La pulizia dell'aria interna non è così semplice come a volte sembra. L'aria interna è un vero e proprio buffet di inquinanti, da particelle solide come polvere, muffa e polline a gas come l'anidride carbonica (CO2), la formaldeide, le ozono (O3) e composti organici volatili (COV).
Senza contare i biocontaminanti trasportati dall'aria, come batteri e virus che vivono su quasi tutte le superfici immaginabili, molti dei quali possono entrare nell'aria ed essere respirati direttamente nelle vie respiratorie, penetrando nei tessuti respiratori e infettando l'intero organismo.
Ecco perché i depuratori d'aria a raggi ultravioletti (UV) sono entrati in scena: per rispondere alle preoccupazioni diffuse che i depuratori d'aria non facessero nulla per i milioni di microbi e virus infettivi che possono causare e diffondere malattie come il raffreddore, l'influenza e persino la tubercolosi.
E durante l'epidemia del virus SARS-CoV-2 (sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2), responsabile della COVID-19 (una grave malattia respiratoria, spesso fatale), la purificazione dell'aria a raggi UV per l'inattivazione delle particelle virali trasportate dall'aria ha attirato ancora di più l'attenzione come metodo per contribuire a fermare la diffusione di questa pandemia mortale.
La disinfezione a luce UV ha già una lunga storia in campo medico. Ricerche approfondite dimostrano che la luce UV aiuta in modo specifico a impedire la diffusione di pericolosi batteri resistenti ai farmaci. infezioni contratte in ospedale (HAI) (1).
Ma i depuratori d'aria UV valgono la pena per la pulizia dell'aria interna?
Prima di correre a comprare questa "cura miracolosa" per l'ultima frontiera dell'inquinamento atmosferico, vale la pena di esaminare più da vicino le affermazioni che stanno alla base della purificazione dell'aria a raggi UV per capire se effettivamente fa quello che dice di poter fare.
Come fa la luce UV a "purificare" l'aria?
La luce UV utilizzata in un depuratore d'aria UV è progettata per disinfettare i batteri organici potenzialmente infettivi e il materiale virale inorganico dall'aria che passa attraverso il depuratore.
L'arma segreta della luce UV contro batteri e virus? Danno al DNA - proprio come i raggi UV del sole possono danneggiare le cellule della pelle e causare il cancro alla pelle, la luce UV può danneggiare e talvolta distruggere il DNA che costituisce la materia batterica e virale (2).
La luce UV agisce in due modi principali.
In primo luogo, i batteri sono organismi viventi e la luce UV danneggia il loro DNA.
Quando il DNA batterico è danneggiato, i batteri non possono completare due processi riproduttivi fondamentali, noti come trascrizione e replicazione, che consentono loro di creare altri batteri (3). Questo impedisce loro di crescere, riprodursi e formare enormi colonie in tutto il corpo, fonte di molte malattie infettive.
I virus, invece, non sono realmente viventi: sono costituiti da DNA e RNA (acido ribonucleico, una molecola simile al DNA), materiale che i virus utilizzano per invadere i filamenti di DNA delle cellule viventi, infettandole con il proprio DNA virale contaminato e facendole riprodurre il DNA infetto in quantità enormi.
È così che patologie virali come il raffreddore, l'influenza e il morbillo si diffondono e diventano infettive così velocemente (4). Con un tempo di contatto sufficiente, la luce UV inattiva questo materiale di DNA e RNA, impedendo loro di aggredire le cellule organiche.
Ma i filtri UV per l'aria funzionano davvero?
La luce UV da sola è in grado di inattivare in una certa misura biocontaminanti infettivi come batteri e virus, quindi dovrebbe funzionare in un purificatore d'aria, giusto?
Ma i meccanismi specifici dei depuratori d'aria UV non sono così efficaci come potrebbe sembrare. Ecco perché (5) (6) (7) (8) (9) (10):
- I batteri e i virus hanno bisogno di periodi prolungati di esposizione alla luce UV. Spesso l'aria passa attraverso i depuratori d'aria UV troppo velocemente perché i raggi UV facciano la differenza.
- Alcuni batteri possono rigenerarsi e infettarsi di nuovo anche dopo essere stati disinfettati dai raggi UV.
- La luce UV non ha alcun effetto sulle particelle. La luce UV non distrugge il particolato, come le PM2,5 e le particelle ultrafini (UFP), quindi la maggior parte di questi pericolosi inquinanti continuerà a passare nell'aria se il meccanismo di filtrazione delle particelle non è abbastanza efficace.
- Molti depuratori d'aria UV sono anche generatori di ozono. Proprio come l'ozono nell'atmosfera terrestre reagisce con i raggi UV del sole, la luce e il calore di alcuni depuratori d'aria UV possono generare calore che trasforma le molecole libere di ossigeno (O e O2) e acqua (H2O) in pericoloso ozono troposferico (O3).
