Ultraviolettivalolla on pitkä historia desinfiointiaineena, ja COVID-19:ää aiheuttava SARS-CoV-2-virus on helposti UV-valon vuoksi vaaraton. Kysymys on siitä, miten parhaiten valjastaa UV-valo torjumaan viruksen leviämistä ja suojelemaan ihmisten terveyttä ihmisten työskenneltäessä, tutkiessa ja shoppaillessa sisätiloissa.
Virus leviää monin tavoin. Tärkein tartuntareitti on henkilökohtaisen kosketuksen kautta aerosolien ja pisarkojen kautta, jotka lähetetään, kun tartunnan saanut henkilö hengittää, puhuu, laulaa tai yskii. Virus voi tarttua myös silloin, kun ihmiset koskettavat kasvojaan pian tartunnan saaneiden henkilöiden saastuttamien pintojen koskettamisen jälkeen. Tämä on erityisen huolestuttavaa terveydenhuoltoympäristössä, vähittäiskaupan tiloissa, joissa ihmiset usein koskettavat laskurit ja kauppatavarat, sekä busseissa, junissa ja lentokoneissa.
UV-valoa tutkivana ympäristöinsinöörinä olen havainnut, että UV-säteilyä voidaan käyttää vähentämään tartuntariskiä molempien reittien kautta. UV-valot voivat olla liikkuvien koneiden komponentteja, olivatpa ne robotti- tai ihmiskontuttavia, jotka desinfioivat pintoja. Ne voidaan myös sisällyttää lämmitys-, tuuletus- ja ilmastointijärjestelmiin tai muuten sijoitella ilmavirtojen sisään sisäilman desinfioimiseksi. Kuitenkin UV-portaalit, joiden on tarkoitus desinfioida ihmisiä heidän astudessa sisätiloihin, ovat todennäköisesti tehottomia ja mahdollisesti vaarallisia.
Mikä on ultraviolettivalo?
Sähkömagneettinen säteily, joka sisältää radioaallot, näkyvän valon ja röntgensäteet, mitataan nanometreinä eli millimetrin miljoonasoina. UV-säteilytys koostuu 100–400 nanometrin aallonpituudesta, joka sijaitsee aivan näkyvän valospektrin violetin osan takana ja on näkymätön ihmissilmälle. UV on jaettu UV-A-, UV-B- ja UV-C-alueisiin, jotka ovat 315-400 nanometriä, 280-315 nanometriä ja 200-280 nanometriä.
Ilmakehän otsonikerros suodattaa pois alle 300 nanometrin UV-aallonpituusjat, mikä estää UV-C:n auringosta ennen kuin se saavuttaa Maan pinnan. Pidän UV-A:ta auringonsäätymisalueena ja UV-B:tä auringonpolttoalueena. Riittävän suuret UV-B-annokset voivat aiheuttaa ihovaurioita ja ihosyöpää.
UV-C sisältää tehokkaimmat aallonpituustasot taudinaiheuttajien tappamiseen. UV-C on vaarallinen myös silmille ja iholle. Desinfiointiin suunnitellut keinotekoiset UV-valonlähteet lähettävät valoa UV-C-alueella tai laajalla spektrillä, joka sisältää UV-C:n.
Miten UV tappaa taudinaiheuttajia
200–300 nanometrin UV-fotonit imeytyvät melko tehokkaasti DNA:n ja RNA:n muodostavat nukleiinihapot, ja myös alle 240 nanometrin fotonit imeytyvät hyvin proteiineihin. Nämä olennaiset biomolekyylit vaurioituvat absorboidusta energiasta, jolloin virushiukkasen tai mikro-organismin sisällä oleva geneettinen materiaali ei pysty toistamaan tai aiheuttamaan infektiota, mikä inaktivoi patogeenin.
Taudinaiheuttajan inaktivoimiseen tarvitaan tyypillisesti hyvin pieni annos UV-valoa tällä germisiaalisella alueella. UV-annos määräytyy valonlähteen voimakkuuden ja altistuksen keston mukaan. Vaaditun annoksen osalta korkeamman intensiteetin lähteet vaativat lyhyempiä altistusaikoja, kun taas pienemmät voimakkuuslähteet vaativat pidempiä altistusaikoja.
UV:n laittaminen töihin
UV-desinfiointi, jonka tämän kaltaiset robotit voivat suorittaa, vähentää sairaalainfektioja. Marcy Sanchez/William Beaumont Army Medical Centerin julkisten asioiden toimisto
UV-desinfiointilaitteille on vakiintuneet markkinat. Sairaalat ovat käyttäneet UV-C-valoa säteilevillä roboteilla jo vuosia potilashuoneiden, leikkaussalien ja muiden alueiden desinfiointiin, joilla bakteeri-infektio voi levitä. Nämä robotit, kuten Tru-D ja Xenex, tulevat tyhjiin huoneisiin potilaiden välillä ja vaeltavat etäältä säteillen suuritehoista UV-säteilytystä pintojen desinfiointiin. UV-valoa käytetään myös lääkinnällisten instrumenttien desinfiointiin erityisissä UV-altistuslaatikoissa.
