教室紫外线灯不是误开,而是应不应该安装的问题

摘要

多年来,这种学校教室误开紫外线灯照伤学生事件频繁发生,据不完全统计全国发生达百起以上。为什么学校教室误开紫外线灯导致学生“意外”伤害的事件如此频繁发生呢?有人可能说,当然是涉事教育机构对紫外线灯的管理存在漏洞,涉事责任人缺乏责任心导致。
这些当然是这种误开事件频发的的原因。但是,从根本上讲,学校教室的紫外线灯并不是“误开”的问题,而是应不应该安装的问题。

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又见学校教室误开紫外线灯照伤学生事件

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媒体报道,日前广州市花都圆玄小学部分学生在上舞蹈培训课时,教室直射式紫外线灯被外聘的舞蹈老师误开,造成26名小朋友不同程度眼睛和皮肤灼伤。

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多年来,这种学校教室误开紫外线灯照伤学生事件频繁发生,据不完全统计全国发生达百起以上。

为什么学校教室误开紫外线灯导致学生“意外”伤害的事件如此频繁发生呢?有人可能说,当然是涉事教育机构对紫外线灯的管理存在漏洞,涉事责任人缺乏责任心导致。

这些当然是这种误开事件频发的的原因。但是,从根本上讲,学校教室的紫外线灯并不是“误开”的问题,而是应不应该安装的问题。

安装紫外线灯的目的是为了室内空气紫外线照射杀菌(Ultraviolet germicidal irradiation,以下简称UVGI)。那么,学校教室紫外线灯能够达成这种目的同时保证安全吗?

紫外线杀菌消毒的原理

紫外线灯是一种低压汞放电灯,发射波长254 nm为主的短波紫外线-C(UV-C,100-280纳米)。

紫外线是一种波长短的高能电磁辐射,辐射能可以作用于生物活性物质激发最外层电子而发生光化学反应。这种光化学反应要求受作用的分子机构必须与紫外线辐射能量相匹配,称为发色团。

紫外线根据波长可以分为三个频段,其中能量最高也是最具有杀菌作用的就是紫外线灯发生的UV-C。吸收UV-C发色团是富含像C= O、C= S和芳族环的有机分子,后者大量存在于生物DNA中。UV-C作用于细胞核DNA导致相邻胸腺嘧啶形成嘧啶二聚体,从而使得DNA不能复制造成损伤,作用于微生物可以杀死它们——这就是紫外线可以杀菌消毒的原理。

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紫外线杀菌消毒的历史回顾

今天,日光暴晒杀菌消毒已经是一种常识。但是,对于19世纪人们来说,却是重大新发现。1887年,有两位研究者观察到阳光可以抑制试管中微生物的生长,如果延长暴露时间,密封试管内可以保持长达数月的无菌状态。正是在今天看来这一平淡无奇的发现,开启了UVGI的历史,因而被誉为“光生物学历史上最有影响力的发现之一”。

接下来的系列观察发现,日光对于微生物的抑制与光照剂量、不同微生物的敏感性相关,而更依赖于光的波长。

1890年,微生物病原学的奠基人科赫发现阳光可以杀灭结核杆菌,这也是昭示了UVGI对抗结核杆菌感染的前景。

经过数位研究者的努力,到1905年,科学家建立起了UV和可见光光谱与杀菌效应之间的关系,发现UV-C杀菌效果最好。

1914年,研究者在观察亚致死剂量UV对于细菌作用的过程中首先发现了诱变效应,这也是紫外线可以引发皮肤癌的原理。

20世纪中叶,科学家锁定UV生物学效应峰值在260 nm波长左右,最终的谜底于1960年被解开:UV-C可以使得两个相邻胸腺嘧啶之间形成嘧啶二聚体,一举奠定了UVGI的生物学基础。

UVGI的应用方面,可用于空气、水、和表面消毒。其中水消毒是目前最成熟和得到广泛应用的技术。

但是,用于空气消毒却遇到巨大挑战。

UVGI空气消毒始于20世纪30到50年代,William F. Wells率先提出某些传染病可以通过飞沫传播和UV用于空气消毒的设想。初期用大肠杆菌雾化液和通气管道UVGI实验取得成功。1936年杜克大学医院手术室率先开展UVGI空气消毒实验,最初照射整个手术间实验失败,后来强调对于手术部位以及手术器械和仪器的高强度照射,获得成功。随后很多医院跟进,这种医院手术室和其他医疗场所的空气消毒技术在某些地区一直沿用到现在。

但是需要特别指出的是,应用UV照射整个房间,即进进行空气消毒的实验是失败的。

既然UVGI照射整个房间不能达到可靠的杀菌效果,而且有造成室内人员额外照射的危害,UVGI空气消毒改进为室内上层空气照射(Upper-room UVGI,UUVGI)。

所谓UUVGI就是使用天花板或者百叶窗以及其他屏蔽设施,把高于人头顶以上的空间与下层人使用的空间隔离开来,紫外线只照射隔离的上层空间,然后利用室内空气的上下垂直对流来实现全空间空气的杀菌消毒。

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1937年和1941年之间,Wells使用上层空间UVGI成功防止麻疹疫情在费城郊区的全日制学校传播,研究结果显示学校以外易感儿童感染率为53.6%,而应用UVGI学校易感儿童感染率只有13.3%。但是,随后多年,更多更严格的实验却未能重复Wells等的成功。

当然,也不全是失败的教训。UVGI空气消毒最成功研究当属Riley和他同事们于20世纪50、60年代使用气管道(像中央统调通道)UVGI在结核病病房进行的防止结核病传播的实验。

