紫外线

紫外线是电磁波谱中波长从0．01—0．40微米（可见光紫端到X射线间）辐射的总称，不能引起人们的视觉。1801年德国物理学家里特发现在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片感光，因而发现了紫外线的存在。自然界的主要紫外线光源是太阳。太阳光透过大气层时波长短于米的紫外线为大气层中的臭氧吸收掉。人工的紫外线光源有多种气体的电弧(如低压汞弧、高压汞弧)，紫外线有化学作用能使照相底片感光，荧光作用强，日光灯、各种荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发光的。紫外线还有生理作用，能杀菌、消毒、治疗皮肤病和软骨病等。紫外线的粒子性较强，能使各种金属产生光电效应。

一、紫外线的不同波段

人类对自然环境破坏的日益加重，使人们对太阳逐渐恐惧起来。有此人类为防止太阳光线对肌肤造成伤害所进行的研究也成为永恒课题。让我们先来了解一下紫外线的相关知识。

紫外线是位于日光高能区的不可见光线。依据紫外线自身波长的不同，可将紫外线分为三个区域。即短波紫外线、中波紫外线和长波紫外线。

短波紫外线：简称UVC。是波长200NM－280NM的紫外光线。短波紫外线在经过地球表面同温层时被臭氧层吸收。不能达到地球表面，对人体产生重要作用（如：皮肤癌患者增加）。因此，对短波紫外线应引起足够的重视。（致癌）

中波紫外线：简称UVB。是波长280NM－320NM的紫外线。中波紫外线对人体皮肤有一定的生理作用。此类紫外线的极大部分被皮肤表皮所吸收，不能在渗入皮肤内部。但由于其阶能较高，对皮肤可产生强烈的光损伤，被照射部位真皮血管扩张，皮肤可出现红肿、水泡等症状。长久照射皮肤会出现红斑、炎症、皮肤老化，严重者可引起皮肤癌。中波紫外线又被称作紫外线的晒伤（红）段，是应重点预防的紫外线波段。（晒伤）

长波紫外线：简称UVA。是波长320NM－400NM的紫外线。长波紫外线对衣物和人体皮肤的穿透性远比中波紫外线要强，可达到真皮深处，并可对表皮部位的黑色素起作用，从而引起皮肤黑色素沉着，使皮肤变黑，起到了防御紫外线，保护皮肤的作用。因而长波紫外线也被称做“晒黑段”。长波紫外线虽不会引起皮肤急性炎症，但对皮肤的作用缓慢，可长期积累，是导致皮肤老化和严重损害的原因之一。（晒黑、老化）

由此可见，防止紫外线照射给人体造成的皮肤伤害，主要是防止紫外线UVB的照射；而防止UVA紫外线，则是为了避免皮肤晒黑。在欧美，人们认为皮肤黝黑是健美的象征，所以反而在化妆品中要添加晒黑剂，而不考虑对长波紫外线的防护。近年来这种观点已有改变，由于认识到长波紫外线对人体可能产生的长期的严重损害，所以人们开始加强对长波紫外线的防护。

二、阳光的分类

1、太阳光线分为X线、X光、紫外线、可视光线、红外线等五种，其中到达地球表面的光线为紫外线A，B，可视光线及红外线，但对人体最有影响、最有害的是紫外线，它的简称为UV。

2、紫外线的特点

（1）优点：
A消毒杀菌
B促进骨骼发育
C对血色有益
D偶尔可以治疗某些皮肤病
（2）缺点：A使皮肤老化产生皱纹B产生斑点C造成皮肤炎D造成皮肤癌

紫外线强烈作用于皮肤时，可发生光照性皮炎，皮肤上出现红斑、痒、水疱、水肿等；严重的还可引起皮肤癌。

紫外线作用于中枢神经系统，可出现头痛、头晕、体温升高等。作用于眼部，可引起结膜炎、角膜炎，称为光照性眼炎，还有可能诱发白内障，在焊接过程中产生的紫外线会使焊工患上电光性眼炎（可以治愈）。

