紫外线对健康的危害

一、紫外线 - 由来 1800 年英国物理学家赫谢耳在三棱镜光谱的红光端外发现了不可见的热射线红外线。 德国物理学家里特（Ritte）对这一发现极感兴趣，他坚信物理学事物具有两极对称性，认 为既然可见光谱红端之外有不可见的辐射，那么在可见光谱的紫端之外也一定可以发现不 可见的辐射。终于在 1801 年的一天，当时他手头正好有一瓶氯化银溶液。人们当时已知道， 氯化银在加热或受到光照时会分解而析出银，析出的银由于颗粒很小而呈黑色。里特 （Ritte）就想通过氯化银来确定太阳光七色光以外的成份，他用一张纸片蘸了少许氯化银 溶液，并把纸片放在白光经棱镜色散后七色光的紫光的外侧。过了一会儿，他果然在纸片 上观察到蘸有氯化银部分的纸片变黑了，这说明纸片的这一部分受到了一种看不见的射线 照射。里特把紫光外附近的不可见光叫做“去氧射线”以强调是化学反应。不久之后，这 个名词被简化为“化学光” ，并且成为当时广为人知的名词。直到 1802 年，化学光最终更 名为“紫外线” 。 二、紫外线 - 波段划分 人类对自然环境破坏的日益加重，使人们对太阳逐渐恐惧起来。 有此人类为防止太阳光线对肌肤造成伤害所进行的研究也成为永恒课题。 紫外线是位于日光高能区的不可见光线。依据紫外线自身波长的不同，主要将紫外线分为 三个区域。即短波紫外线、中波紫外线和长波紫外线。 短波（UVC） 简称 UVC。是波长 280100nm 的紫外光线。短波紫外线在经过地球表面同温层时被臭氧 层吸收。不能达到地球表面，对人体产生重要作用。因此，对短波紫外线应引起足够的重 视。 中波（UVB） 简称 UVB。是波长 315280nm 的紫外线。中波紫外线对人体皮肤有一定的生理作用。此 类紫外线的极大部分被皮肤表皮所吸收，不能再渗入皮肤内部。但由于其阶能较高，对皮 肤可产生强烈的光损伤，被照射部位真皮血管扩张，皮肤可出现红肿、水泡等症状。长久 照射皮肤会出现红斑、炎症、皮肤老化，严重者可引起皮肤癌。中波紫外线又被称作紫外 线的晒伤（红）段，是应重点预防的紫外线波段。 长波（UVA） 简称 UVA。是波长 400315nm 的紫外线。长波紫外线对衣物和人体皮肤的穿透性远比中 波紫外线要强，可达到真皮深处，并可对表皮部位的黑色素起作用，从而引起皮肤黑色素 沉着，使皮肤变黑，起到了防御紫外线，保护皮肤的作用。因而长波紫外线也被称做“晒 黑段” 。长波紫外线虽不会引起皮肤急性炎症，但对皮肤的作用缓慢，可长期积累，是导致 皮肤老化和严重损害的原因之一。 由此可见，防止紫外线照射给人体造成的皮肤伤害，主要是防止紫外线 UVB 的照射；而 防止 UVA 紫外线，则是为了避免皮肤晒黑。在欧美，人们认为皮肤黝黑是健美的象征， 所以反而在化妆品中要添加晒黑剂，而不考虑对长波紫外线的防护。这种观点已有所改变， 由于认识到长波紫外线对人体可能产生的长期的严重损害，所以人们开始加强对长波紫外 线的防护。 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 320400nm，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 275320nm，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 200275nm，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 100200nm，又称为真空紫外线。它的穿透能力极弱。它能使空气中的 氧气转化成臭氧，称为臭氧发生线。 三、紫外线 - 阳光分类 1、太阳光谱包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、 射线等几个波谱范围。其中到达地球表面的光线为紫外线 A，B，可视光线及红外线， 但对人体最有影响、最有害的是紫外线，它的简称为 UV。 紫外线优点：A、消毒杀菌；B、促进骨骼发育；C、对血色有益；D、偶尔可以治疗 某些皮肤病；E、紫外线照射直接影响人体维生素 D 的合成，不照紫外线就没有足量的维 生素 D。 缺点：A、使皮肤老化产生皱纹；B、产生斑点；C、造成皮肤粗糙；D、造成皮肤炎； E、造成皮肤癌。 应用方面 紫外线应用方面如下： 化学：涂料固化，颜料固化，光刻 生物学：紫外线灭菌法，促进植物生长，诱杀蚊虫 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 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 254257nm。 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：快速便利，因无物理接触无二次污染。 紫外线对常见细菌病毒的杀菌效率（辐射强度：30000W/cm2） 。 卫生应用 ；杀菌、脱臭的原理 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。 ；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。 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 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。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。 该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。