Instellingen zoals ziekenhuizen en vervoerssystemen passen al jaren UV-desinfectie toe. Sergei Bobylev \ TASS via Getty Images

Ultraviolet licht heeft een lange geschiedenis als ontsmettingsmiddel en het SARS-CoV-2-virus, dat COVID-19 veroorzaakt, is gemakkelijk onschadelijk gemaakt door UV-licht. De vraag is hoe u het beste UV-licht kunt gebruiken om de verspreiding van het virus tegen te gaan en de menselijke gezondheid te beschermen terwijl mensen binnen werken, studeren en winkelen.

Het virus verspreidt zich op verschillende manieren. De belangrijkste overdrachtsroute is via persoonlijk contact via aërosolen en druppeltjes uitgezonden wanneer een besmette persoon ademt, praat, zingt of hoest. Het virus kan ook worden overgedragen wanneer mensen hun gezicht aanraken kort nadat ze oppervlakken hebben aangeraakt die zijn besmet door geïnfecteerde personen. Dit is met name van belang in instellingen voor gezondheidszorg, winkelruimten waar mensen vaak balies en koopwaar aanraken, en in bussen, treinen en vliegtuigen.

Als milieu ingenieur die UV-licht bestudeert, heb ik geconstateerd dat UV-straling kan worden gebruikt om het risico van transmissie via beide routes te verminderen. UV-lampen kunnen componenten zijn van mobiele machines, of ze nu robotgestuurd of door mensen worden bestuurd, die oppervlakken desinfecteren. Ze kunnen ook worden opgenomen in verwarmings-, ventilatie- en airconditioningsystemen of op een andere manier in luchtstromen worden geplaatst om de binnenlucht te desinfecteren. UV-portalen die bedoeld zijn om mensen te desinfecteren wanneer ze binnenshuis komen, zijn waarschijnlijk niet effectief en potentieel gevaarlijk.

Wat is ultraviolet licht?

Elektromagnetische straling, waaronder radiogolven, zichtbaar licht en röntgenstralen, wordt gemeten in nanometers, of miljoenste van een millimeter. UV-straling bestaat uit golflengten tussen 100 en 400 nanometer, die net buiten het violette deel van het zichtbare lichtspectrum ligt en onzichtbaar is voor het menselijk oog. UV is verdeeld in de UV-A-, UV-B- en UV-C-regio's, die respectievelijk 315-400 nanometer, 280-315 nanometer en 200-280 nanometer zijn.

De ozonlaag in de atmosfeer filtert UV-golflengten onder 300 nanometer, die UV-C van de zon blokkeren voordat deze het aardoppervlak bereikt. Ik beschouw UV-A als het zonnebereik en UV-B als het bereik van de zon. Hoge doses UV-B kunnen huidlaesies en huidkanker veroorzaken.

UV-C bevat de meest effectieve golflengten voor het doden van ziekteverwekkers. UV-C is ook gevaarlijk voor ogen en huid. Kunstmatige UV-lichtbronnen die zijn ontworpen voor desinfectie, zenden licht uit binnen het UV-C-bereik of een breed spectrum dat UV-C omvat.

Hoe UV ziekteverwekkers doodt

UV-fotonen tussen 200 en 300 nanometer worden redelijk efficiënt geabsorbeerd door de nucleïnezuren waaruit DNA en RNA bestaan, en fotonen onder de 240 nanometer worden ook goed geabsorbeerd door eiwitten. Deze essentiële biomoleculen worden beschadigd door de geabsorbeerde energie, waardoor het genetisch materiaal in een virusdeeltje of micro-organisme niet meer kan repliceren of een infectie kan veroorzaken, waardoor de ziekteverwekker wordt geïnactiveerd.

In dit kiemdodende bereik is doorgaans een zeer lage dosis UV-licht nodig om een ​​ziekteverwekker te inactiveren. De UV-dosis wordt bepaald door de intensiteit van de lichtbron en de blootstellingsduur. Voor een bepaalde vereiste dosis vereisen bronnen met een hogere intensiteit kortere blootstellingstijden, terwijl bronnen met een lagere intensiteit langere blootstellingstijden vereisen.

UV aan het werk zetten

UV-desinfectie, die door robots zoals deze kan worden uitgevoerd, vermindert ziekenhuisinfecties. Marcy Sanchez / William Beaumont Army Medical Center Public Affairs Office

Er is een gevestigde markt voor UV-desinfectietoestellen. Ziekenhuizen gebruiken al jaren robots die UV-C-licht uitstralen om patiëntenkamers, operatiekamers en andere gebieden waar bacteriële infectie zich kan verspreiden, te desinfecteren. Deze robots, waaronder Tru-D en xenex, lege kamers tussen patiënten betreden en op afstand rondzwerven en krachtige UV-straling uitstralen om oppervlakken te desinfecteren. UV-licht wordt ook gebruikt om medische instrumenten te desinfecteren in speciale UV-belichtingsdozen.