虽然紫外线在一年四季都存在，冬季太阳光显得比较温和且北方多雾，但紫外线仅仅比夏天弱约20%，仍然会对人体皮肤和眼睛等部位造成很大危害，所以冬季仍需避免紫外线照射。长期紫外线照射最易造成皮肤产生各种色斑。所以，即使是在寒冷的冬天，户外活动时也应涂抹隔离霜或防晒霜。当然，SPF指数在15就足够了。如果是外出进行滑雪运动或在雪地里长时间停留时，最好还是戴上护眼镜，以防止紫外线和雪地强白光对眼睛的刺激。

大量化学物质破坏了大气层中的臭氧层，破坏了这道保护人类健康的天然屏障。据国家气象中心提供的报告显示，1979年以来我国大气臭氧层总量逐年减少，在20年间臭氧层减少了14％。而臭氧层每递减1％，皮肤癌的发病率就会上升3％。北京市气象局发布了北京市的紫外线指数，以帮助人们适当预防紫外线辐射。

北京市气象局提醒人们当紫外线为最弱（0—2级）时对人体无太大影响，外出时戴上太阳帽即可；紫外线达到3—级时，外出时除戴上太阳帽外还需备太阳镜，并在身上涂上防晒霜，以避免皮肤受到太阳辐射的危害；当紫外线强度达到5—6级时，外出时必须在阴凉处行走；紫外线达7—9级时，在上午10时至下午4时这段时间最好不要到沙滩场地上晒太阳；当紫外线指数大于等于10时，应尽量避免外出，因为此时的紫外线辐射极具有伤害性。

一定强度和波长的紫外线，照射物质（部分物质需要加入荧光染料）时，会物质元素发出荧光(光致发光)，根据荧光的颜色，即可判断出该元素的含量。如铅，汞等重金属，农药残留物等都可用此种方法检测。日光灯就是利用这种原理。

黑光灯（紫外线灯）诱虫

大部分昆虫的复眼对365nm紫外线特别敏感，在晚上，点燃一只紫外线灯，对昆虫来说犹如光明世界一样。

人体保健照

280～320nm的紫外线称为保健紫外线。

照射皮肤后，使皮肤内的7－脱氢麦角胆固醇，转化为维生素D3和D2，防止佝偻病和职业病（矿工等）。
市面已有保健型紫外线灯供应。

油烟氧化－光解氧化技术

用紫外光来改变其油脂的分子链，同时这种紫外光与空气中的氧反应后产生臭氧，将油脂分子冷燃生成二氧化碳和水，油烟中的有机物被光解氧化，异味也随之消除。

光触酶（二氧化钛）

在建筑材料或家用电器材料表面加入（或涂覆）少量的纳米级二氧化钛粉末，在使用过程中，可以吸附挥发性有机物VOC（如甲醛、苯，甲苯、乙醇、氯仿等），用紫外线照射后可分解这些有机物。

环境卫生中的应用

1、紫外线杀菌、脱臭的原理
波长200～290nm的紫外线能穿透细菌、病毒的细胞膜，给核酸（DNA）以损伤，使细胞失去繁殖能力，达到快速杀菌的效果。波长200nm以下的短波长紫外线能分解O2分子，生成的O*与O2结合产生臭氧O3。紫外线和臭氧具有强的氧化分解包括恶臭在内的有机分子的能力，UV/O3并用的相乘作用在空气净化处理中发挥强大威力。

2、紫外线杀菌、脱臭、净化的特点
设定时钟控制器昼夜两种类型放电管切换，充分考虑臭氧对人体的影响，做到安全运行。
臭氧杀死或分解室内微生物、甲基硫醇、硫化氢、二甲硫等恶臭成分，创造快适的室内空间。
蟑螂、老鼠等散布各种细菌，这类小动物对臭氧非常敏感，闻到臭氧感觉危险就不再进入。
装置内送风机将臭氧放出，到达室内的各个角落，达到快速有效杀菌、除臭目的。
对所有菌种有效，不产生抗药性。UV发生法产生的臭氧不含有NOX极其安全。
强力的杀菌效果，提高产品的品质与食品等的保存期，符合HACCP精神。
设置简单，维护方便，只需更换消耗的放电管，运行成本低。

表面处理中的应用

1、高功率紫外线光源在表面清洗处理中的应用
由于大功率超高功率低气压UV放电管开发的进展，以及随着微电子等产品的超微细化，在微电子、超精密器件等产品的制造过程中，由短波长紫外线及其产生的臭氧对其产品的表面进行超精密清洗或改善其表面的接着性、附着性的干式光表面处理技术的实用化进展得很快。现在，需要提高成品率的半导体器件、液晶表示元件、光学制品等制造中，紫外线UV和O3臭氧并用的干式光表面处理技术已成不可缺少的技术手段。作为氟里昂的替代技术，光表面清洗技术将逐渐取代湿式的传统技术。

