Ⅰ 紫外线的应用和作用
根据生物效应的不同，将紫外线按照波长划分为四个波段:
UVA波段，波长320～400nm，又称为长波黑斑效应紫外线 。它有很强的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的长波紫外线有超过98%能穿透臭氧层和云层到达地球表面，UVA可以直达肌肤的真皮层，破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维，将我们的皮肤晒黑。360nm波长的UVA紫外线符合昆虫类的趋光性反应曲线，可制作诱虫灯。300-420nm波长的UVA紫外线可透过完全截止可见光的特殊着色玻璃灯管，仅辐射出以365nm为中心的近紫外光，可用于矿石鉴定、舞台装饰、验钞等场所。09年10月德、意科学家发现【虾青素】能有效地消除【紫外线UVA】对皮肤细胞的伤害 。
UVB波段，波长275～320nm，又称为中波红斑效应紫外线。中等穿透力，它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收，日光中含有的中波紫外线大部分被臭氧层所吸收，只有不足2%能到达地球表面，在夏天和午后会特别强烈。UVB紫外线对人体具有红斑作用，能促进体内矿物质代谢和维生素D的形成，但长期或过量照射会令皮肤晒黑，并引起红肿脱皮。紫外线保健灯、植物生长灯发出的就是使用特殊透紫玻璃（不透过254nm以下的光）和峰值在300nm附近的荧光粉制成。 UVC波段，波长200～275nm，又称为短波灭菌紫外线。它的穿透能力最弱，无法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外线几乎被臭氧层完全吸收。短波紫外线对人体的伤害很大，短时间照射即可灼伤皮肤，长期或高强度照射还会造成皮肤癌。紫外线杀菌灯发出的就是UVC短波紫外线。
UVD波段，波长100～200nm，又称为真空紫外线。
紫外线的应用
紫外线应用方面如下： 化学：涂料固化，颜料固化，光刻 生物学：灭菌 仪器分析：矿石，药物，食品分析 应用：人体保健照射，诱杀害虫，油烟氧化，光触酶（二氧化钛）
化学－光化学
不饱和聚酯紫外线固化涂料 优点： ●干燥固化时间很短 ●没有挥发性溶剂，无公害 ●不需加热固化 ●涂料不用密封保存
生物－灭菌
细菌中的脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸（RNA）和核蛋白的吸收紫外线的最强峰在254～257nm。 细菌吸收紫外线后，引起DNA链断裂，造成核酸和蛋白的交联破裂，杀灭核酸的生物活性，致细菌死亡。 优点：快速 二次污染 紫外线对常见细菌病毒的杀菌效率（辐射强度：30000μW/cm2） 细菌种类 杀灭对象 秒（S）
细菌类 炭疽杆菌 0.3
破伤风杆菌 0.3
痢疾杆菌 1.5
大肠杆菌 0.4
葡萄球菌属 1.3
结核杆菌 0.4
病毒 流感病毒 0.3
脊髓灰质炎病毒 0.8
乙肝病毒 0.8
嗜菌胞病毒 0.2
霉菌孢子 黑曲霉 0.3-6.7
毛霉菌属 4.6
青霉菌属 0.9-3.0
水藻类 兰绿藻 10-40
线虫卵 3.4
绿藻 1.2
原生动物类 4.0-6.7
鱼类病 白斑病 2.7
感染性胰坏死 4
病毒性出血病 1.6
环境卫生中的应用
[1] 杀菌、脱臭的原理 波长200～290nm的紫外线能穿透细菌、病毒的细胞膜，给核酸（DNA）以损伤，使细胞失去繁殖能力，达到快速杀菌的效果。波长200nm以下的短波长紫外线能分解O2分子，生成的O*与O2结合产生臭氧O3。紫外线和臭氧具有强的氧化分解包括恶臭在内的有机分子的能力，UV/O3并用的相乘作用在空气净化处理中发挥强大威力。 [2] 杀菌、脱臭、净化的历史 紫外线杀菌灯
