Wenn die Winterkälte zuschlägt, bleiben die Menschen häufiger in Innenräumen, was luftübertragenen Krankheitserregern – wie SARS-CoV-2 und Influenza – hervorragende Möglichkeiten zur Ausbreitung bietet. Keimtötende UV-Lampen (GUV) können helfen, die zirkulierende Luft zu desinfizieren, aber ihre UVC-Wellenlängen könnten auch luftgetragene Verbindungen in potenziell schädliche Substanzen umwandeln.
Jetzt melden sich Forscher Briefe zu Umweltwissenschaften und -technologie haben die durch UVC-Desinfektionslicht ausgelösten Reaktionen modelliert und festgestellt, dass es einen Kompromiss zwischen der Entfernung von Viren und der Erzeugung von Luftschadstoffen gibt.
Desinfizierende UVC-Lampensysteme, auch keimtötendes UV genannt, sind seit langem eine kostengünstige Möglichkeit, luftübertragene Krankheitserreger in Innenräumen schnell zu inaktivieren. Ein Design verwendet Lampen, die bei 254 nm leuchten, einer Wellenlänge, die für menschliche Haut und Augen schädlich ist, und erfordert, dass die Geräte in der Nähe der Decke oder in Lüftungskanälen montiert werden. Kürzlich wurde Licht bei 222 nm für die Ganzraumdesinfektion vorgeschlagen, da die Wellenlänge Berichten zufolge für den Menschen sicherer ist.
UVC-Licht kann jedoch viele Reaktionen auslösen. Beispielsweise ist bekannt, dass diese Art von Licht Moleküle in der Luft aufspaltet und starke Oxidationsmittel wie Hydroxylradikale und Ozon bildet. Dann können diese Oxidationsmittel bereits in der Luft befindliche flüchtige organische Verbindungen (VOCs) in Peroxide und Carbonylverbindungen umwandeln, die durch UVC-Licht weiter in organische Radikale zerlegt werden können.
Es ist bekannt, dass die starken Oxidationsmittel und organischen Radikale Sekundärreaktionen eingehen, um zusätzliche VOCs und Feinstaub zu erzeugen, von denen einige die Gesundheit der Menschen beeinträchtigen könnten. Aber die Konzentrationen von Verbindungen, die möglicherweise durch diese Sekundärreaktionen von GUV-Systemen erzeugt werden, waren nicht untersucht worden. Daher wollten Zhe Peng, Shelly Miller und Jose Jimenez Computermodelle verwenden, um die möglichen Auswirkungen zu bewerten, die die beiden Arten von UVC-Luftreinigungssystemen auf die Desinfektion und Luftqualität unter typischen Innenraumbedingungen haben könnten.
Mit Computersimulationen schätzten die Forscher die Entfernungsrate des SARS-CoV-2-Virus und die Menge an sekundären VOCs, die in drei Innenraumszenarien in Verbindung mit unterschiedlichen Raumlüftungsraten erzeugt würden. Erste Ergebnisse deuteten darauf hin, dass beide UVC-Wellenlängen das Infektionsrisiko durch SARS-CoV-2 im Vergleich zur alleinigen Beatmung deutlich senken würden.
Die Modelle prognostizierten auch, dass die Systeme Sekundärreaktionen mit VOCs auslösen würden, von denen erwartet wird, dass sie sich in der Raumluft befinden. Obwohl wahrscheinlich nur geringe Mengen an sekundären VOCs, Ozon und Feinstaub produziert würden, waren die geschätzten Werte nicht zu vernachlässigen.
Basierend auf den Ergebnissen empfiehlt das Team den Einsatz von GUV-Systemen in Umgebungen mit hohem Risiko einer Übertragung von Krankheitserregern in der Luft – solchen, in denen der Vorteil der Entfernung dieser Mikroben die Auswirkungen der hinzugefügten Luftschadstoffe überwiegt. Die Forscher weisen jedoch darauf hin, dass sich die Ergebnisse dieser Studie auf die für die Computermodelle gewählten Bedingungen beschränken, die an realen Orten anders sein könnten.
Mehr Informationen:
Zhe Peng et al, Modellbewertung der Sekundärchemie durch Desinfektion der Innenraumluft mit keimtötenden UV-Lampen, Briefe zu Umweltwissenschaften und -technologie (2022). DOI: 10.1021/acs.estlett.2c00599