国内首先开发的高功率与超高功率低气压UV放电管发出的具有代表性的紫外线是253.7nm及184.9nm，光子能量分别为472KJ/mol和647KJ/mol，能切断绝大多数的分子结合。UV照射固体表面后，表面的污染物有机分子结合被强的光能切断、氧化，而后被分解成CO2和H2O等易挥发性物质，最终挥发消失。表面被清洗后的其清洁度极高，能把膜状的油污清洗到单分子层以下。

特点
大气中处理，简单方便，环保无二次污染，无需加热、药液等处理。
清洁度极高，单分子层以下，可以得到从来处理方法难以想象的清洁度、接着性
国内独有的超高出力短波长紫外线光源，仅需短时间（秒单位）照射，发挥强大的处理能力，从实验室进入实用。
不对材料的表面产生损伤。
相对于湿式清洗或等离子清洗成本低。
没有液体表面张力的影响，超微细部的清洗容易。

2、高功率紫外线光源在表面改性处理中的应用

一般工业或高科技领域使用的一些材料具有非常高的性能，对环境也非常的有好处，但这些材料的接着性、印涂性等一般都非常差。本公司提供的短波长紫外线（UV）表面清洗、表面改性技术，用清洁的高能紫外线光源，对上述材料进行处理后可得到极其清洁的表面和强力的表面接着性。

改性的基本的反应就是UV引起的氧化反应。UV照射固体表面后，表面的污染物被氧化，而后被分解成CO2和H2O等易挥发性物质，最终挥发消失。并且表面形成有利表面接着的如OH，COO，CO，COOH等亲水性原子团，被改性的表面接着性得到飞跃性地提高。

UV光源技术的进步保证了UV/O3表面改性技术充分发挥其突出的优越性。UV/O3表面改性技术因能处理得到极高的清洁度与表面接着性，在固体表面处理中越来越得到广泛的应用。
　　
特点
大气中处理，简单、方便、环保，无二次污染，无需加热、药液等处理。
清洁度极高，单分子层以下，从来处理方法难以想象的接着性可以得到。
国内独有超高出力短波长紫外线光源，仅需短时间（秒单位）照射，发挥强大的处理能力，从研究用进入量产用。
对绝大多数塑料成型品照射有效，适用性广。
可避免大量消耗药液、热能等，运行成本低。

3、紫外线UV固化技术
UV固化技术是用UV光线（主要波长365nm，特殊场合254nm）照射在含有光重合性预聚体、光重合性单体、光开始剂的涂料、接着剂或油墨等UV硬化树脂后，以秒单位快速硬化、干燥的技术。而通常的热干燥法、2液混合法中的重合反应法对树脂的干燥普通需要数分到数小时。

UV固化树脂的3特征：
工艺加工时间大大缩短。大多的情况下，以秒单位快速固化。
UV固化树脂是单一液剂，不必和溶剂等混合，UV照射前不会硬化，可修正操作。
比较传统的热处理法，固化时间短，不会引起产品的变质变色，作业温度低，操作容易。

4、紫外线在表面杀菌中的应用
传统的杀菌方法一般是利用加热、加药等手段，但这些处理方法所花时间长，可能对处理对象产生不利的变化，对环境也会产生二次污染。用照射紫外线进行杀菌可完全避免以上问题。波长200～290nm的紫外线能穿透细菌、病毒的细胞膜，给核酸（DNA）以损伤，使细胞失去繁殖能力，达到快速杀菌的效果。

UV表面杀菌装置广泛应用于食品、电子、半导体、液晶显示器、等离子电视、水晶振动子、精密器件、化工、医学、保健、生物、饮料、农业…等等广泛领域。UV光源照射食品、材料等表面，具有快速高效、无污染的杀菌效果，从而维持贵方产品的高品质。
　　
特征
1．仅需短时间（秒单位）照射，就能起到杀菌目的
2．连续/批处理方式选择
3．无需加热、药液等处理
4．简单、环保无二次污染^[1]