UV-С дезинфекцията – ползи, рискове и ефективност срещу COVID-19

Гл. асистент Милена Николова работи от 2008 г. в лаборатория „Дезинфекция, стерилизация и биоиндикатори“ към Националния център по заразни и паразитни болести и понастоящем е ръководител на лабораторията. Основната ѝ дейност е свързана с изпитване ефективността на дезинфектанти, както и ефективността на дезинфекционна и стерилизационна апаратура. Участва като преподавател в различни курсове за следдипломна квалификация. Има защитена дисертация по медицинска специалност „Епидемиология“, като темата е свързана с проучване на ефективността на дезинфекцията с УВ лампи. От 2020 г. има придобита специалност Медицинска зоология.

Какво представлява UV-C лъчението?

Ултравиолетовите лъчи са част от спектъра на слънчевата светлина. Намират се между рентгеновите лъчи и видимата светлина (от 10 до 400 nm дължина на вълната) и се подразделят на няколко диапазона. Ултравиолетовите лъчи, които са с дезинфекциращо действие, спадат към UV-C диапазона, който е с обхват от 100 до 280 nm. Ултравиолетовото лъчение се регистрира или при наличие на естествена светлина от слънцето или при включен изкуствен източник - електрически уред, който го продуцира (например бактерицидна лампа).

Какви видове UV-C лампи съществуват?

UV-C лампите мога да се класифицират по различни критерии, например в зависимост от продуцирането на UVC лъчите, се отделят две големи групи -„живачно-базирани“ и „безживачни“ лампи. Научен интерес в последните години има към „безживачните“ лампи, като Excimer UV-C, с дължината на вълната 222 nm, за които има редица проучвания, доказващи ефективността им. Все по-засилен е интересът и към светодиодните LED UVC, които намират приложение в различни устройства за дезинфекция.

В дезинфекционната практика обаче, включително и у нас, живачните лампи са най-често използваните и от своя страна могат да бъдат с различно налягане на парите в тях. Според конструкцията си тези облъчватели се разделят на два основни типа: Директни (открити) UVС облъчватели и облъчватели от затворен тип (закрити UVС облъчватели). Облъчвателите от открит тип са най-често използваните в практиката, като се прилагат за дезинфекция на въздух и повърхности. Те могат да бъдат монтирани на тавана или на стените на помещенията, или да са под формата на мобилни облъчватели (на стойка или на колела).

По време на работа на директни UVС облъчватели не трябва да се допуска наличие на хора в помещенията! При наличие на таванно-монтирани, висящи, директни UV лампи с предпазители, насочващи UV светлината изцяло към горната част на помещенията, присъствието на хора в помещенията е допустимо само при условие, че пурите не продуцират озон (ozone-free). Такъв тип облъчватели могат да се използват единствено за дезинфекция на въздух и ефективността им зависи в голяма степен от естествената му циркулация в помещението. Затвореният тип UVС облъчватели обикновено се проектират с цел непрекъснато редуциране на микрофлората на въздуха в помещенията.

Замърсеният въздух постъпва чрез вентилиране в облъчвателя, облъчва се в самото устройство и излиза пречистен от противоположната страна. Важно условие за качественото обеззаразяване на въздуха е капацитетът на устройствата да бъде съобразен с обема на съответното помещение. При тези устройства също се препоръчва UVC пурите да не продуцират озон (ozone-free).

От какво зависи ефективността на UV-C лампите?

Ефективността им е в пряка зависимост от дължината на вълната, която продуцира съответния източник, от мощността му, от продължителността на облъчването, вида и броя (биотовара) на микроорганизмите, изложени на UVС лъчение, от наличието на частици или биоматерия, които могат да защитят микроорганизмите от лъчите, от мястото на монтиране (разстоянието от облъчвателя до съответната повърхност), от броя на облъчвателите, техния дизайн/конструкция, циркулацията на въздуха, температурата и влажността на средата. Всички тези фактори оказват влияние върху ефективността на съответното изделие/ облъчвател.

Освен това, използването на ултравиолетови лъчи като метод в дезинфекционната практика има и своите ограничения. Така например UVC лъчите действат повърхностно и не преминават през обикновено стъкло, пластмаси и други материали. Поради тази причина ефективност върху повърхности може да се отчете само при директното им облъчване. UVC облъчвателите, имат и определена „продължителност на живот“, която често е в порядъка 4000-9000 часа, но когато UVC емисията спадне на ≤ 70% от първоначалната стойност на облъчвателя, ефективността рязко намалява и съответната пура подлежи на смяна.

