紫外发光二极管在水产养殖杀菌消毒中的应用与展望
2021-03-09宋昌斌郭亚楠闫建昌王军喜
渔业现代化 2021年1期
宋昌斌,郭亚楠,闫建昌,王军喜
(中国科学院半导体研究所,北京,100083)
随着水产养殖业的快速发展,养殖密度过高等诸多问题不断出现,大规模病害频繁暴发,给水产养殖业造成了巨大的经济损失。水产养殖鱼类的主要病害种类包括病毒、细菌、真菌、寄生虫以及其他一些疾病。药物消毒,比如含氯消毒产品具有一定的氧化性和刺激性,不仅会对水产动物造成一定的损伤,而且化学物质对水体环境易造成再次污染。选择合适的消毒方法非常重要。紫外发光二极管(UV-LED,200~400nm)辐射消毒杀菌技术由于广谱、高效、无二次用药副作用的物理优越性,水产养殖系统尤其是工厂化循环水养殖系统越来越多采用紫外辐照原水或循环水,以阻断各种病害传播路径,保证养殖系统中水产动物的安全。
紫外光于1801年被发现[1]。历经2个多世纪不懈探索,人们从紫外光杀菌消毒机理认识到汞灯制作,直至大规模工业化水处理等产业应用已经日臻成熟。1998年,Han 等[2]首次制造出波长低于365 nm GaN UV紫外发光二极管(UV-LED),开启了新一代半导体固态紫外光源的大门。日本、美国等国相继开展UV-LED材料与器件的研究;中国也于“十一五”开始通过国家科研项目对UV-LED关键材料和设备的研究进行大力支持,经过二十余年的发展,基于氮化铝(AlN)宽禁带半导体材料的UVC波段紫外发光二极管(UVC-LED,发光波长200~280 nm)代替传统紫外汞光源的趋势越来越明显,其具有波长精准、快速开启、节能环保及体积轻便等特点,在水产养殖行业将得到日益重视。……
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