紫外线消毒与四种化学消毒方法的比较
一、常用灭菌消毒方法
一、常用灭菌消毒方法
1. 蒸汽灭菌：利用高温高压蒸汽的热效应消灭微生物，主要应用在医疗用品和实验室器械的灭菌。
2. 热空气灭菌：利用高温热空气的灭菌效应，通常需要较长的时间，主要应用在器械、玻璃器皿等物品的灭菌。
3. 紫外线消毒：利用紫外线的辐射杀灭细菌，要求环境干燥，通常应用在医院、实验室等场所的空气消毒。
4. 化学消毒：通过化学灭菌剂的作用杀死细菌，消毒剂不同种类、浓度、用途不同所得的效果也不同。
5. 过滤消毒：通过过滤方法将细菌过滤掉，常用于饮用水的消毒。
6. 电离辐射灭菌：利用高能电子束、γ射线等电离辐射对细菌进行杀死，主要应用于医疗器械、食品、药品等领域的消毒。
7. 臭氧消毒：利用臭氧气体的氧化反应杀死细菌，通常应用于污染严重的空气和水体消毒。
常用消毒方法
面，作用至所用消毒剂要求的时间后，再用清水擦洗，去除残留消毒剂，以减 轻可能引起的腐蚀、漂白等损坏作用。 3、注意事项： 不耐湿的物品表面不能用该方法实施消毒处理 擦拭时应防止遗漏 污物可导致消毒剂有效浓度下降，因此表面污物较多，应适时更新消毒液，防止 污物中的病原体对消毒剂溶液的污染。
紫外线消毒法
1、对物体表面的消毒 学校、幼儿园等可采用紫外线直接照射。灯管上方装有反射力强的反射罩，一般
要求安装灯管功率不少于2 W/m2，灯管悬挂高度与照射台面距离1.2～1.5 m， 紫外线照射的有效区域为灯管周围直径的1.5～2.0 m。所用紫外线光源强度高 时可适当减少照射剂量，消毒条件不理想时应适当增加照射剂量。
浸泡消毒法
将待消毒物品全部浸没于消毒剂溶液中进行消毒的处理方法。 1、适用范围:污染的医疗用品、餐饮具、生活用品及衣物等的消毒 2、使用要求： 消毒剂溶液应将物品全部浸没。 对导管类物品，应使官腔内充满消毒剂溶液。 作用至规定时间后，及时取出消毒物品用清水或无菌水清洗，去除残留消毒剂。
化学消毒法常用试剂
2、对室内空气的消毒 一盏30 W紫外线灯管可照射9m2的地面面积，按地面面积大小，可计算出所需紫
外线灯管的功率或盏数。灯管安装于距地面2—2.5 m高处，反射罩向上，照射 室内上层空气，由于空气能自由流动和扩散，可使全室空气都能得到消毒。一 般在室温20～40℃、相对湿度不高于60%时，照射30min即可达到消毒要求。
常用消毒方法
物理方法 煮沸消毒法、紫外线消毒法
消毒方法和消毒用品的使用
消毒方法和消毒用品的
使用
-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
消毒方法和消毒用品的使用
一、消毒方法
1、化学消毒：
通过液体化学试剂杀灭微生物繁殖体或芽胞。
消毒对象：物体表面、空气、污染物品等。
消毒方式：擦洗、熏蒸、浸泡等。
2、物理消毒：
包括压力蒸汽、紫外线、焚烧、HEPA过滤除菌等。
二、消毒用品的使用
1、压力蒸汽灭菌
是最可靠、首选的消毒灭菌方法
适用范围：耐湿热物品的消毒灭菌。
常见类型：下排气式压力蒸汽灭菌器：121℃作用20-30min。
预真空和脉动真空压力蒸汽灭菌器：134℃作用4min。
注意事项：资质、装载、防护、监测、维护。
2、紫外线消毒
可达高水平消毒，使用方便；但由于对人体皮肤黏膜有刺激作用，并产生臭氧，在有人情况下使用受到限制。
适用范围：室内空气消毒、能直接照射到光滑物体表面的消毒。
常见类型：①普通直管型；②高强度紫外线灯；③低臭氧紫外线灯；④高臭氧紫外线消毒灯。
注意事项：安装数量、强度监测、防护措施等。
