Institusi seperti rumah sakit dan sistem transit telah menggunakan disinfeksi UV selama bertahun-tahun. Sergei Bobylev \ TASS melalui Getty Images

Sinar ultraviolet memiliki a sejarah panjang sebagai desinfektan dan virus SARS-CoV-2, yang menyebabkan COVID-19, adalah mudah dibuat tidak berbahaya oleh sinar UV. Pertanyaannya adalah bagaimana cara terbaik memanfaatkan sinar UV untuk melawan penyebaran virus dan melindungi kesehatan manusia saat orang bekerja, belajar, dan berbelanja di dalam ruangan.

Virus menyebar dengan beberapa cara. Rute utama penularannya adalah melalui kontak orang ke orang melalui aerosol dan tetesan dipancarkan ketika orang yang terinfeksi bernapas, berbicara, bernyanyi atau batuk. Virus juga dapat ditularkan ketika orang menyentuh wajah mereka segera setelah menyentuh permukaan yang telah terkontaminasi oleh orang yang terinfeksi. Ini menjadi perhatian khusus dalam pengaturan layanan kesehatan, ruang ritel di mana orang sering menyentuh loket dan barang dagangan, dan di bus, kereta api, dan pesawat.

Sebagai insinyur lingkungan yang mempelajari sinar UV, saya mengamati bahwa UV dapat digunakan untuk mengurangi risiko penularan melalui kedua rute tersebut. Lampu UV dapat menjadi komponen mesin seluler, baik robotik maupun yang dikendalikan manusia, yang mendisinfeksi permukaan. Mereka juga dapat digabungkan dalam sistem pemanas, ventilasi, dan pendingin udara atau sebaliknya ditempatkan dalam aliran udara untuk mendisinfeksi udara dalam ruangan. Namun, portal UV yang dimaksudkan untuk mendisinfeksi orang saat memasuki ruang dalam ruangan kemungkinan besar tidak efektif dan berpotensi berbahaya.

Apa itu sinar ultraviolet?

Radiasi elektromagnetik, yang mencakup gelombang radio, cahaya tampak, dan sinar-X, diukur dalam nanometer, atau sepersejuta milimeter. Iradiasi UV terdiri dari panjang gelombang antara 100 dan 400 nanometer, yang terletak tepat di luar bagian ungu dari spektrum cahaya tampak dan tidak terlihat oleh mata manusia. UV dibagi menjadi UV-A, UV-B dan UV-C, masing-masing adalah 315-400 nanometer, 280-315 nanometer dan 200-280 nanometer.

Lapisan ozon di atmosfer menyaring panjang gelombang UV di bawah 300 nanometer, yang menghalangi UV-C dari matahari sebelum mencapai permukaan bumi. Saya menganggap UV-A sebagai rentang untuk berjemur dan UV-B sebagai rentang sinar matahari. Dosis UV-B yang cukup tinggi dapat menyebabkan lesi kulit dan kanker kulit.

UV-C mengandung panjang gelombang paling efektif untuk membunuh patogen. UV-C juga berbahaya bagi mata dan kulit. Sumber cahaya UV buatan yang dirancang untuk desinfeksi memancarkan cahaya dalam kisaran UV-C atau spektrum luas yang mencakup UV-C.

Bagaimana UV membunuh patogen

Foton UV antara 200 dan 300 nanometer diserap dengan cukup efisien oleh asam nukleat yang menyusun DNA dan RNA, dan foton di bawah 240 nanometer juga diserap dengan baik oleh protein. Biomolekul esensial ini dirusak oleh energi yang diserap, membuat materi genetik di dalam partikel virus atau mikroorganisme tidak dapat mereplikasi atau menyebabkan infeksi, menonaktifkan patogen.

Biasanya dibutuhkan sinar UV dengan dosis yang sangat rendah dalam kisaran germisida ini untuk menonaktifkan patogen. Dosis UV ditentukan oleh intensitas sumber cahaya dan durasi pemaparan. Untuk dosis yang diperlukan tertentu, sumber dengan intensitas yang lebih tinggi memerlukan waktu pemaparan yang lebih singkat, sedangkan sumber dengan intensitas yang lebih rendah memerlukan waktu pemaparan yang lebih lama.

Menggunakan UV

Disinfeksi UV, yang dapat dilakukan oleh robot seperti ini, mengurangi infeksi yang didapat di rumah sakit. Kantor Urusan Publik Marcy Sanchez / William Beaumont Army Medical Center

Ada pasar yang mapan untuk perangkat desinfeksi UV. Rumah sakit telah menggunakan robot yang memancarkan sinar UV-C selama bertahun-tahun untuk mendisinfeksi kamar pasien, ruang operasi, dan area lain tempat infeksi bakteri dapat menyebar. Robot ini, termasuk Tru-D dan xenex, masuk ke ruangan kosong di antara pasien dan berkeliaran di sekitar memancarkan radiasi UV berkekuatan tinggi untuk mendisinfeksi permukaan dari jarak jauh. Sinar UV juga digunakan untuk mendisinfeksi instrumen medis di kotak paparan UV khusus.

