SARS-CoV-2, ο coronavirus που προκαλεί την ασθένεια COVID-19, μπορεί πράγματι να καταστραφεί από το υπεριώδες φως, ή UV, όπως έχει προταθεί πρόσφατα. Αλλά δεν είναι τόσο απλό όσο ακριβώς βγαίνει στον ήλιο ή περνώντας τα χέρια σας κάτω από ένα μαύρο φως.
Θα πρέπει να περιμένετε επτά ημέρες για τον ήλιο να κάνει τη δουλειά του σε μια χρησιμοποιημένη μάσκα, για παράδειγμα, σύμφωνα με τον Jim Malley, μηχανικός περιβάλλοντος στο Πανεπιστήμιο του New Hampshire.
Μέχρι τότε, ο ιός έχει ήδη αυτοκαταστραφεί. Το SARS-CoV-2 δεν μπορεί να ανεχθεί συνθήκες έξω από τα σώματα και τα μαρασμό γρήγορα. Σε ένα εργαστηριακό πείραμα, διήρκεσε τρεις ημέρες σε πλαστικό, δύο ημέρες σε ανοξείδωτο χάλυβα και μία ημέρα σε χαρτόνι [i].
Μπορούμε εύλογα να υποθέσουμε ότι το άμεσο ηλιακό φως θα επιτάχυνε την καταστροφή του. Sars-CoV, ο προκάτοχος της τρέχουσας πανδημίας coronavirus μας, υπέφερε κάτω από το φως του ήλιου. Μια μελέτη του 2013 υπολόγισε ότι θα χρειαστούν 1,3 έως δύο ώρες κάτω από τον ήλιο το μεσημέρι στην Ουάσιγκτον, D.C., ή τη Νέα Υόρκη κατά τη διάρκεια του θερινού ηλιοστάσιου για να εξουδετερώσει τα περισσότερα από τα coronavirus σε ένα γάντι-αν και οι ιοί στις μεγαλύτερες σφαιρίδια αλώβητη.
Όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος της UV, τόσο πιο αποτελεσματική είναι κατά των ιών. Το φως του ήλιου, ως επί το πλείστον στην uv-A σειρά, δεν μπορεί να συγκριθεί με UV-C, η οποία έχει αποδειχθεί τόσο επιτυχής κατά όλων των μικροβίων που αναφέρεται ως germicidal UV. Germicidal UV έχει υιοθετηθεί για την απολύμανση των επιφανειών νοσοκομείο και ιατρικά όργανα. Σύμφωνα με μια μελέτη του 2005, λειτουργεί ιδιαίτερα καλά ενάντια στους coronaviruses.
Οπότε, γιατί δεν μπορεί να βοηθήσει τους ανθρώπους να πολεμήσουν το COVID-19; Για ένα πράγμα, η ατμόσφαιρα εμποδίζει το 100 τοις εκατό της ακτινοβολίας UV-C από τον ήλιο, ώστε κανένα από αυτά δεν θα εξουδετερώσει το SARS-CoV-2 στον αέρα, στο δέρμα σας ή σε άλλες επιφάνειες. UV-C πρέπει επίσης να παράγεται από ειδικούς λαμπτήρες.
Η χρήση του UV-C απευθείας πάνω ή στον άνθρωπο είναι προβληματική.
Στροφή βιομηχανική UV για τους εαυτούς μας "θα ήταν κυριολεκτικά το τηγάνισμα των ανθρώπων," είπε ο Dan Arnold, πωλήσεων και μάρκετινγκ διευθυντής για UV Light Technology στο Μπέρμιγχαμ, Ηνωμένο Βασίλειο, σε ένα άρθρο του BBC. UV-C όχι μόνο καταστρέφει τους ιούς από την αναχαίτιση γονιδιώματα τους, αλλά είναι επίσης εξαιρετικά επικίνδυνο για όλα τα ζωντανά κύτταρα. Arnold έπρεπε να αποτρέψει τους διευθυντές υπεραγορών από την εγκατάσταση του εξοπλισμού της επιχείρησής του στην είσοδο των καταστημάτων τους.
Τα ABCs της UV
Στο φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από τον ήλιο, η uv ζώνη καταλαμβάνει την περιοχή 400nm έως 10nm. (Εικόνα ευγένεια της ESA / AOES Medialab.)
UV στο φάσμα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας μεταξύ του ορατού φωτός και των ακτίνων Χ χωρίζεται περαιτέρω ως UV-A, UV-B και UV-C.
Uv ανακαλύφθηκε το 1801 από τον Γερμανό φυσικό Johann Wilhelm Ritter.