3、含氯消毒剂
常用含氯消毒剂：次氯酸钠、二氯、三氯等。
常用剂型：粉剂、片剂、液体。
杀菌能力：高水平消毒；1000-5000mg/L浓度。
适用范围：钦用水、餐钦具、果蔬、环境、物表、污水、污物、排泄物、分泌物。
注意事项：密闭干燥保存；消毒后去除残留；使用液不稳定，加盖，有效期；对织物漂白，对金属腐蚀用；操作时应做好个人防护。
2。
常用的消毒方法
常用的消毒方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1常用的消毒方法目前常用的消毒方法主要有：热力消毒和灭菌（湿热）、化学药物消毒和灭菌（含氯消毒剂、环氧乙烷、过氧乙酸、戍二醛、甲醛、乙醇等），以及紫外线消毒和电放辐射灭菌。
现分述如下：一、湿热消毒和灭菌湿热灭菌原理主要是通过凝固菌体蛋白质而杀死微生物。
湿热杀死微生物的能力比干热强，因为湿热消毒可以使菌体蛋白质含水量增加，从而易于被热力所凝固，加速了微生物的死亡。
（一）煮沸消毒煮沸消毒是最早使用的方法之一，其优点是方法简单，应用方便，不需要特殊设施，花费不多而效果可靠。
缺点是消毒物品被浸湿，而且处理后再污染的可能性增多。
煮沸消毒适用于消毒食具、食物、棉织品、金属及玻璃制品等。
当水温达到100℃时细菌繁殖体几乎立刻死亡，通常在水沸腾后再煮5-15分钟即可达到消毒目的。
细菌芽胞抗热能力较强，有些芽胞煮沸数小时才能将其杀灭，因此煮沸消毒一般不能达到灭菌的效果。
煮沸消毒时应注意：1．消毒时间应从水煮沸后算起；2．煮沸过程中不要加入新的消毒物品；3．被消毒物品应全部浸入水中；4．碗盘等不透水物品应垂直放置，以利对流；5．消费物品不应放置过多，一般不应超过容器高的四分之三；6．消毒导热不良的物品时应适当延长煮沸时间。
（二）压力蒸汽灭菌压力蒸汽灭菌是热力灭菌中使用最普遍、效果最可靠的一种方法。
其优点是穿透力强、灭菌效果可靠，能灭杀所有微生物。
穿透力强的原因主要是蒸汽凝结时释放出的潜热和凝聚收缩后产生的负压加速了蒸气对物品的穿透，使物品的深部也能很快达到灭菌所需的温度。
压力蒸汽灭菌的持续时间应从灭菌器内达到要求温度时算起，至灭菌完成时为止。
总时间包括：1．热力穿透时间；2．消毒维持时间，即杀灭微生物所需时间，一般用杀灭嗜热脂肠杆菌芽胞所需时间来表示（在121℃里需12分钟、132℃时需2分钟、115℃需30分钟）；3．安全时间（一般为消毒维持时间的一半）。
简述常用的印模消毒方法
常用的印模消毒方法主要有以下几种：
1. 紫外线消毒法：将印模放入紫外线消毒箱或使用紫外线灯照射进行消毒。
这种方法能够有效地杀灭大部分细菌和病毒，具有高效、环保、安全等优点。
2. 化学消毒法：使用各种化学消毒剂对印模进行浸泡、擦拭或喷雾消毒。
常用的化学消毒剂有漂白粉、酒精、碘伏等。
这种方法也能够有效地杀灭细菌和病毒，但需要注意使用适当的浓度和避免对印模造成腐蚀。
3. 热力消毒法：通过加热的方式对印模进行消毒。
可以将印模放入高温消毒柜或使用热水煮沸进行消毒。
热力消毒法能够杀灭大部分细菌和病毒，同时具有简便、经济等优点。
4. 臭氧消毒法：利用臭氧发生器产生臭氧气体对印模进行消毒。
臭氧是一种强氧化剂，能够有效地杀灭细菌和病毒。
这种方法具有高效、环保等优点，但需要注意臭氧对人体的危害，避免在有人员的环境中使用。
在进行印模消毒时，需要根据实际情况选择合适的消毒方法，并遵循相关的操作规范和注意事项，以确保消毒效果和安全性。
同时，还需要注意避免对印模造成损坏和影响其使用寿命。
有关常用消毒灭菌方法及其主要杀菌机制的叙述
常用消毒灭菌方法及其主要杀菌机制随着人们对健康卫生的重视程度越来越高，消毒灭菌成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
消毒灭菌的目的是杀死或去除细菌、病毒、真菌和其他微生物，以防止疾病的传播和感染的发生。
本文将介绍常用的消毒灭菌方法及其主要杀菌机制。
一、物理消毒灭菌方法1. 高温消毒：高温消毒是指将物品放入高温环境中，通过高温杀死微生物。
高温消毒的主要机制是破坏微生物的蛋白质、核酸、脂肪等结构，使其失去生命活力。
常见的高温消毒方法包括蒸汽消毒、干热消毒和沸水消毒。
2. 紫外线消毒：紫外线消毒是指利用紫外线照射物品，通过紫外线的杀菌作用杀死微生物。
紫外线消毒的主要机制是破坏微生物的DNA分子，使其失去繁殖能力。
常见的紫外线消毒方法包括紫外线灯消毒和紫外线箱消毒。
二、化学消毒灭菌方法1. 氯化物消毒：氯化物消毒是指使用含氯化合物的消毒剂对物品进行消毒。
氯化物消毒的主要机制是氯离子能够破坏微生物的细胞壁和膜，使其失去生命活力。
常见的氯化物消毒剂包括漂白粉、次氯酸钠等。
2. 过氧化氢消毒：过氧化氢消毒是指使用过氧化氢溶液对物品进行消毒。
过氧化氢消毒的主要机制是过氧化氢可以氧化微生物的细胞壁和膜，使其失去生命活力。
常见的过氧化氢消毒剂包括过氧化氢溶液、氧化亚银等。
三、生物消毒灭菌方法1. 生物消毒：生物消毒是指使用一些生物制剂对物品进行消毒。
生物消毒的主要机制是利用生物制剂中的微生物或酶类分解微生物的细胞壁和膜，使其失去生命活力。
常见的生物消毒剂包括酶类消毒剂、微生物消毒剂等。
2. 离子消毒：离子消毒是指使用离子化合物对物品进行消毒。
离子消毒的主要机制是离子能够破坏微生物的细胞壁和膜，使其失去生命活力。
常见的离子消毒剂包括银离子消毒剂、氢氧化铜等。
总之，消毒灭菌是保障人们健康的重要措施。
在选择消毒灭菌方法时，应根据不同的物品和场合选择合适的消毒灭菌方法，以达到最佳的消毒灭菌效果。
污水消毒处理对比
污水消毒处理对比一、引言污水消毒处理是保障人类健康和环境安全的重要环节。
在污水处理过程中，消毒是一项关键步骤，可以有效杀灭病原微生物，防止疾病传播和环境污染。
本文将对几种常见的污水消毒处理方法进行对比，包括氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒。
二、氯消毒1. 原理：氯消毒是通过添加氯化物或氯气到污水中，使其与污水中的有机物发生反应，生成次氯酸和次氯酸盐，从而杀灭病原微生物。
2. 优点：- 成本低：氯是一种常见且廉价的消毒剂，易于获取和使用。
- 杀菌效果好：氯可以有效杀灭多种病原微生物，包括细菌、病毒和寄生虫。
- 消毒效果持久：氯消毒后，可以在水中形成持久的抗菌效果，具有较长的杀菌保护时间。
3. 缺点：- 产生副产物：氯消毒会产生一些副产物，如三卤甲烷和二卤甲烷等，这些物质可能对人体健康造成潜在风险。
- 对部分有机物效果差：氯消毒对一些有机物的消毒效果较差，可能需要较高的氯浓度才能达到理想的消毒效果。
三、紫外线消毒1. 原理：紫外线消毒是通过利用紫外线照射污水，破坏病原微生物的核酸结构，从而达到杀菌的效果。
2. 优点：- 无化学副产物：紫外线消毒不需要添加任何化学消毒剂，不会产生副产物，对环境友好。
- 杀菌效果好：紫外线可以有效杀灭多种病原微生物，包括细菌、病毒和寄生虫。
- 操作简便：紫外线消毒设备操作简单，维护成本低。
