Hoe werkt UV-C luchtdesinfectie?

Historisch gezien werd ultraviolet (UV) licht gebruikt om water, oppervlakken en de lucht te desinfecteren. U vraagt zich misschien af of deze technologie werkt tegen microben in de lucht of in het algemeen de luchtkwaliteit in uw huis verbetert. Dit artikel beschrijft hoe UV-luchtreinigers werken, of ze effectief zijn gebleken in het reinigen van de lucht en hun mogelijke veiligheidsproblemen. Als je je afvraagt of het gebruik van UV-licht de kans op een coronavirusinfectie kan verkleinen, lees dan onze blog over wat je moet weten over hoe UV-licht Covid-19 doodt.

Wat zijn UV-licht luchtreinigers?

UV-luchtreinigers zijn ontworpen om kortgolvig ultraviolet licht (UV-C-licht) te gebruiken om ziekteverwekkers in de lucht en micro-organismen zoals schimmels, bacteriën en virussen te inactiveren. Ze hebben hetzelfde uiteindelijke doel van alle luchtreinigers: het verminderen van luchtverontreinigende stoffen binnenshuis. De technologie wordt ook wel UV-kiemdodende bestraling of UVGI-luchtreinigers genoemd. Dit is anders dan andere luchtzuiveringstechnologieën die UV-lichttechnologie bevatten, maar deze niet direct gebruiken tegen luchtverontreinigende stoffen.

Op de markt worden UV-C-luchtreinigers momenteel verkocht als stand-alone, vrijstaande apparaten of als systemen die zijn geïnstalleerd in reeds bestaande residentiële of commerciële HVAC-units. Terwijl lucht door het apparaat wordt geperst, passeert het UV-lampen, die de lucht direct proberen te desinfecteren door middel van kiemdodende bestraling. Het grootste veiligheidsrisico is dat tijdens dit proces ozon kan ontstaan.

Zelden een op zichzelf staand product, UV-C lichte luchtreinigers vereisen vaak extra systemen voor volledige effectiviteit en worden meestal opgenomen in grotere High-efficiency Particulate Arrestance (HEPA) luchtfiltratiesystemen. In feite zegt de EPA dat een UV-C-luchtreiniger niet effectief lijkt als een op zichzelf staande eenheid omdat hij geen deeltjes kan vasthouden of verwijderen.

Achtergrond over ultraviolet licht

Kiemdodend UV-licht is gebruikt bij de behandeling van tuberculose en om ziekenhuizen, keukens, vleesverwerkende bedrijven en laboratoria te desinfecteren. Al in 1908 werd UV-C-licht gebruikt om gemeentelijke watervoorzieningen in Frankrijk te desinfecteren.

Elektromagnetische straling neemt vele vormen aan – van zichtbaar licht tot radiogolven tot ultraviolet licht. Hier is wat achtergrondinformatie over hoe verschillende vormen van licht verschillende energieniveaus hebben:

Verschillende vormen van licht

Licht bestaat uit kleine deeltjes die fotonen worden genoemd. Terwijl ze reizen, trillen ze heen en weer en volgen ze een golf in de ruimte. Hoe sneller ze trillen, hoe korter de afstand tussen elke golf. Hoe langzamer de trilling, hoe langer de afstand tussen elke golf. Deze golf-tot-golf afstand wordt de golflengte van het licht genoemd. Lange golven met langzamer trillende fotonen hebben minder energie. Korte golven met sneller trillende deeltjes hebben meer energie.

Afhankelijk van hun moleculaire samenstelling, reflecteren en absorberen verschillende materialen in de wereld verschillende golflengten van licht:

• Zichtbaar licht heeft een golflengte tussen 400-700 nanometer lang – het bereik dat de lichtreceptoren van uw ogen beïnvloedt.
• Infraroodlicht, dat je kunt voelen als warmte, is langer (700 tot 1 miljoen nanometer).
• Ultraviolet, dat je niet kunt voelen of zien, is korter dan zichtbaar licht van 100 tot 400 nanometer.
• Fotonen zenden elektromagnetische energie uit wanneer ze materie tegenkomen, en ultraviolet licht heeft een hoog energieniveau.

Ultraviolet licht: UV-A, UV-B en UV-C

Ultraviolet is verdeeld in drie secties:

• UV-A-licht: 315-400 nanometer met fotonen die net iets sneller trillen dan zichtbaar licht
• UV-B-licht: 280-315 nanometer, met fotonen die nog sneller trillen
• UV-C-licht: 100-280, met foto’s die het snelst trillen en de meeste energie bevatten

Langdurige blootstelling aan UV-C licht kan tijdelijke oog- en huidbeschadigingen veroorzaken, dus neem extra voorzorgsmaatregelen als u direct met of rond UV-C lampen werkt.

