Hur ultraviolett ljus kan desinficera inomhusutrymmen

Hur ultraviolett ljus kan desinficera inomhusutrymmen
Institutioner som sjukhus och transportsystem har använt UV-desinfektion i flera år.
Sergei Bobylev \ TASS via Getty Images

Ultraviolett ljus har en lång historia som desinfektionsmedel och SARS-CoV-2-viruset, som orsakar COVID-19, är görs lätt ofarligt av UV-ljus. Frågan är hur man bäst kan utnyttja UV-ljus för att bekämpa spridningen av viruset och skydda människors hälsa när människor arbetar, studerar och handlar inomhus.

Viruset sprider sig på flera sätt. Den huvudsakliga överföringsvägen är genom person-till-person-kontakt via aerosoler och droppar avges när en smittad person andas, pratar, sjunger eller hostar. Viruset kan också överföras när människor berör ansikten strax efter att de har berört ytor som har förorenats av infekterade individer. Detta är särskilt viktigt i hälso- och sjukvårdsinställningar, butiker där människor ofta berör diskar och varor och i bussar, tåg och flygplan.

Som en miljöingenjör som studerar UV-ljus har jag observerat att UV kan användas för att minska risken för överföring genom båda vägarna. UV-lampor kan vara komponenter i mobila maskiner, oavsett om de är robotiska eller mänskliga, som desinficerar ytor. De kan också införlivas i värme-, ventilations- och luftkonditioneringssystem eller på annat sätt placeras i luftflöden för att desinficera inomhusluft. UV-portaler som är avsedda att desinficera människor när de går in i inomhusutrymmen är dock troligtvis ineffektiva och potentiellt farliga.

Vad är ultraviolett ljus?

Elektromagnetisk strålning, som inkluderar radiovågor, synligt ljus och röntgenstrålar, mäts i nanometer eller miljondelar av en millimeter. UV-bestrålning består av våglängder mellan 100 och 400 nanometer, som ligger strax bortom den violetta delen av det synliga ljusspektret och är osynliga för det mänskliga ögat. UV är uppdelat i regionerna UV-A, UV-B och UV-C, vilka är 315-400 nanometer, 280-315 nanometer respektive 200-280 nanometer.

Ozonskiktet i atmosfären filtrerar bort UV-våglängder under 300 nanometer, vilket blockerar UV-C från solen innan det når jordens yta. Jag tänker på UV-A som solbrännområdet och UV-B som solbrännområdet. Höga doser av UV-B kan orsaka hudskador och hudcancer.

UV-C innehåller mest effektiva våglängder för att döda patogener. UV-C är också farligt för ögon och hud. Konstgjorda UV-ljuskällor avsedda för desinfektion avger ljus inom UV-C-området eller ett brett spektrum som inkluderar UV-C.

Hur UV dödar patogener

UV-fotoner mellan 200 och 300 nanometer absorberas ganska effektivt av nukleinsyrorna som utgör DNA och RNA, och fotoner under 240 nanometer absorberas också väl av proteiner. Dessa väsentliga biomolekyler skadas av den absorberade energin, vilket gör det genetiska materialet inuti en viruspartikel eller mikroorganism oförmögen att replikera eller orsaka en infektion, vilket inaktiverar patogenen.


Få det senaste från InnerSelf


Det tar vanligtvis en mycket låg dos av UV-ljus i detta bakteriedödande område för att inaktivera en patogen. UV-dosen bestäms av ljuskällans intensitet och varaktigheten av exponeringen. För en given erfordrad dos kräver källor med högre intensitet kortare exponeringstider, medan källor med lägre intensitet kräver längre exponeringstider.

Att sätta UV i arbete

UV-desinfektion, som kan utföras av robotar som detta, minskar sjukhusförvärvade infektioner (hur ultraviolett ljus kan desinficera inomhusutrymmen)UV-desinfektion, som kan utföras av robotar som denna, minskar sjukhusförvärvade infektioner. Marcy Sanchez / William Beaumont Army Medical Center Public Affairs Office

Det finns en etablerad marknad för UV-desinfektionsanordningar. Sjukhus har använt robotar som avger UV-C-ljus i flera år för att desinficera patientrum, operationsrum och andra områden där bakterieinfektion kan spridas. Dessa robotar, som inkluderar Tru-D och Xenex, gå in i tomma rum mellan patienter och ströva runt på distans och avge UV-bestrålning med hög effekt för att desinficera ytor. UV-ljus används också för att desinficera medicinska instrument i speciella UV-exponeringslådor.

UV används eller testas för desinfektion bussar, tåg och plan. Efter användning rör sig UV-robotar eller mänskliga maskiner konstruerade för att passa i fordon eller flygplan och desinficerar ytor som ljuset kan nå. Företag överväger också tekniken för desinficera lager och butiker.