- La luce UV può bruciare la pelle e danneggiare gli occhi. Anche una breve esposizione ai raggi UV può causare danni permanenti alla pelle e agli occhi, nonché il cancro.
Vale la pena notare che le particelle di ozono utilizzate in alcuni di questi depuratori d'aria UV per caricare le particelle inquinanti ed eliminarle dall'aria producono ozono a livello del suolo.
Questo tipo di ozono può essere estremamente tossico: anche un'esposizione di breve durata può causare una cascata di sintomi respiratori e l'esposizione a lungo termine è stata collegata a numerose condizioni di salute mortali (11) (12).
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L'ABC della luce UV
Non tutti i raggi UV sono uguali: solo alcuni tipi sono utilizzati nei filtri UV per l'aria.
Ecco cosa c'è da sapere: La luce UV si presenta in tre forme distinte, che si distinguono per la lunghezza d'onda e che hanno effetti diversi sulla materia organica.
UV-A
I raggi UV-A hanno una lunghezza d'onda di circa 315-400 nanometri (nm), la più lunga dei tre tipi di raggi UV, con fotoni (o particelle di luce) che vibrano un po' più velocemente di quelli della luce visibile. Questo tipo di luce UV non è tipicamente utilizzato nei depuratori d'aria o in tecnologie simili.
Ma oltre il 95% dei raggi solari che raggiungono la superficie terrestre rientra in questa categoria (13).I raggi UV-A sono quelli che hanno maggiori probabilità di penetrare attraverso la pelle e causare danni alla pelle e cancro in caso di esposizione prolungata (14).
UV-B
I raggi UV-B sono un po' più corti dei raggi UV-A, a circa 280-315 nm. I loro fotoni vibrano ancora più velocemente di quelli dei raggi UV-A, dando loro più energia per danneggiare il DNA. Ma a causa delle loro lunghezze d'onda più corte, la maggior parte di essi non passa attraverso gli strati superiori dell'atmosfera.
La piccola percentuale di raggi UV-B che attraversa l'atmosfera, tuttavia, è quella più direttamente collegata al cancro della pelle (15).
UV-C
Luce UV-C Le lunghezze d'onda misurano tra 100 e 280 nm. L'UV-C è il tipo di luce UV utilizzato nella maggior parte, se non in tutti, i depuratori d'aria UV.
Questi raggi UV hanno le lunghezze d'onda più corte e trasmettono la maggior quantità di energia, il che conferisce loro un elevato potenziale di danneggiamento e uccisione di microbi e cellule minuscole: ecco perché vengono utilizzati nei depuratori d'aria UV per uccidere batteri e virus, soprattutto nella forma chiamata irradiazione germicida ultravioletta (UVGI) (16).
Ma la luce UV-C è anche la più pericolosa delle tre.
A causa della sua elevata energia e intensità, anche un'esposizione di breve durata alla luce UV-C proveniente da un purificatore d'aria UVC (o purificatore d'aria UV-C) può causare danni agli occhi e alla pelle e più a lungo si è esposti, più gravi possono essere i danni.
La tecnologia UV richiede un tempo di contatto significativo per "uccidere" i biocontaminanti.
C'è un'altra considerazione importante da tenere presente quando si pensa di utilizzare la luce UV per uccidere virus e batteri: la luce UV impiega molto tempo per uccidere o inattivare anche piccole quantità di agenti patogeni trasportati dall'aria o contaminanti superficiali. La quantità di energia e di tempo che la luce UV impiega per distruggere virus e batteri si misura in millijoule per centimetro quadrato (mJ/cm2), dove un joule (1000 millijoule) equivale a circa un secondo.
Inoltre, contaminanti diversi richiedono una durata diversa di esposizione alla luce UV per essere completamente eliminati: ecco cosa dice la ricerca sul tempo necessario alla luce UV per distruggere in modo efficace un solo centimetro quadrato di alcuni virus e batteri comuni(17) (18) (19):
- Virus dell'influenza: circa 6,6 secondi
- E. Coli: circa 6,6 secondi
- Staphylococcus aureus: circa 6,6 secondi
- Spore di muffa Aspergillus: Da 8,8 a 33 secondi
- SARS-CoV: circa 60 secondi o più
- SARS-CoV-2 (coronavirus COVID-19): fino a 60 secondi
Può non sembrare un tempo lungo, ma quando si tossisce o si starnutisce, si producono da 900 a oltre 300.000 particelle infette alla volta, che potenzialmente possono riempire centinaia di centimetri quadrati di area nell'aria di una stanza(20) (21).
