จากห้องปฏิบัติการสู่ห้องรับแขก การกลับมาอีกครั้งของรังสียูวี

Scientifica
6 Jul 2020
เรื่องโดย:

ฌาณัฐย์ สิทธิปรีดานันท์

สงครามระหว่างมนุษย์กับสิ่งมีชีวิตขนาดจิ๋วที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่านั้นดำเนินมาอย่างยาวนานนับตั้งแต่เราได้ถือกำเนิดขึ้นมาบนโลกใบนี้ ยิ่งในโลกสมัยใหม่ที่เทคโนโลยีทางการแพทย์ก้าวหน้า มนุษย์กับความสะอาดแทบจะเป็นอะไรที่แยกออกจากกันไม่ได้เลย

        เรามีสารพัดเครื่องมือที่ใช้ในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย และเหล่าจุลชีพปนเปื้อนทั้งหลายที่คอยรังควานชีวิตเราตั้งแต่การสร้างกลิ่นไม่พึงประสงค์ ไปจนถึงโรคภัยไข้เจ็บที่ร้ายแรงถึงชีวิต อุปกรณ์ที่ว่านี้มีตั้งแต่ สบู่, สมุนไพร, ยาฆ่าเชื้อ ไปจนถึงกัมมันตรังสี แต่ในช่วงที่ผ่านมาเรากลับให้ความสนใจกับอาวุธชนิดใหม่ล่าสุดเป็นพิเศษ นั่นก็คือ ‘รังสียูวี’ นั่นเอง 

        ความสนใจที่ว่านี้ไม่ธรรมดา เพราะถึงกับมีการผลิตและพัฒนามาสำหรับใช้ในครัวเรือนโดยเฉพาะเลยทีเดียว  วันนี้เราจะมาเจาะลึกกันครับว่าเทคโนโลยีที่ว่านี้ทำงานอย่างไรกันแน่ และเข้ามาสู่ภาคครัวเรือนได้อย่างไร

ว่าด้วยรังสียูวี

        รังสียูวีเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกันกับแสงที่เรามองเห็น เพียงแต่อยู่ในย่านความถี่ที่สูงกว่า รังสียูวีจึงมีความรุนแรงพอที่จะทำลายเชื้อโรคได้ แต่ไม่อันตรายถึงชีวิตเช่นรังสีแกมม่าที่มีความถี่และอำนาจทะลุทะลวงที่รุนแรงแบบสุดๆ มนุษย์เราจึงใช้ประโยชน์จากรังสียูวีกันมาอย่างยาวนาน ไม่ว่าจะเป็นการตากผ้าหรือแม้กระทั่งอาบแดด 

        เราใช้รังสีชนิดนี้ในการช่วยกำจัดจุลชีพไปจนถึงทำให้ผิวมีสีแทนแลดูสวยงาม ถ้าจะว่าไปแล้ว ความรู้เรื่องรังสียูวีสามารถย้อนกลับไปได้นับ 100 ปี เลยทีเดียว เพราะในปี 1873 ก็ได้มีการตีพิมพ์บทความทางวิชาการที่ทำการพิสูจน์ว่าแสงความยาวคลื่นสั้นอย่างรังสียูวีนั้นใช้ฆ่าเชื้อได้ โดยเฉพาะกับเชื้อจุลินทรีย์, แบคทีเรีย, เชื้อรา และไวรัส พูดได้เลยว่าการใช้งานรังสียูวีทั้งทางตรงและทางอ้อมได้อยู่คู่กับมนุษย์มาอย่างช้านานแล้ว

        แหล่งกำเนิดของรังสียูวีนั้นมีทั้งในธรรมชาติและที่ผลิตขึ้นโดยมนุษย์ ซึ่งแหล่งกำเนิดหลักก็คงไม่พ้นดวงอาทิตย์ (ที่ปล่อยรังสีออกมาในแทบทุกรูปแบบอยู่แล้ว) รังสียูวีส่วนใหญ่ที่พบบนโลกจึงมีที่มาจากดาวฤกษ์เพียงหนึ่งเดียวของเราเสียส่วนใหญ่

