Is UV-C straling een reële optie om het coronavirus te bestrijden?
Geplaatst op 24 november 2020 door Redactie
Het corona virus heeft het thema aerosolen ondertussen bij iedereen wel bekend gemaakt. Daar waar het thema luchthygiëne voor de meeste sektoren en bij de meeste mensen een latente behoefte was, is het nu een dringende behoefte geworden.
De aanbieders van apparatuur en systemen voor luchtzuivering schieten als paddestoelen uit de grond en met name over Ultra Violet C licht (UV-C) is de laatste maanden veel goeds en helaas ook slecht geschreven. Maar wat is nu werkelijk wel en niet mogelijk met UV-C?
Wat is UV-C ?
UV-C licht is straling met een korte golflengte variërend tussen
100 en 280 nanometer. Dit licht is schadelijk voor de mens, want het vernietigt o.a. huidcellen. Gelukkig wordt natuurlijk UV-C licht volledig geblokkeerd door onze atmosfeer. UV-C licht is echter zéér geschikt voor microbiologische desinfectie en is bovendien een bijzonder schone technologie.
Wat kan UV-C ?
UV-C heeft de potentie om in het DNA van micro-organismen bij Thyminparen (één van de vier bouwstenen van het DNA) een “verlijming” (Thymindimeer) te veroorzaken. Door deze “blokkade” kan een micro-organisme zich niet meer vermeerderen en is het niet meer infectieus. Het Coronavirus kan dus al in de lucht d.m.v. UV-C onschadelijk worden gemaakt en als het daarna wordt ingeademd zal het niet tot een infectie kunnen komen.
Is UV-C wetenschappelijk en in de praktijk (veilig) bewezen?
UV-C wordt al sinds 19011) veilig en effectief ingezet om (drink)water te zuiveren zonder gebruik te hoeven maken van chemicaliën2). In 1903 kreeg Niels Finsen3) de Nobelprijs voor Geneeskunde voor het gebruik van UV-C bij bestrijding van o.a. tuberculose. UV-C werd door Hart4) voor het eerst in een operatiekamer toegepast om de lucht schoon te houden en later werd het veel ingezet tegen mazelen en ook weer TBC5). Sindsdien zijn er heel veel studies6) en wetenschappelijke publicaties7), normeringen8) en boeken9) rondom het thema luchtsterilisatie m.b.v. UV-C beschikbaar. Er zijn ook veel data verzameld m.b.t. de effectiviteit van UV-C om corona virussen te deactiveren10). Het meest gebruikte UV-C licht met deactiverende werking heeft een golflengte van 254nm.
Welke typen UV-C toepassingen zijn er?
o Open-UV-C- systemen.
o UV-C lampen in luchtkanalen/airconditioning.
o UV-C-eenheidsdmodules (UVPE).
In de praktijk zijn er tientallen combinaties mogelijk, die uiteraard hun voor- en nadelen hebben en daardoor soms wel of niet kunnen en of mogen worden toegepast.
Open-UV-C
Open-UV-C (UV straling die vrij zonder bescherming in de ruimte geraakt) wordt over het algemeen niet aanbevolen11) en het gebruik van dit open-UV-C van 254nm, of ook 172nm (ozon-genererende) UV-C is af te raden.
• Een Open-UV-C systeem werkt niet omdat het een tweedimensionale techniek is voor een drie dimensioneel ruimteprobleem.
• De blote openstelling aan UV-C van 254nm is gevaarlijk voor de ogen en de huid.11)
• Ozon is giftig.
Veel gezondheidsinstituten waaronder bijv. de WHO, het RIVM en het Amerikaanse CDC12) (Center for Disease Control) hebben het gebruik van open-UV-C om die redenen afgeraden,13) alhoewel het voorheen veel gebruikt werd in TBC-klinieken.
Om de nadelen van open-UV-C te omzeilen heeft men UV-C lampen in luchtkanalen geplaatst (Foto 2). Samen met de ontwikkeling van ozonvrije14)15) UV-C lampen is het veiligheidsprobleem weliswaar opgelost, maar de prestatie van het systeem is onvoldoende. In de luchtkanalen heersen hoge luchtsnelheden, waardoor de bestralingstijden waaraan de lucht wordt blootgesteld te kort zijn en daardoor is de dosis (intensiteit x verblijftijd) te gering om effectief te zijn16).
De Term UVGI (Ultra Violet Germicidal Irradiation) word vaak gebruikt om de toepassing van UV-C lampen m.b.t. de steriliserende werking in bovengenoemde toepassingen, weer te geven.
UVPE* (Ultra Violet Pathogen Elimination)
Het probleem van de geringe effectiviteit werd in 2003 erkend en n.a.v. SARS1 en de opkomende vraag naar UV-C werd een nieuw type UV-C toepassing ontwikkeld, dat wel genoeg dosis kon leveren17). In combinatie met de voorheen genoemde veiligheidskenmerken ontstond een zeer goede, effectieve en gepatenteerde oplossing voor het deactiveren van micro-organismen in de lucht.