New York City Metropolitan Transit Authority (MTA) testar användningen av ultraviolett ljus för att desinficera tunnelbanebilar som inte används.New York City Metropolitan Transit Authority (MTA) testar användningen av ultraviolett ljus för att desinficera tunnelbanebilar som inte används. MTA, CC BY-SA

Det är också möjligt att använda UV till desinficera luft. Inomhusutrymmen som skolor, restauranger och butiker som har lite luftflöde kan installera UV-C-lampor över huvudet och riktade mot taket för att desinficera luften när den cirkulerar. På samma sätt kan HVAC-system innehålla UV-ljuskällor för att desinficera luft när den reser genom kanalarbeten. Flygbolag kan också använda UV-teknik för att desinficera luft i flygplan eller använda UV-lampor i badrum mellan användning.

Far UV-C - säkert för människor?

Föreställ dig om alla kunde gå runt kontinuerligt omgivna av UV-C-ljus. Det skulle döda alla aerosoliserade virus som kom in i UV-zonen runt dig eller som lämnade näsan eller munnen om du smittades och kasta viruset. Ljuset skulle också desinficera din hud innan din hand rörde ditt ansikte. Detta scenario kan vara möjligt tekniskt någon dag snart, men hälsoriskerna är ett stort problem.

När UV-våglängden minskar minskar fotonernas förmåga att tränga in i huden. Dessa kortare våglängdsfotoner absorberas i det övre hudskiktet, vilket minimerar DNA-skador på de aktivt delande hudcellerna nedan. Vid våglängder under 225 nanometer - Far UV-C-regionen - verkar UV vara säkert för hudexponering vid doser under exponeringsnivåer definieras av Internationella kommittén för icke-joniserande strålskydd.

Forskning är bekräftar dessa siffror använder sig av musmodeller. Emellertid är mindre känt om exponering för ögon och skadad hud vid dessa långa UV-C-våglängder och människor bör undvika direkt exponering över säkra gränser.

Forskning tyder på att långt UV-C-ljus kan döda patogener utan att skada människors hälsa:


Vårt löfte om Far UV-C för säker desinfektion av patogener öppnar många möjligheter för UV-applikationer. Det har också lett till för tidiga och potentiellt riskabla användningar.

Vissa företag är installera UV-portaler som bestrålar människor när de går igenom. Även om den här enheten kanske inte orsakar mycket skada eller hudskador på några sekunder genom portalen, skulle den låga dosen som levereras och potentialen att desinficera kläder sannolikt inte heller vara effektiv för att motverka någon virusöverföring.

Viktigast är att ögonsäkerhet och långvarig exponering inte har studerats väl och dessa typer av enheter måste regleras och valideras för effektivitet innan de används i offentliga miljöer. Effekten av kontinuerlig bakteriedödande strålningsexponering på den totala miljömikrobiomen måste också förstås.

När fler studier på Far UV-C visar att exponeringen för mänsklig hud är inte farligt och om studier om exponering av ögonen inte visar någon skada är det möjligt att validerade Far UV-C-ljussystem installerade på offentliga platser som butiker och transportnav kan stödja försök att kontrollera virusöverföring för SARS-CoV-2 och andra potentiella luftburna virus patogener idag och in i framtiden.Avlyssningen

Om författaren

Karl Linden, professor i miljöteknik och Mortenson-professorn i hållbar utveckling, University of Colorado Boulder

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

books_science

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}

FRÅN REDAKTORERNA

InnerSelf Nyhetsbrev: September 6, 2020
by InnerSelf Staff
Vi ser livet genom linserna i vår uppfattning. Stephen R. Covey skrev: "Vi ser världen, inte som den är, utan som vi är - eller, som vi är villkorade att se den." Så den här veckan tittar vi på några ...
InnerSelf-nyhetsbrev: augusti 30, 2020
by InnerSelf Staff
Vägarna vi reser idag är lika gamla som tiden men ändå nya för oss. De erfarenheter vi har är lika gamla som tiden, men de är också nya för oss. Detsamma gäller för ...
När sanningen är så hemskt gör det ont, vidta åtgärder
by Marie T. Russell, InnerSelf.com
Mitt i alla fasor som äger rum i dessa dagar, är jag inspirerad av hoppstrålarna som lyser igenom. Vanliga människor står upp för det som är rätt (och mot det som är fel). Basebollspelare, ...
När ryggen är mot väggen
by Marie T. Russell, InnerSelf
Jag älskar internet. Nu vet jag att många har mycket dåliga saker att säga om det, men jag älskar det. Precis som jag älskar människorna i mitt liv - de är inte perfekta, men jag älskar dem ändå.
InnerSelf-nyhetsbrev: augusti 23, 2020
by InnerSelf Staff
Alla kan förmodligen komma överens om att vi lever i konstiga tider ... nya upplevelser, nya attityder, nya utmaningar. Men vi kan uppmuntras att komma ihåg att allt alltid är i rörelse, ...