3. 缺点：- 适用范围有限：紫外线消毒对于浊度较高的污水和一些抗紫外线的病原微生物效果较差。
- 消毒效果不持久：紫外线消毒后，消毒效果不具有持久性，需要保持连续照射才能保持杀菌效果。
四、臭氧消毒1. 原理：臭氧消毒是通过将臭氧气体注入污水中，利用臭氧的氧化性质破坏病原微生物的细胞结构，达到杀菌的效果。
2. 优点：- 杀菌效果强：臭氧消毒具有很强的氧化性，可以有效杀灭多种病原微生物。
- 消毒速度快：臭氧消毒时间短，消毒速度快。
- 无化学副产物：臭氧消毒不会产生化学副产物，对环境友好。
3. 缺点：- 设备成本高：臭氧消毒设备相对其他消毒方法来说成本较高。
多种消毒方法的选择
多种消毒方法的选择标题：多种消毒方法的选择导语：在当今全球疫情肆虐的背景下，消毒变得尤为重要。
本文将介绍几种常见的消毒方法，并探讨它们的适用场景和优缺点，以帮助读者选择最合适的消毒方式。
一、物理消毒方法1. 高温消毒：高温是一种常见而有效的消毒方法。
通过加热物体至一定温度，可以杀灭绝大多数病原体。
常用的高温消毒方式包括蒸汽消毒和热气消毒。
这些方法适用于耐热物品，如金属器具、陶瓷制品等。
然而，高温消毒对于某些材料和设备可能造成损坏，因此在使用时需谨慎。
2. 紫外线消毒：紫外线具有较强的杀菌能力，被广泛应用于医疗设备、水处理和空气净化等领域。
紫外线消毒无需化学物质，不会产生残留物，因此较为环保。
然而，紫外线对于直接照射范围以外的区域效果较差，且对于有机物和某些病原体的杀灭效果有限。
二、化学消毒方法1. 酒精消毒：酒精是一种常见的消毒剂，具有广谱杀菌作用。
它可以迅速杀灭大部分细菌、病毒和真菌，适用于皮肤和物体表面的消毒。
酒精消毒方便易得，但对于某些病毒和孢子的杀灭效果较差。
2. 漂白粉消毒：漂白粉含有有效的氯化物，可以有效杀灭细菌、病毒和真菌。
它广泛应用于水处理、医疗设备和洗涤消毒等领域。
然而，漂白粉对于某些材料和表面可能产生腐蚀性，使用时需注意稀释比例和时间。
三、其他消毒方法1. 喷雾消毒：喷雾消毒是一种便捷的消毒方式，适用于大面积的消毒需求。
通过将消毒剂喷洒在空气或物体表面，可以快速杀灭病原体。
然而，喷雾消毒可能存在药物残留和呼吸道刺激等问题，使用时需注意安全和适当通风。
2. 氯消毒：氯是一种常用的消毒剂，广泛应用于水处理和公共卫生领域。
氯具有较强的杀菌能力，可以有效杀灭多种病原体。
然而，氯消毒可能产生有害副产物，如致癌物质三卤甲烷等，因此需谨慎使用。
结语：消毒是保护健康的重要环节，选择合适的消毒方法至关重要。
在选择时，应考虑消毒对象、杀菌效果、安全性和环保性等因素，综合权衡后做出决策。
无论是物理消毒还是化学消毒，都应遵循正确的操作方法和注意安全，以确保消毒效果最大化。
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第30卷第12期辽 宁 化 工Vol.30,No.12 2001年12月Liaoning Chemical Industry December,2001紫外线消毒与四种化学消毒方法的比较张立成(沈阳建筑工程学院建筑设计院,辽宁沈阳110016)摘 要: 介绍了四种常用的化学消毒法和紫外线消毒法在应用中的原理及特点,指出紫外线消毒法可能取代传统的化学消毒法并且具有广阔的应用前景。
关 键 词: 紫外线消毒;化学消毒;水处理中图分类号: R187 文献标识码: A 文章编号: 10040935(2001)120533031 前 言消毒方法大体上可以分为物理方法和化学方法两类。
