像醫院和公交系統這樣的機構已經使用紫外線消毒多年了。 Sergei Bobylev \ TASS通過Getty Images
紫外線具有 作為消毒劑的悠久歷史 導致COVID-2的SARS-CoV-19病毒是 容易受到紫外線的傷害。 問題是當人們在室內工作，學習和購物時，如何最好地利用紫外線來抵抗病毒的傳播並保護人類健康。
病毒 以多種方式傳播。 傳播的主要途徑是通過人與人之間的聯繫 通過氣溶膠和飛沫 當受感染的人呼吸，說話，唱歌或咳嗽時發出。 當人們接觸被受感染者污染的表面後不久觸摸其面部時，也會傳播這種病毒。 在醫療機構，人們經常觸摸櫃檯和商品的零售空間以及公共汽車，火車和飛機上，這尤其令人擔憂。
作為一個 環境工程師 研究紫外線的人，我觀察到紫外線可用於減少通過這兩種途徑傳播的風險。 紫外線可以是移動設備的組件，無論是機器人還是人為控制的，都可以對錶面進行消毒。 它們也可以併入供暖，通風和空調系統中，或者以其他方式放置在氣流中以對室內空氣進行消毒。 但是，當人們進入室內空間時要對他們進行消毒的紫外線入口可能無效並且可能存在危險。
什麼是紫外線？
電磁輻射（包括無線電波，可見光和X射線）以納米或百萬分之一毫米為單位進行測量。 紫外線輻射的波長介於100到400納米之間，該波長剛好在可見光譜的紫色部分之外，人眼不可見。 UV分為UV-A，UV-B和UV-C區域，分別為315-400納米，280-315納米和200-280納米。
大氣中的臭氧層會濾除300納米以下的紫外線波長，從而阻止紫外線在到達地球表面之前被陽光阻擋。 我認為UV-A是曬黑範圍，UV-B是曬黑範圍。 足夠高劑量的UV-B會引起皮膚損傷和皮膚癌。
UV-C包含 殺死病原體的最有效波長。 UV-C也是 對眼睛和皮膚有害。 設計用於消毒的人造UV光源發出的光在UV-C範圍或包括UV-C的寬光譜範圍內。
紫外線如何殺死病原體
組成DNA和RNA的核酸可以相當有效地吸收200至300納米之間的紫外線光子，而240納米以下的光子也可以被蛋白質很好地吸收。 這些必需的生物分子被吸收的能量破壞，使病毒顆粒或微生物內部的遺傳物質無法複製或引起感染，從而使病原體失活。
通常在此殺菌範圍內需要非常低劑量的紫外線才能滅活病原體。 紫外線劑量取決於光源的強度和曝光時間。 對於給定的所需劑量，較高強度的光源需要較短的曝光時間，而較低強度的光源則需要較長的曝光時間。
使紫外線起作用
可以通過這樣的機器人進行紫外線消毒，可以減少醫院獲得的感染. 瑪西·桑切斯（Marcy Sanchez）/威廉·博蒙特陸軍醫療中心公共事務辦公室
紫外線消毒設備已有市場。 多年來，醫院一直在使用發出UV-C光的機器人對病房，手術室和其他細菌感染可能擴散的區域進行消毒。 這些機器人，包括 真-D 和 賽內克斯進入病人之間的空房間，然後在遠處散發高功率紫外線輻射，以對錶面進行消毒。 紫外線還用於在特殊的紫外線曝光箱中對醫療器械進行消毒。
正在使用或測試紫外線進行消毒 公共汽車，火車 和 飛機。 使用後，設計為適合於車輛或飛機的UV機器人或人為控制的機器將穿過並消毒光可以到達的表面。 企業也在考慮將該技術用於 倉庫和零售空間消毒.
紐約市公交管理局（MTA）正在測試使用紫外線對停運的地鐵車輛進行消毒。 MTA, CC BY-SA
也可以使用紫外線來 消毒空氣。 學校，餐館和商店等室內空氣流通的室內空間可以 在頭頂安裝UV-C燈 並瞄準天花板以對循環的空氣進行消毒。 同樣，HVAC系統可以包含紫外線光源，以在空氣通過管道工作時對其進行消毒。 航空公司還可以使用紫外線技術對飛機中的空氣進行消毒，或者在兩次使用之間在浴室中使用紫外線燈。
遠紫外線-人類安全嗎？
試想一下，如果每個人都可以在被UV-C光包圍的情況下連續走動。 如果您被感染並排出病毒，它將殺死進入您周圍的紫外線區域或從您的鼻子或嘴巴出來的任何霧化病毒。 在您的手觸摸到臉部之前，燈光還會消毒皮膚。 從技術上講，這種情況可能很快就會出現，但是健康風險是一個重大問題。
隨著紫外線波長的減少，光子滲透到皮膚的能力降低。 這些較短波長的光子被皮膚頂層吸收，從而將DNA對下方活躍分裂的皮膚細胞的傷害降至最低。 在低於225納米的波長下-遠紫外線區域-紫外線在低於XNUMX納米的劑量下對於皮膚暴露是安全的。 暴露水平 由非電離輻射防護國際委員會定義。
研究是 確認這些數字 運用 鼠標模型。 然而，關於它的了解卻很少 接觸眼睛和受傷的皮膚 在這些遠UV-C波長下，人們應避免直接暴露在安全極限以上。
研究表明，遠紫外線燈可能能夠殺死病原體而不會損害人類健康：
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遠紫外線的承諾 安全地消毒病原體為紫外線應用開闢了許多可能性。 它還導致了一些過早的使用和潛在的風險使用。
一些企業 安裝紫外線門戶 當人們走過時，會照亮他們。 儘管此設備在穿過門戶的幾秒鐘內可能不會造成太大的傷害或皮膚損害，但輸送的低劑量和消毒衣物的潛力也可能對阻止任何病毒傳播無效。
最重要的是，對眼睛安全性和長期暴露的研究還不夠深入，這些類型的設備 需要受到監管 並在公共場合使用之前經過有效性驗證。 還需要了解連續殺菌照射對整個環境微生物組的影響。
隨著對遠紫外線C的更多研究證實了人體皮膚的這種暴露 不危險 如果對眼睛的接觸研究無害，則可能是在零售店和交通樞紐等公共場所安裝的經過驗證的遠紫外線C照明系統可以支持控制SARS-CoV-2和其他潛在機載病毒的病毒傳播的嘗試。今天和將來的病原體。
關於作者
環境工程學教授和莫滕森可持續發展教授Karl Linden 科羅拉多大學博爾德分校
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