Die Geschichte und Wissenschaft hinter durch die Luft übertragenen Infektionen und der Verwendung ultravioletter Strahlung zur Desinfektion der Raumluft

Dr. Ed Nardell hat fast ein halbes Jahrhundert seines Lebens der Erforschung und Untersuchung von durch die Luft übertragenen Infektionen wie Tuberkulose und dem Einsatz ultravioletter Strahlung zur Desinfektion der Raumluft gewidmet. Nach Abschluss seiner Lungenmedizinausbildung am Massachusetts General Hospital im Jahr 1977 begann er für das Boston Department of Public Health zu arbeiten.

Zwei Ereignisse Mitte der 80er Jahre, ein Ausbruch von Tuberkulose unter haitianischen Einwanderern in Cambridge und dann das Wiederaufleben von Tuberkulose-Reinfektionen im Obdachlosenheim Pine Street Inn in Boston, prägten Nardells Lebensschwerpunkt in seiner jetzigen Richtung. Als er darüber nachdachte, wie er Tuberkulose stoppen könnte, erinnerte er sich an einen Vortrag des berühmten Lungenarztes und Tuberkuloseexperten Dr. Richard Riley, der kürzlich in den Ruhestand gegangen war. Riley hatte erklärt, dass ultraviolette (UV) keimtötende Bestrahlung sehr effizient bei der Abtötung von in der Luft befindlichen Bakterien und Viren sei.

Nardell kontaktierte Riley, der ihn bei der Installation von UV-Leuchten im oberen Raum (nahe oder auf Deckenhöhe) unterstützte. Die Zusammenarbeit führte zu einer lebenslangen beruflichen Beziehung bis zu Rileys Tod im Jahr 2001. Nardell hat das Erbe des berühmten Harvard-Sanitäringenieurs William Wells und seines Nachfolgers Riley durch seine umfangreiche Arbeit in Ländern mit hoher Tuberkuloselast fortgeführt . Er hat auch Luftreinigungssysteme analysiert, die Belüftungsprinzipien nutzen. Diese sorgen zwar gut für Komfort in Innenräumen, sind jedoch weniger wirksam bei der Bekämpfung der Risiken, die mit in der Luft befindlichen Krankheitserregern einhergehen.

Wie Dr. Nardell bemerkte: „Beleuchtungsexperten wissen zwar über UV-Strahlung Bescheid, sind aber nicht an Fragen der öffentlichen Gesundheit beteiligt.“ UV-Bestrahlungstechnologie wird Ingenieuren nicht beigebracht, daher ist sie wirklich zwischen den Disziplinen verteilt, und viele Leute wissen nichts davon.“ Die COVID-19-Pandemie hat diese Themen in den Diskussionen über die öffentliche Gesundheit in den Vordergrund gerückt. Die World Socialist Web Site wandte sich an Dr. Nardell und er stimmte freundlicherweise einem Interview zu, das Anfang Januar 2023 geführt wurde.

Die Diskussion war von entscheidender Bedeutung für die Ausarbeitung der zweiteiligen Serie „Ultraviolettbestrahlung“, die kürzlich auf der Website veröffentlicht wurde und hier verfügbar ist: Teil 1 und Teil 2.

Im ersten Teil dieses Interviews begann Dr. Nardell, die Geschichte seiner Arbeit mit Dr. Riley zu erzählen, einem der Pioniere bei der Erforschung von durch die Luft übertragenen Infektionskrankheiten und der Rolle der keimtötenden ultravioletten Strahlung (GUV) bei deren Bekämpfung. Dr. Riley war frustriert darüber, dass er den Zugang zu den Einrichtungen eines Krankenhauses der Veterans Administration in Baltimore verlor, was ihn daran hinderte, ein Experiment zur ultravioletten Bestrahlung von Oberräumen durchzuführen. Im zweiten Teil wird diese Diskussion mit dem WSWS-Autor Dr. Benjamin Mateus fortgesetzt.

ED NARDELL (ED): In unserer langen Beziehung sprachen wir also über die Notwendigkeit, dieses Experiment zu wiederholen. Jetzt war ich in der American Thoracic Society aktiv. Riley war dessen Präsident … Ich erinnere mich nicht an das Jahr, aber ich lud Riley zu einem Treffen in San Francisco ein, wo wir ein Panel über Luftinfektionen und keimtötende UV-Strahlung abhalten wollten. Beim Mittagessen nach dem Treffen sagte Solbert Permutt (1925-2012), ein brillanter experimenteller Physiologe – und Riley war sowohl ein Physiologe als auch ein Typ in der Luft –: „Hier ist das Experiment, das Sie durchführen müssen, falls Sie dies jemals tun sollten.“

[E-Mail von Dr. Nardell über seinen Freund und Kollegen Sol Permutt: Er war ein brillanter Forschungsphysiologe an der Hopkins-Universität, der bei Riley an der Hopkins-Universität ausgebildet wurde, wo er seine Karriere verbrachte. Er war Rileys erster wissenschaftlicher Mitarbeiter und ich betrachte mich informell als seinen letzten. Wie Riley, und noch mehr, war er sehr mathematisch versiert. Sol erzählte, dass sie seine Kinder in der Schule absetzen und mit Riley nach Hopkins fahren würden, wo sie an der Ampel Gleichungen auf die Milchglasscheibe des Autos schrieben. Obwohl er in erster Linie Lungenphysiologe ist, hat er mit Riley an einigen UV-Experimenten gearbeitet und Zwei-Kompartiment-UV-Modelle erstellt, die ich immer noch für den Unterricht verwende. Ich hatte erwähnt, dass ich sowohl Sol als auch Dick nach San Francisco eingeladen hatte, um auf einem von mir organisierten Symposium über Luftübertragung zu sprechen. Beim anschließenden Mittagessen erklärte mir Sol das Mensch-Meerschweinchen-Experiment, das ich durchführen sollte, wenn ich jemals einen Platz und die Finanzierung finden könnte, um das bahnbrechende Wells-Riley-Experiment nachzubauen. Sol hat einen schönen Nachruf auf seinen Mentor geschrieben. In seinen späteren Jahren freundete ich mich mit Sol an. Er starb an Speiseröhrenkrebs – mein letzter Besuch erfolgte nicht lange vor seinem Tod.]

