Institusi seperti hospital dan sistem transit telah menggunakan pembasmian kuman UV selama bertahun-tahun. Sergei Bobylev \ TASS melalui Getty Images

Cahaya ultraviolet mempunyai sejarah panjang sebagai pembasmi kuman dan virus SARS-CoV-2, yang menyebabkan COVID-19, adalah langsung tidak berbahaya oleh cahaya UV. Persoalannya adalah bagaimana cara terbaik untuk memanfaatkan sinar UV untuk melawan penyebaran virus dan melindungi kesihatan manusia ketika orang bekerja, belajar, dan berbelanja di dalam rumah.

Virus ini merebak dalam beberapa cara. Laluan utama penghantaran adalah melalui hubungan orang ke orang melalui aerosol dan titisan dipancarkan ketika orang yang dijangkiti bernafas, bercakap, bernyanyi atau batuk. Virus ini juga dapat menular ketika orang menyentuh wajah mereka tidak lama setelah menyentuh permukaan yang telah dicemari oleh individu yang dijangkiti. Hal ini menjadi perhatian khusus dalam pengaturan perawatan kesihatan, ruang runcit di mana orang sering menyentuh kaunter dan barang dagangan, dan di dalam bas, kereta api dan pesawat.

Sebagai jurutera alam sekitar yang mengkaji sinar UV, saya telah memerhatikan bahawa UV boleh digunakan untuk mengurangkan risiko penularan melalui kedua-dua laluan. Lampu UV boleh menjadi komponen mesin bergerak, sama ada robotik atau manusia, yang membasmi permukaan. Mereka juga dapat dimasukkan dalam sistem pemanasan, pengudaraan, dan penyaman udara atau diposisikan dalam aliran udara untuk membasmi kuman udara dalam ruangan. Walau bagaimanapun, portal UV yang dimaksudkan untuk membasmi kuman orang ketika memasuki ruang dalaman kemungkinan tidak berkesan dan berpotensi berbahaya.

Apakah cahaya ultraviolet?

Sinaran elektromagnetik, yang merangkumi gelombang radio, cahaya yang dapat dilihat dan sinar-X, diukur dalam nanometer, atau sepersejuta milimeter. Penyinaran UV terdiri daripada panjang gelombang antara 100 dan 400 nanometer, yang terletak tepat di luar bahagian ungu dari spektrum cahaya yang dapat dilihat dan tidak dapat dilihat oleh mata manusia. UV dibahagikan kepada wilayah UV-A, UV-B dan UV-C, masing-masing berukuran 315-400 nanometer, 280-315 nanometer dan 200-280 nanometer.

Lapisan ozon di atmosfer menyaring panjang gelombang UV di bawah 300 nanometer, yang menyekat UV-C dari matahari sebelum sampai ke permukaan Bumi. Saya menganggap UV-A sebagai julat penyinaran dan UV-B sebagai julat pembakar matahari. Dosis UV-B yang cukup tinggi boleh menyebabkan lesi kulit dan barah kulit.

UV-C mengandungi panjang gelombang yang paling berkesan untuk membunuh patogen. UV-C juga berbahaya kepada mata dan kulit. Sumber cahaya UV buatan yang dirancang untuk pembasmian kuman memancarkan cahaya dalam lingkungan UV-C atau spektrum luas yang merangkumi UV-C.

Bagaimana UV membunuh patogen

Foton UV antara 200 dan 300 nanometer diserap dengan cukup berkesan oleh asid nukleik yang membentuk DNA dan RNA, dan foton di bawah 240 nanometer juga diserap oleh protein. Biomolekul penting ini rosak oleh tenaga yang diserap, menjadikan bahan genetik di dalam zarah virus atau mikroorganisma tidak dapat meniru atau menyebabkan jangkitan, mematikan patogen.

Kebiasaannya memerlukan cahaya UV dos yang sangat rendah dalam julat kuman ini untuk mematikan patogen. Dos UV ditentukan oleh intensiti sumber cahaya dan jangka masa pendedahan. Untuk dos yang diperlukan, sumber intensiti yang lebih tinggi memerlukan masa pendedahan yang lebih pendek, sementara sumber intensiti yang lebih rendah memerlukan masa pendedahan yang lebih lama.

Meletakkan UV berfungsi

Pembasmian kuman UV, yang dapat dilakukan oleh robot seperti ini, dapat mengurangkan jangkitan yang diperoleh di hospital. Pejabat Hal Ehwal Awam Pusat Perubatan Marcy Sanchez / William Beaumont Army

Terdapat pasaran yang mantap untuk peranti pembasmian kuman UV. Hospital telah menggunakan robot yang memancarkan sinar UV-C selama bertahun-tahun untuk membasmi kuman bilik pesakit, bilik operasi dan kawasan lain di mana jangkitan bakteria dapat menyebar. Robot ini, yang merangkumi Tru-D and xenex, masuk bilik kosong di antara pesakit dan berkeliaran dari jauh memancarkan sinaran UV berkuasa tinggi untuk membasmi kuman permukaan. Lampu UV juga digunakan untuk membasmi kuman alat perubatan dalam kotak pendedahan UV khas.

