2020年的鼠年春節(jié)因為新型冠狀病毒的肆虐，注定將成為全國人民最刻骨銘心的一個春節(jié)。截止3月22日，新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）的感染者已累計確診1億多人，累計死亡2900多人。新冠疫情讓“消毒”成為高頻詞匯，75%濃度的酒精、84消毒液、免洗洗手液等消毒方式一次次被提及。
在國家衛(wèi)健委發(fā)布的《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案（試行第五版）》中提到“病毒對紫外線和熱敏感”，紫外線殺菌消毒也因此一躍成為當(dāng)前的熱點(diǎn)。紫外殺菌消毒在過去往往只是作為醫(yī)院等特殊場景的殺菌消毒方式，廣大消費(fèi)者對紫外殺菌消毒還比較陌生。
那么，紫外線是如何殺死細(xì)菌和病毒的？紫外殺菌消毒有什么特點(diǎn)？有哪些注意事項？深紫外LED為何被稱為殺菌消毒神器？各國對于這一產(chǎn)業(yè)的布局情況如何？本文就將為讀者揭開深紫外LED的神秘面紗。
一、 紫外殺菌消毒的原理
紫外殺菌近期已經(jīng)有很多文章進(jìn)行了科普，這里還是重申三點(diǎn)：
第一，紫外線按照波長劃分，可以分為UVA長波紫外線（波長范圍315–400 nm）、UVB中波紫外線（波長范圍280 – 315 nm）、UVC短波紫外線（波長范圍200 – 280 nm）以及VUV真空紫外線（波長范圍10 – 200 nm）。其中UVA長波紫外線也經(jīng)常被稱為近紫外線，UVC短波紫外線經(jīng)常被稱為深紫外線。
第二，紫外線是一種誘變劑，在特定的波長范圍（主要是UVC）以及足夠高的劑量下，紫外線能夠引起細(xì)菌和病毒等微生物細(xì)胞中的DNA或RNA相鄰嘧啶分子間形成異常的化學(xué)鍵，阻礙DNA或RNA的復(fù)制，從而造成微生物細(xì)胞死亡。深紫外LED即通過發(fā)出UVC波長的深紫外線達(dá)到殺菌消毒的效果。
第三，非典時期中國疾病預(yù)防控制中心的研究人員發(fā)現(xiàn)，使用強(qiáng)度大于90uW/cm2的深紫外線照射冠狀病毒60分鐘，可以滅殺SARS病毒。新型冠狀病毒和SARS病毒類似，同屬于單股正鏈RNA病毒，因此理論上科學(xué)合理地使用紫外線可以有效滅殺新型冠狀病毒。
二、 紫外殺菌消毒的特點(diǎn)
紫外殺菌消毒主要有以下幾個特點(diǎn)：
（1） 殺菌消毒效率高：美國食品藥品監(jiān)督管理局衛(wèi)生評估與研究中心研究表明，在特征波長254nm、輻射強(qiáng)度4016uW/cm2的紫外光源照射下，SARS病毒在6分鐘后滅殺率可達(dá)到99.99%。相比于加熱消毒在75攝氏度下需要45分鐘才能滅殺SARS病毒，紫外殺菌消毒的效率要高出許多。
（2） 殺菌廣譜性：由于紫外線是直接對細(xì)菌和病毒的DNA和RNA起作用，因此在目前所有的殺菌消毒方式中，紫外線殺菌消毒的廣譜性最高，對幾乎所有細(xì)菌和病毒都能高效率滅殺。
（3） 無二次污染：常用的次氯酸鈉消毒液對環(huán)境有危害，會造成水體污染，其所釋放出的游離氯有可能引起中毒。相比之下，紫外線可以致使細(xì)菌和病毒直接死亡，沒有其它化學(xué)污染物產(chǎn)生。但要注意盡量避免使用波長小于243nm的紫外線而產(chǎn)生臭氧。
三、 紫外LED的優(yōu)勢
目前用于殺菌消毒的紫外光源主要有兩種：傳統(tǒng)汞燈和深紫外LED。相比于傳統(tǒng)汞燈的諸多缺點(diǎn)，深紫外LED具有明顯的政策優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢。
傳統(tǒng)汞燈的缺點(diǎn)：