Er zeichnete auf einer Serviette ein Diagramm und eine Methode für die Studie, bei der es zwei Kammern gab und man an geraden Tagen die Luft in eine Kammer und an ungeraden Tagen in die andere Kammer schicken würde … eine alternative Tagesstrategie, bei der jeder Aspekt des Experiments berücksichtigt wurde perfekt kontrolliert. Und ich trug dieses Stück Papier mit mir herum und wir suchten nach einem Ort, an dem wir unsere Studien durchführen konnten.

Aber wir hatten in den USA nicht genug Tuberkulose. Und schließlich hörte sich ein Freund aus Südafrika bei einem Treffen in Paris die Idee an. Er sagte, es gäbe eine Agentur in Südafrika, die eine neue MDR-Behandlungseinrichtung (multiresistente Medikamente) baut, und vielleicht kann ich ihn davon überzeugen, ein paar zusätzliche Räume zu bauen, und wir könnten zumindest den Rohbau haben und die Finanzierung finden . Und dann wusste Charles Wells, zufälliger Nachname, vom CDC, der die Beziehung zwischen CDC und USAID überwachte, dass USAID viel Geld für Gebäude und Interventionen ausgab.

Sie wussten nicht, was funktionierte und was nicht, und sie halfen bei der Finanzierung dessen, was wir die luftgestützte Forschungseinrichtung in Südafrika nennen. Die Anlage wurde 2005 nach dem Vorbild von Riley gebaut und seitdem 2015 renoviert. Und sie ist immer noch in Betrieb. Wir untersuchen dort seit der Pandemie die Übertragung von COVID; COVID-Übertragung von Mensch zu Hamster. Wir warten derzeit auf die Ergebnisse der ersten Pilotstudie, um zu sehen, ob wir in dieser Einrichtung keimtötendes 254-nm-UV-, LED-UV- und Fern-UVC-222-nm-UV-Licht im Oberraum gegen SARS-CoV-2 testen können .

Aber wie auch immer, Riley hatte diese Idee vorgeschlagen und es dauerte schließlich zehn Jahre, von dem Moment an, als er sie auf die Serviette schrieb, bis wir sie in die Tat umsetzten. Das war also 1995. Und ich glaube, es war 2005, als die Anlage feierlich eröffnet wurde. Es ist das einzige auf der Welt, das noch übrig ist.

Ich habe so viel darüber gesprochen, dass ein Kollege aus Großbritannien, der in Peru arbeitete, in einem Krankenhaus in Lima eine schnelle und einfache Einrichtung mit buchstäblich auf dem Bauernhof gezüchteten Meerschweinchen baute und eine Studie über UV-Strahlung durchführte, um eine durch die Luft übertragene Infektion nachzuweisen. Er war schneller als wir, aber das dauerte nur ein paar Jahre und wir konnten im Laufe der Jahre viel mehr Studien mit der Einrichtung in Südafrika durchführen.

BENJAMIN MATEUS (BM): Und ich gehe davon aus, dass Ihre Studie gezeigt hat, dass keimtötendes UV-Licht in oberen Räumen TB-Infektionen verhindern konnte?

DE: Ja. Noch einmal … wir haben Raumluftreiniger untersucht, wir haben Masken an Patienten untersucht und wir haben UV untersucht. Wir haben versucht, eine Studie bei hoher Luftfeuchtigkeit durchzuführen, was sie angeblich weniger effektiv macht, aber wir waren bei der Durchführung des Experiments erfolglos, weil es schwierig war, die hohe Luftfeuchtigkeit in der klimatisierten Anlage aufrechtzuerhalten.

Aber auf jeden Fall zeigten wir eine etwa 80-prozentige Verringerung der Transmission an den Tagen, an denen die UV-Strahlung eingeschaltet war, im Vergleich zu den Tagen, an denen die UV-Strahlung ausgeschaltet war, und das entsprach in Bezug auf den Luftwechsel einer Hinzufügung von 24 Wechseln zu den sechs erforderlichen Luftwechseln um den Meerschweinchen Luft zuzuführen. Und als Krankenhaus mussten wir den Patienten eine gewisse Beatmung ermöglichen. Es gab also die vorhandenen sechs Luftwechsel. Wir haben 24 hinzugefügt. Das bedeutet, dass 30 Luftwechsel gegen vom Menschen verursachte Tuberkulose die Übertragung um 80 Prozent reduzieren konnten.

Haben Sie übrigens den Artikel über die Geschichte der UV-Strahlung von Nick Reed?

BM: Ja, ich habe es für das Manuskript verwendet, an dem wir arbeiten. Es ist ziemlich umfassend.

