האם אור UV בטוח? האמת על חיטוי אוויר

ל- UV-C הרחוק כשיטה לחיטוי פתוגנים יש אפשרויות רבות. אבל זה גם הוביל לכמה שימושים מוקדמים ואולי מסוכנים.

האם אור UV בטוח? האמת על חיטוי אוויר

לאור אולטרה סגול יש היסטוריה ארוכה כחומר חיטוי , ונגיף SARS-CoV-2, שגורם ל- COVID-19, הוא הופך ללא מזיק לאור אור UV . השאלה היא כיצד ניתן לרתום את אור UV בצורה הטובה ביותר כדי להילחם בהתפשטות הנגיף ולהגן על בריאות האדם כאשר אנשים עובדים, לומדים וחונים בתוך הבית.



הוירוס מתפשט בכמה אופנים . מסלול השידור העיקרי הוא באמצעות קשר בין אדם לאדם באמצעות אירוסולים וטיפות נפלט כאשר אדם נגוע נושם, מדבר, שר או משתעל. הנגיף יכול להיות מועבר גם כאשר אנשים נוגעים בפניהם זמן קצר לאחר מגע במשטחים שנדבקו על ידי אנשים נגועים. הדבר מדאיג במיוחד במסגרות הבריאות, במקומות קמעונאיים שבהם אנשים נוגעים לעתים קרובות בדלפקים ובסחורות, ובאוטובוסים, רכבות ומטוסים.

בתור מהנדס סביבתי שחוקר אור UV, ראיתי שניתן להשתמש ב- UV כדי להפחית את הסיכון להעברה בשני המסלולים. נורות UV יכולות להיות רכיבים של מכונות ניידות, בין אם רובוטיות או מבוקרות על ידי בני אדם, המחטאות משטחים. ניתן לשלב אותם גם במערכות חימום, אוורור ומיזוג אוויר או למקם אותם בתוך זרימות אוויר לחיטוי אוויר פנימי. עם זאת, פורטלי UV שנועדו לחטא אנשים בעת כניסתם לחללים פנימיים הם ככל הנראה לא יעילים ועלולים להיות מסוכנים.



מהו אור אולטרה סגול?

קרינה אלקטרומגנטית, הכוללת גלי רדיו, אור גלוי וצילומי רנטגן, נמדדת בננומטר, או במיליונים של מילימטר. קרינת UV מורכבת מאורכי גל שבין 100 ל -400 ננומטר, הנמצא ממש מעבר לחלק הסגול של ספקטרום האור הנראה ואינו נראה לעין האנושית. UV מחולק לאזורי UV-A, UV-B ו- UV-C, שהם 315-400 ננומטר, 280-315 ננומטר ו-200-280 ננומטר, בהתאמה.



שכבת האוזון באטמוספירה מסננת אורכי גל UV מתחת ל 300 ננומטר, החוסמים את UV-C מהשמש לפני שהיא מגיעה לפני השטח של כדור הארץ. אני חושב על UV-A כטווח השיזוף ו- UV-B כטווח כוויות השמש. מינונים גבוהים מספיק של UV-B עלולים לגרום לנגעים בעור ולסרטן העור.

UV-C מכיל את אורכי הגל היעילים ביותר להרג פתוגנים . UV-C הוא גם מסוכן לעיניים ולעור . מקורות אור UV מלאכותיים המיועדים לחיטוי פולטים אור בטווח UV-C או בקשת רחבה הכוללת UV-C.

כיצד UV הורג פתוגנים

פוטוני UV שבין 200 ל -300 ננומטר נספגים ביעילות רבה על ידי חומצות הגרעין המרכיבות את ה- DNA וה- RNA, וגם פוטונים מתחת ל -240 ננומטר נספגים היטב בחלבונים. ביו -מולקולות חיוניות אלה ניזוקו מהאנרגיה הנספגת, מה שהופך את החומר הגנטי בתוך חלקיק וירוס או מיקרואורגניזם לא מסוגל לשכפל או לגרום לזיהום, ומפעיל את הפתוגן.



זה בדרך כלל לוקח מינון נמוך מאוד של אור UV בטווח חיידקים זה כדי להשבית פתוגן. מינון ה- UV נקבע על פי עוצמת מקור האור ומשך החשיפה. עבור מינון נתון נתון, מקורות בעוצמה גבוהה יותר דורשים זמני חשיפה קצרים יותר, בעוד שמקורות בעוצמה נמוכה יותר דורשים זמני חשיפה ארוכים יותר.