Tegenwoordig wordt UV-licht voornamelijk gebruikt als aanvulling op andere gevestigde methoden voor het desinfecteren en “steriliseren” van gevoelige wetenschappelijke en medische apparatuur en ruimtes, hoewel dergelijke bestralingsreinigingssystemen hun weg hebben gevonden naar residentiële en commerciële toepassingen door de populariteit van UV-licht als een luchtreiniger in het verleden twee decenia. Deze producten vallen binnen de reikwijdte en noodzaak van het verbeteren van de netheid en het verminderen van milieuvervuiling, in plaats van het bestrijden van besmettelijkheid.

Hoe gebruiken UV-licht luchtreinigers UV-C licht?

UV-C-licht is verantwoordelijk voor de belangrijkste desinfecterende activiteit van UV-C-luchtzuiveringssystemen. Al die extra energie, veel meer dan zichtbaar licht, kan de moleculen die het absorberen daadwerkelijk veranderen, en DNA is bijzonder vatbaar voor deze veranderingen. Ultraviolet licht bombardeert micro-organismen rond de UV-lamp en beschadigt het DNA dat ze nodig hebben om te leven.

Wanneer mensen verbrand raken na een dag op het strand, lijden ze aan stralingsverbrandingen van een soort UV-licht dat door de zon wordt uitgestraald – de roodheid is de ontstekingsreactie van de huid wanneer het DNA rechtstreeks wordt beschadigd door UV-straling, wat mogelijk kan leiden tot tot huidkanker.

Omdat bacteriën slechts één cel zijn, vertrouwen ze op hun DNA om te leven. Dit is het principe achter UV-licht luchtreinigers. Als het DNA van een bacteriecel voldoende beschadigd is, activeert het een zelfvernietigingsmechanisme, waardoor het onschadelijk wordt.

UV-C luchtreinigers kunnen op allerlei manieren en met wisselend succes worden geïnstalleerd (Macher, 1993). In één onderzoek bleek de plaatsing van kiemdodende ultraviolette lampen op de wanden van zorgwoningen met succes de desinfecterende eigenschappen te verschaffen zonder statistisch significante bijwerkingen van overmatige blootstelling aan UV, wat de bekendheid van deze systemen in de gezondheidszorg versterkte (Nardell et al. 2008).

Hoe reinigen UV-luchtreinigers de lucht?

De manier waarop UV-C lichte luchtreinigers werken is vrij eenvoudig. Zoals hierboven besproken, zijn ze ontworpen om UV-lampen te gebruiken die mogelijk het DNA van micro-organismen kunnen veranderen en ze kunnen inactiveren of vernietigen. Afhankelijk van het materiaal van de zender (bijvoorbeeld fosfor of kwarts) kan dit licht blauwachtig zijn of niet zichtbaar zijn voor het menselijk oog. Gewoonlijk gebruiken wooneenheden kwiklampen die UV-C-licht uitstralen met een golflengte van 254 nm, volgens de EPA.

UV-licht luchtreinigers zijn over het algemeen een combinatie van een geforceerde luchtsysteem en een ander filter (zoals een HEPA-filter). Hierdoor werkt het UV-licht van de luchtreiniger samen met andere processen om de lucht te reinigen. De omgevingslucht wordt door de unit geperst en geventileerd door een kamer met lampen die licht uitstralen binnen de UV-C-frequentie. De UV-lamp wordt meestal stroomafwaarts van een filter in een draagbare luchtreiniger geplaatst. Verschillende factoren, zoals het type UV-lamp, vochtigheid en temperatuur, kunnen de prestaties beïnvloeden.

UV-C-lampen die worden gebruikt in UV-C-kiemdodende reinigers zijn stil en de gloed van velen, afhankelijk van de behuizing die eromheen is gemonteerd, is onzichtbaar voor het menselijk oog. Ze zijn over het algemeen geurloos. UV-lampen moeten mogelijk jaarlijks worden vervangen, afhankelijk van het merk en model.

Gevaren van UV-luchtreinigers

Misschien wel het belangrijkste negatieve aspect van UV-luchtreinigers, het is bewezen dat UV-C-straling de zuurstof in de lucht omzet in ozon (Slonim et al, 1969). Dit gebeurt door fotolyse – wanneer licht ervoor zorgt dat zuurstof (O2) uiteenvalt in twee afzonderlijke atomen en zich met andere zuurstofmoleculen combineert om ozon (O3) te creëren. Dit kan gebeuren met bovengenoemde UV-C lampen, zeker als deze ongecoat zijn. Vanwege deze mogelijkheid gebruiken sommige fabrikanten een speciale coating op de UV-lampen.

