Geskryf deur Karl Linden
Instellings soos hospitale en transito-stelsels gebruik al jare UV-ontsmetting. Sergei Bobylev \ TASS via Getty Images
Ultravioletlig het 'n lang geskiedenis as ontsmettingsmiddel en die SARS-CoV-2-virus, wat COVID-19 veroorsaak, is geredelik onskadelik gemaak deur UV-lig. Die vraag is hoe u die beste gebruik kan maak van UV-lig om die verspreiding van die virus te bestry en menslike gesondheid te beskerm terwyl mense binnenshuis werk, studeer en inkopies doen.
Die virus versprei op verskillende maniere. Die hoofweg van oordrag is deur persoon-tot-persoon-kontak via aërosols en druppels uitgestraal word wanneer 'n besmette persoon asemhaal, praat, sing of hoes. Die virus kan ook oorgedra word wanneer mense aan hul gesigte raak kort nadat hulle aan oppervlaktes geraak het wat deur besmette individue besmet is. Dit is veral kommerwekkend in gesondheidsorginstellings, kleinhandelruimtes waar mense gereeld aan balies en handelsware raak, en in busse, treine en vliegtuie.
As 'n omgewingsingenieur wat UV-lig bestudeer, het ek opgemerk dat UV gebruik kan word om die risiko van oordrag deur beide roetes te verminder. UV-ligte kan komponente van mobiele masjiene wees, hetsy roboties of deur mense beheer, wat oppervlaktes ontsmet. Dit kan ook opgeneem word in stelsels vir verhitting, ventilasie en lugversorging, of andersins binne lugvloei geplaas word om binnelug te ontsmet. UV-portale wat bedoel is om mense te ontsmet wanneer hulle binnenshuise ruimtes betree, is waarskynlik ondoeltreffend en potensieel gevaarlik.
Wat is ultraviolet lig?
Elektromagnetiese straling, wat radiogolwe, sigbare lig en röntgenstrale insluit, word in nanometers, oftewel miljoenstes van 'n millimeter, gemeet. UV-bestraling bestaan ​​uit golflengtes tussen 100 en 400 nanometer, wat net anderkant die violette gedeelte van die sigbare ligspektrum lê en onsigbaar is vir die menslike oog. UV word verdeel in die UV-A-, UV-B- en UV-C-streke, wat onderskeidelik 315-400 nanometer, 280-315 nanometer en 200-280 nanometer is.
Die osoonlaag in die atmosfeer filter UV-golflengtes onder 300 nanometer uit, wat UV-C van die son blokkeer voordat dit die aarde se oppervlak bereik. Ek beskou UV-A as die sonbruiningsbereik en UV-B as die sonbrandende reeks. Hoog genoeg dosisse UV-B kan velletsels en velkanker veroorsaak.
UV-C bevat die doeltreffendste golflengtes vir die doodmaak van patogene. UV-C is ook gevaarlik vir die oë en die vel. Kunsmatige UV-ligbronne wat ontwerp is vir ontsmetting, straal lig binne die UV-C-reeks of 'n breë spektrum wat UV-C insluit.
Hoe UV patogene doodmaak
UV-fotone tussen 200 en 300 nanometer word redelik doeltreffend geabsorbeer deur die nukleïensure waaruit DNA en RNA bestaan, en fotone onder 240 nanometer word ook goed deur proteïene geabsorbeer. Hierdie noodsaaklike biomolekules word beskadig deur die geabsorbeerde energie, wat veroorsaak dat die genetiese materiaal in 'n virusdeeltjie of mikro-organisme nie kan herhaal of 'n infeksie kan veroorsaak nie, wat die patogeen inaktiveer.
Dit benodig gewoonlik 'n baie lae dosis UV-lig in hierdie kiemdodende reeks om 'n patogeen te deaktiveer. Die UV-dosis word bepaal deur die intensiteit van die ligbron en die duur van blootstelling. Vir 'n gegewe vereiste dosis benodig bronne met hoër intensiteit korter blootstellingstye, terwyl laer intensiteit bronne langer blootstellingstye benodig.
Om UV aan die werk te sit
UV-ontsmetting, wat deur sulke robotte uitgevoer kan word, verminder infeksies wat deur hospitale verkry word. Marcy Sanchez / William Beaumont Army Medical Center Kantoor vir openbare sake
Daar is 'n gevestigde mark vir UV-ontsmettingsapparate. Hospitale gebruik al jare robotte wat UV-C-lig uitstraal om pasiëntkamers, operasiesale en ander gebiede waar bakteriële infeksie kan versprei, te ontsmet. Hierdie robotte, wat insluit Tru-D en Xenex, gaan leë kamers tussen pasiënte binne en loop op afstand rond en straal UV-bestraling uit om oppervlaktes te ontsmet. UV-lig word ook gebruik om mediese instrumente in spesiale UV-blootstellingsbokse te ontsmet.
