Ultraviolettvalgusel on desinfektsioonivahendina pikk ajalugu ja COVID-19 põhjustav SARS-CoV-2 viirus muudetakse UV-kiirguse toimel kergesti kahjutuks. Küsimus on selles, kuidas UV-valgust kõige paremini rakendada, et võidelda viiruse leviku vastu ja kaitsta inimeste tervist, kui inimesed töötavad, õpivad ja poodlevad siseruumides.
Viirus levib mitmel viisil. Peamine levikutee toimub inimeselt inimesele kontakti kaudu aerosoolide ja piiskade kaudu, mis tekivad nakatunud inimese hingamisel, rääkimisel, laulmisel või köhimisel. Viirus võib levida ka siis, kui inimesed puudutavad oma nägu varsti pärast nakatunud inimeste poolt saastunud pindade puudutamist. See on eriti murettekitav tervishoiuasutustes, kaubanduspindades, kus inimesed sageli puudutavad lette ja kaupu, ning bussides, rongides ja lennukites.
UV-valgust uuriva keskkonnainsenerina olen täheldanud, et UV-d saab kasutada, et vähendada mõlemal liinil levimise riski. UV-valgustid võivad olla liikuvate masinate, nii robotite kui ka inimeste juhitavate osade osad, mis desinfitseerivad pindu. Neid saab integreerida ka kütte-, ventilatsiooni- ja konditsioneerimissüsteemidesse või paigutada muul viisil õhuvoogude sisse siseõhu desinfitseerimiseks. Kuid siseruumidesse sisenedes inimeste desinfitseerimiseks mõeldud UV-portaalid on tõenäoliselt ebaefektiivsed ja potentsiaalselt ohtlikud.
Mis on ultraviolettvalgus?
Elektromagnetkiirgust, mis hõlmab raadiolaineid, nähtavat valgust ja röntgenikiirgust, mõõdetakse nanomeetrites ehk millimeetrites. UV-kiirgus koosneb lainepikkustest 100–400 nanomeetrit, mis asub vahetult nähtava valgusspektri violetse osa taga ja on inimsilmale nähtamatu. UV jaguneb UV-A, UV-B ja UV-C piirkondadeks, mis on vastavalt 315–400, 280–315 ja 200–280 nanomeetrit.
Atmosfääri osoonikiht filtreerib UV-lainepikkused alla 300 nanomeetri, mis blokeerib UV-C päikese eest enne, kui see jõuab Maa pinnale. Ma arvan, et UV-A on päevitamisvahemik ja UV-B kui päikesepiste. Piisavalt suured UV-B annused võivad põhjustada nahakahjustusi ja nahavähki.
UV-C sisaldab kõige tõhusamaid lainepikkusi patogeenide hävitamiseks. UV-C on ohtlik ka silmadele ja nahale. Desinfitseerimiseks mõeldud kunstlikud UV-valgusallikad kiirgavad valgust UV-C vahemikus või laias spektris, mis hõlmab UV-C-d.
Kuidas UV hävitab patogeene
200–300 nanomeetri UV-footoneid neelavad DNA ja RNA moodustavad nukleiinhapped üsna tõhusalt ning alla 240 nanomeetrised footonid neelavad valgud samuti hästi. Neid olulisi biomolekule kahjustab neeldunud energia, mistõttu viirusosakeste või mikroorganismide geneetiline materjal ei suuda paljuneda ega nakkust põhjustada, inaktiveerides patogeeni.
Patogeeni inaktiveerimiseks kulub tavaliselt selles bakteritsiidses vahemikus väga väike UV-valguse doos. UV-doos määratakse valgusallika intensiivsuse ja kokkupuute kestuse järgi. Antud nõutava annuse jaoks vajavad suurema intensiivsusega kiirgusallikad lühemat kokkupuuteaega, madalama intensiivsusega kiirgusallikad aga pikemat kokkupuuteaega.
UV tööle panemine
UV-desinfitseerimine, mida saavad teha sellised robotid, vähendab haiglas omandatud nakkusi. Marcy Sanchez / William Beaumonti armee meditsiinikeskuse avalike suhete büroo
UV desinfitseerimisseadmete turg on väljakujunenud. Haiglad on aastaid kasutanud UV-C valgust kiirgavaid roboteid, et desinfitseerida patsiendiruume, operatsioonisaale ja muid kohti, kus bakteriaalne infektsioon võib levida. Need robotid, mille hulka kuuluvad Tru-D ja Xenex, sisenevad patsientide vahel tühjadesse ruumidesse ja hulkuvad kaugelt, kiirgades pindade desinfitseerimiseks suure võimsusega ultraviolettkiirgust. UV-kiirgust kasutatakse ka meditsiiniliste instrumentide desinfitseerimiseks spetsiaalsetes UV-kiirguse kastides.