Hoe effectief zijn UV-luchtreinigers?

Hoewel UV-C-licht mogelijk microben kan deactiveren, is het een heel andere zaak of het dit in een draagbare luchtzuiveringseenheid kan doen. Deze eenheden worden vaak geadverteerd om huisstofmijt- en schimmelallergenen te verminderen.

De effectiviteit van UV-C-licht bij het desinfecteren van de lucht hangt af van een aantal factoren, waaronder:

• Of de verontreinigende stoffen in contact komen met het UV-licht;
• Of het licht wordt geremd door het verkoelende effect van de luchtstroom;
• Het materiaal van de lamp dat zo’n licht uitstraalt;
• De hoge dosis licht die nodig is;
• En hoe lang de verontreinigende stof aan het licht wordt blootgesteld.

UV-luchtreinigers versus micro-organismen

Als het goed is ontworpen, kan het UV-filtratieproces mogelijk sommige bacteriën en schimmels deactiveren en een kleine vermindering van virussen bieden, maar weinig vermindering van bacterie- en schimmelsporen (Kowalski & Bahnfleth, 2000). Over het algemeen zijn bacterie- en schimmelsporen bestand tegen UV-straling en hebben ze een hoge dosering UV-licht nodig. De EPA zegt dat je voor de daadwerkelijke vernietiging van schimmel- en bacteriesporen hoge niveaus van UV-licht en veel langere belichtingstijden nodig hebt. Mogelijk hebt u veel hogere niveaus nodig dan wat wordt aangeboden in een wooneenheid, evenals langdurige blootstelling – veel meer dan de paar seconden dat lucht door een apparaat gaat.

UV-luchtreinigers versus allergenen

UV-zuivering verwijdert allergenen, chemische dampen, stof, huidschilfers van huisdieren, sigarettenrook of schimmels niet volledig uit de lucht (Olander et al., 1988). Gevaarlijke gassen en veel vaste deeltjes zijn vaak onkwetsbaar voor UV-straling.

De EPA zegt dat schimmeldeeltjes nog steeds allergieën kunnen veroorzaken, zelfs wanneer ze zijn gedeactiveerd, en daarom zijn UV-luchtreinigers mogelijk niet effectief voor allergieën en astma.

UV-luchtreinigers versus VOC’s

Veel schadelijke verontreinigende stoffen worden niet aangetast door UV-C-licht. UV-licht kan vluchtige organische stoffen of VOC’s niet vernietigen – die vaak worden aangetroffen in huishoudelijke producten, van verf en vernissen tot reinigings-, desinfectie- en cosmetische oplossingen. De intense energie van UV-licht kan er zelfs voor zorgen dat VOC’s sneller ontgassen dan ze normaal zouden doen, of ze veranderen in gevaarlijkere stoffen.

Onze aanbeveling

Als een UV-luchtreiniger op de markt ozon produceert, kan dit een gezondheidsrisico vormen voor u en uw gezin in uw huis. Als er geen risico op ozon is, kunnen UV-C-luchtzuiveringssystemen voor lichte lucht een soort desinfectievermogen bieden, hoewel het ook een filtermedium moet hebben om deeltjes op te vangen. Over het algemeen hebben onderzoeken aangetoond dat draagbare UV-C-luchtreinigers een beperkte effectiviteit hebben tegen micro-organismen en veel verontreinigende stoffen zoals VOS niet kunnen aanpakken.

Onze oplossing Er is weinig geweest aan innovatie in de luchtzuiveringsindustrie tot nu toe. Een nieuwe technologie, Clearozone, biedt een krachtige alternatieve oplossing ten opzichte van enkel UV-luchtreinigers. De Clearozone technologie vernietigt niet alleen micro-organismen in de lucht, het vernietigt ook VOC’s en allergenen die normale UV-luchtreinigers niet kunnen aanpakken.

Normec group en Luchtcontrole.nl hebben de Clearozone technologie getest. Het lab testte de technologie tegen virussen, schimmels en endosporen. Resultaten toonden aan dat Clearozone de concentraties van micro-organismen met 99,99% verminderde in de lucht en na verspreiding door de ruimten een verbetering tot wel 80% aantoont.

In tegenstelling tot UV-C luchtreinigers die microben proberen te deactiveren, kan Clearozone technologie ze vernietigen.