UV wordt gebruikt of getest om te desinfecteren bussen, treinen en vliegtuigen. Na gebruik bewegen UV-robots of door mensen bestuurde machines die zijn ontworpen om in voertuigen of vliegtuigen te passen, erdoorheen en desinfecteren oppervlakken die het licht kan bereiken. Bedrijven overwegen ook de technologie voor desinfecteren van magazijnen en winkelruimten.

De Metropolitan Transit Authority (MTA) van New York City test het gebruik van ultraviolet licht om buiten dienst gestelde metro's te desinfecteren. MTA, CC BY-SA

Het is ook mogelijk om UV te gebruiken desinfecteer lucht. Binnenruimtes zoals scholen, restaurants en winkels die wat luchtstroom kunnen hebben Installeer UV-C-lampen boven het hoofd en gericht op het plafond om de lucht te desinfecteren terwijl deze circuleert. Evenzo kunnen HVAC-systemen UV-lichtbronnen bevatten om lucht te desinfecteren terwijl deze door leidingwerk reist. Luchtvaartmaatschappijen zouden ook UV-technologie kunnen gebruiken om lucht in vliegtuigen te desinfecteren, of tussen gebruik door UV-lampen in badkamers kunnen gebruiken.

Verre UV-C - veilig voor mensen?

Stel je voor dat iedereen continu kan rondlopen omringd door UV-C licht. Het zou elk aërosol virus doden dat de UV-zone om je heen is binnengekomen of dat je neus of mond verlaat als je geïnfecteerd bent en het virus verspreidt. Het licht zou ook je huid desinfecteren voordat je hand je gezicht raakte. Dit scenario is misschien binnenkort technologisch mogelijk, maar de gezondheidsrisico's zijn een groot probleem.

Naarmate de UV-golflengte afneemt, neemt het vermogen van de fotonen om in de huid te dringen af. Deze fotonen met een kortere golflengte worden geabsorbeerd in de bovenste huidlaag, waardoor DNA-schade aan de actief delende huidcellen eronder wordt geminimaliseerd. Bij golflengten onder 225 nanometer - het verre UV-C-gebied - lijkt UV veilig te zijn voor blootstelling van de huid bij doses lager dan de blootstellingsniveaus gedefinieerd door het Internationaal Comité voor niet-ioniserende stralingsbescherming.

Onderzoek is bevestiging van deze cijfers gebruik muis modellen. Er is echter minder over bekend blootstelling aan ogen en beschadigde huid bij deze verre UV-C-golflengten en mensen moeten directe blootstelling boven veilige limieten vermijden.

Onderzoek suggereert dat ver UV-C-licht pathogenen kan doden zonder de menselijke gezondheid te schaden:
{besloten Y=YATYsgi3e5A}

De belofte van Far UV-C voor het veilig desinfecteren van ziekteverwekkers opent vele mogelijkheden voor UV-toepassingen. Het heeft ook geleid tot een aantal voortijdige en mogelijk risicovolle toepassingen.

Sommige bedrijven zijn UV-portalen installeren die mensen bestralen als ze er doorheen lopen. Hoewel dit apparaat mogelijk niet veel schade of huidbeschadiging veroorzaakt in de paar seconden dat u door het portaal loopt, zijn de lage dosis die wordt toegediend en de mogelijkheid om kleding te desinfecteren waarschijnlijk ook niet effectief om virusoverdracht te stoppen.

Het belangrijkste is dat oogveiligheid en langdurige blootstelling niet goed zijn bestudeerd, en dit soort apparaten moeten worden gereguleerd en gevalideerd op effectiviteit voordat ze in openbare omgevingen worden gebruikt. De impact van continue kiemdodende blootstelling aan straling op het algemene microbioom in de omgeving moet ook worden begrepen.

Zoals meer studies over Far UV-C die blootstelling aan de menselijke huid bevestigen is niet gevaarlijk en als onderzoeken naar blootstelling van de ogen geen schade aan het licht brengen, is het mogelijk dat gevalideerde ver-UV-C-lichtsystemen die zijn geïnstalleerd op openbare plaatsen zoals winkels en transportknooppunten pogingen zouden kunnen ondersteunen om de virusoverdracht voor SARS-CoV-2 en andere mogelijke virussen in de lucht te beheersen. ziekteverwekkers vandaag en in de toekomst.

Over de auteur

Karl Linden, hoogleraar milieutechniek en de Mortenson-hoogleraar duurzame ontwikkeling, Universiteit van Colorado Boulder

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

books_science