第三节
紫外线消毒设备

紫外线消毒设备是根据紫外线对微生物的杀灭作用设计的一类消毒产品。

紫外线杀菌的机制为紫外线照射微生物后，微生物DNA链上的两个相邻胸腺嘧啶之间的正常连接被破坏，形成胸腺嘧啶二聚体阻止DNA复制，同时RNA链上相邻的尿嘧啶之间的正常连接也被紫外线破坏，形成尿嘧啶二聚体（UU），破坏RNA模板，导致微生物死亡。另外，微生物蛋白质上的残基、氢键和酶的结构也会遭到紫外线破坏，一些功能蛋白失活和结构损坏，导致微生物死亡，这也是紫外线杀菌的主要机制之一。

一、紫外线消毒灯

（一）设计原理及对微生物的杀灭作用

紫外线消毒灯用石英玻璃管或透短波紫外线的玻璃管制成灯管，灯管内充低压的惰性气体和汞蒸汽，灯端为金属冷电极或热灯丝电极，通电后产生电子轰击管内汞蒸汽，汞原子的外层电子跃迁到高能级轨道成为激发态的原子，当外层电子回到外层低能级轨道时释放出以波长253.7nm为主的紫外线杀菌。波长为254nm左右的紫外线具有最强的杀菌作用，可以杀灭包括细菌繁殖体和芽孢、分枝杆菌、真菌、病毒在内的多种微生物。

（二）类型

根据设计原理，紫外消毒灯分为热阴极低压汞紫外线杀菌灯、冷阴极低压汞紫外线杀菌灯、高压汞紫外线杀菌灯，其中热阴极低压汞紫外线杀菌灯又分为直管式紫外线杀菌灯、H型热阴极低压汞紫外线杀菌灯、低O ₃ 紫外线灯、高O ₃ 紫外线灯。

热阴极低压汞紫外线杀菌一般采用对紫外线透过率>80%的石英玻璃作灯管，用钨丝绕成双螺旋灯丝，涂上碳酸钡、碳酸锶、碳酸钙混合物制成电极，灯内充入压力为0.799 9Pa的汞蒸汽，灯启动时，灯丝加热，氧化物发射电子，轰击灯管内的汞蒸汽，使汞原子成为激发态的原子，最终辐射的紫外线95%以上波长为253.7nm，同时也有少量184.9nm、404nm、435nm、545nm、577nm和579nm的辐射线。温度为40℃时，这种灯辐射强度最大。

直管式紫外线杀菌灯是最经典的紫外线杀菌灯（图3-3），灯管长度和直径可用公式计算。用石英玻璃管制备的直管式紫外线杀菌灯，30W灯的辐射强度在90μW/cm ² 以上（1m处），要求使用中不得低于70μW/cm ² ，使用寿命为3 000h。还有功率为40W、30W、20W、15W、10W、8W、6W、4W等。H型热阴极低压汞紫外线杀菌灯，9W的H灯，在距灯管3cm处的辐射强度≥9 000μW/cm ² 。30W的H灯在距灯为100cm处的辐射强度≥200μW/cm ² 。低O ₃ 紫外线灯，无论是直管式还是H型灯，均可在石英玻璃中加入0.01%～0.05%氧化钛和0.07%氧化铝，使波长小于200nm的紫外线被吸收，产生少量的O ₃ ，制成低O ₃ 紫外线灯。高O ₃ 紫外线灯在产生大量253.7nm紫外线的同时，也辐射较强的184.9nm的紫外线，产生大量的O ₃ ，由于O ₃ 和紫外线有协同杀菌作用，故提高了消毒效果。

冷阴极低压汞紫外线杀菌灯用石英作灯管，镍制成电极，灯管内充入汞和氩气，在强电场作用下冷阴极发射电子轰击汞原子，使其激发发光。灯管可以做成各种形状，如盘香型、U型、直管型等，辐射的紫外线60%以上波长为253.7nm。

高压汞紫外线杀菌灯一般用于水的消毒，在灯管内充入最高可达几个大气压的汞蒸汽，功率可达500～1 000W或更高，在辐射光谱中有一小部分是杀菌紫外线，但总能量大。

（三）影响消毒和灭菌的因素

1．电压的影响

电压是紫外光源辐射强度的重要影响因素，当电压不足时辐射强度会明显下降。

2．距离的影响

一般来说，距离的平方与辐射强度成反比。30W低压汞热阴极直管灯的辐射强度随距灯管距离的增加而降低。

3．温度的影响

温度通过影响紫外线光源的辐射强度影响消毒的效果，5～37℃范围内紫外消毒灯具有稳定的杀菌效果，过高和过低的温度对紫外线的消毒都不利。随着温度升高，紫外线辐射强度增大，到40℃时，辐射的紫外线强度达到最大，温度再升高，会引起辐射吸收增多，输出减少。在低温下，微生物变得对紫外线更敏感。

4．相对湿度的影响

紫外线消毒空气时相对湿度应在60%以下。相对湿度过高时空气中过多的小水滴可阻挡紫外线，影响消毒效果。

5．照射时间的影响

消毒效果随着照射时间的增加而增加。

6．有机物的保护

微生物表面的有机物影响紫外线对微生物内部的穿透，且可以吸收紫外线使消毒效果降低。此时应根据微生物种类和数量正确提高照射剂量及时间。

（四）适用范围

适用于包括医院内的公共用品和器械的消毒，以及文化娱乐场所、浴业服务单位、宾馆、饭店、酒吧、茶馆、公共交通工具（公共汽车和出租车、轻轨和地铁车厢、飞机和轮船船舱）、商店和购物场所、社区活动场所、学校、图书馆和书店、公共二次供水水箱和储水容器、游泳池、银行、幼托机构、体育场所和公共健身器材、美容美发店、空调系统的消毒等。

