Эксимерная лампа, обеспечивающая дальнюю

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 381 (2023) Цитировать эту статью

1058 доступов

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Обеденные столы могут представлять опасность для посетителей, передавая бактерии и/или вирусы. В настоящее время отсутствуют экологически чистые и удобные средства защиты посетителей, когда они сидят вместе. В ходе этого исследования были созданы эксимерные лампы с дальним УФ-излучением для дезинфекции поверхностей обеденного стола. Лампы устанавливались на разной высоте и в разных ориентациях, и измерялась освещенность поверхностей стола. Были предоставлены дозы облучения для получения различной эффективности инактивации Escherichia coli (E. coli). Кроме того, было проведено численное моделирование облучения и полученной в результате эффективности инактивации. Модель «поверхность-поверхность» (S2S) была подтверждена измеренным излучением. Были оценены бактерицидные свойства облучения дальним УФ-излучением, дозы дальнего УФ-излучения, которым подвергались посетители, и риск воздействия образующегося озона. Результаты показали, что доза облучения 12,8 мДж/см2 способна дезинфицировать 99,9% кишечной палочки на поверхностях. Изменяя мощность излучения лампы, количество и расположение ламп, облучение дальним УФ-излучением может достичь 3-логарифмического снижения при продолжительности обеда 5 минут. Кроме того, лампа дальнего УФ-излучения имеет низкий риск повреждения посетителей при достижении эффективной скорости инактивации. Более того, в столовой с механической вентиляцией практически отсутствует риск воздействия озона.

Обеденные столы легко загрязняются микробами1,2. Микробы на поверхности обеденного стола могут быть как бактериями, так и вирусами3,4. Бактерии могут передаваться на поверхности обеденного стола при (1) протирании столов загрязненными тряпками и губками, (2) осаждении переносимых по воздуху микроорганизмов и (3) контакте с испорченной пищей5,6,7. Бактерии на поверхностях обеденного стола могут сохраняться часами или даже неделями8. Вирусы могут оседать на обеденных столах вместе с каплями, выделяемыми инфицированными посетителями9. Даже будучи отделенным от клетки-хозяина, вирус может оставаться живым на поверхностях обеденного стола в течение 2–7 дней при подходящих условиях4. Дезинфекция микробов на обеденных столах может быть эффективным способом минимизировать заражение человека через контакт с поверхностью.

Химические дезинфицирующие средства уже давно используются для уничтожения микробов на поверхностях. Дезинфицирующие средства для обеденного стола включают хлорированные растворители, этиловый спирт, пероксиуксусную кислоту, растворитель на основе четвертичной аммониевой соли10 и т. д. Эти дезинфицирующие средства инактивируют микробы либо путем денатурации биологических белков путем окисления, либо путем ускорения потери воды биологическими телами под действием поверхностного натяжения11,12. . Химические дезинфицирующие средства весьма эффективны в уничтожении подавляющего большинства микробов13. Однако большинство химических дезинфицирующих средств не являются экологически чистыми. Что еще более важно, химические дезинфицирующие средства могут быть вредными для здоровья человека, если их воздействие превышает допустимый верхний предел. Сообщения о респираторных и кожных симптомах, вызванных чрезмерным воздействием остаточных хлорсодержащих дезинфицирующих средств во время эпидемии Эболы в 2014 году, подчеркивают недостатки химической дезинфекции14. Следовательно, химическую дезинфекцию обеденных столов следует использовать с осторожностью.

Ультрафиолетовое излучение C (UVC) также весьма эффективно инактивирует микробы15, при этом на поверхностях не остается следов. Традиционный УФ-излучение с длиной волны 254 нм обычно генерируется электрической дугой через испаренную ртуть. Испускаемые фотоны могут глубоко проникать в микробные тела и разрушать либо рибонуклеиновую кислоту (РНК), либо дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК)16. Таким образом, предотвращается как репликация, так и пролиферация облученных микробов. Однако UVC254nm нельзя безопасно использовать для облучения человеческого тела. Чрезмерное воздействие UVC254nm может привести к конъюнктивиту, эритеме и даже раку кожи17. Следовательно, дезинфекция UVC254nm во время обеда может быть запрещена.

В последние годы большое внимание уделяется дальнему УФ-излучению с длинами волн от 207 до 222 нм18. Лучи дальнего УФ-излучения могут генерироваться эксимерной лампой, внутри которой благородный газ ионизируется высоким напряжением. Сообщается, что Far-UVC оказывает аналогичное бактерицидное действие на бактериальные клетки и вирусы и более эффективно убивает бактериальные эндоспоры, чем UVC254nm19. Примечательно, что глубина проникновения дальних УФ-лучей в клетки человека очень ограничена, поскольку испускаемые фотоны преимущественно поглощаются роговицей, а затем ассимилируются цитоплазматическими белками20. Таким образом, фотоны высокой энергии не могут попасть в ядро. Таким образом, дальний УФ-излучение кажется подходящим для дезинфекции в присутствии людей.