Institutioner som hospitaler og transportsystemer har brugt UV-desinfektion i årevis. Sergei Bobylev \ TASS via Getty Images

Ultraviolet lys har en lang historie som et desinfektionsmiddel og SARS-CoV-2-virus, der forårsager COVID-19, er let gjort uskadeligt af UV-lys. Spørgsmålet er, hvordan man bedst kan udnytte UV-lys for at bekæmpe spredning af virussen og beskytte menneskers sundhed, når folk arbejder, studerer og handler indendørs.

Virussen spredes på flere måder. Den vigtigste overførselsvej er gennem person-til-person-kontakt via aerosoler og dråber udsendes, når en inficeret person trækker vejret, snakker, synger eller hoster. Virussen kan også overføres, når folk rører ved deres ansigter kort efter berøring af overflader, der er blevet forurenet af inficerede individer. Dette er særlig vigtigt i sundhedsvæsenet, detailrum, hvor folk ofte berører tællere og merchandise, og i busser, tog og fly.

Som en miljøingeniør der studerer UV-lys, har jeg observeret, at UV kan bruges til at reducere risikoen for transmission gennem begge ruter. UV-lys kan være komponenter i mobile maskiner, hvad enten de er robot- eller menneskestyrede, der desinficerer overflader. De kan også inkorporeres i varme-, ventilations- og klimaanlæg eller på anden måde placeres i luftstrømme for at desinficere indendørsluft. Imidlertid er UV-portaler, der er beregnet til at desinficere mennesker, når de kommer ind i indendørs rum, sandsynligvis ineffektive og potentielt farlige.

Hvad er ultraviolet lys?

Elektromagnetisk stråling, som inkluderer radiobølger, synligt lys og røntgenstråler, måles i nanometer eller milliontedele af en millimeter. UV-bestråling består af bølgelængder mellem 100 og 400 nanometer, som ligger lige uden for den violette del af det synlige lysspektrum og er usynlige for det menneskelige øje. UV er opdelt i UV-A, UV-B og UV-C regionerne, som er henholdsvis 315-400 nanometer, 280-315 nanometer og 200-280 nanometer.

Ozonlaget i atmosfæren filtrerer UV-bølgelængder under 300 nanometer, hvilket blokerer UV-C fra solen, før det når jordens overflade. Jeg tænker på UV-A som solbrændingsområdet og UV-B som solbrændingsområdet. Høje doser af UV-B kan forårsage hudlæsioner og hudkræft.

UV-C indeholder mest effektive bølgelængder til at dræbe patogener. UV-C er også farligt for øjne og hud. Kunstige UV-lyskilder designet til desinfektion udsender lys inden for UV-C-området eller et bredt spektrum, der inkluderer UV-C.

Hvordan UV dræber patogener

UV-fotoner mellem 200 og 300 nanometer absorberes ret effektivt af de nukleinsyrer, der udgør DNA og RNA, og fotoner under 240 nanometer absorberes også godt af proteiner. Disse essentielle biomolekyler er beskadiget af den absorberede energi, hvilket gør det genetiske materiale inde i en viruspartikel eller mikroorganisme ude af stand til at replikere eller forårsage en infektion og inaktiverer patogenet.

Det tager typisk en meget lav dosis af UV-lys i dette bakteriedræbende område for at inaktivere et patogen. UV-dosis bestemmes af lyskildens intensitet og eksponeringens varighed. For en given krævet dosis kræver kilder med højere intensitet kortere eksponeringstider, mens kilder med lavere intensitet kræver længere eksponeringstider.

Sætter UV på arbejde

UV-desinfektion, som kan udføres af robotter som denne, reducerer infektioner, der er erhvervet på hospitalet. Marcy Sanchez / William Beaumont Army Medical Center Public Affairs Office

Der er et etableret marked for UV-desinfektionsudstyr. Hospitaler har brugt robotter, der udsender UV-C-lys i årevis for at desinficere patientrum, operationsstuer og andre områder, hvor bakteriel infektion kan sprede sig. Disse robotter, som inkluderer Tru-D , Xenex, gå ind i tomme rum mellem patienter og vandre rundt og udsende UV-bestråling med høj effekt for at desinficere overflader. UV-lys bruges også til at desinficere medicinske instrumenter i specielle UV-eksponeringsbokse.

