紫外線殺菌消毒產(chǎn)生異味的根本原因

        多年來，每當對房間進行殺菌紫外線表面消毒時，總會留下一種奇怪的氣味，這已被許多用戶廣泛注意到。它不是臭氧，臭氧很容易識別和測量。它更像是一種類似臭雞蛋的輕微刺激性氣味。事實上，識別這種氣味比描述它更容易。到目前為止，對于這種特殊氣味的來源還沒有一個令人滿意的解釋。

為了解釋這一尷尬現(xiàn)象，人們探索了幾個可行的假設(shè):

1)墻面油漆或其他揮發(fā)性材料的氣體排放

2) UV燈端蓋膠脫氣

3) UV燈接頭或膠靴端過熱

4)紫外線與空氣中粉塵粒子的相互作用

        經(jīng)過幾個月的多次實驗，前三種假設(shè)被逐一排除了潛在的根本原因。現(xiàn)在讓我們來看看空氣中灰塵顆粒的存在，這些顆粒是由什么組成的，以及紫外線如何將它們轉(zhuǎn)化為強大的氣味化合物。

        空中塵埃在家庭、辦公室和其他人類環(huán)境主要包含(80%)死去的人的皮膚和頭發(fā)鱗狀,其余的由少量的花粉、紡織纖維、紙纖維,礦物質(zhì)從室外土壤,和其他許多微米大小的材料可能被發(fā)現(xiàn)在當?shù)氐沫h(huán)境。在典型的室內(nèi)環(huán)境中，根據(jù)入住率、人類活動類型、空氣過濾系統(tǒng)效率等因素的不同，空氣粉塵體積負荷在50 ~ 500 μg/m3之間。

        由于空氣中的灰塵本質(zhì)上是死亡的人類皮膚和鱗狀的頭發(fā)，讓我們仔細看看它們的基本材料是什么。

        人類皮膚的主要成分是一種叫做角蛋白的蛋白質(zhì)，而頭發(fā)是由一種叫做半胱氨酸的角蛋白變體組成的。

        角蛋白是纖維結(jié)構(gòu)蛋白的一個家族。角蛋白是構(gòu)成人類皮膚外層的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料。它也是頭發(fā)和指甲的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)成分。角蛋白單體聚集成束形成中間絲，這些絲堅韌且不溶于水。像所有的蛋白質(zhì)一樣，角蛋白和半胱氨酸是包含數(shù)千個原子的大分子。角蛋白和半胱氨酸都含有一定量的硫。正常頭發(fā)的平均成分是45.2%的碳，27.9%的氧，6.6%的氫，15.1%的氮和5.2%的硫。當高能UV-C光子撞擊角蛋白或半胱氨酸分子時，會打破它們內(nèi)部的化學(xué)鍵，將它們粉碎成許多更小的分子。一些較小的分子含有硫，屬于硫醇分子的一類。硫醇是一類硫化物，也被稱為硫醇。它們的嗅覺閾值極低。人類的鼻子可以在濃度低至十億分之一時檢測到它們。腐爛的雞蛋蒜味是硫醇的特征(見下表)。灼傷皮膚也有類似的氣味，而點燃頭發(fā)會產(chǎn)生一種硫磺味。這是因為我們頭發(fā)中的角蛋白含有大量的半胱氨酸，一種含硫的氨基酸。頭發(fā)燒焦的味道會在鼻孔里停留好幾天。

 

硫化合物的感覺閾值

空氣中含硫化合物濃度的計算

為了證實第4個假設(shè)，將紫外線消毒后氣味的來源與空氣粉塵中角蛋白和半胱氨酸的存在聯(lián)系起來，我們進行了一個直接的分子濃度計算。

本文的很后部分轉(zhuǎn)載了詳細內(nèi)容。結(jié)果表明，當空氣粉塵負荷超過50 μg/m3時，角蛋白破碎所產(chǎn)生的硫醇含量超過1ppb的氣味閾值。在相對清潔的環(huán)境中，100 μg/m3的粉塵量，紫外線消毒后的濃度為2.1 / 10億分之一，是氣味閾值的兩倍。

 

結(jié)論

考慮到人類居住的任何房間都會留下濃度遠高于50 μg/m3的灰塵，這些灰塵主要由死皮和頭發(fā)組成，而死皮和頭發(fā)是由角蛋白和半胱氨酸分子組成的，高能UV-C光子可以將這些分子分解成硫醇/硫醇，為長期尋找紫外線消毒后房間的氣味來源提供了清晰的解釋。