Kontekst badania
Zakażenia dolnych dróg oddechowych są jedną z głównych przyczyn śmiertelności na świecie. Pandemia COVID-19 zwróciła uwagę na znaczenie transmisji wirusów drogą powietrzną, co wymusiło ponowne rozważenie strategii oczyszczania powietrza w pomieszczeniach zamkniętych. Powszechnie stosowane rozwiązania to wentylacja (HVAC) oraz filtry HEPA, jednak są one kosztowne i wymagające technicznie. W związku z tym rośnie zainteresowanie skutecznością promieniowania ultrafioletowego (GUV) jako alternatywy.
Cele i hipotezy
Badanie miało trzy główne cele: 1. Porównać skuteczność dwóch typów promieniowania GUV (254 nm – górna strefa pomieszczenia oraz 222 nm – całe pomieszczenie) i filtrów HEPA w usuwaniu lub inaktywacji aerozoli zawierających bakteriofaga ϕX174. 2. Zbadać wpływ mieszania powietrza (przy użyciu wentylatorów) na skuteczność GUV 254 nm. 3. Ocenić podatność wirusów: ϕX174, SARS-CoV-2 i wirusa grypy A(H3N2) na różne długości fali GUV.
Metody badawcze
Przeprowadzono trzy eksperymenty:
Eksperyment 1: Porównanie skuteczności urządzeń GUV i HEPA w usuwaniu ϕX174 z powietrza klinicznego pokoju z ograniczoną wentylacją.
Eksperyment 2: Zbadanie, jak dodanie jednego lub dwóch wentylatorów podłogowych wpływa na skuteczność 254-GUV.
Eksperyment 3: Test podatności ϕX174, SARS-CoV-2 i grypy A(H3N2) na promieniowanie GUV 254 i 222 nm w komorze o pojemności 82 L.
W eksperymentach mierzono stężenia wirusów i pyłów zawieszonych (PM2.5), temperaturę, wilgotność i przepływ powietrza, stosując jednolite, zrównoważone projektowanie prób.
Rezultaty badań i ich interpretacja
HEPA okazał się najbardziej skuteczny w redukcji wirusa w powietrzu (eACH do 12.39/h). Urządzenie 254-GUV (Philips) osiągnęło eACH 8.18/h, a po dodaniu 2 wentylatorów – aż 19.20/h, przewyższając skuteczność HEPA. GUV 222 nm był mniej skuteczny od HEPA i GUV 254 nm, ale nadal wykazywał zdolność inaktywacji wirusów. SARS-CoV-2 był najbardziej podatny na promieniowanie (szczególnie 254 nm), a ϕX174 najmniej, co sugeruje, że eksperymenty z ϕX174 mogą nieco zaniżać rzeczywistą skuteczność GUV względem patogenów chorobotwórczych.
Wnioski
Promieniowanie GUV może skutecznie inaktywować aerozole wirusowe w zamkniętych, słabo wentylowanych pomieszczeniach klinicznych. Efektywność GUV zależy od mocy urządzenia, długości fali, jakości mieszania powietrza i rodzaju patogenu. GUV może stanowić opłacalną i skuteczną alternatywę dla HEPA, zwłaszcza gdy wspomagany jest przez wentylatory zwiększające cyrkulację powietrza.
Ograniczenia zakresu badawczego
Nie testowano bezpośrednio SARS-CoV-2 i grypy A(H3N2) w pomieszczeniu klinicznym ze względu na wymogi bezpieczeństwa – ich podatność oceniano w warunkach laboratoryjnych. Pomieszczenie testowe miało ograniczoną wysokość sufitu i mobilne urządzenia GUV, co może nie w pełni odzwierciedlać warunki instalacyjne w praktyce. Brak stałej instalacji urządzeń GUV mógł wpłynąć na pole promieniowania, choć autorzy uznają wpływ tego czynnika za znikomy.
Artykuł opublikowano w Journal of Hazardous Materials.