng)的光生物學(xué)安全性》規(guī)定，燈的危害等級分為四級：無害級、低危害級、中危害級和高危害級。高危害級的規(guī)定是：254nm紫外線的物理輻照度≥6μW/cm2，或有效傷害輻照度≥3μW/cm2 。規(guī)定在對人的傷害曝輻射量閾值為6mJ/cm2（物理曝輻射量）或3mJ/cm2（有效傷害曝輻射量）。紫外殺菌燈在一般應(yīng)用條件下輻射量極易超過上述值，因而屬于高危害級產(chǎn)品。例如30W殺菌燈，按紫外線殺菌燈標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在1m處紫外線輻照度額定值為100μW/cm2，在約1min物理曝輻量即達到6mJ/cm2。
因此，紫外線殺菌燈的使用必須有嚴(yán)格的防護措施和滿足相應(yīng)的規(guī)定，才能保證合理應(yīng)用。
2 與紫外線殺菌燈應(yīng)用相關(guān)的規(guī)定
有關(guān)紫外線安全使用的相關(guān)規(guī)定：
歐洲相關(guān)規(guī)定：
人在8h內(nèi)受短波紫外線照射的安全劑量：240μW·min/cm2。工作在紫外線環(huán)境下的人員所受紫外線照射強度安全標(biāo)準(zhǔn)：近紫外線（400~300nm）照射強度不大于0.1μW/cm2；遠(yuǎn)紫外線（300~200nm）照射強度不大于0.01μW/cm2；人眼允許的最大254nm紫外線輻射劑量見表1。
表1 人眼允許最大254nm紫外輻射能量
日本相關(guān)規(guī)定：
日本標(biāo)準(zhǔn)JISZ8812《有害紫外線輻射的測試方法》中規(guī)定，在有人場所，253.7nm紫外線在8h以內(nèi)，輻射量不得大于60J/㎡。有關(guān)臭氧指標(biāo)的相關(guān)規(guī)定：歐洲相關(guān)規(guī)定：臭氧安全標(biāo)準(zhǔn)為：不大于0.3mg/m3。美國EPA（美國環(huán)保署）和世界衛(wèi)生組織大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定見表2。
表2 對人體有害物臭氧（03）濃度限值
表3 光化學(xué)氧化劑（03）濃度限值（mg/m3）
說明：大氣環(huán)境質(zhì)量分為三類：一類區(qū)為國家規(guī)定的自然保護區(qū)、風(fēng)景游覽區(qū)、名勝古跡和療養(yǎng)地等，執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)；二類區(qū)為居民區(qū)、商業(yè)交通混合區(qū)、文化區(qū)和廣大農(nóng)村，執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)；三類區(qū)為污染嚴(yán)重的城鎮(zhèn)、工業(yè)區(qū)和交通干線等，執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)。
3 紫外線殺菌燈的技術(shù)指標(biāo)
現(xiàn)給出國家標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)參數(shù)，供設(shè)計應(yīng)用時參考。GB19258《紫外線殺菌燈》提出紫外線殺菌燈紫外線輻射效率要求見表4。
表4中值為雙管類參數(shù)，四管、多管、方形和環(huán)形燈的數(shù)據(jù)按表中規(guī)定中90%考核；輻射通量可由制造商和銷售商標(biāo)稱，但其實測值應(yīng)不低于標(biāo)稱值得90%。
紫外線殺菌燈紫外輻射照度額定值見表5和表6。
表5 雙端紫外線殺菌燈紫外線輻射照度額定值
表6 單端紫外線殺菌燈紫外線輻射照度額定值
對臭氧產(chǎn)出率的規(guī)定：無臭氧燈：初始臭氧產(chǎn)出率＜0.05g/kW·h；有臭氧燈：初始氧產(chǎn)出率不得低于標(biāo)稱值的80%。對壽命和輻射通量維持率的規(guī)定見表7。
表7 紫外線殺菌燈壽命和紫外線輻射通量維持率
4 紫外線殺菌燈具分類
紫外線殺菌燈具按照射方式主要分為三類：直接照射型、間接照射型和隱蔽型。其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 紫外線殺菌燈具類型
