Как можно использовать ультрафиолетовое излучение для уничтожения вирусов


Пандемия COVID-19 вдохнула новую жизнь в существующую десятилетиями технику уничтожения вирусов и бактерий с помощью ультрафиолета. Поскольку этот вирус распространялся такими быстрыми темпами по всему миру, различные технологические гиганты, стартапы и технические институты начали работать над созданием умных решений. УФ-дезинфекция, о которой стоит говорить, получила распространение, и рынок наводнили различные продукты, которые, как утверждают, защищают ваше окружение от вирусов. Помимо электронных гигантов, различные технологические институты, стартапы и т. д. присоединились к разработке продуктов и решений для УФ-дезинфекции.

Технология ультрафиолетового света для уничтожения вирусов

Продукты, которые успешно попали на прилавки рынка, имеют заманчивое описание, и многие из них заявляют, что убивают вирус на 99,9%. Но вопрос, который не дает нам покоя, заключается в том, действительно ли эти ультрафиолетовые лучи успешно убивают вирус? Какая длина волны УФ-излучения работает лучше всего и каково время воздействия УФ-излучения для уничтожения вирусов? Нам стало немного любопытно получить ответы на эти вопросы, и мы углубились в данную тему. Давайте попробуем разобраться во всем этом.

Что такое УФ-лампы?

Ультрафиолетовый (УФ) свет — это тип электромагнитного излучения с разными длинами волн и частотами. Спектральный диапазон УФ-излучения по определению составляет от 100 до 400 нм (1 нм = 10-9 м) и невидим для человеческого глаза. Из трех типов УФ-ламп, а именно UVA, или ближний УФ (315–400 нм), UVB, или средний УФ (280–315 нм), UVC или дальний УФ (180–280 нм) завоевали популярность благодаря своей способности уничтожать различные типы вирусов. 

Расположение ультрафиолетового света в спектре электромагнитных волн

В отличие от UVA и UVB, UVC полностью поглощается атмосферным озоном и минимально проникает на поверхность Земли. Таким образом, он мало влияет на здоровье человека и может быть создан искусственно различными способами. Следует полностью избегать воздействия ультрафиолетовых лучей.  

Могут ли ультрафиолетовые лучи убить вирусы?

Да, согласно нескольким исследованиям, в том числе опубликованным в недавнем отчете Общества инженеров-иллюминаторов (IES), УФ-свет, точнее UV-C, является единственным ультрафиолетовым светом, который был эффективно протестирован на инактивацию вирусов и уничтожение бактерий. UV-C свет также известен как бактерицидный УФ и он весьма эффективен в уничтожении микробов, вирусов и других ДНК и РНК других вредных загрязнителей, изменяя их структуру и делая их неспособными к размножению. С другой стороны, лампы UV-A и UV-B обладают способностью убивать бактерии, но имеют ограниченную эффективность в инактивации вирусов.

Исследования показывают, что UV-C может эффективно инактивировать переносимые по воздуху микробы, передающие корь, туберкулез и SARS-CoV-1. Ультрафиолетовые лампы оказались безопасным, недорогим и эффективным способом уничтожения вирусов гриппа, передающихся воздушно-капельным путем, в больницах, офисах, школах, аэропортах и ​​т. д., ограничивая передачу и распространение микробных заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем, таких как грипп и туберкулез. Проще говоря, УФ-лампы играют жизненно важную роль в стерилизации и дезинфекции. Микроорганизмы имеют меньшую защиту от ультрафиолета и не могут выжить при длительном его воздействии.

Практическое применение УФ-излучения

Благодаря своей эффективности УФ-гермицидная технология оказалась невероятно полезной для больниц, медицинских лабораторий, центров ухода за престарелыми, пожарных и полицейских участков, аэропортов, транзитных станций, школ, правительственных зданий, офисных зданий и отелей. УФ-гермицидная технология интегрирована в системы кондиционирования воздуха для стерилизации болезнетворных микроорганизмов, вызывающих заболевания, и загрязняющих веществ, которые могут усугубить респираторные заболевания. Кроме того, существуют УФ-лампы, которые предназначены для удаления вредных или токсичных химикатов, производимых во многих отраслях промышленности, а также для уменьшения или устранения вредных токсинов из промышленных выхлопов.

Ультрафиолетовая лампа

УФ-лампы используются в больницах. В больницах есть УФ-башни, которые используются всякий раз, когда в больницу поступает новый пациент. Также в больницах УФ-лампы используются для стерилизации хирургического оборудования и воздуха в операционных. Кроме того, бактерицидные лампы успешно используются в системах кондиционирования воздуха медицинских и других учреждений для стерилизации патогенов, вызывающих заболевания, и загрязняющих веществ, которые вызывают обострение астмы или других респираторных заболеваний.

Коммерческие авиакомпании играют непосредственную роль в распространении вирусов. Аэропорты имеют возможность переносить микробы через континенты. Поэтому необходимо проводить эффективное рутинное лечение. Для этих различных УФ-излучений используются сканеры, убивающие вирусы и микробы.