DE: Eine weitere Person, die sich ausführlich mit der Geschichte befasst, ist Carl Zimmer von der New York Times, der eine Reihe wissenschaftlicher Bücher für die Öffentlichkeit schreibt. Wir setzten uns … Die Familie Riley gab mir seine Papiere, und ich wusste nicht, wie ich diese archivieren sollte. Ich wollte sicherstellen, dass sie erhalten bleiben und war sehr froh, dass sie sie mir geschenkt haben. Und sie sind in der Countway-Bibliothek hinterlegt.

Zimmer und ich verbrachten einen Großteil des Nachmittags damit, sie durchzugehen, damit er sie sich ansehen und sehen konnte, ob er etwas für seine Arbeit brauchte. Leider gab es eine Biografie, die Wells' Assistentin Cretyl Mills schrieb, und als sie starb, konnte niemand sie finden.

BM: Sie haben dies bereits kommentiert, aber ich bin daran interessiert, von Ihnen darüber zu hören, wie das Interesse an der UV-Behandlung von durch die Luft übertragenen Infektionen in den späten 40er und 50er Jahren mit dem Aufkommen von Impfstoffen und Antibiotika abnahm die Tatsache, dass andere Forscher Wells‘ Erfolg mit dem Masernexperiment mit keimtötenden UV-Lampen in Oberräumen an zwei Schulen in Pennsylvania nicht reproduzieren konnten. Außerdem wurden Bedenken hinsichtlich der Sicherheit der UV-Strahlung geäußert. In der Zwischenzeit schienen Studien an infizierten Militärrekruten, die sich Kasernen teilten, Chapins Tröpfcheninfektionstheorie zu stützen.

DE: Ja, die militärischen, viele davon habe ich nie wirklich untersucht. Ich weiß, dass sie einige unkonventionelle Anwendungen verwendet haben, wie zum Beispiel UV-Leuchten entlang des Bodens. Wahrscheinlich reichte die Deckenhöhe nicht aus, um den oberen Raum zu nutzen [Bestrahlung]. Aber nichtsdestotrotz waren die meisten dieser Studien in Kasernen an Adenoviren interessiert … man muss Erreger für Erreger betrachten, aber einige davon könnten sich über Tröpfchen ausbreiten, und daher würde man nicht erwarten, dass keimtötende UV-Strahlung zwangsläufig Auswirkungen auf Tröpfchen hat, die in engem Kontakt miteinander in Berührung kommen Ihre Hände und infizieren Sie sich über Ihre Augenschleimhaut. Und bei einigen handelt es sich um mehrere Wege. Es gibt zum Beispiel große Kontroversen über Erkältungen.

Die Erklärung oder zumindest der Grund dafür, warum die Germantown-Swarthmore-Schulen eine sehr zufällige Wahl der Orte für die Durchführung der Studie waren, lag darin, dass sie in einem ziemlich wohlhabenden Vorort von Philadelphia lagen und die Kinder nach der Schule abgeholt wurden und größtenteils direkt dorthin gingen heim. Aber als andere die Studie im Bundesstaat New York wiederholten, fuhren die Kinder mit Schulbussen, und in der Londoner Studie fuhren die Kinder zurück in überfüllte Mietshäuser. [In den Germantown-Swarthmore-Studien unternahmen Wells und seine Kollegen konzertierte Anstrengungen, um sicherzustellen, dass Schüler in Klassenzimmern mit UV-Geräten im Obergeschoss keinen Raum mit Kindern in Klassenzimmern teilen, in denen keine UV-Geräte installiert waren. Sie zeigten, dass UV-Licht die Übertragungsraten von Masern dämpfte und argumentierten, dass die Krankheit durch die Luft übertragen wurde. Weitere Informationen finden Sie unter Link.]

Dies alles bedeutet, dass Sie die Übertragung nicht stoppen können, wenn Sie nicht die Hauptübertragungsorte abdecken.

BM: Ein Teil des wiederauflebenden Interesses an UV vor der Pandemie kam von Dr. David Brenner und seinem Team an der Columbia University. Im Jahr 2017 hielt er einen TED-Vortrag, in dem er erklärte, ein Freund von ihm sei an einer multiresistenten Infektion gestorben und er wolle UV-Strahlung einsetzen, um solche Vorkommnisse im Krankenhausumfeld zu verhindern.

Was halten Sie von dem Vergleich zwischen UV-Strahlung (Far-UVC) mit einer Wellenlänge von 222 nm, auf die sich Columbia bezieht, und der keimtötenden Bestrahlung im oberen Raum, bei der Quecksilberlampen mit 254 nm verwendet werden?

DE: Ich muss zugeben, dass ich am Anfang etwas skeptisch war, als ich von diesem Far-UVC hörte, weil ich dachte, dass es wahrscheinlich nicht so effektiv sein würde wie 254 nm. Ich dachte, dass 254 nm um den Sweet Spot herum liegen, wo man nahe genug an der Spitzenabsorption von Nukleinsäuren von etwa 265 bis 270 ist, die den Erreger tödlich schädigen würden, aber weit genug entfernt [im oberen Raum], dass es einigermaßen sicher ist Unterer Raum, in dem Menschen wohnten und im Wesentlichen das Beste aus beiden Welten hatten. Aber es dauerte nicht lange, bis ich davon überzeugt war, dass die niedrigeren Wellenlängen meiner Meinung nach dem, was wir taten, wirklich voraus waren. Und Davids [Brenner] Labor hat eine Menge geleistet.

