Το υπεριώδες φως έχει μακρά ιστορία ως απολυμαντικό και ο ιός SARS-CoV-2, ο οποίος προκαλεί covid-19, καθίσταται εύκολα αβλαβής από το υπεριώδες φως. Το ερώτημα είναι πώς να αξιοποιήσετε καλύτερα το υπεριώδες φως για να καταπολεμήσετε την εξάπλωση του ιού και να προστατεύσετε την ανθρώπινη υγεία καθώς οι άνθρωποι εργάζονται, μελετούν και ψωνίζουν σε εσωτερικούς χώρους.
Ο ιός εξαπλώνεται με διάφορους τρόπους. Η κύρια οδός μετάδοσης είναι μέσω προσωπικής επαφής μέσω αερολυμάτων και σταγονιδίων που εκπέμπονται όταν ένα μολυσμένο άτομο αναπνέει, μιλάει, τραγουδά ή βήχει. Ο ιός μπορεί επίσης να μεταδοθεί όταν οι άνθρωποι αγγίζουν τα πρόσωπά τους λίγο μετά την επαφή με επιφάνειες που έχουν μολυνθεί από μολυσμένα άτομα. Αυτό προκαλεί ιδιαίτερη ανησυχία σε χώρους υγειονομικής περίθαλψης, χώρους λιανικής πώλησης όπου οι άνθρωποι συχνά αγγίζουν μετρητές και εμπορεύματα, καθώς και σε λεωφορεία, τρένα και αεροπλάνα.
Ως μηχανικός περιβάλλοντος που μελετά το υπεριώδες φως, έχω παρατηρήσει ότι η υπεριώδης ακτινοβολία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση του κινδύνου μετάδοσης μέσω και των δύο διαδρομών. Τα υπεριώδη φώτα μπορεί να είναι εξαρτήματα κινητών μηχανών, ρομποτικών ή ελεγχόμενων από τον άνθρωπο, που απολυμαίνουν επιφάνειες. Μπορούν επίσης να ενσωματωθούν σε συστήματα θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού ή να τοποθετηθούν με άλλο τρόπο μέσα σε ροές αέρα για την απολύμανση του εσωτερικού αέρα. Ωστόσο, οι πύλες UV που προορίζονται για την απολύμανση των ανθρώπων καθώς εισέρχονται σε εσωτερικούς χώρους είναι πιθανώς αναποτελεσματικές και δυνητικά επικίνδυνες.
Τι είναι το υπεριώδες φως;
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, η οποία περιλαμβάνει ραδιοκύματα, ορατό φως και ακτίνες Χ, μετράται σε νανόμετρα ή εκατομμυριοστά ενός χιλιοστού. Η υπεριώδης ακτινοβολία αποτελείται από μήκη κύματος μεταξύ 100 και 400 νανομέτρων, τα οποία βρίσκονται ακριβώς πέρα από το ιώδες τμήμα του ορατού φάσματος φωτός και είναι αόρατα στο ανθρώπινο μάτι. Η υπεριώδης ακτινοβολία χωρίζεται στις περιοχές UV-A, UV-B και UV-C, οι οποίες είναι 315-400 νανόμετρα, 280-315 νανόμετρα και 200-280 νανόμετρα, αντίστοιχα.
Το στρώμα του όζοντος στην ατμόσφαιρα φιλτράρει τα μήκη κύματος UV κάτω από 300 νανόμετρα, γεγονός που εμποδίζει το UV-C από τον ήλιο πριν φτάσει στην επιφάνεια της Γης. Θεωρώ το UV-A ως το εύρος ηλιοθεραπείας και το UV-B ως το εύρος καύσης του ήλιου. Αρκετά υψηλές δόσεις UV-B μπορεί να προκαλέσει δερματικές βλάβες και καρκίνο του δέρματος.
Το UV-C περιέχει τα πιο αποτελεσματικά μήκη κύματος για τη θανάτωση παθογόνων παραγόντων. Το UV-C είναι επίσης επικίνδυνο για τα μάτια και το δέρμα. Οι τεχνητές πηγές υπεριώδους φωτός που έχουν σχεδιαστεί για απολύμανση εκπέμπουν φως εντός της σειράς UV-C ή ευρέος φάσματος που περιλαμβάνει UV-C.
