紫外線消毒燈（汞燈）的種類及其應用

低壓汞蒸氣放電紫外線消毒燈的外殼由石英玻璃管或透短波紫外線玻璃管制成，內充低壓惰性氣體和少量遠素,兩端為金屬冷電極或熱燈絲電極,通過給兩極加高壓或在觸發高壓啟動后由較低的電源電壓維持放電，從而產生以253.7nm為主的紫外線。該紫外線的殺菌作用很強,能摧毀對人體有害的細菌或病毒,從而起到消毒作用。低壓汞蒸氣放電紫外線消毒燈的主要品種有如下幾種:

1.1熱陰極低壓汞殺菌紫外線燈

這種放電燈的電極是用鎢絲繞成雙螺旋燈絲，涂上碳酸鋇、碳酸鍶碳酸鈣混合物,通電加熱時,混合物被激活分解形成鈣、鍶、鋇的氧化物。燈啟動時,燈絲被加熱發射電子，轟擊燈管內的汞蒸氣,使汞原子的外層電子躍遷到高能級軌道位置成為激發態。躍遷到高能級軌道上的電子僅能停留10-5~ 10-11s,然后又回落到低能級軌道，同時以紫外線的形式釋放能量。這種燈輻射的紫外線，95%以上波長253.7nm,同時也有少量的波長為184.9nm、404nm、 435nm、 545nm、 577nm、 579nm。

1.2冷陰極低壓汞紫外線殺菌燈

該燈用鎳制成電極,在石英燈管內充入汞和氬氣,靠強電場的作用，使冷陰極發射電子，轟擊汞原子，使其激發發光。燈管可以做成各種形狀，例如盤香形、U形、直管形等,輻射的紫外線有60%以上波長為253.7nm。

2020年疫情期間，冷陰極紫外線消毒燈開始走入大家的視野。由于可操作性高，被開發出各類的便攜式紫外線消毒新興產品（如手持消毒棒、手機消毒盒、消毒包、牙刷消毒器等）火爆海外市場。

深圳市能波達光電科技有限公司相關負責人表示，能波達光電作為最早生產冷陰極紫外線消毒燈的公司之一，并且還有配套消毒方案PCBA開發專業。在疫情期間占有先天優勢，僅在5月期間就出貨近200萬套消毒方案。占總市場總額近35%之多。

1.3高壓汞紫外線殺菌燈

該燈燈管內汞蒸氣的壓強可以達到幾個大氣壓，功率可達500 ~ 1000W或更高,在輻射光譜中只有一小部分是殺菌紫外線，但總能量大，所以仍不失為良好的消毒紫外線光源，一般用于水的消毒。

普通玻璃和有機玻璃不能透過253.7nm紫外線，但石英玻璃可以透過80%以上, 一般塑料的透過率也很低。聚氟亞乙烯樹脂薄膜(0.1mm厚)可透過253.7nm紫外線60%左右，乙烯共聚脂膜(0. 1mm厚)可透過40%。253.7m紫外線可穿 透水2cm,而在空氣鐘傳播時會被懸浮的粒子所阻擋。

253. 7nm紫外線照射到物質表面時-般會被吸收,轉變成物質的內能，不易穿透到物品深處部分，故紫外線照射只能殺滅物品表面的微生物。

入射到兩種媒質界面處的253.7nm紫外線會產生反射，在進入第二種媒質時發生折射。各種材料對253.7nm紫外線的反射系數不同，氧化鎂為80% ~ 93%;拋光鋁為60% ~ 90%;白漆為46%;白石灰為40%,白磁磚為4.7%�？蓳�此選擇紫外線燈具的反射材料。

