紫外消毒产品在公共卫生防疫中的应用（一）

消毒产品作为公共卫生防疫的重要组成部分，可以有效降低病毒的传播，从而保证消费者的安全。卫生部将消毒产品主要分为三大类，主要包括消毒剂（粉剂消毒剂、片剂消毒剂、液体消毒剂、喷雾剂消毒剂等）、消毒器械（环氧乙烷灭菌器、等离子体灭菌器、臭氧消毒柜、电热消毒柜、经典空气消毒机、紫外线杀菌灯、紫外线消毒器、甲醛消毒器、二氧化氯发生器等）、卫生用品。
 

紫外线杀菌消毒产品属于消毒器械类，紫外杀菌消毒产品包括紫外空气消毒器、上层平射紫外线空气消毒器、紫外水消毒器、紫外物表消毒器等。

 

紫外空气消毒器是以紫外线中心波长为253.7nm的紫外线杀菌灯、过滤器和风机位元件的紫外线空气消毒器，其过滤器和风机不具有杀菌因子的作用。其工作原理是超静离心风机将密闭房间中的部分污浊空气吸入机器内部；通过(粗效+中效+活性炭+光触媒)复合过滤网将空气中的大小尘埃滤除；通过安装在过滤网进风面的超强紫外线灯对流动空气中的细菌进行杀灭；将已滤除尘埃和已杀灭细菌的洁净空气送回到房间，洁净空气快速循环流动从而空气净化和杀菌的目的。

 

上层平射紫外线空气消毒器内设有紫外线灯管及聚能平射装置，消毒器安装于墙壁上端（高度2.1米以上），在房间上部形成平射层，在无循环风的情况下利用室内空气自然对流，杀灭空气中漂浮弥散的病毒和细菌，适用于传染性高的病房、手术室、ICU病房等重点消毒空间。

 

紫外线水消毒器是以253.7mm紫外线为主要光谱，对生活饮用水、养殖用水、泳池水等进行消毒的设备，其杀菌效果取决于紫外线的强度（照射器的强度和功率）和接触时间（水、液体、或空气暴露在紫外线下的时间长短）。紫外线水消毒器分为封闭式和敞开式，封闭式UV消毒器用金属筒体和带石英套管的紫外线灯把被消毒的水封闭起来，内壁多作抛光处理以提高对紫外线的反射能力和增强辐射强度，还可根据处理水量的大小调整紫外灯的数量。在敞开式UV消毒器中被消毒的水在重力作用下流经UV消毒器并灭活水中的微生物。

 

紫外线物表杀菌器是紫外光源在表面杀菌中的应用，UV表面杀菌装置广泛应用于食品、电子、实验室、化工、医疗、农业等领域。

 

紫外杀菌消毒产品主要应用于水体杀菌、空气杀菌、物体表面杀菌三大领域。随着LED技术的发展，效率的提升，将在这些领域从小功率到中功率再到大功率，逐渐替代传统汞灯光源。

 

在大功率饮用水消毒中，由于水的流速快，对紫外光源的功率要求高，汞灯依然占据绝对领导地位，目前约有20多家饮用水厂采用紫外线杀菌技术，均使用汞灯光源；在小功率末端净水中，紫外LED产品开始崭露头角。海尔、美的、安吉尔、史密斯等龙头企业纷纷布局紫外LED杀菌模组，目前市场上净水杀菌模组成本较高，以1-2L/min杀菌模组为例，平均价格在150-200左右，6L/min杀菌模组平均价格在650-700左右，占整机产品的10%左右。杭州慧亿表示，未来紫外LED在净水市场中大规模应用所接受的市场价位约为当前价位的一半左右。

 

紫外空气净化主要采用UVC杀菌和UVA光催化两种消毒方式。UVC空气杀菌净化器主要遵循空气的紫外循环消毒的原理，即在风机作用下，风通过一个密闭的管道，与此同时，紫外灯照射通过管道的空气，完成消毒，目前紫外空气杀菌机主要以医院、实验室等特殊应用场所为主。UVA光催化空气净化器采用光催化原理，分解空气中的有机污染物，杀死细菌和病毒。在动态空气杀消方面，单独使用紫外光源很难做到，还需要辅助HEPA过滤吸附类材料，以提高杀菌率。目前适用于同等面积的紫外LED净化器价格普遍是汞灯空气净化器的2-5倍。粤能净公司认为UVC LED取代UVC汞灯最大的障碍是发光效率低，若其发光性能达到汞灯70-80%，市场将能够接受。

 

疫情刺激了紫外LED杀菌产品在个人和家庭消费品中的应用，杀菌包，杀菌箱，杀菌棒等小功率产品层出不穷，在电梯扶手、冷链物流、快递包装等领域的新型应用产品正在研发与开拓过程中。

 

公共卫生安全防疫领域的UVC LED应用尚处于尝试阶段，也是紫外LED行业国内外争相布局的重要领域。国内外多家企业先后推出了UVC LED杀菌消毒家用产品，但在公共卫生安全领域尚无规模化的成效。
 

首先，紫外LED功率提高、价格下降是市场开启的前提。部分专家认为商用深紫外LED的辐射效率达到10%以上，才会真正启动规模应用。

其次，现有紫外线杀菌消毒解决方案，主要基于传统紫外光源主波长进行设计（253.7nm、365nm等），不一定适用于紫外LED光源。其次，基于紫外LED光源的检测、计量、标准等体系尚未建立，无法对紫外光源的杀菌消毒效果进行评价。因此，未来需要根据紫外 LED光源波长、特点等，开展典型性验证试验，提出适合于表面、空气、水消毒应用的UVC LED解决方案。

第三，紫外线杀菌消毒在个人和家庭应用中的安全性要求极高，虽然国家对家用空气净化器产品杀菌要求和安全性能有相关标准，《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能 空气净化器的特殊要求》（GB21551.3-2010）指出空气净化器产生的紫外线强度（装置周边30cm处）最高控制指标5μW/cm²。但紫外LED产品形态多样、产品更新换代快，在产品标识不清或使用不规范时对人体具有一定的伤害。

 

经过近两年疫情常态化防控，在高铁车厢空气杀菌、家用空调杀菌、个人消费品杀菌等典型应用领域，紫外LED杀菌消毒产品取得初步成绩。但紫外LED应用仍存在很多问题和不足，从核心技术到应用系统，从标准检测体系到应用推广模式等。此外，紫外LED消毒产品与应用场景的的结合和共同开发需要跨领域的产业链上中下游密切合作，需要芯片、封装、模组、集成应用等各环节的积极参与，在此过程中，现有的公共技术研发平台、标准化平台可发挥巨大的协调作用。