Οι σειρές UV ορίζονται από το Ναυτικό των ΗΠΑ ως εξής:
UV-A, 315-400nm μήκος κύματος, είναι το λιγότερο επιβλαβές. Στην άκρη του ορατού φάσματος, το μπλε φως του αναφέρεται ευρέως ως μαύρο φως. Έχετε δει σωματικά υγρά φθορισμού υπό UV-A σε σκηνές εγκλήματος - ελπίζουμε μόνο στην τηλεόραση και ταινίες. Τα έντομα και τα πουλιά μπορούν να δουν UV-A. Γεράκια θα παρακολουθείτε την UV από τα ίχνη ούρων μέχρι ένα τρωκτικό. Ο φακός στο ανθρώπινο μάτι εμποδίζει την υπεριώδη ακτινοβολία από τον αμφιβληστροειδή εκτός από τη σπάνια περίπτωση των αφάκια, μια κατάσταση όπου ο φακός λείπει ή αφαιρείται. Μετά ιμπρεσιονιστής Claude Monet είχε φακούς του αφαιρεθεί με χειρουργική επέμβαση καταρράκτη, σκηνές του έγινε όλο και πιο μπλε. Apakakic παρατηρητές προσλήφθηκαν από τον αμερικανικό στρατό κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου για την ανίχνευση των σημάτων UV από υπεράκτιες γερμανικά U-σκάφη [ii].
UV-B, 280-315nm μήκος κύματος, είναι πιο πιθανό να βλάψει τα κύτταρα, ενεργώντας με τη μελανίνη του δέρματος, καθώς και γενετικό υλικό των κυττάρων ». Το DNA επηρεάζεται περισσότερο, αλλά το ίδιο και το RNA, το γενετικό υλικό στους κορονιούς. Το 95 τοις εκατό του UV-B εμποδίζεται από το στρώμα του όζοντος.
UV-C, 180-280nm μήκος κύματος, είναι γνωστή και αποδεκτή ως germicidal, αν και, τεχνικά, δεν μπορεί να εξουδετερώσει τον οργανισμό όσο να καταστρέψει το γενετικό υλικό του και, ως εκ τούτου, την ικανότητά του να αναπαράγουν. Η καταστροφή γενετικού υλικού από το UV-C είναι αδιακρίτως. Δεν με νοιάζει αν τα κύτταρα είναι σε φυτά, ζώα, ζύμες, βακτήρια, ιούς ή ανθρώπους. Η ατμόσφαιρά μας αποκλείει όλο το UV-C του ήλιου από την επιφάνεια της Γης.
Ακραία UV, 10-180nm, μερικές φορές ονομάζεται uv κενό για την αδυναμία του να διαδώσει εκτός αν σε ένα κενό.
Ένα λεωφορείο υποβάλλεται σε θεραπεία UV-C στη Σαγκάη της Κίνας. Χρησιμοποιώντας 210 σωλήνες που εκπέμπουν ακτινοβολία UV-C, τόσο εντός όσο και εκτός του λεωφορείου, yanggao ισχυρίζεται ότι έχει φέρει μια διαδικασία αποστείρωσης 40 λεπτών κάτω σε πέντε λεπτά, επιτρέποντας την απολύμανση των 250 λεωφορείων την ημέρα. (Εικόνα ευγένεια του YouTube.)
Πώς UV σκοτώσει ιούς?
Τεχνικά, οι ιοί δεν μπορούν να «σκοτωθούν» επειδή δεν είναι ζωντανοί με τη βιολογική έννοια της λέξης. Ωστόσο, μπορούν να γίνουν σε θέση να αναπαράγουν χρησιμοποιώντας υπεριώδη ακτινοβολία. Η υπεριώδης ακτινοβολία, UV-C ειδικότερα, απορροφάται από το DNA και το RNA, αλλάζοντας τη δομή του. Ο ιός μπορεί να κινείται ακόμα, ψάχνοντας για ένα κύτταρο ξενιστή, αλλά το γενετικό του υλικό έχει παραβιαστεί. Δεν είναι δυνατή η αναπαραγωγή. Τέλος παιχνιδιού.
Καθώς η συχνότητα της ακτινοβολίας αυξάνεται, να πάρει πιο μακριά από το ορατό φάσμα μέχρι να φτάσει στην επόμενη ταξινόμηση της ακτινοβολίας (ακτίνες Χ), γίνεται πιο θανατηφόρα.
