Ultraviyole C ile Dezenfeksiyon

UV-C Işınım yayan teknoloji uygulamaları ile Hayata dair her alanda bulunan havalandırma sistemlerinde dezenfeksiyon sağlanabilmektedir.

Bu yöntem ile, havadaki insan sağlığını tehdit eden mikroorganizmaların sayısını azaltarak hava yolu ile bulaşan hastalıkların yayılımını engellemek mümkündür.

UV-C ile dezenfeksiyonda;  uygulanan radyasyonun yoğunluğu ve süresi (dozu), ortamın bağıl nem oranı ve radyasyonun dalga boyu etkilidir. Ayrıca, UV-C lambalarının seçim ve hesaplamalarında hedeflenen virüs, bakteri, çalışma, ortam sıcaklığı, hava hızı, ışınların yüzeylerden yansıma oranı lambaların yerleşimi gibi bir çok faktör göz önünde bulundurulmalıdır.

 

Biz Ne Yapıyoruz?

  • Mevcut veya yeni planlanan havalandırma sisteminin detaylı analizlerini yapıyoruz.
  • Sistemde bulunan tüm cihazların (klimalar, klima santralleri vs.) teknik özellikleri (debi, hava hızı, hava sıcaklığı, hava basıncı, serpantin yüzey alanı, kapasite vs) baz alarak, yüksek nitelikli mühendislik yazılımları ile dezenfeksiyon için gerekli olan UVC lamba kapasitesi, adet, teknik özellikleri ve konumları hesaplıyoruz.
  • Yaptığımız hesabın sahada uygulanabilirliğini kontrol ediyoruz.
  • Serpantin yüzeyinin ve havanın dezenfeksiyonu için gerekli olan en uygun bölgelerde uygulama yapıyor ve dezenfeksiyon işleminin gerçekleşmesini sağlıyoruz.
  • Yapılan dezenfeksiyon sayesinde serpantin yüzeyinde biofilm oluşumu tamamen ortadan kalkıyor, virüs ve bakterilerin tutunması ve çoğalması sürdürülebilir şekilde %99’a varan oranlarda engellenmiş oluyor.

Ultaviyole Işınım Nedir?

Ultraviyole (UV) ışınımı, görünür ışıktan (400-700 nm) daha kısa, x-ışınlarından (<100 nm) daha uzun bir dalga boyuna (100-400 nm) sahip elektromanyetik ışınlamadır. UV ışınlaması vakum UV (100-200 nm), UV-C (200-280 nm), UV-B (280-315 nm) ve UV-A (315-400 nm) dahil dört ayrı spektral alana bölünmüştür.

Şekil 1: Ultraviyole Işınım Spektrumu

UV Işınımı Güneşten dünyaya gelen elektromanyetik ışık spektrumunun bir parçasıdır ve UV spektrum aralıklarının canlılar üzerinde farklı boyutlarda zararlı etkileri bulunmaktadır. Dünyanın yüzeyine ulaşan radyasyonun yüzde 95’ini oluşturan UV-A ışınları, kırışıklıklara, güneş lekelerine ve diğer erken yaşlanmaya neden olur. Ayrıca cilt kanserine güçlü bir şekilde bağlıdırlar. Bu ışınım türü, genelde bronzlaşma ünitelerinde kullanılır. Cildin üst tabakasını etkileyen UV-B ışınları cilt kanserine ve çoğu güneş yanığına neden olur. 15 dakikadan az bir sürede korunmasız bir cildin en üst katmanını yakar. UV-C ışınları ise ozon tabakası ile absorbe edildiği için yeryüzüne hiç ulaşmamaktadır ve oldukça zararlıdır.

UV-C radyasyonunun mikrop öldürücü olduğu bilinmekte, lokalize enfeksiyonların önlenmesi ve tedavilerde kullanımı için hayvan üzerinde ve klinik çalışmalar devam etmektedir. UV-C inaktivasyonu, mikroorganizmalarda hücrenin çekirdeğindeki genetik materyale veya virüs içerisindeki nükleik asitlere zarar vermektir. Mikroorganizmaların DNA ve RNA’sına UV ışık kaynaklı hasar vererek yaşayabilirliğini önleyen bir kusur üretir. 250-270nm dalga boyu aralığında UV-C spektrumu, mikroorganizmalar için en ölümcül dalga boyu aralığıdır.

[*] Tianhong DaiMark S VrahasClinton K MurrayMichael R Hamblin, “Ultraviolet C irradiation: an alternative antimicrobial approach to localized infections?”, Expert Rev Anti Infect Ther., 2012 Feb; 10(2): 185–195., doi: 10.1586/eri.11.166.

