Микроорганизмите (наричани още микроби) са толкова малки, че изискват микроскоп, за да се видят. Някои микроби могат да причинят заболяване при растения, животни и хора. Четирите основни групи микроорганизми, които са от интерес за UV дезинфекция на въздуха, са: бактерии, вируси, гъбички и протозои. От края на 19 век се знае, че инфекциозните заболявания са причинени от микроби; обаче едва в началото на 20 век се установи, че предаването на някои инфекциозни причинители става по въздух.
Бактериите са съставени от една клетка, която съдържа ДНК, може да съществува във вегетативна форма и като спори и да варира в размер от 0,2 µm до 1,5 µm. Вирусите са най-малките микроби (по-малки от бактериите), не са клетки, съдържат една или повече молекули ДНК или рибонуклеинова киселина (РНК) (съдържаща гените на вируса) и са заобиколени от протеинова обвивка. Гъбичките са примитивни организми, които могат да бъдат намерени във въздуха, почвата, по растенията и във водата. Някои видове гъбички причиняват заболявания при хората, напр. Aspergillus fumigatus, който може да причини аспергилоза - гъбична инфекция на дихателната система.
Предаването на инфекциозно заболяване зависи от концентрацията на инфекциозни частици във въздуха, които могат да се вдишат от човек. Учените са установили, че капчици с различни размери, изхвърлени във въздуха, когато инфектиран човек кашля или киха, образуват аеродинамични капкови ядра с диаметър 1-5 μm. Тези капкови ядра могат да съдържат инфекциозни частици и са достатъчно леки, за да останат във въздуха продължителни периоди от време. Човешкото тяло има йерархия на защитните сили за защита на дихателната система от болести. При изследвания на вдишването на частици е доказано, че горният дихателен път почти изцяло спира частици с размер над 10 μm и 80% от частиците с размер 5 μm. По-късно е установено, че частици с размери <5 μm се отлагат в белодробните алвеоли. Ако инфекциозни микробни аерозоли се вдишат в белодробните алвеоли, те могат да причинят респираторна инфекция. Също така е открито, че пациентите, инфектирани с туберкулоза, произвеждат капчици, съдържащи туберкулозни бацили, когато кашлят, кихат или говорят, които образуват капкови ядра. Експериментите с морски свинчета установяват, че едно капково ядро е способно да инициира белодробна туберкулоза при силно чувствителни гостоприемници. Това означава, че няма специфична прагова концентрация на въздуха, под която да не се извършва предаване.
След откритието си за предаване на болестта от инфекциозни капкови ядра, учените започват проучвания на методи за деактивиране на микроорганизмите. Първият експеримент е излагане на бактерии от въздуха на ултравиолетово бактерицидно облъчване при внимателно контролирани условия. Така бързо се установява (в рамките на минута) разрушаване на аерозолизиран бульон от B. сoli, когато е изложен на бактерицидно ултравиолетово облъчване. Тези изследвания са в основата на облъчването на въздуха за контрол на инфекцията.
UV-C облъчването или елиминира, или ограничава способността на организма да се възпроизвежда или възстановява. Пикът на бактерицидната ефективност е в UV-C близо до 265 nm. Бактерицидните лампи с ниско налягане произвеждат около 85% от излъчването си в UV-C (с дължина на вълната 253,7 nm), която е близка до пика на бактерицидна ефективност при 265 nm. Много форми на микроби са сериозно проучени в лабораториите, за да се определи дозата на UV-C, необходима за деактивиране на дадена фракция за всеки патоген. Често се съобщават данните за 99% смъртност (или деактивиране) и 1% оцеляване, което е за улесняване на сравненията.
Проучванията на жизнеспособността на микроорганизмите във въздуха и следователно потенциалната им инфекциозност установяват, че те са естествено засегнати от изсушаване; следователно, високите проценти на относителна влажност позволяват по-голяма жизнеспособност. Физичните агенти като кислород, озон и ултравиолетово лъчение и продуктите от реакцията, които произвеждат, намаляват жизнеспособността на микроорганизмите чрез физична и биологична модификация на липиди, протеини и нуклеинови киселини. Обичайният критерий за жизнеспособността на микробите е способността им да образуват колония.