总体上,紫外线空气消毒的实践研究是失败的,加之随后有效的结核治疗药物和病毒性疾病疫苗的广泛应用,空气紫外线消毒逐渐被人们所淡忘。

直到1980年代后期,多重耐药结核菌株的出现,以及对于流浪者和医务人员接触日益蔓延的艾滋病被感染的担忧,引发人们重拾UVGI空气消毒研究兴趣。但是,应用仅限于医院和容留确诊艾滋病感染者的收容所。主要方式仍然是UUVGI和通气管道UVGI。

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教室紫外线灯空气消毒的有效性

UVGI空气消毒有以下3种方法:只照射室内分隔的上层空气(Upper-room UVGI,UUVGI),直接照射整个室内空间,照射密闭空间的空气循环通道(如供暖、空调或者单纯排气通道)。

从以上的研究来看,像我国目前在很多医院和学校教室使用的直射式紫外线灯直接照射整个室内空间的方法是无效的,而且还存在像误开造成人员意外伤害的弊端,在世界范围内早已不再使用。

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涉事学校的直射式紫外线灯

另外两种——只照射室内分隔的上层空间空气和只照射通气通道——的方法,虽然有效性并不可靠,但是安全性是有保障的,而且也仅限于医院等对消毒要求特别严格的场所使用。

至于教室内紫外线灯消毒,仅在历史上有过一些实验研究,证明是无效的,从来没有被广泛应用。

教室紫外线灯空气消毒的安全性

科学家在研究UV对于病原微生物杀灭效应同时,也关注到了使用安全问题。UV的安全性除了生物效应外,另一个重要因素就是UV的穿透力。

幸运的是,生物效应最强的UV-C穿透力最低,皮肤角质层和角膜就可以几乎完全吸收吸收掉,因而对于人体的实际性损害相对最低;相反,生物效应相对低的UV-B和UV-A却可以穿透皮肤引起皮肤损害,导致皮肤老化甚至诱发癌变。

但是,像直接接受紫外线灯照射,还有电焊工人接受的电焊弧光照射等过度暴露于254 nm波长为主的UV-C却很容易引起皮肤红斑和角膜炎。

庆幸的是,这些皮肤和眼睛损伤虽然看起来很是严重,其实仅仅是短期急性炎症反应,并不会造成和遗留实际性损害。如果把这些人工UV造成的意外损害与皮肤和眼睛经年累月接触的日光UV造成的损害相比,完全可以忽略不计。

教室安装紫外线灯,一旦造成意外照射事件,虽然对于健康的实际性损害不大,但是更大的影响恐怕是对于受害者和家长心理的伤害,尤其是对于造成后遗症的巨大担心。毕竟,孩子的事无小事。

我国学校安装紫外线消毒灯是官员拍脑袋的长官意志

既然从科学和技术角度学校教室都不应该安装紫外线灯,而且我国所有法律法规都没有学校安装紫外线灯的要求。

教育部卫生部财政部关于印发《国家学校体育卫生条件试行基本标准》的通知,三部委的这项“基本标准”中,除要求卫生室安装紫外线灯(也是过时)外,学校其他区域均没有要求安装。

再看,即便是“甲流”流行期间各部委下发的紧急通知,包括“教育部:14条措施做好学习甲流防控工作”、“教育部办公厅卫生部办公厅关于做好学校秋季开学甲型H1N1流感防控工作的意见”,以及更早的“建筑空调通风系统预防‘非典’、确保安全使用的应急管理措施”中,均没有发现学校教室安装紫外线灯的要求。

那么,那么多紫外线灯是怎样安装到我国那么多学校教室中的呢?这完全归于个别地方主管部门的无知官员“拍脑袋”、“拍屁股”的长官意志。

通过信息检索和分析,可以发现学校教室安装紫外线灯大概缘起2009年“甲流”流行期间有的地方疾控部门行政命令下,当地教育部门积极“配合”的结果。

随后各地开始频发教室误开事件,多个地方教育主管部门又纷纷下发通知要求对于紫外线消毒灯“规范管理使用”。比如,以编号“沪教委青〔2012〕30号”,题为“市教委关于加强中小学幼儿园紫外线消毒灯规范使用的通知”为例,上海市教委针对“近几年来,本市接连发生因误开教室紫外线消毒灯而灼伤学生事件,既给学生身体带来了伤害,又影响了正常的教育教学秩序”,要求规范使用。却没有认识到教室安装紫外线灯本身是没有必要和无效的,而是把责任推给当事学校,称“主要为一些学校教师缺乏对紫外线易引发群体性伤害事故的认识,个别学校、幼儿园在安装、管理、使用方面存在漏洞”。所谓“规范管理使用”无非是指:“规范配备、健全制度、教育宣传、开展自查”。

却不知,教室安装紫外线灯本身就是最大的不规范。

综上所述,空气紫外线消毒的有效性并不可靠,目前在世界范围内主要采用不能直接照射到室内人员的室内上层空间和通气管道照射的方法用于医院等极少数场所。

像我国学校教室中安装的直射式紫外线灯消毒的方法既缺乏科学依据也被证明是无效的,而且是违反我国相关法规的;同时,还不可避免的造成误开误照的意外伤害。

一句话,学校教室根本不应该安装紫外线灯。

背景新闻:

学校培训误开紫光灯多学生眼睛被灼伤

http://v.gdtv.cn/gg/dvxc/2017-04-19/849961.html

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