[**] “Cancer CARE: The Difference Between UVA, UVB, and UVC Rays”, Reviewed by UPMC Hillman Cancer Center, July 30, 2014.

UV-C Radyasyonu COVİD-19 Virüsünü Öldürür mü?

COVID-19, dünya çapında salgınlara neden olan betacoronavirüs ailesinden SARS-CoV-2 virüsünün neden olduğu solunum hastalığıdır. COVID-19 virüsü ile ilgili en büyük sorun yüksek sekonderde enfeksiyon oranı, SARS veya MERS virüslerine göre daha hızlı yayılımı ve ölüm oranıdır. Dünya Sağlık Örgütü (WHO), 2003 yılında salgın yaşanan SARS virüsü ile COVID-19 virüsünün genetik kuzenler olduğunu bildirmektedir. Bu virüs RNA adı verilen ve  kabuklarından çıkıntı yapan proteinler içeren tek bir genetik materyale sahiptir.

İyi haber, Ultraviyole ışık (UV-C) antibiyotiğe dirençli zararlı patojenik bakteri ve virüslerin geniş bir spektrumunu inaktivasyonunda etkili bir yoldur.

Ultraviyole ışığın yüzlerce laboratuvar çalışmasında virüsleri, bakterileri ve mantarları yok edebildiği gösterilmektedir. Bakteriler bağımsızdır, hücre duvarlarına sahiptir ve kendi başlarına hayatta kalabilir ve çoğalabilirler. Virüsler ise çıplak veya kapsüllenmiş olabilen ve çoğalması için bir konakçı gerektiren DNA molekülleridir. Antibiyotiklerle tedavi edilemezler ve aşı gerektirirler.

UV radyasyonu, mikroorganizmaların DNA’larının bozulması yoluyla SARS-CoV-2 virüsü ile bulaşan yüzeylerin dezenfekte edilmesi için etkili bir önlem olabilir. SARS-CoV-2 virüsü, ultraviyole duyarlılığı için henüz özel olarak test edilmemiştir, ancak SARS koronavirüsü de dahil olmak üzere ilgili koronavirüsler üzerindeki diğer birçok test ile ultraviyole inaktivasyonuna oldukça duyarlı oldukları sonucuna varılmıştır.

[*] Wladyslaw J. Kowalski, Thomas J. Walsh, Vidmantas Petraitis, “2020 COVID-19 Coronavirus Ultraviolet Susceptibility”, March 2020,DOI: 10.13140/RG.2.2.22803.22566.

UV-C Radyasyon Uygulama Dozu Ne Olmalıdır?

UV-C cihazlarında, bir floresan olarak bilinen alçak basınçlı civa buharlı lambalar deşarj edilerek lüminesans yöntemi ile radyasyon yayınımı yapılabilmektedir. Bu lamba tüplerinin iç yüzeyleri flüoresan malzeme ile kaplanmadığında 254nm’de ışınım sağlanmaktadır. Bu lambalarla 20 J/mile 200 J/m2 arasındaki dozlarda radyasyon enerjisi elde edilebilmektedir. Cihaz, diğer flüoresan ışık fikstürlerine benzer balastlar, kablolar ve kontrolörlerle kullanılır.

Mikroorganizmaların UV-C radyasyonlar ile etkisiz hale getirilmesinde; Mikroorganizmanın çeşidi ve yapısal özellikleri, Uygulanan radyasyonun yoğunluğu ve süresi (dozu), Ortamın bağıl nem oranı, Radyasyonun dalga boyu etkili olmaktadır.

 

Bakteri ve virüs çeşidine bağlı olarak ayrıca yüzey ve ortam şartlarına göre, mikroorganizmanın etkisiz hale getirilmesi için gerekli radyasyon miktarı farklılık göstermektedir. UV Radyasyonunun dozu (mJ/cm2) radyasyon yoğunluğu (mW/cm2) ve uygulama süresinin (sn) çarpımı ile hesaplanmaktadır.

Bir yüzeyi dezenfekte etmek için kullanılan UV-C ışınımı, örneğin 2cm sabit bir mesafede 10mJ/cm2 düzeyinde verilmelidir.  UV ışınımın zamana göre hesaplandığında düz yüzeylerde maruz kalma süresi en az 40 mJ/cm2 olmalıdır. Dolayısıyla, hedef yüzeydeki ışınım 10 mJ/cm2 ise, maruz kalma süresinin 4 saniye olması anlamına gelir.

