Ultrafialové světlo má dlouhou historii jako dezinfekční prostředek a virus SARS-CoV-2, který způsobuje COVID-19, je snadno zneškodněn UV zářením. Otázkou je, jak nejlépe využít UV světlo k boji proti šíření viru a ochraně lidského zdraví, když lidé pracují, studují a nakupují v interiérech.
Virus se šíří několika způsoby. Hlavní cestou přenosu je kontakt mezi lidmi prostřednictvím aerosolů a kapiček, které se uvolňují, když infikovaná osoba dýchá, mluví, zpívá nebo kašle. Virus může být také přenášen, když se lidé dotknou jejich tváří krátce po dotyku povrchů, které byly kontaminovány infikovanými jedinci. To je obzvláště důležité v zařízeních zdravotní péče, maloobchodních prostorech, kde se lidé často dotýkají pultů a zboží, a v autobusech, vlacích a letadlech.
Jako inženýr v oblasti životního prostředí, který studuje UV světlo, jsem pozoroval, že UV lze použít ke snížení rizika přenosu oběma cestami. UV světla mohou být součástmi mobilních strojů, ať už robotických nebo ovládaných člověkem, které dezinfikují povrchy. Mohou být také zabudovány do topných, ventilačních a klimatizačních systémů nebo jinak umístěny do proudů vzduchu za účelem dezinfekce vnitřního vzduchu. Portály UV, které mají dezinfikovat lidi při vstupu do vnitřních prostor, jsou však pravděpodobně neúčinné a potenciálně nebezpečné.
Co je to ultrafialové světlo?
Elektromagnetické záření, které zahrnuje rádiové vlny, viditelné světlo a rentgenové záření, se měří v nanometrech nebo miliontinách milimetru. UV záření se skládá z vlnových délek mezi 100 a 400 nanometry, které leží těsně za fialovou částí spektra viditelného světla a jsou pro lidské oko neviditelné. UV se dělí na oblasti UV-A, UV-B a UV-C, které mají 315-400 nanometrů, 280-315 nanometrů a 200-280 nanometrů.
Ozonová vrstva v atmosféře filtruje UV vlnové délky pod 300 nanometrů, které blokují UV-C ze slunce dříve, než dosáhne zemského povrchu. Myslím, že UV-A je rozsah opalování a UV-B je rozsah slunečního záření. Dostatečně vysoké dávky UV-B mohou způsobit kožní léze a rakovinu kůže.
UV-C obsahuje nejúčinnější vlnové délky pro zabíjení patogenů. UV-C je také nebezpečný pro oči a pokožku. Umělé zdroje UV záření určené k dezinfekci vyzařují světlo v rozsahu UV-C nebo v širokém spektru zahrnujícím UV-C.
Jak UV zabíjí patogeny
UV fotony mezi 200 a 300 nanometry jsou poměrně účinně absorbovány nukleovými kyselinami, které tvoří DNA a RNA, a fotony pod 240 nanometrů jsou také dobře absorbovány proteiny. Tyto základní biomolekuly jsou poškozeny absorbovanou energií, což vede k tomu, že genetický materiál uvnitř virové částice nebo mikroorganismu není schopen replikovat se nebo způsobit infekci, čímž deaktivuje patogen.
Inaktivace patogenu obvykle vyžaduje velmi nízkou dávku UV světla v tomto germicidním rozmezí. Dávka UV záření je určena intenzitou světelného zdroje a dobou expozice. Pro danou požadovanou dávku vyžadují zdroje s vyšší intenzitou kratší doby expozice, zatímco zdroje s nižší intenzitou vyžadují delší dobu expozice.
Uvedení UV do práce
UV dezinfekce, kterou mohou provádět takoví roboti, snižuje počet infekcí získaných v nemocnici. Marcy Sanchez / William Beaumont Army Medical Center Public Affairs Office
Pro UV dezinfekční zařízení existuje zavedený trh. Nemocnice roky používají roboty, které vyzařují UV-C světlo, k dezinfekci místností pacientů, operačních sálů a dalších oblastí, kde se může šířit bakteriální infekce. Tito roboti, mezi něž patří Tru-D a Xenex, vstupují do prázdných místností mezi pacienty a toulají se dálkově a vydávají vysoce výkonné UV záření k dezinfekci povrchů. UV světlo se také používá k dezinfekci lékařských nástrojů ve speciálních boxech pro vystavení UV záření.
UV se používá nebo testuje k dezinfekci autobusů, vlaků a letadel. Po použití se UV roboty nebo stroje ovládané člověkem navržené pro použití ve vozidlech nebo letadlech pohybují a dezinfikují povrchy, na které může světlo dosáhnout. Podniky také zvažují technologii pro dezinfekci skladů a maloobchodních prostor.
Metropolitní dopravní úřad v New Yorku (MTA) testuje použití ultrafialového světla k dezinfekci vozů metra mimo provoz. MTA, CC BY-SA
K dezinfekci vzduchu je také možné použít UV. Ve vnitřních prostorách, jako jsou školy, restaurace a obchody, které proudí vzduch, lze instalovat UV-C lampy nad hlavu a zaměřit se na strop, aby dezinfikovaly vzduch, který cirkuluje. Podobně mohou systémy HVAC obsahovat zdroje UV světla k dezinfekci vzduchu při jeho průchodu potrubím. Letecké společnosti by také mohly použít UV technologii k dezinfekci vzduchu v letadlech, nebo použít UV světla v koupelnách mezi jednotlivými použitími.
Daleko UV-C - bezpečné pro člověka?
Představte si, že by každý mohl chodit nepřetržitě obklopen UV-C světlem. Zničilo by to jakýkoli aerosolizovaný virus, který by se dostal do UV zóny kolem vás nebo který by opustil váš nos nebo ústa, pokud jste byli infikováni a virus vylučovali. Světlo by také dezinfikovalo vaši pokožku, než se vaše ruka dotkne vašeho obličeje. Tento scénář by mohl být technologicky možný někdy brzy, ale zdravotní rizika jsou významným problémem.
Jak UV vlnová délka klesá, snižuje se schopnost fotonů pronikat do kůže. Tyto fotony s kratší vlnovou délkou se vstřebávají do vrchní vrstvy pokožky, což minimalizuje poškození DNA aktivně se dělících kožních buněk níže. Při vlnových délkách pod 225 nanometrů - oblast Far UV-C - se UV jeví jako bezpečné pro expozici pokožky při dávkách pod úrovněmi expozice stanovenými Mezinárodním výborem pro ochranu před neionizujícím zářením.
Výzkum potvrzuje tato čísla pomocí modelů myší. O expozici očí a poraněné kůže při těchto vlnových délkách UV-C je však známo méně a lidé by se měli vyhýbat přímé expozici nad bezpečnými limity.
Slib Far UV-C pro bezpečnou dezinfekci patogenů otevírá mnoho možností pro UV aplikace. Vedlo to také k některým předčasným a potenciálně riskantním účelům.
Některé podniky instalují UV portály, které ozařují lidi při procházení. I když toto zařízení nemusí během několika vteřin procházením portálem způsobit velké škody nebo poškození kůže, nízká dodaná dávka a potenciál dezinfekce oděvů by také pravděpodobně nebyly účinné pro zastavení přenosu viru.
[Hluboké znalosti, každý den. Zaregistrujte se k odběru zpravodaje The Conversation.]
Nejdůležitější je, že bezpečnost očí a dlouhodobá expozice nebyly dobře prostudovány a tyto typy zařízení je třeba před použitím ve veřejném prostředí regulovat a ověřit z hlediska účinnosti. Rovněž je třeba pochopit dopad kontinuální expozice germicidnímu záření na celkový mikrobiom prostředí.
Jelikož více studií o Far UV-C ukazuje, že expozice na lidské pokožce není nebezpečná, a pokud studie expozice očí neprokazují žádné poškození, je možné, že validované systémy systému Far UV-C instalované na veřejných místech by mohly podporovat pokusy o kontrolu přenosu viru pro SARS-CoV-2 a další potenciální vzdušné virové patogeny, dnes a do budoucna.