Aber sie haben nicht an Mensch-zu-Mensch- oder Mensch-zu-Tier-Modellen gearbeitet. Noch immer handelt es sich überwiegend um künstliche Aerosole. Und beim CDC gibt es Bedenken, dass natürliche Aerosole Glykoproteine ​​und Polyglucane und all diese Dinge enthalten, die im Sputum vorkommen und Teil des Aerosols werden und dass sie die UV-Strahlung absorbieren könnten, was im wirklichen Leben zu einer verminderten Wirksamkeit führen könnte, was aber nicht der Fall ist genau das, was sie im Labor sehen.

Und echte Studien wie Wells an Schulen in Philadelphia waren so schwierig, dass es keine gab. Wir haben versucht … zum Beispiel die TUSS-Studie (1997-2004) – Tuberkulose-, Ultraviolett-, Tierheimstudie –, zwei Tierheime in jeder Stadt für sechs Städte auszuwählen und sie nach so vielen Jahren randomisiert und abwechselnd auszuwählen, damit wir uns mit Tuberkulose-Infektionen befassen konnten Quoten unter Tierheimmitarbeitern und Kunden, die Sie erfassen könnten.

Und am Ende von buchstäblich Millionen von Dollar in einigen Jahren hatten wir nicht genug Übertragung, um sagen zu können, ob es funktionierte oder nicht. Aber wir haben gezeigt, dass das unglaublich sicher war, weil wir unter Placebo-Bedingungen im Grunde den gleichen Schutz hatten, was bedeutete, dass Vorrichtungen, die wie UV-Lampen aussahen, eingeschaltet waren, es aber nicht waren, oder dass Glas die aktive UV-Strahlung blockierte. In beiden Fällen [tatsächliche UV-Einwirkung und Placebo] hatten sechs Prozent der Menschen Haut- und Augenbeschwerden und keine anderen Beschwerden in all diesen Unterkünften mit Tausenden von Arbeitsstunden.

Zumindest als es dort angewendet wurde, erwies es sich als äußerst sicher. Das einzige Risiko besteht für Personen, die auf Leitern klettern, UV-Leuchten verkehrt herum anbringen oder, wie im Fall der Unterkunftsstudie, jemand ein Etagenbett von dort, wo es ursprünglich war, an einen Ort verschoben hat, an dem die Person auf der obersten Koje exponiert war direkt UV-beständig. Und wir haben ein Papier aus dieser Studie über die Sicherheit von UV-Strahlung, in dem andere Berichte überprüft werden, und alle UV-Verletzungen waren Unfälle. Sie wurden aufgrund der UV-Strahlung nicht bestimmungsgemäß verwendet.

Mittlerweile ist die Sicherheit von UV-Strahlung höchst umstritten. Unsere europäischen Kollegen, insbesondere in Deutschland, halten UV für gefährlich – Punkt. Sie akzeptieren offenbar nicht, dass es nicht eindringt und sicher verwendet werden kann. Sie wollen nichts davon hören. UV-Strahlung wird hauptsächlich in den USA und in jüngerer Zeit auch in Ländern mit hoher Tuberkulosebelastung eingesetzt: Südafrika, China, Russland und Südamerika.

Als es 2005 in Südafrika zu einem Ausbruch der XDR-TB (extensiv resistente Tuberkulose) kam, herrschte plötzlich große Besorgnis über diese unbehandelbare Tuberkulose. Es gab ein großes Interesse an UV-Strahlung und einen erheblichen Missbrauch der Technologie – UV-Unternehmen nahmen gewöhnliche Leuchten und bauten darin UV-Lampen ein, und viele Menschen bekamen Augenverbrennungen und gingen dann rigoros dagegen vor. Und bis zum heutigen Tag gibt es in Südafrika ein Moratorium für den Einsatz von keimtötendem UV-Licht mit Regierungsgeldern. Das liegt zum Teil daran, dass sie das Geld nicht ausgeben wollen und nicht über das Geld verfügen, um es auszugeben. Und wenn sie sagen, dass es wirklich funktioniert, dann wird es jeder wollen.

Auf jeden Fall haben Sie nach den Wellenlängen 222 nm im Vergleich zu 254 nm gefragt, und ich glaube, dass 222 nm ein echter Fortschritt ist. Sicherlich kann 254 nm sehr sicher verwendet werden, aber 222 nm ist sicherer. Sie müssen sich keine Sorgen machen, dass es vor den Augen anderer bleibt. Und ich denke, dass es aus zwei Gründen effektiver ist: Erstens wirkt es sich auf Proteine ​​aus, die über den Nukleinsäureeffekt hinausgehen, was bedeutet, dass es mehrere Ziele hat, die es schädigt. Zweitens wird es zwischen und um Personen im Raum herum verwendet. Sie sind also nicht darauf angewiesen, die Luft anzusaugen, zu desinfizieren und wieder abzusenken. Sie desinfizieren die Luft zwischen Menschen, und genau das möchten Sie tun.

[Foto 7: UVGI im oberen Raum, das die Zirkulation eines Raumes demonstriert. Kredit an die US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten]

In meinem fortgeschrittenen Alter bin ich Nachtclubsängerin geworden. Ich singe hier in einem Club in Boston, wo mehrmals pro Woche mit ein paar anderen Leuten ein Open-Mic-Abend stattfindet. Sie haben einen Raum namens Napoleon Room und es ist uns gelungen, 222-nm-Lampen zu spenden und dort zu platzieren. Und wir haben dort ein paar Studien durchgeführt. Wir hatten sogar David Brenner und sein Team, um es sich anzusehen.

