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紫外殺菌燈在防護新型冠狀病毒傳播中的應用

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紫外殺菌燈在防護新型冠狀病毒傳播中的應用

一、紫外燈和紫外輻射的概念

      紫外燈和日常照明用臺燈、吸頂燈和路燈一樣,屬于電光源產品,主要功能是產生光輻射。紫外殺菌燈和日常照明用燈的不同之處在于,日常照明用燈的光輻射是可見光,光輻射波長通常在380nm-780nm,紫外殺菌燈的光輻射處于紫外波段。

      紫外(ultraviolet,簡稱UV)輻射是指波長在100nm-400nm的光輻射,其中波長范圍在315-400nm的紫外輻射稱為UVA、波長范圍在280-315nm的紫外輻射稱為UVB、波長范圍在100-280nm的紫外輻射稱為UVC[1]。不同波長的紫外輻射用途不同,UVC是用于殺菌消毒的紫外輻射波段。通常所指紫外殺菌燈主要指光輻射中心波長為253.7nm的紫外燈[2],[3]。

 

    

圖1 – 紫外在光輻射中的分布

 

注1:波長為185nm的紫外輻射在殺菌消毒領域也有相關應用研究和案例。國家標準所指紫外殺菌燈的紫外輻射中心波長為253.7nm。

注2:如無特殊說明,下文中“紫外輻射”特指“UVC紫外輻射”。

 

二、紫外輻射的廣譜殺菌消毒作用

       研究表明,紫外線主要是通過對微生物(細菌、病毒、芽孢等病原體)的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死,從而達到消毒的目的[4]。紫外輻射對細菌和病毒的殺滅作用在常見細菌和病毒上得到驗證,細菌類例如結核(分枝)桿菌、霍亂弧菌、假單胞桿菌屬、沙門氏菌屬、腸道發燒菌屬、鼠傷寒桿菌、志賀氏菌屬、葡萄球菌屬、鏈球菌屬、大腸肝菌,病毒類例如流感病毒、脊髓灰質炎病毒、輪狀病毒、煙草華葉病毒、乙肝病毒,霉菌孢子例如軟孢子、青霉素菌屬、產毒青霉、青霉其它菌類,水藻類例如草履蟲屬、綠藻、原生動物屬類[5],因此,紫外輻射是一種廣譜類殺菌消毒方式。

 

    圖2 – 紫外輻射可殺滅的部分病毒圖例

 

三、2019新型冠狀病毒的感染防護

      從傳染病學角度,2019新型冠狀病毒的傳染主要通過呼吸道飛沫傳播這種途徑從病原體攜帶者傳播到易感人群并感染[6]。從傳播渠道角度,對2019新型冠狀病毒的傳染防護從以下三個方面考慮:

  • 傳染源角度:隔離。

  • 傳播途徑角度:物理防護或殺滅。

  • 易感人群角度:提高免疫力。

     

       佩戴口罩、用酒精/消毒液/紫外輻射對環境和物品進行殺菌消毒均是切斷傳播途徑的措施,其中,口罩等方式屬于隔斷防護,酒精擦拭、噴灑消毒液和紫外殺菌燈殺菌消毒等方式屬于殺滅病毒的方式。

      就殺滅病毒而言,紫外殺菌燈殺菌消毒和酒精擦拭、噴灑消毒液燈消毒方式相比:

  • 相同點:都屬于廣譜類殺菌消毒方法。

  • 不同點:使用方式和操作便利性存在差異。

圖3 – 病毒傳染途徑示意

 

四、冠狀病毒及紫外殺菌燈的有效性

       冠狀病毒種類繁多,引起普通感冒的病毒、引起2003年的非典SARS病毒(SARS-CoV)、以及此次所發現2019新型冠狀病毒(2019-nCoV)均屬于冠狀病毒,不同種類冠狀病毒的致病力和臨床表現也不盡相同[7]。此次所發現2019-nCoV是目前已知的可感染人的第7種冠狀病毒[8]。

       病毒對紫外線和熱敏感[6],上文提到了紫外輻射基于核酸破壞作用對病毒的廣譜殺滅作用, 2003年非典期間也有研究表明證實了紫外輻射對體外SARS冠狀病毒的殺滅作用[9],因此,2019新型冠狀病毒作為一種(冠狀)病毒,理論上可被紫外輻射殺滅。

       可殺滅病毒的紫外輻射劑量與以下因素有關:

  • 紫外輻射總量,有賴于輻射時間和輻射強度;

  • 病毒所處于的體外環境條件,包括環境溫度和濕度;

  • 病毒與體外的附著體及紫外輻射穿透性。

 

五、紫外輻射的使用注意事項和建議

       紫外輻射在殺滅細菌和病毒的同時,其輻射對人體皮膚和眼睛等也有所傷害,因此,在安裝使用紫外輻射,確保其輻射劑量可達到殺菌消毒作用的同時,應確保:

在無人條件下使用(避免照射到人體)

       

       基于紫外輻射的殺菌消毒作用及人體影響,對其安裝使用提出如下建議:

  • 可考慮使用紫外殺菌燈對可能攜帶病原體的物品做滅菌消毒;

  • 可考慮在無人條件下使用紫外殺菌燈對環境消毒,殺滅可能附著于空氣懸濁物和物體表面的病原體;

  • 咨詢專業人員提供安裝建議,以保證紫外消毒燈的空間布置情況可達到殺菌消毒的劑量。

 

六、小結

       以中心波長253.7nm為代表的紫外輻射對細菌和病毒具有廣譜殺滅作用,其有效性在SARS病毒上得到了試驗驗證,理論上,基于紫外輻射的核酸破壞作用,一定劑量的紫外輻射可殺滅2019新型冠狀病毒,在無人條件下使用紫外殺菌燈,其殺菌消毒作用可通過破壞傳播途徑的方式達到傳染防護目的。

      由于紫外輻射對人體的傷害性,從2019新型冠狀病毒傳染防護實踐有效性角度,還應考慮其他現實情況,例如病原體在環境中因隱匿遮擋而不能被紫外輻射殺滅的情況;多人進入已完成殺菌消毒的環境,個別人體攜帶病原體并進而傳播給其他人員、持續污染環境的情況等。對于廣大日常人群,還需綜合考慮紫外輻射殺菌消毒與酒精、消毒液等其他消毒方式的操作現實性對比等。

 

 

[1] IEC 60050-845 InternationalElectrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 845: Lighting.

[2] GB/T19258-2012 紫外線殺菌燈.

[3] GB 28235-2011 紫外線空氣消毒器安全與衛生標準.

[4] 楊華明,易濱.現代醫院消毒學[M]. 北京:人民軍醫出版社,2002:55-60.

[5] 張福云,況凡.紫外線燈殺菌效果影響因素實驗觀察[J]. 中國消毒學雜志,2005,22(3):318-319.

[6] 新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第四版).

[7] https://baike.baidu.com/item/冠狀病毒/2247364?fr=aladdin.

[8] 新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第四版)解讀.

[9] http://www.chinanews.com/n/2003-06-04/26/310489.html.

 

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發布時間:2020-05-13 00:00:00

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