UV 살균효과
살균효과에 영향을 미치는
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자외선의 살균 효과

1. 자외선 살균의 메커니즘과 특징

자외선 殺菌機構에 대해서는 아직 완전히 밝혀져 있지 않지만, 현재 까지 알려진 바로는 uv 조사(照射)에 의해 세포안의 핵산(DNA)을 이루고 있는 성분이 자외선의 에너지에 의해 깨어짐으로서 세균과 바이러스가 죽고, 세포핵 주위의 수분이 자외선 에너지에 의해 H+ 와 ?OH로 분리되고?OH라디칼은 인근의 물 분자를 자극하여 물 분자의 균형을 깨트림으로서 세포 벽이 치명적으로 손상을 받아 세균과 바이러스가 사멸한다고 한다. 일부 보고는 세포안의 핵산(DNA)이 자외선의 에너지에 의해 세포 자신의 신진대사 장해가 초래되어 증식능력을 잃어 세포가 감소한다고도 하지만 학술적으로 정확한 메커니즘은 이론의 여지가 있다.
※ 자외선살균에는 다음과 같은 자외선 살균 만의 특징이 있다.
1) 피조사 에너지 량은 다르지만 곰팡이 류를 제외한 거의 모든 균종에 대해 유효하다.
2) 약물이나 가열 등에 의한 살균방법과 달리 피조사물에는 거의 변화를 주지 않는다.
3) 사용방법이 간단하고 경제적이다.
4) 공기나 물등 투명한 물질의 살균에 적당하지만 불투명 물질이나 고체는 어렵다.
    공기, 물 이외의 대부분의 물질은 조사받은 표면만 살균되는 단점이 있다.
5) 살균효과는 UV조사되는 동안만 가능하며 살균 보지력(保持力)이 전혀 없다.
6) 자외선은 눈 및 피부에 대해 유해하기 때문에 안전상의 주의를 필요로 한다.



2. 각종 균을 죽이는데 필요한 자외선조사량

각종 세균을 살균하는데 필요한 자외선 조사량은 실험자나 균주, 균의 발아단계, 환경, 조작조건 등에 따라 조금씩 다른 수치가 보고되어 있다. 적리균, 티브스균, 콜레라균 등의 그램음성균은 대장균과 같은 정도이고, 화농균, 결핵균, 녹농균, 고초균 등의 그램음성균은 대장균의 1.5∼5배, 효모균은 2∼6배, 곰팡이는 3∼50배로 많은 조사량이 필요하다. 자외선조사량의 단위는 보통 μω.sec /㎠ 로 나타낸다.


3. 자외선의 살균효과

자외선의 살균효과는 자외선의 파장에 따라 전혀 달라지며, 250∼260nm 파장의 uv가 가장 효과적이다. 250∼260nm 파장에서의 살균효과는 피 조사되는 적산UV량(방사강도×조사시간)에 정비례 하는 관계가 있다.
더구나 자외선 살균효과는 수십 수백 종의 균종과. 아직 알려져 있지 않는 새로운 바이러스에 대해서도 비슷하다. 특히 새로 생기는 변종에 대한 살균 효과도 기존의 알려진 바이러스와 비슷하다 것은 약품에 의한 살균 보다 매우 큰 장점이다.
균의 생존율은 조사량(방사강도×조사시간)에 대해 거의 지수함수적으로 감소하며 다음과 같은 식으로 나타낸다.

S=P / P0 =e (-Et) / Q}--------(1)
*S : 살균의 생존율
*P : 조사후의 살균수
*P0 : 조사전의 살균수
*e : 살균선의 방사강도 [㎼/㎠]
*Et : 조사시간 (min)
*Q : 생존율 S을 1 / e(36.8%)로 하는데 필요한 살균선 조사량 [㎼·min]


Q의 값은 동일균종이라도 그 환경에 따라 다르다. 예를 들면 비교적 건조한 상온공기 중의 대장균에 대한 Q의 값은 약 5 ㎼·min/㎠이지만, 습한 공기중에서는 이 2배정도이고, 배지상에서는 3∼5배, 수중에서는 약 8배의 값이 된다. 이 데이터는 대부분의 균은 습도에 따라서 UV살균을 하여도 잘 죽지 않음을 의미하기도 하고, 수분이 있으면 균이 잘 살아간다는 것을 나타내기도 하므로 살균에 관계 하는 사람이라면 참고할 만 하다.
아래의 표에 대장균에 있어서 환경별의 유효 자외선 조사량을 나타낸다.

살균율(%)
생존율(%)
상대온도 35%일 경우 필요한 UV량
(㎼·min/㎠)
광활성을 고려한 때의 필요 UV량
(㎼?min/㎠)
수중에서 살균시 필요한 UV량
(㎼·min/㎠)
63.2
36.8
5
12.5
38
90
10
11.5
28.8
87.5
99
1
23.5
57.5
175.0
99.9
0.1
34.5
86.3
262.5
99.99
0.01
46.1
115.3
350.0
99.999
0.001
57.8
144.0
437.5
<대장균의 환경별 유효자외선조사량>