Und sie verfügen über eine Filmtechnik, bei der sie den Menschen Abzeichen auf die Schultern kleben, die die Menge der UV-Lichtexposition messen. Und es erweist sich als eine sehr interessante Möglichkeit, sowohl die Sicherheit als auch die Wirksamkeit von 222-nm-Fern-UVC zu messen. Die Schultern befinden sich in der „Atemzone“. Das ist die Dosis, die die Luft in der Nähe Ihrer Schultern erhält. Es befindet sich auch in der Nähe Ihres Kopfes und Halses, wo das Einzige, was intensiv freigelegt wird, die Haut Ihres Kopfes und Halses ist. [Kleidung absorbiert die UV-Strahlung.]

Die Augen sind besser geschützt als alles andere, weil sie in Ihrem Kopf sitzen, und das ist kein Zufall, denn sie müssen vor der UV-Strahlung der Sonne geschützt werden. Also wirklich sehr gut vor UV-Strahlung von oben geschützt. Aber die Haut Ihres Kopfes liegt frei und die Schulter ist ein guter Ersatz dafür.

Wir hatten Kellner, Sänger und Pianisten, die alle diese Abzeichen trugen. Und dann haben wir das Gleiche in der Zahnklinik gemacht, die David und seine Gruppe in New York eingerichtet haben. Und wir werden das veröffentlichen – sobald ich mit der Arbeit beginnen kann – über die Sicherheit und Wirksamkeit sowie eine neue Methode. Wirklich, diese Badge-Überwachung, die uns sagt, wie hoch die Dosis ist, wenn die Bewohner tun, was sie tun [anstatt die Dosis an einem festen Punkt und einer festen Intensität zu messen und dann Expositionsgrenzwerte und Aufenthaltszeiten einer Person zu bestimmen].

Mit den Far-UVC-Lampen erreichten wir im Napoleon-Raum für SARS-CoV-2 ein Äquivalent von etwa 34 Luftwechseln auf Atemzonenebene und bei einer Dosis von nur fünf Prozent der neu geregelten Grenzwerte 222-nm-Lampen.

BM: Können Sie zur Klärung über Schwellenwerte sprechen?

Sicherstellen. Für alle potenziellen Gefahren gibt die American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) jedes Jahr ein kleines Buch heraus, das aufzeigt, wie viel Schall, Chemikalien, Giftstoffen aller Art und auch UV-Strahlung ein Arbeiter acht Stunden lang ausgesetzt sein kann. Das hatten wir schon lange für 254 nm. Und es war die Grundlage für die Schätzung, wie viele Lampen wir für eine bestimmte Lampenintensität einsetzen könnten.

Jetzt gibt es ein Problem, und ich hoffe, Sie werden es zu schätzen wissen, denn es lohnt sich, darauf einzugehen, denn die Art und Weise, wie es gemacht wurde, war schon immer falsch.

Die Messung dieser Schätzungen erfolgt im Wesentlichen dadurch, dass man ein UV-Messgerät auf Augenhöhe hält und nach der heißesten Stelle im Raum sucht, an der die meiste Reflexion auftritt. Bei 254 nm bleiben diese 0,2 Mikrowatt erhalten. Und die 0,2 Mikrowatt erweisen sich als die „achtstündige Starrzeit“, die Ihnen den Schwellenwert bzw. die Grenze in acht Stunden ergibt, die Sie nicht überschreiten sollten.

Wir gehen also davon aus, dass Sie das Gerät acht Stunden lang in dieser Position betrachten, was natürlich völlig unrealistisch ist. Als wir vor Jahren UV-Monitore an Menschen anbrachten, eine Version dessen, was wir mit dem Film gemacht hatten, und wir diese Daten veröffentlichten, stellten wir fest, dass Patienten und Krankenschwestern auf Stationen die höchste Dosis erhielten, und zwar mit schlecht konstruierten Vorrichtungen, die auch viel ausstrahlten viel UV betrug nur ein Drittel des Grenzwertes.

Obwohl die Messungen darauf hindeuten, dass diese gefährlich sind, ist die tatsächliche Dosis unter Berücksichtigung von Zeit und Bewegung viel niedriger. Das Problem ist, dass sich Leute von UL [Underwriters Laboratories – ein globales Unternehmen für Sicherheitswissenschaften mit Hauptsitz in Northbrook, Illinois], die Ihnen sagen, dass Ihr Toaster Sie nicht umbringen wird, eingemischt haben und sicherstellen wollen, dass die verkauften UV-Geräte sicher sind .

Und sie haben die 0,2-Mikrowatt-Grenze genommen, sie halbiert und gesagt, dass jedes Gerät in einer Höhe von sieben Fuß, also über der Augenhöhe, 0,1 Mikrowatt oder weniger haben muss. Dies hat nun die Wirksamkeit der keimtötenden UV-Strahlung in oberen Räumen drastisch verringert, was auch für Far-UVC 222 nm und LEDs gilt. Eine Grösse passt allen.

Die Wirksamkeit ist ihnen egal. Ihnen geht es nur um Sicherheit, aber nicht wirklich. Ihr Geschäftsmodell besteht darin, einen Aufkleber zu verkaufen, der auf den Geräten angebracht wird. Es ist ein kommerzielles Unternehmen, UL, und sie verkaufen Aufkleber, die besagen, dass dieses Produkt sicher ist, und es gibt unzählige Organisationen im Land und auf der Welt, die kein Gerät kaufen, wenn es nicht über ihren Aufkleber verfügt.

