紫外線消毒試驗

1、紫外線消毒實驗一、實驗目的消毒是指殺滅外環(huán)境中病源微生物的方法。其目的是切斷傳染病的傳播途 徑，預防傳染病的發(fā)生或流行。據(jù)研究，可污染飲用水的致病微生物有上百種， 為杜絕介水傳染病的發(fā)生和流行， 保證人體健康，生活飲用水必須經(jīng)過消毒處理 方可供飲用。目前我國用于飲用水消毒的方法主要有氯化消毒、二氧化氯消毒、 紫外線消毒和臭氧消毒。本次實驗將用紫外燈照射水一定時間后，測定水中微生 物量。其實驗目的為：(1) 了解飲用水消毒的各種方法、原理以及優(yōu)缺點；(2)掌握線消毒的具體操作方法；(3)掌握飲用水中細菌綜述的測定方法。二、實驗原理紫外消毒法，是通過紫外線對水的照射進行的。紫外線光譜是介于可見光與

2、X射線之間的光波，波長范圍為100-400nm。根據(jù)波長的不同，紫外線又被 細分為紫外線A、B、C和真空紫外線。其中紫外線 C又被稱為短波紫外線，具 波長范圍為200-280nm ,是對液體消毒最有效的光波，254nm波長的紫外線 殺菌力最強。紫外線對病原微生物殺滅作用的原理是： 當微生物被照射時，紫外 線可透入微生物體內作用于核酸、原漿蛋白與酶，使其發(fā)生化學變化而造成微生 物死亡。據(jù)研究，紫外線使 DNA上相鄰的胸腺喀噬鍵合成雙體，致 DNA失去 轉錄能力，病原微生物死亡。同時，紫外線還可以對微生物的細胞質和細胞壁產(chǎn)-可編輯修改-o生一定的破壞作用。失去分裂和復制能力的微生物不會對人體構成威

3、脅，適當?shù)淖贤饩€消毒技術和有效的紫外線劑量可以確保飲用水安全。水的消毒效果是由微生物所接受的 UV劑量決定的。UV齊IJ量（J/m2）=照射時間（s） XUVC強度（W/m 2）UV劑量越高，消毒效果越好。設計中首先根據(jù)消毒系統(tǒng)進口（Cin）和出口（Cout）的微生物濃度（如污水中糞大腸菌數(shù)）確定消毒效率：消毒效率=lgC in HgCout注意，這里消毒效率采用的是對數(shù)單位，不是百分率形式。然后，根據(jù)消毒效率要求確定紫外消毒設備應提供的 UV劑量。通常情況下， 消毒效果只與UV劑量有關，與照射強度和時間無關，即具有同樣消毒效果的不 同紫外光消毒設備可以具有不同的照射時間和照射強度，但二者相乘

4、得到的UV劑量應相等。UV劑量的基本概念非常簡單，但實際應用中，由于 UV強度的分 布不均勻，造成應用上的不便甚至導致一些理解上的混亂。從應用的角度出發(fā)， 可按使用地點和方式的不同，將UV劑量可分為：實驗室研究用UV劑量和工程 應用消毒設備UV劑量。每天，全世界范圍內有超過三十億升的飲用水是經(jīng)過紫外線消毒處理的。紫外線消毒技術開始逐漸的取代或半取代傳統(tǒng)的化學消毒方法，除了投資和運行成本上占優(yōu)勢外，還有以下的特點：（1）紫外線消毒法在確保消毒效果的同時， 不伴生有毒有害的消毒副產(chǎn)物；（2）紫外線對于一些化學消毒方法無效的微生物 具有較高的殺菌效率；（3）占地面積小，系統(tǒng)結構緊湊，潛在風險小，確保