（五）使用方法

1．对物品表面的消毒

一般细菌繁殖体杀灭时的照射剂量应达到10 000μW·s/cm ² ，杀灭细菌芽孢时应达到100 000μW·s/cm ² 。真菌孢子的抵抗力更强，照射剂量应达到600 000μW·s/cm ² ，消毒不详目标微生物时，照射剂量不应低于100 000μW·s/cm ² 。病毒对紫外线的抵抗力介于细菌繁殖体和芽孢之间。

2．室内空气的消毒

高强度紫外线空气消毒器是室内空气消毒的首选，该设备可在室内有人活动时使用，且消毒效果可靠，开机消毒30min即可达到消毒合格。紫外线灯悬吊式或移动式直接照射可在室内无人的条件下采用，但采用室内悬吊式消毒时，室内安装紫外线消毒灯（30W紫外线灯，在1.0m处的强度大于70μW/cm ² ）的数量为平均每立方米不少于1.5W，照射时间不少于30min。

3．水和其他液体的消毒

可采用水内照射或水外照射。采用水内照射法时紫外光源应装有石英玻璃保护罩，且水层厚度应均小于2cm。

（六）维护保养及注意事项

1．在使用过程中，应保持紫外线灯表面的清洁，一般每两周用酒精棉球擦拭一次，发现灯管表面有灰尘、油污时，应随时擦拭。

2．用紫外线灯消毒室内空气时，房间内应保持清洁干燥，减少尘埃和水雾，当温度低于20℃或高于40℃，相对湿度大于60%时应适当延长照射时间。

3．用紫外线消毒物品表面时，应使照射表面受到紫外线的直接照射，且应达到足够的照射剂量。

4．不得使紫外线光源照射到人，以免引起损伤。

二、紫外线消毒箱

（一）设计原理及对微生物的杀灭作用

紫外线消毒箱是将高强度、高臭氧紫外线杀菌灯，装入不同形状的箱体内而制成。利用紫外线近距离照射，获得很高的紫外线强度，使消毒物品上的微生物在很短的时间内被杀灭。同时，紫外线灯能产生高浓度的臭氧，在紫外线的照射下，臭氧分解，产生大量初生态氧，有强大的氧化作用，对紫外线照射不到的表面也可达到消毒效果。同时在消毒箱的壁上配以反射材料，使照射到消毒箱壁的紫外线反射回消毒箱内，不但增加了照射表面的面积，也增强了紫外线的强度。紫外线消毒箱的腔体有圆形、方形和长方形等。无论哪种类型，紫外灯距中心的距离都不宜超过15cm，力求尽量减少死角。中间应有网状的置物架，使架上的物品能接收到紫外线照射。紫外线消毒箱应有照射时间指示、紫外线灯工作指示，并且消毒箱的门应密闭，以防臭氧泄漏。打开消毒箱门时，紫外线灯应自动关闭。

消毒箱内高强度紫外线和高浓度臭氧协同作用，可以杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽孢、病毒、真菌和结核分枝杆菌等。一个直径20cm、高25cm的消毒箱，内装3支12W高强度H型紫外线杀菌灯，消毒箱内各点的紫外线强度均在10 000μW/cm ² 左右。消毒箱对玻片载体上的微生物有良好的杀灭作用，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌繁殖体作用1s，杀灭率达到99.9%以上；对白念珠菌作用15s，杀灭率达到99.9%以上；对枯草杆菌黑色变种芽孢，作用15s，杀灭率达到99.9%以上。乙型肝炎表面抗原，照射30s，可灭活。对物品上的自然菌作用60s，杀灭率达到90%以上。

（二）影响消毒和灭菌的因素

1．消毒对象的表面性质可以影响消毒效果　无孔的硬质表面上的微生物易于杀灭，当作用时间达到15s时，铝片、玻片、纸片上的微生物均可杀灭99.9%以上。

2．有机物对微生物的保护可影响消毒效果，但在高强度紫外线和高臭氧的作用下，仍可将其杀灭。

3．温度和杀菌效果有关，在6～35℃范围内，温度升高，消毒效果加强。在较低的温度下，需要延长照射时间。

4．消毒物品放置位置，一般来说影响不大，因消毒箱内各点均有较高的紫外强度和臭氧浓度。载物架（网）对消毒效果影响不大。

（三）适用范围

紫外线消毒箱可用于小件生活用品和诊疗用品的消毒，如听诊器、叩诊锤、文件、处方签、刀、剪、实验室器材、笔、鼠标、理发美容工具、手表、玩具等的消毒。

使用方法：用紫外线消毒箱进行预防性消毒时，一般照射3～5min；用于传染病疫源地消毒时，对消毒物品应照射10～15min。物品装量和装载方法，必须使消毒物品直接暴露于紫外线灯，或反射紫外线。具体消毒时间等可参照说明书执行。

（四）维护保养及注意事项

1．紫外线不能直接照射到人，在开启紫外线灯前，必须确认门已关闭。

2．消毒时，消毒箱的任何部分都不得泄漏紫外线。

3．对臭氧的泄漏也必须控制在最低水平，消毒箱附近（1m范围内）臭氧的浓度不能高于0.2mg/m ³ 。

4．因臭氧对橡胶有破坏作用，不宜用于橡胶制品的消毒。 l4K0/ffGMl6kzULSu4CqC2YL/xX/Wv5fMYoyMMFLnVmiBh8eSTtjvQ6AdvBXxBov