Ультрафиолетовый свет может сделать внутренние помещения безопаснее во время пандемии

Профессор экологической инженерии и профессор Мортенсона по устойчивому развитию, Университет Колорадо в Боулдере

Карл Линден получает финансирование от Национального научного фонда на свои исследования в области ультрафиолета. Он является членом Международной УФ-ассоциации (IUVA).

Университет Колорадо предоставляет финансирование как член The Conversation US.

Посмотреть всех партнеров

Ультрафиолетовый свет имеет долгую историю в качестве дезинфицирующего средства, а вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, легко обезвреживается под действием ультрафиолетового света. Вопрос в том, как лучше всего использовать ультрафиолетовое излучение для борьбы с распространением вируса и защиты здоровья людей, когда люди работают, учатся и делают покупки в помещении.

Вирус распространяется несколькими путями. Основной путь передачи инфекции – контакт от человека к человеку через аэрозоли и капли, выделяющиеся при дыхании, разговоре, пении или кашле инфицированного человека. Вирус также может передаваться, когда люди касаются лица вскоре после прикосновения к поверхностям, зараженным инфицированными людьми. Это вызывает особую озабоченность в медицинских учреждениях, торговых помещениях, где люди часто касаются прилавков и товаров, а также в автобусах, поездах и самолетах.

Как инженер-эколог, изучающий УФ-излучение, я заметил, что УФ можно использовать для снижения риска передачи вируса обоими путями. Ультрафиолетовые лампы могут быть компонентами мобильных машин, роботизированных или управляемых человеком, которые дезинфицируют поверхности. Их также можно встраивать в системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или иным образом размещать в воздушных потоках для дезинфекции воздуха в помещении. Однако УФ-порталы, предназначенные для дезинфекции людей при входе в помещения, скорее всего, неэффективны и потенциально опасны.

Электромагнитное излучение, включающее радиоволны, видимый свет и рентгеновские лучи, измеряется в нанометрах или миллионных долях миллиметра. УФ-излучение состоит из длин волн от 100 до 400 нанометров, которые лежат сразу за фиолетовой частью спектра видимого света и невидимы для человеческого глаза. УФ делится на области УФ-А, УФ-В и УФ-С, которые составляют 315-400 нанометров, 280-315 нанометров и 200-280 нанометров соответственно.

Озоновый слой в атмосфере отфильтровывает УФ-излучение с длиной волны ниже 300 нанометров, что блокирует ультрафиолетовое излучение Солнца до того, как оно достигнет поверхности Земли. Я думаю об УФ-А как о диапазоне загара, а об УФ-В как о диапазоне солнечных ожогов. Достаточно высокие дозы УФ-В могут вызвать поражения кожи и рак кожи.

УФ-С содержит наиболее эффективные длины волн для уничтожения болезнетворных микроорганизмов. УФ-С также опасен для глаз и кожи. Искусственные источники УФ-излучения, предназначенные для дезинфекции, излучают свет в диапазоне УФ-С или широком спектре, включающем УФ-С.

УФ-фотоны с длиной волны от 200 до 300 нанометров довольно эффективно поглощаются нуклеиновыми кислотами, из которых состоят ДНК и РНК, а фотоны с длиной волны ниже 240 нанометров также хорошо поглощаются белками. Эти важные биомолекулы повреждаются поглощенной энергией, в результате чего генетический материал внутри вирусной частицы или микроорганизма становится неспособным размножаться или вызывать инфекцию, инактивируя патоген.

Обычно для инактивации патогена требуется очень низкая доза УФ-излучения в этом бактерицидном диапазоне. Доза УФ-излучения определяется интенсивностью источника света и продолжительностью воздействия. Для данной необходимой дозы источники более высокой интенсивности требуют более короткого времени воздействия, тогда как источники более низкой интенсивности требуют более длительного времени воздействия.

Существует устоявшийся рынок устройств УФ-дезинфекции. Больницы уже много лет используют роботов, излучающих ультрафиолетовый свет, для дезинфекции палат, операционных и других помещений, где может распространяться бактериальная инфекция. Эти роботы, в том числе Tru-D и Xenex, проникают в пустые палаты между пациентами и бродят вокруг, дистанционно испуская мощное УФ-излучение для дезинфекции поверхностей. УФ-излучение также используется для дезинфекции медицинских инструментов в специальных боксах для УФ-облучения.

УФ-излучение используется или тестируется для дезинфекции автобусов, поездов и самолетов. После использования УФ-роботы или машины, управляемые человеком, предназначенные для установки в транспортных средствах или самолетах, перемещаются и дезинфицируют поверхности, до которых может добраться свет. Бизнес также рассматривает технологию дезинфекции складов и торговых помещений.