UV word gebruik of getoets vir ontsmetting busse, treine en vliegtuie. Na gebruik beweeg UV-robotte of mensbeheerde masjiene wat ontwerp is om in voertuie of vliegtuie in te pas, en ontsmet oppervlaktes wat die lig kan bereik. Besighede oorweeg ook die tegnologie vir ontsmet pakhuise en kleinhandelruimtes.
Die New York City Metropolitan Transit Authority (MTA) toets die gebruik van ultravioletlig om metro-motors wat buite diens is, te ontsmet. MTA, CC BY-SA
Dit is ook moontlik om UV te gebruik ontsmet lug. Binnenshuise ruimtes soos skole, restaurante en winkels met 'n bietjie lugvloei kan installeer UV-C lampe oorhoofse en gerig op die plafon om die lug te ontsmet terwyl dit sirkuleer. Net so kan HVAC-stelsels UV-ligbronne bevat om lug te ontsmet as dit deur die kanaalwerk beweeg. Lugdiens kan ook UV-tegnologie gebruik om lug in vliegtuie te ontsmet, of UV-ligte in badkamers tussen gebruik gebruik.
Ver UV-C - veilig vir mense?
Stel jou voor dat almal deurlopend deur UV-C-lig kan rondloop. Dit sou enige aërosoliseerde virus wat die UV-sone rondom u binnegedring het of u neus of mond verlaat, doodmaak as u besmet is en die virus vergiet. Die lig ontsmet u vel ook voordat u hand u gesig raak. Hierdie scenario sal moontlik binnekort tegnologies moontlik wees, maar die gesondheidsrisiko's is 'n belangrike bron van kommer.
Namate die UV-golflengte afneem, neem die vermoë van die fotone om deur te dring in die vel af. Hierdie korter golflengte-fotone word in die boonste vellaag geabsorbeer, wat DNA-skade aan die aktief verdelende velselle hieronder verminder. By golflengtes onder 225 nanometer - die verre UV-C-streek - lyk dit asof UV veilig is vir blootstelling aan die vel by dosisse onder die blootstellingsvlakke gedefinieer deur die Internasionale Komitee vir nie-ioniserende stralingsbeskerming.
Navorsing is bevestig hierdie getalle gebruik van muismodelle. Daar is egter minder oor bekend blootstelling aan oë en beseerde vel by hierdie verre UV-C golflengtes moet mense direkte blootstelling bo veilige perke vermy.
Navorsing dui daarop dat ver UV-C lig patogene kan doodmaak sonder om menslike gesondheid te benadeel:
Die belofte van Far UV-C vir die veilig ontsmet van patogene bied baie moontlikhede vir UV-toepassings. Dit het ook gelei tot vroeë en potensieel riskante gebruike.
Sommige besighede is installeer UV-portale wat mense bestraal as hulle deurloop. Alhoewel hierdie toestel binne die paar sekondes deur die portaal nie veel skade of velbeskadiging veroorsaak nie, is die lae dosis wat toegedien word en die moontlikheid om klere te ontsmet waarskynlik ook nie effektief om virusoordragte te voorkom nie.
Die belangrikste is dat oogveiligheid en langdurige blootstelling nie goed bestudeer is nie, en hierdie tipe toestelle moet gereguleer word en bekragtig vir effektiwiteit voordat dit in openbare instellings gebruik word. Die impak van deurlopende blootstelling aan kiemdodende bestraling op die algemene omgewingsmikrobioom moet ook verstaan ​​word.
Namate meer studies oor Far UV-C die blootstelling aan menslike vel aantoon is nie gevaarlik nie en as studies oor blootstelling aan die oë geen skade berokken nie, is dit moontlik dat gevalideerde Far UV-C-ligstelsels wat op openbare plekke geïnstalleer is, soos winkels en vervoersentrums, die pogings om virusoordrag vir SARS-CoV-2 en ander potensiële lugvirale virusse te beheer, kan ondersteun. patogene vandag en die toekoms in.
Karl Linden, professor in omgewingsingenieurswese en die Mortenson-professor in volhoubare ontwikkeling, Universiteit van Colorado Boulder
Jy is hier: Tuis > Lewe > Wetenskap en Tegnologie > Hoe ultravioletlig binnenshuise ruimtes kan ontsmet