紫外線詳解
紫外線詳解
概述
拼音：zǐ wài xià
注音：ㄗˇ ㄨㄞˋ ㄒㄧㄢˋ
別名：紫外線輻射、電磁輻射紫外線
英文：
紫外線是電磁波譜中波長從0.01~0.40微米輻射的總稱，不能引起人們的視覺。電磁譜中波長0.01~0.04微米輻射，既可見光紫端到X射線間的輻射。
1801年德國物理學(xué)家里特發(fā)現(xiàn)在日光光譜的紫端外側(cè)一段能夠使含有溴化銀的照相底片感光，因而發(fā)現(xiàn)了紫外線的存在。
自然界的主要紫外線光源是太陽。太陽光透過大氣層時(shí)波長短于290×10-9米的紫外線為大氣層中的臭氧吸收掉。人工的紫外線光源有多種氣體的電弧（如低壓汞弧、高壓汞弧），紫外線有化學(xué)作用能使照相底片感光，熒光作用強(qiáng)，日光燈、各種熒光燈和農(nóng)業(yè)上用來誘殺害蟲的黑光燈都是用紫外線激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光的。紫外線還可以防偽。紫外線還有生理作用，能殺菌、消毒、治療皮膚病和軟骨病等。紫外線的粒子性較強(qiáng)，能使各種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)。
紫外線的分類
紫外線根據(jù)波長分為：近紫外線UVA，遠(yuǎn)紫外線UVB和超短紫外線[1]UVC。紫外線對人體皮膚的滲透程度是不同的。紫外線的波長愈短，對人類皮膚危害越大。短波紫外線可穿過真皮，中波則可進(jìn)入真皮。
一、紫外線的不同波段
人類對自然環(huán)境破壞的日益加重，使人們對太陽逐漸恐懼起來。有此人類為防止太陽光線對肌膚造成傷害所進(jìn)行的研究也成為永恒課題。讓我們先來了解一下紫外線的相關(guān)知識。
紫外線是位于日光高能區(qū)的不可見光線。依據(jù)紫外線自身波長的不同，可將紫外線分為三個區(qū)域。即短波紫外線、中波紫外線和長波紫外線。
短波紫外線：簡稱UVC。是波長200NM－280NM的紫外光線。短波紫外線在經(jīng)過地球表面同溫層時(shí)被臭氧層吸收。不能達(dá)到地球表面，對人體產(chǎn)生重要作用。因此，對短波紫外線應(yīng)引起足夠的重視。
中波紫外線：簡稱UVB。是波長280NM－320NM的紫外線。中波紫外線對人體皮膚有一定的生理作用。此類紫外線的極大部分被皮膚表皮所吸收，不能在滲入皮膚內(nèi)部。但由于其階能較高，對皮膚可產(chǎn)生強(qiáng)烈的光損傷，被照射部位真皮血管擴(kuò)張，皮膚可出現(xiàn)紅腫、水泡等癥狀。長久照射皮膚會出現(xiàn)紅斑、炎癥、皮膚老化，嚴(yán)重者可引起皮膚癌。中波紫外線又被稱作紫外線的曬傷（紅）段，是應(yīng)重點(diǎn)預(yù)防的紫外線波段。
長波紫外線：簡稱UVA。是波長320NM－400NM的紫外線。長波紫外線對衣物和人體皮膚的穿透性遠(yuǎn)比中波紫外線要強(qiáng)，可達(dá)到真皮深處，并可對表皮部位的黑色素起作用，從而引起皮膚黑色素沉著，使皮膚變黑，起到了防御紫外線，保護(hù)皮膚的作用。因而長波紫外線也被稱做“曬黑段”。長波紫外線雖不會引起皮膚急性炎癥，但對皮膚的作用緩慢，可長期積累，是導(dǎo)致皮膚老化和嚴(yán)重?fù)p害的原因之一。
