Такие учреждения, как больницы и транспортные системы, уже много лет используют УФ-дезинфекцию. Сергей Бобылев \ ТАСС через Getty Images

Ультрафиолетовый свет имеет долгая история как дезинфицирующее средство и вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, легко обезвреживается ультрафиолетом. Вопрос в том, как лучше всего использовать ультрафиолетовый свет для борьбы с распространением вируса и защиты здоровья человека, когда люди работают, учатся и делают покупки в помещении.

Вирус распространяется несколькими способами. Основной путь передачи - от человека к человеку. через аэрозоли и капли испускается, когда инфицированный человек дышит, разговаривает, поет или кашляет. Вирус также может передаваться, когда люди прикасаются к своему лицу вскоре после прикосновения к поверхностям, зараженным инфицированными людьми. Это вызывает особую озабоченность в медицинских учреждениях, торговых помещениях, где люди часто касаются прилавков и товаров, а также в автобусах, поездах и самолетах.

В качестве инженер-эколог кто изучает УФ-свет, я заметил, что УФ-излучение можно использовать для снижения риска передачи обоими путями. Ультрафиолетовые лучи могут быть компонентами мобильных машин, управляемых роботами или людьми, которые дезинфицируют поверхности. Они также могут быть включены в системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или иным образом размещены внутри воздушных потоков для дезинфекции воздуха в помещении. Однако УФ-порталы, предназначенные для дезинфекции людей при входе в помещения, скорее всего, неэффективны и потенциально опасны.

Что такое ультрафиолет?

Электромагнитное излучение, которое включает радиоволны, видимый свет и рентгеновские лучи, измеряется в нанометрах или миллионных долях миллиметра. Ультрафиолетовое излучение состоит из длин волн от 100 до 400 нанометров, которые лежат за пределами фиолетовой части спектра видимого света и невидимы для человеческого глаза. УФ делится на области УФ-А, УФ-В и УФ-С, которые составляют 315–400 нм, 280–315 нм и 200–280 нм соответственно.

Озоновый слой в атмосфере отфильтровывает УФ-лучи с длиной волны менее 300 нанометров, что блокирует УФ-С от солнца до того, как оно достигнет поверхности Земли. Я думаю о УФ-А как о диапазоне загара, а УФ-В как о диапазоне солнечного ожога. Достаточно высокие дозы УФ-В могут вызывать поражения кожи и рак кожи.

UV-C содержит наиболее эффективные длины волн для уничтожения патогенов. УФ-С также опасен для глаз и кожи. Источники искусственного УФ-света, предназначенные для дезинфекции, излучают свет в диапазоне УФ-С или в широком спектре, включая УФ-С.

Как УФ убивает патогены

Ультрафиолетовые фотоны размером от 200 до 300 нанометров довольно эффективно поглощаются нуклеиновыми кислотами, составляющими ДНК и РНК, а фотоны размером менее 240 нанометров также хорошо поглощаются белками. Эти важные биомолекулы повреждаются поглощенной энергией, в результате чего генетический материал внутри вирусной частицы или микроорганизма не может воспроизводиться или вызывать инфекцию, что приводит к инактивации патогена.

Обычно для инактивации патогена требуется очень низкая доза ультрафиолетового излучения в этом бактерицидном диапазоне. Доза УФ-излучения определяется интенсивностью источника света и продолжительностью воздействия. Для данной необходимой дозы источники более высокой интенсивности требуют более короткого времени воздействия, тогда как источники более низкой интенсивности требуют более длительного времени воздействия.

Использование УФ-излучения

Ультрафиолетовая дезинфекция, которую могут выполнять такие роботы, снижает риск внутрибольничных инфекций.. Марси Санчес / Офис по связям с общественностью Медицинского центра армии Уильяма Бомонта

Существует устоявшийся рынок устройств для УФ-дезинфекции. Больницы уже много лет используют роботов, излучающих ультрафиолетовое излучение, для дезинфекции палат, операционных и других зон, где может распространяться бактериальная инфекция. Эти роботы, в том числе Тру-Д и Xenex, входите в пустые комнаты между пациентами и бродите по ним, дистанционно испуская мощное ультрафиолетовое излучение для дезинфекции поверхностей. УФ-свет также используется для дезинфекции медицинских инструментов в специальных боксах для УФ-облучения.