物理方法主要有机械过滤、加热、冷冻、辐射、微电解、紫外线和微波消毒等方法;化学方法主要有氯、二氧化氯、臭氧、氯胺、卤素、金属离子、阴离子表面活性剂及其它杀菌剂等。
化学消毒方法中有关氯、臭氧、二氧化氯以及氯胺的研究及应用最多,近年来由于有关化学消毒副产物的报道的增多和人们对水质标准要求的不断提高,物理消毒方法特别是紫外线消毒引起了专业人士的高度重视。
2 氯消毒氯与水反应时,一般产生 歧化反应,生成次氯酸(HOCl)和盐酸(HCl),其反应方程式为:Cl2+H2O HOCl+H++Cl-氯的灭菌作用主要是次氯酸,因为它是体积很小的中性分子,能扩散到带有负电荷的细菌表面,具有较强的渗透力,能穿透细胞壁进入细菌内部。
氯对细菌的作用是破坏其酶系统,导致细菌死亡。
而氯对病毒的作用,主要是对核酸破坏的致死性作用。
自从20世纪初,氯化法就广泛地应用于水消毒工艺。
目前,氯化法消毒仍是应用最广的化学消毒方法,其主要特点是:(1)处理水量较大时,单位水体的处理费用较低;(2)水体氯消毒后能长时间地保持一定数量的余氯,从而具有持续消毒能力;(3)氯消毒历史较长,经验较多,是一种比较成熟的消毒方法。
但是自从1974年陆克和伯勒分别在荷兰与美国的城市自来水中检出了氯仿等三卤甲烷(THMs)有机物,1976年美国国家癌肿研究所通过对大鼠和小鼠进行口服氯仿实验确定其为致癌物质,人们发现饮用水氯消毒后,水中含有具有致畸、致癌、致突变的THMs等有害消毒副产物[1]。
随着对THMs危害性研究的深入,引起了对其它消毒副产物的研究。
至今已知的消毒副产物已经有500种以上,但是绝大多数的浓度只有微克 升( g L)级,且许多消毒副产物未作进一步的研究。
在大量的消毒副产物中,目前集中研究的只有三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈、卤代酮、卤代醛、卤代酚等20余种,其中对于THMs的致癌性已有共识,其它大部分具有一般毒性,部分具有致突性。
THMs等卤化有机物的产生主要是水体中的有机物与氯作用的结果,而城市生活污水中含有大量的有机物,经氯消毒后,会生成卤化有机物等消毒副产物,随污水进入地面水体,污染水源,并对鱼类等水生生物产生毒害作用。
为了避免有害消毒副产物的产生,采取的主要途径有:(1)预处理去除三卤甲烷前驱物(主要是富里酸和腐殖酸);(2)采用代用消毒剂或消毒收稿日期: 2001 10 29作者简介: 张立成(1972-),男,硕士。
方法,近年来对用臭氧、二氧化氯和氯胺代替氯为消毒剂进行了大量的研究。
3 臭氧消毒臭氧是强氧化剂,臭氧化和氯化一样,既起消毒的作用,也起氧化作用,但是臭氧的消毒能力和氧化性都比氯强,能氧化水中的有机物,并能杀死病毒、芽孢及细菌。
臭氧都是在现场用空气或纯氧通过臭氧发生器制取,产率分别为1%~3%和2%~6%臭氧作为消毒剂的历史几乎和氯一样长, 1906年法国尼斯的水厂首次使用臭氧对饮用水进行消毒,美国的工程师于20世纪70年代初开始用臭氧代替氯消毒污水。
根据目前的研究可以发现:(1)臭氧消毒反应迅速,杀菌效率高,同时能有效地去除水中残留有机物、色、嗅、味等,受PH值、温度的影响很小。
(2)臭氧能够减少水中THMs等卤代烷类消毒副产物的生成量。
(3)臭氧消毒可以降低水中总有机卤化物的浓度。
虽然臭氧消毒本身不产生卤代烷和总有机卤,但是生成的其他消毒副产物如醛、酮、醇等若经氯化,会产生三卤甲烷。
据报道,在世界各种水体中已检测出的有机化合物共有2221种。
