净水技术 | 首届国际紫外线协会亚洲研讨会系列报道之三 – 真空紫外、深紫外、LED|uv|净水技术|紫外光|紫外线|辐射

2021年2月18-19日，由国际紫外线协会（IUVA）和清华大学联合主办的“首届国际紫外线协会亚洲研讨会”通过线上会议的形式隆重召开。本文是这次大会系列报道的第三篇，关注的是第一天下午的新型紫外技术专场。

这个专场充分展示了紫外技术的日新月异：深紫外、LED材料的发展、222nm光源的安全性、真空紫外通量的测定、后汞灯时代紫外线技术的出路…… 让听众充分了解了新型紫外线技术研究和应用现状。该专场由香港科技大学的殷冉博士主持。

来自AquiSense Techonlogies的Rich Simons博士做了该场的主题报告，他汇报的题目为《并非所有的光都一样：紫外光谱的杀菌权重》。Rich Simons博士首先介绍了AquiSense Techonlogies的主要产品以及紫外消毒技术在消毒、材料加工、传感检测及通信等领域的应用，并阐明了紫外消毒的优势及机理。通过分析波长函数的生物反应变化，引出杀菌权重是影响消毒效果的重要因素。最后Rich Simons博士总结道：杀菌效率随UV-C光谱的不同而不同，但效率取决于功率和其他参数。杀菌动力模型确实存在，但这些并不一定适用于当前或未来的UV-C应用。在广泛使用UV-C光源的情况下，需要对光谱灵敏度进行更好的理解和深入的讨论。

加拿大UBC大学的Ehsan Banayan博士介绍了真空紫外（VUV）辐照产生水合电子的全氟化合物（PFAS）光还原分解。PFAS是一组应用广泛的人造化学品，其在环境、野生动物组织和人类血液中均被检测到。光化学过程是PFAS降解最青睐的氧化还原方法之一。Ehsan Banayan博士认为PFAS的光降解取决于几个关键参数，包括PFAS浓度、溶液pH值，紫外线的波长，溶液温度，辐照度等。Ehsan Banayan博士选取一种全氟辛烷磺酸(PFOS)作为模型进行实验，发现全氟辛烷磺酸不通过直接光解降解，水合电子是全氟辛烷磺酸光还原分解过程中的主要物质。亚硫酸盐的加入是形成水合电子的必要条件。较高的亚硫酸盐浓度和碱性条件导致全氟辛烷磺酸分解速度更快。在PFAS的光分解过程中，重要的是被系统吸收的光子量，而不是光子吸收的速率。

UShio Inc公司的Toru Koi博士围绕紫外行业的热点技术，系统评价了222nm紫外光源安全性、有效性及光源性能。Toru Koi介绍了皮肤安全试验及眼安全检测最新研究。222nm的紫外光源经过滤后，在持续6个月的眼部安全人体测试后，未发现相关的损伤症状。同时，研究对比了222nm紫外光源经过滤和未经过滤对体外皮肤模型的辐照测试，发现在ACGIH TLV的剂量限制内，未经过滤的222 nm对皮肤DNA造成损伤，由此Toru Koi认为市场应该意识到未经过滤的222nm的风险，以正确、安全地使用222nm技术。

Nichia 公司的Erik Swenson博士报告的题目是：UV LED消毒的发展方向、控制和乱象。Erik认为UV-C LED的发展目标是提高热电制冷，提高磁通密度和维持长时间的运行，强调了辐射通量、壁插效率(WPE) 、紫外波长、结温、辐射剂量、灯的寿命、灭杀病毒的能力等对LED光源的紫外灯的性能都有着直接的影响。呼吁各位同行采取行动，参与并制定相关标准和规范，推动UVLED行业的进步。

中科院生态研究中心副研究员李梦凯介绍了真空紫外/紫外（VUV/UV）在水处理中的应用。李梦凯认为：真空紫外汞灯具有与传统紫外灯相似的制造和运行成本，在水处理方面具有潜在的应用前景。同时，也介绍了真空紫外辐射过程中H202的形成机理以及其工艺的主要局限性。通过开发微型流体VUV/UV光反应系统并准确测定VUV和UV的基础上，开展了VUV/UV工艺对微污染物去除的一系列研究。针对VUV/UV工艺效率低的问题，其提出了H202是由局部高浓度HO•重组形成的假设。并利用H202的产率，建立了一种绿色的测定真空紫外通量的方法。