Un purificatore d'aria UVC ha bisogno di 6 secondi, fino a 1 minuto o più, solo per uccidere le particelle infette in uno di questi centimetri quadrati. Dato che l'aria passa spesso rapidamente attraverso un purificatore d'aria (trascorrendo meno di mezzo secondo nel purificatore stesso), le particelle infette possono passare attraverso la luce UV in gran parte indenni e ancora infettive.
Questo presuppone che il depuratore d'aria UV utilizzi la giusta lunghezza d'onda della luce UV a un'intensità sufficientemente elevata da inattivare efficacemente i biocontaminanti presenti nell'aria. Tuttavia, la maggior parte dei depuratori d'aria UV venduti come sicuri per l'uso domestico generano solo basse dosi di luce UV e possono impiegare più tempo per uccidere anche piccole quantità di biocontaminanti (22).
Ciò significa che un filtro dell'aria a raggi UV può impiegare diverse ore o più per uccidere o inattivare i contaminanti infetti presenti nell'aria di una stanza (supponendo che qualcuno non tossisca, starnutisca o respiri di nuovo e aggiunga altre particelle infette all'aria).
In breve, un purificatore d'aria UVC può essere in grado di catturare e uccidere o inattivare alcune migliaia di queste particelle infette, ma centinaia o migliaia di particelle possono rimanere nell'aria per ore prima di essere uccise, in grado di essere respirate e causare infezioni.
Se i biocontaminanti vengono "uccisi" dai raggi UV, possono comunque nuocere?
La risposta breve è sì.
A differenza dei tipici depuratori d'aria, i depuratori d'aria a raggi UV non rimuovono effettivamente i biocontaminanti, come virus e batteri, dall'aria. inattivano inattivarli quando passano sotto i raggi UV concentrati, smantellando i legami molecolari che costituiscono il DNA di questi organismi e rimandando il DNA inattivato nell'aria.
Ma i biocontaminanti sono in genere solo parzialmente inattivati dalla luce UV, con il potenziale di tornare in vita - uno stato chiamato vitale ma non coltivabile (VBNC). In uno stato VBNC, i biocontaminanti diventano dormienti dopo l'esposizione ai raggi UV, ma possono "risvegliarsi" per rigenerarsi di nuovo dopo qualche tempo, anche a dosi elevate di luce UV fino a 300 mJ/cm2 (23).
Ciò significa che molte particelle biocontaminanti infettive tornano nell'aria dopo essere passate attraverso la luce UV - alcune sono inattivate e innocue, ma molte sono ancora attivamente infettive o possono diventarlo di nuovo.
Il livello di biocontaminanti "uccisi" dalla luce UV dipende in larga misura da diversi fattori critici nella progettazione del meccanismo UV utilizzato nel depuratore UVC stesso.
In generale, si ritiene che 40 mJ/cm2 di luce UV a una lunghezza d'onda di 0,254 micron (comunemente utilizzata nei depuratori d'aria UV) possano uccidere fino al 99,99% di quasi tutti i biocontaminanti presenti nell'aria (24).
Tuttavia, è stato dimostrato che i virus in particolare necessitano di uno spettro molto più ampio che va da 0,2 a 0,315 micron per un'inattivazione efficace - diverse lunghezze d'onda sono efficaci per diversi tipi di virus a causa delle interazioni specifiche della luce UV con le varie proteine del DNA virale - oltre a richiedere diversi secondi di esposizione per qualsiasi livello di inattivazione.
Quindi, anche in teoria, un purificatore d'aria UVC ha bisogno di una lunghezza d'onda specifica e di un tempo di esposizione specifico per inattivare anche solo parzialmente i biocontaminanti presenti nell'aria: non è una misura unica per tutti.
In pratica, la maggior parte dei filtri UV per l'aria non soddisfa i requisiti di lunghezza d'onda e di esposizione necessari per proteggersi sufficientemente dai virus e dai batteri più pericolosi. Per rimuovere veramente i biocontaminanti dall'aria è necessaria una tempesta perfetta di lunghezze d'onda UV adeguate, tempi di esposizione sufficienti e l'uso di altre tecnologie di filtrazione dell'aria a raggi UV.
Dovrei acquistare un purificatore d'aria a raggi UV?
Risposta breve:
No. Non acquistate un purificatore d'aria a luce UV o qualsiasi altro purificatore d'aria che utilizzi la luce UV come parte fondamentale del suo meccanismo di purificazione. È pericoloso e non funziona molto bene, soprattutto se non si utilizzano altri metodi di filtrazione dell'aria di provata efficacia.
Risposta lunga:
La disinfezione a raggi UV semplicemente non funziona alla velocità con cui l'aria deve essere fatta passare attraverso un purificatore per filtrare gli inquinanti. Le sostanze batteriche e virali devono essere esposte alla luce UV per un certo periodo di tempo, a volte anche per diverse ore, quindi pochi secondi o meno sotto una luce UV, per quanto forte, non faranno molto per rimuovere gli inquinanti microbici.