UV sedang digunakan atau diuji untuk desinfektan bus, kereta api dan pesawat. Setelah digunakan, robot UV atau mesin yang dikendalikan manusia yang dirancang agar pas dengan kendaraan atau pesawat bergerak melalui dan mendesinfeksi permukaan yang dapat dijangkau cahaya. Bisnis juga mempertimbangkan teknologi untuk mendisinfeksi gudang dan ruang ritel.

Otoritas Transit Metropolitan Kota New York (MTA) sedang menguji penggunaan sinar ultraviolet untuk mendisinfeksi gerbong kereta bawah tanah yang tidak berfungsi. MTA, CC BY-SA

Ini juga memungkinkan untuk menggunakan UV desinfeksi udara. Ruang dalam ruangan seperti sekolah, restoran dan toko yang memiliki beberapa aliran udara bisa pasang lampu UV-C di atas kepala dan ditujukan ke langit-langit untuk mendisinfeksi udara saat bersirkulasi. Demikian pula, sistem HVAC dapat berisi sumber cahaya UV untuk mendisinfeksi udara saat mengalir melalui pekerjaan saluran. Maskapai juga dapat menggunakan teknologi UV untuk mendisinfeksi udara di pesawat, atau menggunakan lampu UV di kamar mandi di sela-sela penggunaan.

Far UV-C - aman bagi manusia?

Bayangkan jika semua orang bisa berjalan terus menerus dikelilingi oleh sinar UV-C. Itu akan membunuh semua virus aerosol yang memasuki zona UV di sekitar Anda atau yang keluar dari hidung atau mulut Anda jika Anda terinfeksi dan menyebarkan virus. Cahaya juga akan mendisinfeksi kulit Anda sebelum tangan Anda menyentuh wajah Anda. Skenario ini mungkin secara teknologi akan segera terjadi, tetapi risiko kesehatan menjadi perhatian yang signifikan.

Saat panjang gelombang UV berkurang, kemampuan foton untuk menembus ke dalam kulit menurun. Foton dengan panjang gelombang yang lebih pendek ini diserap di lapisan kulit atas, yang meminimalkan kerusakan DNA pada sel kulit yang membelah secara aktif di bawahnya. Pada panjang gelombang di bawah 225 nanometer - wilayah UV-C Jauh - UV tampaknya aman untuk paparan kulit pada dosis di bawah tingkat eksposur didefinisikan oleh Komite Internasional untuk Perlindungan Radiasi Non-Pengion.

Penelitian ini mengkonfirmasikan angka-angka ini menggunakan model mouse. Namun, sedikit yang diketahui tentang paparan mata dan kulit yang terluka pada panjang gelombang UV-C Jauh ini dan orang-orang harus menghindari paparan langsung di atas batas aman.

Penelitian menunjukkan bahwa sinar UV-C jauh mungkin dapat membunuh patogen tanpa membahayakan kesehatan manusia:
{vembed Y=YATYsgi3e5A}

Grafik janji Far UV-C untuk mendisinfeksi patogen dengan aman membuka banyak kemungkinan untuk aplikasi UV. Ini juga menyebabkan beberapa penggunaan prematur dan berpotensi berisiko.

Beberapa bisnis seperti itu memasang portal UV yang menyinari orang saat mereka berjalan. Meskipun perangkat ini mungkin tidak menyebabkan banyak kerusakan atau kerusakan kulit dalam beberapa detik berjalan melalui portal, dosis rendah yang diberikan dan potensi untuk mendisinfeksi pakaian juga sepertinya tidak efektif untuk membendung penularan virus.

Yang terpenting, keamanan mata dan paparan jangka panjang belum dipelajari dengan baik, dan jenis perangkat ini perlu diatur dan divalidasi keefektifannya sebelum digunakan di tempat umum. Dampak paparan iradiasi kuman secara terus menerus pada mikrobioma lingkungan secara keseluruhan juga perlu dipahami.

Karena lebih banyak penelitian tentang Far UV-C membuktikan paparan itu pada kulit manusia tidak berbahaya dan jika studi tentang paparan mata tidak menunjukkan bahaya, ada kemungkinan bahwa sistem sinar UV-C Jauh yang tervalidasi yang dipasang di tempat umum seperti toko ritel dan pusat transportasi dapat mendukung upaya pengendalian penularan virus untuk SARS-CoV-2 dan potensi virus di udara lainnya. patogen hari ini dan di masa depan.

tentang Penulis

Karl Linden, Profesor Teknik Lingkungan dan Profesor Mortenson dalam Pembangunan Berkelanjutan, University of Colorado Boulder

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

books_science