코로나19 바이러스 제거용 UV 자외선의 종류와 인체 적용 가능성

[출처] BBC / FUTURE, "Can you kill coronavirus with UV light?"

By Zaria Gorvett, 28th March 2020

UV: ultra-violet, 자외선

자외선의 파장은 X선보다 길고 가시광선보다 짧다. 긴 파장의 자외선은 원자를 이온화 시키기에는 에너지가 부족하지만, 물질이 화학반응을 일으키게 해서 빛을 내거나 형광 효과를 일으킨다. 따라서 자외선은 생물체를 단순히 가열시킬 뿐만 아니라 체내 분자의 상호작용을 일으키기도 한다. 태양 광선속의 자외선은 대기 중의 산소 분자에 의하여 대부분 흡수되어 오존을 만든다.

[참고] 위키백과, "자외선"

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코로나바이러스를 확실하게 무력화시킬 수 있는 자외선이 한 종류 있습니다. 하지만 지극히 위험합니다.

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Dan Arnold는 병원, 제약업체, 식품 제조업체에 소독용 장비를 공급하는 업체인 UV Light Technology에서 근무하고 있습니다.

슈퍼마켓의 출입구에 자외선 장비를 설치하여 사람들이 지나가는 몇 초 동안 외부에 묻은 코로나바이러스를 제거하는 것에 대하여 사람들이 업체에 많은 문의를 합니다.

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인터넷에 피부, 의복, 물체를 자외선으로 소독하는 아이디어가 인기를 끌고 있으며 태국의 한 대학은 학생들이 지나가는 동안 소독할 수 있는 자외선 터널을 만들었다는 기사도 있습니다.

SNS에는 햇빛이 신종 코로나바이러스를 살균하기 때문에 바이러스와 상극이라는 글도 올라옵니다.

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전혀 근거 없는 이야기입니다. 이제 그 이유를 나열하겠습니다.

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1. 위험한 광선(Dangerous Rays)

 햇빛은 3 종류의 자외선(UV)을 가지고 있습니다.

UVA: 지구 표면에 도달하는 태양 광선의 대부분을 차지합니다. 피부 깊숙이 침투하여 피부를 노화시키고 주름과 반점을 만들어냅니다.

UVB: 피부의 DNA를 손상시키고 피부를 태우기도 하고 피부 암을 유발합니다. 최근 과학자들이 UVA도 같은 작용을 한다는 것을 발견하였습니다.

UVC: 짧고 에너지가 풍부한 빛의 파장으로 구성되며 스펙트럼에서 상대적으로 분리가 모호합니다. 인간이나 바이러스가 지닌 유전 물질을 파괴하는 데 효과적입니다. 다행스럽게도 연약한 피부에 닿기 전에 대기 중의 오존에 의하여 차단됩니다.

​ 최근 환경 파괴가 심해지면서 오존층의 밀도가 낮아지고 구명이 생기면서 지구 표면에 도달하는 자외선의 양이 증가하고 있습니다. 프레온 가스와 같은 오존 파괴 물질에 의하여 오존이 밀집되어 있는 성층권 오존층의 오존 농도가 감소합니다. 프레온 가스는 자외선을 받아 분해되면서 반응성이 강한 염소(Cl) 분자를 방출합니다. 염소 원자는 결합력이  약한 오존 분자를 파괴합니다. 일단 성층권으로 올라간 프레온 가스는 최고 100년 동안 머물 수 있습니다.

 과학자들이 1878년 UVC를 이용하여 미생물을 죽일 수 있다는 것을 발견하고 인공적으로 생산한 UVC로 병원, 비행기, 사무실, 공장의 살균 방법이 되었으며, 염소와 같은 화학 소독제에 내성이 있는 일부 기생충을 살균할 수 있어서 식수 소독의 기본 공정이 되었습니다.

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UVC의 Covid-19에 대한 연구는 아직까지 공개적으로 전해진 바 없지만 SARS와 같은 코로나바이러스에 사용할 수 있는 것으로 연구 결과 밝혀졌습니다. UVC가 유전 물질의 구조를 뒤틀어서 바이러스의 복제를 막기 때문입니다. 그 결과 Covid-19에 대항하여, 중국에서는 매일 밤 UVC의 파란 불빛으로 버스를 조사(照射) 하였으며, UVC 방출 로봇이 병원 바닥을 살균하고, 은행에서는 돈을 소독하였습니다.

