紫外线杀菌消毒产生异味的根本原因

紫外线杀菌消毒产生异味的根本原因

        多年来，每当对房间进行杀菌紫外线表面消毒时，总会留下一种奇怪的气味，这已被许多用户广泛注意到。它不是臭氧，臭氧很容易识别和测量。它更像是一种类似臭鸡蛋的轻微刺激性气味。事实上，识别这种气味比描述它更容易。到目前为止，对于这种特殊气味的来源还没有一个令人满意的解释。

为了解释这一尴尬现象，人们探索了几个可行的假设:

1)墙面油漆或其他挥发性材料的气体排放

2) UV灯端盖胶脱气

3) UV灯接头或胶靴端过热

4)紫外线与空气中粉尘粒子的相互作用

        经过几个月的多次实验，前三种假设被逐一排除了潜在的根本原因。现在让我们来看看空气中灰尘颗粒的存在，这些颗粒是由什么组成的，以及紫外线如何将它们转化为强大的气味化合物。

        空中尘埃在家庭、办公室和其他人类环境主要包含(80%)死去的人的皮肤和头发鳞状,其余的由少量的花粉、纺织纤维、纸纤维,矿物质从室外土壤,和其他许多微米大小的材料可能被发现在当地的环境。在典型的室内环境中，根据入住率、人类活动类型、空气过滤系统效率等因素的不同，空气粉尘体积负荷在50 ~ 500 μg/m3之间。

        由于空气中的灰尘本质上是死亡的人类皮肤和鳞状的头发，让我们仔细看看它们的基本材料是什么。

        人类皮肤的主要成分是一种叫做角蛋白的蛋白质，而头发是由一种叫做半胱氨酸的角蛋白变体组成的。

        角蛋白是纤维结构蛋白的一个家族。角蛋白是构成人类皮肤外层的关键结构材料。它也是头发和指甲的关键结构成分。角蛋白单体聚集成束形成中间丝，这些丝坚韧且不溶于水。像所有的蛋白质一样，角蛋白和半胱氨酸是包含数千个原子的大分子。角蛋白和半胱氨酸都含有一定量的硫。正常头发的平均成分是45.2%的碳，27.9%的氧，6.6%的氢，15.1%的氮和5.2%的硫。当高能UV-C光子撞击角蛋白或半胱氨酸分子时，会打破它们内部的化学键，将它们粉碎成许多更小的分子。一些较小的分子含有硫，属于硫醇分子的一类。硫醇是一类硫化物，也被称为硫醇。它们的嗅觉阈值极低。人类的鼻子可以在浓度低至十亿分之一时检测到它们。腐烂的鸡蛋蒜味是硫醇的特征(见下表)。灼伤皮肤也有类似的气味，而点燃头发会产生一种硫磺味。这是因为我们头发中的角蛋白含有大量的半胱氨酸，一种含硫的氨基酸。头发烧焦的味道会在鼻孔里停留好几天。

 

硫化合物的感觉阈值

空气中含硫化合物浓度的计算

为了证实第4个假设，将紫外线消毒后气味的来源与空气粉尘中角蛋白和半胱氨酸的存在联系起来，我们进行了一个直接的分子浓度计算。

本文的很后部分转载了详细内容。结果表明，当空气粉尘负荷超过50 μg/m3时，角蛋白破碎所产生的硫醇含量超过1ppb的气味阈值。在相对清洁的环境中，100 μg/m3的粉尘量，紫外线消毒后的浓度为2.1 / 10亿分之一，是气味阈值的两倍。

 

结论

考虑到人类居住的任何房间都会留下浓度远高于50 μg/m3的灰尘，这些灰尘主要由死皮和头发组成，而死皮和头发是由角蛋白和半胱氨酸分子组成的，高能UV-C光子可以将这些分子分解成硫醇/硫醇，为长期寻找紫外线消毒后房间的气味来源提供了清晰的解释。