Бактерицидные ультрафиолетовые лампы могут загрязнять воздух в помещениях
Комментарии
Многие усилия по снижению передачи таких заболеваний, как Covid-19 и грипп, были сосредоточены на таких мерах, как маскировка и изоляция.
Еще одним полезным подходом является снижение нагрузки переносимых по воздуху патогенов посредством фильтрации или бактерицидного ультрафиолетового света. Обычные источники УФ-излучения могут быть вредными для глаз и кожи, но новые источники, излучающие на другой длине волны — 222 нанометра, считаются безопасными.
Однако новое исследование Массачусетского технологического института показывает, что эти ультрафиолетовые лампы могут производить потенциально вредные соединения в помещениях. Хотя исследователи подчеркивают, что это не означает, что следует полностью избегать использования новых УФ-ламп, они говорят, что исследования показывают, что важно, чтобы лампы имели правильную силу для данной ситуации в помещении и чтобы они использовались вместе с соответствующей вентиляцией.
О результатах сообщается в журнале Environmental Science and Technology, в статье недавнего постдока Массачусетского технологического института Виктории Барбер, аспиранта Мэтью Госса, профессора Джесси Кролла и еще шести человек из Массачусетского технологического института, Aerodyne Research и Гарвардского университета.
Хотя Кролл и его команда обычно работают над проблемами загрязнения наружного воздуха, во время пандемии они стали все больше интересоваться качеством воздуха в помещениях. Обычно фотохимическая активность в помещении незначительна, в отличие от улицы, где воздух постоянно подвергается воздействию солнечного света. Но с использованием устройств для очистки воздуха в помещении с помощью химических методов или ультрафиолетового излучения «неожиданно часть этого окисления попадает в помещение», запуская потенциальный каскад реакций, говорит Кролл.
Первоначально ультрафиолетовый свет взаимодействует с кислородом воздуха, образуя озон, который сам по себе представляет опасность для здоровья.
«Но также, как только вы создадите озон, появится возможность для всех других реакций окисления», — говорит Кролл.
Например, УФ-излучение может взаимодействовать с озоном с образованием соединений, называемых радикалами ОН, которые также являются мощными окислителями.
Барбер, которая сейчас является доцентом Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, добавляет:
«Если в окружающей среде есть летучие органические соединения, что происходит практически во всех помещениях, тогда эти окислители вступают с ними в реакцию, и вы превращаете их в окисленные летучие органические соединения, которые в некоторых случаях оказываются более вредными для здоровья человека, чем их неокисленные предшественники».
По ее словам, этот процесс также приводит к образованию вторичных органических аэрозолей.
«Опять же, этим веществом вредно дышать, поэтому держать его в помещении не идеально», - добавляет она.
По словам Кролла, образование таких соединений особенно проблематично в помещениях, потому что люди проводят там очень много времени, а низкая скорость вентиляции может означать, что эти соединения могут накапливаться до относительно высоких уровней.
Изучив такие процессы в наружном воздухе в течение многих лет, команда имела в своем распоряжении подходящее оборудование для непосредственного наблюдения за этими процессами, образующими загрязнения, в помещении. Они провели серию экспериментов, сначала подвергая чистый воздух ультрафиолетовому излучению внутри контролируемого контейнера, а затем добавляя по одному органическому соединению, чтобы увидеть, как каждое из них влияет на полученные соединения. Хотя необходимы дальнейшие исследования, чтобы увидеть, как эти результаты применимы к реальной внутренней среде, образование вторичных продуктов было очевидным.
Устройства, использующие новые длины волн УФ-излучения, называемые эксимерными лампами KrCl, все еще относительно редки и дороги. Их используют в некоторых больницах, ресторанах или коммерческих учреждениях, а не дома. Но хотя их иногда рекламируют как замену вентиляции, особенно в старых зданиях с трудной вентиляцией, новое исследование показывает, что это неуместно.
«Нашим главным открытием стало то, что эти светильники не заменяют вентиляцию, а скорее дополняют ее», — говорит Кролл, профессор гражданского и экологического строительства, а также химического машиностроения.
«Некоторые полагают, что с этими устройствами возможно, если бы вы могли просто деактивировать вирусы и бактерии в помещении, вам не нужно было бы так сильно беспокоиться о вентиляции. Мы показали, что, к сожалению, это не обязательно так, потому что при недостаточной вентиляции происходит накопление этих вторичных продуктов», — подчеркивает он.
Кролл предлагает другой подход: «Может быть золотая середина, в которой вы получаете пользу для здоровья от света, дезактивацию болезнетворных микроорганизмов, но не слишком много вреда от образования загрязняющих веществ».
На сегодняшний момент данные получены в результате точно контролируемых лабораторных экспериментов с воздухом, содержащимся в тефлоновом мешке для тестирования, отмечает Барбер.
«То, что мы видим в нашей сумке, не обязательно напрямую сопоставимо с тем, что вы видите в реальной среде в помещении», — говорит она, — «но это дает довольно хорошее представление о том, какая химия может происходить под воздействием этих веществ».
Госс добавляет, что «эта работа позволила нам проверить простую модель, к которой мы могли подключить параметры, более соответствующие реальным внутренним помещениям». В статье они используют эту информацию, «чтобы попытаться применить проведенные нами измерения для оценки того, что произойдет в реальном помещении». По его словам, следующим шагом в исследовании будет попытка последующих исследований с проведением измерений в реальных внутренних помещениях.
«Мы показали, что это потенциальная проблема», — говорит Кролл. «Но чтобы понять, каковы все последствия для реальной жизни, нам нужно провести измерения в реальных внутренних условиях».
«Эти 222-нанометровые излучающие устройства устанавливаются в ванных комнатах, классах и конференц-залах без полного учета потенциальных преимуществ и/или вреда, связанных с их работой», — говорит Дастин Поппендик, научный сотрудник Национального института стандартов и технологий, который не был связан с этим исследованием. «Эта работа закладывает основу для правильной количественной оценки потенциального негативного воздействия этих устройств на здоровье. Важно, чтобы этот процесс был завершен до того, как можно будет полагаться на технологию, которая поможет предотвратить следующую пандемию».
Работа была поддержана Национальным научным фондом, Гарвардским глобальным институтом и грантом на обучение токсикологии NIEHS.
Спасибо, что читаете «Капитал страны»! Получайте первыми самые важные новости в нашем Telegram-канале или Вступайте в группу в «ВКонтакте» или в «Одноклассниках»
Комментировать (без регистрации)
Написать комментарий