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    新冠病毒防控與健康照明的思考

    2020-02-13    來源:浙江智慧健康照明研究中心 牟同升,葛蕾

    一場突如其來的新型冠狀病毒給我們的生活帶來巨大的沖擊。不管是在經濟上還是社會生活上,我們都不容小覷新冠肺炎所帶來的影響。最近全國上下、每個人都采取了各種防控措施,來對付這種看不到又具有極強傳染性的病毒。“光”是具有特定能量的電磁波,在地球大氣層下波長200nm以上的紫外線、可以見和紅外線都可以自由傳播。本文針對新冠病毒的防控,從健康照明的角度介紹紫外線消毒及其應用中需要注意的問題。

    新型冠狀病毒

    首先了解一下冠狀病毒的生理結構。冠狀病毒(Coronaviridae, 簡稱CoV),因為外形呈球狀,邊緣具有巨大的顆粒狀的突起,類似花瓣狀的刺突,故而得其名。

    對于冠狀病毒所帶給人類的感染,我們并不陌生,前有2003年所爆發的“嚴重(或重癥)急性呼吸綜合征”(SARS),2012年爆發的中東呼吸綜合癥冠狀病毒(MERS),以及中國武漢爆發的2019新型冠狀病毒(2019-nCoV)感染的肺炎簡稱“新冠肺炎”(NCP)。

    2019-nCoV基因序列顯示最接近的是浙江舟山蝙蝠類SARS冠狀病毒。生命科學學院的陳嘉源,東部戰區總醫院的施勁松以及英國諾丁漢特倫特大學的丘棟安等(2020)發現武漢2019新型冠狀病毒源自中華菊頭蝠(Rhinolophus sinicus)。

    學術界對中間傳播宿主眾說紛紜,部分學者認為這種冠狀病毒的跨物種傳播途徑由蝙蝠-果子貍-人。這是因為果子貍這種珍貴的野生動物愛吃菊頭蝠,而人類又吃了果子貍導致染病。不過,華南農業大學教授沈永義、肖立華的最新研究鎖定穿山甲為新冠肺炎的潛在中間宿主。

     

    紫外線對細菌和病毒的影響

    眾所周知,紫外線廣泛應用于個人健康和家庭衛生領域。例如廚具碗筷消毒、水杯奶瓶消毒、空氣凈化除菌、滅殺螨蟲蚊蟲等方面獨占鰲頭。不過紫外光真的能夠作于殺滅細菌病毒,尤其是最近肆虐的新冠病毒嗎?

    大量的研究指出,紫外線在適宜的波段以及有效的輻照時間和強度下可以殺滅各種病原微生物。

    紫外光通常分為三個波段:A波段UVA(315nm-400nm);B波段UVB(280nm-315nm);C波段UVC(200nm-280nm)。其中UVC波段又稱深紫外波段,其波長最短且能量最高,可以在短時間內破壞細胞的分子結構,但是由于我們地球大氣層中的臭氧能夠過濾吸收大部分該波段紫外光,所以我們需要額外的人工手段利用UVC紫外光發揮其作用。

    病毒沒有細胞核,它僅僅是包著依靠DNA或者RNA作為遺傳物質的一層蛋白質的殼。但一旦進入人體內,就會“劫持”我們健康的細胞獲得復制病毒的超能力。而紫外線,尤其是具有較高的光子能量的UVC紫外線,可以破壞各種病毒和細菌的DNA和RNA結構,阻止其繁殖實現高效的殺菌效果。

    UVC紫外線被細菌和病毒中的蛋白質及核酸所吸收,使其蛋白質收到影響從而失去活性并導致細菌和病毒的死亡。而2019新型冠狀病毒是通過RNA復制的,所以無論是UVC紫外線燈,還是臭氧紫外線燈(主要波段為185nm),都可以有效地消滅細菌。

          不過值得注意的是,大量研究也表明紫外線殺菌、消毒的效果與細菌和病毒吸收光子劑量有關,即與紫外線輻照強度和照射時間有關【2】。這意味著,在足夠的輻照強度和照射時間下,病毒、細菌不會復活,但是紫外劑量不足時,許多失去活性的病毒細菌可以修復自身被破壞的結構。下圖所示的紫外線光譜功率密度計可以對各種環境中的有效紫外線進行精確檢測。

    測量紫外線消毒劑量用的光譜功率密度計【浙大三色】

    紫外線殺菌、消毒是一種非接觸、全空間的殺滅方式,與酒精、雙氧水等相比不僅不會殘留在擦洗的表面,對光線所輻射空氣、任何形狀表面的細菌和病毒都有很好的效果,尤其針對最近醫學專家談及的新冠病毒通過空氣中的氣溶膠傳播,可以達到非常好的阻斷效果。圖為醫院CT室機房紫外消毒時,有醫生將口罩也利用紫外線消毒,以便重復利用。

    利用紫外線消毒口罩(圖源:浙江衛生攝影聯盟)

    在人居環境使用紫外線殺菌、消毒應該注意光輻射安全。高光子能量的紫外線不僅對細菌、病毒有殺滅作用,對我們人體裸露的皮膚細胞也有損傷,尤其人眼的角膜、結膜等比較敏感。世界衛生組織組織WHO認可的國際非電離輻射防護委員會制定了相應的人體健康安全閾值,國際電工委員會IECTC76和我們國家的標準化技術委員會SAC TC284也制定了相關的產品安全使用標準。但是目前上述標準、規則還沒有在我們生活中強制執行、應用。所以在我們家庭和醫院環境中使用紫外線殺菌、消毒過程,只能在無人時使人,即使用紫外線對空氣、環境進行殺菌和消毒時,人員都必須離開紫外線照射的區域,即使短時間進入也應該避免人眼去直視光源。

    綜上所述,2019新型冠狀病毒是通過RNA復制的,所以無論是UVC紫外線燈,還是臭氧紫外線燈,都可以有效地消滅它。但是,紫外線的波長和輻射劑量非常重要,需要在足夠的紫外線輻照時間和強度才可以殺滅各種病原微生物。此外,利用紫外光殺菌消毒時,還需要避免與光輻射對人體的直接輻射,尤其是眼睛。

    參考資料:

    1、陳嘉源, 施勁松, 丘棟安等. 武漢2019冠狀病毒基因組的生物信息學分析. 2020,01.

    2、何彩鳳, 劉曉華. 紫外線空氣消毒存在的問題及對策. 2010, 27(2): 233-235.

    3、王承忠, 戚正武. SAR病毒及相關冠狀病毒的生物學特征. 生物化學與生物物理學報. 2003, 35(6): 495-502.

    4、熊鴻燕. 紫外線對血液制品中病毒滅活的研究進展. 中國消毒學雜志. 1997, 14(3): 160-164.

    5、Cyranoski, D (2020) Did pangolinsspread the China coronavirus to people? Nature. Available at:https://www.nature.com/articles/d41586-020-00364-2

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