Historien og vitenskapen bak luftbårne infeksjoner, og bruk av ultrafiolett bestråling for desinfisering av inneluft

Del to av et intervju med dr. Ed Nardell

Dr. Edward Nardell har viet nesten et halvt århundre av sitt liv til studier og undersøkelse av luftbårne infeksjoner som tuberkulose, og anvendelsen av ultrafiolett bestråling for å desinfisere inneluft. Etter å ha fullført hans lungemedisinske skolering ved Massachusetts General Hospital i 1977, begynte han i arbeid for Boston Department of Public Health.

To hendelser på midten av 80-tallet, et utbrudd av tuberkulose blant haitiske immigranter i Cambridge og deretter gjenoppblomstringen av tuberkulose-reinfeksjoner ved Pine Street Inn, et krisesenter for hjemløse i Boston, formet Nardells livsfokus i dens nåværende retning. Da han vurderte hvordan han kunne stanse TB-infeksjonene, husket han et foredrag holdt av den kjente lungelegen og TB-eksperten dr. Richard Riley, som nylig hadde gått av med pensjon. Riley hadde forklart at ultrafiolett (UV) bakteriedrepende bestråling var svært effektivt for å drepe luftbårne bakterier og virus.

Nardell kontaktet Riley, som veiledet ham om installasjonen av UV-armaturer i øvre rom (nært eller ved taknivå). Samarbeidet førte til en livslangt profesjonell relasjon fram til Rileys død i 2001. Nardell har videreført arven etterlatt av den berømte sanitæringeniøren William Wells, fra Harvard, og hans etterfølger Riley, gjennom hans omfattende arbeid i land der TB-byrden er høy. Han har også analysert luftrensesystemer som bruker ventilasjonsprinsipper. Disse er gode til å besørge komfort i innendørsrom, men er mindre effektive til å håndtere risikoen forbundet med luftbårne patogener.

Som dr. Nardell har bemerket: «Lyseksperter kan kanskje vite om UV-bestråling, men de er ikke involvert i folkehelsespørsmål. Teknologien om UV-bestråling for desinfeksjon læres ikke ingeniører opp i, så det har virkelig falt mellom to forskjellige fagdisipliner, og mange mennesker vet ikke noe om den.» Covid-19-pandemien har brakt fram disse problemstillingene i folkehelsediskusjoner. World Socialist Web Site henvendte seg til dr. Nardell og han samtykket velvillig til et intervju, som ble gjennomført tidlig i januar 2023.

Diskusjonen var av kritisk viktig betydning for utformingen av den todelte serien om ultrafiolett bestråling som WSWS nylig publiserte, som er tilgjengelig her: Del 1 og Del 2. [Begge på engelsk]

I del én av dette intervjuet begynte Dr. Nardell med å fortelle historien om hans arbeid med dr. Riley, en av pionerene i undersøkelsen av luftbårne infeksjonssykdommer og bakteriedrepende ultrafiolett (GUV; germicidal ultraviolet) bestrålings rollen i bekjempelsen av dem. Dr. Riley var frustrert over å miste tilgangen til fasilitetene på et Veterans Administration sykehus i Baltimore, som forhindret ham i å utføre et eksperiment med ultrafiolett bestråling av øvre del av oppholdsrom. Del to av intervjuet fortsetter denne diskusjonen med WSWS-skribent dr. Benjamin Mateus.

ED NARDELL (ED): Så, i vår lange arbeidsrelasjon snakket vi om behovet for å gjøre dette eksperimentet om igjen. Nå, jeg var aktiv i American Thoracic Society. Riley hadde vært dens president … jeg husker ikke året, men jeg inviterte Riley til et møte i San Francisco hvor vi skulle ha et panel om luftbåren infeksjon og desinfiserende UV. Under lunsjen etter møtet sa Solbert Permutt (1925-2012), en briljant eksperimentell fysiolog – og Riley var like mye en fysiolog som han var en sånn luftbåren fyr – «Her er eksperimentet du må gjøre om du noen gang skal gjøre dette.»

Dr. Solbert Permutt [Photo by Ed Nardell, from the obituary of Dr. Permutt]

[E-post fra dr. Nardell om hans venn og kollega Sol Permutt: Han var en briljant forskningsfysiolog ved Hopkins som studerte under Riley på Hopkins hvor han tilbrakte sin karriere. Han var Rileys første forskningsstipendiat, og jeg anser meg selv, uformelt, som hans siste. Som Riley, og enda mer forøvrig, var han veldig matematisk orientert. Sol fortalte at de kunne kjøre hans barn til skolen og deretter dra videre inn til Hopkins sammen med Riley, og de skrev ligninger på det duggete glasset i bilen ved stopplysene. Selv om han først og fremst var lungefysiolog, hadde han jobbet med Riley på noen UV-eksperimenter og laget to-kammer-modeller av UV som jeg fortsatt bruker til undervisning. Jeg nevnte at jeg hadde invitert både Sol og Dick til San Francisco for å tale på et symposium jeg organiserte om luftbåren overføring. Det var under lunsjen etterpå at Sol forklarte meg menneske-til-marsvin eksperimentet som jeg må gjøre om jeg noen gang kunne finne egnet sted og lokalisering, og finansieringen til å gjenskape Wells-Riley’s landemerke av et eksperiment. Sol skrev en fin nekrolog for hans mentor. Jeg ble venn med Sol i hans seinere år. Han døde av kreft i spiserøret – mitt siste besøk var ikke lenge før han døde.]