E = h · Ƒ
Όπου E= ενέργεια σε Joules, ή J
Και h = 6.626 × 10-34 J·s, ή σταθερή Planck του
Ενώ η επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας στο σώμα σε ατομικό επίπεδο δεν είναι γνωστή ή παρατηρήσιμη, είναι θεωρητικά ότι καθώς η συχνότητα του φωτός αυξάνεται, προκαλεί αντήχηση σε διαφορετικά μεγέθη των κυτταρικών δομών, των μορίων και των ατόμων-σε όλη τη διαδρομή προς υποατομικά σωματίδια. Με τα σωματίδια αρκετά ενεργοποιημένα, ξεσπούν από τους δεσμούς που τα κρατούν μαζί. Οι ακτίνες Χ και οι ακτίνες γάμμα ονομάζονται ιονίζουσα ακτινοβολία για την ικανότητά τους να διακόπτουν θετικά ιόντα (άλφα αποσύνθεση, πρωτόνιο και νετρόνιο) ή αρνητικά ιόντα (ηλεκτρόνια και νετρόνια).
«Η ακτινοβολία UV-C είναι αρκετά ενεργητική ώστε τα μεμονωμένα φωτόνια μπορούν να παραγάγουν τη χημική θραύση δεσμών και την ιονισμό μερικών ατόμων και μορίων,» εν λόγω George Chabot, Ph.D., ομότιμος καθηγητής σε UMass Lowell, σε ένα φόρουμ δημόσιας υγείας. "Η προνομιακή απορρόφηση συγκεκριμένων ενεργειακών φωτονίων από υλικά, οργανικά και ανόργανα, είναι εμφανής σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα από τα μικροκύματα μέσω υπέρυθρου και ορατού φωτός, υπεριώδους ακτινοβολίας, ακτίνων Χ και ακτίνων γάμμα."
Οι συχνότητες της υπεριώδους ακτινοβολίας είναι ιδιαίτερα επιβλαβείς για το DNA και το RNA. Ο ιός SARS-CoV-2 έχει πηνία RNA στον πυρήνα του, το οποίο εγχέει σε ένα κύτταρο ξενιστή για να αναλάβει το κύτταρο, προκαλώντας μια αλυσιδωτή αντίδραση που οδηγεί σε μια μόλυνση.
UV-C απορροφάται από το RNA σε έναν coronavirus και κάνει τα μόρια στο RNA αναδιατάσσονται σε dimers (από "di" που σημαίνει δύο, και "mer" από τα μέρη), με αποτέλεσμα το RNA που δεν θα ζευγαρώσει και, ως εκ τούτου, δεν θα επιτρέψει στον ιό να αναπαραχθεί. Uv-B ακτινοβολία θα κάνει επίσης dimers, αλλά είναι 20 έως 100 φορές λιγότερο αποτελεσματική από ό, τι UV-C, σύμφωνα με μια μελέτη του 2004 για την αδρανοποίηση του Coronavirus. UV-A απορροφάται πάρα πολύ ασθενώς από το DNA και το RNA και πολύ λιγότερο αποτελεσματική στην παραγωγή dimers.
Μπορεί uv να χρησιμοποιηθεί ως θεραπεία για COVID-19 ασθενείς;
Η ιδέα της θεραπείας COVID-19 με UV μπορεί να προέρχονται από UV-A θεραπείες φωτός που χρησιμοποιούνται για δερματικές παθήσεις, συμπεριλαμβανομένου του εκζέματος, ψωρίαση, λεύκη και τ-κύτταρο λέμφωμα, ένα είδος καρκίνου του δέρματος. Οι θεραπείες με το υπεριώδες φως χρονολογούνται από τις αρχές του 20ου αιώνα. Ο Δανός γιατρός Niels Ryberg Finsen κέρδισε το βραβείο Νόμπελ το 1903 για μια θεραπεία φωτός που χρησιμοποιείται για την καταπολέμηση της φυματίωσης του δέρματος.
Έχουν υπάρξει εκθέσεις των ερευνητών που προτείνουν μακριά UV-C (εύρος μήκους κύματος 220 έως 225), μπορεί να είναι λιγότερο επιζήμια για τους ανθρώπινους ιστούς, αλλά οι μελέτες αυτές εξακολουθούν να είναι σε ποντίκια. Η επίδραση στον άνθρωπο δεν είναι γνωστή, έτσι Malley είναι μέρος της συναίνεσης των ιατρικών εμπειρογνωμόνων που δεν το συνιστούν ως θεραπεία για COVID-19.
