模態圖像。

SARS-COV-2(Covid-19)大流行病爲殺菌劑創造了前所未有的需求紫外線(UV)光輻射設備,標誌著建築物中不充分的傳染病控制技術的轉折點。

對於近一個世紀,紫外線殺菌技術已經有效地用於破壞表面和空氣傳播的微生物,如結核病,麻疹等。但由於難以定位的原因,其應用主要僅限於急診室和外科套房的這種高風險位置。在Covid-19爆發後的幾個月里發生了變化。突然,來自教堂到髮廊的各種設施正在尋找安全恢復正常的方法。毫不奇怪,他們的搜索LED很多紫外線殺菌輻照(UVGI),具體而言上室(UVGI),作爲減輕感染風險的一種方式。本文將以所有建築業主和管理者訪問的方式解釋,上室UVGI是如何從其他UV策略與其他UV策略不同的方式,以及今天爲各種主流應用提供特別相關的解決方案。

對於那些可能沒有意識到的人來說,應該強調的是,UVGI既不是新的也不是未經證實的。自20世紀30年代以來,已經研究了其在微生物失活的效果。它已成功用於控制麻疹和結核病的股票爆發的蔓延,它也被用來破壞額外的空氣和表面微生物,包括水痘,腮腺炎和冷病毒。此外,疾病控制中心(CDC)和美國加熱,製冷和空調工程師(ASHRAE)的疾病學會都有所有公認的UVGI,如控制病毒和細菌微生物的傳播。

所有這一切都是如此,爲什麼沒有殺菌紫外線(UV-C)光在建築物中以更大的規律應用?爲什麼我們沒有更多地聽到這項技術?

除了說歷史上,沒有單一的答案,除了歷史上藥學和疫苗患有攻擊傳染病時已經階段。作爲一個社會,我們隨著時間的推移從預防文化到事實後的治療和疫苗之一。但是,如果Covid-19大流行的嚴重程度教導了我們任何東西,那就是等待疫苗可以令人忍受 - 更不用說經濟毀滅性。

當發生不當,施用或使用時,也存在有限數量的案例,發生了臨時傷害。但是,鑑於適當的應用和基本的安全措施,UVGI是非常安全的,與任何長期的健康效果無關。教育是這項技術的關鍵,在健康的建築戰略和大流行準備中擔任其合法的地方。這首先是對紫外線輻照的簡要說明以及如何操縱導致微生物的疾病。

 

什麼是uvgi,它如何工作?

UV光,電磁輻射,分爲四個波長範圍,納米(NM):真空UV(100至200nm),UV-C(200至280nm),UV-B(280至315nm) ,和UV-A(315到400 nm)。其中,UV-C光最有用作爲消毒手段。在這種特定的範圍內,UV光被生物生物的DNA,RNA和蛋白質吸收。當發生這種吸收時,生物體不再能夠複製或感染包括人的其他生物。失活所需的UV-C暴露的持續時間和水平略有不同於微生物到微生物,但通常在幾秒鐘內取消激活。 (參見表1的表1,列出了通過UV-C光在本文的寫入中被取消激活的衆所周知的病原體的列表。)

表1:通過UVC失活的衆所周知的病原體

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衆所周知的病原體通過UVC表失活。

在UVGI應用中,接近254nm的波長的UV-C通過低壓汞蒸汽燈輸送,可以幾種方式應用空氣,表面甚至飲用水。

表面應用的UV-C燈可以固定或便攜,旨在用於目前未占用的空間。用於空氣消毒的UV-C燈通常以兩種方式中的一種應用:它們可以安裝在建築物的機械空氣處理系統(一種稱爲「管道內」UVGI)的機械空氣處理系統內,以消毒建築物供應空氣;或者,它們可以作爲專門設計的燈具的一部分包括在牆壁和/或天花板上安裝,以消除空間內的空氣。後一種方法,通常稱爲「上空」或「上室」UVGI,特別是靶向汙染物占領空間,雖然管道UV-C在向空間輸送之前處理供應或再循環空氣。因此,上室UVGI將空氣靠近汙染物源(人),使其在預防人對人的傳播中特別有效。

