每个人都是自己健康的第一责任人！

面对目前形式，一轮又一轮似乎成了今后的常态，我个人从降低病毒载量角度考虑，在家里室内都安装了紫外灯定时进行环境消杀，在这过程中也查了一些资料，所以对家庭室内环境有选用紫外线消毒需求的小伙伴提供些参数和建议，不对任何具体商品提供购买建议，科普为主，不带货。

一、紫外消毒的原理与新冠的紫外消毒

这部分内容基本是科普性质，所以主要复制粘贴一些网上的素材，做个简单说明。首先是紫外消毒的原理：

图1 紫外消毒原理

紫外消毒主要原理在于破坏细菌、病毒的DNA、RNA等遗传物质，从而使病原体失去复制繁殖能力；此外还有直接破坏细菌或病毒蛋白质的作用，针对新冠，目前紫外灭活的主要机理是前者(UVC disinfects SARS‑CoV‑2

by induction of viral genome damage without apparent effects on viral morphology and proteins,2021)，即直接破坏RNA。需要说明的是紫外消毒由于是破坏遗传物质为主，对病毒蛋白破坏有限，可以理解为留下了病毒的尸体，但病毒也有一定的光复活风险，所以消毒剂量一定要足够。

所以，什么是紫外？紫外在光谱里的位置见下图：

图2 紫外光谱图

光有不同的波长，在可见光范围内（波长400-700nm）不同波长的光呈现出不同的颜色。紫外是波长在100-400nm之间的辐射总称，按波长不同细分，包含200-280nm的深紫外线（UVC）、280-315nm的中紫外线（UVB）和315-400nm的近紫外线（UVA），另外，100-200nm的波段称作真空紫外线。 这里需要说明下，一般常用的紫外UVC段是看不到颜色的，之所以很多紫外灯呈现紫色，是灯光的光谱涵盖了一段波长范围，在UVA段波长内，是能看到淡紫色的，所以肉眼观察紫外灯颜色判断灯源质量完全不可取。但在阳光里是富含UVA和UVB段紫外的，这是晒太阳能杀菌消毒的原因。

那么不同的紫外段（UVA、UVB、UVC）杀菌消毒效果怎样？

图3 RNA的紫外吸收光谱

看图3里RNA的光谱特性（蓝色线），吸收峰在260nm附近，该波长附近的紫外理论上消毒效果最好，市面上容易买到的254nm低压汞灯光源紫外光谱（黑色线），基本覆盖了RNA的吸收峰，因此消毒效果是非常显著的。但254nm左右的光源虽然对新冠病毒灭活效果比较好，但却对人体皮肤和眼睛有损伤作用(Rapid and complete inactivation of SARS-CoV-2 by ultraviolet-C irradiation,2020) ，所以目前也在研究UVA段和真空紫外段波长对新冠的灭活特性，这两段目前看对人体相对比较友好，从家庭购买便利性上看，目前低压汞灯的UVC段的紫外设备是性价比最高的紫外杀菌方式。

二、紫外消毒的作用和优势

目前情况，大环境包括人群的病毒载量很高，因此从个人防疫角度，勤洗手、戴口罩还是非常有用的。在家里装紫外灯进行空气和环境消杀，属于有效的辅助手段，可以降低环境内病毒的载量，但不能100%无死角杀灭病毒，也不能避免被感染。关于外边全是病毒了，那到底有没有必要对家里进行紫外消毒这个问题，个人是这么理解：降低家庭环境内的病毒载量（包括空气、物品表面），能降低被感染或者传染他人的概率甚至病症程度，并且负作用甚小，安装又便利，并且还可以杀菌，收益比较大，因此个人觉得很有必要。

在家庭室内的条件下，暴露风险主要在卫生间的下水道气溶胶传播、烟道传播，少量情况下有携带物品的传播，和人员呼出气溶胶传播。所以对全屋房间进行空气消杀，特别是卫生间、厨房的空气消杀，理论上对降低病毒载量是有作用的。