由此可見，防止紫外線照射給人體造成的皮膚傷害，主要是防止紫外線UVB的照射；而防止UVA紫外線，則是為了避免皮膚曬黑。在歐美，人們認(rèn)為皮膚黝黑是健美的象征，所以反而在化妝品中要添加曬黑劑，而不考慮對長波紫外線的防護(hù)。近年來這種觀點(diǎn)已有改變，由于認(rèn)識到長波紫外線對人體可能產(chǎn)生的長期的嚴(yán)重?fù)p害，所以人們開始加強(qiáng)對長波紫外線的防護(hù)。
二、陽光的分類
1、太陽光線分為X線、X光、紫外線、可視光線、紅外線等五種，其中到達(dá)地球表面的光線為紫外線A，B，可視光線及紅外線，但對人體最有影響、最有害的是紫外線，它的簡稱為UV。
2、紫外線的特點(diǎn)
（1）優(yōu)點(diǎn)：A、消毒殺菌；B、促進(jìn)骨骼發(fā)育；C、對血色有益；D、偶爾可以治療某些皮膚�。籈紫外線照射直接影響人體維生素D的合成，不照紫外線就沒有足量的維生素
（2）缺點(diǎn)：A、使皮膚老化產(chǎn)生皺紋；B、產(chǎn)生斑點(diǎn)；C、造成皮膚炎；D、造成皮膚癌
紫外線的應(yīng)用
紫外線應(yīng)用方面如下：
化學(xué)：涂料固化，顏料固化，光刻
生物學(xué)：滅菌
儀器分析：礦石，藥物，食品分析
應(yīng)用：人體保健照射，誘殺害蟲，油煙氧化，光觸酶（二氧化鈦）
★化學(xué)－光化學(xué)
不飽和聚酯紫外線固化涂料
優(yōu)點(diǎn)：
●干燥固化時(shí)間很短
●沒有揮發(fā)性溶劑，無公害
●不需加熱固化
●涂料不用密封保存
★生物－滅菌
細(xì)菌中的脫氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）和核蛋白的吸收紫外線的最強(qiáng)峰在254～257nm。
細(xì)菌吸收紫外線后，引起DNA鏈斷裂，造成核酸和蛋白的交聯(lián)破裂，殺滅核酸的生物活性，致細(xì)菌死亡。
優(yōu)點(diǎn)：快速
二次污染
紫外線對常見細(xì)菌病毒的殺菌效率（輻射強(qiáng)度：30000μW/cm2）
細(xì)菌種類殺滅對象秒（S）
細(xì)菌類炭疽桿菌
破傷風(fēng)桿菌
痢疾桿菌
大腸桿菌
葡萄球菌屬
結(jié)核桿菌
病毒流感病毒
脊髓灰質(zhì)炎病毒
乙肝病毒
嗜菌胞病毒
霉菌孢子黑曲霉
毛霉菌屬
青霉菌屬
水藻類蘭綠藻
線蟲卵
綠藻
原生動物類
魚類病白斑病
感染性胰壞死
病毒性出血病
環(huán)境衛(wèi)生中的應(yīng)用
[1] 殺菌、脫臭的原理
波長200～290nm的紫外線能穿透細(xì)菌、病毒的細(xì)胞膜，給核酸（DNA）以損傷，使細(xì)胞失去繁殖能力，達(dá)到快速殺菌的效果。波長200nm以下的短波長紫外線能分解O2分子，生成的O*與O2結(jié)合產(chǎn)生臭氧O3。紫外線和臭氧具有強(qiáng)的氧化分解包括惡臭在內(nèi)的有機(jī)分子的能力， UV/O3并用的相乘作用在空氣凈化處理中發(fā)揮強(qiáng)大威力。
[2] 殺菌、脫臭、凈化的特點(diǎn)
○設(shè)定時(shí)鐘控制器晝夜兩種類型放電管切換，充分考慮臭氧對人體的影響，做到安全運(yùn)行。
○臭氧殺死或分解室內(nèi)微生物、甲基硫醇、硫化氫、二甲硫等惡臭成分，創(chuàng)造快適的室內(nèi)空間。
○蟑螂、老鼠等散布各種細(xì)菌，這類小動物對臭氧非常敏感，聞到臭氧感覺危險(xiǎn)就不再進(jìn)入。
○裝置內(nèi)送風(fēng)機(jī)將臭氧放出，到達(dá)室內(nèi)的各個角落，達(dá)到快速有效殺菌、除臭目的。
