简述不同波段紫外线的生物学作用

紫外线光谱及生物学作用特点 　　紫外线的光谱范围为400～100nm。紫外线在日光中虽只占1％，但它是一种非常重要的自然界物理因子，是各种生物维持正常新陈代谢所不可缺少的。在医学上已广泛应用人工紫外线。根据1932年第二届理疗和光生物学大会的建议，将紫外线光谱分为三个波段：
　　长波紫外线（UVA）：波长400～320nm，其生物学作用较弱，有明显的色素沉着作用，引起红斑反应的作用很弱，可引起一些物质（荧光素钠、四环素、硫酸奎宁、血卟啉、绿脓杆菌的绿脓素和某些霉菌产生的物质等）产生荧光反应。还可引起光毒反应和光变态反应等。
　　中波紫外线（UVB）：波长320～275nm，是紫外线生物学效应最活跃部分。红斑反应的作用很强，能使维生素D原转化为维生素D，促进上皮细胞生长和黑色素产生以及抑制变态反应等作用。
　　短波紫外线（UVC）：波长275～180nm，红斑反应的作用明显，对细菌和病毒有明显杀灭和抑制作用。
　　紫外线的各种生物学作用都有一定的光谱特点，从而可描绘出一定的曲线，即紫外线生物学作用的光谱曲线（图8.4.1）。
　　Ⅰ 紫外线杀菌作用曲线：在短波部分，杀菌作用最强的部分为250～260nm，而接近可见光线的长波紫外线几乎无杀菌作用。
　　Ⅱ 紫外线的维生素D形成作用曲线：也有峰值，波长位于280nm。
　　Ⅲ 紫外线的红斑形成曲线：有两个高峰，第一个高峰位于波长297nm，第二个高峰位于波长250～260nm。虚线为色素形成作用曲线表明其作用最强的部分在长波紫外线的范围内。

物理因素诱导基因突变
大量的研究和实验证明，紫外线对水的消毒灭菌主要是通过紫外线对微生物的辐射，生物体内的核酸吸收了紫外线的光能，损伤和破坏了核酸的功能使微生物致死，从而达到消毒的目的。生命科学揭示了核酸是一切生命体的最基本物质和生命基础。核酸是一种生物高分子化合物，是由许多个不同的核苷酸通过磷酸二脂键连接而成。核酸根据组成的不同，分为核糖核酸(rna)和脱氧核糖核酸(dna)两大类，其共同点是由磷酸二酯键按嘌呤与嘧啶碱基配对的原则而连接起来的多核苷酸链。核酸存在于一切生物的细胞内，对生物的新陈代谢、遗传、变异等生命过程起着决定性作用。微生物受到了紫外线辐射，吸收了紫外线的能量，实际是核酸吸收了紫外线的能量。dna和rna对紫外线的吸收光谱范围为240nm~280nm，对波长260nm的吸收达到最大值。紫外线能够改变dna和rna中的含氮杂环，以导致形成新的键结分子。紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等[6]。二聚体的形成破坏了嘧啶与嘌呤的正常配对，改变了dna
的生物学活性，使微生物自身不能复制，这就是微生物最重要的紫外线损伤，也是致死性损伤。大量研究证实，嘧啶二聚体的增加与细菌死亡率有直接的正比关系。
紫外线一般由传统的低压汞灯制取，但是现在也有一些地方使用高强度低压汞灯和中压汞灯，对于脉冲紫外灯也有大量的研究文献。不论哪一种紫外灯都是基于相同的物理现象，由荧光灯内汞等离子区放电时释放出电磁射线。