虽然间隔的有些长了，但是我们的紫外线系列又回来了（你还知道更新啊），忘了往期内容的读者可以在主页找到相关链接回看一下。我知道大家关心的其实是222nm波段的问题，但如果不讲清楚UVC对人体存在哪些危害，也就没法具体讨论222nm的安全性问题（会突然出现很多陌生词汇），尤其是其本身存在一定争议的情况下。所以本期就分享一下UVC对人体的危害。
UVC的整体危害与暴露极限
UVC对皮肤的影响
UVC对眼睛的影响
UVC对呼吸道的影响
阳光中包含含三种类型的紫外线。首先是UVA，它占到达地球表面的紫外线辐射的绝大多数。UVA深入皮肤，被认为是造成高达80%的皮肤老化（从皱纹到老年斑）的原因。接下来是UVB，它会损害我们皮肤中的DNA，导致晒伤并最终导致皮肤癌（UVA也能做到这一点）。两者都相当有名，不过可以被大多数物理防晒手段或防晒霜阻隔。而UVC则由阳光中更短、更具能量的光波长组成。UVC会破坏生物的遗传物质，无论是人类还是病毒颗粒。通常来说在日常生活中我们大多数人不太可能遇到过这种情况。这是因为它在到达我们脆弱的皮肤之前就已经被大气层中的臭氧过滤掉了，或者说至少在科学家发现他们可以利用紫外线杀灭病原体之前是这样的。基于UVC的小鼠实验引起皮肤鳞状细胞癌的证据，国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer，IARC，WHO下属机构）将UVC定为1类致癌物。
对此，美国政府职业卫生学家委员会 (ACGIH) 和国际非电离辐射防护委员会 (ICNIRP)综合设定了UVC（180-280nm）的每日暴露阈值，以254nm波段为例，2022年更新后的眼睛暴露限值设置为6mJ/cm²，皮肤暴露限值设置为10mJ/cm²。二、UVC对皮肤的影响
一般情况下UVC对人体伤害极大，短时间照射即可灼伤皮肤，而且由于它的波长（200-290nm）正好在DNA（260nm）和蛋白质（280nm）的吸收峰附近，所以UVC照射很容易引起DNA和蛋白质等生物大分子的损伤。根据相关实验，用UVC照射哺乳动物细胞会诱导环丁烷嘧啶二聚体(CPD)和嘧啶酮光产物(6-4PP)造成DNA损伤，激活MAPK信号通路，并导致细胞周期停滞和细胞死亡。
CPD，学名环丁烷嘧啶二聚体，是紫外线照射后DNA损伤的产物，是DNA或RNA吸收光后产生碱基激发单重态，然后生成胸腺嘧啶三重态，与相邻的胸腺嘧啶(或胞嘧啶)发生化学反应形成的二聚体。能阻止DNA复制和转录，导致细胞死亡或被错误修复导致突变。CPD的含量越高，代表DNA损伤越严重。
6-4PP，嘧啶酮光产物是交替二聚体，造成损伤会阻碍DNA复制进程。
MAPK通路，是细胞增殖、应激、炎症、分化、功能同步化、转化、凋亡等信号转导通路的共同交汇通路之一，把胞外信号经受体、G蛋白/小G、蛋白激酶、转录因子等组成的信号网络，传递到胞内，参与细胞增殖、分化、癌变、转移、凋亡等。
根据相关研究，在高UVC辐照暴露下UVC和UVB一样会产生紫外线红斑（ultraviolet erythema），对皮肤急性的影响包括皮肤红肿、水肿或溃烂，通常会很严重。而对于身体的慢性影响，还存在一定的积累风险，取决于在一生中UVC辐照量的总和，大量的积累会造成皮肤的过早老化与皮肤癌风险。
三、UVC对眼睛的影响
正常情况下人类的眼睛对自然中的阳光有一定的防护作用，眼睛的不同部位会吸收不同波长的光，以限制其到达眼睛更脆弱的内部的辐照量。然而如果当越来越高的UVC辐照量被眼睛吸收，这些结构将会将开始发生变化，并开始造成自身的损伤。正常情况下眼部会有两个结构来吸收UVC，即角膜和晶状体。
