Một cách thức khủng bố tiềm ẩn là cố ý đưa các tác nhân chiến tranh sinh học (BWA) vào hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) để phát tán các sinh vật gây bệnh. Việc đưa BWA vào hệ thống HVAC của một tòa nhà có thể gây nguy hiểm cho nhiều người, tùy thuộc vào quy mô của tòa nhà. Mối đe dọa tiềm ẩn này cho thấy nhu cầu cần phải xác định và kiểm tra những thiết bị có hiệu quả để tiêu diệt BWA, khi chúng đi qua hệ thống xử lý không khí của tòa nhà.

Một loại công nghệ có thể đáp ứng được yêu cầu này, đó là lắp đặt các đèn tia cực tím (UV) bên trong các đường ống dẫn khí của tòa nhà, sử dụng bức xạ tia cực tím sóng ngắn trong dải “C” (UV-C), có bước sóng từ 200 – 280 nanomet. Phương pháp chiếu xạ diệt khuẩn bằng tia cực tím UVC (UVGI) đã được sử dụng trong hơn 100 năm để bất hoạt vi sinh vật.

Ban đầu, nghiên cứu trong lĩnh vực chiếu xạ UVC hướng đến việc kiểm soát các mầm bệnh truyền nhiễm cao trong các cơ sở y tế. UVC đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc tiêu diệt Mycobacterium tuberculosis – tác nhân gây ra bệnh lao, các loại vi khuẩn khác bao gồm Mycoplasma, cũng như vi rút và nấm mốc.

Trong việc thử nghiệm và đánh giá các công nghệ liên quan đến An ninh nội địa, EPA không thiên vị những thông tin và hiệu suất về sản phẩm của các nhà cung cấp. Điều này rất hữu ích cho những ai đang cân nhắc trong quyết định mua và áp dụng các công nghệ đã được thử nghiệm. Các đánh giá của EPA được thực hiện bằng các phương pháp tuân thủ chất lượng nghiêm ngặt để đảm bảo dữ liệu được tạo ra từ thử nghiệm có chất lượng cao và đáng tin cậy.

EPA đã tiến hành đánh giá khả năng của các thiết bị sau đây trong việc vô hiệu hóa các tác nhân sinh học trong hệ thống HVAC:

• In-Duct System (Abracair, LLC)
• ACP-24/HO-4 và AeroLogic Model AD24-4 (American Ultraviolet Corporation)
• Bio-Fighter 4Xtreme, Model 21 (Dust Free)
• ADPL-60-8 (Lumalier)
• BioProtector BP114i (Novatron, Inc.)
• UV Bio-Wall 50 Outwardly Projecting Air Purifier (Sanuvox Technologies Inc.)
• Model SE1 VO with GTS 24 Emitter (Steril-Aire, Inc.)
• Altru-V V-Flex (UltraViolet Devices, Inc.)

Chín thiết bị UVC trong thử nghiệm được thiết kế để gắn bên trong một hệ thống HVAC để vô hiệu hóa các tác nhân sinh học khi chúng di chuyển qua hệ thống xử lý không khí. Mỗi thiết bị được thử nghiệm riêng biệt trong một đường ỗng dẫn không khí trong phòng thí nghiệm, với các thiết bị nuôi cấy vi sinh và đo đạc hiện đại nhất.

Thử nghiệm được tiến hành bằng cách sử dụng một loại vi khuẩn hình thành bảo tử, Bacillus atrophaeus (B. atrophaeus); một loại vi khuẩn sinh dưỡng, Serratia marcescens (S. marcescens); và một loại vi rút, Escherichia coli phage MS2 (MS2 bacteriophage). Đặc điểm về cấu trúc và tính nhạy cảm với tia UVC của các vi sinh vật này phù hợp để thay thế cho BWA trong thử nghiệm.

Mỗi thiết bị được thử ba lần, mỗi lần tương ứng với một loại vi sinh vật. Trong quá trình thử nghiệm, các vi sinh vật được nuôi cấy và đưa vào từ đầu nguồn của ống dẫn thử nghiệm. Khi không khí lưu thông qua ống dẫn, vi sinh vật sẽ được tiếp xúc với tia UVC tại vị trí thiết bị được lắp đặt.

Khả năng của mỗi thiết bị trong việc tiêu diệt các vi sinh vật khi chúng đi qua ống dẫn khí thử nghiệm là hiệu quả khử hoạt tính trong không khí. Tỷ lệ phần trăm này càng lớn, thiết bị UVC càng đạt hiệu quả cao.

Để xác định hiệu quả, các mẫu sinh học được lấy từ ống dẫn tại vị trí đầu nguồn và cuối nguồn theo dòng lưu chuyển không khí. Những mẫu này sau đó được nuôi cấy, và đếm số lượng hình thành khuẩn lạc (CFU), hoặc đơn vị hình thành mảng vi rút (PFU).

Hiệu suất khử hoạt tính của thiết bị được ghi nhận bằng tỷ lệ phần trăm, so sánh giữa số lượng khuẩn lạc đếm được tại đầu nguồn và cuối nguồn của hệ thống xử lý không khí. Con số này là tỷ lệ phần trăm vi sinh vật không sống sót sau khi tiếp xúc với tia UVC, đã được hiệu chỉnh cho số lượng vi sinh vật bị chết đi trong quá trình di chuyển trong đường ống khi chưa tiếp xúc với UVC, và số lượng vi sinh vật bám dính lại bên trong đường ống.

Hệ số hiệu chỉnh được được xác định bằng cách cho từng loại vi sinh vật đi qua ống dẫn dẫn mà không bật nguồn UVC. Tất cả chín thiết bị đã được thử nghiệm theo cách này.

Tất cả chín thiết bị UVC đều có hiệu quả ≥ 99 phần trăm trong việc khử hoạt tính của vi khuẩn sinh dưỡng.

• Ba thiết bị UVC có hiệu quả ≥ 93 phần trăm đối với cả ba loại vi sinh vật.
• Năm thiết bị UVC có hiệu suất ≤ 46 phần trăm trong việc khử hoạt tính dạng bào tử của vi khuẩn.
• Hai thiết bị có hiệu suất tiêu diệt vi rút ≤ 46.

Bảng sau đây cho thất hiệu quả khử hoạt tính trong không khí của từng thiết bị đối với từng vi sinh vật.

Ngoài hiệu quả khử hoạt tính trong không khí, các thuộc tính kỹ thuật khác của mỗi thiết bị cũng được đánh giá. Chúng bao gồm các phép đo liều lượng, mức công suất tiêu thụ điện năng, cường độ bức xạ của mỗi đèn UVC đơn lẻ, áp suất giảm trên thiết bị và nhiệt độ không khí tăng lên khi đi qua thiết bị. Kết quả nghiên cứu của EPA về mỗi thiết bị được liệt kê chi tiết tại liên kết này.

Để biết thêm thông tin, truy cập trang web www.epa.gov/nhsrc.

Liên hệ kỹ thuật: Eric Koglin (koglin.eric@epa.gov)

Những câu hỏi chung: Kathy Nickel (nickel.kathy@epa.gov)

Nguồn EPA, Dịch VT