Prečo práve UV-C technológia?
V súčasnej dobe, keď na celom svete zúri pandémia koronavírusu je ľudský život, bezpečnosť a starostlivosť o zdravie človeka na popredných priečkach každého z nás. Je preto potrebné si uvedomiť, že aktuálna situácia nás vyzýva dbať o naše zdravie ešte na vyššej úrovni, ako sme na to boli doteraz zvyknutí. Vyhľadávame možnosti, moderné technické výdobytky od ktorých očakávame, že nás dokážu efektívne chrániť, nie len do konca pandémie koronavírusu, ale aj v budúcnosti. Ako sa vraví, všetko zlé je niečo dobré a súčasná doba nám okrem možnosti prehodnotenia našich životných priorít prináša aj dopyt po technológiách, ktoré dokážu chrániť naše zdravie efektívne, bezpečne a spoľahlivo.
V súčasnosti je pojem dezinfekcie UV-C technológiou úplne nový pre drvivú väčšinu z nás. Je možné, že u mnohých ľudí vzbudzuje nedôveru, až negatívne postoje už len z dôvodu, že pojem dezinfekcia sa v našom slovníku vyskytuje častejšie ako ochorenie COVID-19. Tí z nás, ktorí mali možnosť byť v kontakte so zariadeniami pracujúcimi na báze UV-C žiarenia by o ich použití a funkcií vedeli diskutovať predovšetkým z pohľadu ich praktického využitia.
Má ultrafialové žiarenie dokázateľne biologické účinky na živé organizmy?
Práve na takúto otázku hľadajú odpoveď mnohí z nás, ktorí sa rozhodujú pre investíciu do tohto spôsobu dezinfekcie. Na to aby sme mohli jednoznačne a zároveň odborne na túto otázku nájsť odpoveď je nutné sa opierať o odbornú literatúru.
Žiarenia s rôznymi vlnovými dĺžkami ako je kozmické, röntgenové, ultrafialové, až po infračervené lúče a rádiové vlny majú rôzne biologické účinky na mikroorganizmy. [1]
| Biologický účinok UV žiarenia | Vlnová dĺžka žiarenia [nm] | Spektrá UV žiarenia |
|---|---|---|
| Baktericídne | 200 - 280 (Max. 260) | UV-C (krátkovlné) od 100 do 280 nm |
| Antirachitické | 249 - 313 | |
| Erytémogénne | 280 - 315 | UV-B (strednovlnné) |
| Pigmentačné | 315 - 400 | UV-A (slhovlnné) |
Tab. 1 Biologické účinky ultrafialového žiarenia
Zdroj: vlastné spracovanie podľa [1]
Z vyššie uvedeného zdroja vyplýva, že už takmer tridsať rokov je známy a definovaný vplyv ultrafialového žiarenia na mikroorganizmy aplikovateľný na medicínske, ale aj preventívne účely.
Pre jednoznačnú predstavu a orientáciu v akom spektre žiarenia sa práve nachádzame by nám mal pomôcť Obr. 1. Ak sa naň len na malú chvíľku zadívame je nám zrejmé, že ultrafialové žiarenie sa nachádza pod hranicou žiarenia viditeľného voľným okom. V tomto prípade môžeme tvrdiť, že baktericídny biologický účinok má spektrum ultrafialového UV-C žiarenia, ktoré je ľudským okom neviditeľné.
Obr. 1 Druhy žiarenia v závislosti na jeho vlnovej dĺžke
Vyhláška Ministerstva zdravotníctva Slovenskej republiky č. 553/2007 Z.z., ktorá ustanovuje podrobnosti o požiadavkách na prevádzku zdravotníckych zariadení z hľadiska ochrany zdravia jasne definuje pojem dezinfekcia. „Dezinfekcia je zneškodnenie choroboplodných mikroorganizmov pomocou chemických, fyzikálnych alebo kombinovaných postupov, ktoré prerušia prenos nákazy od prameňa pôvodcu nákazy k vnímavému jednotlivcovi. Pri dezinfekcii sa vychádza zo znalosti ciest a mechanizmu prenosu nákazy, možnosti ovplyvnenia účinnosti dezinfekcie faktormi vonkajšieho prostredia a odolnosti mikroorganizmov.“ [2]
Do radu fyzikálnej dezinfekcie pritom táto vyhláška zaradzuje ultrafialové žiarenie vlnovej dĺžky od 253,7 po 264 nm. [2]
Prehľadné spracovanie vyhlášky ministerstva zdravotníctva Slovenskej republiky č. 553/2007 Z.z., môžete nájsť aj tu.