在家庭环境里，用紫外灯进行消毒具有一些明显优势：

一是消毒范围广、面积大，在保证强度前提下对能照射到的区域都有一定消毒效果，这点从物品消毒角度讲明显强过酒精等消毒剂的喷洒，毕竟喷洒很难完全覆盖物品表面；

二是控制灵活，可以搭配智能开关等实现全屋智能消毒，比如定时启停、远程控制、延时关闭等，这样在上班期间（家里没人）时可以方便的进行定期定时消毒，或者在家时也可以分房间消毒，这是其他消毒方式不能比拟的；

三是副作用小并且安全，除了避免对人体直接照射外，其他负作用包括气味微乎其微；

四是省事，一开一关，尽在掌握。

三、家庭室内紫外消毒的注意事项

首先明确一点，最简单有效的降低家庭室内空气病毒载量的方式是：开窗通风、开窗通风、开窗通风！紫外消毒不能替代开窗通风！紫外消毒的优势在于兼顾了空气消毒和房间内的物品消毒。

紫外对皮肤有致癌作用，对眼睛有损伤作用，因此紫外消毒期间，房间内禁止留人，避免长时间紫外照射！但也不必过于恐慌，这个危害剂量还是很大的，不是说照那么一下就会有损伤。

房间在进行紫外消毒后，建议进行开窗通风，有些紫外灯会产生臭氧，味道不好。

另外还有个确定，长时间大剂量照射后，塑料制品，包括一些家具的漆面会老化。对于这一点要有心理准备。

再者紫外有一些固有缺点，由于是辐射消毒，因此房间内很多照射不到的地方和物品是没法消毒的，并且紫外穿透力差，因此室内空气质量越好消毒效果越好，有条件建议配空气净化器，即使单纯降低房间空气的颗粒物含量，对降低空气内病毒载量也有很明显的作用。

四、紫外消毒的一般参数和照射剂量

抛开剂量谈效果都是耍流氓，紫外消毒也不例外，某宝卖紫外灯的客服和产品说明的推荐功率大部分不靠谱，有些产品紫外功率严重不足，达不到消杀效果还不如不用，因此首先要清楚紫外消毒的剂量表达方式。这里说明一下，剂量太小会没有消毒效果，但剂量太大对家里家具和物品的老化损伤又会过大，所以合适的剂量十分重要。

紫外剂量（μJ/cm²）＝照射时间（s）×紫外强度（μW/cm²）

这里要注意一下单位换算，见图4。因为大部分文献里给出的新冠病毒灭活剂量都是以mJ/cm²为单位，而紫外灯参数大部分是μW/cm²作为单位，乘上时间后二者相差1000倍，需要转化一下。

图4 紫外线单位换算

简单理解就是一定强度的紫外光要持续照射一定时间，才是剂量的概念。这里面有两个问题，第一个问题，在家庭房间内消毒，紫外灯的强度（也就是功率）到底选多大才合适；第二个问题，针对关心的新冠病毒消毒，紫外消毒时间要选多大。

首先第一个问题。

按照《医疗机构消毒技术规范》(WS/T 367-2012)，对空气和物品表面进行紫外消毒时紫外灯设置应当满足1.5w/m3的要求（见下图）。

图4 医疗机构紫外灯功率选取

这个标准里给出了大概的选型建议，即每立方米的空间配置1.5w功率紫外灯，假如房间面积20平米，层高3米，即20*3*1.5=90w，即紫外灯功率配置到90w即可，最后会有选型案例，用下面的新冠病毒灭活剂量进行校核。

但是这个选型是针对医院一般病原微生物消毒，并非专门针对新冠病毒的，所以要考虑新冠病毒的紫外消毒灭活剂量到底是多少，有了剂量，同时也能解决第二个照射时间问题（此处看头晕的可直接跳到第六部分看选型建议）。

