作者简介：李梦凯，中国科学院生态环境研究中心副研究员，长期从事紫外消毒及高级氧化技术的原理及应用研究。主持国家自然科学基金、国际合作交流、美国国家地理、中科院等项目，发表SCI论文近40篇，获国际紫外线协会（IUVA）“UV Young Professional Award”和“UV Product Innovation Award”、美国普渡大学Edward M. Curtis访问教授奖、IWA-首创水星奖前沿科学类一等奖等。
导语：紫外消毒已有很长的历史。1903年丹麦人Niels Finsen基于光杀灭细菌原理，提出现代光疗法而获得了诺贝尔生理与医学奖，之后百年，光（紫外线）消毒多次在人类急性传染病防治中发挥了重要作用，如上世纪90年代北美“两虫”事件、2003年中国的SARS和2012年中东的MERS等。近期国内新型冠状病毒（2019-nCoV）疫情严重，紫外线具有对病毒的高效杀灭能力，已成为人们控制疫情传播、保障生命安全的一种重要手段。
1紫外消毒原理
紫外线按波长范围分为A波段（315～400 nm）、B波段（280～315 nm）、C波段（200～280 nm）和真空紫外线（100～200 nm），通常C波段紫外线用于消毒。在受到C波段紫外线照射后，微生物内部核酸[核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）]吸收紫外光子能量，导致其碱基对发生聚合并阻止蛋白质合成，使得微生物不能繁殖，从而达到消毒的目的。
紫外消毒是一种纯物理作用，与传统的氯、二氧化氯、臭氧、过氧乙酸等化学消毒剂相比，具有以下优点：
1）紫外消毒无残余消毒剂且不产生有毒副产物，避免对环境的二次污染和对被消毒物体的氧化腐蚀。
2）紫外消毒设备安装维修简便，运行可靠且成本低。传统的氯、二氧化氯、臭氧、过氧乙酸等化学消毒剂属于剧毒、易燃、易爆或强腐蚀性物质，其生产、运输、储藏和使用有严格、特殊的安全要求。
3）紫外消毒广谱高效，对于绝大多数致病原生动物、细菌、病毒等均能高效杀灭，40 mJ/cm2的辐射剂量（一般低压汞灯照射一米距离内、1分钟内可达该剂量）即可杀灭99.99%的致病微生物。
但与其它技术一样，紫外消毒也有其缺点：
1）紫外线直线传播，穿透性较差，无法像化学消毒剂一样随空气或水流扩散至复杂结构的各个部位，从而限制了紫外线的应用。
2）紫外消毒过程中，如果辐射剂量不足，一部分失活的微生物会发生复活现象。因此，紫外消毒需要保证达到要求的辐射剂量。
紫外消毒的广谱高效性意味着其对病毒也具有很好的杀灭效果。研究表明，紫外线对甲肝、乙肝、脊髓灰质炎、轮状、冠状、杯状等病毒均具有很高的杀灭效率，目前仅发现腺病毒（adenovirus）和传染性鱼胰脏坏死病毒（infectious pancreatic necrosis）需要常规辐射剂量的5倍才能达到灭活效果。本次流行的2019-nCoV与SARS和MERS病毒同属于冠状病毒。国家疾控中心SARS研究团队的结果表明，紫外辐射可将SARS病毒的感染性完全消除。美国爱荷华大学研究发现，紫外辐射5分钟可灭活空气中的MERS病毒达99.999%以上。美国德克萨斯健康医学中心的研究表明，冠状病毒较其他病毒具有更高的紫外敏感性（7～10倍），而病毒气溶胶并不能对其内的病毒提供保护，说明紫外线是一种非常有效的病毒气溶胶的消毒手段。目前，《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第五版）》也提出2019-nCoV病毒对紫外线和热敏感。
2正确使用紫外线杀灭致病微生物
2.1 消毒用紫外灯
紫外消毒的核心是紫外灯，消毒常用的紫外灯包括低压汞灯、低压高强汞灯（汞齐灯）、中压汞灯和低于280 nm的紫外发光二极管（UV-LED）。低压高强汞灯和中压汞灯常用于饮用水、污水的消毒，而低压汞灯常用于空气消毒。低压汞灯和低压高强汞灯分为有臭氧型和无臭氧型两种。有臭氧型可发射254 nm和185 nm两种紫外线：254 nm（C波段紫外线）可直接用于消毒；185 nm紫外线可与空气中的氧气反应生成臭氧，虽然增加了臭氧消毒的额外效果，但使用时需特别注意臭氧对人体的伤害和被消毒物品的氧化腐蚀。无臭氧型仅发射254 nm紫外线，是常用的紫外消毒光源。此外，UV-LED具有体积微小、环保（无汞）、微生物灭活效率高等优势，随着其生产技术日益成熟，不久的将来有望在各类空气、水紫外消毒设备，特别是家用产品中发挥重要作用。