UV-d kasutatakse või testitakse busside, rongide ja lennukite desinfitseerimiseks. Pärast kasutamist liiguvad UV-robotid või inimeste juhitavad masinad, mis on mõeldud sõidukitesse või lennukitesse, ja desinfitseerivad pindu, kuhu valgus ligi pääseb. Ettevõtted kaaluvad ka ladude ja kaubanduspindade desinfitseerimise tehnoloogiat.
New York City Metropolitan Transit Authority (MTA) katsetab ultraviolettkiirguse kasutamist mittekasutatavate metroovagunite desinfitseerimiseks. MTA, CC BY-SA
Õhu desinfitseerimiseks on võimalik kasutada ka UV-d. Siseruumides, nagu koolid, restoranid ja kauplused, kus on õhuvool, saab UV-C lambid paigaldada pea kohale ja suunata lakke, et õhk desinfitseerida selle ringluses olles. Sarnaselt võivad HVAC-süsteemid sisaldada UV-valgusallikaid õhu desinfitseerimiseks kanalitööde käigus. Lennufirmad võiksid kasutada lennukites õhu desinfitseerimiseks ka UV-tehnoloogiat või kasutuse vahel vannitubades UV-tulesid.
Kaug UV-C - inimestele ohutu?
Kujutage ette, kui kõik saaksid UV-C valguse käes pidevalt ringi käia. See tapaks kõik aerosoolitud viirused, mis sisenevad teie ümbritsevasse UV-tsooni või väljuvad teie ninast või suust, kui olete nakatunud ja viiruse levitanud. Valgus desinfitseeriks ka teie naha enne, kui käsi nägu puudutas. See stsenaarium võib olla varsti tehnoloogiliselt võimalik, kuid terviseriskid on märkimisväärne probleem.
Kui UV lainepikkus väheneb, väheneb footonite võime naha sisse tungida. Need lühema lainepikkusega footonid imenduvad naha ülemisse kihti, mis vähendab aktiivselt jagunevate naharakkude DNA kahjustusi allpool. Lainepikkustel alla 225 nanomeetri - Kaug-UV-C piirkond - näib, et UV on naha kokkupuute jaoks ohutu doosides, mis jäävad alla rahvusvahelise mitteioniseeriva kiirguskaitse komitee määratletud kokkupuutetaseme.
Uuringud kinnitavad neid numbreid hiiremudelite abil. Silmade ja vigastatud naha kokkupuutest nende kaugete UV-C lainepikkustega on aga vähem teada ja inimesed peaksid vältima otsest kokkupuudet üle ohutute piiride.
Far UV-C lubadus patogeenide ohutuks desinfitseerimiseks avab UV-rakenduste jaoks palju võimalusi. See on viinud ka enneaegsete ja potentsiaalselt riskantsete kasutusteni.
Mõned ettevõtted paigaldavad UV-portaale, mis kiirgavad inimesi nende kõndimisel. Ehkki see seade ei pruugi mõne sekundi jooksul portaali kaudu kõndides palju kahjustada ega nahakahjustusi tekitada, ei oleks ka manustatav väike annus ja riiete desinfitseerimisvõimalused tõenäoliselt viiruse edasikandumise peatamiseks tõhusad.
[Sügavad teadmised, iga päev. Registreeruge vestluse uudiskirja saamiseks.]
Kõige tähtsam on see, et silmade ohutust ja pikaajalist kokkupuudet pole piisavalt uuritud ning seda tüüpi seadmeid tuleb enne avalikes kohtades kasutamist tõhususe osas reguleerida ja valideerida. Samuti tuleb mõista pideva bakteritsiidse kiiritamise mõju üldisele keskkonna mikrobiomile.
Kuna kaugemal UV-C-uuringutest selgub, et kokkupuude inimese nahaga ei ole ohtlik ja kui silmade kokkupuute uuringud ei kahjusta, on võimalik, et avalikesse kohtadesse paigaldatud valideeritud kaug-UV-C valgussüsteemid võivad toetada katseid kontrollida viiruse levikut SARS-CoV-2 ja teiste potentsiaalselt õhus levivate viiruslike patogeenide jaoks täna ja ka tulevikus.
