Badania wykazały, że bakteriobójcze lampy UV mogą wytwarzać substancje zanieczyszczające powietrze w pomieszczeniach

Wiele wysiłków mających na celu ograniczenie przenoszenia chorób, takich jak COVID-19 i grypa, skupiało się na środkach takich jak maskowanie i izolacja, ale innym użytecznym podejściem jest zmniejszenie ładunku patogenów unoszących się w powietrzu poprzez filtrację lub bakteriobójcze światło ultrafioletowe. Tradycyjne źródła promieniowania UV mogą być szkodliwe dla oczu i skóry, ale nowsze źródła emitujące promieniowanie o różnej długości fali, 222 nanometrów, są uważane za bezpieczne.

Jednak nowe badania przeprowadzone przez MIT pokazują, że te światła UV mogą wytwarzać potencjalnie szkodliwe związki w pomieszczeniach zamkniętych. Chociaż naukowcy podkreślają, że nie oznacza to, że należy całkowicie unikać nowych lamp UV, twierdzą, że badania sugerują, że ważne jest, aby lampy miały odpowiednią moc dla danych warunków w pomieszczeniu i aby były używane przy odpowiedniej wentylacji. .

Wyniki są wspomniany W magazynie Nauka i technologia o środowiskuw artykule przygotowanym przez Victorię Barber, badaczkę ze stopniem doktora w MIT, doktoranta Matthew Gossa, profesora Jessego Krolla i sześć innych osób z MIT, Aerodyne Research i Harvard University.

Chociaż Kroll i jego zespół zazwyczaj zajmują się problemami zanieczyszczenia powietrza na zewnątrz, podczas pandemii coraz bardziej interesują się jakością powietrza w pomieszczeniach. Zwykle w pomieszczeniach zamkniętych zachodzi niewielka ilość reakcji fotochemicznych, w przeciwieństwie do zewnętrznych, gdzie powietrze jest stale wystawione na działanie światła słonecznego. Jednak w przypadku urządzeń służących do oczyszczania powietrza w pomieszczeniach za pomocą metod chemicznych lub światła ultrafioletowego „nagle część utleniania zostaje przeniesiona do wnętrza”, co uruchamia potencjalną reakcję łańcuchową, mówi Kroll.

Po pierwsze, światło UV reaguje z tlenem zawartym w powietrzu, tworząc ozon, który sam w sobie stanowi zagrożenie dla zdrowia. „Ale po wytworzeniu ozonu istnieje również potencjał dla wszystkich innych reakcji utleniania” – mówi Kroll. Na przykład promieniowanie UV może reagować z ozonem, tworząc związki zwane rodnikami OH, które są również silnymi utleniaczami.

„Jeśli w środowisku występują LZO, co ma miejsce w zasadzie we wszystkich pomieszczeniach zamkniętych, utleniacze te reagują z nimi i utleniają te związki” – dodaje Barber, obecnie adiunkt na UCLA. Lotne związki organiczne, które w niektórych przypadkach okazały się bardziej szkodliwe dla zdrowia ludzkiego niż ich nieutlenione prekursory.”

Proces ten prowadzi również do powstawania wtórnych aerozoli organicznych – mówi. „Ponownie rzecz biorąc, te rzeczy niekorzystnie wpływają na oddychanie, więc trzymanie ich w pomieszczeniach zamkniętych nie jest idealne”.

Kroll twierdzi, że tworzenie się takich związków jest szczególnie problematyczne w pomieszczeniach zamkniętych, ponieważ ludzie spędzają tam dużo czasu, a niska wentylacja może oznaczać, że związki te mogą gromadzić się w stosunkowo dużych ilościach.

Po latach badań takich procesów w powietrzu zewnętrznym zespół posiada odpowiedni sprzęt do bezpośredniego monitorowania procesów powstawania zanieczyszczeń w pomieszczeniach zamkniętych. Przeprowadzili serię eksperymentów, najpierw wystawiając czyste powietrze na działanie światła ultrafioletowego w kontrolowanym pojemniku, a następnie dodając po jednym związku organicznym, aby zobaczyć, jak każdy z nich wpływa na wytwarzane związki. Chociaż potrzebne są dalsze badania, aby zobaczyć, jak te odkrycia odnoszą się do rzeczywistych środowisk wewnętrznych, powstawanie produktów ubocznych było jasne.

Urządzenia wykorzystujące nowe długości fal UV, zwane lampami ekscymerowymi KrCl, są nadal rzadkie i stosunkowo drogie. Są one używane w niektórych szpitalach, restauracjach lub miejscach komercyjnych zamiast w domach. Chociaż czasami reklamuje się je jako alternatywę dla wentylacji, zwłaszcza w starszych budynkach, w których trudno jest wentylować, nowe badanie sugeruje, że nie jest to właściwe.

„Naszym najważniejszym odkryciem było to, że te światła nie zastępują wentylacji, ale raczej ją uzupełniają” – mówi Kroll, profesor inżynierii lądowej i środowiskowej oraz inżynierii chemicznej.

Niektórzy sugerują, że w przypadku tych urządzeń „może gdybyś po prostu dezaktywował wirusy i bakterie w pomieszczeniu, nie musiałbyś tak bardzo martwić się o wentylację”. kiedy Kroll mówi: „Jeśli „Masz słabszą wentylację, gromadzisz się tych produktów ubocznych”.

Sugeruje inne podejście: „Może istnieć dobry punkt, w którym uzyskasz korzyści zdrowotne wynikające ze światła, które dezaktywuje patogeny, ale nie tak wiele wad związanych z tworzeniem zanieczyszczeń w wyniku ich napowietrzania”.

Barber zwraca uwagę, że dotychczasowe wyniki pochodzą ze starannie kontrolowanych eksperymentów laboratoryjnych, w których testowano powietrze w torbie teflonowej. „To, co widzimy w naszej torbie, niekoniecznie jest bezpośrednio porównywalne z tym, co można zobaczyć w prawdziwym środowisku wewnętrznym, ale daje bardzo dobry obraz chemii, jaka może zachodzić pod wpływem promieniowania tych rzeczy” – mówi. urządzenia.”

„Ta praca pozwoliła nam zweryfikować prosty model, za pomocą którego możemy powiązać najważniejsze parametry z rzeczywistymi przestrzeniami wewnętrznymi” – dodaje Goss. W tym artykule wykorzystali te informacje, „aby spróbować zastosować pomiary, które wykonaliśmy, do oszacowania, co stanie się w rzeczywistej przestrzeni wewnętrznej”. Mówi, że następnym krokiem w badaniach będzie próba dalszych badań w celu dokonania pomiarów w rzeczywistych przestrzeniach wewnętrznych.

„Wykazaliśmy, że jest to potencjalny problem” – mówi Kroll. „Aby jednak w pełni zrozumieć implikacje w świecie rzeczywistym, musimy dokonać pomiarów w rzeczywistych warunkach wewnętrznych”.

„Te urządzenia emitujące promieniowanie 222 nm są stosowane w łazienkach, klasach i salach konferencyjnych, nie biorąc pod uwagę w pełni potencjalnych korzyści i/lub szkód związanych z ich działaniem” – mówi Dustin Poppendieck, pracownik naukowy w Narodowym Instytucie Standardów i Technologii. technologii, która nie była związana z tym badaniem.

„Ta praca stanowi podstawę do właściwej ilościowej oceny potencjalnego negatywnego wpływu tych urządzeń na zdrowie. Ważne jest, aby zakończyć ten proces, zanim zaczniemy polegać na tej technologii w celu zapobiegania kolejnej pandemii”.