Dimer UVC Innovations — американская компания, разрабатывающая системы дезинфекции ультрафиолетовым светом. Несколько месяцев назад компания представила робота, уничтожающего микробы, под названием GermFalcon, который является первой системой UVC, предназначенной для быстрой дезинфекции внутренних поверхностей самолета между рейсами. Робот дезинфицирует самолеты и помогает остановить распространение коронавируса. А на нашем сайте вы можете посмотреть проект робота на Arduino для автоматической дезинфекции помещений с помощью ультрафиолетовых лучей.

Робот GermFalcon для уничтожения микробов в салонах самолетов

UVHammer от Honeywell и Dimer. Это мобильное решение для УФ-дезинфекции, эффективное, быстрое, экологичное и безопасное для использования в различных средах

Действительно ли UVC уничтожает микробы?

UVC сильно поглощается основой РНК и ДНК, что приводит к молекулярным структурным повреждениям, тем самым разрушая способность клеток организма к размножению. Это приводит к инактивации вирусов, в результате чего они больше не могут размножаться.

По словам Алекса Березова, микробиолога, «УФ-свет смертелен для бактерий и вирусов из-за своей высокой частоты, которая перемешивает и повреждает их ядерный материал. Когда он повреждает код ДНК (или РНК) этих патогенов, он также вызывает летальные мутации, которые мешают им правильно размножаться». Он также добавил, что ультрафиолетовый свет убивает все: от бактерий до грибков, вирусов и т. д.

Ультрафиолетовая камера

Эффективность UV-C зависит от интенсивности, длины волны УФ-излучения и времени, в течение которого микроорганизм подвергается воздействию УФ-излучения, наличия частиц, которые могут защитить микроорганизмы от УФ-излучения, и способности микроорганизма выдерживать УФ-излучение во время его воздействия. Чем дальше расстояние от источника света, тем меньше UV-C достигнет цели.

Ртутные газоразрядные лампы низкого давления являются наиболее эффективным источником генерации УФ-излучения. В этих лампах примерно 35% потребляемой мощности преобразуется в мощность UVC. Излучение генерируется практически на длине волны 254 нм (что означает 85% максимального бактерицидного эффекта и 80% на кривой IES).

Преимущества УФ-ламп

Использование УФ-излучения для стерилизации и дезинфекции имеет некоторые преимущества перед другими методами, и именно по этой причине его используют уже много лет. Мало того, с пандемией COVID-19 его использование значительно возросло. Первым преимуществом, о котором здесь стоит поговорить, является его способность убивать различные виды микроорганизмов, в том числе устойчивые к лекарствам бактерии, грибы, вирусы, споры и т. д. Это удобный метод, не требующий никаких химикатов, поэтому не остается никаких химических остатков.

Ограничения ультрафиолетового излучения

Несмотря на то, что ультрафиолетовое излучение в значительной степени полезно для уничтожения вирусов, существуют и определенные ограничения, поскольку этот тип света может вызвать различные проблемы со здоровьем, такие как рак кожи, катаракта и т. д. Воздействие ультрафиолетового излучения является прямым антимикробным действием, а наиболее часто используемым типом УФ-излучения для бактерицидных применений является ртутная дуговая лампа низкого давления, излучающая длину волны около 254 нм.

В последнее время используется технология ксеноновых ламп, излучающих широкий УФ-спектр. Такие лампы можно использовать для дезинфекции незанятых помещений; однако прямое воздействие обычных бактерицидных УФ-ламп в общественных местах невозможно, поскольку прямое воздействие длин волн этих бактерицидных ламп оказывается вредным как для кожи, так и для глаз.

Второе ограничение использования УФ-ламп для стерилизации и дезинфекции заключается в том, что УФ-излучение действует только на своем пути света и может блокироваться предметами. Это означает, что объект, подлежащий стерилизации, находится прямо на линии воздействия ультрафиолетового излучения, и между ними не должно быть никаких препятствий. Эту проблему можно решить, используя несколько УФ-ламп, которые генерируют УФ-излучение под разными углами.

Чтобы получить представление об ультрафиолетовых лучах, их ограничениях и о том, как узнать, является ли ультрафиолетовый свет оригинальным или поддельным, мы встретились с г-ном Викрамом Горпаде из  Tech Power India. Он поделился с нами некоторой полезной информацией об ультрафиолетовых лучах. Вот что он сказал. 

«УФ-излучение — самая безопасная идеальная длина волны — от 250 до 270 нанометров. Огромные количества озона чрезвычайно опасны для легких, поскольку они могут вызвать рак легких, проблемы с кожей и многие другие проблемы со здоровьем. Поэтому это крайне важно, и нужно быть осторожными при обращении с УФ-продуктами. У нас есть робот UVD из Дании, у которого есть УФ лампы, каждая из которых излучает 180 вольт, что идеально подходит для уничтожения вируса. Он может убить множество вирусов на расстоянии около 10 футов, около десяти с половиной футов в высоту. 

