História sterilizácie ultrafialovým žiarením
Použitie ultrafialového svetla ako metódy sterilizácie oblastí a zníženia prenosu patogénov prvýkrát navrhli v roku 1878 Arthur Downes a Thomas P. Blunt. Onedlho bolo v Marseille vo Francúzsku v roku 1910 zaznamenané prvé zaznamenané použitie ultrafialového svetla ako dezinfekčného prostriedku, kde bola táto metóda použitá na sterilizáciu pitnej vody v prototypovom závode.
V päťdesiatych rokoch minulého storočia sa vo Švajčiarsku a Rakúsku používala úprava vody UV. V roku 1985 bolo v Európe v prevádzke 1 500 čistiarní UV vody. Do roku 2001 sa tento počet zvýšil na 6 000 čistiarní UV vody, ktoré sa používali v Európe.
Dnes je UV svetlo široko používané v hospitalizáciách ako sterilizačné činidlo pre miestnosti a povrchy. Keďže používanie ultrafialového svetla je na účely dezinfekcie stále obľúbenejšie, systémy ultrafialového germicídneho ožarovania (UVGI) sú tiež oveľa lacnejšie.
V dôsledku pandémie koronavírusovej choroby 2019 (COVID-19) sa obnovil záujem o aplikáciu ultrafialového svetla na sterilizáciu miestností a vzduchových filtračných systémov.
Ako to funguje
UV svetlo je elektromagnetické žiarenie, ktoré má vlnovú dĺžku väčšiu ako röntgenové lúče, ale kratšie ako viditeľné svetlo. UV svetlo je rozdelené do rôznych vlnových dĺžok, vrátane UV-C, čo je ultrafialové svetlo s krátkou vlnovou dĺžkou, ktoré sa často označuje ako „germicídne“ UV.
Medzi vlnovými dĺžkami 200 a 300 nanometrov (nm), kde funguje UV-C, dochádza k narušeniu nukleových kyselín v mikróbe. Nukleové kyseliny absorbujú svetlo UV-C, čo vedie k vzniku pyrimidínových dimérov, ktoré narušujú schopnosť nukleových kyselín replikovať alebo exprimovať potrebné proteíny. To vedie k smrti buniek v baktériách a inaktivácii vo vírusoch.
Germicidné UV žiarovky sú hlavným spôsobom aplikácie. V súčasnosti sa používa niekoľko rôznych typov ultrafialových žiaroviek, medzi ktoré patria:
Nízkotlakové ortuťové žiarovky (vyžarujúce ultrafialové svetlo pri 253 nm.)
Ultrafialové diódy vyžarujúce svetlo (UV-C LED), ktoré vyžarujú voliteľné vlnové dĺžky medzi 255 a 280 nm.
Pulzné xenónové žiarovky vyžarujú široké spektrum ultrafialového svetla (špičkové emisie sú blízko 230 nm.)
Systémy UVGI je možné inštalovať v uzavretých priestoroch, kde konštantný prúd vzduchu alebo vody zaisťuje vysokú úroveň expozície. Účinnosť závisí od mnohých faktorov, vrátane kvality a typu použitia zariadenia, trvania expozície, vlnovej dĺžky a intenzity ultrafialového žiarenia, prítomnosti ochranných častíc a schopnosti mikroorganizmu' odolávať ultrafialovému svetlu. Účinnosť systémov UVGI môže byť určená aj niečím jednoduchým, ako je prach na žiarovke; preto musí byť zariadenie pravidelne čistené a vymieňané, aby sa zaistila jeho účinnosť pri sterilizačných postupoch.
S procesmi sterilizácie ultrafialovým žiarením je spojených niekoľko výhod a nevýhod. V prípade sterilizácie vodou UV zaistí vynikajúcu dezinfekciu bez použitia chlóru; voda ošetrená UVGI je však náchylná na reinfekciu. Existujú aj obavy o bezpečnosť, pretože ultrafialové svetlo je škodlivé pre väčšinu živých organizmov a nežiaduce vystavenie ultrafialovému svetlu môže spôsobiť popáleniny od slnka a zvýšené riziko určitých druhov rakoviny u ľudí. K ďalším obavám o bezpečnosť patrí riziko poškodenia zraku.
Mikroorganizmy, ako sú spóry húb, mykobaktérie a organizmy v životnom prostredí, je ťažšie usmrcovať pomocou systémov UVGI v porovnaní s baktériami a vírusmi. Aj keď to môže byť pravda, systémy UVGI, ktoré vyžarujú vysoké dávky ultrafialového svetla, je stále možné použiť na odstránenie plesňových kontaminantov z klimatizačných systémov. Historicky sa ultrafialové svetlo používalo na zabíjanie tuberkulózy a v poslednej dobe sa používa aj na prevenciu prepuknutia baktérií rezistentných na lieky, ako je napríklad Staphylococcus aureus (MRSA), na hospitalizáciu.
Použitie ultrafialového svetla v boji proti COVID-19
COVID-19, ktorý je spôsobený vysoko prenosným závažným akútnym respiračným syndrómom koronavírusom 2 (SARS-CoV-2), od začiatku roku 2020 nakazil viac ako 203 miliónov ľudí na celom svete a spôsobil smrť viac ako 4,3 milióna ľudí. Vo väčšine krajín sveta boli zavedené povinné nosenie masiek a opatrenia na dištancovanie sa od spoločnosti s cieľom zmierniť šírenie SARS-CoV-2; avšak v zúfalých pokusoch získať kontrolu nad pandémiou bolo použitých aj niekoľko ďalších spôsobov.
Opatrenia na dezinfekciu a sterilizáciu ultrafialovým žiarením získavajú od začiatku pandémie nový záujem o dezinfekciu priestorov. Ukázalo sa, že ultrafialové žiarenie UV-C a v menšej miere žiarenie UV-A a UV-B deaktivuje SARS-CoV-2. Existuje však dostatok dôkazov o účinnosti žiarenia UV-C na zmiernenie šírenia SARS-CoV-2. Je to kvôli obmedzenému množstvu publikovaných údajov o trvaní, vlnovej dĺžke a dávke UV žiarenia, ktoré sú potrebné na deaktiváciu SARS-CoV-2.
SARS-CoV-2 je respiračný vírus, ktorý sa primárne šíri infikovanými kvapkami vzduchu vylučovanými zo symptomatických alebo asymptomatických nosičov. To viedlo k rastúcemu trhu so sterilizačným zariadením UV-C vrátane dezinfekčných tunelov, klimatizačných a čistiacich systémov UV-C, ako aj sušičov rúk, ktoré obsahujú ultrafialové žiarovky.
Napriek svojej potenciálnej využiteľnosti tieto systémy nenahrádzajú osvedčené ovládacie prvky, ako je nosenie masky a sociálne dištancovanie. Systémy UV-C môžu skôr pôsobiť ako dodatočná vrstva obrany proti SARS-CoV-2.
Záver
UV svetlo je účinné sterilizačné opatrenie proti širokému spektru rôznych mikroorganizmov, ktoré sú prítomné v životnom prostredí. Používanie zariadenia na sterilizáciu ultrafialovým žiarením je čoraz rozšírenejšie, najmä v reakcii na prebiehajúcu pandémiu COVID-19. Je preto pravdepodobné, že toto odvetvie bude v nasledujúcich rokoch naďalej rásť.