Han tegnet et diagram og en metode for studien på en serviett, der det var to kammer og hvor man ville sende lufta til ett kammer på like dager, og til det andre kammeret på odde dager … en alternativ dag-strategi der alle aspekter av eksperimentet var perfekt kontrollert. Og jeg bar den papirservietten rundt med meg, og vi lette etter et sted å kunne gjennomføre våre studier.

Men vi hadde ikke tilstrekkelig med tuberkulose i USA. Og så til slutt, under et møte i Paris, lyttet en venn av meg fra Sør-Afrika til ideen. Han sa at det var en etat i Sør-Afrika som var i ferd med å bygge et nytt MDR-behandlingsanlegg [multi-medikament-resistent tuberkolose], og kanskje jeg kunne overbevise dem om å bygge noen ekstra rom, og vi kunne i det minste få skallet av strukturen som et utgangspunkt, for så å søke etter finansieringen. Og så var det Charles Wells fra CDC, etternavnet en tilfeldighet i denne sammenhengen, som hadde tilsyn med relasjonen mellom CDC og USAID, som derfor visste at USAID anvendte mye penger på bygninger og intervensjoner.

De visste ikke hva som fungerte og hva som ikke fungerte, og de hjalp til med å finansiere det vi kaller det luftbårne forskningsanlegget i Sør-Afrika. Fasilitetene ble bygget i 2005, modellert etter det Riley hadde foreslått, og de ble siden renovert i 2015. Og anlegget opererer fortsatt. Vi har studert Covid-overføring der siden pandemien; Covid-overføring fra menneske-til-hamster. Vi venter, når vi nå samtaler, på resultatene fra den første pilotstudien for å se om vi kan teste 254-nm Øvre rom desinfiserende UV, LED UV og Far-UVC 222 nm mot SARS-CoV-2, der i det anlegget.

Men uansett, Riley hadde foreslått den ideen, og det tok til slutt 10 år fra han skrev den ned på den servietten inntil vi fikk det i gang. Så, det var i 1995. Og jeg tror det var 2005 da vi hadde åpningen av anlegget. Det er det eneste som gjenstår i verden.

Jeg snakket så mye om det at en kollega fra Storbritannia som jobbet i Peru laget et raskt og enkelt anlegg der han bokstavelig talt bruke gårdsoppdrettede marsvin på et sykehus i Lima, og foretok en studie av UV som beviste luftbåren infeksjon. Han slo oss til det, men akkurat det varte bare et par år, og vi har vært i stand til å gjøre mange flere studier over årene med dette anlegget i Sør-Afrika.

BENJAMIN MATEUS (BM): Og jeg antar at deres studie viste at bakteriedrepende UV montert i øvre deler av oppholdsrom var i stand til å forhindre TB-infeksjoner?

EN: Ja. Igjen … vi studerte luftrensere i rom, vi studerte pasienter med ansiktsmasker, og vi studerte UV. Vi prøvde å gjøre én studie ved høy luftfuktighet, som visstnok skal gjøre UV mindre effektivt, men vi lyktes ikke med å gjennomføre det eksperimentet fordi det var vanskelig å opprettholde den høye luftfuktigheten i anlegget, da sykehusfasilitetene var luftkondisjonert.

Men uansett, vi viste omtrent 80 prosent reduksjon i smitteoverføringen de dagene UV var på sammenlignet med dagene da UV var av, og det tilsvarte, hva angår luftutskiftinger, å legge 24 utskiftinger til de seks luftutskiftingene som var påkrevd for å besørge marsvinene frisk luft. Og, siden det var et sykehus måtte vi jo ha noe ventilasjon for pasientene. Så derfor var det de eksisterende seks luftutskiftingene. Vi la til 24. Det betyr at ekvivalenten av 30 luftutskiftinger mot menneskeskapt tuberkulose var i stand til å redusere overføringen med 80 prosent.

Forøvrig, har du artikkelen om UVs historie, skrevet av Nick Reed?

BM: Ja, jeg har brukt den til det manuskriptet vi jobber med. Den er ganske omfattende.

