자외선은 대유행 기간 동안 실내 공간을 더 안전하게 만들 수 있습니다

콜로라도 볼더 대학교 환경 공학 교수 및 지속 가능한 개발 분야 Mortenson 교수

Karl Linden은 UV 연구를 위해 국립과학재단(National Science Foundation)으로부터 자금 지원을 받습니다. 그는 국제 UV 협회(IUVA)에 소속되어 있습니다.

콜로라도 대학교는 The Conversation US의 회원으로서 자금을 제공합니다.

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자외선은 소독제로서 오랜 역사를 갖고 있으며, 코로나19를 유발하는 SARS-CoV-2 바이러스는 자외선에 의해 쉽게 무해해집니다. 문제는 사람들이 실내에서 일하고 공부하고 쇼핑할 때 바이러스 확산을 막고 인간의 건강을 보호하기 위해 자외선을 가장 잘 활용하는 방법입니다.

바이러스는 여러 가지 방법으로 퍼집니다. 주요 전파 경로는 감염된 사람이 숨을 쉬거나 말하거나 노래를 부르거나 기침할 때 나오는 에어로졸과 비말을 통한 사람 간 접촉입니다. 감염된 사람에 의해 오염된 표면을 만진 직후 얼굴을 만질 때도 바이러스가 전염될 수 있습니다. 이는 의료 환경, 사람들이 카운터와 상품을 자주 만지는 소매 공간, 버스, 기차, 비행기에서 특히 우려됩니다.

UV 광선을 연구하는 환경 엔지니어로서 저는 UV를 사용하면 두 경로를 통한 전파 위험을 줄일 수 있다는 사실을 관찰했습니다. UV 조명은 표면을 소독하는 로봇식 또는 인간 제어식 이동식 기계의 구성 요소가 될 수 있습니다. 또한 난방, 환기 및 공조 시스템에 통합되거나 공기 흐름 내에 위치하여 실내 공기를 소독할 수도 있습니다. 그러나 사람들이 실내 공간에 들어갈 때 소독하기 위한 UV 포털은 효과가 없을 가능성이 높으며 잠재적으로 위험할 수 있습니다.

전파, 가시광선, X선을 포함하는 전자기 방사선은 나노미터 또는 100만분의 1밀리미터 단위로 측정됩니다. UV 조사는 100~400나노미터 사이의 파장으로 구성되며, 이는 가시광선 스펙트럼의 보라색 부분 바로 너머에 있으며 사람의 눈에는 보이지 않습니다. UV는 UV-A, UV-B, UV-C 영역으로 나누어지며 각각 315~400나노미터, 280~315나노미터, 200~280나노미터입니다.

대기의 오존층은 300나노미터 미만의 UV 파장을 걸러내는데, 이는 UV-C가 지구 표면에 도달하기 전에 태양으로부터 차단합니다. 저는 UV-A를 일광화상 범위로, UV-B를 일광 연소 범위로 생각합니다. 충분한 양의 UV-B는 피부 병변과 피부암을 유발할 수 있습니다.

UV-C에는 병원균을 죽이는 데 가장 효과적인 파장이 포함되어 있습니다. UV-C는 눈과 피부에도 위험합니다. 소독용으로 설계된 인공 UV 광원은 UV-C 범위 또는 UV-C를 포함하는 광범위한 스펙트럼 내의 빛을 방출합니다.

200~300나노미터 사이의 UV 광자는 DNA와 RNA를 구성하는 핵산에 상당히 효율적으로 흡수되며, 240나노미터 미만의 광자도 단백질에 잘 흡수됩니다. 이러한 필수 생체분자는 흡수된 에너지에 의해 손상되어 바이러스 입자나 미생물 내부의 유전 물질이 복제할 수 없게 되거나 감염을 유발하여 병원체를 비활성화시킵니다.

일반적으로 병원균을 비활성화하려면 이 살균 범위에서 매우 낮은 양의 UV 광선이 필요합니다. UV 선량은 광원의 강도와 노출 기간에 따라 결정됩니다. 주어진 필수 선량에 대해 더 높은 강도의 소스에는 더 짧은 노출 시간이 필요한 반면, 더 낮은 강도의 소스에는 더 긴 노출 시간이 필요합니다.

UV 소독 장치 시장이 확립되어 있습니다. 병원에서는 병실, 수술실 및 박테리아 감염이 퍼질 수 있는 기타 구역을 소독하기 위해 수년 동안 UV-C 빛을 방출하는 로봇을 사용해 왔습니다. Tru-D와 Xenex를 포함한 이 로봇은 환자 사이의 빈 병실에 들어가서 원격으로 고출력 UV 조사를 방출하여 표면을 소독합니다. UV 광선은 특수 UV 노출 상자에서 의료 기기를 소독하는 데에도 사용됩니다.

UV는 버스, 기차, 비행기 소독에 사용되거나 테스트되고 있습니다. 사용 후에는 차량이나 비행기에 장착되도록 설계된 UV 로봇이나 인간이 제어하는 ​​기계가 통과하여 빛이 도달할 수 있는 표면을 소독합니다. 기업들은 창고와 소매 공간을 소독하는 기술도 고려하고 있다.