מוסדות כמו בתי חולים ומערכות מעבר משתמשים בחיטוי UV מזה שנים. סרגיי בוביל \ TASS באמצעות Getty Images

לאור אולטרה סגול יש היסטוריה ארוכה כחומר חיטוי והנגיף SARS-CoV-2, הגורם ל- COVID-19, הוא הופך בקלות לא מזיק מאור UV. השאלה היא כיצד ניתן לרתום אור UV בצורה הטובה ביותר כדי להילחם בהתפשטות הנגיף ולהגן על בריאות האדם בזמן שאנשים עובדים, לומדים וקונים בבית.

הוירוס מתפשט בכמה דרכים. מסלול ההעברה העיקרי הוא באמצעות קשר בין אדם לאדם דרך אירוסולים וטיפות נפלט כאשר אדם נגוע נושם, מדבר, שר או משתעל. הנגיף יכול להיות מועבר גם כאשר אנשים נוגעים בפניהם זמן קצר לאחר נגיעה במשטחים שזוהמו על ידי אנשים נגועים. זה מדאיג במיוחד בסביבות הבריאות, במקומות קמעונאיים שבהם אנשים נוגעים לעתים קרובות בדלפקים ובסחורה ובאוטובוסים, רכבות ומטוסים.

כ מהנדס סביבתי שחוקר אור UV, הבחנתי שניתן להשתמש ב- UV להפחתת הסיכון להעברה בשני המסלולים. נורות UV יכולות להיות מרכיבים של מכונות ניידות, בין אם הן רובוטיות או נשלטות על ידי בני אדם, המחטאות משטחים. הם יכולים גם להיות משולבים במערכות חימום, אוורור ומיזוג אוויר או להציב אותם בדרך אחרת בזרימות אוויר לחיטוי אוויר פנימי. עם זאת, פורטלי UV שנועדו לחטא אנשים בעת כניסתם לחללים מקורים עשויים להיות לא יעילים ועלולים להיות מסוכנים.

מהו אור אולטרה סגול?

הקרינה האלקטרומגנטית, הכוללת גלי רדיו, אור גלוי וצילומי רנטגן, נמדדת בננומטרים, או במיליוניות המילימטר. קרינת UV מורכבת מאורכי גל שבין 100 ל -400 ננומטר, שנמצאים ממש מעבר לחלק הסגול של ספקטרום האור הנראה ואינם נראים 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 מפני השמש לפני שהיא מגיעה לפני כדור הארץ. אני חושב על UV-A כטווח השיזוף ועל UV-B כטווח השמש. מינונים גבוהים מספיק של UV-B עלולים לגרום לנגעים בעור ולסרטן העור.

UV-C מכיל את אורכי הגל היעילים ביותר להריגת פתוגנים. UV-C הוא גם מסוכן לעיניים ולעור. מקורות אור מלאכותיים של UV המיועדים לחיטוי פולטים אור בטווח UV-C או ספקטרום רחב הכולל UV-C.

איך UV הורג פתוגנים

פוטונים UV בין 200 ל -300 ננומטר נקלטים בצורה יעילה למדי בחומצות הגרעין המרכיבות DNA ו- RNA, ופוטונים מתחת ל -240 ננומטר נספגים היטב גם בחלבונים. ביומולקולות חיוניות אלה נפגעות על ידי האנרגיה הנספגת, מה שהופך את החומר הגנטי בתוך חלקיק נגיף או מיקרואורגניזם לא מסוגל לשכפל או לגרום לזיהום, ומבטל את הפתוגן.

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

הכנסת UV לעבודה

חיטוי UV, שניתן לבצע על ידי רובוטים כאלה, מפחית זיהומים שנרכשו בבית החולים. משרד הרפואי של מרסי סאנצ'ז / ויליאם ביומונט

קיים שוק מבוסס למכשירי חיטוי UV. בתי חולים משתמשים ברובוטים הפולטים אור UV-C מזה שנים לחיטוי חדרי חולים, חדרי ניתוח ואזורים אחרים בהם זיהום חיידקי יכול להתפשט. רובוטים אלה, הכוללים טרו-ד ו קסקס, היכנסו לחדרים ריקים בין המטופלים והסתובבו מרחוק ופולטו קרינת UV בעוצמה גבוהה לחיטוי משטחים. אור UV משמש גם לחיטוי מכשירים רפואיים בתיבות חשיפה מיוחדות ל- UV.