ED: En annen person som gjør en dyptloddende historiestudie er Carl Zimmer fra New York Times som skriver en serie vitenskapelige bøker for offentligheten. Vi satte oss ned ... jeg fikk av Riley-familien de etterlatte dokumentene hans, og jeg hadde ikke kunnskap om hvordan jeg skulle arkivere dem. Jeg ville forsikre at de ble bevart og var veldig tilfreds med at de ga meg dem. Nå er de deponert på biblioteket Countway Library.

Zimmer og jeg tilbrakte den bedre delen av en ettermiddag på å gå gjennom dem, for at han kunne se inn i dem og se om det var noe han trengte til hans arbeid. Dessverre var det en biografi som Wells’ assistent Cretyl Mills skrev, men da hun døde kunne ingen finne den igjen.

BM: Du har kommentert dette tidligere, men jeg er interessert i å høre deg snakke om det, hvordan interessen for UV-behandling av luftbåren infeksjon avtok på slutten av 1940- og 1950-tallet, med tiltakende bruk av vaksiner og antibiotika, og det faktum at andre forskere ikke kunne gjenskape Wells’ suksess fra meslingeksperimentet med anvendelsen av UV-desinfiserende armaturer i øvre deler av oppholdsrommene på to skoler i Pennsylvania. Det var også bekymringer som ble reist om UV-bestrålingens sikkerhet. Samtidig så det ut til at studier utført på infiserte militærrekrutter som delte brakker støttet Chapins smådråpeteori om infeksjon.

EN: Ja, de militære studiene, jeg har egentlig aldri undersøkt så mange av dem. Jeg vet at de brukte noen ukonvensjonelle applikasjoner, som det å ha UV-armaturer langs gulvet. Sannsynligvis var det ikke tilstrekkelig takhøyde til å kunne anvende [bestråling av] det øvre rommet. Men ikke desto mindre, de fleste av disse studiene i soldatbrakkene var interessert i adenovirus … du må vurdere patogen for patogen, men noen av disse kan være smådråpespredning, så du ville ikke forvente at desinfiserende UV nødvendigvis ville påvirke nærkontakt-smådråper som du får på hendene og som infiserer deg gjennom øyeslimhinner. Og noen har også flere smitteveier. Det er en stor kontrovers om vanlig forkjølelse, for eksempel.

Forklaringene, eller i det minste begrunnelsen, for at skolene Germantown og Swarthmore var svært heldige valg av lokaliseringer for å gjennomføre studien, var at de var i en ganske velstående forstad til Philadelphia, og barna der ble hentet etter at skoledagen var over og dro for det meste rett hjem. Men da andre gjentok studien i delstaten New York kjørte barna imidlertid i skolebusser, og i London-studien dro barna tilbake til overfylte leiegårder. [I Germantown-Swarthmore-studiene gjorde Wells og hans kolleger en felles innsats for å sikre at elever i klasserom med UV-armaturer i øvre del av oppholdsrommet ikke delte oppholdsrom med barn i klasserom der UV-armaturer ikke var installert. De demonstrerte at UV-lysene dempet overføringsraten av meslinger, og klargjorde at sykdommen ble overført gjennom luft. Se lenke for detaljer.]

Hva alt dette betyr er at du ikke kan stoppe smitteoverføringen dersom du ikke dekker de viktigste stedene der overføringer finner sted.

BM: En del av gjenoppblomstringen av interessen for UV før pandemien rammet kom fra dr. David Brenner og hans team ved Columbia University. Han holdt et foredrag på TED talk i 2017 der han forklarte at han hadde en venn som døde av en multi-resistent infeksjon, og at han da begynte å vurderte bruk av UV for å forhindre slike hendelser i sykehussettinger.

Hva er dine tanker om sammenligningen mellom 222 nm bølgelengde UV (Far-UVC) som Columbia refererer til, og desinfiserende bestråling i øvre rom med 254 nm kvikksølvlamper?

ED: Jeg må innrømme at jeg var litt skeptisk i begynnelsen, da jeg hørte om denne Far-UVC-en, og tenkte at den neppe ville være like effektiv som den med bølgelengde 254 nm. Jeg mente 254 nm var rundt the sweet spot, der hvor du var nært nok den maksimale absorpsjonen av nukleinsyrer, fra rundt 265 til 270, som fatalt ville skade patogenet, men langt nok unna [montert i det øvre rommet] så det var rimelig trygt i den lavere delen av rommet der folk oppholder seg, og at det på den måten i all hovedsak var det beste av begge verdener. Men det tok ikke lang tid før jeg ble overbevist om det jeg nå mener, som er at den lavere bølgelengden virkelig er en fordel framfor det vi gjorde. Og Davids [Brenner] laboratorium har utrettet utrolig mye.