Sie erfordern eine unrealistisch erreichbare Sicherheitsanforderung. Nun haben es einige Unternehmen getan, allerdings auf Kosten der Wirksamkeit. Sie haben eine sehr hohe Hürde für den sicheren Einsatz von keimtötenden Mitteln geschaffen. Deshalb müssen wir diese Time-Motion-Studie, eine weitere Time-Motion-Studie, veröffentlichen, um zu zeigen, dass die Menschen nur einem Bruchteil der von ihnen beanspruchten Strahlenbelastung ausgesetzt sind und daher sehr sicher sind.

Aber, und das ist ein wichtiges Aber, wir reden über die Verhinderung potenziell tödlicher Infektionen – dieser und der nächsten Pandemie – und sie sind besorgt über die Möglichkeit einer Augenreizung, die in ein oder zwei Tagen verschwinden würde, wenn Sie es tun würden acht Stunden lang auf die Lampe starren. Wenn Sie mit keimtötender UV-Strahlung (254 nm) längere Zeit in die Leuchte blicken, kommt es zu einer vorübergehenden Photokeratitis oder Augenentzündung. Innerhalb von ein bis zwei Tagen hat sich die Hornhautschicht ersetzt. Es gibt keinerlei Langzeiteffekte. Und auf der Haut bekommt man ein leichtes Erythem, aber keinen echten Sonnenbrand, weil die Eindringtiefe so begrenzt ist.

BM: Das gilt hauptsächlich für 254 nm, aber nicht für 222 nm? Bei 222 nm gibt es das nicht einmal.

DE: Denken Sie an LED (Licht emittierende Diode), und wir haben noch nicht über LED gesprochen, das ist der andere große Fortschritt im Bereich der keimtötenden UV-Strahlung. Ich würde sagen, ein Fortschritt, denn das Energieministerium steckt eine Menge Geld in die Entwicklung von LED-UV. Genau wie bei der Entwicklung von LEDs im Allgemeinen entstand auch weißes Licht aus den Bemühungen des Energieministeriums, Energie zu sparen. Sie verstehen, und sie haben Artikel darüber geschrieben, dass UV-Strahlung durch die Luftdesinfektion im Vergleich zur Belüftung enorm viel Energie einsparen kann und dass LEDs Quecksilber ersetzen müssen. Niemand will Quecksilber. Und 222 nm wird in unserem Leben nie eine LED sein.

Aus etwas in diesem Bereich kann man nur sehr wenig Leistung herausholen, aber nichts Nützliches. Vielleicht liegt etwas auf Ihrem Schreibtisch.

Bei den aktuellen LEDs – 265 bis 270 nm – liegen die Grenzwerte mit 0,1 Mikrowatt sogar bei der Hälfte. Und dieser Schwellenwert ist auf Augenhöhe eine angemessene Zahl für acht Stunden Starrzeit. Das ist kein angemessener Wert, um den sich die Bewohner Sorgen machen müssen, aber bei 265 bis 270 LEDs muss man vorsichtiger sein. [Das Eindringen in die Haut- und Augenschichten geht bei längeren Wellenlängen tiefer.]

Das Gute daran ist, dass sie unglaublich direktional sind. Man braucht nicht all diese Lamellen und ähnliches auf LEDs, weil das Licht dorthin geht, wo man es haben möchte … Wie sind wir jedenfalls dorthin gekommen?

Eine Zusammenstellung der Berichterstattung der World Socialist Web Site über diese globale Krise, verfügbar im Epub- und Printformat.

BM: Wir diskutierten über 222-nm- und 254-nm-Lampen und deren Auswirkungen auf Haut und Augen.

DE: Richtig … wir haben es mit drei Wellenlängen zu tun. Mittlerweile gibt es kommerzielle LED-Leuchten. Sie werden in Schulen usw. eingesetzt. Sie sind weniger effizient. Der effizienteste Weg, keimtötendes UV-Licht zu erzeugen, sind Quecksilberlampen, die den höchsten Wirkungsgrad haben, aber sie enthalten Quecksilber und als Technologie ist sie irgendwann zum Scheitern verurteilt. Niemand möchte sich mit dem Quecksilberabfall befassen.

LEDs, wenn die Erfolgsgeschichte anhält, werden wir billiger und leistungsfähiger und vielleicht wird die Wellenlänge etwas kleiner. Wenn wir auf 255 nm herunterkommen, sind wir hinsichtlich der Anwendung im oberen Raum auf dem gleichen Niveau wie Quecksilberlampen.

Ich arbeite mit einem in China lebenden Erfinder und Physiker zusammen, der bald nach Australien ziehen wird. Er glaubt, dass er über eine neue Fern-UVC-Lichtquelle verfügt, die günstig ist und keine Filterung erfordert. [UV-Lichter, die eine bestimmte Wellenlänge emittieren, können auch Strahlung mit anderen Wellenlängen emittieren, deren Ausgabe zur Gewährleistung der Sicherheit gefiltert werden muss. Kürzere Wellenlängen können mehr Ozon erzeugen und längere Wellenlängen stellen eine Gesundheitsgefährdung für Haut und Augen dar.]

Der größte Kostenfaktor bei der Herstellung von 222-nm-Wellenlängen ist die Notwendigkeit, sie zu filtern, da sie Fremdwellenlängen enthalten, die bei direkter Verwendung im Raum zu Hautreizungen führen können. Diese dürfen also nicht verwendet werden, da es sonst zu Haut- und Augenreizungen kommt. Sie müssen also gefiltert werden.