臭氧能和多种有机物反应,生成一系列中间产物,大体可分为有机副产物和无机副产物两类[2]。
有机副产物以甲醛为代表,有报道说甲醛是致癌物质。
最受关注的无机副产物是溴酸根,国际癌研究部门(IARC)将溴酸根分类为致癌性2B,即可能致癌物。
因为臭氧在水中的溶解度极小,且易分解、稳定性差,几乎没有残余消毒能力,所以普遍将臭氧与其它消毒剂联合使用作为控制THMs等有害消毒副产物的优选方法。
据1982年的报道,全世界采用臭氧化处理的水厂在1100座以上,其中用臭氧做唯一消毒剂的,除欧洲有少数外,美国和加拿大仅各有一座,其它都辅以氯或氯胺消毒,以保证水中的剩余消毒剂。
另外由于臭氧稳定性差容易分解为氧气,故不能瓶装贮存和运输,必须现场制备及时使用,设备投资大,电耗大,成本较高;运行管理比较复杂。
4 二氧化氯消毒二氧化氯也是一种强氧化剂,其氧化能力是氯的25倍,消毒能力仅次于臭氧,高于氯。
1944年,美国的尼亚加拉大瀑布水厂为消除藻类繁殖所产生的气味,率先采用二氧化氯消毒饮用水获得成功。
20世纪70年代逐渐作为常用消毒剂,欧美许多国家将二氧化氯用于各种水处理。
试验表明,二氧化氯在控制THMs的形成和减少总有机卤方面,与氯相比具有优越性,二氧化氯与水中的腐殖酸和富里酸等腐殖质都不会生成THMs,即使在饮水消毒过程中,投加少量的二氧化氯,也能有效地抑制THMs的生成。
二氧化氯是广谱型消毒剂,对水中的病原微生物包括病毒、芽孢、真菌、致病菌及肉毒杆菌均有很高的灭活效果,有剩余消毒能力,二氧化氯对孢子和病毒的灭活作用均比氯有效,并且在高pH值与含氨的水中灭菌效果不受影响。
另外,二氧化氯去除水中的色度、嗅、味的能力也较强。
制备二氧化氯的起始原料有氯酸钠或亚氯酸钠,具体选用取决于二氧化氯的使用量。
在水处理领域,二氧化氯的使用量一般不大,一般都由亚氯酸钠与氯反应制备,其反应式为:2NaClO2+Cl22Cl O2+2NaCl因亚氯酸钠不能贮存,必须现场制取及时使用,且亚氯酸钠价格昂贵,成本较高。
当反应不完全时,自由性氯同样会与有机物反应,有可能生成THMs。
加入到水中的二氧化氯有50%~70%转变为ClO2-和ClO3-,很多实验表明ClO2-和ClO3-对红细胞有损害[3],可引起高铁血红蛋白血症,对碘的吸收代谢有干扰,还会使血液胆固醇升高。
5 氯胺消毒氯胺消毒比氯消毒有以下三个优点[4]:(1)减少了消毒过程中THMs的产量;(2)可以维持较长时间,能有效地控制水中残余细菌繁殖;(3)避免游离性余氯过高时产生的臭味。
氯胺消毒一般是先加氨,充分混合后再加氯。
若先加氯后加氨,则难以控制产生THMs的浓度。
另外,如果加氯很久后才加氨,就会变成以自由性余氯为主要消毒剂,氯胺为辅助消毒剂的情况。
氯胺消毒的缺点是:需要较长的接触时间;由于需加氨从而使操作复杂。
氯胺的杀菌效果差,不宜单独作为饮用水的消毒剂使用。
但若将其与氯结合使用,既可534辽 宁 化 工 2001年12月以保证消毒效果,又可以减少三卤甲烷的产生,且可以在延长配水管网中的作用时间。
上述水处理中常用的四种消毒剂中,臭氧的杀菌能力最高,但是臭氧本身极易分解,消毒无持久性;二氧化氯既有相当强的杀菌能力,又具有相当好的持久性;氯对细菌有很强的灭活能力,但对病毒的灭活能力差,对芽孢无灭活能力;氯胺虽然持久性最强,但杀菌作用不如氯,一般不作单一的消毒剂。
研究表明:在pH6~9时,四种消毒剂灭活效率的优先次序为:臭氧>二氧化氯>氯>氯胺;而稳定性的优先次序则为:氯胺>二氧化氯>氯>臭氧。