上室UVGI夾具可以壁掛式,懸掛在天花板上,或兩者,取決於房間的尺寸和幾何形狀。固定裝置可以根據天花板高度打開或百葉窗。只要夾具的底部距離地板至少爲7英尺,就可以安全地安裝在八到九英尺高的房間裡。百葉窗直接和限制從UV-C燈到殺菌領域的輻射,這通常從天花板上不超過六英寸。開放或非百葉窗的固定裝置將殺菌能量直接直接進入整個上室內區域,可以安全地使用,在高度九英尺高的天花板上使用。

空氣運動(由對流的自然崛起和對流,現有HVAC或在某些情況下划槳風扇創造)有助於將「羣」呼出病毒和其他室內汙染物進入輻照區。消除速度快,通常在幾秒鐘內,取決於UV-C輻照能量和特定病毒或細菌的劑量。

 

視覺安全感

是什麼讓上室UVGI在Covid-19時代特別吸引人的是,它可以很容易且價格合理地應用於現有建築物。與導管系統不同,它不需要HVAC專業知識來應用或安裝。一些應用可能需要隱藏的布線,在這種情況下,可能需要電工,但在許多情況下,燈可以通過適當培訓的設施維護人員安裝燈。 UVGI製造商及其代表代理可以訪問特定的應用程式,並幫助選擇合適的設備。

據湯姆巴托公司總裁Mike Shea介紹,鑑於Covid-19大流行的艱辛,這是尤其uvgi的文字和心理可見性,使其特別相關。 Shea提供了UV-C產品以及他公司已售出多年的許多磁空間HVAC產品。然而,直到近期大流行,他被迫專門面對如此高的需求上室Uvgi。

「普通業務主人可以更容易理解。一方面,它沒有隱藏在機械系統中。人們可以看到它的工作。現在人們真的希望當他們進入空間時,人們真的希望這種視覺安全感,「謝伊說。

自流行發育機開始以來,Shea已爲牙醫辦公室,健身房,K-12教室,大學,辦公室,教堂等牙醫辦公室的上室UVGI固定裝置售出了上室UVGI固定裝置。甚至在科學家有機會測試UV-C對新病毒的影響之前,需求甚至就在那裡。從那時起,證據已經安裝了UV-C對SARS-COV-2有效。

 

紫外線Vs. SARS-CoV-2

在Covid-19之前,豐富的證據證明了UV-C光作爲對空氣疾病傳播的有效干預。最近,科學界已經發表了驗證UV-C光的工作,如針對SARS-COV-2特別有效。

10月20日,美國感染控制雜誌發布了一份報告,SARS-COV-2對紫外線照射的易感性,斷言以下內容:

  • SARS-COV-2高易受紫外線照射的影響。
  • 高病毒載荷爲5 x 106通過UVC輻射可以在九分鐘內滅活TCID50 / mL SARS-COV-2。
  • UVC輻射代表SARS-COV-2的合適消毒方法。

來自研究的數據「確認UV-C在失活病毒方面更有效的發現,並突出UVC輻照作爲滅活SARS-COV-2的有效方法。」

由波士頓大學的科學家進行並起草的另一項研究表明,「UV-C是一個強大的工具,可以廣泛地應用於各種公共機構,包括醫院,護理家園,工作場所,學校,機場和購物中心消毒汙染的設備和表面,以防止和降低SARS-COV-2接觸傳輸。「截至本研究的初步報告已在線公布並等待同行評審。

關於上室UVGI,結果來自同行評審的可行性研究的結果「強烈建議上室UVGI,如果正確施用,應在消毒SARS-COV-2病毒中懸浮在空中的呼吸液滴中。」

 

