高強度紫外線殺菌燈（上）

新型冠狀病毒屬于大型有包膜的正鏈RNA病毒，不同于SARS只在發(fā)病期傳染，COVID-19更加狡猾，潛伏期也有很強的傳染性，傳播途徑主要是呼吸道飛沫傳播（打噴嚏、咳嗽等）和接觸傳播（用接觸過病毒的手挖鼻孔、揉眼睛等）^[2]，并且在人體外不同環(huán)境中可存活數(shù)小時至數(shù)天不等。有效切斷病毒的傳播途徑，對醫(yī)院、機場、高鐵站、商場等人員密集的公共場所進行殺菌消毒，避免病毒在人群中的交叉感染尤為重要。目前國內(nèi)的戰(zhàn)疫剛告一段落，又面臨著復工復產(chǎn)與境外輸入的雙重挑戰(zhàn)，我們需要做好與病毒長期戰(zhàn)斗的準備。

2 紫外線燈 消毒的優(yōu)點
《新型冠狀病毒感染的肺炎公眾防護指南》明確指出^[2]，“病毒對紫外線和熱敏感，56℃ 30分鐘、乙醚、75%乙醇、含氯消毒劑、過氧乙酸和氯仿等脂溶劑均可有效滅活病毒，氯己定不能有效滅活病毒”。

紫外線是電磁波譜中波長從10nm到380nm輻射的總稱，開始于可見光的短波極限，而與X射線的長波波長相重疊。其中短波紫外(UVC，200nm-280nm)是用于殺菌消毒的輻射波段，GB19258-2012國家標準中定義紫外線殺菌燈主要是一種采用石英玻璃或其他透紫玻璃的低氣壓汞蒸氣放電燈，放電產(chǎn)生波長為253.7nm為主的紫外輻射，其紫外輻射能殺滅細菌和病毒^[3]。但是使用時需注意人體直接暴露在短波紫外會導致皮膚發(fā)紅和眼睛刺激。

紫外線消毒屬于純物理方法，相較化學方法消殺，具有以下優(yōu)點：
1、高效率殺菌消毒：對于大部分細菌和病毒接受的累積紫外劑量達到20mJ/cm2時，其滅活率可以高達99%以上。目前市場上傳統(tǒng)的36W紫外汞燈，在周圍1米的輻照范圍內(nèi)的輻照強度約100μW/cm2，連續(xù)照射3分鐘可達到消殺劑量。
2、廣譜性殺菌消毒：紫外線殺菌的廣譜性是最高的，它對幾乎所有的細菌、病毒都能高效率殺滅。
3、無二次污染：紫外線殺菌消毒不加入任何化學藥劑，因此它不會對水體和周圍環(huán)境產(chǎn)生二次污染，不改變水中任何成分。
4、運行安全、可靠：傳統(tǒng)的消毒技術如采用氯化物或臭氧，消毒劑本身就是屬于劇毒、易燃的物質(zhì)，而紫外線消毒系統(tǒng)不存在這樣的安全隱患。
5、運行維護費用低：紫外線殺菌設備占地小，構筑物要求簡單。安裝后可通過軟件遠程控制自動開關，不需要額外雇傭?qū)ｉT的清潔人員進行現(xiàn)場操作。

3 當前 市場上紫外消毒光源在病毒防疫中的不足
紫外線的照度一般以每平方厘米的微瓦數(shù)（μW/cm2）表示。國家相關標準規(guī)范規(guī)定^[6,7]：新出廠30W紫外線燈管在下方中央垂直1m處測定輻射強度應大于100μW/cm2方可使用。
目前市場上使用的紫外線殺菌燈主要有低壓汞蒸汽紫外線消毒燈和UVC LED，后者目前尚不成熟，短期內(nèi)主流產(chǎn)品仍為低壓汞蒸汽紫外線消毒燈（功率 >30W 燈，強度≥90μW/cm2），其發(fā)光譜線主要有253.7nm和185nm兩條，混合譜線產(chǎn)品可促使臭氧產(chǎn)生，也有殺菌作用，效果優(yōu)于單獨253.7nm譜線的紫外燈作用，壽命一般為600-800小時左右，進口紫外燈的使用壽命平均在1000小時以上。

紫外殺菌消毒的關鍵是大幅提高紫外線燈的紫外光輸出強度，UVC LED效率低，波長不夠短，雖然具有便攜的優(yōu)點，但不是大型場所消毒的理想選擇。傳統(tǒng)紫外線燈的強度可以通過增長燈管長度、增加汞丸重量和提高電源功率來實現(xiàn)。2017年8月關于汞的《水俁公約》在我國正式生效，此公約規(guī)定單只紫外燈里的汞重量不能超過13mg，大大限制了傳統(tǒng)紫外線燈管的輸出強度。另外由于傳統(tǒng)紫外線燈管的長度通常大于500mm^[10]，對于移動式殺菌來說，會造成設備體積過大，操作不靈活，殺菌有死角?，F(xiàn)有的有極汞燈無法滿足快速大面積殺滅冠狀病毒的強度要求。因此需要一種全新的物理激勵方式，大幅提高紫外光的轉(zhuǎn)換效率，同時大幅降低燈管的體積。

參考文獻

[1] 國家衛(wèi)生健康委員會統(tǒng)計信息中心疫情防控動態(tài)，http://www.nhc.gov.cn.
[2] 國家衛(wèi)生健康委員會《新型冠狀病毒感染的肺炎公眾防護指南》，人民出版社，2020年.
[3] 紫外線殺菌燈《GB19258-2012》,中國國家標準化委員會，2012年.
[4] Hirayama Hideki, Jo Masafumi, Maeda Noritoshi, Kashima Yukio, Recent Progress in AlGaN‐Based Deep‐UV LEDs, DOI:10.5772/intechopen.79936,2017.
[5]https://www.kickstarter.com/projects/740978067/cleanty-worlds-smallest-and-most-powerful-uvc-led
[6] 醫(yī)療機構消毒技術規(guī)范《WS/T367-2012》，國家衛(wèi)生健康委員會，2012年.
[7] 醫(yī)院空氣凈化管理規(guī)范《WS/T368-2012》，國家衛(wèi)生健康委員會，2012年.
[8] Duan S M, Zhao X S, Wen R F, et al. Stability of SARS coronavirus in human specimens and environment and its sensitivity to heating and UV irradiation[J]. Biomed Environ Sci, 2003,16(3):246-255.
[9] Darnell M E, Taylor D R. Evaluation of inactivation methods for severe acute respiratory syndrome coronavirus in noncellular blood products[J]. Transfusion, 2006,46(10):1770-1777.
[10]Spiros Kitsinelis, Spyridon Kitsinelis，Light Sources: Basics of Lighting Technologies and Applications，CRC press，ISBN 9781138034044 - CAT# K31585，2017.