Men de har ikke arbeidet med menneske-til-menneske eller menneske-til-dyr modeller. De har fortsatt hovedsakelig å operere med kunstige aerosoler. Og det er bekymringer hos CDC fordi naturlige aerosoler inneholder glycoproteins og polyglucans og all den slags ting som finnes i sputum [o. anm.: slim hostet opp fra lungene] som blir del av en aerosol, og at de kan absorbere UV-en, og føre til redusert effektivitet i det virkelige liv, og ikke bli helt det de ser i laboratoriet.

Og reelle studier, som den Wells monterte på skoler i Philadelphia, har vært så vanskelige at det ikke har vært gjort noen. Vi prøvde … for eksempel TUSS-studien (1997-2004) – en studie av tuberkulose og ultrafiolett desinfisering i innkvarteringer for hjemløse – å velge to innkvarteringer i hver by, i seks byer, og randomisere dem og veksle etter så mange år, slik at vi kunne se hva man kunne fange av rater for tuberkuloseinfeksjon blant losjeringenes arbeidere og klienter.

Og ved slutten av bokstavelig talt millioner av dollar over ganske mange år, hadde vi ikke nok smitteoverføring til å kunne si om det fungerte eller ikke fungerte. Men vi fikk vist at det var utrolig trygt å anvende UV, fordi vi hadde stort sett de samme losjeringene under placebo-betingelser, som betyr at det var montert armaturer der det så ut som om UV-lampene var på, men ikke var det, eller at det var glass som blokkerte for den aktive UV-bestrålingen. I begge tilfellene [UV faktisk på, og placebo] rapporterte seks prosent av menneskene hud- og øyeplager, men ingen andre plager i alle disse losjeringene der vi opererte med tusenvis av menneske-timer.

Så, i det minste slik systemet ble anvendt der, viste det seg å være meget trygt. Den eneste risikoen var for de som måtte klatre opp på stiger, at UV-armaturer ble montert opp-ned, eller når det gjelder studien på de hjemløses losjeringer, når noen flyttet ei køyeseng fra der den opprinnelig var, og til et sted der personen på øverste køye ble direkte eksponert for UV-bestrålingen. Og vi har et dokument fra den studien om sikkerheten med UV, som gjennomgår andre rapporter, og alle UV-skadene var faktiske ulykker. De forekom ikke på grunn av UV anvendt som tiltenkt.

Nå er det jo sånn at sikkerheten med UV er et svært kontroversiell tema. Våre europeiske kolleger, og spesielt de i Tyskland, de mener UV er farlig – punktum. De aksepterer tilsynelatende ikke at strålingen ikke trenger inn og trygt kan anvendes. De vil bare ikke høre om det. UV har i all vesentlig grad blitt anvendt i USA, og nyligere i land med høye nivåer av tuberkulose: Sør-Afrika, Kina, Russland og Sør-Amerika.

I 2005, da det i Sør-Afrika var et utbrudd av XDR TB (ekstensivt medisinresistent tuberkulose), var det plutselig stor bekymring for denne tuberkulosen man ikke kunne behandle. Det var stor interesse for UV, og med det et vesentlig misbruk av teknologien – UV-selskaper tok vanlige lysarmaturer og satte UV-lamper inn i dem, og mange fikk øyeforbrenninger og dermed ble det slått hardt ned på dem. Og til den dag i dag er det et moratorium for bruk av desinfiserende UV i Sør-Afrika med anvendelse av statlige penger. Det viser seg å være delvis fordi de ikke vil bruke penger, også fordi de ikke har penger å bruke. Og om de skulle si det virkelig fungerer, da ville alle ha det.

Uansett, du spurte om bølgelengdene 222 nm versus 254 nm, og der mener jeg at 222 nm er et virkelig framskritt. Så visst kan 254 nm anvendes veldig trygt, men 222 nm er tryggere. Du trenger ikke å bekymre deg for å holde det over øyenhøyde for folk. Og jeg mener den bølgelengden er mer effektiv av to gode grunner: For det første påvirker den proteiner utover effekten på nukleinsyrer, som betyr at bestrålingen har flere mål den skader. Og for det andre, bestrålingen kan anvendes mellom og rundt mennesker i deres oppholdsrom. Så man er ikke avhengig av å få brakt lufta opp, desinfisere den der, for så å få den ned igjen. Man desinfiserer lufta mellom menneskene, og det er nettopp dét man vil oppnå.

I min framskredne alder har jeg blitt nattklubbsanger. Jeg synger på en klubb her i Boston, når de holder åpen mikrofonkveld, sammen med en hel haug andre, og opp til flere ganger i uka. De har et rom som heter Napoleon-rommet, og vi klarte å få donert 222 nm lamper som vi har plassert der. Og så har vi gjort noen studier der også. Vi har sågar fått David Brenner og hans team til å se på det.

