Многие усилия по снижению передачи таких заболеваний, как COVID-19 и грипп, были сосредоточены на таких мерах, как ношение масок и изоляция, но 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 (MIT) 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, однако ученые отмечают, что важно, чтобы лампы имели правильную мощность для данной ситуации в помещении и чтобы они использовались вместе с соответствующей вентиляцией.
О результатах исследования сообщается в научном журнале Environmental Science & Technology.
Хотя команда профессора Джесси Кролла (Jesse Kroll) из Массачусетского технологического института обычно работает 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.
Однако 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, утверждает 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», — утверждает Кролл.
Например, УФ-излучение может взаимодействовать с озоном с образованием соединений, называемых радикалами ОН, которые также являются мощными окислителями.
Виктория Барбер (Victoria Barber), в настоящее время являющаяся научным сотрудником 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 его наличие в помещении не идеальный вариант».
По словам Кролла, образование таких соединений особенно проблематично в помещениях, поскольку люди проводят там очень много времени, а низкая скорость вентиляции может означать, что эти соединения могут накапливаться до относительно высоких уровней.
Изучая такие процессы в наружном воздухе в течение многих лет, команда ученых имела в своем распоряжении подходящее оборудование для непосредственного наблюдения за этими процессами, образующими загрязнения, в помещении. Ученые 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 помещениях, а не дома. Но хотя их иногда рекламируют как замену вентиляции, особенно в старых зданиях с недостаточной вентиляцией, новое исследование показывает, что это неуместно.
«Нашим главным открытием было то, что эти лампы не заменяют вентиляцию, а скорее дополняют ее», — объясняет Кролл.
Некоторые предполагают, что с помощью этих устройств «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, поскольку, когда вентиляция у вас будет меньше, вы получите скопление этих вторичных продуктов», — подчеркивает Кролл.
Исследователь 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, потому что вы используете вентиляцию».
На данный момент результаты 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 увидите в реальной среде внутри помещения, но это дает довольно хорошее представление о том, какие химические реакции могут происходить под воздействием этих устройств».
Мэтью Госс (Matthew Goss) добавляет, что «эта работа позволила нам проверить простую модель, к которой мы могли бы подключить параметры, более соответствующие реальным помещениям».
В статье ученые используют эту информацию, «чтобы попытаться применить проведенные измерения для оценки того, что произойдет в реальном помещении».
По его словам, следующим шагом будет попытка последующих исследований с проведением измерений в реальных помещениях.
«Мы показали, что это потенциальная проблема», — добавляет Кролл. «Но чтобы понять, каковы все последствия для реальной жизни, нам нужно провести измерения в реальных помещениях».
«Эти устройства с излучением с длиной волны 222 нанометра устанавливаются в ванных комнатах, классах и конференц-залах без полного учета потенциальных преимуществ и/или вреда, связанных с их работой», — заключает Дастин Поппендик (Dustin Poppendieck), научный сотрудник Национального института стандартов и технологий (National Institute for Standards and Technology), который не был связан с этим исследованием.
«Данная 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 эту технологию, чтобы помочь предотвратить следующую пандемию».
Авторы другого исследования утверждают, что ультрафиолетовые лампы маникюрного салона вызывают риск рака кожи.
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