早在1878年人类就发现了太阳光中的紫外线具有杀菌消毒作用。1901年和1906年人类先后发明了水银光弧这一人造紫外光源和传递紫外光性能较好的石英材质灯管，法国马赛一家自来水厂很快在1910年首次使用紫外线消毒工艺。人类对紫外线消毒技术在城市污水处理中的应用则始于20世纪60年代中叶，并于70年代到80年代初对紫外线消毒在城市污水处理中的应用进行了大量早期的研究，这主要是由于当时人们已认识到被广泛使用的加氯消毒工艺中的余氯对受纳水体中的鱼类等生物有毒，而且发现并确认了氯消毒等化学消毒方法会产生如三卤甲烷(THMs)等致癌、致基因畸变的副产物。这些发现促使人类寻求一种更好的消毒方法。 加拿大安大略省水资源委员会于1965年和1969年对紫外线消毒技术应用于城市污水处理以及对受纳水体的影响进行了研究和评估。其他加拿大研究人员对紫外线消毒的效果、技术可行性、影响效果的水质因素、对受纳水体中鱼类的影响、消毒副产物以及与加氯消毒技术经济比较进行了大量先驱性的研究工作。这些研究结果表明，紫外线污水消毒技术可行，可达到和加氯相同甚至更好的消毒效果，对受纳水体中生物无毒副作用，不产生消毒副产物。以上研究为推动紫外线消毒在城市污水处理中的应用奠定了基础。 1982年加拿大某公司发明了世界上第一套明渠式安装的紫外线消毒系统2000，并引进了模块化紫外线消毒系统概念，即紫外线系统可由若干独立的紫外灯模块组成，且水流靠重力流动，不需要泵、管道以及阀门。系统维护可对单个模块进行，且紫外灯模块可轻易地从明渠中直接取出进行维护检修，维护时系统无需停机，可继续运行消毒，因而无需备用设备，如果需要对明渠进行清理也很方便。模块化明渠式消毒装置大大降低了紫外线污水消毒的成本并使得系统维护简单方便。同时，当污水处理厂在扩建或改造时，只需适当增加紫外灯模块的数量，而无需添购整套系统，可以节省设备投资，使用起来非常灵活。这一发明得到了污水处理厂的欢迎，大大推动了紫外线消毒技术在城市污水消毒处理中的应用。目前在世界各地已经有3000多家城市污水处理厂安装使用了紫外线污水消毒系统，其中95％以上的系统采用了明渠式模块化紫外线系统的创意。这些污水消毒系统规模小的每天处理几千m3，大的每天处理上百万m3。 表面处理中的应用 [1] 高功率紫外线光源在表面清洗处理中的应用 近年，由于大功率超高功率低气压UV放电管开发的进展，以及随着微电子等产品的超微细化，在微电子、超精密器件等产品的制造过程中，由短波长紫外线及其产生的臭氧对其产品的表面进行超精密清洗或改善其表面的接着性、附着性的干式光表面处理技术的实用化进展得很快。现在，需要提高成品率的半导体器件、液晶表示元件、光学制品等制造中，紫外线UV和O3臭氧并用的干式光表面处理技术已成不可缺少的技术手段。作为氟里昂的替代技术，光表面清洗技术将逐渐取代湿式的传统技术。 本公司的国内首先开发的高功率与超高功率低气压UV放电管发出的具有代表性的紫外线是253.7nm及184.9nm，光子能量分别为472KJ/mol和647KJ/mol，能切断绝大多数的分子结合。UV照射固体表面后，表面的污染物有机分子结合被强的光能切断、氧化，而后被分解成CO2和H2O等易挥发性物质，最终挥发消失。表面被清洗后的其清洁度极高，能把膜状的油污清洗到单分子层以下。 特点： ○大气中处理，简单方便，环保无二次污染，无需加热、药液等处理。 ○清洁度极高，单分子层以下，可以得到从来处理方法难以想象的清洁度、接着性 ○国内独有的超高出力短波长紫外线光源，仅需短时间（秒单位）照射，发挥强大的处理能力，从实验室进入实用。 ○不对材料的表面产生损伤。 ○相对于湿式清洗或等离子清洗成本低。 ○没有液体表面张力的影响，超微细部的清洗容易。 [2] 高功率紫外线光源在表面改性处理中的应用 一般工业或高科技领域使用的一些材料具有非常高的性能，对环境也非常的有好处，但这些材料的接着性、印涂性等一般都非常差。本公司提供的短波长紫外线（UV）表面清洗、表面改性技术，用清洁的高能紫外线光源，对上述材料进行处理后可得到极其清洁的表面和强力的表面接着性。 改性的基本的反应就是UV引起的氧化反应。UV照射固体表面后，表面的污染物被氧化，而后被分解成CO2和H2O等易挥发性物质，最终挥发消失。并且表面形成有利表面接着的如OH，COO，CO，COOH等亲水性原子团，被改性的表面接着性得到飞跃性地提高。 UV光源技术的进步保证了UV/O3表面改性技术充分发挥其突出的优越性。UV/O3表面改性技术因能处理得到极高的清洁度与表面接着性，在固体表面处理中越来越得到广泛的应用。 特点 ○大气中处理，简单、方便、环保，无二次污染，无需加热、药液等处理。 ○清洁度极高，单分子层以下，从来处理方法难以想象的接着性可以得到。 ○国内独有超高出力短波长紫外线光源，仅需短时间（秒单位）照射，发挥强大的处理能力，从研究用进入量产用。 ○对绝大多数塑料成型品照射有效，适用性广。 ○可避免大量消耗药液、热能等，运行成本低。 [3] 紫外线UV固化技术 UV固化技术是用UV光线（主要波长365nm，特殊场合254nm）照射在含有光重合性预聚体、光重合性单体、光开始剂的涂料、接着剂或油墨等UV硬化树脂后，以秒单位快速硬化、干燥的技术。而通常的热干燥法、2液混合法中的重合反应法对树脂的干燥普通需要数分到数小时。 UV固化树脂的3特征： ○工艺加工时间大大缩短。大多的情况下，以秒单位快速固化。 ○UV固化树脂是单一液剂，不必和溶剂等混合，UV照射前不会硬化，可修正操作。 ○比较传统的热处理法，固化时间短，不会引起产品的变质变色，作业温度低，操作容易。 [4] 紫外线在表面杀菌中的应用 传统的杀菌方法一般是利用加热、加药等手段，但这些处理方法所花时间长，可能对处理对象产生不利的变化，对环境也会产生二次污染。用照射紫外线进行杀菌可完全避免以上问题。波长200～290nm的紫外线能穿透细菌、病毒的细胞膜，给核酸（DNA）以损伤，使细胞失去繁殖能力，达到快速杀菌的效果。 UV表面杀菌装置广泛应用于食品、电子、半导体、液晶显示器、等离子电视、水晶振动子、精密器件、化工、医学、保健、生物、饮料、农业…等等广泛领域。UV光源照射食品、材料等表面，具有快速高效、无污染的杀菌效果，从而维持贵方产品的高品质。 特征 1．仅需短时间（秒单位）照射，就能起到杀菌目的 2．连续/批处理方式选择 3．无需加热、药液等处理 4．简单、环保无二次污染
一定强度和波长的紫外线，照射物质（部分物质需要加入荧光染料）时，会物质元素发出荧光(光致发光)，根据荧光的颜色，即可判断出该元素的含量。如铅，汞等重金属，农药残留物等都可用此种方法检测。日光灯就是利用这种原理。
黑光灯（紫外线灯）诱虫
大部分昆虫的复眼对365nm紫外线特别敏感，在晚上，点燃一只紫外线灯，对昆虫来说犹如光明世界一样。
人体保健照射
280～320nm的紫外线称为保健紫外线。 照射皮肤后，使皮肤内的7－脱氢麦角胆固醇，转化为维生素D3和D2，防止佝偻病和职业病（矿工等）。 市面已有保健型紫外线灯供应。
油烟氧化－光解氧化技术
用紫外光来改变其油脂的分子链，同时这种紫外光与空气中的氧反应后产生臭氧，将油脂分子冷燃生成二氧化碳和水，油烟中的有机物被光解氧化，异味也随之消除。
光触酶（二氧化钛）
在建筑材料或家用电器材料表面加入（或涂覆）少量的纳米级二氧化钛粉末，在使用过程中，可以吸附挥发性有机物VOC （如甲醛、苯，甲苯、乙醇、氯仿等 ），用紫外线照射后可分解这些有机物。