○對所有菌種有效，不產(chǎn)生抗藥性。UV發(fā)生法產(chǎn)生的臭氧不含有NOX極其安全。
○強(qiáng)力的殺菌效果，提高產(chǎn)品的品質(zhì)與食品等的保存期，符合HACCP精神。
○設(shè)置簡單，維護(hù)方便，只需更換消耗的放電管， 運(yùn)行成本低。
表面處理中的應(yīng)用
[1] 高功率紫外線光源在表面清洗處理中的應(yīng)用
近年，由于大功率超高功率低氣壓UV放電管開發(fā)的進(jìn)展，以及隨著微電子等產(chǎn)品的超微細(xì)化，在微電子、超精密器件等產(chǎn)品的制造過程中，由短波長紫外線及其產(chǎn)生的臭氧對其產(chǎn)品的表面進(jìn)行超精密清洗或改善其表面的接著性、附著性的干式光表面處理技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)展得很快�，F(xiàn)在，需要提高成品率的半導(dǎo)體器件、液晶表示元件、光學(xué)制品等制造中，紫外線UV和O3臭氧并用的干式光表面處理技術(shù)已成不可缺少的技術(shù)手段。作為氟里昂的替代技術(shù)，光表面清洗技術(shù)將逐漸取代濕式的傳統(tǒng)技術(shù)。
本公司的國內(nèi)首先開發(fā)的高功率與超高功率低氣壓UV放電管發(fā)出的具有代表性的紫外線是253.7nm及184.9nm，光子能量分別為472 KJ/mol和647KJ/mol，能切斷絕大多數(shù)的分子結(jié)合。UV照射固體表面后，表面的污染物有機(jī)分子結(jié)合被強(qiáng)的光能切斷、氧化，而后被分解成CO2和H2O等易揮發(fā)性物質(zhì)，最終揮發(fā)消失。表面被清洗后的其清潔度極高，能把膜狀的油污清洗到單分子層以下。
特點(diǎn)：
○大氣中處理，簡單方便，環(huán)保無二次污染，無需加熱、藥液等處理。
○清潔度極高，單分子層以下，可以得到從來處理方法難以想象的清潔度、接著性
○國內(nèi)獨(dú)有的超高出力短波長紫外線光源，僅需短時(shí)間（秒單位）照射，發(fā)揮強(qiáng)大的處理能力，從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用。
○不對材料的表面產(chǎn)生損傷。
○相對于濕式清洗或等離子清洗成本低。
○沒有液體表面張力的影響，超微細(xì)部的清洗容易。
[2] 高功率紫外線光源在表面改性處理中的應(yīng)用
一般工業(yè)或高科技領(lǐng)域使用的一些材料具有非常高的性能，對環(huán)境也非常的有好處，但這些材料的接著性、印涂性等一般都非常差。本公司提供的短波長紫外線（UV）表面清洗、表面改性技術(shù)，用清潔的高能紫外線光源，對上述材料進(jìn)行處理后可得到極其清潔的表面和強(qiáng)力的表面接著性。
改性的基本的反應(yīng)就是UV引起的氧化反應(yīng)。UV照射固體表面后，表面的污染物被氧化，而后被分解成CO2和H2O等易揮發(fā)性物質(zhì)，最終揮發(fā)消失。并且表面形成有利表面接著的如OH，COO，CO，COOH等親水性原子團(tuán)，被改性的表面接著性得到飛躍性地提高。
UV光源技術(shù)的進(jìn)步保證了UV/O3表面改性技術(shù)充分發(fā)揮其突出的優(yōu)越性。UV/O3表面改性技術(shù)因能處理得到極高的清潔度與表面接著性，在固體表面處理中越來越得到廣泛的應(yīng)用。
