Ιδρύματα όπως τα νοσοκομεία και τα συστήματα διέλευσης χρησιμοποιούν απολύμανση UV για χρόνια. Sergei Bobylev \ TASS μέσω Getty Images

Το υπεριώδες φως έχει μακρά ιστορία ως απολυμαντικό και ο ιός SARS-CoV-2, που προκαλεί το COVID-19, είναι εύκολα αβλαβές από το υπεριώδες φως. Το ερώτημα είναι πώς είναι καλύτερο να αξιοποιήσετε το υπεριώδες φως για να καταπολεμήσετε την εξάπλωση του ιού και να προστατεύσετε την ανθρώπινη υγεία καθώς οι άνθρωποι εργάζονται, σπουδάζουν και ψωνίζουν σε εσωτερικούς χώρους.

Ο ιός εξαπλώνεται με διάφορους τρόπους. Ο κύριος τρόπος μετάδοσης είναι μέσω προσωπικής επαφής μέσω αερολυμάτων και σταγονιδίων εκπέμπεται όταν ένα μολυσμένο άτομο αναπνέει, μιλά, τραγουδά ή βήχει. Ο ιός μπορεί επίσης να μεταδοθεί όταν οι άνθρωποι αγγίζουν τα πρόσωπά τους λίγο μετά την επαφή με επιφάνειες που έχουν μολυνθεί από μολυσμένα άτομα. Αυτό προκαλεί ιδιαίτερη ανησυχία σε χώρους υγειονομικής περίθαλψης, χώρους λιανικής όπου οι άνθρωποι συχνά αγγίζουν μετρητές και εμπορεύματα, καθώς και σε λεωφορεία, τρένα και αεροπλάνα.

ως μηχανικός περιβάλλοντος που μελετά το υπεριώδες φως, έχω παρατηρήσει ότι το UV μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση του κινδύνου μετάδοσης και από τις δύο οδούς. Τα φώτα υπεριώδους ακτινοβολίας μπορούν να αποτελούν συστατικά κινητών μηχανών, είτε ρομποτικά είτε ελεγχόμενα από τον άνθρωπο, που απολυμαίνουν τις επιφάνειες. Μπορούν επίσης να ενσωματωθούν σε συστήματα θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού ή να τοποθετηθούν αλλιώς σε ροές αέρα για την απολύμανση εσωτερικού αέρα. Ωστόσο, οι πύλες UV που προορίζονται για την απολύμανση ατόμων καθώς εισέρχονται σε εσωτερικούς χώρους είναι πιθανώς αναποτελεσματικές και δυνητικά επικίνδυνες.

Τι είναι το υπεριώδες φως;

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, η οποία περιλαμβάνει ραδιοκύματα, ορατό φως και ακτίνες Χ, μετράται σε νανόμετρα ή εκατοστά του χιλιοστού. Η υπεριώδης ακτινοβολία αποτελείται από μήκη κύματος μεταξύ 100 και 400 νανομέτρων, το οποίο βρίσκεται ακριβώς πέρα ​​από το μοβ τμήμα του φάσματος του ορατού φωτός και είναι αόρατο στο ανθρώπινο μάτι. Το UV χωρίζεται στις περιοχές UV-A, UV-B και UV-C, οι οποίες είναι 315-400 νανόμετρα, 280-315 νανόμετρα και 200-280 νανόμετρα, αντίστοιχα.

Το στρώμα του όζοντος στην ατμόσφαιρα φιλτράρει τα μήκη κύματος UV κάτω από 300 νανόμετρα, το οποίο εμποδίζει το UV-C από τον ήλιο πριν φτάσει στην επιφάνεια της Γης. Νομίζω ότι το UV-A είναι το εύρος ηλιοθεραπείας και το UV-B ως το ηλιακό εύρος. Οι υψηλές δόσεις UV-B μπορούν να προκαλέσουν δερματικές βλάβες και καρκίνο του δέρματος.

Το UV-C περιέχει το πιο αποτελεσματικά μήκη κύματος για τη θανάτωση παθογόνων. Το UV-C είναι επίσης επικίνδυνο για τα μάτια και το δέρμα. Τεχνητές πηγές υπεριώδους φωτός σχεδιασμένες για απολύμανση εκπέμπουν φως εντός της περιοχής UV-C ή ένα ευρύ φάσμα που περιλαμβάνει UV-C.