Газоразрядните живачни лампи с ниско налягане, както и много HID живачни лампи, генерират слаба линия при 185 nm, както и силна линия при 253,7 nm в UV-C. 185 nm лъчение преобразува атмосферния кислород в озон. Бактерицидните лампи се предлагат в два типа. Лампите, генериращи озон, имат колби обикновено от кварц, който пропуска 185 nm. Безозоновите лампи имат колби, изработени от увиолево стъкло или кварц, легирани за блокиране на лъчение под 200 nm.
Времето за излагане на очите и кожата ограничава практическото използване на UVGI по време на обитаване на жизнените пространства от човека. Пределно допустимите стойности на прага (TLV) са препоръчани от Американската конференция на правителствените индустриални хигиенисти (ACGIH) и се съдържат в много насоки, стандарти и разпоредби. В момента се предприемат международни усилия за хармонизиране, за да се отчетат опасенията относно фотобиологичния потенциал на електрическите лампи. Това е възможно поради наскоро издадени препоръчани практики за количествено определяне на безопасното използване на светлинни източници. Границата на експозиция на ACGIH (TLV) за 253,7 nm UV е 6 mJ/cm2 за всеки 8 часа период. Това се равнява на 8 часа непрекъсната експозиция на очите при 0,002 W/m2 (0,2 μW/cm2). Инженерите по прилагане на UVGI използват това ниво на облъчване като максимален разрешен UV поток на нивото на очите (172,7 cm) на всяко място в помещението. Предполага се, че индивидът е непрекъснато изложен и с ориентация да получава този 0,002 W/m2 (0,2 µW/cm2) върху повърхността на очите. Това ръководство за проектиране и пускане в експлоатация води до много консервативни инсталации. В TUSS до момента не са описани автентични инциденти с фотоконюнктивит или кожен еритем.
Учените от TUSS сега използват 0,004 W/m2 (0,4 µW/cm2) на нивото на очите като техни критерии за проектиране. Те вземат предвид защитните сили на тялото: засенчване на горните клепачи и вежди, завъртане на главата и множество други фактори, които ограничават излагането на човешкото око на максималното UVGI облъчване. В HSPH се провеждат експерименти за тестване на различни мониторингови среди за определяне на моделите на излагане на UV в динамичен режим, за да се разбере кумулативната 8 h доза.
Тревогите за обществената безопасност и здравето предизвикват нов интерес за актуализиране на информацията за приложението на UVGI с проучвания за ефикасност, окончателно тестване за необходимата UV доза за убиване на инфекциозни микроорганизми, дозиметрия, лични UV монитори, стандартизирани методи за тестване на UVGI системи и компоненти (лампи, тела, баласти и др.) и разработване на насоки за проектиране и компютърни програми за приложение във високорискови случаи. Няколко комисии на CIE обработват входящата информация, която ще допринесе за тази група знания. В момента се работи за определяне на реалната ефективност на ултравиолетовите лъчи чрез епидемиологично проучване, което има за цел да разработи най-съвременния модел на UV дезинфекция на въздуха.
Нови предизвикателства стоят пред човечеството през 21 век, тъй като микробите продължават да развиват резистентност към антибиотици. Призракът на „дизайнерските“ микроби, които може да бъдат създадени за злонамерена употреба също съществува. Целта е да се издигне науката за UV технологиите до ново ниво на приложение.
UVC лампата е ефективна мярка за обеззаразяване на повърхности, които могат да бъдат замърсени от всички видове вируси чрез индуциране на фотодимери в геномите на микроорганизмите.
Има много видове тестове за коронавируси, включително коронавирусът на SARS, които са заключили, че те са силно податливи на ултравиолетово инактивиране.
Тази статия все още няма коментари