5、操作 人員安全。紫外線消毒的優(yōu)點是所需接觸時間短， 殺菌效率高，不改變水的物理 化學性質；不產(chǎn)生殘留物質和不良異味；缺點是消毒后水中無持續(xù)殺菌作用， 每-可編輯修改-支燈管處理水量有限，且需定期清洗更換，成本也較貴。因此，除單位供水可采 用紫外線消毒外，未獲得廣泛應用。三、實驗裝置與儀器1.實驗裝置用紫外線消毒飲用水時，一般采用紫外線飲水消毒裝置進行。消毒裝置是 管狀，使水由一側進入，另一側流出，管道中用紫外燈照射。目前紫外線燈為高 壓石英水銀燈。用于飲水消毒的設備有兩種：套管進水式（浸入式）和反射罩式（水 面式）。套管進水式是燈管外有石英套管，水從燈管旁流過而消毒；反射罩式是 利用表面拋光的

6、鋁質反射罩將紫外線輻射到水中，所處理的水為無壓流。燈管有 效壽命為500h ,燈管分低壓燈管和高壓燈管，高壓燈管單位時間內消毒的水量 較低壓燈管為多。利用紫外線消毒時，水的色度和濁度要低，水深最好不超過 2cm ,光照接觸時間10100s。實驗研究中，一般采用一種叫做“平行紫外光束儀器”的儀器（見圖1、2） 測定UV劑量與微生物滅活率關系曲線， 以統(tǒng)一不同實驗室的實驗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實 驗結果的可重現(xiàn)性，避免不同設備之間造成的差異。圖1平行紫外光束儀器外型（CLlifTisLed Apparatus D微生枷吾養(yǎng)皿 udc儂541g、r-i ,電磁挽拌器圖2平行紫外光束憒器內部潔溝-可編輯修改-2.

7、實驗儀器(1)培養(yǎng)皿，數(shù)量x 10(2)微生物操作臺(3)無菌培養(yǎng)皿，數(shù)量若干(4)無菌移液管，數(shù)量X 10或者各種型號的移液槍(5)無菌試管，數(shù)量若干(6)無菌棉塞(7)點火器(8)煤氣燈(9)標簽紙(10)恒溫培養(yǎng)箱(11)接種環(huán)3.實驗所需試劑(1)牛肉膏蛋白陳瓊脂培養(yǎng)基，數(shù)量又1(2)無菌水，數(shù)量X 2四、實驗步驟1 .試驗水樣放置在培養(yǎng)皿中，水深5-20mm ,培養(yǎng)皿的直徑應小于紫外光 校平管。2 .正式對水樣進行消毒前要測試培養(yǎng)皿內水面的紫外光強度，該強度在整個實驗過程中為定值。3 .改變曝光時間，利用下式計算出相應的UV劑量。同時，測試曝光前及-可編輯修改-不同曝光時間后的微生物

8、濃度，最后繪制出不同微生物濃度與UV劑量曲線。D = KXT XI 式中：D:微生物接受到的平均UV齊IJ量(J/m2)K:修正系數(shù)。與平行紫外光束儀器、培養(yǎng)皿及水樣有關。T:曝光時間(s)I:測試水樣表面中心 UVC強度(W/m 2)4 .水體中細菌總數(shù)測定(1)無菌操作倒一平板。(2)將定量水樣(原水樣或經(jīng)一定稀釋后的水樣1mL)接種于牛肉膏蛋白陳瓊脂培養(yǎng)基平板上。(3)將培養(yǎng)基放入恒溫箱中培養(yǎng)以辨認相應的菌落。(4)于37oC培養(yǎng)24hr后觀察結果，計算細菌菌落數(shù)，最后算出原水樣每 毫升的細菌總數(shù)。(5)將水樣分別稀釋10, 100 , 1000 , 10000倍，重復以上操作。注意事項：1實驗時，水樣被電磁攪拌器不停的攪拌，以保證水樣中的所有微生物處 于相同的輻照條件下。2操作過程請注意在無菌操作臺中進行，避免空氣中菌種的污染。3操作時請注意帶好手套，穿上實驗服，操作過程中請勿揉眼睛或碰觸皮 膚裸露部位，以免微生物感染。-可編輯修改-五、實驗結果1 .實驗數(shù)據(jù)記錄（請刪除本部分文字后填寫）表1處理前水體中微生物的檢測結果檢測方法1口4 L工菌落數(shù)/皿菌落名稱顏色表現(xiàn)邊緣隆起樣品培養(yǎng)基表2 UV消毒后水體中微生物的檢測結果檢測方法1口4 L工菌落數(shù)/