紫外线是人的眼睛所不能感受到的短波射线。紫外线的波长范围约为4 000-1 000 A°,介于可见光的紫光与X射线之间。
太阳光辐射主要集中在红外光和可见光的波长上,约占太阳光辐射的99%以上。紫外线只是太阳光辐射的很少一部分,而且,紫外线在穿越地球大气层时要损失掉一部分,只有很少的紫外线到达地表。到达地表的紫外线强度还受到诸多因素的影响,一日之中,中午12点到下午2点时紫外线强度最大;冬季和多云天气紫外线强度大大减弱;海拔高度高的高原和高山,紫外线辐射强度大于平原地区。
紫外线有着很重要的生物学效应:
1 色素沉着作用
波长3 000~4 000A°的紫外线,可以使人的皮肤细胞中的黑色素原(二氧二苯氨及其同族),通过氧化酶的作用,转变成黑色素,发生色素沉着作用。常在室外工作的人皮肤呈古铜色;生活在高原上的人,由于受到较强的紫外线辐射,皮肤显得较黑,这些都是色素沉着作用的例证。
色素沉着作用是人体对光刺激的一种防御反应。被色素吸收的光能变成热能后,使汗液分泌增加,增强局部散热,保护皮肤不致过热;同时,色素还可防止短波射线深入内部组织,避免内部组织受害。
2 红斑效应
紫外线照射还可使照射部位的皮肤发生潮红现象,叫红斑或晒斑。这是由于较强的紫外线辐射破坏了表皮细胞,放出组织胺和类组织胺刺激神经末悄,通过反射作用引起皮肤表面血管扩张,通透性增加,结果皮肤发红,水肿。
3 抗佝偻病作用
紫外线辐射与维生素D的产生有密切关系。皮肤和皮下组织中的麦角固醇的7-脱氢胆固醇在紫外线作用下形成维生素D2和D3。维生素D能促进人和动物对Ca、P的吸收利用,以利骨骼组织正常发育。
动物的皮肤、毛衣和羽毛上面的油脂,经过照射后可以转变为维生素D而使动物获得抗软骨病能力。我们常见到哺乳动物用舌舐毛皮、鸟类用喙整理羽毛,籍此,这些动物得到了抗软骨病的维生素D。
4 杀菌、诱变作用
生物体内的DNA可以吸收波长为2 600A°左右的紫外线。受紫外线的影啊,DNA分子中的相邻的嘧啶碱基可形成二聚体,例如胸腺嘧啶聚(如图示)。这些嘧啶二聚体使DNA的双螺旋两条链中的氢键减弱,使结构变形,严重地抑制了受辐射DNA的复制和转录,进而引起核蛋白变性,甚至凝固,致使细菌死亡,因而紫外线有着较强的杀菌能力。不仅如此,紫外线对真菌、放线菌、病毒和一些生物的卵都有一定的杀灭效果。
紫外线对DNA的上述影响,可以通过细胞的修复机制对DNA进行一定程度的修复。如1949年Kelner首先发现的光复活现象,用大剂量紫外线照射放线菌时,如把受到辐射的放线菌与强烈的可见光接触,就能显着地增加存活菌株的数量。后来的研究表明,进行光复活的菌株能产生一种酶,这种酶被光激活后,可以使嘧啶二聚体分开,从而修复受紫外线辐射而损伤的DNA。但是,不论是光复活或是其他修复机制对DNA的修复都是有条件的,而且不一定是百分之百的修复。如果修复未能发生或者在修复中又造成了新的错误,这些影响就会引起下一步复制的错误而产生突变,这就是紫外线辐射能诱发突变的主要原因。
过量的短波紫外线会导致皮肤癌等恶性癌变的发生。大气层中的臭氧层能有效地阻止3 000 A°以下的紫外线到达地表,为地球上的人类和生物提供了有效的保护屏障。但是,这种保护屏障目前正受到人类自身越来越严重的削弱,由于氯氟烃类物质在生产和生活中的大量使用,大大削弱了臭氧层,致使地球的两极上空已出现了两个大的臭氧空洞。
紫外线对生物还有许多其他方面的影响。研究表明,长波紫外线可刺激体液及细胞的免疫活性,从而加强机体的免疫反应。紫外线还有促进生物氧化过程,加速创伤愈合的作用。昆虫可以感知紫外线的存在,并且对紫外线有趋向性,一般认为紫外线是昆虫新陈代谢所必需的。
紫外线杀菌器的工作特点及维护与保养
紫外线杀菌器工作特点:
消毒速度快,工作效率高,不改变水的物理化学性质,不增加水的嗅味,不象其他消毒方法在水中投加消毒剂,会产生二次污染物质。该装置操作简单,管理方便,减轻工人的体力劳动,有利于安全生产。通过紫外线对水中微生物体进行一定时的照射,细菌或病毒中维持生命的主要构成成份核蛋白中的核酸分子,因大量吸收紫外线就会发生变性,从而破坏了其生理活性,使其吸收的能量达到致死量,细菌便大量地死亡。紫外线杀菌效率与其波长有关,一般能量在波长为250—260nm范围内的紫外线杀菌效率最高。其杀菌后的水质均可达到国家规定的生活饮用水卫生标准。
紫外线杀菌器的维护与保养
(1)定期检查,确保紫外灯的正常运行。
(2)连续使用9000小时或一年之后,应更换紫外线灯管,以确保高杀菌率。请特别注意紫外线应持续在开的状态,因反复的开、关会严重影响灯管的使用年限。
(3)更换紫外线灯管时,先将灯管电源插座拔掉,拿出紫外线灯管。更换新的灯管时,注意勿以手指触及新灯管的石英玻璃,因为污点会影响杀菌灯光,同时小心地将灯管放入不锈钢杀菌器内
(4)如果水中有硬度(钙或镁)物质、铁或锰,那幺石英管需要定期清洗。清洗石英管后应戴上专用塑胶手套将石英管小心地装入反应器,装完密封圈要检查有无漏水现象,插上电源,确使侦测灯稳定发光。
注:
紫外线对细菌有强大的杀伤力,对人体同样有一定的伤害,人体最易受伤的部位是眼睛之眼角膜,因此在任何时候都不可用眼睛直视点亮着的灯管,以免受伤,万一必须要看时,应用普通玻璃(戴眼镜)或透光塑胶片,作为防护面罩。千万勿错用石英玻璃,因为普通玻璃对紫外线几乎完全无法透过的。一旦受伤,不必惊慌,面部灼伤,几天后表皮脱落,不治而愈。眼睛受伤会红肿、流泪、刺痛,约三、四天才能痊愈。不论如何,一遇到伤害,仍然建议立即至医生处求诊。
紫外线杀菌器最佳使用条件
(1)水温:5℃~50℃;使用环境温度:-5℃~50℃;周围相对湿度:不大于93%(温度25℃时)
(2) 电压:交流电220V±10V,50Hz。
(3)饮用水:进入处理设备的水质其1cm的透射率(T254):95%~100%;在原水质低于国家饮用水标准时(如:色度高于15度、浊度高于5度、含铁量高于0.3毫克/升),先采用其他净化和过滤等方法,使其净化达标后用紫外C水质处理设备净化。
(4)养殖用水:经过砂滤或其它处理过滤后的淡水、海水。
(5)污水:根据杀菌要求,进入处理设备的水质其1cm的透射率(T254):≥40%;其它要求满足国家《污水综合排放标准》GB8978-1996中的二级标准。
(6)需要处理的水,如水质不能达到上述要求,应先经过适当的前处理,如絮凝、沉淀、过滤等方法,以除去水中各种杂质。