紫外線輻射以及防曬和殺菌

天然晝光和許多人造光源中都帶有一定數(shù)量的紫外輻射。紫外輻射強(qiáng)度一般以標(biāo)準(zhǔn)功率單位來計(jì)量，即對(duì)輻射通量以瓦特計(jì)，輻照度以瓦/平方米計(jì)，紫外輻射照度計(jì)算方法與光照度的相同。

為了引用方便，國際照明委員會(huì)(CIE)將紫外光譜分成三個(gè)范圍:從400到315 毫微米的稱為近紫外區(qū)(UV-A;從 315到280毫微米的稱為中紫外區(qū)(UV-B);從280到100毫微米的稱為遠(yuǎn)紫外區(qū)(UV-C)。

皮下潛血輻射 當(dāng)人的皮膚在波長約短于320毫微米的紫外線下曝曬，便會(huì)引起皮下潛血，也就是使皮膚發(fā)紅。雖然適當(dāng)?shù)钠貢裼携熜?，但長時(shí)間的曝曬會(huì)引起不舒服的感覺，甚至有危險(xiǎn)的后果。眼睛結(jié)膜組織對(duì)產(chǎn)生“潛血”的輻射特別敏感，如經(jīng)常暴露在這種輻射之下，就必須戴護(hù)目鏡。

使皮膚發(fā)紅(皮下潛血)的確切原因還不清楚，但已經(jīng)證實(shí)它與輻射的波長有關(guān)。潛血的效果在297毫微米波長處最大，在270至280毫微米附近降到最小，而在更短的波長處又再次增強(qiáng)。在討論某個(gè)波長范圍的輻射時(shí)，可使其“潛血”效果與297毫微米波長處的最大效果相比。為了方便,特引人一個(gè)潛血效應(yīng)的單位“E-維頓”(E-Viton)。一個(gè)E-維頓相當(dāng)于和10微瓦297毫微米的輻射產(chǎn)生同樣潛血效果的輻射通量。以每平方米一萬E-維頓的紫外線照射尚未曬黑的白皮膚，須經(jīng)2500秒鐘才能產(chǎn)生最低限度可察覺到的皮下潛血。對(duì)于 297 毫微米的輻射，這個(gè)量相當(dāng)于250焦耳/平方米的治療劑量。這個(gè)例子中的劑量率(或輻照度)就是0.1瓦/平方米或1E-維頓/平方厘米，稱為一個(gè)“芬森”(Finsen)。

滅菌輻射波長小于320毫微米的紫外輻射能殺死微生物。在 260毫微米附近的輻射殺菌效力最大，其殺菌效能在一定程度上與微生物的種類有關(guān)。低壓汞蒸氣放電能產(chǎn)生很強(qiáng)的253.7毫微米波長的輻射，它接近于最大殺菌效力的波長。因此，這一類型的光源經(jīng)常用來殺菌。有時(shí)也用一種殺菌輻照度單位(GU)。這個(gè)單位是指一定數(shù)量的輻照度，它產(chǎn)生的殺菌效果相當(dāng)于1瓦/平方米的253.7毫微米的輻射。

除了很低的輻照度外，在恒定強(qiáng)度的輻射照射下，殘存微生物的數(shù)量服從指數(shù)衰減律，即殘存微生物的數(shù)量在每個(gè)相繼的單位時(shí)間內(nèi)能以同樣的倍數(shù)遞減。例如當(dāng)某種大腸桿菌被1GU 的輻射照射 15秒鐘后，殘存的為1%，再照射15秒鐘，殘存的只有0.01%，依此類推。不同微生物對(duì)于殺菌輻射的敏感程度差別很大，同時(shí)殺菌作用也要受到環(huán)境條件(如濕度)的影響。