Og de har en filmteknikk der de fester noen film-merker på folks skuldre som måler deres mengde eksponering for UV-lyset. Og det viser seg å være en veldig interessant måte både å kunne måle sikkerheten og effekten av 222 nm Far-UVC. Personenes skuldre er i «pustesonen». Det er dosen luft man får i nærheten av ens skuldre. Merkene er også nært hodet og nakken, det eneste som blir intenst eksponert er [huden på] hodet og nakken. [Klær absorberer UV-bestrålingen.]

Plansjen viser montert ‘Øvre rom UVGI’, med luftsirkulasjon i et oppholdsrom, og hvordan bestråling av det øvre rom dreper luftbårne bakterier. Kilde: US Centers for Disease Control and Prevention. [Photo by Dr. Ed Nardell]

Øynene er bedre beskyttet enn noe annet, da de sitter inne i hodet ditt, og ikke tilfeldig, da de må beskyttes mot solenergien. Med andre ord, veldig, veldig godt beskyttet mot UV-stråler ovenfra. Men huden på hodet er blottlagt, og skulderene er et godt surrogat for det.

Vi har servitører, sangere og pianister som alle har vært påført disse film-merkene. Og så gjorde vi det samme i tannklinikken som David og hans gruppe har utstyrt i New York. Og vi skal publisere det – så snart jeg kan få i gang dokumentet – om sikkerheten og effekten, og en ny metode. Virkelig, denne film-merke-monitoreringen forteller oss hva dosen utgjør for romokkupantene som går rundt og gjør det de befatter seg med [i stedet for å måle dosen på et fast målepunkt, og med fast intensitet, for deretter å bestemme eksponeringsgrenser og tidslengder for en persons opphold der].

PowerPoint-plansjen viser desinfiserende ultrafiolett bestråling av Boston-nattklubbens Napoleon Room [Photo by Dr. Ed Nardell]

Med Far-UVC-lampene fikk vi i Napoleon-rommet tilsvarende ca. 34 luftutskiftinger for SARS-CoV-2 i nivå av pustesonen, og det med en dose på kun fem prosent av de nye terskelgrenseverdiene som har blitt fastsatt for eksponering for 222 nm-lamper.

BM: For en avklaring, kan du si litt om terskelgrenseverdier?

Klart. American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) utgir hvert år ei lita bok om alle potensielle farer, som sier hvor mye av lyd, kjemikalier, giftstoffer av alle slag, og også UV-stråling en arbeider kan utsettes for i åtte timer per dag. Vi hadde det lenge for 254 nm. Og dét var grunnlaget for å estimere hvor mange lamper vi kunne sette inn for en viss lampeintensitet.

Nå er det her et problem, og jeg håper du verdsetter dette, da det er verdt å gå inn på det, for måten dette har blitt gjort på har alltid vært feil.

Grunnleggende sett, måten disse estimatene har blitt målt på er ved å ta en UV-måleenhet i øyenhøyde og se etter det varmeste stedet i rommet, der du har mest refleksjon. Hva angår 254 nm fastsetter man 0,2 mikrowatt. Og disse 0,2 mikrowatt viser seg å være tidsgrensa for «åtte-timers stirring» som gir deg grenseverdien, eller denne grensa på åtte timer som man ikke skal overskride.

Så, antagelsen er at du ser rett på armaturet i denne posisjonen i hele åtte timer, som selvfølgelig er helt urealistisk. Da vi for mange år siden satte UV-monitorer på personer, en versjon av hva vi gjorde med film-merkene, og vi så publiserte de dataene, da fant vi at den høyeste dosen pasienter og sykepleiere ble utsatt for på avdelingene der vi utførte forsøket, og det var dårlig utformet inventar som også slukte mye av UV-strålingen, var det bare en tredjedel av terskelgrenseverdien.

Selv om målingene kunne antyde at disse eksponeringene er farlige, er den faktiske mottatte dosen, når man tar tid og bevegelsesmønster med i betraktning, langt lavere. Problemet er at UL-folk har blitt involvert [Underwriters Laboratories – et globalt sikkerhetsselskap for vitenskapelige omstendigheter, med hovedkontor i Northbrook, Illinois], det er slike som kan fortelle deg at din brødrister ikke kommer til å drepe deg, og de vil garanter at UV-armaturer som selges er trygge.

Og de har tatt grenseverdien på 0,2 mikrowatt, delt den i to og så sagt at for hver armatur montert i en høyde på syv fot, som er høyere enn øyenhøyde, da må terskelverdien være 0,1 mikrowatt eller mindre. Nå vel, det har redusert den bakteriedrepende UV-effekten i øvre luftrom dramatisk, som forøvrig også gjelder for Far-UVC 222 nm og for LED-lamper. Én størrelse skal passe alt.