角膜是覆盖眼睛有色部分的透明结构，是眼睛与外界接触的最前端结构，也是会首先接触到进入眼睛的UVC的结构。角膜负责吸收280nm及更低波段的UVC，若暴露在过多的UVC照射下，很可能会导致非常痛苦的眼部炎症，一般称之为“光性角膜炎”（本质上是眼睛的严重晒伤，也被称为“焊工眼”、“电弧眼”或“雪盲症”）。相关实验表明，以254nmUVC为例，仅需要10mJ/cm²的辐照剂量就可以诱发光性角膜炎，因UVC暴露而受损的眼部表面上皮细胞通常会在48小时内脱落。根据不同UVC设备的辐照剂量，对眼睛暴露造成损伤的时间各不相同，有时很可能仅需要几秒钟。另一些情况过量的UVC照射会产生一些长期性问题，比如会使得眼睛生长出翼状胬肉的多余组织，这种组织会向眼睛中间生长从而造成阻碍视力，需要手术切除。UVC照射同样也会影响晶状体，可能会使得磷离子与衰老的晶状体中的钙离子相结合，从而导致眼睛出现钙化或是硬化的情况，表现为视力下降或视力浑浊，进一步发展的结果为白内障。
PS：翼状胬肉，中医称“胬肉攀睛”，俗称“鱼肉”。为睑裂部球结膜与角膜上一种赘生组织，侵犯角膜后日渐增大，甚至可覆盖至瞳孔区而严重影响视力。
相对幸运的是，UVC暴露导致的光性角膜炎通常可以在24~48小时内消退，整个影响或许是可逆的，虽然过程非常痛苦。而翼状胬肉和白内障则可以通过正确的医疗手术来治疗，尽管恢复期的疼痛并不令人愉快。但对于儿童来说可能情况有些不同，眼睛的防御机制要到20岁左右才会完全成熟，这也就意味着年龄越小，眼睛就越容易受到UVC暴露的影响。UVC对呼吸道的影响主要是由于部分波段的UVC照射会产生额外的臭氧，而一定浓度的臭氧则会会影响呼吸、心血管和中枢神经系统。（在《后流134-UVC与臭氧》当中有过比较详细介绍，这里为了解构的完整性仅做简单说明）
由于氧气分子的氧吸收与紫外线的波段相关，所以UVC辐射的臭氧发生量和波长密切相关，下面这张图显示了不同波段下臭氧的生成情况（红线）以及臭氧的吸收情况（蓝线）。
可以看出，臭氧的生成效率（氧气吸收紫外线辐射）很大程度上取决于UVC的波长，效果最明显的波段在160nm左右，这也意味着无干扰环境下，通过辐射产生臭氧仅取决于灯的光谱（和功率）。不过在实际使用中，臭氧的发生量还与湿度、温度和氧气浓度相关。另外也可以发现UVC对臭氧的吸收峰值大约位于低压汞灯的峰值波长处，即254nm。这就是为什么基于吸收测量的灵敏准确的臭氧计内部装有汞灯的原因之一。臭氧对254nm的吸收也导致臭氧的分解，从而降低空气中的臭氧浓度，所以市面上主要在售的无臭氧UVC消毒灯普遍是254nm。总的来说，超量暴露于绝大多数波段的UVC照射下都会对身体造成较为严重的健康影响，并且还会因为积累而带来额外的衰老与癌症风险。所以尽管UVC照射可以非常有效地灭活新冠病毒和其他病原体，且存在暴露阈值，但在使用时请尽量避免对人体形成直接照射，尤其是儿童，特殊情况下可以使用手套或墨镜等设备来保护自己皮肤和眼睛免于UVC照射的影响。如果是能产生臭氧的UVC波段则需要注意通风的问题。当然，如果不慎被少量的UVC照射到也不必引起恐慌，辐照剂量通常并不会立刻达到接触阈值。
而极富争议的222nm波段UVC，我们将放在之后分享当中。
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D. H. Sliney, J. Mellerio. Safety with Lasers and Other Optical Sources: A Comprehensive Handbook
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