特點(diǎn)
○大氣中處理，簡單、方便、環(huán)保，無二次污染，無需加熱、藥液等處理。
○清潔度極高，單分子層以下，從來處理方法難以想象的接著性可以得到。
○國內(nèi)獨(dú)有超高出力短波長紫外線光源，僅需短時(shí)間（秒單位）照射，發(fā)揮強(qiáng)大的處理能力，從研究用進(jìn)入量產(chǎn)用。
○對絕大多數(shù)塑料成型品照射有效，適用性廣。
○可避免大量消耗藥液、熱能等，運(yùn)行成本低。
[3] 紫外線UV固化技術(shù)
UV固化技術(shù)是用UV光線（主要波長365nm，特殊場合254nm）照射在含有光重合性預(yù)聚體、光重合性單體、光開始劑的涂料、接著劑或油墨等UV硬化樹脂后，以秒單位快速硬化、干燥的技術(shù)。而通常的熱干燥法、2液混合法中的重合反應(yīng)法對樹脂的干燥普通需要數(shù)分到數(shù)小時(shí)。
UV固化樹脂的3特征：
○工藝加工時(shí)間大大縮短。大多的情況下，以秒單位快速固化。
○UV固化樹脂是單一液劑，不必和溶劑等混合，UV照射前不會硬化，可修正操作。
○比較傳統(tǒng)的熱處理法，固化時(shí)間短，不會引起產(chǎn)品的變質(zhì)變色，作業(yè)溫度低，操作容易。
[4] 紫外線在表面殺菌中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的殺菌方法一般是利用加熱、加藥等手段，但這些處理方法所花時(shí)間長，可能對處理對象產(chǎn)生不利的變化，對環(huán)境也會產(chǎn)生二次污染。用照射紫外線進(jìn)行殺菌可完全避免以上問題。波長200～290nm的紫外線能穿透細(xì)菌、病毒的細(xì)胞膜，給核酸（DNA）以損傷，使細(xì)胞失去繁殖能力，達(dá)到快速殺菌的效果。
UV表面殺菌裝置廣泛應(yīng)用于食品、電子、半導(dǎo)體、液晶顯示器、等離子電視、水晶振動子、精密器件、化工、醫(yī)學(xué)、保健、生物、飲料、農(nóng)業(yè)…等等廣泛領(lǐng)域。UV光源照射食品、材料等表面，具有快速高效、無污染的殺菌效果，從而維持貴方產(chǎn)品的高品質(zhì)。
特征
1.僅需短時(shí)間（秒單位）照射，就能起到殺菌目的
2.連續(xù)/批處理方式選擇
3.無需加熱、藥液等處理
4.簡單、環(huán)保無二次污染
紫外線的危害
紫外線強(qiáng)烈作用于皮膚時(shí)，可發(fā)生光照性皮炎，皮膚上出現(xiàn)紅斑、癢、水皰、水腫等；嚴(yán)重的還可引起皮膚癌。
紫外線作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，可出現(xiàn)頭痛、頭暈、體溫升高等。作用于眼部，可引起結(jié)膜炎、角膜炎，稱為光照性眼炎，還有可能誘發(fā)白內(nèi)障，在焊接過程中產(chǎn)生的紫外線會使焊工患上電光性眼炎（可以治愈）。
雖然紫外線在一年四季都存在，冬季太陽光顯得比較溫和且北方多霧，但紫外線僅僅比夏天弱約20%，仍然會對人體皮膚和眼睛等部位造成很大危害，所以冬季仍需避免紫外線照射。長期紫外線照射最易造成皮膚產(chǎn)生各種色斑。所以，即使是在寒冷的冬天，戶外活動時(shí)也應(yīng)涂抹隔離霜或防曬霜。當(dāng)然，SPF指數(shù)在15就足夠了。 如果是外出進(jìn)行滑雪運(yùn)動或在雪地里長時(shí)間停留時(shí)，最好還是戴上護(hù)眼鏡，以防止紫外線和雪地強(qiáng)白光對眼睛的刺激。