2.2 紫外消毒设备的安装和使用
紫外线传播遵循光学原理，简单而言其辐射强度随着与光源距离的增加而降低。城市饮用水厂和污水厂的紫外消毒设备，通常由专业公司进行安装和调试。对于空气中消毒，其设备安装时应咨询专业人员，合理确定安装位置和消毒时间，以保证待消毒空间内各个位置均能达到要求的消毒剂量；在缺乏专业意见的情况下，需严格按照产品说明书进行，通常30分钟辐照时间能达到一个较为安全的微生物杀灭效果。
紫外消毒的效果受到紫外灯寿命（通常低压汞灯为8000小时，中压汞灯为2000～4000小时，需定期更换）、灯管表面污染（需定期清洗）和传播介质紫外线透过率的影响。因此，紫外消毒设备建议配装紫外传感器，监测设备运行状况，保障消毒安全。
2.3 紫外线在饮用水和污水消毒中的使用
饮用水：历史上乃至当代多次传染病都是通过饮用水进行传播的。本次疫情期间，饮用水的微生物安全性应引起高度重视。美国环保署（EPA）、欧盟及我国国家标准基于不同致病微生物的灭活试验，均规定饮用水紫外消毒剂量为40 mJ/cm2。我国目前在北京、上海、天津、济南等地约20多个城市饮用水厂建有符合国标的紫外消毒设施，并与氯（或氯胺）联用形成多重消毒屏障。此外，我国很多城市居民小区的二次供水中配装有紫外消毒设备，而多种家用净水器中也包含紫外消毒模块，但这些安装于管网末端的紫外消毒设备并非由国家统一管理，需注意辐射剂量的监测、灯管的定期更换（1～2年）和石英套管垢层的定期清洗（清洗频率视水质情况而定）。
污水：2003年的SARS疫情让我国城市污水厂消毒得到极大重视。随后十多年内，我国超过半数的城市污水厂建成紫外消毒设施，用以杀灭出水中的致病微生物，保障水环境安全和人体健康。在本次疫情期间，这些紫外消毒设备的运行、维护和监管还需进一步加强，保证辐射剂量达到国标要求（20 mJ/cm2）。此外，各医院及临时医院的医疗污水中可能含有大量传染性强的病毒，在使用紫外消毒时需注意污水的紫外线穿透率和流量的周期性变化，采用足够保守的消毒剂量。
2.4 紫外线在空气消毒中的使用
密闭空间消毒：目前已发现2019-nCoV的传播可能包括飞沫传播、接触传播和气溶胶传播。其中病毒飞沫传播和病毒气溶胶传播使得密闭空间的消毒至关重要，如室内（公共空间、家庭、病房等）、电梯、公共运输（飞机、列车、公交、地铁等）、私家车等。紫外消毒由于其安全、简便、可控、可靠等优势成为密闭空间消毒的重要选择，使用时通常选用无臭氧型紫外灯，安装于空气循环系统或直接在无人条件下辐射消毒。
可能携带病原体的物品消毒：如衣物、器具、电梯按键、门把手等。据央视新闻报道，2019-nCoV在适宜环境下可存活5天。由于紫外线直线传播，需注意紫外灯应照射到所有需要消毒物体的表面，并需注意操作人员的防护。
3紫外线的安全防护
紫外线在杀灭致病微生物的同时，对人体眼睛和皮肤具有较大的伤害，国内曾出现多起误开紫外消毒灯伤人的事件。因此在紫外消毒时，应避免紫外线直接照射到人体（如在无人条件下使用、或佩戴紫外线防护镜并遮挡裸露皮肤）。有臭氧型紫外灯需特别注意通风，避免生成的臭氧伤害人体。
4小结与建议
紫外消毒对绝大多数致病微生物[包括本次新型冠状病毒（2019-nCoV）]均有广谱高效的杀灭作用。与传统的化学消毒剂相比，紫外消毒具有无二次污染、操作安全可靠、微生物灭活效率高等优点，可在本次疫情控制上获得重要应用。
对于饮用水和污水的紫外消毒，建议目前通过降低单一模块流量、开启备用模块等方式获得足够保守的消毒剂量，或增加其他消毒剂（如氯）的投加量，形成多屏障消毒。
对于空气中的紫外消毒，建议在专业人士的指导下使用。在家用且缺乏专业意见的情况下：1）选用低压汞灯（波长254 nm），A和B波段紫外灯（用于医疗康复、治疗皮肤病、黄疸等）无消毒效果；2）严格按照使用说明书，并考虑病毒在环境中因遮挡而不能被紫外线杀灭的问题，需让被消毒物品各表面轮流暴露在紫外线下；3）通常采用30 min辐照时间；4）注意安全防护，避免紫外线直接照射到眼睛和裸露皮肤，使用有臭氧型紫外灯时需注意通风。
编辑：丁彩娟
制作：文 凯
审核：李德强