UV bruges eller testes til desinficering busser, tog , fly. Efter brug bevæger UV-robotter eller menneskestyrede maskiner, der er designet til at passe i køretøjer eller fly, gennem og desinficerer overflader, som lyset kan nå. Virksomheder overvejer også teknologien til desinficering af lagre og detailrum.

New York City Metropolitan Transit Authority (MTA) tester brugen af ​​ultraviolet lys til at desinficere undergrundsbiler, der ikke er i drift. MTA, CC BY-SA

Det er også muligt at bruge UV til desinficere luft. Indendørs rum som skoler, restauranter og butikker, der har en vis luftstrøm kan installer UV-C lamper over hovedet og rettet mod loftet for at desinficere luften, når den cirkulerer. Tilsvarende kan HVAC-systemer indeholde UV-lyskilder til desinficering af luft, når den bevæger sig gennem kanalarbejde. Flyselskaber kunne også bruge UV-teknologi til desinficering af luft i fly eller bruge UV-lys i badeværelser mellem anvendelser.

Langt UV-C - sikkert for mennesker?

Forestil dig, om alle kunne gå rundt kontinuerligt omgivet af UV-C lys. Det ville dræbe enhver aerosoliseret virus, der kom ind i UV-zonen omkring dig, eller som kom ud af din næse eller mund, hvis du var inficeret og kaste virussen. Lyset desinficerer også din hud, før din hånd rører ved dit ansigt. Dette scenario kan muligvis være muligt teknologisk en dag snart, men sundhedsrisici er en væsentlig bekymring.

Efterhånden som UV-bølgelængden aftager, aftager fotonernes evne til at trænge ind i huden. Disse fotoner med kortere bølgelængde absorberes i det øverste hudlag, hvilket minimerer DNA-beskadigelse af de aktivt delende hudceller nedenfor. Ved bølgelængder under 225 nanometer - Fjern UV-C-regionen - ser UV ud til at være sikkert for hudeksponering ved doser under eksponeringsniveauer defineret af Den Internationale Komité for ikke-ioniserende strålingsbeskyttelse.

Forskning er bekræfter disse tal ved brug af musemodeller. Imidlertid er mindre kendt om eksponering for øjne og skadet hud ved disse fjerne UV-C bølgelængder og mennesker bør undgå direkte eksponering over sikre grænser.

Forskning tyder på, at langt UV-C-lys måske er i stand til at dræbe patogener uden at skade menneskers sundhed:
{vembed Y=YATYsgi3e5A}

løfte om Far UV-C til sikker desinfektion af patogener åbner mange muligheder for UV-applikationer. Det har også ført til nogle for tidlige og potentielt risikable anvendelser.

Nogle virksomheder er installation af UV-portaler der bestråler folk, når de går igennem. Selvom denne enhed muligvis ikke forårsager meget skade eller hudskader i løbet af de få sekunder, der går gennem portalen, ville den lave dosis, der leveres, og potentialet til at desinficere tøj sandsynligvis heller ikke være effektiv til at dæmpe virussmitte.

Vigtigst er øjesikkerhed og langvarig eksponering ikke blevet undersøgt godt, og denne type enheder skal reguleres og valideret for effektivitet, inden de bruges i offentlige indstillinger. Virkningen af ​​kontinuerlig bakteriedræbende bestråling på den samlede miljømikrobiom skal også forstås.

Som flere undersøgelser af Far UV-C viser, at eksponering for menneskelig hud er ikke farligt og hvis undersøgelser af øjeneksponering ikke viser nogen skade, er det muligt, at validerede Far UV-C-lysanlæg, der er installeret på offentlige steder såsom butikker og transporthub, kunne understøtte forsøg på at kontrollere virussmidling til SARS-CoV-2 og andre potentielle luftbårne virale patogener i dag og ind i fremtiden.

Om forfatteren

Karl Linden, professor i miljøteknik og Mortenson-professor i bæredygtig udvikling, University of Colorado Boulder

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

bøger_videnskab