Door buizen te gebruiken worden de micro-organismen in de lucht dicht langs de lampen gedwongen en samen met het gebruik van reflectoren in de buizen zorgt dat voor een maximale UV-C intensiteit. De dosis is daardoor vele malen hoger in UVPE dan in ieder ander UVGI systeem. De algehele prestatie van UVPE is dan ook >LOG316) aan ieder ander op UV-C gebaseerd systeem.
UVPE is een zgn. eenheidssysteem. Een eenheidssysteem is een systeem waarin standaardmodules zijn opgenomen met een eigen (technische) configuratie en een eigen ontwerp die allen zowel technisch18) als biologisch19) gecertificeerd zijn en gevalideerd zijn door een erkend instituut. Eenheidssystemen zijn dus onderling uitwisselbaar20).
Andere UV-C systemen zijn klant specifieke lampconfiguraties voor die éne oplossing en kunnen daarom alleen worden gebruikt met de specifieke technische- en biologische goedkeuringen voor die éne oplossing. Iedere nieuwe installatie moet opnieuw worden getest en goedgekeurd.
Als er ook fijnstof of andere deeltjes uit de lucht dienen te worden verwijderd, is de combinatie van UVPE met een (HEPA) filter de oplossing. Deze combinatie waarin het mechanisch filter het fijnstof en andere anorganische deeltjes voor haar rekening neemt en het UVPE systeem de (organische) micro- organismen. Actief Koolstof is goed voor het filteren van VOC’s (Volatile Organic Components) uit de lucht. Oplossingen op basis van ionisatie of plasma zijn door hun wisselende efficiëntie en veiligheidsrisico beperkt inzetbaar.
Samenvatting
De werking van UV-C is al decennia bekend en wordt al jaren in verschillende industrieën ingezet. Luchtzuivering op basis van UV-C heeft zich buiten de levensmiddelenindustrie en in beperkte mate in de medische wereld nooit echt kunnen doorzetten. Het corona virus heeft daar nu verandering in gebracht. Door de haastige spoed, die opeens geboden is en het ontbreken van kennis en ervaring, wordt er helaas ook weer open-UV-C gebruikt en valt er ook een negatief licht over andere wel bewezen, veilige en toegepaste systemen zoals het UVPE. UVPE zal de komende jaren zeker een goed alternatief zal zijn voor (HEPA) Filters als het gaat om micro organismen onschadelijk te maken daar waar het nodig is. Immers heeft UVPE het grote voordeel t.o.v. filters dat het naar behoefte aan-uit gezet kan worden.
Referenties:
1) AWWA. 1971. Water Quality and Treatment. McGraw-Hill, New York. 2) Sharp, G. 1939. The lethal action
2) Burger, Kroczek. 1999. Bundesgesundheitsblatt “Einsatz von UV-Anlagen zur Desinfektion von Trinkwasser”
3) https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1903/finsen/facts/
4) Sharp, G. 1939. The lethal action of short ultraviolet rays on several common pathogenic bacteria. J. Bact. 37:447-459
5) Riley, R.L. 1972. The ecology of indoor atmospheres: Airborne infection in hospitals. J. Chron. Dis. 25:421-423.
6) Eijnde, J.v.d 2009, TU Delft, UV-Bestrahlung der Luft. 10: 36-46
7) IUVA Factsheet Covid-19: Heißling, Hönes, Vatter, Lingenfelder, Ulm 2020.
8) Voß, Gritzki, Bux. 2020. Infektionsschutzgerechtes Lüften – Hinweise und Maßnahmen in Zeiten der SARS-CoV-2-Epidemie .Bahnfleth, W.P. Reducing Infectious Disease Transmission with UVGI
9) Kowalski, 2009. Ultraviolet Germicidal Irradiation Handbook (ISBN-13: 978-3642019982)
10) Kowalski, Walsh, 2020 Covid-19 Coronavirus Ultraviolet Susceptibility
11) Bundesamt für Strahlenschutz, 6-2020 Desinfektion mit UV-C Strahlung
12) CDC, Environmental Control for Tuberculosis
13) Voß, Gritzki, Bux. 2020. Infektionsschutzgerechtes Lüften – Hinweise und Maßnahmen in Zeiten der SARS-CoV-2-Epidemie
14) Olfatec GmbH – Untersuchungsbericht 2009
15) LightTech, 2007. Ozone Free Compliance Declaration on Soft Glass Germicidal Lamp Products
16) Kleesiek, Uni Bochum, 2009. Transmission von Viren durch RLT-Anlagen und inaktivierung durch UV-C
17) Auerbag, Wissplinghoff, 2010. Ermittlung der Eliminations- rate von Mikroorganismen in der Raumluft durch UV-C-Strahlung
18) TüV Bericht Luftreinigungsgerät R60024536
19) Biotec GmbH, 2020. Inaktivierungsraten von Corona Surrogaten
20) Nielsen, Yigit LF Denmark 2015. Air Filtration Technologies for Pig Transport
*) UVPE is een merknaam van Virobuster International GmbH voor de door haar ontwikkelde en gepatenteerde toepassing van UV-C