COVID-19 virüsü (SARS-CoV-2) çok yeni olduğu için, bilim topluluğunun henüz belirli bir deaktivasyon dozu yoktur. Bununla birlikte, aynı SARS virüsü ailesindeki karşılaştırılabilir virüsler için 254nm dalga boyunda doğrudan UVC ışığı kullanılarak 10-20 mJ/cm2 dozaj değerlerinin olduğu bilinmektedir. Kontrollü dozaj uygulanarak laboratuar koşullarında test edildiğinde % 99.9 dezenfeksiyon sağlanmaktadır.

[*] Sermin Onaygil, Covid-19 Döneminde UV-C Lambalar, Sektörüm Akıllı İşler Dergisi, 29 Haziran 2020.

[**] “UV Disinfection for Covid-19”, The International Ultraviolet Association (IUVA), https://iuva.org.

Ortam Havalandırmasında Neden Dezenfeksiyon Gereklidir?

Burnunuza, ağzınıza veya gözlerinize dokunmak, virüsün yanlışlıkla sisteminize girmesine izin vermenin bir başka kesin yoludur. Avustralya’daki bir araştırmada 26 üniversite öğrencisini izleyerek saatte yaklaşık 23 kez yüzlerine dokunduklarını keşfettiler. Çoğu insan bu ortak alışkanlığı düşünmeden günde ortalama 386 kez tekrarlamaktadır. Bir araştırma şirketi tarafından yapılan başka bir çalışmada ise, 94 kişilik bir grupta, ortalama bir kişinin telefonuna günde 2.600 kez dokunduğunu tespit edilmiştir. Birisi öksürdüğünde veya hapşırdığında yeni koronavirüsü telefon ekranından almanın ne kadar kolay olacağını hayal etmek çok da zor değil.

Enfeksiyon bulaşmalarının çoğunun öksürme ve hapşırmadan kaynaklanan damlacık yoluyla ve kişiyle doğrudan temas veya çeşitli yüzeylerle temas yoluyla bulaşmakta olduğu bilinmektedir. Ayrıca, ilgili betacoronavirüs SARS, MERS gibi bilinen koronavirüs türleri gibi havada da asılı kalabildiğine inanılmaktadır. Araştırma yapan immünologlar, koronavirüslerin sıvalı duvarlarda ve laminant malzemede 36 saat, plastik ve paslanmaz çelikte 72 saat ve camda 96 saat yaşayabildiğini göstermektedir.

ASHRAE (Amerikan Isıtma ve Havalandırma Mühendisleri Komisyonu) İç Hava Kalitesi Kılavuzu’nda kapsanan teknikleri kullanarak havadaki bulaşıcı hastalıkların azaltılması için minimum gereksinimlerin ötesine geçerek ek önlemlerin alınması gerektiğini tavsiye etmektedir. Küçük parçacıklar belirli bir süre havada da asılı kaldığından, havayı hareket ettiren HVAC (Havalandırma) sistemlerinin tasarımı ve çalışmasında hastalığın bulaşmasını çeşitli şekillerde etkileyebilmektedir. ASHRAE, hastalık bulaşmasına yönelik; seyreltme havalandırması, laminer ve diğer oda içi akış rejimleri, diferansiyel oda basıncı, kişiselleştirilmiş havalandırma, kaynak yakalama havalandırması, filtrasyon (merkezi veya üniter) ve UVGI (üst oda, ve hava akımında) gibi ilgi çekici stratejileri önermektedir.

Antiseptik UV-C Işınımı, tavan yüksekliğinin izin verdiği üst odada havayı dezenfekte etmek için en etkili şekilde kullanılabilir, havalandırma kanallarında ve oda hava temizleyicilerinde de kullanılabilir. Hastane, eczane, diş klinikleri, hasta bakım odaları, veterinerler özellikle insanların bir arada kalabalık olarak bulunduğu ofis, işyerleri, okul, restaurantlar, anaokulu, alış-veriş merkezleri, toplu taşıma araçları, ibadethaneler vb, üretim, ambalajlama ve depolama alanları gibi kapalı yerlerde, havadaki patojen mikroorganizmaların sayısını azaltarak hava yolu ile bulaşan hastalıkların yayılımını engellemek için hayata dair her alanda UV-C Işınım yayan havalandırma sistemleri etkili olabilmektedir.

[*]  “ASHRAE Issues Statements on Relationship Between COVID-19 and HVAC in Buildings”,  ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers), ashrae.org.

HVAC Sistemlerinde Dezenfeksiyonun Diğer Faydaları Nelerdir? 