申請和教育是安全的關鍵

安全仍然是許多人的思想令人擔憂,主要是因爲許多人未能認識到,這兩種管道和上室UVGI設備都沒有設計或打算直接的 接觸對人體皮膚。但是,只要設備正確安裝並且觀察到的安全協議,就可以在各種空間中安全地安裝上室UVGI。

與太陽能UV暴露不同,UV-C輻射不會穿過皮膚的「死」外層,因此與相同的長期效果無關。那個說,直接暴露於皮膚或眼睛對UV-C輻射會導致紅斑(「曬傷」}和光電炎(「焊機的閃光」)到眼睛上。即使上室UVGI可能在房間占用時運行,這並不意味著乘客正在直接暴露,因爲在狹窄的場上的非反射百葉窗輻射,遠高於乘員的頭部。教室的學生可以在他們的背上撒謊,盯著天花板而不會產生任何傷害。直接曝光會對某人爬上梯子並將自己放在照射領域。否則正常的房間運動和職業沒有危險。

發生了什麼事故已歸因於安裝不當和人爲錯誤。這是在1997年至2004年的六個美國城市的14名無家可歸者中的至少一項雙盲,安慰劑對照場試驗中的14名無家可歸者。這項研究結束了:

  • 「上室UVGI有可能以相對較低的成本提供顯著的保護,特別適用於改造舊建築。根據此處報告的結果,關於安全性的擔憂 - 特別是來自過度UV-C暴露的光電炎結膜炎和皮膚紅斑的可能性 - 不應妨礙仔細設計和維護的上室UVGI系統。
  • [...。]目前的上室UVGI技術,具有適當的工程,安裝和維護,可以在各種室內空間中安全地放置在大型室內空間中,即使在建築物中也是無家可歸的避難所。 [...]更加了解uvgi的應用,這項技術的全部潛力應該實現改善建築物中人類空中病原體的人類空中病原體的人的控制。「

除適當的安裝和維護外,還有一些應觀察到的預防措施和協議。這些包括但可能不限於工人培訓,簽署標牌的發布,這些標誌通知乘員有關UVGI設備的存在,安全維護程序培訓,以及在某些情況下,在某些情況下安裝傳感器以檢測輻射場內的任何運動相關警報或關閉。 FDA還建議(和本文的作者CONG),考慮實施技術的人應詢問UV-C設備製造商的以下問題:

  • 設備有哪些健康或安全風險?
  • 產品或提供哪些使用或培訓的說明?
  • 產品是否生成臭氧? (注意:臭氧僅在低於200nm的波長下產生,因此254nm的殺菌UVGI燈應該自由臭氧。)
  • 如何處理和處理燈具破壞或損壞?

爲確保未來不間斷的服務,未來的買家還應詢問更換燈的可用性。一些製造商在其固定裝置中使用專有燈,這可能非常昂貴,難以找到,特別是在高需求期間。非專有燈通常廣泛可用,更便宜,甚至可以在線訂購。

 

再次製作舊空氣

在整個大流行中,我們都得到了通風,過濾和稀釋的價值,作爲吹掃疾病導致病原體的室內空氣,但這些並不是獨立的策略。

例如,爲了減輕Covid-19的風險,Ashrae現在建議在可能的情況下將HVAC空氣過濾器升級到MERV-13或更高。

ASHRAE還建議在儘可能增加100%室外空氣的通風和作業系統。不幸的是,許多建築物旨在再循環一定數量的預處理返回空氣。它們沒有完全條件的能力(熱,冷卻,加溼和除溼)每一點室內供應空氣。即使他們這樣做,這也是大多數所有者的高度成本禁止。

