Wie können UV-Lichter verwendet werden, um Viren abzutöten? Dinge, die Sie als Ingenieur wissen sollten

Die COVID-19-Pandemie hat einer jahrzehntealten UV-Technik zur Abtötung von Viren und Bakterien ein neues Leben eingehaucht. Da sich das Virus weltweit so schnell verbreitet, haben verschiedene Technologiegiganten, Start-ups und technische Institutionen begonnen, intelligente Lösungen zu entwickeln. Die UV-Desinfektion, über die gesprochen werden muss, hat an Boden gewonnen und der Markt ist mit verschiedenen Produkten überflutet, die behaupten, Ihre Umgebung virenfrei zu machen. Neben elektronischen Giganten haben sich verschiedene technologische Institutionen, Start-ups usw. auf den Weg gemacht, Produkte und Lösungen für die UV-Desinfektion zu entwickeln.

Die Produkte, die es erfolgreich in die Regale geschafft haben, haben eine verführerische Beschreibung und viele von ihnen behaupten, das 99,9% ige Virus abzutöten. Die Frage, die uns beschäftigt, ist, ob diese UV-Lampen das Virus wirklich erfolgreich abtöten können. Welche UV-Wellenlänge am besten funktioniert und wann UV-Strahlung die Viren abtötet. Wir waren etwas neugierig auf die Antworten auf diese Fragen und haben uns mit dem Thema befasst. Lassen Sie uns versuchen, dies ein wenig zu verstehen.

Was genau sind UV-Lichter?

Ultraviolettes Licht ist eine Art elektromagnetischer Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen und Frequenzen. Der Spektralbereich von UV-Licht liegt per Definition zwischen 100 und 400 nm (1 nm = 10-9 m) und ist für das menschliche Auge unsichtbar. Von den drei Arten von UV-Licht nämlich. UVA oder nahes UV (315–400 nm), UVB oder mittleres UV (280–315 nm), UVC oder fernes UV (180–280 nm) hat aufgrund seiner Fähigkeit, verschiedene Arten von Viren abzutöten, an Bedeutung gewonnen.

Im Gegensatz zu UVA und UVB wird das UVC vollständig vom atmosphärischen Ozon absorbiert und dringt nur minimal in die Erdoberfläche ein. Somit hat es wenig Einfluss auf die menschliche Gesundheit und kann auf verschiedene Weise künstlich erzeugt werden. Die Exposition gegenüber UVC-Licht sollte vollständig vermieden werden.

Können UV-Lichter Viren töten?

Ja, laut mehreren Studien, einschließlich derer in einem kürzlich veröffentlichten Bericht der Illuminating Engineers Society (IES), ist UV-Licht, genauer gesagt UV-C-Licht, das einzige UV-Licht, das effektiv getestet wurde, um Viren zu inaktivieren und Bakterien abzutöten. UV-C-Licht ist auch als keimtötend bekannt. UV ist bekannt dafür, dass es Keime, Viren und andere DNA und RNA anderer schädlicher Kontaminanten sehr effektiv zerstört, ihre Struktur verändert und sie nicht replizieren kann. UV-A- und UV-B-Licht hingegen können Bakterien abtöten, haben jedoch eine begrenzte Wirksamkeit bei der Inaktivierung von Viren.

Untersuchungen zeigen, dass UV-C in der Luft befindliche Mikroben, die Masern, Tuberkulose und SARS-CoV-1 übertragen, effektiv inaktivieren kann. Das UV-Licht erweist sich als sichere, kostengünstige und effiziente Methode zur Beseitigung von Grippeviren in der Luft in Krankenhäusern, Büros, Schulen, Flughäfen usw., indem die Übertragung und Ausbreitung von durch die Luft übertragenen mikrobiellen Krankheiten wie Influenza und Tuberkulose begrenzt wird. Mit einfachen Worten, das UV-Licht spielt eine wichtige Rolle bei der Sterilisation und Desinfektion. Mikroorganismen sind weniger UV-geschützt und können eine längere Exposition nicht überstehen.

Praktische Anwendungen von UV-Lichtern

Aufgrund ihrer Wirksamkeit hat sich die UV-Keimtötungstechnologie für Krankenhäuser, medizinische Labors, Seniorenzentren, Feuerwehr- und Polizeistationen, Flughäfen, Transitstationen, Schulen, Regierungsgebäude, Bürogebäude und Hotels als unglaublich nützlich erwiesen. Die UV-Keimtötungstechnologie ist in Klimaanlagen integriert, um Krankheitserreger zu sterilisieren, die Krankheiten und Verunreinigungen verursachen, die die Atemwegserkrankungen verschlimmern können. Außerdem gibt es UV-Lampen, die schädliche oder giftige Chemikalien, die in vielen Branchen hergestellt werden, entfernen und schädliche Giftstoffe aus den Industrieabgasen reduzieren oder beseitigen sollen.