UV-säteilyä käytetään tai testataan linja-autojen, junien ja lentokoneiden desinfiointiin. Käytön jälkeen ajoneuvoihin tai lentokoneisiin mahtuvat UV-robotit tai ihmisen ohjaamat koneet liikkuvat läpi ja desinfioivat pintoja, jotka valo tavoittaa. Yritykset pohtivat myös varastojen ja liiketilojen desinfiointiteknologiaa.
New York City Metropolitan Transit Authority (MTA) testaa ultraviolettivalon käyttöä käytöstä loppuvien metrovaunujen desinfiointiin. MTA, CC BY-SA
On myös mahdollista käyttää UV-säteilyä ilman desinfiointiin. Sisätilat, kuten koulut, ravintolat ja kaupat, joissa on jonkin verran ilmavirtaa, voivat asentaa UV-C-lamppuja yläpuolellaan ja suunnattu kattoon desinfioimaan ilmaa kiertämisen aikana. Vastaavasti LVI-järjestelmät voivat sisältää UV-valonlähteitä ilman desinfioimiseksi, kun se kulkee kanavatyön läpi. Lentoyhtiöt voisivat myös käyttää UV-teknologiaa lentokoneiden ilman desinfiointiin tai käyttää UV-valoja kylpyhuoneissa käyttöjen välillä.
Far UV-C – turvallinen ihmisille?
Kuvittele, jos kaikki voisivat kävellä jatkuvasti UV-C-valon ympäröimänä. Se tappaisi kaikki aerosoloidut virukset, jotka tulivat ympärilläsi oleville UV-vyöhykkeelle tai jotka poistuivat nenästäsi tai suustasi, jos olisit saanut tartunnan ja jotta virus poistuu. Valo myös desinfioi ihosi ennen kuin kätesi kosketti kasvojasi. Tämä skenaario saattaa olla teknisesti mahdollinen jonain päivänä pian, mutta terveysriskit ovat merkittävä huolenaihe.
Kun UV-aallonpituus laskee, fotonien kyky tunkeutua ihoon vähenee. Nämä lyhyemmän aallonpituus fotonit imeytyvät ihon yläkerrokseen, mikä minimoi DNA-vauriot alla oleville aktiivisesti jakautuneille ihosoluille. Alle 225 nanometrin aallonpituudella – Kauko-UV-C-alueella – UV näyttää olevan turvallinen ihoaltistukseen annoksilla, jotka alittavat kansainvälisen ionisoimattoman säteilysuojelukomitean määrittelemät altistustasoksilla.
Tutkimukset vahvistavat nämä luvut hiirimalleilla. Näillä Kauko-UV-C-aallonpituudella silmille ja loukkaantuneelle iholle altistumisesta tiedetään kuitenkin vähemmän, ja ihmisten tulisi välttää suoraa altistumista turvallisten rajojen yli.
Far UV-C:n lupaus taudinaiheuttajien turvallisesta desinfioinnista avaa monia mahdollisuuksia UV-sovelluksille. Se on myös johtanut ennenaikaisiin ja mahdollisesti riskialttiita käyttötarkoituksiin.
Jotkut yritykset asentavat UV-portaaleja, jotka säteilyttävät ihmisiä heidän kävellessään läpi. Vaikka tämä laite ei välttämättä aiheuta paljon haittaa tai ihovaurioita muutaman sekunnin aikana kävellessään portaalin läpi, pieni annos ja mahdollisuus desinfioida vaatteita eivät myöskään todennäköisesti olisi tehokkaita viruksen leviämisen pysäyttämiseksi.
[Syvä tieto, päivittäin. Tilaa Keskustelun uutiskirje.]
Mikä tärkeintä, silmien turvallisuutta ja pitkäaikaista altistumista ei ole tutkittu hyvin, ja tämäntyyppisiä laitteita on säänneltävä ja validoitava tehokkuuden varmistamiseksi ennen niiden käyttöä julkisissa olosuhteissa. On myös ymmärrettävä jatkuvan germisidisen säteilytyksen vaikutus ympäristön mikrobiomin kokonaisvaikutukseen.
Koska lisätutkimukset Far UV-C:stä osoittavat, että altistuminen ihmisen iholle ei ole vaarallista ja jos silmien altistumista koskeneet tutkimukset eivät osoita haittaa, on mahdollista, että julkisille paikoille asennetut validoidut Far UV-C -valojärjestelmät voisivat tukea yrityksiä hallita SARS-CoV-2:n ja muiden mahdollisten ilmassa leviäviä viruspatogeenien viruksen leviämistä nykyisin ja tulevaisuudessa.