        แต่รังสียูวีนั้นยังสามารถแยกออกมาได้เป็นอีกสามชนิดย่อยอีกด้วย คือ UV-A ที่เป็นตัวการทำให้เกิดรอยเหี่ยวย่น, UV-B ที่ทำให้เกิดความร้อนและไหม้ และสุดท้ายคือ UV-C ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงที่สุดในการฆ่าเชื้อ และนับว่าเป็นพระเอกของเรานั่นเอง

และว่าด้วยข้อเท็จจริง

        รังสียูวีที่ใช้ฆ่าเชื้อทางการแพทย์นั้นเป็นประเภทย่อยที่มีชื่อว่ารังสียูวีชนิด C หรือ UV-C ที่มีความยาวคลื่นประมาณ 200-300 นาโนเมตร รังสียูวีประเภทนี้แทบจะไม่พบเจอเลยบนพื้นโลกเพราะถูกชั้นโอโซนดูดกลืนเอาไว้ ซึ่งนับว่าเป็นเรื่องที่ดีทีเดียว เนื่องด้วยรังสีชนิดนี้มีอานุภาพการทำลายล้างที่สูงกว่า UV-A และ UV-B ที่พบเจอบนพื้นโลกหลายเท่าตัวทีเดียว

        การใช้งานรังสียูวีชนิดนี้เริ่มต้นจากการสังเคราะห์ขึ้นด้วยหลอดไอปรอท หลอดซีนอน หรือหลอดแอลอีดี ที่สามารถปล่อยแสงในย่าน UV-C ออกมาได้โดยเฉพาะ ถึงแม้ว่าเราไม่สามารถมองเห็นแสงยูวีได้ แต่หลอดไฟกลุ่มนี้ (ซึ่งเราเรียกกันว่าหลอดฆ่าเชื้อ) จะเปล่งคลื่นแสงในย่านอื่นออกมาด้วย โดยเฉพาะกับแสงสีฟ้าสดอันแสนจะคุ้นตา ซึ่งเรามักเห็นได้ในเครื่องดักแมลงตามอาหารหรือบูธฆ่าเชื้อในห้องปฏิบัติการ

        กระบวนการหลักในการฆ่าเชื้อด้วยรังสี UV-C นั้นถูกเรียกรวม ๆ ว่า UVGI (Ultraviolet germicidal irradiation) โดยรังสียูวีความยาวคลื่นสั้นเช่น UV-C จะทะลุทะลวงเข้าไปในตัวจุลินทรีย์และเริ่มการทำลายล้างจากด้านใน โดยเฉพาะกับกรดนิวคลีอิกที่สามารถดูดซับรังสีประเภทนี้ได้เป็นอย่างดี ทำให้ดีเอนเอและรหัสพันธุกรรมถูกทำลายอย่างรวดเร็ว นำไปสู่ความตายของจุลินทรีย์ทั้งหลาย หรืออย่างน้อยที่สุดก็ทำให้พวกมันหยุดทำงานได้อย่างถาวร ลองจินตนาการว่าเราถูกยิงด้วยรังสีแกมม่าดูสิครับ ระบบร่างกายของเราจะถูกทำลายตั้งแต่ระดับรากฐานโดยเริ่มต้นที่รหัสพันธุกรรม เหมือนมีคนกราดกระสุนปืนขนาดจิ๋วนับล้านใส่สายดีเอนเอของเราให้เละเป็นชิ้น ๆ ไปเลย ทิ้งไว้แต่เพียงซากไร้วิญญาณที่ภายในแทบไม่เหลืออะไรที่ใช้งานหรือแม้แต่จะฟื้นฟูกลับมาได้อีก

        การฆ่าเชื้อโดยวิธีการอาบรังสีเช่น UVGI จึงมีประสิทธิภาพสูงมาก เพราะการทำลายเชื้ออย่างถาวรย่อมหมายความว่า เชื้อส่วนใหญ่ไม่สามารถเพิ่มจำนวนต่อไปได้อีก เป็นการทำลายและลดปริมาณของเชื้อไปด้วยในตัว โดยทางการแพทย์นั้นได้ทำการใช้รังสีแกมม่าจริงๆ ในการฆ่าเชื้อเครื่องมือทางการแพทย์ที่สำคัญด้วย เพราะความรุนแรงของรังสีแกมม่าที่มากกว่ารังสียูวีหลายเท่าตัวก็เป็นเครื่องรับประกันได้เลยว่าแทบจะไม่มีจุลชีพหรือสิ่งมีชีวิตใดสามารถรอดออกมาได้จากการฆ่าเชื้อด้วยรังสีชนิดนี้