近年來，大量化學(xué)物質(zhì)破壞了大氣層中的臭氧層，破壞了這道保護(hù)人類健康的天然屏障。據(jù)國家氣象中心提供的報(bào)告顯示，1979年以來中國大氣臭氧層總量逐年減少，在20年間臭氧層減少了14％。而臭氧層每遞減1％，皮膚癌的發(fā)病率就會上升3％。目前，北京市氣象局發(fā)布了北京市的紫外線指數(shù)，以幫助人們適當(dāng)預(yù)防紫外線輻射。
北京市氣象局提醒人們當(dāng)紫外線為最弱（0–2級）時(shí)對人體無太大影響，外出時(shí)戴上太陽帽即可；紫外線達(dá)到3–級時(shí)，外出時(shí)除戴上太陽帽外還需備太陽鏡，并在身上涂上防曬霜，以避免皮膚受到太陽輻射的危害；當(dāng)紫外線強(qiáng)度達(dá)到5–6級時(shí)，外出時(shí)必須在陰涼處行走；紫外線達(dá)7–9級時(shí)，在上午10時(shí)至下午4時(shí)這段時(shí)間最好不要到沙灘場地上曬太陽；當(dāng)紫外線指數(shù)大于等于10時(shí)，應(yīng)盡量避免外出，因?yàn)榇藭r(shí)的紫外線輻射極具有傷害性。
儀器分析
一定強(qiáng)度和波長的紫外線，照射物質(zhì)（部分物質(zhì)需要加入熒光染料）時(shí)，會物質(zhì)元素發(fā)出熒光（光致發(fā)光），根據(jù)熒光的顏色，即可判斷出該元素的含量。如鉛，汞等重金屬，農(nóng)藥殘留物等都可用此種方法檢測。日光燈就是利用這種原理。
★黑光燈（紫外線燈）誘蟲
大部分昆蟲的復(fù)眼對365nm紫外線特別敏感，在晚上，點(diǎn)燃一只紫外線燈，對昆蟲來說猶如光明世界一樣。
★人體保健照射
280～320nm的紫外線稱為保健紫外線。
照射皮膚后，使皮膚內(nèi)的7－脫氫麥角膽固醇，轉(zhuǎn)化為維生素D3和D2，防止佝僂病和職業(yè)病（礦工等）。
市面已有保健型紫外線燈供應(yīng)。
★油煙氧化－光解氧化技術(shù)
用紫外光來改變其油脂的分子鏈，同時(shí)這種紫外光與空氣中的氧反應(yīng)后產(chǎn)生臭氧，將油脂分子冷燃生成二氧化碳和水，油煙中的有機(jī)物被光解氧化，異味也隨之消除。
★光觸酶（二氧化鈦）
在建筑材料或家用電器材料表面加入（或涂覆）少量的納米級二氧化鈦粉末，在使用過程中，可以吸附揮發(fā)性有機(jī)物VOC （如甲醛、苯，甲苯、乙醇、氯仿等 ），用紫外線照射后可分解這些有機(jī)物。
阻隔紫外線5種水果
夏天不光天氣炎熱，強(qiáng)烈的陽光也會給你帶來“麻煩”，不光容易被曬黑，如果暴露的時(shí)間長了，還容易被曬傷。專家發(fā)現(xiàn)，除了使用一些防曬手段以外，對食品“講究”一些，也能讓陽光的“副作用”減少很多。
番茄：這是最好的防曬食物。番茄富含抗氧化劑番茄紅素，每天攝入16毫克番茄紅素可將曬傷的危險(xiǎn)系數(shù)下降40%。熟番茄比生吃效果更好。同時(shí)吃一些土豆或者胡蘿卜會更有效，其中的β胡蘿卜素能有效阻擋UV。
西瓜：西瓜含水量在水果中是首屈一指的，所以特別適合補(bǔ)充人體水分的損失。此外，它還含有多種具有皮膚生理活性的氨基酸，易被皮膚吸收，對面部皮膚的滋潤、營養(yǎng)、防曬、增白效果較好。
