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科学家发现一种阻止COVID-19在室内传播的新武器

COVID-19 紫外线灯
发布:2020-09-25 15:19:24    

紫外线作为消毒剂已有很长的历史,而引起Covid-19的SARS-COV-2病毒很容易被紫外线破坏。问题是当人们在室内工作,学习和购物时,如何最好地利用紫外线来抵抗病毒的传播并保护人类健康。

病毒以几种方式传播。传播的主要途径是通过人与人之间的接触,即当被感染者呼吸,说话,唱歌或咳嗽时散发的气溶胶和飞沫。当人们在接触被受感染者污染的表面后不久触摸其面部时,也会传播这种病毒。在医疗保健场所,人们经常触摸柜台和商品的零售空间以及公共汽车,火车和飞机上,这尤其令人担忧。

作为研究紫外线的环境工程师,我观察到紫外线可用于减少通过这两种途径传播的风险。紫外线可以是移动设备的组件,无论是机器人还是人为控制的,都可以对表面进行消毒。它们也可以并入供暖,通风和空调系统中,或者以其他方式放置在气流中以对室内空气进行消毒。但是,当人们进入室内空间时,旨在对人们进行消毒的紫外线入口可能无效且具有潜在危险。

什么是紫外线?

电磁辐射(包括无线电波,可见光和X射线)以纳米或百万分之一毫米为单位进行测量。紫外线辐射的波长介于100到400纳米之间,该波长刚好在可见光谱的紫色部分之外,人眼不可见。UV分为UV-A,UV-B和UV-C区域,分别为315-400纳米,280-315纳米和200-280纳米。

大气中的臭氧层会滤除300纳米以下的紫外线波长,从而阻止紫外线在到达地球表面之前被阳光阻挡。我认为UV-A是晒黑范围,UV-B是晒黑范围。足够高剂量的UV-B会引起皮肤损伤和皮肤癌。

UV-C包含杀死病原体的最有效波长。UV-C对眼睛和皮肤也有害。设计用于消毒的人造UV光源发出的光在UV-C范围或包括UV-C的宽光谱范围内。

紫外线如何杀死病原体

组成DNA和RNA的核酸可以相当有效地吸收200到300纳米之间的紫外线光子,而240纳米以下的光子也可以被蛋白质很好地吸收。这些必需的生物分子被吸收的能量破坏,使病毒颗粒或微生物内部的遗传物质无法复制或引起感染,从而使病原体失活。

通常在此杀菌范围内需要非常低剂量的紫外线才能灭活病原体。紫外线剂量取决于光源的强度和曝光时间。对于给定的所需剂量,较高强度的光源需要较短的曝光时间,而较低强度的光源则需要较长的曝光时间。

使紫外线起作用

可以通过像这样的机器人进行紫外线消毒,可以减少医院获得的感染。玛西·桑切斯(Marcy Sanchez)/威廉·博蒙特(William Beaumont)军医中心公共事务办公室/维基共享资源

紫外线消毒设备已有市场。多年来,医院一直在使用发出UV-C光的机器人对病房,手术室和其他细菌感染可能扩散的区域进行消毒。这些包括Tru-D和Xenex在内的机器人进入患者之间的空房间,并在远处散发高功率紫外线辐射以对表面进行消毒。紫外线还用于在特殊的紫外线曝光箱中对医疗器械进行消毒。

UV正在使用或用于消毒测试公共汽车,火车,和飞机。使用后,设计为适合于车辆或飞机的UV机器人或人为控制的机器可移动并消毒光可以到达的表面。企业也正在考虑对仓库和零售空间进行消毒的技术。

纽约市公交局(MTA)正在测试使用紫外线对停运的地铁车辆进行消毒。MTA

也可以使用紫外线对空气进行消毒。室内空间(例如学校,饭店和商店中有一定的气流)可以在头顶安装UV-C灯,并对准天花板在空气流通时对其进行消毒。同样,HVAC系统可以包含紫外线光源,以对空气通过管道系统进行消毒。航空公司还可以使用紫外线技术对飞机中的空气进行消毒,或者在两次使用之间在浴室中使用紫外线灯。

远紫外线-人类安全吗?

试想一下,如果每个人都可以在被UV-C光包围的情况下连续走动。如果您被感染并排出病毒,它将杀死进入您周围的UV区或从您的鼻子或嘴出来的任何雾化病毒。在您的手触摸到脸部之前,灯光还会消毒皮肤。从技术上讲,这种情况可能很快就会出现,但是健康风险是一个重大问题。

随着紫外线波长的减少,光子渗透到皮肤的能力降低。这些较短波长的光子被皮肤顶层吸收,从而将DNA对下方活跃分裂的皮肤细胞的伤害降至最低。在波长低于225纳米(远紫外线区域)的情况下,紫外线对皮肤的暴露似乎是安全的,其剂量低于国际非电离辐射防护委员会规定的暴露水平。

研究正在使用鼠标模型确认这些数字。然而,对于在这些远紫外线波长下暴露于眼睛和受伤的皮肤知之甚少,人们应避免在安全极限以上直接照射。

 

研究表明,远紫外线灯可能能够杀死病原体而不损害人类健康。

远紫外线C用于安全消毒病原体的承诺为紫外线应用打开了许多可能性。它还导致了一些过早的使用和潜在的风险使用。

一些企业正在安装紫外线门户网站,这些门户网站会在人们走动时照亮他们。尽管此设备在穿过门户的几秒钟内可能不会造成太大的伤害或皮肤损害,但输送的低剂量和可能对衣物进行消毒也可能无法有效阻止病毒传播。

最重要的是,对眼睛安全性和长期暴露的研究还不够深入,在公共场所使用这些类型的设备之前,需要对其有效性进行监管和验证。还需要了解连续杀菌照射对整个环境微生物组的影响。

随着更多有关远紫外线C的研究证实,暴露于人体皮肤没有危险,并且如果对眼睛的暴露研究无害,则在公共场所安装的经过验证的远紫外线C照明系统有可能支持控制病毒传播的尝试。用于当今和未来的SARS-CoV-2和其他潜在的空气传播病毒病原体。

本文最初由科罗拉多博尔德大学的Karl Linden发表在《对话》上。在此处阅读原始文章。

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