Πώς το UV σκοτώνει τα παθογόνα

Τα υπεριώδη φωτόνια μεταξύ 200 και 300 νανομέτρων απορροφώνται αρκετά αποτελεσματικά από τα νουκλεϊκά οξέα που αποτελούν το DNA και το RNA, και τα φωτόνια κάτω από 240 νανόμετρα απορροφώνται επίσης καλά από τις πρωτεΐνες. Αυτά τα απαραίτητα βιομόρια καταστρέφονται από την απορροφούμενη ενέργεια, καθιστώντας το γενετικό υλικό μέσα σε ένα σωματίδιο ιού ή μικροοργανισμό αδύνατο να αντιγράψει ή να προκαλέσει μόλυνση, απενεργοποιώντας το παθογόνο.

Συνήθως χρειάζεται πολύ χαμηλή δόση υπεριώδους φωτός σε αυτό το μικροβιοκτόνο εύρος για την απενεργοποίηση ενός παθογόνου. Η δόση UV καθορίζεται από την ένταση της φωτεινής πηγής και τη διάρκεια της έκθεσης. Για μια δεδομένη απαιτούμενη δόση, οι πηγές υψηλότερης έντασης απαιτούν μικρότερους χρόνους έκθεσης, ενώ οι πηγές χαμηλότερης έντασης απαιτούν μεγαλύτερο χρόνο έκθεσης

Βάζοντας το UV σε λειτουργία

Η απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία, η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί από ρομπότ όπως αυτό, μειώνει τις νοσοκομειακές λοιμώξεις. Γραφείο Δημόσιων Υποθέσεων Marcy Sanchez / William Beaumont Army Medical Center

Υπάρχει μια καθιερωμένη αγορά για συσκευές απολύμανσης UV. Τα νοσοκομεία χρησιμοποιούν ρομπότ που εκπέμπουν φως UV-C εδώ και χρόνια για την απολύμανση δωματίων ασθενών, χειρουργείων και άλλων περιοχών όπου μπορεί να εξαπλωθεί βακτηριακή λοίμωξη. Αυτά τα ρομπότ, τα οποία περιλαμβάνουν Tru-D και xenex, μπείτε σε κενά δωμάτια μεταξύ ασθενών και περιπλανηθείτε εκπέμποντας απομακρυσμένη ακτινοβολία UV υψηλής ισχύος για να απολυμάνετε τις επιφάνειες. Το υπεριώδες φως χρησιμοποιείται επίσης για την απολύμανση ιατρικών οργάνων σε ειδικά κουτιά έκθεσης σε υπεριώδη ακτινοβολία.

Το UV χρησιμοποιείται ή δοκιμάζεται για απολύμανση λεωφορεία, τρένα και αεροπλάνα. Μετά τη χρήση, ρομπότ υπεριώδους ακτινοβολίας ή μηχανές ελεγχόμενες από τον άνθρωπο που έχουν σχεδιαστεί για να χωρά σε οχήματα ή αεροπλάνα μετακινούνται και απολυμαίνουν τις επιφάνειες στις οποίες μπορεί να φτάσει το φως. Οι επιχειρήσεις εξετάζουν επίσης την τεχνολογία για απολύμανση αποθηκών και καταστημάτων.

Η Νέα Υόρκη Metropolitan Transit Authority (MTA) δοκιμάζει τη χρήση υπεριώδους φωτός για την απολύμανση των εκτός λειτουργίας αυτοκινήτων μετρό. MTA, CC BY-SA

Είναι επίσης δυνατό να χρησιμοποιήσετε UV για απολυμάνετε τον αέρα. Εσωτερικοί χώροι όπως σχολεία, εστιατόρια και καταστήματα που έχουν κάποια ροή αέρα εγκαταστήστε υπεριώδεις λαμπτήρες UV-C και στοχεύει στην οροφή για την απολύμανση του αέρα καθώς κυκλοφορεί. Ομοίως, τα συστήματα HVAC μπορούν να περιέχουν πηγές υπεριώδους φωτός για την απολύμανση του αέρα καθώς ταξιδεύει μέσω αγωγών. Οι αεροπορικές εταιρείες θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιήσουν την τεχνολογία υπεριώδους ακτινοβολίας για την απολύμανση αέρα σε αεροπλάνα ή να χρησιμοποιήσουν φώτα υπεριώδους ακτινοβολίας στα μπάνια μεταξύ των χρήσεων.