檸檬：含有豐富維生素C的檸檬能夠促進(jìn)新陳代謝、延緩衰老現(xiàn)象、美白淡斑、收細(xì)毛孔、軟化角質(zhì)層及令肌膚有光澤。據(jù)研究，檸檬能降低皮膚癌發(fā)病率，每周只要一勺左右的檸檬汁即可將皮膚癌的發(fā)病率下降30%。
橙子：橙子中含豐富的維生素C、維生素P，能增強(qiáng)機(jī)體抵抗力，增加毛細(xì)血管的彈性，降低血中膽固醇，可防治高血壓、動脈硬化，確保夏日里的身體健康。
獼猴桃：獼猴桃含有Vc、VE、VK等多種維生素，屬營養(yǎng)和膳食纖維豐富的低脂肪食品，對減肥健美、美容有獨(dú)特的功效。獼猴桃含有抗氧化物質(zhì)，能夠增強(qiáng)人體的自我免疫功能。
夏季紫外線防止指南
紫外線強(qiáng)度分為5級：1級最弱，通常表現(xiàn)為下雨；2級較弱，通常表現(xiàn)為陰天；3級中等，通常表現(xiàn)為多云，偶爾能從云中看見一點(diǎn)太陽；4級較強(qiáng)，通常表現(xiàn)為晴天；5級最強(qiáng)，通常表現(xiàn)為天氣特別晴朗。4月到9月是紫外線照射最強(qiáng)的季節(jié)；上午10點(diǎn)至下午2點(diǎn)是紫外線照射最強(qiáng)的時(shí)段；正午是紫外線照射高峰。
夏季如何防紫外線
1.遠(yuǎn)離強(qiáng)紫外線。正午的時(shí)候，請遠(yuǎn)遠(yuǎn)離開太陽的籠罩，每天早上10點(diǎn)到下午2點(diǎn)，太陽所發(fā)出的紫外線被大氣層過濾掉的比率最小，所以紫外線的強(qiáng)度是一天當(dāng)中最強(qiáng)的。因此，不管是學(xué)校老師或是家長，在替小朋友規(guī)劃戶外活動時(shí)，最好能夠避開這段時(shí)間，大人也應(yīng)該少在這一段時(shí)間外出。
2.選擇防曬霜的SPF值和PA。一般夏天的早晚、陰雨天，SPF指數(shù)低于8的產(chǎn)品即可；中等強(qiáng)度陽光照射下，指數(shù)達(dá)8至15較好；在強(qiáng)烈陽光直射下，指數(shù)應(yīng)大于15。除了SPF指數(shù)，還要注重能阻擋肌膚曬黑的PA，一般選擇PA++就可以。
3.正確使用防曬霜。出門前十分鐘涂抹防曬霜，并達(dá)到每平方厘米2毫克的涂抹量，效果最好。使用防曬霜前先清潔皮膚；如果是干性皮膚，適當(dāng)抹一點(diǎn)潤膚液。涂防曬霜時(shí)，不要忽略了脖子、下巴、耳朵等部位。在陽光猛、暴曬時(shí)間長的日子里，每兩個小時(shí)補(bǔ)擦一次防曬霜。即使做好了防曬措施，但如果陽光很強(qiáng)烈，夜里最好還要使用曬后護(hù)理品。
4.穿戴要講究。外出時(shí)穿著可以防御紫外線的衣物，最好穿著淺色的棉、麻質(zhì)地服裝。不管是何種質(zhì)地，只要紗織細(xì)密，達(dá)到一定厚度，就可以遮擋紫外線。選擇寬沿帽，除了可以保護(hù)臉部，還可一并將耳朵和后面的脖子部位遮蔽。給自己選擇一款具有能防紫外線功能的墨鏡。墨鏡以中性玻璃、灰色鏡片最佳，過深的墨鏡反而容易讓眼睛接受更多的紫外線，不是正確的選擇。
5.兒童也要防曬。如果你的孩子未滿6個月，最好的辦法是夏天不要讓他直接暴露在太陽下。如果確實(shí)需要外出，最好穿戴上適合的衣服和帽子，并且使用遮陽傘。6個月以后，就可以全身涂防曬霜了，陽光容易曬到的部位如耳朵、鼻子、頸背和肩膀要多涂一些。
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