Με το κοινό tantalized από ένα αλάνθαστο δολοφόνο του ιού, η Διεθνής Ένωση Υπεριώδους Ακτινοβολίας (IUVA) αισθάνθηκε υποχρεωμένος να εκδώσει αυτή την προειδοποίηση:
"Θα θέλαμε να ενημερώσουμε το κοινό ότι δεν υπάρχουν πρωτόκολλα για την παροχή συμβουλών ή να επιτρέψουμε την ασφαλή χρήση του υπεριώδους φωτός απευθείας στο ανθρώπινο σώμα στα μήκη κύματος και τις εκθέσεις που αποδεδειγμένα σκοτώνουν αποτελεσματικά ιούς όπως το SARS-CoV-2. Uv φως υπό τις συνθήκες που είναι γνωστό ότι σκοτώνουν τέτοιους ιούς είναι επίσης γνωστό ότι προκαλούν σοβαρά εγκαύματα του δέρματος, καρκίνο του δέρματος, και βλάβη των ματιών. Συνιστούμε ανεπιφύλακτα σε οποιονδήποτε χρησιμοποιεί υπεριώδες φως να απολυμαίνει ιατρικό εξοπλισμό, επιφάνειες ή αέρα στο πλαίσιο του COVID-19, εφαρμογές που υποστηρίζονται από βάσιμα επιστημονικά στοιχεία, να ακολουθεί όλες τις συνιστώμενες προφυλάξεις υγείας και ασφάλειας και να αποφεύγει την άμεση έκθεση του σώματος στο υπεριώδες φως."
Τι γίνεται με βιομηχανική και ιατρική χρήση του UV-C;
Μια σειρά από UV-C ακτινοβολία, μεταξύ 254 και 270nm, έχει βρει την εφαρμογή ως μικροκτοκτόνο, χρησιμοποιήσιμο κατά κάθε είδους ιούς, όπως H5N1, γρίπη των χοίρων και SARS συν "superbugs," όπως η κατηγορία των ανθεκτικών στα φάρμακα βακτήρια, ιούς και μύκητες, όπως cre, C. diff, MRSA, έχουν έρθει να είναι γνωστή.
"UV φως, πιο συγκεκριμένα germicidal UV ή μακριά UV-C, μπορεί να είναι πολύ αποτελεσματική στην απενεργοποίηση των ιών, βακτήρια και άλλα ανθρώπινα παθογόνα και αν σχεδιαστεί σωστά και λειτουργεί μπορεί να είναι μια επιτυχημένη εφαρμογή για την απολύμανση των PPE, χειρουργικά εργαλεία, αέρα και νερό», δήλωσε ο Jim Malley, καθηγητής πολιτικών και περιβαλλοντικών μηχανικών στο Πανεπιστήμιο του New Hampshire, σε μια δήλωση που κυκλοφόρησε στον Τύπο.
Uv-C έχει χρησιμοποιηθεί για την απολύμανση του νερού, των συστημάτων αέρα και επιφάνειες για πάνω από εκατό χρόνια, και η αποτελεσματικότητά της υποστηρίζεται από δεκαετίες επιστημονικής έρευνας, σύμφωνα με την IUVA. Ενώ η έκθεση uv που απαιτείται για να αδρανοποιήσει τους διαφορετικούς μικροοργανισμούς ποικίλλει, δεν υπάρχουν γνωστοί μικροοργανισμοί που μπορούν να επιβιώσουν. Είναι τακτικά και συχνά για τον καθαρισμό του αέρα, του νερού και των επιφανειών από βακτήρια, ιούς, μύκητες και πρωτόζωα.
UVD ρομπότ της Δανίας ισχυρίζεται ότι θα εξαλείψει το 99,99 τοις εκατό όλων των ιών από τον αέρα του δωματίου και επιφάνειες και έχει αγοραστεί από νοσοκομεία στην Κίνα. Περιελάμβανε ενσωματωμένες διασφαλίσεις για να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν ασθενείς στο δωμάτιο.
Ωστόσο, uv-C δεν μπορεί να απολυμανθεί όπου δεν μπορεί να "δει", έτσι ώστε η απολύμανση του περιορίζεται σε άμεσες και αντανακλάται ακτίνες. Τα μικρόβια στις ρωγμές, η ύφανση των υφασμάτων, οι πτυχές των φύλλων κρεβατιών, πίσω από τα έπιπλα, κάτω από τις κουβέρτες, κ.λπ., θα είναι ανεπηρέαστα. Ως εκ τούτου, η πλήρης αποστείρωση πρέπει να έχει, εκτός από το UV-C, ένα μαντηλάκι με διάλυμα απολύμανσης ή πλύσιμο με σαπούνι ή απορρυπαντικό.