Πώς η υπεριώδης ακτινοβολία σκοτώνει παθογόνα
Τα UV φωτόνια μεταξύ 200 και 300 νανομέτρων απορροφώνται αρκετά αποτελεσματικά από τα νουκλεϊκά οξέα που συνθέτουν το DNA και το RNA και τα φωτόνια κάτω από 240 νανόμετρα απορροφώνται επίσης καλά από τις πρωτεΐνες. Αυτά τα απαραίτητα βιομόρια καταστρέφονται από την απορροφώμενη ενέργεια, καθιστώντας το γενετικό υλικό μέσα σε ένα σωματίδιο ιού ή μικροοργανισμό ανίκανο να αναπαράγει ή να προκαλέσει μόλυνση, αδρανοποιώντας το παθογόνο.
Συνήθως χρειάζεται πολύ χαμηλή δόση υπεριώδους φωτός σε αυτό το μικροβιοκτόνο εύρος για την αδρανοποίηση ενός παθογόνου παράγοντα. Η δόση UV καθορίζεται από την ένταση της φωτεινής πηγής και τη διάρκεια της έκθεσης. Για μια δεδομένη απαιτούμενη δόση, οι πηγές υψηλότερης έντασης απαιτούν μικρότερους χρόνους έκθεσης, ενώ οι πηγές χαμηλότερης έντασης απαιτούν μεγαλύτερους χρόνους έκθεσης.
Βάζοντας την υπεριώδη ακτινοβολία στην εργασία
Η απολύμανση UV, η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί από ρομπότ όπως αυτό, μειώνει τις νοσοκομειακές λοιμώξεις. Marcy Sanchez/Γουίλιαμ Μπόμοντ Στρατιωτικό Ιατρικό Κέντρο Γραφείο Δημοσίων Υποθέσεων
Υπάρχει μια καθιερωμένη αγορά για συσκευές απολύμανσης UV. Τα νοσοκομεία χρησιμοποιούν ρομπότ που εκπέμπουν φως UV-C εδώ και χρόνια για να απολυμάνουν δωμάτια ασθενών, χειρουργεία και άλλους τομείς όπου μπορεί να εξαπλωθεί βακτηριακή λοίμωξη. Αυτά τα ρομπότ, τα οποία περιλαμβάνουν το Tru-D και το Xenex, εισέρχονται σε άδεια δωμάτια μεταξύ ασθενών και περιφέρονται γύρω από την απομακρυσμένη εκπομπή ακτινοβολίας υψηλής ισχύος UV για την απολύμανση επιφανειών. Το υπεριώδες φως χρησιμοποιείται επίσης για την απολύμανση ιατρικών εργαλείων σε ειδικά κουτιά έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία.
Η υπεριώδης ακτινοβολία χρησιμοποιείται ή δοκιμάζεται για την απολύμανση λεωφορείων, αμαξοστοιχιών και αεροπλάνων. Μετά τη χρήση, τα ρομπότ UV ή οι μηχανές που ελέγχονται από τον άνθρωπο και έχουν σχεδιαστεί για να χωράνε σε οχήματα ή αεροπλάνα κινούνται και απολυμαίνουν επιφάνειες στις οποίο μπορεί να φτάσει το φως. Οι επιχειρήσεις εξετάζουν επίσης την τεχνολογία απολύμανσης αποθηκών και χώρων λιανικής πώλησης.
Η Μητροπολιτική Αρχή Διαμετακόμισης της Νέας Υόρκης (MTA) δοκιμάζει τη χρήση υπεριώδους φωτός για την απολύμανση των εκτός λειτουργίας αυτοκινήτων του μετρό. MTA, CC BY-Α.Ε.
Είναι επίσης δυνατή η χρήση UV για την απολύμανση του αέρα. Εσωτερικοί χώροι όπως σχολεία, εστιατόρια και καταστήματα που έχουν κάποια ροή αέρα μπορούν να εγκαταστήσουν λαμπτήρες UV-C πάνω από το κεφάλι και να στοχεύσουν στην οροφή για να απολυμάνουν τον αέρα καθώς κυκλοφορεί. Ομοίως, τα συστήματα HVAC μπορούν να περιέχουν πηγές υπεριώδους φωτός για την απολύμανση του αέρα καθώς ταξιδεύει μέσω εργασιών αγωγών. Οι αεροπορικές εταιρείες θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιήσουν την τεχνολογία UV για την απολύμανση του αέρα στα αεροπλάνα ή να χρησιμοποιήσουν φώτα UV σε μπάνια μεταξύ των χρήσεων.