Ak sa opäť pozrieme na Obr. 1 je nám zrejme, že sa jedná o veľmi úzke spektrum ultrafialového žiarenia, ktoré má jednoducho povedané dezinfekčný účinok. V odborných literatúrach a článkoch sa však môžeme stretnúť predovšetkým s pojmom germicídny účinok v preklade do anglického jazyka -germicidal action.
Význam slov so slovotvorným základom „germicíd“ môžete nájsť prehľadné spracované napríklad tu.
Prečo UV-C žiarenie s vlnovou dĺžkou od 253,7 nm po 264 nm?
Jedným z možných vysvetlení by mohol byť vzťah pre výpočet energie fotónov.
E=h*f = h*(c/ λ)
(Rovnica 1)
V tomto prípade by bolo potrebné všetky veličiny a konštanty definovať, uviesť ich jednotky v sústave SI, aby sme dokázali dôjsť k správnym výsledkom. V prípade výberu tejto cesty by sme sa zoberali pojmami ako Plancková konštanta, rýchlosť svetla vo vákuu až po definíciu fyzikálnej jednotky energie Elektrovolt (značka eV). V závere výpočtu by sme po dosadení vlnových dĺžok 253,7 nm a 264 nm dokázali vypočítať, akou energiou disponujú tieto ultrafialové žiarenia. Ak by sme výpočtové energetické hodnoty porovnali s odbornou literatúrou dozvedeli by sme sa, že práve takéto hodnoty energie žiarenia spôsobujú porušenie chemických väzieb v molekule DNA. [3]
Dospeli sme však k názoru, že pre bežného človeka, ktorý sa na začiatok snaží zorientovať v mori informácií je tento spôsob nesprávny. Zvolili sme radšej spôsob zrozumiteľnejšej výpovednej hodnoty, ktorá vecnejšie, ale pri tom odborne dokazuje, že UV-C žiarenie o vlnovej dĺžke 253,7 až 260 nm má prakticky najefektívnejší germicídny účinok.
Graf 1 Germicídne účinné spektrum žiarenia
Zdroj: vlastné spracovanie podľa [4]
Graf 1 popisuje efektivitu žiarenia na DNA a baktériu E. coli vzhľadom k jeho meniacej sa vlnovej dĺžke. Je tak zrejmé, že maximálny germicídny účinok na DNA a baktériu E. coli má UV-C žiarenie o vlnovej dĺžke cca 264 nm s výrazne klesajúcim účinkom smerom k vyšším hodnotám vlnovej dĺžky žiarenia (doprava). Nízkotlakové germicídne zdroje UV-C žiarenia popredných výrobcov, ako sú napríklad PHILIPS (ale aj iných) emitujú žiarenie o vlnových dĺžkach v oblasti okolo 254 nm, kde je relatívny germicídny účinok na DNA približne 85 %. Na baktériu E-coli má žiarenie o tej istej vlnovej dĺžke účinnosť približne 65%. Účinná odolnosť jednotlivých mikroorganizmov voči ultrafialovému žiareniu sa však líši vzhľadom na ich stavbu, ale aj prostredie, v ktorom sa nachádzajú. Tieto javy majú samozrejme nezanedbateľný vplyv na radiačnú dávku potrebnú na zničenie daného mikroorganizmu. [4]
Podľa nášho názoru práve takéto štúdie a odborné práce nám dodávajú jednoznačný dôkaz o germicídnom účinku dostupných zdrojov UV-C žiarenia, ako aj o zariadeniach vzhľadom k aktuálnej technickej vyspelosti ľudstva. V závere tohto článku, môžeme jednoznačne preukázať, že UV-C žiarenie má jednoznačný germicídny účinok na živé mikroorganizmy. Preto sú germicídne žiariče efektívnymi nástrojmi na dezinfekciu.
Zoznam bibliografických odkazov:
[1] VRÁNA, V. 1992. Vlastni některých zdrojů ultrafialového záření z hlediska jejich využití pro léčebné, připadne preventivní účely, Československá hygiena, 1992
[2] Vyhláška MZ SR č. 553/2007 Z.z.
[3] FREMUTH, F. 1981. Účinky záření a chemických látek na buňky a organismus, Praha: SPN, 1. vydanie
[4] KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N. V.2006. Ultraviolet purification application information, Roosendaal 322 653 61801