「在過去的一年裡,我們已經看到了這一點。一所大學決定在100%室外空氣中運營所有建築,儘管它不是這種方式運作。知道它可以創造出許多其他問題,如模具,「謝伊說。

通過滅活模具,細菌,細菌和病毒等生物汙染物,可以將上室UVGI的應用再次進行舊空氣。這在各種研究中,使用常用的公制進行通風,每小時空氣變化(ACH)。

ACH,非常簡單地是指空間中空氣的頻率被完全更換。 ACH越高,蔓延空氣疾病的風險越低。例如,當前的衛生保健設施的CDC指南要求所有房間至少六個空氣變化。一些空格,如手術室,需要15個或更多ACH。 ACH的四個是大多數商業建築的最低推薦的空氣變化率。通常,測量UVGI與滅活特定空氣傳播病原體的療效的研究與使用正常通風的相同病原體所需的ACH的數量進行比較。

上室UVGI不僅比使用機械通風的物理造成空氣變化便宜,而且更有效。在2002年發表的一項研究中,哈佛大學公共衛生學院的研究人員發現,當它來降低兩種常見細菌的濃度時,一個導致結核病和其他與許多醫院獲得的感染相關的,上室UVGI產生等效通風在6.4 ACH到28.5 ACH使用天花板和壁掛式[UVGI]固定裝置。

另一個研究,它專注於導致天花的病毒,在使用上室UVGI方面,在等同的空氣變化方面產生更令人印象深刻的數據。

「使用痘苗病毒氣溶膠作爲Smallpox的替代品我們報告空氣消毒的有效性,通過上室UVC燈,在模擬現實世界的條件下,包括對流,機械混合,溫度和相對溼度的影響。在衰變實驗中,通過傳統的吊扇混合使用的上室UVC固定裝置在空氣中的病毒濃度下降,這需要額外的通風超過87個空氣變化每小時。在穩態條件下,與上室UVC相關的每小時有效空氣從18到1000。「

但是SARS-COV-2怎麼樣?可以使用高uvgi獲得同樣高的ACH速率,以消除導致Covid-19的病毒?根據本文早些時候引用的同一同行評審的可行性研究,預計它可以:

「通過分析預期和最壞情況場景,對狹窄空間中的Covid-19減少Covid-19變速器(具有適度但足夠的天花板高度)的效果。此外,顯示使用SARS-COV-2,應該使用上室UV空氣消毒來實現高等效的空氣變化率,這表明該技術可能特別適用於通風不良的空間。「

雖然由於Covid-19病毒的新穎性,缺乏直接證據,但表2總結了減少空氣汙染物的等效ACH率。

表2.

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相當於減少空氣汙染物表的ACH速率。

 

「這對建造業主沒有誇大這一重要性。上室UVGI提供了一定程度的空氣殺菌治療,實際上和經濟講話,既不過濾也不能通風。它可以訪問 - 傾向於龐大的大學以及酒吧和餐館,「謝伊說。

謝伊還補充說,沒有uvgi這樣的一些補充策略,建立了尋求最新的Ashrae 90.1能源指南的業主最終將旋轉輪子,同時也試圖減輕Covid-19的蔓延和單獨的過濾和通風。甚至在它的ashrae2020關於傳染性氣溶膠的職位文件,承認HVAC系統的設計和操作僅是「感染控制包的一部分」,同時將UVGI稱爲「良好的研究和驗證」策略。

 

結論

由於世界等待對Covid-19病毒的廣泛免疫力,我們每個人都面臨著同樣的兩個問題,幾乎每天都有:我們能做什麼才能保持安全(和溶劑) 同時?我們可以做些什麼來減輕未來傳染病的影響?上室UVGI是一種潛在的解毒劑,即無助的,許多感覺,特別是在去年的活動和生計的企業和機構。該解決方案很容易改裝和視覺提醒,以建立給定空間內的空氣連續清除有害病原體的空氣。該技術得到了很好的研究,並對人類所知的一些最具傳染性疾病的成功進行了良好的成功記錄。它贏得了對抗Covid-19鬥爭中突出地位的權利,以及未來健康危機的準備策略。