6 紫外线消毒虽然传统的化学消毒方法在给水和污水处理中被普遍采用,但是由于向水中投加化学消毒剂或多或少会产生有害的消毒副产物,广大水处理界的人士把目光集中到紫外线消毒法上。
根据生物效应的不同,将紫外线按照波长划分为四个部分[5]:A波段(UV-A),又称为黑斑效应紫外线,波长范围为400~320nm;B波段(UV-B),又称为红斑效应紫外线,波长范围为320~ 275nm;C波段(UV-C),又称为灭菌紫外线,波长范围为275~200nm;D波段(UV-D),又称为真空紫外线,波长范围为200~10nm。
水消毒主要采用的是C波段紫外线,即C波段紫外线会使细菌、病毒、芽孢以及其它病原菌的DNA丧失活性,从而破坏它们的复制和传播疾病的能力。
大量的研究和实验证明,紫外线对水的消毒灭菌主要是通过紫外线对微生物的辐射,生物体内的核酸吸收了紫外线的光能,损伤和破坏了核酸的功能使微生物致死,从而达到消毒的目的。
生命科学揭示了核酸是一切生命体的最基本物质和生命基础。
核酸是一种生物高分子化合物,是由许多个不同的核苷酸通过磷酸二脂键连接而成。
核酸根据组成的不同,分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类,其共同点是由磷酸二酯键按嘌呤与嘧啶碱基配对的原则而连接起来的多核苷酸链。
核酸存在于一切生物的细胞内,对生物的新陈代谢、遗传、变异等生命过程起着决定性作用。
微生物受到了紫外线辐射,吸收了紫外线的能量,实际是核酸吸收了紫外线的能量。
DNA和RNA对紫外线的吸收光谱范围为240 ~280nm,对波长260nm的吸收达到最大值。
紫外线能够改变DNA和RNA中的含氮杂环,以导致形成新的键结分子。
紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等[6]。
二聚体的形成破坏了嘧啶与嘌呤的正常配对,改变了DNA的生物学活性,使微生物自身不能复制,这就是微生物最重要的紫外线损伤,也是致死性损伤。
大量研究证实,嘧啶二聚体的增加与细菌死亡率有直接的正比关系。
紫外线一般由传统的低压汞灯制取,但是现在也有一些地方使用高强度低压汞灯和中压汞灯,对于脉冲紫外灯也有大量的研究文献。
不论哪一种紫外灯都是基于相同的物理现象,由荧光灯内汞等离子区放电时释放出电磁射线。
紫外线消毒法由自身的工艺原理决定其与化学消毒法相比具有如下缺点:紫外线的灭菌作用只在其辐照期间有效,所以被处理的水一旦离开消毒器就不具有残余的消毒能力,容易遭受二次污染,并且既使一个细菌未被灭活而进入后续系统,就无法阻止其粘附在下游管道表面并繁衍后代;只有吸收紫外线的微生物才会被灭活,因此对于悬浮固体很多水质较差的水例如污水,由于悬浮固体可以庇护微生物使其免遭伤害,消毒效果很难保证;细菌细胞在紫外线消毒器中并没有被去除,而是被转变为发热原,被杀死的微生物和其它污染物一道成为生存下来的细菌的食物。
但是紫外线消毒法同时具有很多化学法无法替代的优点:在一些产业中例如水产养殖和食品工业等,不需要化学消毒剂的持续性,否则会由于化学药剂的影响造成水生物死亡、食品中产生嗅味等副作用,况且氯化消毒会形成三卤甲烷等有害的消毒副产物;在一些生物技术例如发酵中,需要对水进行消毒后接种工艺需要的菌种,这样持续性的消毒效果显然是不需要的;在循环水系统中,经常使用氯消毒会造成腐蚀问题,例如游泳池,还有在石油开采的地下水回灌中,如果采用化学药剂消毒,细菌容易产生抗药性而在土壤中继续繁殖从而堵塞地层,形成二次污染。