Giao thông công cộng, đặc biệt là xe buýt, xe khách, xe lửa được đánh giá là loại hình vận tải tiên tiến, chúng giúp giảm thiểu các phương tiện giao thông cá nhân, điều đó đồng nghĩa với việc giảm thiểu khí thải ra môi trường cũng như tiết kiệm chi phí cho cá nhân, hỗ trợ quá trình phát triển kinh tế đất nước. Tuy nhiên, trong thời đại dịch COVID-19, phương tiện vận tải công cộng khi chúng trở thành không gian làm tăng nguy cơ lây nhiễm dịch bệnh trong cộng đồng, các nhà quản lý được yêu cầu nâng cao giải pháp khử trùng, bảo vệ tốt nhất cho sức khỏe khách hàng.
Khử trùng bằng tia cực tím là giải pháp được đưa ra để giải quyết vấn đề này. Thiết bị UV khử trùng đã được chứng minh là có thể tiêu diệt nhanh chóng tới 99,9% tất cả vi khuẩn, vi rút và nấm. Trên thực tế, khả năng tiêu diệt vi sinh vật gây hại của bức xạ UV đã được công nhận vào đầu những năm 1800. Đến khi phát minh ra đèn UV Finsen mà Niels R. Finsen đã được trao giải Nobel vào năm 1903, đèn Uv khử trùng chính thức trở thành sản phẩm thương mại và ứng dụng trong thực tế. Cho tới ngày nay, công nghệ khử trùng UV đã đóng một vai trò quan trọng trong đời sống của con người và trở thành phương pháp khử trùng hiệu quả trên các không gian giao thông công cộng, tại các gia đình, bệnh viện, nhà hàng, khách sạn, …
Nguyên lý hoạt động của đèn Uv khử trùng
Tia tử ngoại bao gồm phổ không nhìn thấy được của bức xạ điện từ không ion hóa có bước sóng 100-400 nanomet (nm). Khử trùng bằng tia UV được gọi là tia UV-C bao phủ dải bước sóng từ 100–280 nm. Chúng hoạt động hiệu quả nhất ở bước sóng 240–260 nm.
Ánh sáng UV-C được sử dụng hiệu quả trong việc khử trùng và khử trùng bề mặt bằng cách loại bỏ hầu hết vi khuẩn, vi rút, nấm mốc và mùi hôi. Sự tiếp xúc của các bề mặt bị nhiễm với ánh sáng UV-C cho phép các tia này xuyên qua màng tế bào vi sinh vật. Các phản ứng quang hóa tiếp theo với thành phần thymine của DNA / RNA của tế bào tạo ra chất dimer thymine.
Sự tiêu diệt vi sinh vật bằng tia UV-C là một quá trình theo cấp số nhân, tức là mức độ tiếp xúc càng cao thì sự tiêu diệt vi sinh vật càng hiệu quả. Định lượng tia cực tím là năng lượng trên m2 bề mặt trong một thời gian tiếp xúc xác định (tối thiểu) để thu được lượng vi sinh vật giảm> 1 logarit.
Liều lượng cần thiết để tiêu diệt một mầm bệnh nhất định phụ thuộc vào cấu trúc tế bào của nó. Ví dụ, vi khuẩn như Salmonella, Listeria và E. Coli có thành tế bào mỏng và có thể dễ dàng bị giết bởi tia UV-C. Tuy nhiên, bào tử nấm mốc có vách tế bào dày có thể chặn một phần tia UV-C và do đó cần liều bức xạ cao hơn.
Việc lựa chọn thiết bị ánh sáng UV-C chủ yếu phụ thuộc vào loại mầm bệnh, số lượng gốc và mục tiêu của nó cũng như điều kiện nhiệt độ và độ ẩm phổ biến trong khu vực được xử lý. Mức độ phơi nhiễm UV-C được sử dụng trong các hoạt động sản xuất thực phẩm khử trùng nằm trong khoảng từ 10 đến 100 mJ / cm2.
Tia UV-C được tạo ra thực chất từ hơi thủy ngân do các loại đèn chuyên dụng tạo ra. Hai loại nguồn sáng UV có thể được sử dụng trong quá trình khử trùng bằng tia UV:
- Ống phóng thủy ngân áp suất thấp: gồm loại thông thường và loại hỗn hống. Loại thông thường là nguồn tiết kiệm năng lượng nhất. Nó chuyển đổi đầu vào điện thành đầu ra ánh sáng UV-C ở bước sóng 254 nm, tức là trong phạm vi hiệu ứng diệt khuẩn. Mặt khác, loại hỗn hống (thủy ngân cộng với indium hoặc gali) cung cấp lượng ánh sáng gấp ba lần so với các loại ống thông thường và ít nhạy cảm hơn với nhiệt độ môi trường xung quanh.