De bryr seg ikke om effektivitet. De bryr seg bare om sikkerhet, men egentlig ikke det heller. Deres forretningsmodell er å selge et klistremerke for å sette på apparatene. UL, det er en kommersiell enhet, og de selger klistremerker som borger for at dette produktet er trygt, og de har utallige tilknytninger her i landet og ute i verden som ikke vil kjøpe en enhet om den ikke har klistremerket.

De forlanger et sikkerhetskrav som det er urealistisk å oppnå. Nå har rett nok noen selskaper gjort nettopp det, men dermed også på bekostning av effektiviteten. De satte et veldig høyt hinder for trygg bruk av desinsifiserende UV. Det er derfor vi må publisere denne tid- og bevegelsestudien, en ytterligere tid- og bevegelsesstudie, for å vise at personer får en brøkdel av den eksponeringen de påstår og derfor er veldig trygge.

Men, og dette er et viktig men, vi snakker her om å forhindre potensielt dødelige infeksjoner – denne pandemien, og den neste pandemien – og de er bekymret for potensialet for øyeirritasjon som vil løse seg i løpet av en dag eller to, om du skulle stirre inn i lampa åtte timer i strekk. Med desinfiserende UV på 254 nm, dersom du skulle bli sittende å se inn i lysarmaturen i noen tid, da får du en midlertidig fotokeratitt, eller øyebetennelse. I løpet av en dag eller to har hornhinnelaget av seg selv blitt erstattet. Det er ingen langsiktige effekter overhodet. Og hva huden angår får du litt erytem, men ikke en ekte solbrenthet, fordi penetrasjonen er så begrenset.

BM: Og det er hovedsakelig med 254 nm, men ikke 222 nm? Med 222 nm får du ikke engang det?

ED: Husk LED (lysemitterende diode), og vi har enda ikke snakket om LED, det er det andre store framskrittet innen desinfiserende UV. Jeg vil si et framskritt, fordi Department of Energy (DoE) satser en enorm sum penger på å utvikle LED UV. Akkurat som de generelt gjorde i utviklingen av LED, og hvitt LED-lys kom fra DoEs betrebelser for å spare energi. De forstår dette, og de har skrevet artikler om det, og om at LED-UV kan spare enormt mye energi som en måte å desinfisere luft på sammenlignet med ventilasjon, og at LED-er må erstatte kvikksølvlamper. Ingen vil ha kvikksølv. Og 222 nm vil aldri bli besørget med LED, ikke i vår levetid.

Du kan få svært lite strømforbruk ut av noe i det området, men ingenting som er nyttig. Noe å ha på skrivebordet ditt kanskje.

De nåværende lysdiodene – for bølgelengder fra 265 til 270 nm – terskelgrenseverdiene er faktisk halvparten, på 0,1 mikrowatt. Og denne terskelgrenseverdien er et passende tall i en øyenhøyde for åtte timers stirretid. Det er ikke et passende tall å bekymre seg for for romokkupanter, men med lysdioder for bølgelengder på fra 265 til 270 nm, de må du være mer forsiktig med. [Penetrasjonen inn i hud- og øyelagene går dypere ved de lengre bølgelengdene.]

Plansjen viser effekten av ultrafiolett stråling på forskjellige lag av øyevev [Photo by Dr. Ed Nardell]

Den gode siden er at LED-UVene er utrolig retningsbestemte. Du trenger ikke ha alle disse lamellene og sånt på lysdioder, fordi lyset går dit du vil det skal gå … vel, hvordan kom vi dit?

BM: Vi snakket om lamper for 222 nm versus 254 nm bølgelengde, og inntrengning i hud og øyne.

EN: Der var vi ... det er tre bølgelengder vi har å gjøre med. Det er kommersielle LED-armaturer der ute nå. De brukes på skoler osv. De er mindre effektive. Den mest effektive måten å lage desinfiserende UV på er med kvikksølvlamper, som har den høyeste effektiviteten, men så inneholder de da alså kvikksølv, og som teknologi er de på et gitt tidspunkt tilsynelatende dømt ut. Ingen ønsker å håndtere kvikksølvavfallet.

Lysdiodene, hvis deres meritter videreføres, da vil vi få dem billigere og kraftigere, og kanskje vil bølgelengden komme litt ned. Dersom vi kunne komme ned til 255 nm, da ville vi være på det samme punktet som kvikksølvlamper hva angår øvre rom-anvendelse.

Jeg jobber med en oppfinner og fysiker som bor i Kina, og snart flytter til Australia. Han tror han har en ny kilde til Far-UVC-lys som vil bli billig og ikke vil kreve filtrering. [UV-lys som sender ut en bestemt bølgelengde kan også sende ut stråling ved andre bølgelengder, som krever filtrering av lampas utgang for å sikre tryggheten. Kortere bølgelengder kan generere mer ozon og lengre bølgelengder utgjør helsefare for hud og øyne.]