Far UV-C - ασφαλές για τον άνθρωπο;

Φανταστείτε εάν ο καθένας θα μπορούσε να περπατάει συνεχώς περιτριγυρισμένος από φως UV-C. Θα σκότωνε οποιονδήποτε ιό αερολύματος που εισήλθε στη ζώνη υπεριώδους ακτινοβολίας γύρω σας ή που βγήκε από τη μύτη ή το στόμα σας εάν μολυνθήκατε και ρίχνατε τον ιό. Το φως θα απολυμάνει επίσης το δέρμα σας προτού το χέρι σας αγγίξει το πρόσωπό σας. Αυτό το σενάριο μπορεί να είναι δυνατό τεχνολογικά κάποια μέρα σύντομα, αλλά οι κίνδυνοι για την υγεία αποτελούν σημαντική ανησυχία.

Καθώς μειώνεται το μήκος κύματος UV, η ικανότητα των φωτονίων να διεισδύουν στο δέρμα μειώνεται. Αυτά τα φωτόνια μικρότερου μήκους κύματος απορροφώνται στο πάνω στρώμα του δέρματος, το οποίο ελαχιστοποιεί τη βλάβη του DNA στα ενεργά διαιρούμενα κύτταρα του δέρματος παρακάτω. Σε μήκη κύματος κάτω από 225 νανόμετρα - την περιοχή της Άπω UV-C - η υπεριώδης ακτινοβολία φαίνεται να είναι ασφαλής για έκθεση στο δέρμα σε δόσεις κάτω από το επίπεδα έκθεσης ορίζεται από τη Διεθνή Επιτροπή για την Προστασία από τις Μη Ιονίζουσες Ακτινοβολίες.

Η έρευνα είναι επιβεβαιώνοντας αυτούς τους αριθμούς χρησιμοποιώντας μοντέλα ποντικιού. Ωστόσο, λιγότερα είναι γνωστά έκθεση στα μάτια και στο τραυματισμένο δέρμα σε αυτά τα μακρά μήκη κύματος UV-C και οι άνθρωποι πρέπει να αποφεύγουν την άμεση έκθεση πάνω από τα ασφαλή όρια.

Η έρευνα δείχνει ότι το πολύ φως UV-C μπορεί να είναι ικανό να σκοτώσει παθογόνα χωρίς να βλάψει την ανθρώπινη υγεία:

Η καλύτερη υπόσχεση του Far UV-C για την ασφαλή απολύμανση των παθογόνων, δημιουργούνται πολλές δυνατότητες για εφαρμογές UV. Επίσης, οδήγησε σε ορισμένες πρόωρες και δυνητικά επικίνδυνες χρήσεις.

Ορισμένες επιχειρήσεις είναι εγκατάσταση πυλών UV που ακτινοβολούν τους ανθρώπους καθώς περπατούν. Ενώ αυτή η συσκευή ενδέχεται να μην προκαλέσει μεγάλη βλάβη ή βλάβη στο δέρμα μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα περπατώντας μέσα από την πύλη, η χαμηλή δόση που παρέχεται και η πιθανότητα απολύμανσης ρούχων πιθανότατα δεν θα ήταν αποτελεσματική για τον περιορισμό της μετάδοσης ιών.

Το πιο σημαντικό, η ασφάλεια των ματιών και η μακροχρόνια έκθεση δεν έχουν μελετηθεί καλά, και αυτοί οι τύποι συσκευών πρέπει να ρυθμιστεί και επικυρώθηκε για αποτελεσματικότητα πριν χρησιμοποιηθεί σε δημόσιες ρυθμίσεις. Πρέπει επίσης να γίνει κατανοητός ο αντίκτυπος της συνεχούς έκθεσης σε μικροβιοκτόνο ακτινοβολίας στο συνολικό περιβαλλοντικό μικρόβιο.

Καθώς περισσότερες μελέτες για το Far UV-C καταδεικνύουν ότι η έκθεση στο ανθρώπινο δέρμα δεν είναι επικίνδυνο και εάν μελέτες σχετικά με την έκθεση στα μάτια δεν δείχνουν βλάβη, είναι πιθανό ότι επικυρωμένα συστήματα φωτός Far UV-C εγκατεστημένα σε δημόσιους χώρους, όπως καταστήματα λιανικής και κόμβοι μεταφοράς, θα μπορούσαν να υποστηρίξουν προσπάθειες ελέγχου της μετάδοσης ιών για το SARS-CoV-2 και άλλους πιθανούς αερομεταφερόμενους ιούς παθογόνα σήμερα και στο μέλλον.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Karl Linden, καθηγητής περιβαλλοντικής μηχανικής και καθηγητής Mortenson στη βιώσιμη ανάπτυξη, University of Colorado Boulder

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

βιβλία_επιστήμη