紫外線作為消毒劑已有很長的歷史，而引起COVID-19的SARS-CoV-2病毒很容易被紫外線破壞。問題是當人們在室內工作，學習和購物時，如何最好地利用紫外線來抵抗病毒的傳播并保護人類健康。

病毒以幾種方式傳播。傳播的主要途徑是通過人與人之間的接觸，即當被感染者呼吸，說話，唱歌或咳嗽時，所散發的氣溶膠和飛沫。當人們在接觸被受感染者污染的表面后不久觸摸其面部時，也會傳播這種病毒。在醫療保健場所，人們經常觸摸柜臺和商品的零售空間以及公共汽車，火車和飛機上，這尤其令人擔憂。

作為研究紫外線的環境工程師，我已經觀察到紫外線可以用來減少通過這兩種途徑傳播的風險。紫外線可以是移動設備的組件，無論是機器人還是人為控制的，都可以對表面進行消毒。它們也可以并入供暖，通風和空調系統中，或者以其他方式放置在氣流中以對室內空氣進行消毒。但是，當人們進入室內空間時要對他們進行消毒的紫外線入口可能無效并且可能存在危險。

什么是紫外線?

電磁輻射(包括無線電波，可見光和X射線)以納米或百萬分之一毫米為單位進行測量。紫外線輻射的波長介于100至400納米之間，該波長剛好在可見光譜的紫色部分之外，人眼看不見。UV分為UV-A，UV-B和UV-C區域，分別為315-400納米，280-315納米和200-280納米。

大氣中的臭氧層會濾除300納米以下的紫外線波長，從而阻止紫外線在到達地球表面之前被陽光阻擋。我認為UV-A是曬黑范圍，UV-B是曬黑范圍。足夠高劑量的UV-B會引起皮膚損傷和皮膚癌。

UV-C包含殺死病原體的最有效波長。UV-C 對眼睛和皮膚也有害。設計用于消毒的人造UV光源發出的光在UV-C范圍或包括UV-C的寬光譜范圍內。

紫外線如何殺死病原體

組成DNA和RNA的核酸可以相當有效地吸收200至300納米之間的紫外線光子，而低于240納米的光子也可以被蛋白質很好地吸收。這些必需的生物分子被吸收的能量破壞，使病毒顆粒或微生物內部的遺傳物質無法復制或引起感染，從而使病原體失活。

通常在此殺菌范圍內需要非常低劑量的紫外線才能滅活病原體。紫外線劑量取決于光源的強度和曝光時間。對于給定的所需劑量，較高強度的光源需要較短的曝光時間，而較低強度的光源則需要較長的曝光時間。

諸如此類的機器人可以執行紫外線消毒，以減少醫院獲得的感染。[照片：Marcy Sanchez /威廉·博蒙特陸軍醫療中心公共事務辦公室/ Wiki Commons ]

使紫外線起作用

紫外線消毒設備已有市場。多年來，醫院一直在使用發出UV-C光的機器人對病房，手術室和其他細菌感染可能擴散的區域進行消毒。這些包括Tru-D和Xenex在內的機器人進入病人之間的空房間，并在遠處散發高功率紫外線輻射以對表面進行消毒。紫外線還用于在特殊的紫外線曝光箱中對醫療器械進行消毒。

紫外線用于或消毒公共汽車，火車和飛機上。使用后，設計為適合于車輛或飛機的UV機器人或人為控制的機器可移動并消毒光可以到達的表面。企業也正在考慮對倉庫和零售空間進行消毒的技術。

也可以使用紫外線對空氣進行消毒。空氣流通的室內空間，例如學校，飯店和商店，可以在天花板上方安裝UV-C燈，以對空氣流通進行消毒。同樣，HVAC系統可以包含紫外線光源，以對空氣通過管道系統進行消毒。航空公司還可以使用紫外線技術對飛機中的空氣進行消毒，或者在兩次使用之間在浴室中使用紫外線燈。

紐約市公交局正在測試使用紫外線對停運的地鐵車輛進行消毒。[照片：MTA / Wiki Commons ]

遠紫外線-對人類安全嗎?

試想一下，如果每個人都可以在被UV-C光包圍的情況下連續走動。如果您被感染并排出病毒，它將殺死進入您周圍的UV區或從您的鼻子或嘴出來的任何霧化病毒。在您的手觸摸到臉部之前，燈光還會消毒皮膚。在技??術上可能很快就會出現這種情況，但是健康風險是一個重大問題。

隨著紫外線波長的減少，光子滲透到皮膚的能力降低。這些較短波長的光子會被皮膚頂層吸收，從而將DNA對下方活躍分裂的皮膚細胞的傷害降至最低。在低于225納米的波長(遠UV-C區域)下，紫外線似乎可以以低于國際非電離輻射防護委員會規定的暴露水平的劑量進行皮膚暴露。

研究正在使用鼠標模型確認這些數字。但是，對于在這些遠紫外線波長下暴露于眼睛和受傷的皮膚知之甚少，人們應避免在安全極限以上直接照射。

遠紫外線C用于安全消毒病原體的承諾為紫外線應用打開了許多可能性。它還導致了一些過早的使用和潛在的風險使用。

一些企業正在安裝紫外線門戶網站，這些門戶網站會在人們走過時向人們照射。盡管此設備在穿過門戶的幾秒鐘內可能不會造成太大的傷害或皮膚損害，但輸送的低劑量和可能對衣物進行消毒也可能對阻止任何病毒傳播無效。

最重要的是，對眼睛安全性和長期暴露的研究還不夠深入，在公共場所使用這些類型的設備之前，需要對其有效性進行監管和驗證。還需要了解連續殺菌照射對整個環境微生物組的影響。

隨著更多有關遠紫外線C的研究證實，暴露于人體皮膚沒有危險，并且如果對眼睛的暴露研究無害，則有可能在公共場所安裝的經過驗證的遠紫外線C照明系統可以支持控制病毒傳播的嘗試。用于當今和未來的SARS-CoV-2和其他潛在的空氣傳播病毒病原體。