2 紫外線消毒燈對微生物的殺滅作用

殺菌作用最強的波段在254nm左右。紫外線可以殺滅各種微生物，包括細菌、真菌、病毒、立克次體等。每種微生物都有其特定的紫外線死亡劑量閾值。

一般來說， 蘭氏陰性菌對紫外線最敏感,其次為革蘭氏陽性球菌;細菌芽胞和真菌孢子抵抗力最強;病毒也會被紫外線殺死，其抵抗力介于細菌繁殖體和芽胞之間。

對紫外線高抗者有枯草桿菌芽胞、耐輻射微球菌和橙黃八疊球菌;中抗者有微球菌、鼠傷寒沙門氏菌、乳鏈球菌、酵母菌屬和原蟲;低抗者有牛痘病毒、HIV、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、普通變形桿菌、軍團菌、布魯爾酵母菌和T3大腸桿菌噬菌體�？莶輻U菌黑色變種ATCC 9372株已被用作紫外線消毒指示菌株。

3 影響紫外線消毒效果的因素

3.1電壓的影響

紫外光源的輻射強度明顯受電壓的影響，同一個紫外光源，當電壓不足時，輻射強度降低很多。

3.2距離的影響

一般來說,紫外線燈的輻射強度與距離的平方呈反比。

3.3溫度的影響

溫度對紫外線消毒效果的影響是通過影響紫外線光源的輻射強度來實現的。一般來說,紫外光源在40°C時輻射的殺菌紫外線最強。溫度降低,紫外線燈的輸出減少;溫度高于42°C,輻射的紫外線回吸收增多，輸出也減少。因此,過高和過低的溫度對紫外線的消毒都不利。但一些殺菌試驗證明，在5 ~ 37°C范圍內,溫度對紫外線的殺菌效果影響不大。在低溫下，微生物變得對紫外線更敏感。

3.4相對濕度的影響

在對空氣消毒時,相對濕度對消毒效果也有影響。RH過高時,空氣中小水滴增多,可以阻擋紫外線,因此要求用紫外線消毒空氣時,相對濕度最好在60%以下。對表面消毒時,如果照射表面離光源比較遠，空氣中的水分粒子也影響消毒效果。

3.5照射時間的影響

紫外線的消毒效果與照射劑量成正比

所以要使殺滅率達到一定程度,必須保證足夠的照射劑量。在紫外光源的輻射強度達到要求的情況下(大于40μW/cm2) ,可通過調整照射時間來達到要求的照射劑量。

3.6有機物的保護的影響

當微生物被有機物保護時,需要加大照射劑量,因為有機物可以影響紫外線對微生物內部的穿透，并組會吸收紫外線。

3.7微生物種類和數量的影響

不同微生物對紫外線的抵抗力水平不同，需要根據殺滅微生物的種類,確定照射劑量。被消毒物品.上污染的微生物的量越多，消毒效果越差,因此在消毒前對消毒對象上污染微生物的種類和數量需要有較好的了解,以便確定照射劑量。

4 紫外線消毒燈未來的發展趨勢

據了解，紫外線殺菌燈主要是用于密閉空間的消毒，且紫外線殺菌燈必須在無人情況下使用，否則很容易對人造成傷害。比如眼睛被紫外線照射的話，可能會引起結膜、角膜發炎，如果照射到皮膚的話，皮膚可能會紅腫、疼癢、脫屑。由于使用不當，近段時間，已出現多個因為使用紫外線消毒時未離開客廳而導致眼睛灼傷的新聞報道。

能波達光電負責人告訴記者，“經歷過這次疫情后，大家對衛生肯定會更加重視，對滅菌消毒的需求應該會有提升。但紫外線滅菌燈是一個非常專業的應用產品，有人比喻紫外線燈相當于醫藥中的處方藥，是需要在專業人士的指導下謹慎使用的，所以我們發出來的資料，特別強調了使用指引和注意事項”。

提到未來發展趨勢，能波達一銷售經理告訴記者，“未來紫外線消毒會更智能化。集成應用如家電，燈具，家俱、衛浴等都是有可能的。”

能波達光電相關負責人表示，“家用紫外線殺菌燈目前是一個風口產品，但商用領域一直是有持續需求的，比如教育照明最新的設計要求都必須要有光消毒功能，并且這個光消毒功能是通過智控系統實現。照明行業未來必然朝著光的定制化、光的智能化、光的健康化方向發展。通過定制化、智能化實現的光健康不僅帶給人們照明和燈光，而且帶給人們健康的生理和心理，是照明行業發展升級的必然道路。”