5 紫外線殺菌燈的應(yīng)用5.1 殺菌燈具適用范圍
表10 紫外線殺菌燈具的適用范圍
說明：①間接照射方式要保證滿足8h照射，天花板紫外線反射率不大于8%，一般10㎡安裝一臺燈具。如果天花板反射率高，或燈具間距小時，應(yīng)注意輻射量限值。
②殺菌燈具使用應(yīng)保證器具消毒效果而不得對人有害。
5.2 應(yīng)用實例
5.2.1 隱蔽型燈具應(yīng)用
實例1：醫(yī)院病房、老年體弱者居室、接待室和人員頻繁流動的房間。
房間結(jié)構(gòu)見圖2a，長×寬×高＝6×4.3×2.6m≈67m3。燈具安裝在天花板上。采用二臺隱蔽型燈具每臺燈功率30W，帶空氣循環(huán)系統(tǒng)。滅菌效果見圖2b，可以看出當(dāng)燈點燃5h后，菌濃度下降到50%以下。
圖2 紫外線燈具安裝和滅菌效果圖
實例2：食品工廠、藥品生產(chǎn)廠的防污染車間房間結(jié)構(gòu)見圖3，長×寬＝24×16＝384㎡。燈具安裝在天花板上。采用8臺30W隱蔽型燈具（空氣循環(huán)型）。在較為理想的環(huán)境條件下，如室外空氣的流入和流出，室內(nèi)空氣上下的循環(huán)流動，溫度和濕度等都在設(shè)定條件下，燈點燃24h后空氣中的黃色葡萄球菌、大腸桿菌等濃度下降為1/10。
圖3 車間紫外線燈具安裝示意圖
5.2.2 間接照射型燈具的應(yīng)用適用于醫(yī)院手術(shù)室、廚房、食堂、配膳室等，食品工廠、藥品工廠等的防污染車間和會議室等人員流動頻繁的場所。
間接照射型燈具安裝的基本要求見圖4，應(yīng)用時應(yīng)注意：
a. 燈具距離天花板的距離不得隨意降低，以免降低滅菌效果和增加天花板的反射量而造成對人的傷害。
b. 燈具距離墻壁的距離應(yīng)大于1.6m。燈具距離墻壁過近會增大墻壁對紫外線反射而傷害人。
c. 燈具距離地面高度不得小于2.1m。
d. 燈具約10㎡用一臺，燈具間距不得隨意縮短，以免造成天花板反射量增大而傷害人。
圖4 間接照射型燈具安裝示意圖
5.2.3 直接照射型燈具的應(yīng)用適用于器械、物體表面、無人室、空調(diào)、消毒設(shè)備等方面。
國家建設(shè)部衛(wèi)生部科技部關(guān)于印發(fā)《建筑空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)預(yù)防“非典”確保安全使用的應(yīng)急管理措施》的通知（建科電[2003]17號文）中對空調(diào)使用紫外殺菌燈滅菌提出要求，見該文件附件的第六條中1。具體內(nèi)容：1.對于無法按全新風(fēng)運行的全空氣空調(diào)系統(tǒng)，建議在空調(diào)回風(fēng)總管內(nèi)或其它部位安裝紫外線燈，其照射強度時間為6000~7000μW·s/cm2（相當(dāng)于在1㎡斷面7~8m長風(fēng)管道內(nèi)安裝30支C波段無臭氧30W紫外線燈管）。
實例3：在空調(diào)設(shè)備中應(yīng)用見圖5。
圖5 空調(diào)通氣管道內(nèi)安裝紫外滅菌燈示意圖
燈直接安裝在進氣口內(nèi)，進氣口應(yīng)有塵土過濾裝置，避免塵埃等污染物降低滅菌效果。壁材應(yīng)采用鋁材等對紫外線高反射率的材料，燈的功率和密度應(yīng)根據(jù)空氣流動速率、濕度、溫度等條件確定。6 家庭用紫外線殺菌燈使用指南
由于紫外線殺菌燈產(chǎn)生的紫外線對人的眼睛和皮膚會產(chǎn)生電光灼傷，因此家庭使用紫外線殺菌燈時一定要注意避免紫外線輻射直接照射到人的裸露皮膚和眼睛上，家庭使用時應(yīng)注意紫外線殺菌燈的使用規(guī)范。
1）紫外線殺菌燈應(yīng)安裝在專業(yè)的燈具中使用。
2）使用過程中，請不要用眼睛直視紫外線殺菌燈發(fā)亮的燈管，以免眼睛被灼傷。
3）使用紫外線殺菌燈時應(yīng)確保室內(nèi)無人和無動植物，避免被灼傷和植物死亡。
4）使用紫外線殺菌燈時應(yīng)關(guān)緊門窗，使殺菌效果更佳。
5）消毒結(jié)束后，建議開窗通風(fēng)20~30min，再進入房間。
6）可考慮使用紫外線殺菌燈對可能攜帶病原體的物品做滅菌消毒。
7）由于紫外線長時間照射會使一些物體表面老化、褪色，家庭用紫外線殺菌燈時應(yīng)予以考慮。