UV משמש או נבדק לחיטוי אוטובוסים, רכבות ו מטוסים. לאחר השימוש, רובוטים UV או מכונות בשליטה אנושית שנועדו להתאים לרכבים או מטוסים עוברים ומחטאים משטחים שאור יכול להגיע אליהם. עסקים שוקלים גם את הטכנולוגיה עבור חיטוי מחסנים וחללי קמעונאות.

רשות התחבורה המטרופוליטן בעיר ניו יורק (MTA) בודקת את השימוש באור אולטרה סגול לחיטוי מכוניות רכבת תחתית מחוץ לשירות. MTA, CC BY-SA

אפשר גם להשתמש ב- UV כדי לחטא אוויר. חללים מקורים כמו בתי ספר, מסעדות וחנויות שיש להם זרימת אוויר מסוימת יכולים התקן מנורות UV-C תקורה וכוונה לתקרה לחיטוי האוויר בזמן שהוא מסתובב. באופן דומה, מערכות HVAC יכולות להכיל מקורות אור UV לחיטוי האוויר תוך כדי עבודות צינור. חברות תעופה יכולות גם להשתמש בטכנולוגיית UV לחיטוי אוויר במטוסים, או להשתמש באורות UV בחדרי אמבטיה בין שימוש לשימוש.

UV-C רחוק - בטוח לבני אדם?

דמיין אם כולם יוכלו להסתובב ברציפות מוקפים באור UV-C. זה יהרוג כל נגיף אירוסולי שנכנס לאזור ה- UV סביבך או שיצא מהאף או מהפה שלך אם היית נגוע ושופך את הנגיף. האור היה גם מחטא את עורך לפני שידך נגעה בפניך. תרחיש זה עשוי להיות אפשרי מבחינה טכנולוגית יום אחד בקרוב, אך הסיכונים הבריאותיים הם דאגה משמעותית.

ככל שאורך גל ה- UV פוחת, היכולת של הפוטונים לחדור לעור פוחתת. פוטונים אורכי גל קצרים יותר נקלטים בשכבת העור העליונה, מה שממזער נזק ל- DNA בתאי העור המחולקים באופן פעיל למטה. באורכי גל מתחת ל 225 ננומטר - אזור ה- UV-C הרחוק - נראה כי UV בטוח לחשיפת עור במינונים מתחת ל רמות חשיפה מוגדר על ידי הוועדה הבינלאומית להגנת קרינה שאינה מייננת.

המחקר הוא מאשרים מספרים אלה באמצעות דגמי עכברים. עם זאת, פחות ידוע על חשיפה לעיניים ולעור פגוע באורכי גל רחוקים אלה של UV-C ואנשים צריכים להימנע מחשיפה ישירה מעל גבולות בטוחים.

מחקרים מראים כי אור UV-C רחוק עשוי להיות מסוגל להרוג פתוגנים מבלי לפגוע בבריאות האדם:

אל האני הבטחה של UV-C רחוק לחיטוי פתוגנים בבטחה פותח אפשרויות רבות ליישומי UV. זה גם הוביל לשימושים מוקדמים ועלולים להיות מסוכנים.

יש עסקים שכן התקנת פורטלי UV שמקרינים אנשים בזמן שהם עוברים דרכם. אמנם מכשיר זה עלול לא לגרום נזק רב או נזק לעור בשניות הספורות שעוברים דרך הפורטל, אך המינון הנמוך המועבר והפוטנציאל לחיטוי בגדים עשויים גם הם לא להיות יעילים למניעת העברת נגיפים.

והכי חשוב, בטיחות העין וחשיפה לטווח הארוך לא נחקרו היטב, ומכשירים מסוג זה צריך להיות מוסדר ותוקף ליעילות לפני השימוש במסגרות ציבוריות. יש להבין גם את ההשפעה של חשיפה לקרינת חיידקים מתמשכת על המיקרוביום הסביבתי הכללי.

ככל שמחקרים נוספים על UV UV-C מראים כי החשיפה לעור אנושי אינו מסוכן ואם מחקרים על חשיפת עיניים לא מראים שום נזק, יתכן שמערכות תאורה רחוקות של UV UV C המותקנות במקומות ציבוריים כמו חנויות קמעונאיות ומוקדי תחבורה, יכולות לתמוך בניסיונות לשלוט בהעברת וירוסים עבור SARS-CoV-2 ויראלי פוטנציאלי אחר. פתוגנים היום ולעתיד.

על המחבר

קרל לינדן, פרופסור להנדסת סביבה ופרופסור מורטנסון לפיתוח בר קיימא, אוניברסיטת קולורדו בולדר

מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.

מדעי הספרים