Und alle seriösen Unternehmen filtern ihre UV-Strahlung. Beispielsweise sind die UV-Leuchten von Ushio ordnungsgemäß gefiltert, obwohl nicht alle Filter gleich sind. Das erste Unternehmen, das 254 nm herstellt, Sterilray aus New Hampshire, filtert seine UV-Strahlung nicht. Sie stellen sehr leistungsstarke Lampen her, die für Pflanzen verwendet werden, aber sie weigern sich, sie zu filtern. Sie sagen, es sei nicht notwendig. Sie liegen falsch.

Seit drei Jahren führen wir jeden Freitag Zoom-Anrufe mit David Brenner und anderen, mehreren legendären Persönlichkeiten der Beleuchtungsbranche, die sich für dieses Thema interessieren. Es gibt nicht viele Leute, die sich auf diesem Gebiet auskennen, aber die meisten von ihnen sind jeden Freitag dort. Und wir haben vor allem diese Themen besprochen. Ich habe vergessen zu erwähnen, dass dazu auch die beiden Forscher aus Schottland gehören, die UV-Hautstudien durchgeführt haben.

[Foto 10: Dr. Ewan Eadie, Forscher für UV-Hautstudien. Credit WHO-Webinar.]

Vor etwa zehn Jahren setzten sie Menschen Strahlung aus und maßen frühe Veränderungen in ihren Zellen. Sie zeigten, dass 222 Seemeilen gefährlich waren. Aber sie hatten ungefilterte Stäbchen von Sterilray verwendet. Anschließend führten sie eine weitere Arbeit durch und analysierten die Leistung und den Prozentsatz der schädlichen Strahlen, und es kam alles von der ungefilterten Komponente. Wenn Sie es filtern, erleiden sie keinen Schaden. Augenstudien aus Japan, keine Verletzung. Meiner Meinung nach ist [gefiltertes] 222 nm unglaublich sicher.

Aber die Leute fragen sich immer noch: „Was ist mit den langfristigen Auswirkungen?“

Die Antwort ist, dass die Physik so sehr zu Ihren Gunsten ist. Wenn es die gewünschte Zelle nicht erreicht, kommt es nicht dort an, und es kommt auch morgen nicht dort an, und auch nicht am nächsten Tag. Es wird nicht durchkommen.

Daher halte ich 222 nm für unglaublich sicher und scheint äußerst effektiv zu sein. Und im Moment befinden wir uns im Hinblick auf die Herstellung effizienterer Quellen in einem sehr frühen Stadium der Technologieentwicklung. Aber manche machen auch verrückte Dinge, um die alten Grenzwerte einzuhalten. Einige Unternehmen lassen beispielsweise ihre Lampen abwechselnd eine Sekunde lang an und eine Sekunde aus oder für ein paar Minuten aus. Für die Luftdesinfektion macht das keinen Sinn. Sie können die Luft nicht in einem kleinen Bruchteil der Zeit desinfizieren, den Grenzwert einhalten und denken, Sie würden das Virus, das Sie einatmen, abtöten. Sie benötigen eine kontinuierliche UV-Bestrahlung. Im Nachtclub-Club-Café verwenden wir kontinuierlich UV-gefilterte Lampen, die ordnungsgemäß durchgeführt werden.

BM: Vielleicht können Sie über Ozon und die von einigen geäußerten Bedenken hinsichtlich der Sekundärchemie sprechen, die durch das von Fern-UVC-Lichtern erzeugte Ozon entsteht. Ich habe einige E-Mails mit Dr. Jose-Luis Jimenez aus Colorado ausgetauscht. Er ist Aerosolphysiker und beschäftigt sich mit der Sekundärchemie der Ozonerzeugung. Kennen Sie seine Arbeit?

DE: Ich kenne Jose und bin sehr besorgt über dieses Problem. Bitte verstehen Sie es nicht falsch, denn ich greife ihn nicht an. Er veröffentlichte vorab einen Artikel, in dem sie nach Sekundärprodukten suchten, aber keine Beweise dafür finden konnten. Anschließend führten sie eine reine Modellierungsübung durch (keine realen Daten), die darauf hindeutete, dass der durch sekundäre chemische Reaktionen verursachte Schaden den Nutzen der Verhinderung von Covid-Infektionen überwiegen würde.

Ich habe die Modelle nicht untersucht, aber diejenigen, die sie untersucht haben, sind der Meinung, dass viele seiner Annahmen nicht gültig sind. Er wird bei einem unserer UV-Zoom-Meetings am Freitag vormittags zu Gast sein, um dies zu besprechen. Es gibt eine Gruppe von Industriehygienikern, die die Anwesenheit von UV-Strahlung für gefährlich halten. Wie Sie wissen, wird keimtötendes UV (GUV) seit über 100 Jahren eingesetzt. Ich kenne einen Fall, bei dem GUV zu Beginn der AIDS-Pandemie eine unerwartete Reaktion mit einem aerosolisierten Medikament (Pentamidin) hervorrief – ansonsten aber keine Gerüche, keine Reizung, kein Husten – nichts, was auf eine schädliche Umweltchemie hindeutete. Jetzt befürchten sie die langfristigen Auswirkungen von GUV, wenn es in großem Umfang zum Einsatz käme. Die Antwort ist übrigens eine gewöhnliche Komfortlüftung, die sämtliche Raumverunreinigungen entfernt und das Problem beseitigt. Ich hätte nichts dagegen, wenn er noch weitere Bedenken hinsichtlich dieser ansonsten sicheren und effektiven Technologie äußern würde, wenn sie Daten hätten, die sie belegen könnten.