遗憾的是查了一些数据，差异很大，针对新冠病毒，给出的UVC照射灭活剂量从3mJ/cm2到1000mJ/cm2都有（见图5），这里列几个数据，一个是2021年Nature的一篇文章，实测到3.7mj/cm2的辐射剂量可对新冠病毒灭活99.9%，（UV‑C irradiation is highly effective in inactivating SARS‑CoV‑2 replication, 2021）；另一篇2022年Nature上文章给出了12.5-25 mJ/cm2参考值，灭活99.9%（Systematic evaluating and modeling of SARS-CoV-2 UVC disinfection, 2022）；2021年病毒杂志上一篇文章给了塑料、金属、玻璃等物品表面的灭活剂量，最大剂量在24mJ/cm2时可灭活99.9%，见图6(SARS-CoV-2 Survival on Surfaces and the Effect of UV-C Light, 2021)。

图5 新冠病毒的UVC灭活剂量图6 不同物品表面灭活时间

这种差异综合看是正常的，主要原因还是在定量研究里紫外消毒的影响因素很多，比如光源种类及差异、试验条件、UV的照射角度、病毒载体类型、空气条件等，都会对结果造成比较大的差异。不过主观来看，新冠病毒属于有包膜类病毒，可以在物品表面、水、气溶胶上保持活性相当长一段时间（几个小时到几十个小时），但其本身是比较容易被消杀灭活的，包括氯消毒、高温消毒、酒精等有机消毒剂、紫外消毒等方式，因此相比其他病原体灭活难度不大。

这里我们选取相对比较保守安全的近似中位数20mJ/cm2作为最不利点的照射剂量来做后续选型，消毒效果有保障，但要尽量避免人体被照射。

五、紫外光的空间衰减

由于紫外线的衰减非常快，所以家庭房间里配紫外灯消毒，必须考虑照射距离和照射角度的问题，距离太远或者角度太小，剂量衰减太大也就失去消毒意义了。能接受的有效距离是多少，需要一些实测数据。

先参考一下国内一篇2000年研究上给的空间衰减数据见下图（紫外线照射距离改变时剂量计算方法, 2000）。大概在75cm的直线距离上光强衰减了87%。

图7 紫外线的距离衰减

后面两篇比较符合家庭房间内布置场景，比较有说服力。

第一个案例是2016年一篇论文测了房间内布置紫外灯时紫外线强度的衰减情况（Impact of Room Location on UV-C Irradiance and UV-C Dosage and Antimicrobial Effect Delivered by a Mobile UV-C Light Device, 2016），这个空间衰减比较有参考价值（图8、图9）。

图8 房间内紫外监测点位图9 房间内紫外衰减数据

大概在2m的直线距离上，垂直照射时紫外强度衰减了70%。

在照射角度方面，1.3米距离上水平照射的辐射量为垂直照射的20％，3.3米距离上这个值是13％。

第二个案例，2019年的一篇文章（Ultraviolet-C decontamination of a hospital room:Amount of UV light needed, 2019），在ICU病房内，选取了不同点位，实测了ICU病房内各个点位包括遮挡部分的紫外光强（点位布置图10，结果图11）。

图10 紫外灯的空间布置试验图11 不同点位的实测紫外强度

这个结果看，C到F，无遮挡，直线距离3m，垂直照射时紫外强度衰减47%，有遮挡的D、E点，大概衰减90%以上。

照射角度方面，B、C点距离相近，大概1.3米，水平照射的辐射量是垂直照射的50％。

后两个案例数据基本可以相互验证，差异主要是ICU病房空气净化效果较好，所以在家庭室内条件下，我们估计在3m的直线照射距离内，大致可衰减70%的UVC光强。照射角度方面，按最不利水平照射大致能有垂直照射的20％光强度，这个数据比较保守。