Това налага редовно контролиране (минимум 1 път годишно при непрекъсната употреба) на емисията на UVC лъчението чрез UVC-измервател. Поради гореописаните причини, ултравиолетовите лъчи могат да се използват само като метод, който подпомага рутинната дезинфекция с химични средства, но не може да се разчита единствено на него в дезинфекционната практика, особено що се касае за дезинфекция на повърхности.

Защо интересът към UVC лампите се засили в условията на пандемия от COVID-19?

На първо място това се дължи на широкия спектър на действие на UVC светлината. В нашата страна UVC облъчвателите често се обозначават като „бактерицидни лампи“, но по същество този термин е некоректен, тъй като UVC лъчението има широк спектър на активност - не само по отношение на бактерии, но и на вируси, фунги, спори, дори паразити. Във връзка с пандемичното разпространение на COVID-19, от публикуваната научна информация относно ефективността на UVC лъчението по отношение на други Коронавируси и тест-модели, доближаващи се до SARS-CoV-2, може да се заключи, че UVC режимите, ефективни по отношение на други патогенни микроорганизми, ще бъдат ефективни и по отношение на SARS-CoV-2.

В тази връзка, широкият спектър на действие, ниските експлоатационни разходи, лесният начин на работа - като метод „без докосване“ и липсата на натоварване на околната среда, за разлика от третирането с дезинфектанти, засилва интересът към бактерицидните лампи и тяхното използване в практиката.

Къде са приложими тези продукти?

UVC излъчватели за дезинфекция на въздух и повърхности широко се използват в здравни и лечебни заведения, като те са задължителен елемент от оборудването в операционните зали. Широко приложение намират и в лаборатории, в хранително-вкусовата промишленост, в различни сфери на обществения живот, включително в детски градини и училища. Гамата изделия, базирани на UVC светлина, включва освен дезинфекция на общи повърхности и въздух, така също и устройства за дезинфекция на кухненско оборудване, обувки, клавиатури, текстил, биберони и много други. В последните години все по-често UV излъчватели се използват в климатичните системи на търговски вериги и бизнес-сгради, с цел обеззаразяване на въздуха. По-специфични приложения са например обеззаразяването на води чрез UVC светлина, а също така използването ѝ в различни устройства за защита при биотероризъм, например обеззаразяване на пощенски пратки.

Какви са ползите от приложението на UVC-устройствата за дезинфекция?

Като цяло, използването на ефективни UVC облъчватели и по ефективен начин, намалява концентрацията на различни патогенни микроорганизми, включително и на SARS-CoV-2 във въздуха и по повърхностите. Има редица проучвания, които доказват че крайният резултат всъщност е намаляване на предаването на инфекциите. В тази връзка, използването на бактерицидни лампи в детски градини и училища може да се разглежда като една превантивна мярка за разпространението на COVID-19, наред с другите наложителни мерки, като често проветряване, дезинфекция на подове, работни повърхности, санитарни помещения и често докосвани пособия, хигиена на ръцете.

Какво трябва да знаем за рисковете от излагане на UVC светлина?

Когато се прави оценка на безопасността на метода, трябва да се има предвид проникващата способност на лъчите. Известно е, че 5-20% от UVC лъчението с дължина на вълната 250-254 nm прониква през роговия слой, в сравнение с до 60% при UVВ и UVA лъчението. Същевременно, продължителното излагане на бактерицидно UVС лъчение (254 nm), води до еритема на кожата и фотокератит и/или конюнктивит. Важно е да се отбележи, че UVC радиацията се счита за вероятен канцероген при хора, затова излагането на UVC светлина, в зависимост от мощността и времето, може да доведе до риск от увреждане и на дълбоките кожни клетки.

Друг риск за здравето на човека се крие при продуциращите озон облъчватели, който дразни дихателните пътища. СЗО не препоръчва продължително излагане на озон в концентрации над 0,1 ppm (0,2 mg/m3), а концентрации на озон ≥ 5 ppm се считат за опасни за живота и здравето на човека. В масовата практика е трудно да се контролира концентрацията на озон във всеки един момент от работата на облъчвателите. Ето защо в търговската мрежа се предлагат и пури, които са изработени от специално стъкло, което не пропускат озон-продуциращите лъчи и се обозначават като ozone-free.