        แต่การที่รังสียูวีนั้นฮิตขึ้นมาได้มากกว่ารังสีชนิดอื่นนั้น ย่อมหมายความว่ามันต้องมีข้อดีอยู่แน่นอน และก็จริงตามนั้นครับ รังสียูวีมีความอันตรายน้อยกว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดอื่นในย่านที่สูงกว่า จึงนำมาใช้งานในเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมได้ง่าย มีต้นทุนที่ต่ำเมื่อเทียบกับกระบวนการฆ่าเชื้อรูปแบบอื่นๆ เช่น การใช้สารเคมี รวมถึงใช้ฆ่าเชื้อได้ในหลายตัวกลาง ตั้งแต่อากาศไปจนถึงของเหลวและพื้นผิวของแข็ง กระบวนการ UVGI จึงเปรียบเสมือนกับมีดสวิสแห่งวงการฆ่าเชื้อเลยก็ว่าได้ ขอแค่มีเครื่องมือที่จำเป็นอย่างหลอดหรือโคมไฟฆ่าเชื้อก็สามารถใช้งานได้ทันที ไม่ต้องไปนั่งตวงน้ำยาหรือยุ่งวุ่นวายกับกระบวนการอื่นๆ

การใช้งานในครัวเรือนและข้อเสียของ UVGI

        การระบาดของไวรัสโควิดได้ทำให้เกิดคลื่นลูกใหม่ที่นำเอาเทคโนโลยี UVGI สู่ผู้บริโภคในภาคครัวเรือนอย่างเต็มรูปแบบ จากเดิมที่กระบวนการนี้ถูกใช้งานในภาคอุตสาหกรรมและวงการแพทย์เป็นหลัก

        บูธฆ่าเชื้อขนาดใหญ่ถูกย่อส่วนมาเป็นโคมไฟฆ่าเชื้อตั้งโต๊ะ ไปจนถึงไฟฉายยูวีแบบพกพา หรือแม้แต่หลอดไฟยูวีขนาดจิ๋วติดฝาขวดน้ำที่ถูกใช้โฆษณาว่าสามารถนำไปใช้ทำความสะอาดน้ำเวลาเดินป่าหรือตั้งแคมป์ได้ ทั้งหมดนี้ดูจะเป็นสัญญาณที่ดีเลยทีเดียวที่มนุษย์กำลังจะได้อุปกรณ์ หรือในที่นี้คืออาวุธใหม่มาใช้ต่อกรกับเชื้อโรคร้ายอีกครั้ง แต่ในความเป็นจริงแล้วนี่เป็นความเข้าใจผิดอย่างมหันต์กับกระบวนการฆ่าเชื้อแบบ UVGI

        เนื่องด้วยความอันตรายของรังสี UV-C การนำเอาเทคโนโลยีนี้มาใช้ในครัวเรือนจึงนับว่าเป็นเรื่องที่ต้องระมัดระวังเป็นอย่างมาก รังสี UV-C สามารถทำอันตรายต่อดวงตาและผิวหนังได้ การใช้งานจึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ป้องกันอย่างมิดชิด นี่เป็นสาเหตุที่บูธฆ่าเชื้อจำเป็นต้องมีม่านกั้นระหว่างเปิดใช้งาน การนำเอาโคมยูวีหรือไฟฉายยูวีมาฉายใส่ร่างกายนั้นก็นับว่าเป็นอะไรที่ไม่ควรทำเลยแม้แต่น้อย เพราะสามารถทำให้ผิวไหม้และเพิ่มโอกาสของการเกิดมะเร็งผิวหนังได้โดยตรง ดังนั้น เราจึงไม่ควรใช้อุปกรณ์เหล่านี้โดยไร้อุปกรณ์หรือเสื้อผ้ามาปกปิดร่างกายให้มิดชิด หากเป็นไปได้ก็ควรติดตั้งให้ห่างจากร่างกายมากที่สุดเท่าที่จะทำได้หรือใช้ในระบบปิดตามที่ควรจะเป็น