六、紫外消毒灯选型及布置建议

目前市面上有很多紫外消毒商品，大部分是低压汞灯光源，少量LED光源，这里主要讨论性价比更高的低压汞灯光源的紫外。可以根据上面的选型建议，根据房间面积选合适功率的产品来购买，这里需要注意的是功率一定要足够，其他花里胡哨的功能都是次要的。但个人不太建议买这些商品化的紫外消毒灯，主要是功率和效率方面无从判断，并且用时很难找到合适的放置位置。Nature上有篇文章对泰国市面上商品紫外消毒灯进行了评测(The effectiveness of commercial household ultraviolet C germicidal devices in Thailand, 2021)，测试了10款商用紫外消毒产品（见下图），涵盖了不同功率不同类型，有手持也有箱式和固定的，其中7款是低压汞灯光源，3款LED光源。情况不容乐观，即使采用最低的3.7mj/cm2辐射剂量作为评判标准，10台里也只有5台勉强达到标准，里面3台LED光源的紫外设备全军覆没。

但是，还有更好的方案。就是直接选用下图的紫外灯管直接安装在房间顶部或侧面。

如果从长期消毒便利性考虑，每个房间安装固定式的紫外灯管才是更好的选择（参见第二部分），因为我个人没信心能长期坚持每天抱着一台紫外消毒灯每个房间去开30分钟。。。依对自己的认知，如果是这样大概率坚持不超过1个月。。关键还找不到在房间高处合适的放灯位置。

所以可以选择在房间安装紫外灯管搭配灯架，顶装或者高位侧装都可以。安装时尽量考虑能够照射到房间内尽可能大的面积，尽量减少遮挡，同时强烈建议配备智能插座或者定时器，实现远程消毒控制，在定时消毒期间避免人员进入房间。

在灯管选择方面，结合上面1.5w/m3的空间功率配置数据，国标《紫外线消毒器卫生要求》(GB28235-2020)里，给出了紫外灯的初始强度标准（见下图），满足国标的紫外灯都能达到这个最低强度，需要注意这个强度是指在1m距离、垂直照射的条件下的紫外强度。此外，国标对灯管寿命的要求是1000h，判定标准是30w以上紫外灯最低达到70μW/cm²的强度或降低到70%的强度。对紫外灯启动时间要求为5min。

图12 国标要求的紫外灯初始强度

结合上面的数据来进行一个选型案例，以20平米，3米层高，灯管到室内最远距离3米的房间为例。

按1.5w/m3配置紫外功率，功率=20*3*1.5=90w；下面进行校核：

紫外强度参考表12，270μW/cm²，考虑紫外灯长期使用后光强衰减到70%，为189μW/cm²。

考虑房间最远端衰减70%，则有效光强=189*0.3=56.7μW/cm²

考虑水平照射强度是垂直照射的20％，则最不利点光强度=56.7*0.2=11.34μW/cm²。

需要的紫外照射剂量为20mJ/cm2，则所需的照射时间=20*1000/11.34=1763s，大致29分钟。

校核结果：剂量足够，选型大致合理略偏大，针对不同房间也可以大致算一下。

需要注意到紫外灯启动稳定大致需要5分钟，所以房间内一次消毒35分钟较为合理。

需要说明一下，这个配置的功率是足够大的，充分考虑了灯的寿命衰减、各个照射角度的光照强度和照射距离，适当选小20％以内似乎问题也不大，如果房间内安装紫外灯的位置到房间最远端远不足3米，建议减少功率，如果大于3米，建议配置2根或以上的灯管。

最后说一下成本，以我家卧室卫生间客餐厅共需8个灯管，搭配8个米家智能插座使用，总成本大致800元，可以在米家上设置各种定时、暂时自动消毒，也可以远程消毒。

码字不易，希望能所有帮助，谢谢。

另外，希望尊重科学，支持国家的政策，多谢实际行动少些抱怨，防疫靠大家，更靠万众一心的团结，愿同舟共济度过疫情！

（原创不易，请勿转载）