- Đèn phóng điện thủy ngân áp suất trung bình (cao): về mặt điện không hiệu quả lắm nhưng có thể tạo ra cường độ ánh sáng UV-C cao hơn. Do đó, chúng có thể đạt được mức phơi sáng mục tiêu trong thời gian chiếu xạ ngắn hơn nhiều.
Một số đèn có thể được lắp đặt cùng với các tấm phản xạ thích hợp, ví dụ như các bức tường được phủ bằng vật liệu phản xạ như thép không gỉ để cho phép phần lớn bức xạ phản xạ trở lại bề mặt mục tiêu.
Ưu điểm của khử trùng bằng tia UV
- Hiệu quả chống lại tất cả các loại mầm bệnh (vi khuẩn, vi rút, nấm men, nấm, mốc, v.v.)
- Khả năng giảm ô nhiễm lên đến 99,99%
- Loại bỏ nhu cầu sử dụng các hóa chất độc hại trong các phương pháp khử trùng truyền thống
- Bảng sau đây báo cáo liều thấp nhất gần đúng (J / m2) của bức xạ UV ở bước sóng 253,7 nm để tiêu diệt 90% (tức là giảm log 1 hoặc giảm 10 lần) các quần thể vi sinh vật khác nhau:
Vi sinh vật |
Liều UV (J / m 2 ) |
| Vi khuẩn | |
| Bacillus subtilis (dạng sinh dưỡng) | 70 |
| Bacillus subtilis (dạng bào tử) | 120 |
| Escherichia coli | 30 |
| Mycobacterium tuberculosis | 62 |
| Pseudomonas aeruginosa | 55 |
| Viêm ruột do vi khuẩn Salmonella | 40 |
| Staphylococcus aureus | 26 |
| Khuôn mẫu | |
| Aspergillus niger | 1320 |
| Aspergillus flavus | 600 |
| Aspergillus tăng nhãn áp | 440 |
| Penicillum digitarum | 440 |
| Penicillum expansum | 130 |
| Penicillum chrysogenum | 500 |
| Men | |
| Saccharomyces ellipsoideus | 60 |
| Saccharomyces cerevisiae | 60 |
Hạn chế của khử trùng bằng tia UV
- Khả năng thâm nhập cực thấp và hấp thụ hoàn toàn bởi các bề mặt bên ngoài
- Cường độ của các tia giảm khi khoảng cách từ nguồn càng lớn; do đó làm giảm khả năng tiêu diệt tổng thể hoặc hiệu quả của việc xử lý khử trùng
- Tia UV-C không hiệu quả ở các điểm chết (bị che phủ bởi các bề mặt phía trên chúng hoặc trong các đường nứt)
- Một số chủng vi khuẩn có thể phát triển khả năng chống lại bức xạ UV, do đó thỉnh thoảng cần kết hợp xử lý UV với các phương pháp khử trùng bằng hóa chất để đảm bảo làm sạch và vệ sinh thích hợp
- Tia UVC có thể tạo ra sự phát xạ thứ cấp của tia UV-A và UV-B có thể gây kích ứng mắt nghiêm trọng và gây viêm da. Các tấm chắn thích hợp có thể ngăn nhân viên tiếp xúc trực tiếp và bị ảnh hưởng bởi bức xạ.
Ứng dụng thực tế của đèn UV trong khử trùng xe buýt
- Các xe buýt ở Thượng Hải – Trung Quốc được khử trùng với đèn cực tím. Theo hướng dẫn của Ủy ban Y tế Quốc gia, một công ty vận tải công cộng ở Thượng Hải sử dụng tia UV chiếu vào bên trong và bên ngoài xe buýt như một cách khử trùng. Theo công ty, quá trình này mất từ 5 đến 7 phút trên mỗi xe buýt và tiêu diệt hơn 99,9% vi rút theo báo cáo của AFP .
- Cơ quan Giao thông Vận tải Metropolitan đã triển khai thí điểm sử dụng đèn cực tím mạnh để khử trùng các tàu điện ngầm và xe buýt của Thành phố New York. Cơ quan này cho biết họ sẽ triển khai 150 thiết bị di động để làm sạch tàu điện ngầm, xe buýt và ga tàu điện ngầm trong giai đoạn đầu của thí điểm. Giai đoạn thứ hai sẽ tập trung vào các chuyến tàu đi lại của MetroNorth và Long Island Rail Road. MTA cho biết họ sẽ chi 1 triệu đô la cho dự án, theo NY1 .