Instituții precum spitalele și sistemele de tranzit folosesc dezinfectarea UV de ani de zile. Sergei Bobylev \ TASS prin Getty Images

Lumina ultravioletă are o lungă istorie ca dezinfectant iar virusul SARS-CoV-2, care provoacă COVID-19, este ușor de făcut inofensiv de lumina UV. Întrebarea este cea mai bună modalitate de valorificare a luminii UV pentru a combate răspândirea virusului și pentru a proteja sănătatea umană în timp ce oamenii lucrează, studiază și fac cumpărături în interior.

Virusul se răspândește în mai multe moduri. Principala cale de transmisie este prin contactul de la persoană la persoană prin aerosoli și picături emisă atunci când o persoană infectată respiră, vorbește, cântă sau tuse. Virusul poate fi transmis și atunci când oamenii își ating fețele la scurt timp după ce au atins suprafețe care au fost contaminate de indivizi infectați. Acest lucru este deosebit de îngrijorător în mediile de îngrijire a sănătății, spațiile de vânzare cu amănuntul în care oamenii ating frecvent tejghele și mărfuri și în autobuze, trenuri și avioane.

Ca inginer de mediu care studiază lumina UV, am observat că UV poate fi utilizat pentru a reduce riscul transmiterii pe ambele căi. Luminile UV pot fi componente ale mașinilor mobile, fie robotizate, fie controlate de om, care dezinfectează suprafețele. Ele pot fi, de asemenea, încorporate în sistemele de încălzire, ventilare și aer condiționat sau altfel poziționate în fluxurile de aer pentru a dezinfecta aerul interior. Cu toate acestea, portalurile UV care sunt menite să dezinfecteze oamenii când intră în spațiile interioare sunt probabil ineficiente și potențial periculoase.

Ce este lumina ultravioletă?

Radiația electromagnetică, care include unde radio, lumină vizibilă și raze X, este măsurată în nanometri, sau milionimi de milimetru. Iradierea UV constă din lungimi de undă între 100 și 400 nanometri, care se află chiar dincolo de porțiunea violetă a spectrului luminii vizibile și sunt invizibile pentru ochiul uman. UV este împărțit în regiunile UV-A, UV-B și UV-C, care sunt 315-400 nanometri, 280-315 nanometri și respectiv 200-280 nanometri.

Stratul de ozon din atmosferă filtrează lungimile de undă UV sub 300 nanometri, care blochează UV-C de la soare înainte de a ajunge la suprafața Pământului. Mă gândesc la UV-A ca la zona de bronzare și la UV-B ca la zona de ardere a soarelui. Dozele suficient de mari de UV-B pot provoca leziuni ale pielii și cancer de piele.

UV-C conține cele mai eficiente lungimi de undă pentru uciderea agenților patogeni. UV-C este, de asemenea periculos pentru ochi și piele. Sursele de lumină UV artificiale concepute pentru dezinfectare emit lumină în intervalul UV-C sau într-un spectru larg care include UV-C.

Cum ucide UV agenții patogeni

Fotonii UV între 200 și 300 nanometri sunt absorbiți destul de eficient de acizii nucleici care formează ADN și ARN, iar fotonii sub 240 nanometri sunt, de asemenea, bine absorbiți de proteine. Aceste biomolecule esențiale sunt deteriorate de energia absorbită, făcând materialul genetic din interiorul unei particule sau microorganisme virale incapabile să se replice sau să provoace o infecție, inactivând agentul patogen.

De obicei, este nevoie de o doză foarte mică de lumină UV în acest interval germicid pentru a dezactiva un agent patogen. Doza UV este determinată de intensitatea sursei de lumină și de durata expunerii. Pentru o doză necesară dată, sursele de intensitate mai mare necesită timpi de expunere mai mici, în timp ce sursele de intensitate mai mică necesită timpi de expunere mai lungi.

Punerea UV la lucru

Dezinfectarea UV, care poate fi efectuată de roboți ca acesta, reduce infecțiile dobândite în spital. Marcy Sanchez / William Beaumont Armata Centrului Medical Biroul Afaceri Publice

Există o piață stabilită pentru dispozitivele de dezinfecție UV. Spitalele folosesc de ani buni roboți care emit lumină UV-C pentru a dezinfecta camerele pacienților, sălile de operații și alte zone în care infecția bacteriană se poate răspândi. Acești roboți, care includ Tru-D și Xenex, intrați în camere goale între pacienți și vă plimbați de la distanță emițând iradiere UV de mare putere pentru a dezinfecta suprafețele. Lumina UV este, de asemenea, utilizată pentru dezinfectarea instrumentelor medicale în cutii speciale de expunere la UV.

UV este utilizat sau testat pentru dezinfectare autobuze, trenuri și avioane. După utilizare, roboții UV sau mașinile controlate de om concepute pentru a se potrivi în vehicule sau avioane se deplasează și dezinfectează suprafețele pe care lumina le poate atinge. Întreprinderile iau în considerare și tehnologia pentru dezinfectarea depozitelor și a spațiilor comerciale.

New York City Metropolitan Transit Authority (MTA) testează utilizarea luminii ultraviolete pentru dezinfectarea vagoanelor de metrou care nu sunt în funcțiune. MTA, CC BY-SA

De asemenea, este posibil să utilizați UV pentru dezinfectează aerul. Spațiile interioare, cum ar fi școlile, restaurantele și magazinele care au un anumit flux de aer, pot instalați lămpi UV-C deasupra capului și îndreptat spre tavan pentru a dezinfecta aerul pe măsură ce acesta circulă. În mod similar, sistemele HVAC pot conține surse de lumină UV pentru a dezinfecta aerul pe măsură ce se deplasează prin conducte. Companiile aeriene ar putea utiliza, de asemenea, tehnologia UV pentru dezinfectarea aerului din avioane sau pot folosi luminile UV în băi între utilizări.

UV-C departe - sigur pentru oameni?

Imaginați-vă dacă toată lumea ar putea să se plimbe continuu înconjurată de lumină UV-C. Ar ucide orice virus aerosolizat care a intrat în zona UV din jurul tău sau care ți-a ieșit din nas sau din gură dacă ai fi infectat și vărsat virusul. Lumina ți-ar dezinfecta pielea înainte ca mâna ta să-ți atingă fața. Acest scenariu ar putea fi posibil tehnologic într-o zi curând, dar riscurile pentru sănătate reprezintă o preocupare semnificativă.

Pe măsură ce lungimea de undă UV scade, capacitatea fotonilor de a pătrunde în piele scade. Acești fotoni cu lungime de undă mai scurtă sunt absorbiți în stratul superior al pielii, ceea ce minimizează deteriorarea ADN-ului celulelor cutanate care se divid în mod activ de dedesubt. La lungimi de undă sub 225 nanometri - regiunea UV-C îndepărtată - UV pare a fi sigur pentru expunerea pielii la doze sub nivelurile de expunere definit de Comitetul internațional pentru protecția împotriva radiațiilor neionizante.

Cercetarea este confirmând aceste numere folosind modele de mouse. Cu toate acestea, se știe mai puțin despre expunerea la ochi și pielea rănită la aceste lungimi de undă UV-C îndepărtate și oamenii ar trebui să evite expunerea directă peste limitele de siguranță.

Cercetările sugerează că lumina UV-C de departe ar putea să distrugă agenții patogeni fără a afecta sănătatea umană:

promisiunea Far UV-C pentru dezinfectarea în condiții de siguranță a agenților patogeni deschide multe posibilități pentru aplicațiile UV. De asemenea, a condus la unele utilizări premature și potențial riscante.

Unele afaceri sunt instalarea portalurilor UV care iradiază oamenii în timp ce trec. În timp ce este posibil ca acest dispozitiv să nu provoace vătămări sau leziuni ale pielii în câteva secunde de mers prin portal, doza mică administrată și potențialul de dezinfectare a îmbrăcămintei nu ar fi, de asemenea, probabil eficiente pentru stoparea transmiterii virusului.

Cel mai important, siguranța ochilor și expunerea pe termen lung nu au fost bine studiate și aceste tipuri de dispozitive trebuie reglementate și validate pentru eficiență înainte de a fi utilizate în setările publice. De asemenea, trebuie înțeles impactul expunerii continue la iradiere germicidă asupra microbiomului general al mediului.

Pe măsură ce mai multe studii privind Far UV-C confirmă expunerea la pielea umană nu este periculos și dacă studiile privind expunerea ochilor nu prezintă daune, este posibil ca sistemele de lumină UV-C Far validate instalate în locuri publice, cum ar fi magazinele de vânzare cu amănuntul și centrele de transport, să susțină încercările de control al transmiterii virusului pentru SARS-CoV-2 și alte potențiale virale aeriene agenți patogeni astăzi și în viitor.

Despre autor

Karl Linden, profesor inginer de mediu și profesor Mortenson în dezvoltare durabilă, Universitatea din Colorado Boulder

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.

carti_stiinta