        อีกความอันตรายของกระบวนการ UVGI คือตัวหลอดไฟฆ่าเชื้อประเภทไอปรอทนั้น ที่บางประเภทช่วงคลื่นจะสามารถผลิตก๊าซโอโซนออกมาได้เมื่อตัวรังสีไปกระทบกับโมเลกุลแก๊สออกซิเจนในอากาศ ซึ่งโอโซนมีความเป็นพิษสูงมาก ดังนั้น จึงควรเลือกซื้อหลอดฆ่าเชื้อเฉพาะประเภทที่ไม่ปล่อยก๊าซโอโซนมาใช้ หรือใช้หลอดแอลอีดีแทน ซึ่งประเภทหลังนั้นมีขายเป็นจำนวนมากในกลุ่มตลาดผู้บริโภคทั่วไป

        สุดท้ายแล้วประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อของกระบวนการ UVGI นั้นยังขึ้นอยู่กับหลายๆ ตัวแปรอีกด้วย ทั้งเวลา ปริมาตรหรือขนาดของพื้นที่ และความทนต่อรังสีของเชื้อ ดังนั้น นี่จึงเป็นสาเหตุที่ UVGI ถูกใช้งานในระบบปิดเป็นหลัก เช่น ในโรงบำบัดน้ำเสีย เครื่องกรองน้ำ เครื่องฟอกอากาศ หรือเครื่องปรับอากาศ เป็นต้น ซึ่งระบบทั้งหมดนี้ล้วนมีการป้องกัน เช่น ปิดตัวหลอดฆ่าเชื้อทันทีเมื่อมีการเปิดเข้าไปในระบบเพื่อทำการซ่อมแซม ดังนั้นแล้วการเอาโคมฆ่าเชื้อไปวางกลางห้องรับแขก นอกจากจะเพิ่มความอันตรายจากการรับรังสีแล้ว ยังแทบไม่ช่วยอะไรในการฆ่าเชื้อเลยครับ เพราะอากาศในห้องนั้นหมุนเวียนไปเรื่อยๆ เชื้อจึงไม่ได้รับรังสีมากพอที่จะถูกกำจัด หรืออนุภาคและฝุ่นที่ลอยอยู่ในอากาศก็อาจเป็นเกราะป้องกันให้กับเชื้อทั้งหลายไปด้วยในตัวเช่นกัน

สรุป

        เครื่องฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวีนั้นไม่ใช่สุดยอดเครื่องมือแสนวิเศษที่สามารถทำลายล้างเชื้อร้ายจนหมดได้อย่างที่หลายๆ คนเข้าใจ เพราะกระบวนการนี้เป็นเพียงแค่ส่วนหนึ่งเท่านั้นในการทำลายเชื้อที่ปนเปื้อนให้หมดสิ้นไป ตัวอย่างที่ชัดเจนคือการฆ่าเชื้อของน้ำประปาที่เราใช้กัน น้ำสกปรกต้องผ่านทั้งการกรอง การตกตะกอนและฆ่าเชื้อด้วยสารเคมี เช่น คลอรีน ก่อนที่จะถูกส่งมายังกระบวนการ UVGI เป็นตัวเก็บงานอีกทีหนึ่ง แก่นหลักของเทคโนโลยีนี้คือการนำไปใช้เสริมการฆ่าเชื้อด้วยวิธีอื่นเป็นหลัก และใช้งานแบบเดี่ยวๆ ในบางสถานการณ์เท่านั้น

        ดังนั้นแล้ว ถึงแม้ว่าการฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวีนั้นจะมีประสิทธิภาพจริงๆ แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าเราจะใช้เจ้าเทคโนโลยีนี้กับอะไรก็ได้ การใช้งานที่ถูกต้องจำเป็นต้องดูไปที่จุดประสงค์ด้วยว่าเราต้องการฆ่าเชื้ออะไร หากต้องการทำความสะอาดอากาศในห้อง ก็ต้องแน่ใจว่าห้องนั้นเป็นระบบปิด และตัวกลางที่เราต้องการจะฆ่าเชื้อต้องมีเวลาได้สัมผัสกับรังสีอย่างเพียงพอ การใช้เครื่องฟอกอากาศหรือเครื่องปรับอากาศที่มีหลอดยูวีภายในนั้นก็นับว่าเหมาะสมแล้ว