Den største kostnaden ved å produsere 222 nm bølgelengder er behovet for å filtrere lyset fordi det inneholder fremmede bølgelengder som vil forårsake hudirritasjon dersom LED-lampa brukes direkte inn i rommet, så de kan man ikke anvende, ellers ville man få hudirritasjon, øyeirritasjon, så de må filtreres.

Og alle de anerkjente selskapene filtrerer deres UV-lamper. Ushios UV-armaturer er for eksempel riktig filtrert, selv om ikke alle filtre er like. Det første selskapet som lager 254 nm, Sterilray fra New Hampshire, de filtrerer ikke UV. De lager veldig kraftige lamper som har blitt brukt til planter, men de nekter å filtrere dem. De sier det ikke er nødvendig. De tar feil.

Hver fredag, nå i snart tre år, har vi hatt Zoom-samtaler med David Brenner og andre, flere legendariske personer i belysningsbransjen, som alle er interessert i dette emnet. Det er ikke mange som er kunnskapsrike på dette området, men de fleste av dem er med på samtalene hver fredag. Og vi har for det meste diskutert disse spørsmålene. Forresten, jeg glemte å nevne det, disse samtalene inkluderer også de to forskerne fra Skottland som har gjort UV-hudstudier.

Dr. Ewan Eadie, forsker med studier av bestrålt hud [Photo: World Health Organization webinar]

For rundt ti år siden utsatte de mennesker for stråling og målte tidlige endringer i deres celler. De viste at bølgelengden 222 nm var farlig. Men de hadde anvendt Sterilray ufiltrerte lysstaver. De gjennomførte deretter en påfølgende studie der de analyserte lysstyrken og prosentandelen av skadelige lysstråler, og alt kom fra den ufiltrerte komponenten. Når du filtrerer lyset, da får hudcellene ingen skade. Øyestudier fra Japan, ingen skade. Så, min mening er, [filtrert] lys på 222 nm er utrolig trygt.

Men folk sier fortsatt: «Hva med de langsiktige effektene?»

Svaret er at fysikken er så mye i min favør. Om lyset ikke trenger ned til cellen av interesse, da kommer den ikke dit, og den kommer heller ikke dit i morgen, og ikke dagen etter heller. Bølgelengden trenger ikke gjennom.

Så jeg mener at 222 nm lys er utrolig trygt, og det ser ut til å være svært effektivt. Og akkurat nå er vi på de aller tidligste stadiene av teknologiutviklingen hva angår å produsere mer effektive lyskilder. Men noen gjør også noen sprø ting for å klare å opprettholde de gamle terskelgrenseverdiene. Noen selskaper opererer for eksempel deres lamper i sykluser – ett sekund på og ett sekund av – eller et par minutter av. Det gir ingen mening for luftdesinfeksjon. Du kan ikke desinfisere lufta en liten brøkdel av tiden, møte terskelgrenseverdien og tro du kommer til å drepe viruset du er i ferd med å inhalere. Du må ha kontinuerlig UV-bestråling. På nattklubbens klubbcafé bruker vi kontinuerlige UV-filtrerte lamper, som er riktig utført.

BM: Kanskje du kan snakke litt om ozon og bekymringene noen har reist om de sekundære kjemikomponentene som genereres av ozonet produsert av Far-UVC-lampene. Jeg har utvekslet noen e-poster med dr. Jose-Luis Jimenez fra Colorado. Han er aerosolfysiker og jobber med sekundærkjemi fra ozongenerering. Kjenner du hans arbeid?

EN: Ja, jeg kjenner til Jose, og jeg er veldig bekymret for dette anliggendet. Vennligst ikke ta det opp feil, for jeg angriper ham ikke. Han forhåndspubliserte en studie der de lette etter sekundære produkter og ikke kunne finne bevis for noen. Deretter foretok de en ren modelleringsøvelse (ingen reelle data) som antydet at skaden forårsaket av sekundære kjemiske reaksjoner ville oppveie fordelen av å forhindre Covid-infeksjoner.

Jeg har ikke undersøkt modellene, men de som har gjort det mener at mange av hans antakelser ikke stemmer. Han skal være gjest på et av våre UV Zoom-møter en fredag formiddag, for å diskutere dette. Det er ei gruppe industrihygienikere som mener det er farlig å ha UV rundt omkring. Som du vet har desinfiserende UV (GUV) vært i bruk i mer enn 100 år. Jeg vet om ett tilfelle der GUV forårsaket en uventet reaksjon med et aerosolisert medikament (pentamidin) tidlig i AIDS-pandemien – men ellers ingen lukt, ingen irritasjon, ingen hoste – ingenting som tyder på skadelig miljøkjemi. Vel, nå er deres bekymring de langsiktige effektene av GUV, dersom det ble brukt mye. Svaret på det er forøvrig vanlig ventilasjon på komfortnivå, som fjerner alle romforurensninger og eliminerer problemet. Jeg ville ikke hatt noe imot at han tok opp nok en bekymring for denne ellers så sikre og effektive teknologien, dersom de hadde faktiske data for å understøtte den.

