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:
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%)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鍵結(jié)構(gòu)材料。它也是頭發(fā)和指甲的關鍵結(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，角蛋白和半是包含數(shù)千個原子的大分子。角蛋白和半都含有一定量的硫。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分子時，會打破它們內(nèi)部的化學鍵，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，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，將紫外線消毒后氣味的來源與空氣粉塵中角蛋白和半的存在聯(lián)系起來，我們進行了一個直接的分子濃度計算。
本文的最后部分轉(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。