Видя вредное воздействие УФ-излучения, должны быть люди, которые помогут вам правильно обращаться с УФ-излучением. Кроме того, необходимо перекрестно проверять даже самые мелкие детали. Например, если вы поместите источник УФ-излучения под что-либо, прилипшее к поверхности, оно не будет дезинфицировано, поэтому вам придется повернуть его на 360 градусов. Перед проведением дезинфекции необходимо провести тестирование на аденозинтрифосфат (АТФ). Пользователи должны иметь возможность выбирать и использовать правильный УФ-продукт в правильных обстоятельствах и для правильного применения. Поэтому все, что делается, должно быть сделано на научной основе и должно быть должным образом обосновано. 

Говоря об ограничениях, необходимо поработать над несколькими. Во-первых, необходимо убедиться, что УФ-излучение при использовании в высоких дозах не пропускает высокий уровень озона. Во-вторых, УФ-излучение движется прямолинейно, поэтому необходимо убедиться, что эти УФ-продукты имеют мощный источник света. Тестирование и обработка кондиционирования воздуха должны быть проведены должным образом для обеспечения дезинфекции на 360 градусов. Чтобы узнать, настоящий ли УФ-свет или подделка, убедитесь, что он поставляется с оригинальной таблицей производителя (OEM), которая включает всю информацию, номер модели, количество выделяемого озона и т. д. Некоторый обмен знаниями и правильное понимание могут помочь остановить распространение вируса». 

Обеззараживание воздуха в верхних помещениях GUV

Обеззараживание воздуха в верхних помещениях с помощью GUV является одним из методов борьбы с вирусами, передающимися воздушно-капельным путем. Освещение устанавливается в системе обработки воздуха, чтобы очищать воздух, циркулирующий в помещении. Поскольку ультрафиолетовый свет не достигает людей в помещении напрямую, этот метод может работать в течение более длительного периода времени и оказаться весьма эффективным. Кроме того, существуют светильники для нижних помещений, которые способны устранять до 99,9% бактерий и вирусов в помещении. Поскольку эти светильники обрабатывают нижние части помещения, их нельзя использовать для управления помещениями, когда в них находятся люди, поскольку это может привести к проблемам со здоровьем у жильцов, поэтому эти помещения дезактивируются, когда в них нет людей.

Можно ли использовать ультрафиолетовый свет для уничтожения SARS-CoV-2?

SARS-CoV-2 — это вирус, вызывающий COVID-19 в лабораторных условиях. Ранее было обнаружено, что UV-C с определенной длиной волны 254 нанометра убивает грипп H1N1 и другие коронавирусы, такие как тяжелый острый респираторный вирус (SARS-CoV) и ближневосточный респираторный синдром (MERS-CoV).

Дэвид Бреннер, исследователь из Колумбийского университета, обнаружил, что UV-C эффективен против вируса SARS-CoV-2. В технологии, разработанной университетским Центром радиологических исследований, используются лампы, которые непрерывно излучают низкие дозы ультрафиолетового света определенной длины волны для уничтожения вирусов и бактерий, не причиняя вреда коже, глазам и другим тканям человека. По словам Бреннера, лампу, излучающую ультрафиолетовый свет, можно безопасно использовать в общественных местах, и она убивает болезнетворные микроорганизмы в воздухе еще до того, как мы сможем их вдохнуть.

Ранее группа исследователей обнаружила, что этот метод эффективен для инактивации передающегося по воздуху вируса гриппа H1N1 и устойчивых к лекарствам бактерий. Многочисленные долгосрочные исследования на животных и людях подтвердили, что воздействие дальнего УФ-излучения не вызывает повреждения кожи или глаз. Кроме того, говорят, что технология UVC может обеспечить мощную защиту от будущих эпидемий и пандемий.

Применение ультрафиолета для уничтожения вирусов в вагоне метро

Продолжаются дискуссии о том, окажется ли технология УФ-излучения успешной в уничтожении микробов или нет. Одно можно сказать наверняка: с пандемией COVID-19 использование УФ-излучения резко возросло и к настоящему времени оно лишь немного ослабло. По прежнему актуальны ситуации, когда люди будут сближаться в закрытых помещениях, таких как больницы, врачебные клиники, учебные заведения, общественный транспорт, рестораны, офисы, спортзалы и т. д. В таких ситуациях верхние УФ-излучения определенно окажутся полезными для непрерывного уничтожения микробов, включая коронавирус, тем самым сдерживая распространение вируса. 

При этом УФ-излучение потенциально может стать мощным инструментом ограничения распространения COVID-19 и других инфекционных заболеваний, но ни одна из стратегий сама по себе не является полностью эффективной. Для достижения лучших результатов придется использовать вместе различные существующие и новые методы.

(Проголосуй первым!)
Загрузка...
6 просмотров

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *