紫外線消毒的生物學(xué)原理

 

紫外線位于X射線和可見(jiàn)光之間,，在物理學(xué)上一般將紫外線分為真空紫外線區(qū)(<190nm),、遠(yuǎn)紫外區(qū)(190-300nm)和近紫外區(qū)(300-400nm)；按其生物學(xué)作用的差異,，紫外線可分為UV-A(320-400nm),、UV-B(275-320nm)、UV-C(200-275nm)和真空紫外線部分,。水處理中實(shí)際上是使用紫外線的UV-C部分,，在該波段中260nm 附近已被證實(shí)是殺菌效率最高的紫外線[3]。

紫外線滅菌的原理是基于核酸對(duì)紫外線的吸收,。紫外殺菌本質(zhì)上是一個(gè)光化學(xué)過(guò)程,，每一粒波長(zhǎng)253.7nm的紫外線光子具有4.9eV的能量，紫外光子必須被吸收才具有活性,。核酸是一切生命體的基本物質(zhì)和生命基礎(chǔ),，核酸分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)兩大類(lèi)，其共同點(diǎn)是由磷酸二脂鍵按嘌呤與嘧啶堿基配對(duì)的原則而連接起來(lái)的多核苷酸鏈,。當(dāng)微生物體受到紫外線照射時(shí),，會(huì)吸收紫外線的能量，從而引起DNA的損傷,，最常見(jiàn)的兩種損傷形式為環(huán)丁烷嘧啶二聚體(cyclobutane pyrimidine dimmer,CPD)和嘧啶-嘧啶酮光產(chǎn)物(pyrimidine pyrimidonephotoproducts, PP),。當(dāng)DNA受到紫外線照射后，相鄰的嘧啶堿基共價(jià)交聯(lián)形成環(huán)丁烷四圓環(huán),，使兩個(gè)堿基的5,、6位雙鍵飽和，成CPD,。嘧啶-嘧啶酮光產(chǎn)物是通過(guò)5嘧啶的5和6位碳原子或3嘧啶的4位碳原子和位于4位碳的氧原子或亞氨基異構(gòu)體間形成的二氧乙烷或氮雜丁烷4圓環(huán)而形成的,，這些都是比較穩(wěn)定的化學(xué)鍵,，從而阻止了DNA的復(fù)制[4,5]；另一方面,，在紫外線的照射下可以產(chǎn)生自由基引起光電離,，造成微生物不能復(fù)制繁殖，就會(huì)自然死亡或被人體免疫系統(tǒng)消滅,，不會(huì)對(duì)人體造成危害,，從而達(dá)到消毒的目的。