HVAC sistemleri içerisinde bulunan filtreler sadece tortu gibi parçacıkları yakalamak için tasarlanmıştır. Fakat hava sirkülasyonu ile dışarıdan alınan hava; bakteri, virüs küf, mantar gibi mikrobiyal yük taşıdığından soğutma bataryalarında, kanallarda, filtre yüzeyleri ve drenaj tavalarında mikrobik bir kütle olan biyofilm oluşmasına neden olmaktadır. Meydana gelen bu biyofilmler, iç mekan hava kalitesi ve sistem verimliliği gibi problemlere yol açmaktadır. Biyofilm fiziksel temizliğe ve kimyasal dezenfektanlara karşı dayanıklıdır. HVAC sistemine entegre edilecek bir UV dezenfeksiyon sistemiyle biyofilm oluşumu engellenebilir.

UV lambalar, nemli serpantin ve drenaj tavası yüzeylerinde büyüyen bakterileri ve küfleri yok ederek bunların havaya üflenmesini ve mikroorganizmaların oluşturduğu biyofilmin birikmesini önler. Böylece, sistem performansını ve ömrünü artırır. Serpantin verimliliğini üst düzeye çıkararak bazı sistemlerde enerji tüketimini azaltır. Bakım maliyetlerini düşürür. Kurulum için gerekli alan minimumdur.

Ultraviyole Dezenfeksiyon Sistemlerinin Kullanıldığı Alanlar nelerdir?

Hastane, eczane, diş klinikleri, hasta bakım odaları, veterinerler özellikle insanların bir arada kalabalık olarak bulunduğu ofis, işyerleri, okul, restaurantlar, anaokulu, alış-veriş merkezleri, toplu taşıma araçları, ibadethaneler vb, üretim, ambalajlama ve depolama alanları gibi kapalı yerlerde, havadaki patojen mikroorganizmaların sayısını azaltarak hava yolu ile bulaşan hastalıkların yayılımını engellemek için hayata dair her alanda UV-C Işınım yayan havalandırma sistemleri etkili olabilmektedir.

UV-C’lerin Kullanıldığı Sistemlerde Dikkat Edilmesi Gerekenler Nelerdir?

ICNIRP (Uluslararası İyonize Olmayan Radyasyondan Korunma Komisyonu) tarafından belirtilen sınırlarda, korunmayan gözlerde/ciltte UV ışınlarına maruz kalma, 270nm radyasyon için 30J/m2‘yi geçmemelidir. UV radyasyonunun tehlike etkisi dalga boyuna bağlı olduğundan, 254 nm dalga boyunun radyasyonu için maksimum maruz kalma limiti 60J/m2‘dir. Antiseptik amaçlar için incelenen 222 nm dalga boyunda ışınım için ise maksimum maruz kalma limiti daha yüksek olup, 240J/m² civarındadır.

Mevcut COVID-19 pandemisi yayıldıkça, yüzeylerin ve havanın etkili bir şekilde dezenfekte edilmesini vaat eden birçok UV-C ürünü piyasaya sürülmektedir.  Tüketici ürünlerinin güvenliği ile ilgili şartnameler Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) gibi uluslararası kuruluşların sorumluluğundadır. Günlük UV maruz kalma sınırları, ürünlerin fotobiyolojik güvenliği için IEC/CIE (2006) standardında verilmektedir.

Tüketicilerin kullanımına sunulan ürünler, özellikle elde taşınır cihazlar olarak pazarlanma eğilimindedir. CIE (Uluslararası Aydınlatma Komisyonu), bu tür cihazların kullanıcılarının zararlı miktarlarda UV-C’ye maruz kalabileceğinden endişe duymaktadır. Ayrıca, tüketiciler UV ürünlerini etkili bir dezenfeksiyon elde edemeden uygun olmayan şekilde kullanabilir veya UV-C yaymayan ürünler satın alabilirler.

UV-C ışınımı veren ürünler havanın, yüzeylerin dezenfeksiyonu veya suyun sterilizasyonu için son derece faydalıdır. Ancak, UV-C insanlar ve hayvanlar için çok tehlikeli olabilir ve bu nedenle sadece güvenlik yönetmeliklerini karşılayan uygun şekilde yapılandırılmış ürünlerde veya güvenliğin birinci öncelik olarak dikkate alındığı çok kontrollü koşullarda, ICNIRP (2004) ve IEC/CIE (2006)’da belirtilen maruz kalma sınırlarının aşılmamasını sağlamak gereklidir. Uygun UV değerlendirmesi ve risk yönetimi için uygun UV ölçümleri gereklidir.

 

[*] “CIE Position Statement on Ultraviolet (UV) Radiation to Manage the Risk of Covid-19 Transmission”, May 12, 2020, CIE (International Commission of Illumination).

[**] Kevin W. Houser, “Ten Facts about UV Radiation and COVID-19”, The Journal of the Illuminating Engineering Society, Volume 16, 2020 – Issue 3, 177-178, 06 May 2020, https://doi.org/10.1080/15502724.2020.1760654.