Ultrafialové svetlo má dlhú históriu ako dezinfekčný prostriedok a vírus SARS-CoV-2, ktorý spôsobuje COVID-19, sa ľahko stáva neškodným UV svetlom. Otázkou je, ako najlepšie využiť UV svetlo na boj proti šíreniu vírusu a na ochranu ľudského zdravia pri práci, štúdiu a nakupovaní v interiéroch.
Vírus sa šíri niekoľkými spôsobmi. Hlavným spôsobom prenosu je kontakt medzi ľuďmi prostredníctvom aerosólov a kvapiek emitovaných pri dýchaní, hovorení, spievaní alebo kašľaní. Vírus sa môže prenášať aj vtedy, keď sa ľudia dotknú ich tváre krátko po dotyku s povrchmi kontaminovanými infikovanými osobami. Týka sa to najmä zdravotníckych zariadení, maloobchodných priestorov, kde sa ľudia často dotýkajú pultov a tovaru, a autobusov, vlakov a lietadiel.
Ako inžinier v oblasti životného prostredia, ktorý študuje UV svetlo, som si všimol, že UV sa dá použiť na zníženie rizika prenosu oboma cestami. UV žiarenie môže byť súčasťou mobilných strojov, či už robotických alebo riadených človekom, ktoré dezinfikujú povrchy. Môžu byť tiež zabudované do vykurovacích, ventilačných a klimatizačných systémov alebo inak umiestnené do prúdenia vzduchu na dezinfekciu vnútorného vzduchu. Portály UV, ktoré sú určené na dezinfekciu ľudí pri vstupe do vnútorných priestorov, sú však pravdepodobne neúčinné a potenciálne nebezpečné.
Čo je to ultrafialové svetlo?
Elektromagnetické žiarenie, ktoré zahŕňa rádiové vlny, viditeľné svetlo a röntgenové lúče, sa meria v nanometroch alebo milióntinách milimetra. UV žiarenie pozostáva z vlnových dĺžok od 100 do 400 nanometrov, ktoré ležia tesne za fialovou časťou spektra viditeľného svetla a sú pre ľudské oko neviditeľné. UV je rozdelené na oblasti UV-A, UV-B a UV-C, ktoré majú 315 - 400 nanometrov, 280 - 315 nanometrov a 200 - 280 nanometrov.
Ozónová vrstva v atmosfére filtruje UV vlnové dĺžky pod 300 nanometrov, ktoré blokujú UV-C zo slnka skôr, ako sa dostane na povrch Zeme. UV-A považujem za oblasť opaľovania a UV-B za oblasť opaľovania. Dostatočne vysoké dávky UV-B môžu spôsobiť kožné lézie a rakovinu kože.
UV-C obsahuje najefektívnejšie vlnové dĺžky na ničenie patogénov. UV-C je tiež nebezpečný pre oči a pokožku. Umelé zdroje UV svetla určené na dezinfekciu vyžarujú svetlo v rozsahu UV-C alebo v širokom spektre, ktoré zahŕňa UV-C.
Ako UV zabíja patogény
UV fotóny od 200 do 300 nanometrov sú pomerne efektívne absorbované nukleovými kyselinami, ktoré tvoria DNA a RNA, a fotóny pod 240 nanometrov tiež dobre absorbované bielkovinami. Tieto základné biomolekuly sú poškodené absorbovanou energiou, čo spôsobuje, že genetický materiál vo vnútri vírusovej častice alebo mikroorganizmu nie je schopný replikovať sa alebo spôsobiť infekciu, čo deaktivuje patogén.
Inaktivácia patogénu zvyčajne vyžaduje veľmi nízku dávku UV svetla v tomto germicídnom rozmedzí. Dávka UV žiarenia je určená intenzitou zdroja svetla a dobou expozície. Pre danú požadovanú dávku zdroje vyššej intenzity vyžadujú kratšie doby expozície, zatiaľ čo zdroje nižšej intenzity vyžadujú dlhšie doby expozície.
UV uvedenie do práce
UV dezinfekcia, ktorú môžu vykonávať také roboty, znižuje počet infekcií získaných v nemocnici. Marcy Sanchez / William Beaumont Army Medical Center Public Affairs Office
Pre UV dezinfekčné zariadenia je zavedený trh. Nemocnice už roky používajú na dezinfekciu izieb pacientov, operačných sál a ďalších oblastí, kde sa môže šíriť bakteriálna infekcia, roboty, ktoré emitujú UV-C svetlo. Tieto roboty, medzi ktoré patria Tru-D a Xenex, vstupujú do prázdnych miestností medzi pacientmi a pohybujú sa na diaľku vyžarovaním vysoko výkonného UV žiarenia na dezinfekciu povrchov. UV svetlo sa tiež používa na dezinfekciu lekárskych nástrojov v špeciálnych boxoch na vystavenie UV žiareniu.
UV sa používa alebo testuje na dezinfekciu autobusov, vlakov a lietadiel. Po použití ultrafialové roboty alebo stroje riadené človekom navrhnuté na použitie vo vozidlách alebo lietadlách prechádzajú cez povrch a dezinfikujú povrchy, na ktoré môže svetlo dosiahnuť. Podniky taktiež zvažujú technológiu na dezinfekciu skladov a obchodných priestorov.
Mestský úrad pre dopravu v New Yorku (MTA) testuje použitie ultrafialového svetla na dezinfekciu vozidiel metra mimo prevádzky. MTA, CC BY-SA
Na dezinfekciu vzduchu je tiež možné použiť UV. Vnútorné priestory, ako sú školy, reštaurácie a obchody, v ktorých prúdi určité množstvo vzduchu, môžu inštalovať žiarovky UV-C nad hlavu a zamerať ich na strop, aby dezinfikovali vzduch, ktorý cirkuluje. Podobne môžu systémy HVAC obsahovať zdroje UV svetla na dezinfekciu vzduchu, ktorý prechádza potrubím. Letecké spoločnosti mohli tiež použiť UV technológiu na dezinfekciu vzduchu v lietadlách alebo medzi použitiami použiť UV žiarenie v kúpeľniach.
Ďaleko UV-C - bezpečné pre ľudí?
Predstavte si, že by každý mohol chodiť neustále obklopený UV-C svetlom. Zničil by akýkoľvek aerosolizovaný vírus, ktorý by sa dostal do UV zóny okolo vás alebo ktorý by vyšiel z nosa alebo úst, ak by ste boli infikovaní a vírus vylučovali. Svetlo by tiež dezinfikovalo vašu pokožku predtým, ako sa vaša ruka dotkne vašej tváre. Tento scenár by mohol byť technologicky možný už čoskoro, ale zdravotné riziká sú predmetom vážneho znepokojenia.
S poklesom UV vlnovej dĺžky klesá schopnosť fotónov preniknúť do kože. Tieto fotóny s kratšou vlnovou dĺžkou sa vstrebávajú do vrchnej vrstvy kože, čo minimalizuje poškodenie DNA aktívne sa deliacich buniek pokožky dole. Pri vlnových dĺžkach nižších ako 225 nanometrov - oblasť Ďaleko UV-C - sa javí UV žiarenie ako bezpečné pre expozíciu pokožky pri dávkach nižších ako sú úrovne expozície definované Medzinárodným výborom pre ochranu pred neionizujúcim žiarením.
Výskum tieto čísla potvrdzuje pomocou modelov myší. O vystavení očí a poranenej pokožky pri týchto vzdialených vlnových dĺžkach UV-C sa však vie menej a ľudia by sa mali vyhnúť priamemu vystaveniu nad bezpečné limity.
Prísľub Far UV-C pre bezpečnú dezinfekciu patogénov otvára mnoho možností pre UV aplikácie. Vedie to tiež k niektorým predčasným a potenciálne rizikovým použitiam.
Niektoré podniky inštalujú UV portály, ktoré ožarujú ľudí pri ich prechádzaní. Aj keď toto zariadenie nemusí v priebehu niekoľkých sekúnd prechádzajúcich portálom spôsobiť veľké škody alebo poškodenie kože, nízka dodaná dávka a potenciál dezinfikovať odevy by tiež pravdepodobne neboli účinné na zastavenie prenosu vírusu.
[Hlboké vedomosti, každý deň. Prihláste sa na odber bulletinu The Conversation.]
Najdôležitejšie je, že bezpečnosť očí a dlhodobá expozícia neboli dobre študované a tieto typy zariadení musia byť pred použitím vo verejnom prostredí regulované a overené z hľadiska účinnosti. Je tiež potrebné pochopiť vplyv nepretržitej expozície germicídnemu ožiareniu na celkový mikrobióm životného prostredia.
Pretože ďalšie štúdie o Far UV-C poukazujú na to, že vystavenie ľudskej pokožke nie je nebezpečné, a ak štúdie o vystavení očí nepreukážu žiadne poškodenie, je možné, že validované systémy systému Far UV-C inštalované na verejných miestach by mohli podporovať pokusy o kontrolu prenosu vírusu. pre SARS-CoV-2 a ďalšie potenciálne vírusové patogény prenášané vzduchom, dnes a do budúcnosti.
