常常听到“多晒晒太阳吧，杀菌消毒！”这句话是真的吗？真的。但阳光中真正起杀菌消毒作用的并不是传说中的紫外线，而是具有加热作用的红外线，换言之，是阳光带来的升温杀死了病毒和细菌，这不难理解，13年前肆虐的非典到了夏天突然消失了，因为非典病毒对温度敏感！


所以现在这个季节就不要指望着晒太阳杀病毒了！





那么紫外线有消毒杀菌功能吗？有的，但只有UVC有此项技能。如图所示，紫外线按照波长可以分为UVA、UVB和UVC。其中UVA的穿透能力较强，地面上接受到的紫外线大部分为UVA，少部分为穿透能力较弱的UVB，而阳光中的UVC成分在大气臭氧层中被吸收，无法到达地面，因此习惯上将200~280nm这段太阳光辐射到达不了地球的中紫外光谱区称作“日盲区”。




（图片来自于M.E.R. Darnell et al. / Journal of Virological Methods 121 (2004) 85–91）


UVA和UVC照射非典病毒存活量与照射时间关系，UVA对非典冠状病毒几乎没有灭活作用，而在特征波长254 nm、辐射强度4016 μW/cm²的深紫外光源照射下，病毒的杀灭率LOG值与剂量（时间）呈线性关系的规律。


UVC对细菌、病毒等微生物的照射，会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。





UVC属于广谱杀菌类，能杀死一切微生物，包括细菌、结核病、病毒、芽孢和真菌，但不同的消杀对象需要的剂量并不相同。



02

离开剂量谈效果都是耍流氓



紫外线杀菌消毒并不是新技术，早已被应用于室内空气、物体表面和水体及其它液体的消毒杀菌中。紫外消杀的效果与消杀对象（细菌或病毒类型）、消杀环境（水体或空气、温湿度、流量和体积等）以及辐射照度（医学领域也称为“辐射强度”）、辐射剂量等有关。


目前还没有应多大剂量的UVC辐射剂量才能有效杀灭新冠病毒，但2003年董小平教授团队的研究指出，在距离杀菌灯80cm处、辐射强度大于90μW/c㎡，可在60分钟有效杀灭病毒；在2004年的另一份研究中，将UVC光源贴近培养液以获得4016μW/cm2的辐射强度，则可更高效地在几分钟内杀灭病毒！


对比加热消毒，在75摄氏度下需要45分钟杀灭SARS病毒，而在56和65度下，则需要90分钟。





由此可见，在足够剂量下UVC杀灭新冠病毒的效果还是非常可期的！



03

两个重要的物理量



在刚刚谈到辐射剂量时出现了两个物理量：辐射强度和辐射剂量。


辐射强度是医学界的叫法，在计量领域，它被称为辐射照度，是指受照面单位面积上的辐射通量，单位：瓦每平方米（W/㎡），通常写为μW/c㎡。





紫外辐射剂量是指单位面积上接收到的紫外线能量，是紫外辐射照度与时间的积分值，单位为焦耳每平方米（J/㎡），通常写为mJ/㎡。


相对于某一紫外辐射源，紫外辐射强度并不是一成不变的，通常会随着距离逐渐减弱，如下图所示。





在计量紫外消杀的辐射照度或者辐射剂量时，必须要明确测量仪表与紫外辐射源的位置，并记录辐射照度与时间的变化关系（如辐射源不稳定的话）。