УФ используется или тестируется для дезинфекции автобусы, поезда и самолеты. После использования УФ-роботы или управляемые человеком машины, предназначенные для использования в транспортных средствах или самолетах, перемещаются и дезинфицируют поверхности, до которых может добраться свет. Компании также рассматривают технологию для дезинфекция складов и торговых площадей.

Городская транспортная администрация Нью-Йорка (MTA) тестирует использование ультрафиолетового света для дезинфекции вышедших из строя вагонов метро. МТА, CC BY-SA

Также можно использовать UV для дезинфицировать воздух. Внутренние помещения, такие как школы, рестораны и магазины с достаточным воздушным потоком, могут установить лампы UV-C над головой и направлен на потолок для дезинфекции циркулирующего воздуха. Точно так же системы HVAC могут содержать источники ультрафиолетового излучения для дезинфекции воздуха, проходящего через воздуховоды. Авиакомпании также могут использовать УФ-технологию для дезинфекции воздуха в самолетах или использовать УФ-свет в ванных комнатах в перерывах между использованием.

Дальний УФ-С - безопасно для человека?

Представьте себе, если бы каждый мог постоянно ходить в окружении ультрафиолетового света. Он убьет любой вирус в аэрозольной форме, который попадет в УФ-зону вокруг вас или выйдет из носа или рта, если вы заразились и распространите вирус. Свет также дезинфицирует вашу кожу до того, как ваша рука коснется лица. Этот сценарий может стать технологически возможным когда-нибудь в ближайшее время, но риски для здоровья вызывают серьезную озабоченность.

По мере уменьшения длины волны УФ-излучения способность фотонов проникать в кожу уменьшается. Эти более коротковолновые фотоны поглощаются верхним слоем кожи, что сводит к минимуму повреждение ДНК активно делящихся клеток кожи внизу. На длинах волн ниже 225 нанометров (дальний УФ-диапазон C) УФ кажется безопасным для воздействия на кожу при дозах ниже уровни воздействия определено Международным комитетом по защите от неионизирующего излучения.

Исследования подтверждение этих чисел через мышиные модели. Однако о попадание в глаза и на поврежденную кожу на этих длинах волн Дальнего УФ-С и людям следует избегать прямого воздействия сверх безопасных пределов.

Исследования показывают, что дальний ультрафиолетовый свет может убивать патогены без вреда для здоровья человека:
{vembed Y = YATYsgi3e5A}

Ассоциация обещание Far UV-C для безопасной дезинфекции патогенов открывает множество возможностей для УФ-применений. Это также привело к преждевременному и потенциально опасному использованию.

Некоторые предприятия установка УФ порталов которые облучают людей, когда они проходят. Хотя это устройство может не причинить большого вреда или повреждения кожи за несколько секунд прохождения через портал, доставляемая малая доза и возможность дезинфицировать одежду также, вероятно, не будут эффективны для предотвращения передачи вируса.

Что наиболее важно, безопасность глаз и длительное воздействие не были хорошо изучены, и эти типы устройств нужно регулировать и проверены на эффективность перед использованием в общественных местах. Также необходимо понимать влияние непрерывного бактерицидного облучения на микробиом окружающей среды в целом.

Поскольку все больше исследований Дальнего УФ-С подтверждают, что воздействие на кожу человека не опасный и если исследования воздействия на глаза не покажут вреда, возможно, что проверенные системы дальнего УФ-C света, установленные в общественных местах, таких как магазины розничной торговли и транспортные узлы, могут поддержать попытки контролировать передачу вируса SARS-CoV-2 и других потенциальных вирусов, передающихся по воздуху. патогены сегодня и в будущем.

Об авторе

Карл Линден, профессор экологической инженерии и профессор Мортенсона в области устойчивого развития, Университет Колорадо Боулдер

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

books_science