Det andre anliggendet er at innendørsmiljøer allerede er rike på VOC [volatile organic compounds; flyktige organiske forbindelser]. I et rom som er ventilert for å kontrollere lukt, er det virkelig en inkrementell økning i risikoen fra kjemiske reaksjoner i omgivelsene fra GUV, som faktisk oppveier risikoen for alvorlige luftbårne infeksjoner? Modeller avhenger helt av hvor effektiv man antar at GUV er, hva angrepsraten og fataliteten er, hvilke kjemikalier som foreligger og hvilke kjemikalier som vil kunne produseres av GUV. Det er så mange ukjente faktorer med i bildet at heller enn en prospektiv modell mener jeg man må starte med feltbevis på at det faktisk foreligger et problem.

[E-postoppfølging, datert 1. februar 2023: Jeg spurte dr. Nardell om eventuelle oppdateringer angående diskusjonen med dr. Jimenez. Hans svar: Jimenez-gruppa forbereder seg på å studere UV-installasjoner med sensitivt utstyr for å se etter VOC, PM2.5 [veldig små partikler eller particulate som måler 2,5 mikron eller mindre, som kan trenge inn i luftveiene og medføre potensielle helsekonsekvenser] og ozon, så jeg forventer ingen løsning for det saksanliggendet i umiddelbar framtid – men derimot mye pågående diskusjon om forutsetningene som er gjort i deres modellering. Det er fortsatt ingen faktiske data om at det foreligger et problem – så jeg er ikke overbevist om at det er et problem enda. Jeg er redd vi for øyeblikket har en uavklart teoretisk bekymring – men en som kan ha stor innvirkning dersom faktiske representative installasjoner, ikke verste-fall-scenarioer, viser en oppbygging av PM2.5 – deres vesentlige bekymring.]

BM: Noen har reist bekymringer for den potensielle effekten av UV på spedbarn og barn.

EN: Dette har kommet opp i forbindelse med huden (Don Forbes, Ewan Eadie) og øyeeksperter (Dave Sliney) under våre fredag formiddag samtaler. Det er åpenbart ingen data om barn, da det ikke har vært noen kliniske studier per se, og menneskelige eksperimenter er begrenset til voksne. Men hva ekspertene er enige om er at fra et 222 nm-perspektiv er det ut fra anatomien ingen grunn til å tro at spedbarnshud er mer sårbar enn voksenhud. 222 nm trenger knapt gjennom det ytterste hudlaget stratum corneum, hvor de cellene stråling kan nå er i ferd med å bli avsondret. Det samme for øyet – 222 nm-strålingen trenger så vidt gjennom tårelaget og hornhinneceller slynges ut hver 48. time. Jeg tror ikke det er noen mulighet for noen langsiktige effekter. Brenners musemodeller har tynnere hud enn mennesker, og de viser små eller ingen langsiktige konsekvenser i musenes levetid. Det samme gjelder for museøyne. På skolene er selvfølgelig små barn også lavere – [som betyr] en lavere dose fra takmonterte lamper sammenlignet med voksne. Problemet er at kritikere sier, hvor er studiene? Lysets fysikk og hud/hornhinnetykkelsen er ikke overbevisende.

BM: Noen siste tanker du gjør deg, som du vil formidle?

EN: Takk for din interesse. Vi snakker mye om hvorfor denne teknologien ikke er mer utbredt. Den har vært her i rundt hundre år. Den er svært effektivt, men det synes åpenbart at vi har et kommunikasjonsproblem. Ingeniører lærer ikke om dette. Offentligheten vet ikke om det. Og det de vet er knyttet til for mye soleksponering og feiloppfatninger om de ulike bølgelengdene og deres biologiske effekter – risiko for solbrenthet, risiko for grå stær, risiko for hudkreft, men ingen av disse risikoene gjelder for lave UV-soner.

Jeg har foreslått at vi trenger noe for offentligheten som «Got Milk» eller «The Incredible Edible Egg,» som skyver tilbake mot gamle konsepter – da man trodde det ikke var bra å spise egg, mens vi nå forstår at de faktisk er sunne – og introduserer en ny tenkning om luftdesinfisering og UV-teknologi. Vi må få endret folks syn på den helsebefordrende anvendelsen av UV.

BM: Hjertlig takk for at du tilbød så mye av din tid, dr. Nardell. Jeg ser fram til å lese disse artiklene og rapportene om du ikke har noe imot å sende dem til meg på e-post.

ED: Takk skal du ha.

Avsluttet

Loading