Das andere Problem besteht darin, dass Innenräume bereits reich an VOCs (flüchtigen organischen Verbindungen) sind. Besteht in einem Raum, der zur Geruchskontrolle belüftet wird, ein zunehmendes Risiko durch chemische Reaktionen in der Umwelt durch GUV, das tatsächlich das Risiko schwerer, über die Luft übertragener Infektionen überwiegt? Die Modelle hängen vollständig davon ab, wie effektiv man GUV annimmt, wie hoch die Angriffsrate und Tödlichkeit ist, welche Chemikalien vorhanden sind und welche Chemikalien durch GUV produziert werden könnten. Es gibt so viele Unbekannte, dass man meiner Meinung nach statt eines prospektiven Modells mit praktischen Beweisen beginnen muss, die belegen, dass es tatsächlich ein Problem gibt.

[Follow-up-E-Mail vom 1. Februar 2023: Ich habe Dr. Nardell nach Neuigkeiten bezüglich der Diskussion mit Dr. Jimenez gefragt. Seine Antwort: Die Jimenez-Gruppe bereitet sich darauf vor, UV-Anlagen mit empfindlicher Ausrüstung zu untersuchen, um nach VOCs, PM2,5 [feine Partikel oder Partikel mit einer Größe von 2,5 Mikrometern oder weniger, die in die Atemwege eindringen und potenzielle gesundheitliche Folgen haben können] und Ozon zu suchen Ich erwarte für einige Zeit keine Lösung zu diesem Problem – aber es wird weiterhin eine Menge Diskussion über die Annahmen geben, die in ihrer Modellierung getroffen wurden. Es gibt immer noch keine tatsächlichen Daten, die darauf schließen lassen, dass es ein Problem gibt. Daher bin ich nicht davon überzeugt, dass es bereits ein Problem gibt. Ich fürchte, wir haben im Moment ein nicht schlüssiges theoretisches Problem – aber eines, das große Auswirkungen haben könnte, wenn tatsächliche repräsentative Installationen und nicht Worst-Case-Szenarien eine Anhäufung von PM2,5 aufweisen – ihr größtes Problem.]

BM: Einige haben Bedenken hinsichtlich der möglichen Auswirkungen von UV-Strahlung auf Säuglinge und Kinder geäußert.

DE: Das haben sich die Haut- (Don Forbes, Ewan Eadie) und Augenexperten (Dave Sliney) bei unseren Anrufen am Freitagmorgen ausgedacht. Offensichtlich können keine Daten zu Kindern vorliegen, da es keine klinischen Studien an sich gibt und Menschenversuche auf Erwachsene beschränkt sind. Die Experten sind sich jedoch einig, dass es aus der 222-nm-Perspektive keinen Grund zu der Annahme gibt, dass die Haut von Säuglingen anatomisch anfälliger ist als die Haut von Erwachsenen. 222-nm dringt kaum in die äußerste Hornschicht ein und die Zellen, die es erreichen könnte, stehen kurz vor der Ablösung. Das Gleiche gilt für das Auge – es dringt kaum in die Tränenschicht ein und Hornhautzellen lösen sich alle 48 Stunden. Ich glaube nicht, dass die Möglichkeit langfristiger Auswirkungen besteht. Brenners Mäusemodelle haben tatsächlich eine dünnere Haut als Menschen und zeigen nur geringe oder keine langfristigen Auswirkungen auf die Lebensdauer von Mäusen. Das Gleiche gilt für Mäuseaugen. In Schulen haben kleine Kinder natürlich auch eine geringere Dosis durch Deckenlampen als Erwachsene. Das Problem ist, dass Kritiker sagen: Wo sind die Studien? Die Physik von Licht und Haut-/Hornhautdicke überzeugt nicht.

BM: Abschließende Gedanken, die Sie gerne machen würden?

DE: Danke für Ihr Interesse. Wir reden viel darüber, warum diese Technologie nicht weiter verbreitet ist. Es ist ungefähr hundert Jahre her. Es ist sehr effektiv, aber es scheint offensichtlich, dass wir ein Kommunikationsproblem haben. Ingenieure lernen nichts davon. Die Öffentlichkeit weiß nichts davon. Und was sie wissen, hängt mit zu viel Sonneneinstrahlung und falschen Vorstellungen über die verschiedenen Wellenlängen und ihre biologischen Auswirkungen zusammen – Sonnenbrandrisiko, Kataraktrisiko, Hautkrebsrisiko, aber keines dieser Risiken gilt für Zonen mit niedrigem UV-Wert.

Ich habe vorgeschlagen, dass wir etwas für die Öffentlichkeit brauchen, wie „Got Milk“ oder „The Incredible Edible Egg“, das mit alten Konzepten – dem Glauben, Eier wären schlecht zu essen, aber jetzt wissen wir, dass sie tatsächlich gesund sind – zurücktritt und ein neues Konzept einführt Denken Sie über Luftdesinfektion und UV-Technologie nach. Wir müssen die Sicht der Menschen auf die gesundheitsfördernde Nutzung von UV-Strahlung ändern.

BM: Vielen Dank für Ihre Zeit, Dr. Nardell. Ich freue mich darauf, diese Artikel und Berichte zu lesen, wenn Sie nichts dagegen haben, sie mir per E-Mail zu senden.

DE: Danke.

Abgeschlossen

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