（1） 外形笨重，尺寸較大，并配有高壓電。
（2） 啟動時間長，無法做到即開即用。
（3） 易碎，使用壽命短，高達(dá)90%的使用壽命消耗在頻繁的開關(guān)階段。
（4） 劇毒，破裂后會造成汞泄漏，污染環(huán)境，嚴(yán)重危害人體健康。
深紫外LED的政策優(yōu)勢：全球128個國家簽署的《聯(lián)合國水俁公約》已于2017年8月在中國正式生效，條約明令各國從2020年起禁止生產(chǎn)及進(jìn)出口各種含有汞的制品，傳統(tǒng)汞燈將被禁止生產(chǎn)和銷售。我國政府先后頒布了《中國嚴(yán)格限制的有毒化學(xué)品名錄》和《優(yōu)先控制化學(xué)品名錄（第一批）》等系列政策文件，對汞的管控提出明確要求。作為傳統(tǒng)汞加工制造和汞污染大國，中國政府積極踐行《水俁公約》要求。雖然，用于固化和殺菌的紫外汞燈還不在今年主要管制之列，但是從長遠(yuǎn)來看，正如在通用照明領(lǐng)域LED替代傳統(tǒng)光源是必然趨勢，作為綠色環(huán)保的新型紫外固態(tài)光源的深紫外LED，將是傳統(tǒng)紫外光源–汞燈的唯一替代選擇。而隨著《水俁公約》的生效以及深紫外LED自身技術(shù)不斷進(jìn)步，深紫外LED將迎來其產(chǎn)業(yè)規(guī)模的快速增長。
深紫外LED的技術(shù)優(yōu)勢：在各種不同的殺菌消毒方式中，只有深紫外LED同時具備節(jié)約能源、即開即用、節(jié)省空間、免除維護(hù)、無毒無害、壽命長、無刺激性氣味等優(yōu)異特性。相比于其它殺菌消毒方式，深紫外LED具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。
四、 新冠肺炎疫情對紫外LED產(chǎn)業(yè)的影響
細(xì)菌和病毒存在于人類生活的各個角落，但是只要不引起嚴(yán)重的健康問題，人們對殺菌消毒的關(guān)注并不多，甚至還有人抱持著“不干不凈，吃了沒病”的不健康的生活理念。再加之紫外線和細(xì)菌都是看不見摸不著的，消費(fèi)者對于紫外線殺菌消毒的效果很難有直觀的感受。因此在此次疫情發(fā)生之前，深紫外LED的市場推廣一直面臨比較大的困難。
此次疫情極大地提高了人們對紫外殺菌消毒的認(rèn)知，對深紫外LED的市場培育起到了促進(jìn)作用。一旦終端消費(fèi)市場被打開，必將自下而上帶動整條深紫外LED產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。而隨著產(chǎn)業(yè)鏈的共同進(jìn)步，深紫外LED的性價比將不斷得到提升，從而進(jìn)一步推動終端應(yīng)用市場的滲透，形成一個良性循環(huán)。
目前，由于深紫外LED的性價比與傳統(tǒng)汞燈相比尚不具有顯著的優(yōu)勢，大部分中低功率的深紫外LED主要被應(yīng)用于普通消費(fèi)市場的表面殺菌等場景。在對光功率要求較高的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，目前暫時仍然是汞燈的天下。深紫外LED和汞燈在未來一段時間內(nèi)將以互補(bǔ)的形式共同存在。但隨著深紫外LED的性價比不斷提升，相信在不久的將來深紫外LED將完成對汞燈從互補(bǔ)到替代，從替代到超越的華麗轉(zhuǎn)身，甚至還將開創(chuàng)出屬于自己的全新應(yīng)用領(lǐng)域。
當(dāng)然，任何一項強(qiáng)大的新技術(shù)都有其利弊，使用得當(dāng)則造福人類。遇到問題，我們不可矯枉過正，更不能因噎廢食。我們能做的就是盡可能最大限度地提高正面效應(yīng)，讓好的技術(shù)更好地為全人類服務(wù)。