        หากต้องการฆ่าเชื้อในน้ำ เครื่องกรองน้ำปกตินั้นนับว่าเป็นตัวเลือกที่ใช้ได้ทีเดียว และการฆ่าเชื้อด้วยการต้มก็ยังคงเป็นสุดยอดวิธีทำความสะอาดน้ำดื่มเช่นเดิม (และควรปฏิบัติเสมอ) การใช้รังสียูวีมาฆ่าเชื้อซ้ำในระบบประปาภายในครัวเรือนนั้นสามารถทำได้ แต่หากระบบประปาที่คุณใช้อยู่มีประสิทธิภาพอยู่แล้ว เทคโนโลยีนี้ก็คงไม่ใช่สิ่งจำเป็นมากนัก

        สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้ฆ่าเชื้อพื้นผิวอย่างไฟฉายยูวีนั้น การใช้งานต้องระมัดระวังเป็นพิเศษโดยไม่ฉายเข้าหาตัวหรือสิ่งมีชีวิต วัสดุและพื้นผิวบางอย่างเช่นพลาสติกสามารถถูกทำลายโดยรังสี UV-C ได้เช่นกัน ถึงแม้จะถูกระบุว่าเป็นวัสดุที่ทนต่อ UV ทั้งนี้ก็ด้วยวัสดุส่วนใหญ่ถูกทดสอบเฉพาะกับ UV-A และ UV-B ที่พบเจอในธรรมชาติเท่านั้น จึงต้องพึงระวังในข้อนี้เอาไว้ด้วย

        การกลับมาของกระบวนการฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวีเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของการใช้เทคโนโลยีมาผนวกกับสถานการณ์ปัจจุบันเพื่อทำการขายแกดเจ็ตใหม่ๆ ให้กับผู้บริโภค เราควรต้องศึกษาให้ลึกซึ้งเสียก่อนที่จะปล่อยให้ตัวเลขในบัญชีนั้นลดลงไป เพราะไม่แน่ว่าเจ้าโคมฆ่าเชื้ออันเบ้อเร่ออาจจะมีโอกาสได้ไปนอนกองในห้องเก็บของพร้อมๆ กันกับลู่วิ่งพับได้และบันไดอเนกประสงค์ในอนาคตอันใกล้ มิหนำซ้ำยังมีความอันตรายหากนำไปใช้แบบผิดๆ อีกด้วย

        เพียงแค่เราล้างมือและทำความสะอาดด้วยวิธีการปกตินั้นก็นับว่าเพียงพอในระดับหนึ่งแล้ว (ถ้าจำเป็นจริงๆ แอลกอฮอล์ฆ่าเชื้อหรือน้ำยาทำความสะอาดยังคงเป็นตัวเลือกคู่คิดอยู่เช่นเดิม) ในการกำจัดเชื้อร้ายทั้งหลายออกไปจากสภาพแวดล้อมที่เราอาศัยอยู่ ดังนั้น ลองคิดดูอีกครั้งว่าเราจำเป็นต้องใช้จริงๆ ไหมก่อนที่จะซื้อเจ้าหลอดฆ่าเชื้อมาใช้ และหากจำเป็นต้องใช้ ก็อย่าลืมป้องกันตัว ใช้งานอย่างระมัดระวังและปลอดภัย

 


อ้างอิง: https://en.wikipedia.org/wiki/Ultraviolet_germicidal_irradiation

US: www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2789813, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5335784, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6801766

THAI: https://bit.ly/2BJ70OB, www.nimt.or.th/main/?p=31168

แบ่งปันเรื่องราวนี้:
เรื่องโดย

ฌาณัฐย์ สิทธิปรีดานันท์

“ชายหนุ่มผู้หลงไหลในวิทยาศาสตร์และศิลปะ จนในบางครั้งก็หลงลืมกาลเวลาไปเสียสิ้น” —นักเขียนและกราฟิกดีไซเนอร์ประจำเว็บไซต์อวกาศ SPACETH.CO 

ภาพโดย

ชุติกาญจน์ เลิศบุญครอง

instagram: @orange.catist