UV digunakan atau diuji untuk membasmi kuman bas, kereta api and pesawat. Selepas digunakan, robot UV atau mesin yang dikendalikan oleh manusia yang direka untuk memuatkan kenderaan atau pesawat bergerak melalui permukaan pembasmian kuman yang dapat dicapai oleh cahaya. Perniagaan juga mempertimbangkan teknologi untuk membasmi kuman gudang dan ruang runcit.

New York City Metropolitan Transit Authority (MTA) sedang menguji penggunaan sinar ultraviolet untuk membasmi kuman kereta bawah tanah yang tidak berfungsi. MTA, CC BY-SA

Anda juga boleh menggunakan UV untuk membasmi kuman udara. Ruang dalam seperti sekolah, restoran dan kedai yang mempunyai aliran udara pasang lampu UV-C di atas dan bertujuan ke siling untuk membasmi kuman udara semasa ia beredar. Begitu juga, sistem HVAC dapat mengandungi sumber cahaya UV untuk membasmi kuman udara semasa ia melalui saluran kerja. Syarikat penerbangan juga dapat menggunakan teknologi UV untuk membasmi kuman udara di pesawat, atau menggunakan lampu UV di bilik mandi antara kegunaan.

Jauh UV-C - selamat untuk manusia?

Bayangkan jika semua orang dapat berjalan terus dikelilingi oleh cahaya UV-C. Ia akan membunuh virus aerosol yang memasuki zon UV di sekitar anda atau yang keluar dari hidung atau mulut jika anda dijangkiti dan menularkan virus. Cahaya itu juga akan membasmi kuman pada kulit anda sebelum tangan anda menyentuh wajah anda. Senario ini mungkin berlaku secara teknologi beberapa hari lagi, tetapi risiko kesihatan menjadi perhatian yang besar.

Apabila panjang gelombang UV berkurang, keupayaan foton untuk meresap ke dalam kulit menurun. Foton dengan panjang gelombang yang lebih pendek ini diserap di lapisan kulit atas, yang meminimumkan kerosakan DNA pada sel kulit yang aktif membelah di bawah. Pada panjang gelombang di bawah 225 nanometer - wilayah Jauh UV-C - UV kelihatan selamat untuk pendedahan kulit pada dos di bawah tahap pendedahan ditakrifkan oleh Jawatankuasa Antarabangsa mengenai Perlindungan Sinaran Bukan Pengion.

Penyelidikan adalah mengesahkan nombor-nombor ini menggunakan model tetikus. Walau bagaimanapun, kurang diketahui pendedahan pada mata dan kulit yang cedera pada panjang gelombang Jauh UV-C ini dan orang harus mengelakkan pendedahan langsung di atas had selamat.

Penyelidikan menunjukkan bahawa cahaya UV-C jauh dapat membunuh patogen tanpa membahayakan kesihatan manusia:
{vembed Y = YATYsgi3e5A}

. janji Jauh UV-C untuk membasmi kuman patogen dengan selamat membuka banyak kemungkinan untuk aplikasi UV. Ia juga menyebabkan penggunaan awal dan berpotensi berisiko.

Beberapa perniagaan adalah memasang portal UV yang menyinari orang semasa mereka melalui. Walaupun peranti ini mungkin tidak menyebabkan banyak bahaya atau kerusakan kulit dalam beberapa saat melalui portal, dos yang rendah dan berpotensi untuk membasmi kuman pakaian juga mungkin tidak efektif untuk mencegah penularan virus.

Yang paling penting, keselamatan mata dan pendedahan jangka panjang belum dipelajari dengan baik, dan jenis peranti ini perlu dikawal selia dan disahkan keberkesanan sebelum digunakan dalam tetapan awam. Kesan pendedahan penyinaran kuman secara berterusan terhadap mikrobioma persekitaran keseluruhan juga perlu difahami.

Oleh kerana lebih banyak kajian mengenai Jauh UV-C membuktikan bahawa pendedahan pada kulit manusia tidak berbahaya dan jika kajian mengenai pendedahan mata tidak menunjukkan bahaya, ada kemungkinan sistem cahaya UV-C yang disahkan yang dipasang di tempat awam seperti kedai runcit dan hab pengangkutan dapat menyokong usaha mengawal penularan virus untuk SARS-CoV-2 dan potensi virus lain yang ditular di udara. patogen pada masa kini dan masa depan.

Mengenai Penulis

Karl Linden, Profesor Kejuruteraan Alam Sekitar dan Profesor Mortenson dalam Pembangunan Lestari, Universiti Colorado Boulder

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

books_science