Такі установи, як лікарні та транзитні системи, роками використовують УФ-дезінфекцію. Сергій Бобилев \ ТАСС через Getty Images

Ультрафіолетове світло має довга історія як дезінфікуючий засіб і вірусом SARS-CoV-2, який викликає COVID-19, є легко унеможливлюється ультрафіолетовим світлом. Питання полягає в тому, як найкраще використовувати ультрафіолетове світло для боротьби з розповсюдженням вірусу та захисту людського здоров’я, коли люди працюють, навчаються та роблять покупки в приміщенні.

Вірус поширюється кількома способами. Основний шлях передачі - це контакт від людини до людини через аерозолі та краплі виділяється, коли заражена людина дихає, розмовляє, співає або кашляє. Вірус також може передаватися, коли люди торкаються їх обличчя незабаром після торкання поверхонь, забруднених зараженими особами. Це викликає особливе занепокоєння в закладах охорони здоров’я, торгових приміщеннях, де люди часто торкаються прилавків та товарів, а також в автобусах, поїздах і літаках.

Як інженер-еколог хто вивчає УФ-світло, я помітив, що УФ можна використовувати для зменшення ризику передачі через обидва шляхи. УФ-світильники можуть бути компонентами мобільних машин, будь то роботизовані чи керовані людиною, що дезінфікують поверхні. Вони також можуть бути вбудовані в системи опалення, вентиляції та кондиціонування або розміщені в межах повітряних потоків для дезінфекції повітря в приміщенні. Однак ультрафіолетові портали, призначені для дезінфекції людей під час потрапляння у приміщення, є, швидше за все, неефективними та потенційно небезпечними.

Що таке ультрафіолет?

Електромагнітне випромінювання, що включає радіохвилі, видиме світло та рентгенівські промені, вимірюється в нанометрах, або мільйонних частках міліметра. Ультрафіолетове опромінення складається з довжин хвиль від 100 до 400 нанометрів, які лежать за межами фіолетової частини спектру видимого світла і невидимі для людського ока. УФ поділяється на області УФ-А, УФ-В і УФ-С, які складають відповідно 315-400 нанометрів, 280-315 нанометрів і 200-280 нанометрів.

Озоновий шар в атмосфері фільтрує ультрафіолетові довжини хвиль нижче 300 нанометрів, що блокує УФ-С від сонця до того, як воно потрапить на поверхню Землі. Я думаю, що UV-A є діапазоном засмагання, а UV-B - діапазоном вигорання на сонці. Досить високі дози УФ-В можуть спричинити ураження шкіри та рак шкіри.

UV-C містить найефективніші довжини хвиль для знищення патогенів. УФ-С також небезпечний для очей та шкіри. Штучні джерела ультрафіолетового світла, призначені для дезінфекції, випромінюють світло в діапазоні UV-C або широкого спектру, що включає UV-C.

Як УФ вбиває патогени

УФ-фотони між 200 і 300 нанометрами досить ефективно поглинаються нуклеїновими кислотами, що складають ДНК і РНК, а фотони нижче 240 нанометрів також добре поглинаються білками. Ці основні біомолекули пошкоджуються поглиненою енергією, роблячи генетичний матеріал всередині частинки вірусу або мікроорганізму нездатним розмножуватися чи викликати інфекцію, інактивуючи збудника.

Як правило, потрібна дуже мала доза УФ-світла в цьому мікробіологічному діапазоні, щоб інактивувати патоген. Доза УФ визначається інтенсивністю джерела світла та тривалістю впливу. Для даної необхідної дози джерела високої інтенсивності вимагають коротшого часу експозиції, тоді як джерела меншої інтенсивності вимагають більш тривалого часу експозиції.

Введення УФ в роботу

Ультрафіолетова дезінфекція, яку можуть проводити такі роботи, зменшує зараження в лікарні. Марсі Санчес / Вільям Бомонт Армійський медичний центр Управління у справах громадськості

Існує усталений ринок пристроїв для УФ-дезінфекції. У лікарнях роками використовуються роботи, які випромінюють світло UV-C, для дезінфекції кімнат для пацієнтів, операційних та інших областей, де може поширитися бактеріальна інфекція. Ці роботи, до яких належать Тру-Д та Ксенекс, заходьте в порожні кімнати між пацієнтами та блукайте навколо, віддаляючи потужне УФ-опромінення для дезінфекції поверхонь. Ультрафіолетове світло також використовується для дезінфекції медичних інструментів у спеціальних ящиках для впливу УФ.

УФ використовується або тестується для дезінфекції автобуси, поїзди та літаки. Після використання ультрафіолетові роботи або машини, керовані людиною, призначені для розміщення в транспортних засобах або літаках, пересуваються та дезінфікують поверхні, до яких може потрапляти світло. Підприємства також розглядають технологію для дезінфекція складів та торгових площ.

Столична громадська служба Нью-Йорка (MTA) випробовує використання ультрафіолету для дезінфекції вагонів метро, ​​що не працюють. МТА, CC BY-SA

Також можна використовувати УФ для знезаражувати повітря. Криті приміщення, такі як школи, ресторани та магазини, які мають певний потік повітря, можуть встановіть лампи UV-C над головою і спрямована на стелю для дезінфекції повітря під час його циркуляції. Подібним чином, системи HVAC можуть містити джерела ультрафіолетового світла для дезінфекції повітря під час руху через канали. Авіакомпанії також можуть використовувати УФ-технологію для дезінфекції повітря в літаках або використовувати УФ-лампи у ванних кімнатах між використаннями.

Далеко UV-C - безпечний для людини?

Уявіть, якби кожен міг безперервно ходити в оточенні ультрафіолетового світла. Це призвело б до загибелі будь-якого аерозолізованого вірусу, який потрапив в УФ-зону навколо вас або який вийшов з вашого носа або рота, якщо ви були заражені та пролили вірус. Світло також продезінфікує вашу шкіру до того, як ваша рука торкнеться вашого обличчя. Цей сценарій може бути можливим технологічно найближчим часом, але ризики для здоров'я викликають серйозне занепокоєння.

Із зменшенням довжини УФ-хвилі здатність фотонів проникати в шкіру зменшується. Ці фотони з коротшою хвилею поглинаються у верхньому шкірному шарі, що мінімізує пошкодження ДНК активно ділиться клітинами шкіри внизу. При довжинах хвиль нижче 225 нанометрів - далека область УФ-С - УФ, здається, є безпечним для впливу шкіри на дози нижче рівні впливу визначений Міжнародним комітетом із захисту від неіонізуючого випромінювання.

Дослідження є підтверджуючи ці цифри використання мишачі моделі. Однак про це відомо менше вплив на очі та пошкоджену шкіру на цих далеких довжинах хвиль УФ-С люди повинні уникати прямого впливу вище безпечних меж.

Дослідження показують, що далеко ультрафіолетове світло може вбивати патогени, не завдаючи шкоди здоров’ю людини:

Згідно з доповіддю обіцянка Far UV-C для безпечного знезараження патогенних мікроорганізмів відкриває багато можливостей для застосування ультрафіолетових променів. Це також призвело до деяких передчасних та потенційно ризикованих застосувань.

Деякі підприємства є встановлення УФ-порталів які опромінюють людей під час їх проходження. Незважаючи на те, що цей пристрій може не завдати великої шкоди чи пошкодження шкіри за кілька секунд, проходячи через портал, низька доза, яка доставляється, і можливість дезінфекції одягу також, ймовірно, не буде ефективною для припинення передачі вірусу.

Найголовніше, безпека очей та тривала експозиція були недостатньо вивчені, і такі типи пристроїв потрібно регулювати і перевірено на ефективність перед використанням у загальнодоступних умовах. Також слід розуміти вплив постійного опромінення мікроорганізмами на загальний мікробіом навколишнього середовища.

По мірі того, як більше досліджень на Far UV-C підтверджують вплив на шкіру людини не небезпечно і якщо дослідження впливу очей не виявлять шкоди, можливо, перевірені системи світла Far UV-C, встановлені в громадських місцях, таких як роздрібні магазини та транспортні центри, можуть підтримувати спроби контролювати передачу вірусу для SARS-CoV-2 та інших потенційних вірусних вірусів збудників хвороб сьогодні та в майбутньому.

Про автора

Карл Лінден, професор екологічної інженерії та професор Мортенсона зі сталого розвитку, Університет Колорадо Боулдер

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

книги_науки