Der Einsatz von ultravioletter keimtötender Strahlung (UVGI) zur Desinfektion von Innenräumen ist ein nachweislich wirksames Mittel, um verschiedene Krankheitserreger (einschließlich des Coronavirus SARS-CoV-2) zu deaktivieren. Es deaktiviert Bakterien und Viren, indem es sie mit UV-Lampen energiereicher UV-Strahlung aussetzt.
Da die COVID-19-Pandemie die Notwendigkeit erhöht hat, große Mengen sowohl der Luft als auch verschiedener Oberflächen zu desinfizieren, haben unter anderem Krankenhäuser in letzter Zeit den Einsatz von UVGI-Desinfektionsrobotern verstärkt. Die Methode kann jedoch bisher unerforschte indirekte nachteilige Auswirkungen auf den Menschen haben. Diese Effekte beziehen sich auf eine reduzierte Raumluftqualität, die durch die verwendete UV-Strahlung verursacht wird.
„Unseres Wissens haben wir die erste experimentelle Studie zu den Auswirkungen von UVGI-Geräten auf die Luftqualität in Innenräumen durchgeführt“, sagt Doktorand Frans Graeffe vom Institut für Atmosphären- und Erdsystemforschung (INAR) der Universität Helsinki.
„Wir haben uns auf die Auswirkungen von UVGI-Desinfektionsrobotern auf die Raumluftqualität konzentriert, um die potenziellen negativen Auswirkungen besser zu verstehen.“
Das Einschalten von UV-Lampen zur Desinfektion erhöhte die Konzentration von Gasen und kleinen Partikeln erheblich
Die UV-Strahlung der Sonne ermöglicht die meisten chemischen Reaktionen in der Atmosphäre, einschließlich der Bildung von Oxidationsmitteln wie Ozon (O3) und dem Hydroxylradikal (OH). Indem UV-Strahlung in Form von UVGI-Desinfektionsrobotern in den Innenraum gebracht wird, können Außenreaktionen in Innenräumen stattfinden. Strahlungsbedingte Reaktionen können eine Reihe von Gasen und kleinen Partikeln bilden, die beim Einatmen gesundheitsschädlich sind. Hohe Partikelkonzentrationen wurden mit mehreren Krankheiten (z. B. Atemwegserkrankungen) in Verbindung gebracht.
„Wir brachten ein UVGI-Gerät, das in Krankenhäusern verwendet wird, in das Labor für Aerosolphysik der Universität Helsinki, wo wir mithilfe von Spektrometern und anderen modernen Messgeräten die Konzentration, Größe und chemische Zusammensetzung der gebildeten Gase und kleinen Partikel messen konnten.“ sagt Graeffe.
„Unsere Messungen zeigen deutlich, dass jedes Mal, wenn die UV-Lampen eingeschaltet wurden, als die Desinfektion eingeleitet wurde, die Menge sowohl der Gase als auch der kleinen Partikel erheblich zunahm.“
Obwohl sowohl die Partikel- als auch die Gaskonzentrationen beispielsweise durch Belüftung abzunehmen begannen, kehrten die Konzentrationen nach dem Abschalten der UV-Lampen erst nach 30 bis 40 Minuten wieder auf ihre ursprünglichen Werte zurück.
„Nach der Desinfektion des Raumes sollte man mit dem Betreten besser noch etwas warten oder mit Schutzausrüstung, etwa einer ausreichend wirksamen Atemschutzmaske, eintreten“, sagt Graeffe.
Aufgrund der Komplexität der durch UV-Lampen verursachten Bildung von Gasen und kleinen Partikeln können die Ergebnisse nicht direkt auf andere Umgebungen übertragen werden. Die Wirkung verschiedener UVGI-Geräte auf die Luftqualität hängt mindestens von der Intensität, Dauer und Wellenlänge der vom Gerät abgegebenen UV-Strahlung sowie der Größe, Belüftung und Luftqualität des zu desinfizierenden Raums ab.
Eine ähnliche UVGI-Lösung wird nun auch vermehrt im privaten und öffentlichen Raum eingesetzt. Auch wenn die Strahlung in solchen Fällen weniger intensiv ist als die des getesteten Geräts, hält die Bestrahlung länger an.
Basierend auf den Ergebnissen müssen die Auswirkungen auf die Luftqualität weiter untersucht werden, bevor sich der Einsatz solcher Geräte verbreitet, um zu verstehen, wie sich verschiedene UVGI-Geräte auf die Raumluftqualität auswirken und wie ihre Vorteile (Virenbekämpfung) mit ihren nachteiligen Auswirkungen verglichen werden ( Verschlechterung der Luftqualität).
Die Forschung wird in der Zeitschrift veröffentlicht Briefe zu Umweltwissenschaften und -technologie.
Mehr Informationen:
Frans Graeffe et al, Unerwünschte Auswirkungen auf die Raumluftqualität durch die Verwendung von UV-C-Lampen zur Desinfektion, Briefe zu Umweltwissenschaften und -technologie (2023). DOI: 10.1021/acs.estlett.2c00807