חיטוי UV, שניתן לבצע על ידי רובוטים כגון זה, מפחית זיהומים שנרכשו מבית החולים. [צילום: מרסי סאנצ'ס/משרד הרפואה של הצבא ויליאם בומונט, משרד לענייני הציבור/ Wiki Commons ]

החדרת UV לעבודה

קיים שוק מבוסס למכשירי חיטוי UV. בתי חולים משתמשים במשך שנים ברובוטים הפולטים אור UV-C לחיטוי חדרי מטופלים, חדרי ניתוח, ואזורים אחרים שבהם זיהום חיידקי יכול להתפשט. הרובוטים האלה, הכוללים טרו-ד ו קסנקס , להיכנס לחדרים ריקים בין מטופלים ולהסתובב מרחוק ופולט קרינת UV בעלת עוצמה גבוהה לחיטוי משטחים. אור UV משמש גם לחיטוי מכשירים רפואיים בקופסאות מיוחדות לחשיפת UV.



UV משמש או נבדק לחיטוי אוטובוסים, רכבות , ו תוכניות . לאחר השימוש, רובוטים UV או מכונות הנשלטות על ידי בני אדם שנועדו להתאים לכלי רכב או למטוסים עוברים וחוטאים משטחים שאליהם האור יכול להגיע. עסקים שוקלים גם את הטכנולוגיה של חיטוי מחסנים וחללי קמעונאות .

אפשר גם להשתמש ב- UV לחטא אוויר . חללים פנימיים כגון בתי ספר, מסעדות וחנויות שיש להם קצת זרימת אוויר התקן מנורות UV-C מעל , מכוונת לתקרה, לחטא את האוויר בזמן שהוא מסתובב. באופן דומה, מערכות HVAC יכולות להכיל מקורות אור UV לחיטוי אוויר בזמן שהוא עובר דרך צינורות. חברות תעופה יכולות גם להשתמש בטכנולוגיית UV לחיטוי אוויר במטוסים או להשתמש באורות UV בחדרי אמבטיה בין שימושים.

רשות התחבורה המטרופולינית של ניו יורק בודקת את השימוש באור אולטרה סגול לחיטוי מכוניות רכבת תחתית שאינן בשימוש. [צילום: MTA/ Wiki Commons ]

UV-C רחוק-בטוח לבני אדם?

תארו לעצמכם אם כולם יכולים להסתובב ברציפות מוקפים באור UV-C. זה יהרוג כל וירוס מתרס שנכנס לאזור ה- UV סביבך או שיצא מהאף או מהפה שלך אם היית נגוע ושופך את הנגיף. האור גם יחטא את העור שלך לפני שידך תיגע בפנייך. תרחיש זה עשוי להיות אפשרי מבחינה טכנולוגית בקרוב, אך הסיכונים הבריאותיים מהווים דאגה משמעותית.

ככל שאורך גל UV יורד, היכולת של הפוטונים לחדור לעור יורדת. פוטונים אלה באורך גל קצר יותר נספגים בשכבת העור העליונה, מה שממזער את נזקי ה- DNA לתאי העור המתחלקים באופן פעיל למטה. באורכי גל מתחת ל -225 ננומטר-אזור ה- UV-C הרחוק-נראה ש- UV בטוח לחשיפת עור במינונים מתחת רמות חשיפה מוגדר על ידי הוועדה הבינלאומית להגנה על קרינה לא מייננת.

מחקר הוא המאשר את המספרים הללו באמצעות דגמי עכברים . עם זאת, פחות ידוע על חשיפה לעיניים ולעור פצוע באורכי הגל הרחוקים של UV-C, ואנשים צריכים להימנע מחשיפה ישירה מעל הגבולות הבטוחים.

ה הבטחה ל- UV-C רחוק לחיטוי פתוגנים בבטחה פותחת אפשרויות רבות ליישומי UV. זה הוביל גם לכמה שימושים מוקדמים ואולי מסוכנים.

יש עסקים שכן התקנת פורטלים UV שמקרינים אנשים כשהם עוברים דרכם. למרות שמכשיר זה לא עלול לגרום נזק רב או נזק לעור בשניות הספורות שעוברות בפורטל, המינון הנמוך שנמסר והפוטנציאל לחטא את הבגדים סביר להניח שלא יהיה יעיל למניעת כל העברת וירוסים.

והכי חשוב, בטיחות העיניים וחשיפה לטווח ארוך לא נחקרו היטב, וסוגים אלה של מכשירים צריך להסדיר ותוקף לאפקטיביות לפני השימוש בהגדרות ציבוריות. צריך להבין גם את ההשפעה של חשיפה מתמשכת לקרינה חיידקית על המיקרוביום הסביבתי.

ככל שמחקרים נוספים על רחוק UV-C מוכיחים את החשיפה הזו לעור אנושי אינו מסוכן ואם מחקרים על חשיפת עיניים אינם מזיקים, ייתכן שמערכות אור רחוקות מסוג UV-C המותקנות במקומות ציבוריים יכולות לתמוך בניסיונות לשלוט בהעברת וירוסים עבור SARS-CoV-2 ופתוגנים ויראליים פוטנציאליים אחרים, כיום ולעתיד. .


קארל לינדן הוא פרופסור להנדסת סביבה ופרופסור מורטנסון לפיתוח בר קיימא ב אוניברסיטת קולורדו בולדר . מאמר זה פורסם מחדש מ השיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי .