【科普】UVA、UVB、UVC、UVD的区分与应用领域

2016-08-19

根据生物效应的不同，将紫外线按照波长划分为四个波段：长波UVA、中波UVB、短波UVC、真空波UVD。波长越长，穿透能力越强。

　　UVA

　　长波UVA，波长介于320～400纳米，又称为长波黑斑效应紫外线。具有很强的穿透力，能穿透玻璃，甚至9英尺的水；且一年四季，不论阴晴、朝夕都存在。

　　对人体伤害程度：日常皮肤接触到的紫外线95%以上是UVA，因此它对肌肤的伤害最大。UVA能透过表皮袭击真皮层，令皮肤中的骨胶原和弹性蛋白受到重创；且真皮细胞自我保护能力较差，很少量的UVA便能造成极大伤害。久而久之，皮肤产生松驰、皱纹、微血管浮现等问题。

　　同时，它又能激活酪氨酸酶，导致即时的黑色素沉积和新的黑色素形成，使皮肤变黑、缺乏光泽。UVA会造成长期、慢性和持久的损伤，使皮肤过早衰老，所以又被称为老化射线。

　　应用领域：360nm波长的UVA紫外线符合昆虫类的趋光性反应曲线，可制作诱虫灯。300-420nm波长的UVA紫外线可透过完全截止可见光的特殊着色玻璃灯管，仅辐射出以365nm为中心的近紫外光，可用于矿石鉴定、舞台装饰、验钞等场所。

　　UVB

　　中波UVB，波长介于275～320纳米，又称为中波红斑效应紫外线。中等穿透力，它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收，日光中含有的中波紫外线大部分被臭氧层所吸收，只有不足2%能到达地球表面，在夏天和午后会特别强烈。

　　对人体伤害程度：它会令表皮具保护作用的脂质层氧化，使皮肤变干；进一步则使表皮细胞内的核酸和蛋白质变性，产生急性皮炎（即晒伤）等症状，皮肤会变红、发痛。严重时，比如长时间的曝晒，还容易导致皮肤癌变。此外，UVB的长期伤害还会引起黑色素细胞的变异，造成难以消除的太阳斑。

　　应用领域：紫外线保健灯、植物生长灯发出的就是使用特殊透紫玻璃（不透过254nm以下的光）和峰值在300nm附近的荧光粉制成。

　　UVC

　　短波UVC，波长介于200～275纳米，又称为短波灭菌紫外线。它的穿透能力最弱，无法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外线几乎被臭氧层完全吸收，在到达地面之前就被臭氧层吸收了。

　　对人体伤害程度：大自然中的UVC由于未到达地面就被臭氧层吸收了，对皮肤的影响可以忽略，但其实短波紫外线对人体的伤害是很大的，不可以直接照射人体。若直接照射，短时间照射即可灼伤皮肤，长期或高强度照射还会造成皮肤癌。

　　应用领域：紫外线杀菌灯发出的就是UVC短波紫外线。短波紫外线被广泛应用于医院，空调系统，消毒柜，水处理设备，饮水机，污水处理厂，游泳池，食品饮料加工及包装设备，食品厂，化妆品厂，奶制品厂，酿酒厂，饮料厂，面包房和冷藏室等领域。

　　紫外线的优缺点

　　紫外线优点：1）消毒杀菌；2）促进骨骼发育；3）对血色有益；4）偶尔可治疗某些皮肤病；5）能促进体内矿物质代谢和维生素D的形成。

　　紫外线缺点：1）使皮肤老化产生皱纹；2）产生斑点；3）造成皮肤炎；4）造成皮肤癌。

　　关于UVC紫外线的知识

　　UVC的杀菌原理

　　各波长紫外线中，只有短波紫外线UVC具有杀菌消毒作用，属于纯物理消毒方法，具有广谱高效、快速彻底、无需添加化学药剂、不存在抗药性、无二次污染等特点。

　　波长185nm的UVD紫外线可将空气中的氧气O2变成臭氧O3，臭氧具有强氧化作用，可有效地杀灭细菌，但波长185nm紫外线自身不具有杀菌消毒作用。臭氧的弥散性恰好可弥补紫外线只能直线传播、消毒有死角的缺点，能够随空气到达空间的任意角落，使杀菌消毒更彻底。

　　紫外线杀菌原理：通过紫外线对细菌、病毒等微生物的照射，破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，引起DNA链断裂、核酸和蛋白的交联破裂，造成生长性细胞死亡和再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。其中以波长253.7nm的紫外线杀菌消毒效果最佳。

　　臭氧杀菌原理：波长185nm的UVD紫外线照射空气，能够分解空气中的氧气O2分子，生成的O原子再与O2分子结合产生臭氧O3。臭氧O3具有强氧化作用，能破坏分解细菌的细胞壁，透进细胞内氧化分解破坏葡萄糖氧化酶、核糖核酸(RNA)、脱氧核糖核酸(DNA)、蛋白质、脂质类、多糖类大分子聚合物，使细菌的代谢和繁殖过程遭到破坏而死亡，达到杀菌消毒的效果。

　　UVC的杀菌特点

　　高效率杀菌：紫外线对细菌、病毒的杀菌作用一般在几秒内完成，几乎是瞬时发生，杀菌消毒能力比氯大600～3000倍。

　　杀菌广谱性：紫外线技术在目前所有的消毒技术中，杀菌的广谱性是最高的。它对几乎所有细菌、病毒都能高效率杀灭。

　　杀菌更彻底：紫外线与臭氧结合使用(UVC+O3)，能够发挥更强大更彻底的杀菌消毒威力。紫外线直线照射空气、物体表面，达到强力杀菌消毒；臭氧随空气渗透到室内各角落，彻底杀灭室内细菌。

　　完全环保：由紫外线灯发出紫外线照射进行杀菌消毒，紫外线照射空气中的氧气生成臭氧，臭氧强氧化杀灭细菌病毒，整个杀菌过程均无需添加任何化学药剂，真正达到完全环保。

　　不存在抗药性：紫外线或臭氧均是直接破坏细菌病毒细胞中的DNA、RNA、蛋白质等，致细胞直接死亡并无法繁殖复制，不存在抗药性。而其它化学药剂灭菌，会使细菌病毒产生抗药性，而造成该化学药剂灭菌效果失效。

　　无二次污染：紫外线、臭氧致使细菌病毒直接死亡，没有其它任何化学污染物产生；同时臭氧常温下15～30分钟(臭氧半衰期)转化成氧气，无任何残留的二次污染。

　　UVC的杀菌效率

　　UVC紫外线对常见细菌病毒的杀菌效率（辐射强度：30000μW/cm2）

　　细菌名称杀灭时间

　　炭疽杆菌0.3秒

　　破伤风杆菌0.3秒