UV-Licht wird in Krankenhäusern eingesetzt. In den Krankenhäusern gibt es UV-Türme, die verwendet werden, wenn ein neuer Patient ins Krankenhaus eingeliefert wird. Außerdem verwenden die Krankenhäuser UV-Lampen zum Sterilisieren von chirurgischen Geräten und der Luft in Operationssälen. Außerdem werden keimtötende Lampen erfolgreich in Klimaanlagen von medizinischen und anderen Einrichtungen eingesetzt, um Krankheitserreger und Kontaminanten, die für die Verschlimmerung von Asthma oder anderen Atemwegserkrankungen verantwortlich sind, zu sterilisieren.

Kommerzielle Fluggesellschaften spielen eine direkte Rolle bei der Verbreitung von Viren. Flughäfen können Keime über Kontinente transportieren. Daher sollte eine wirksame Routinebehandlung durchgeführt werden. Für diese verschiedenen UV-Strahlen werden Scanner verwendet, um die Viren und Keime abzutöten.

Dimer UVC Innovations ist ein in den USA ansässiges Unternehmen, das UVC-Lichtdesinfektionssysteme entwickelt. Vor einigen Monaten stellte das Unternehmen einen keimtötenden Roboter namens GermFalcon vor, der das erste UVC-System ist, mit dem die Innenflächen eines Flugzeugs zwischen den Flügen schnell desinfiziert werden können. Der Roboter desinfiziert Flugzeuge und hilft, die Ausbreitung des Coronavirus zu stören.

Zerstört UVC wirklich Keime?

UVC wird stark von der RNA- und DNA-Basis absorbiert, was zu molekularen Strukturschäden führt, wodurch die Fortpflanzungsfähigkeit der Zelle eines Organismus zerstört wird. Dies führt zu einer Inaktivierung des Virus, sodass sie sich nicht mehr replizieren können.

Laut Alex Berezow die Mikrobiologin ist, „ist UV - Licht tödlich für Bakterien und Viren wegen seiner hohen Frequenz, kriecht und Schäden ihre Kernmaterial. Wenn es den DNA- (oder RNA-) Code dieser Krankheitserreger beschädigt, löst es auch tödliche Mutationen aus, die verhindern, dass sie sich richtig reproduzieren. “ Er fügte hinzu, dass UV-Licht alles abtötet, von Bakterien bis zu Pilzen, Viren usw.

Die Wirksamkeit von UVC hängt von der Intensität, der Wellenlänge der UV-Strahlung und der Zeitdauer ab, für die der Mikroorganismus UV ausgesetzt ist, dem Vorhandensein von Partikeln, die die Mikroorganismen vor UV schützen können, und der Fähigkeit eines Mikroorganismus, UV zu widerstehen während seiner Belichtung. Je weiter die Entfernung von der Lichtquelle entfernt ist, desto geringer ist der UVC, der das Ziel erreicht.

Niederdruck-Quecksilberentladungslampen sind die effizienteste Quelle zur Erzeugung von UVC. In diesen Lampen werden ungefähr 35% der Eingangswatt in UVC-Watt umgewandelt. Die Strahlung wird fast bei 254 nm erzeugt (was 85% der maximalen keimtötenden Wirkung und 80% der IES-Kurve bedeutet).

Vorteile von UV-Lichtern

Die Verwendung von UV-Licht zum Sterilisieren und Desinfizieren hat einige Vorteile gegenüber anderen Methoden, und aus diesem Grund wird es seit vielen Jahren verwendet. Nicht nur das, mit der COVID-19-Pandemie hat ihre Verwendung stark zugenommen. Der erste Vorteil, über den hier gesprochen werden sollte, wäre seine Fähigkeit, verschiedene Arten von Mikroorganismen abzutöten, einschließlich arzneimittelresistenter Bakterien, Pilze, Viren, Sporen usw. Es ist eine bequeme Methode und es werden keine Chemikalien benötigt, wodurch keine chemischen Rückstände zurückbleiben.

Einschränkungen von UV-Lichtern

Trotz der Tatsache, dass sich das UV-Licht als nützlich erweist, um die Viren weitgehend abzutöten, gibt es auch bestimmte Einschränkungen, da diese Art von Licht verschiedene Gesundheitsprobleme wie Hautkrebs, Katarakte usw. verursachen kann. Die Exposition gegenüber UV-Licht ist ein direkter antimikrobieller Ansatz und die am häufigsten verwendete Art von UV-Licht für keimtötende Anwendungen ist eine Niederdruck-Quecksilberdampf-Bogenlampe, die etwa 254 nm emittiert.

Die Xenonlampentechnologie, die ein breites UV-Spektrum aussendet, wurde kürzlich verwendet. Solche Lampen können verwendet werden, um unbesetzte Räume zu desinfizieren; Eine direkte Exposition gegenüber herkömmlichen keimtötenden UV-Lampen in besetzten öffentlichen Räumen ist jedoch nicht möglich, da sich eine direkte Exposition gegenüber diesen Wellenlängen der keimtötenden Lampen sowohl für die Haut als auch für die Augen als schädlich erweist.