Far UV-C – ασφαλές για τον άνθρωπο;
Φανταστείτε αν ο καθένας θα μπορούσε να περπατήσει γύρω από συνεχώς περιβάλλεται από UV-C φως. Θα σκότωνε κάθε αερολυμένο ιό που εισήλθε στην υπεριώδη ζώνη γύρω σας ή που βγήκε από τη μύτη ή το στόμα σας εάν είχατε μολυνθεί και ρίξετε τον ιό. Το φως θα απολυμάνει επίσης το δέρμα σας πριν το χέρι σας αγγίξει το πρόσωπό σας. Αυτό το σενάριο μπορεί να είναι δυνατό τεχνολογικά κάποια μέρα σύντομα, αλλά οι κίνδυνοι για την υγεία αποτελούν σημαντική ανησυχία.
Καθώς το μήκος κύματος UV μειώνεται, η ικανότητα των φωτονίων να διεισδύουν στο δέρμα μειώνεται. Αυτά τα φωτόνια μικρότερου μήκους κύματος απορροφώνται στο ανώτερο στρώμα του δέρματος, το οποίο ελαχιστοποιεί τη βλάβη του DNA στα ενεργά διαιρούμενα κύτταρα του δέρματος παρακάτω. Σε μήκη κύματος κάτω από 225 νανόμετρα – την περιοχή Far UV-C – η υπεριώδης ακτινοβολία φαίνεται να είναι ασφαλής για την έκθεση του δέρματος σε δόσεις κάτω από τα επίπεδα έκθεσης που ορίζονται από τη Διεθνή Επιτροπή για τη μη Ιονίζουσα Ακτινοπροστασία.
Η έρευνα επιβεβαιώνει αυτούς τους αριθμούς χρησιμοποιώντας μοντέλα ποντικιών. Ωστόσο, λιγότερα είναι γνωστά για την έκθεση στα μάτια και το τραυματισμένο δέρμα σε αυτά τα μήκη κύματος Far UV-C και οι άνθρωποι θα πρέπει να αποφεύγουν την άμεση έκθεση πάνω από ασφαλή όρια.
Η υπόσχεση της Far UV-C για την ασφαλή απολύμανση παθογόνων ανοίγει πολλές δυνατότητες για εφαρμογές UV. Έχει επίσης οδηγήσει σε κάποιες πρόωρες και δυνητικά επικίνδυνες χρήσεις.
Ορισμένες επιχειρήσεις εγκαθιστούν πύλες UV που ακτινοβολούν τους ανθρώπους καθώς περπατούν. Ενώ αυτή η συσκευή μπορεί να μην προκαλέσει μεγάλη βλάβη ή βλάβη στο δέρμα στα λίγα δευτερόλεπτα περπατώντας μέσα από την πύλη, η χαμηλή δόση που παρέχεται και η δυνατότητα απολύμανσης των ενδυμάτων πιθανότατα δεν θα ήταν αποτελεσματικές για την αναχαίτιση οποιασδήποτε μετάδοσης του ιού.
[Βαθιά γνώση, καθημερινά. Εγγραφείτε στο ενημερωτικό δελτίο της συνομιλίας.]
Το πιο σημαντικό, η ασφάλεια των ματιών και η μακροχρόνια έκθεση δεν έχουν μελετηθεί καλά και αυτοί οι τύποι συσκευών πρέπει να ρυθμιστούν και να επικυρωθούν για αποτελεσματικότητα πριν χρησιμοποιηθούν σε δημόσιους χώρους. Πρέπει επίσης να γίνει κατανοητός ο αντίκτυπος της συνεχούς έκθεσης σε μικροβιοκτόνων ακτινοβολιών στο συνολικό περιβαλλοντικό μικροβίωμα.
Καθώς περισσότερες μελέτες στο Far UV-C επιβεβαιώνουν ότι η έκθεση στο ανθρώπινο δέρμα δεν είναι επικίνδυνη και εάν οι μελέτες σχετικά με την έκθεση των ματιών δεν δείχνουν βλάβη, είναι πιθανό ότι τα επικυρωμένα συστήματα φωτός Far UV-C που είναι εγκατεστημένα σε δημόσιους χώρους θα μπορούσαν να υποστηρίξουν προσπάθειες ελέγχου της μετάδοσης του ιού για το SARS-CoV-2 και άλλα πιθανά αερομεταφερόμενα παθογόνα του ιού, σήμερα και στο μέλλον.