该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 200290nm 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 仅需短时间（秒单位）照射，就能起到杀菌目的 连续/批处理方式选择 无需加热、药液等处理 简单、环保无二次污染 四、紫外线 - 生物效应 当紫外线照射人体或生物体后，发生生理变化。不同波长的紫外 线的生理作用不同。根据紫外线对生物作用，在医疗上把紫外线划分为不同的波段(见图 1）：黑斑紫外线(曲线 A)在 320400 纳米波段；红斑紫外线或保健射线(曲线 B)在 280320 纳米波段；灭菌紫外线(曲线 C)在 200320 纳米波段；致臭氧紫外线(曲线 D)在 180200 纳米波段。 致黑斑作用 紫外线的致黑斑作用：波长在 320400 纳米的紫外线又叫长波紫外线。该波段的紫外线生 物作用较弱，但它对人体照射后使皮肤变黑，皮肤有明显的色素沉着作用，这就是紫外线 的黑斑作用。该波段的紫外线可强烈地刺激皮肤，使皮肤新陈代谢加快、皮肤生长力加强 和使皮肤加厚。A 波紫外线是治疗皮肤病的重要波段，像牛皮癣、白癜风等疾病。 灭菌作用 紫外线灭菌作用，短波紫外线对微生物的破坏力极强，当该波段的紫外线照射细菌体后， 细胞的核蛋白和核糖核酸(DNA)强烈地吸收该波段的能量，它们之间的链被打开断裂，从 而使细菌死亡。如，用紫外线汞灯或金属卤化物灯对空气和食品灭菌。 人体的保健作用 紫外线对人体的保健作用。波长在 280320 纳米的月波紫外线照射人体后，能引起皮肤肌 体的光化学过程和光电反应，使皮肤产生许多活性物质，从而起到健康保健的作用。目前 采用紫外线照射调节高级神经的功能、改善睡眠、降低血压。经常接受紫外线照射能加强 白血球的吞噬能力，增强人的免疫功能。 生物诱变育种 紫外线生物效应的另一应用是生物诱变育种。决定生物传宗接代的物质是脱氧核糖核酸。 微生物的 DNA 吸收光谱正是在 200300nm 之间，当微生物 DNA 吸收紫外线之后，结构 将发生很大变化，将引起微生物的遗传性的改变。用这种方法可以在短期内使微生物的特 性大幅度地变异。 促进产生维生素 D 晒太阳是提供维生素 D 的一种来源。其另一种来源就是食物。比如说：阳光中的紫外线是 促进蘑菇产生维生素 D 的重要物质。无论是采摘后的蘑菇还是没采摘的，都有此项功能。 所以鲜蘑菇要晒晒，补维生素 D 效果好。 五、紫外线 - 危害 紫外线照射时，眼睛受伤的程度和时间成正比，与照射源的距离平方 成反比，并和光线的投射角度有关。 紫外线强烈作用于皮肤时，可发生光照性皮炎，皮肤上出现红斑、痒、水疱、水肿、眼痛、 流泪等；严重的还可引起皮肤癌。 紫外线作用于中枢神经系统，可出现头痛、头晕、体温升高等。作用于眼部，可引起结膜 炎、角膜炎，称为光照性眼炎，还有可能诱发白内障，在焊接过程中产生的紫外线会使焊 工患上电光性眼炎（可以治愈） 。 虽然紫外线在一年四季都存在，冬季太阳光显得比较温和且北方多雾，但紫外线仅仅比夏 天弱约 20%，仍然会对人体皮肤和眼睛等部位造成很大危害，所以冬季仍需避免紫外线照 射。长期紫外线照射最易造成皮肤产生各种色斑。所以，即使是在寒冷的冬天，户外活动 时也应涂抹隔离霜或防晒霜。当然，SPF 指数在 15 就足够了。 如果是外出进行滑雪运动 或在雪地里长时间停留时，最好还是戴上护眼镜，以防止紫外线和雪地强白光对眼睛的刺 激。 近年来，大量化学物质破坏了大气层中的臭氧层，破坏了这道保护人类健康的天然屏障。 据国家气象中心提供的报告显示，1979 年以来中国大气臭氧层总量逐年减少，在 20 年间 臭氧层减少了 14%。而臭氧层每递减 1%，皮肤癌的发病率就会上升 3%。北京市气象局发 布了北京市的紫外线指数，以帮助人们适当预防紫外线辐射。 北京市气象局提醒人们当紫外线为最弱（02 级）时对人体无太大影响，外出时戴上太阳 帽即可；紫外线达到 34 级时，外出时除戴上太阳帽外还需备太阳镜，并在身上涂上防晒 霜，以避免皮肤受到太阳辐射的危害；当紫外线强度达到 56 级时，外出时必须在阴凉处 行走；紫外线达 79 级时，在上午 10 时至下午 4 时这段时间最好不要到沙滩场地上晒太 阳；当紫外线指数大于等于 10 时，应尽量避免外出，因为此时的紫外线辐射极具有伤害性。 紫外线具有一定的杀菌作用，但过度照射紫外线对人体是有害的。请不要相信通过摄入紫 外线可以弥补孩子所缺的维他命 D 和钙。由于人工化学物质 CFC（氟利昂）等持续破坏着 臭氧层。紫外线对人类的威胁日益增加。即使在阴天紫外线的含量也高达晴天时的 90%。 为了给孩子们打造更加美好的生活环境，我们强烈建议家里对紫外线进行遮蔽。根据最新 知识，我们体内一天所需的维他命 D，脸部和手暴露在紫外线下 10 分钟就可以满足，我们 日常出门照射的已经足够了。 1：紫外线对健康的危害： 免疫功能下降； 对遗传因子的深度伤害； 皮肤癌、白内障发病几率增加； 背后和手脚的色斑癌的发病率增加； 造成皮肤暗沉、老化、斑点、皱纹； 癌前病变状态的日光角化症的增加； 7长期照射短波的紫外线可能会引起牙齿痛； 2：紫外线也会促使家具及陈设加速老化褪色。 六、紫外线 - 仪器分析 简介 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)，山东高压合金管 www.crmo.cc 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，点亮一只紫外线灯，对昆虫来说犹 如光明世界一样。 人体保健照射 280320nm 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