Γιατί είναι UV τόσο σκληρά για το δέρμα και τα μάτια;
Uv-A και UV-B ακτινοβολία στο δέρμα προκαλούν ηλιακό έγκαυμα. Uv-C ακτινοβολία, η οποία είναι πολύ πιο ενεργητικός, θα προκαλέσει μια χειρότερη, ταχύτερη ηλιακό έγκαυμα. Ευτυχώς, το 100% είναι μπλοκαρισμένο από την ατμόσφαιρα. Ένα μαύρισμα είναι μελανίνη που συγκεντρώνει στο δέρμα ως αντίδραση στην UV-A και UV-B. Η μελανίνη απορροφά την ακτινοβολία και διαχέεται ως θερμότητα. Όσο πιο σκούρο είναι το δέρμα, τόσο πιο μελανίνη υπάρχει. Ωστόσο, το πιο σκούρο δέρμα έχει μόνο spf (παράγοντας προστασίας από τον ήλιο) 13,4 [iii] , έτσι αντηλιακό εξακολουθεί να είναι σκόπιμο.
Η συνεχής έκθεση αυξάνει τον κίνδυνο καρκίνου του δέρματος, συμπεριλαμβανομένου του μελανώματος που εμφανίζεται όταν τα κύτταρα μελανίνης (μελανοκύτταρα) αναπτύσσονται εκτός ελέγχου, και άλλες δερματικές παθήσεις.
«Μιλάμε για τα κύματα φωτός στα χαμηλά μήκη κύματος που περιέχουν πολλή ενέργεια, και ότι η ενέργεια έχει αποδειχθεί σε πολλές μελέτες για να είναι εξαιρετικά καταστρεπτική στους ανθρώπινους ιστούς, ιδιαίτερα, το δέρμα και τα μάτια,» εν λόγω καθηγητής Malley.
Τα μάτια είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στην υπεριώδη ακτινοβολία. Γυαλιά ηλίου θα πρέπει να φοριούνται για την προστασία των ματιών από την έκθεση uv. Η τύφλωση χιονιού, το κοινό όνομα για τη φωτοκερατίτιδα, προκαλείται από τις ανακλώμενες ακτίνες UV-A και UV-Β από το χιόνι, το νερό ή την άμμο.
Στην κατασκευή, φωτοκερατίτιδα προκύπτει από την εξέταση απευθείας στο φως από μια λειτουργία συγκόλλησης και πηγαίνει από τα ονόματα των τόξων-μάτι ή συγκολλητές φλας.
Φωτοκερατίτιδα μπορεί να είναι προσωρινή τύφλωση, αλλά η επαναλαμβανόμενη έκθεση μπορεί να οδηγήσει σε καταρράκτη και μόνιμη τύφλωση.
Αν και τα όρια της UV-C ρυθμίζεται, η IUVA συνιστά να αποφεύγουμε εντελώς την έκθεση UV-C.
Θα μπορούσε το συνηθισμένο φως του ήλιου να αποτρέψει την εξάπλωση του ιού COVID-19;
(Εικόνα ευγένεια του ΠΟΥ.)
Το φως του ήλιου σίγουρα δεν θα αποτρέψει την εξάπλωση του COVID-19, δήλωσε ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ) χωρίς αμφιβολία. "Εκθέτοντας τον εαυτό σας στον ήλιο ή θερμοκρασίες υψηλότερες από 25 C ΔΕΝ εμποδίζει τη νόσο coronavirus (COVID-19)."
Αλλά η UV σκοτώνει τα μικρόβια. Θυμάσαι το SODIS;
Ηλιακή απολύμανση (SODIS) νερού στην Ινδονησία με τη χρήση διαυγών πλαστικών φιαλών ποτών PET. (Εικόνα ευγένεια του SODIS Eawag.)
Η ιδέα του συνηθισμένου ηλιακού φωτός σκοτώνοντας τα μικρόβια-όλα τα είδη των βακτηρίων, ιών, μυκήτων και πρωτόζωα-μπορεί να έχουν πάρει τους ατμούς από την ηλιακή απολύμανση του πόσιμου νερού (SODIS). Αφήνοντας αφιλτράριστο και μη επεξεργασμένο νερό σε πλαστικά μπουκάλια (τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο, ή PET) είναι μια απλή, φθηνή και αποτελεσματική μέθοδος παραγωγής πόσιμου νερού που προωθείται από ΜΚΟ σε περιοχές με λίγες εργασίες επεξεργασίας νερού, αλλά άφθονη ηλιακή ακτινοβολία, όπως στην Ασία και την Αφρική. Sodis έχει σημαντική επιτυχία κατά των βακτηρίων, ιδιαίτερα E. coli, πιθανώς λόγω της αντιστοιχίας του μήκους κύματος του UV-A στο μέγεθος των βακτηρίων.