La luce UV disinfetta in qualche modo ma non purifica l'aria e le ricerche dimostrano che il potenziale di disinfezione dell'aria da parte dei raggi UV può essere esagerato.
Cosa fare per pulire l'aria?
Ecco alcuni consigli collaudati per migliorare la qualità dell'aria interna senza ricorrere a tecnologie inefficaci.
Utilizzare un purificatore d'aria ad alta efficienza per ambienti
Per le stanze tipiche di circa centinaia di metri quadrati, un purificatore d'aria ad alta efficienza purificatore d'aria per ambienti come HealthPro Plus può rimuovere fino al 99,5% degli inquinanti fino a 0,003 micron (10 volte più piccoli di un batterio o di un virus medio) più volte all'ora, superando di gran lunga i purificatori d'aria UV o HEPA standard.
A purificatore d'aria per ambienti è consigliato per spazi come camere da letto, uffici, cucine, palestre domestiche e altri ambienti in cui si trascorre molto tempo e si ha bisogno di aria più pura possibile per un sonno riposante, una funzione cognitiva senza ostacoli o prestazioni fisiche di alto livello.
Utilizzare un purificatore d'aria per tutta la casa
Siete preoccupati per la qualità dell'aria in tutta la casa? Un purificatore d'aria a luce UV per sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento (HVAC) non è la soluzione: un sistema di filtrazione dell'aria ad alte prestazioni per tutta la casa è molto più efficace.
Il Perfect 16 purificatore d'aria per tutta la casa si inserisce nelle unità HVAC esistenti della casa per aspirare l'aria, purificarla fino al 96,7% delle particelle inquinanti fino a 0,3 micron e fino all'85% delle particelle fino a 0,003 micron con oltre 170 piedi quadrati di materiale filtrante, e ricircolare l'aria attraverso i condotti di alimentazione della casa fino a 2.000 cfm in modo che ogni stanza della casa abbia aria fresca, pulita e di livello medico.
Un purificatore d'aria per tutta la casa non occupa spazio, non aggiunge rumore al funzionamento del sistema HVAC e riduce la bolletta elettrica grazie alla tecnologia brevettata Advanced Microfiber (AMF) che massimizza la superficie del filtro per la rimozione degli inquinanti e riduce la resistenza dell'aria in modo che la purificazione sia facile per il motore della ventola HVAC.
Utilizzare un purificatore d'aria personale
Avete bisogno di una purificazione dell'aria ad alta efficienza anche in viaggio? Il purificatore Atem 5-in-1 purificatore d'aria personale convoglia l'aria pulita nella vostra zona di respirazione per un'aria pulita istantanea, ovunque ne abbiate bisogno.
La qualità dell'aria può essere imprevedibile e i tipici "purificatori d'aria" portatili spesso utilizzano una pericolosa tecnologia a ionizzazione o a raggi UV che fa ben poco per pulire l'aria nell'ambiente di lavoro, nell'abitacolo dell'auto o accanto al letto.
Atem utilizza la tecnologia di filtrazione HyperHEPA per rimuovere fino al 99% delle particelle fino a 0,003 micron dall'aria che state respirando in questo momento, eliminando virtualmente le particelle inquinanti senza creare sottoprodotti dannosi come l'ozono.
Il filtro opzionale HyperHEPA Plus utilizza uno strato aggiuntivo di carbone attivo per rimuovere oltre 250 tipi di gas dall'aria ambiente interna ed esterna, comprese le sostanze chimiche e i composti come la formaldeide che derivano dai gas di scarico dei materiali da costruzione e della tappezzeria.
Il risultato
La luce UV può contribuire a fornire un ulteriore livello di difesa contro i virus, batteri, e microbi presenti nell'aria e sulle superfici.
Tuttavia, a causa della durata dell'esposizione e dell'intensità necessaria per uccidere efficacemente i biocontaminanti presenti nell'aria, la luce UV è generalmente inefficace nei depuratori d'aria disponibili per le abitazioni e funziona meglio in ambienti medici controllati.
Secondo i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie (CDC), i depuratori d'aria a raggi UV, siano essi chiamati depuratori d'aria a raggi ultravioletti, depuratori d'aria a raggi UVC o depuratori d'aria a raggi UV-C (o filtri o detergenti), possono essere utilizzati come parte di una strategia di purificazione dell'aria, ma non dovrebbero essere utilizzati come unica misura di controllo dei biocontaminanti presenti nell'aria (25).
La purificazione dell'aria ad alta efficienza con materiale filtrante denso in grado di catturare i più piccoli biocontaminanti e patogeni presenti nell'aria, come virus e batteri, è molto più sicura, efficace e affidabile dei depuratori d'aria UV.
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