Die zweite Einschränkung bei der Verwendung von UV-Licht zur Sterilisation und Desinfektion besteht darin, dass UV nur in seinem Lichtweg funktioniert und durch Objekte blockiert werden kann. Dies bedeutet, dass das zu sterilisierende Objekt direkt im UV-Licht gehalten wird und dazwischen keine Hindernisse vorhanden sein sollten. Dieses Problem kann durch die Verwendung mehrerer UV-Lampen behoben werden, die UV-Bestrahlung aus verschiedenen Winkeln erzeugen.

Um einen Einblick in das UV-Licht, seine Grenzen und die Möglichkeiten zu erhalten, um festzustellen, ob das UV-Licht original oder falsch ist, haben wir uns mit Herrn Vikram Ghorpade von Tech Power India zusammengesetzt. Er teilte uns einige aufschlussreiche Informationen über das UV-Licht mit. Hier ist was er sagte.

GUV-Luftdesinfektion im oberen Raum

Die GUV-Luftdesinfektion im oberen Raum ist eine der Methoden zur Bekämpfung von Viren in der Luft. Die Beleuchtung ist im Lüftungssystem installiert, so dass die durch die Anlage zirkulierende Luft behandelt wird. Da UV-C-Licht die Personen in der Einrichtung nicht direkt erreicht, kann diese Methode über einen längeren Zeitraum ausgeführt werden und sich als sehr effektiv erweisen. Außerdem gibt es Unterraumeinrichtungen, die in der Lage sind, bis zu 99,9% der Bakterien und Viren in einem Raum zu entfernen. Da diese Leuchten die unteren Bereiche eines Raums behandeln, können sie nicht zum Bedienen der Räume verwendet werden, wenn sie belegt sind, da dies zu gesundheitlichen Problemen bei den Bewohnern führen kann. Daher werden diese Räume dekontaminiert, wenn sie nicht belegt sind.

Kann UV-Licht verwendet werden, um SARS-CoV-2 abzutöten?

SARS-CoV-2 ist ein Virus, der in Laborumgebungen COVID-19 verursacht. Es wurde bereits festgestellt, dass UV-C bei einer spezifischen Wellenlänge von 254 Nanometern die H1N1-Influenza und andere Coronaviren wie das schwere akute Atemwegsvirus (SARS-CoV) und das Middle Eastern Respiratory Syndrome (MERS-CoV) abtötet.

David Brenner, ein Forscher an der Columbia University, fand heraus, dass UV-C gegen das SARS-CoV-2-Virus wirksam ist. Die vom Zentrum für radiologische Forschung der Universität entwickelte Technologie verwendet Lampen, die kontinuierliche, niedrige Dosen einer bestimmten Wellenlänge von ultraviolettem Licht emittieren, um Viren und Bakterien abzutöten, ohne die menschliche Haut, Augen und andere Gewebe zu schädigen. Laut Brenner kann die UV-Licht emittierende Lampe sicher in besetzten öffentlichen Räumen eingesetzt werden und tötet Krankheitserreger in der Luft ab, bevor wir sie einatmen können.

Das Forscherteam hat zuvor festgestellt, dass die Methode das in der Luft befindliche H1N1-Influenzavirus und arzneimittelresistente Bakterien wirksam inaktiviert. Mehrere Langzeitstudien an Tieren und Menschen haben bestätigt, dass die Exposition gegenüber Fern-UVC keine Schädigung der Haut oder der Augen verursacht. Außerdem soll die UVC-Technologie das Potenzial haben, zukünftige Epidemien und Pandemien wirksam zu kontrollieren.

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Es gab laufende Diskussionen darüber, ob sich die UV-Lichttechnologie bei der Abtötung von Keimen als erfolgreich erweisen wird oder nicht. Eines ist sicher, dass mit der COVID-19-Pandemie der Einsatz von UV-Lichtern stark angestiegen ist und wir das zukünftige Szenario leicht vorhersagen können. Während die COVID-19-Krise allmählich nachlässt, drücken Sie die Daumen. Es wird viele Situationen geben, in denen Menschen in Innenräumen wie Krankenhäusern, Arztpraxen, Bildungseinrichtungen, öffentlichen Verkehrsmitteln, Restaurants, Büros, Fitnessstudios usw. näher zusammenrücken das Coronavirus, wodurch die Ausbreitung des Virus gebremst wird.

Trotzdem kann UVC-Licht ein wirksames Instrument sein, um die Ausbreitung von COVID-19 und anderen Infektionskrankheiten zu begrenzen, aber keine der Strategien ist für sich allein vollständig wirksam. Verschiedene bessere und neue Techniken müssten zusammen verwendet werden, um bessere Ergebnisse zu erzielen.