Има ли възможност да се намалят или елиминират описаните рискове при приложение на бактерицидните лампи?

Най-лесно при директните облъчватели е да се избират такива с датчици за движение, които прекъсват работата на уреда при засичане на движещ се обект в помещението. Друга възможност е устройствата, които се използват, да бъдат с механични или автоматични превключватели, при които предварително се задава времето за облъчване и след достигането му, устройствата се самоизключват. При този вариант, обаче, остава възможността за влизане в помещението при работещ уред.

По отношение на озона, при таванно-монтираните висящи директни UV лампи с предпазители и при лампите от затворен тип се препоръчва пурите да не продуцират озон. За директните облъчватели с продуциращи озон пури се препоръчва след работа на устройствата помещенията да се проветряват в рамките на 15-30 минути.

Относно контрола на самите устройства е препоръчително да има определен персонал, който да отговаря за работния режим на облъчвателите. Необходимо е също така да има документиране на работата на UVC облъчвателите, което се изразява в попълване на дневник / журнал за регистриране на времето на експлоатация на конкретния UVС източник (примерно съдържание: дата / време за еднократно включване / отговорник / забележка). По този начин ще се контролират общите часовете на работа на устройствата и при възникнал инцидент ще има конкретно лице, което да носи отговорност. За правилното функциониране на устройствата не трябва да се забравя и контрола на UVС емисията. Този контрол се осъществява чрез UVС-измерватели.

Добре е фирмите-производители, доставчици, дистрибутори на UVC-излъчватели да разполагат с такъв уред и да контролират емисията поне веднъж годишно в рамките на гаранционните условия на уредите (особено важно за здравни и лечебни заведения, производствени обекти, детски заведения), тъй като както споменах по-горе, при 30% намаляване на емисията ефективността рязко намалява и пурите подлежат на смяна, въпреки, че „животът им не е изтекъл“.

За какво да следим при покупка на UVC-изделия?

В търговската мрежа съществуват редица устройства, които продуцират UVC лъчи. Те не подлежат на регистрационен режим, поради което е много трудно за масовия потребител да избере подходящия уред за съответната употреба. По отношение на ефективността на UVC изделията и необходимия брой облъчватели за конкретното помещение, най-добър вариант е тяхната ефективност да бъде доказана въз основа на изпитвания.

При тези изпитвания работата на съответното изделие/апаратура се оценява при конкретни условия на приложение - времетраене на облъчването, разстояние от облъчвателя, обем/площ на съответното помещение и други критерии. Но задължително трябва да се отбележи, че доказване на ефективността на даден облъчвател/лампа не е заложено като изискване в нормативните актове на страната, поради което няма задължителен характер и се извършва само при желание от страна на производителя/доставчика на съответния уред. Когато ефективността е доказана въз основа на протоколи от изпитвания, приложението на съответното UVC изделие, трябва да съответства на информацията, посочена в тях.

От друга страна, техническите характеристики на UVC изделията, отнасящи се до електричеството и осветлението, могат да бъдат предмет на сертифициране, съгласно Директива 2014/35/ЕС за електрически съоръжения, предназначени за използване в определени граници на напрежението; Директива 2004/108/ЕО относно електромагнитната съвместимост и Директива RoHS 2011/65 / ЕС за ограничаване на употребата на определени опасни вещества (RoHS) в електрическото и електронното оборудване.

Въз основа на посочените директиви, изделията се тестват по редица стандартни методи, в резултат на което им се издават сертификати за съответствие. Като цяло, за да се гарантира ефективността, безопасността и техническите параметри на UVC изделията се препоръчва те да бъдат придружени с документи, доказващи ефективността им и сертификати за съответствие с гореспоменатите директиви.

Какъв е изводът от инцидента с училището?

Колкото по-често се използват такива устройства, толкова по-висок е риска от възникване на подобни инциденти. Ако можем да намерим нещо „положително“ в случая е, че потребителят като цяло ще бъде по-отговорен при работа с такъв тип устройства, ще се запознае с рисковете за здравето и ще се информира за правилното и безопасно приложение на тези устройства. При всички положения, поради естеството на работа в учреждения с деца, по-подходящ тип облъчватели за детски градини и училища се явяват затворените бактерицидни лампи, при които няма риск от облъчване и могат да работят в непрекъснат режим (в случай, че шумът, който те генерират не възпрепятства работния процес).