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Arnold는 UV Light Technology가 생산한 모든 장비가 소진되었다고 말하면서 하나의 경고를 합니다.

"UVC에 절대 노출되어서는 안됩니다. 정말 끔찍하게 위험한 물질입니다. UVB로 피부 화상을 입는 데 몇 시간이 걸리지만, UVC는 단 몇 초면 충분합니다. 만약에 눈이 노출되었을 경우, 햇빛을 마주 보았을 때의 10배에 달하는 화상을 입게 됩니다. 단 몇 초 만에. UVC를 안전하게 사용하려면 전문 장비와 훈련이 필요합니다."

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2. 햇빛이 해결책(Sunshine Solution)?

UVA와 UVB가 그 역할을 대신할 수 있을까요? 그러면 햇빛에 쪼이기만 하면 될 것 같은 데. 아마도 가능할 것입니다. 하지만 그렇게 하지는 않을 것 같습니다.

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개발도상국에서 햇빛은 물을 소독하는 인기 있는 수단입니다. 세계 보건 기구(WHO)도 권장하고 있습니다. 투명한 유리나 플라스틱에 물을 담아서 6시간 동안 햇볕에 두는 것입니다. 햇빛의 UVA는 용존 산소와 반응하여 가정용 소독제의 활성 성분인 과산화수소와 같은 불안정한 입자를 생성하여 병원균에 타격을 주기 때문에 효과가 있을 것입니다. 만약에 표면에 물이 없다면 소독하는 데 도움은 되겠지만 생각보다 훨씬 더 시간이 오래 걸릴 수 있습니다.

​파장이 긴 UVA(400~315㎚)는 실내 유리를 통과할 수 있기 때문에 생활 자외선이라고 부릅니다. 파장의 길이에 따라 근자외선(NUV, 파장 400~300㎚), 중자외선(MUV, 300∼200㎚), 원자외선(FUV, 200∼122㎚), H 라이만 알파선(H Lyman-α, 122∼121㎚) 등으로 세분할 수도 있습니다.

[출처] WIKIPEDIA, "Ultraviolet"

문제는 신종 코로나바이러스에 대한 많은 연구가 아직도 완료되지 않았기 때문에 단순하게 햇빛으로 코로나바이러스를 살균하는 데 어느 정도의 시간이 소요될지 모른다는 것입니다. SARS 연구 결과는 바이러스를 15분 동안 UVA에 노출한 것으로 바이러스 감염에 영향을 미치지 못하는 것으로 드러났습니다. 아직까지 유전 물질에 더 해로운 것으로 알려진 UVB에 대한 연구는 완료되지 않았습니다. 대신 다른 바이러스가 단서를 제공할 수도 있습니다. 과학자들이 브라질의 병원 입원 기록을 분석하여 산불 기간에 독감 발병 사례가 증가하는 경향이 있음을 알았습니다. 산불의 연기가 햇빛의 자외선을 희석하기 때문입니다. 또 다른 연구에서 독감 입자의 햇빛 노출 시간이 길수록, 햇빛의 집중도가 높을수록 감염 능력이 저하된다는 것을 발견하였습니다. 공기 중의 독감 입자를 관찰한 연구였습니다.

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결론적으로 햇빛을 이용하여 표면을 소독하는 방법은 문제가 많습니다.

1. 햇빛으로 Covid-19를 무력화시키는 데 시간이 어느 정도 소요되고 어느 정도 강도의 햇빛이 필요한지 알지 못합니다.

2. 햇빛에 포함된 자외선의 양이 시각, 날씨, 계절, 지역, 위도에 따라서 다릅니다.

3. 마지막으로 가장 중요한 것으로, 피부를 어떤 종류의 자외선으로 살균하더라도 피부에 상처를 입혀 피부 암의 위험을 높일 것입니다.

그리고 바이러스가 일단 인체로 침입하면 UV는 바이러스의 감염에 영향을 미치지 못합니다.

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[내용 보충] 티스토리 / NETWARE, "​식기 건조기에 내장된 UV 살균 램프의 자외선 종류"​

식기 건조기에 내장된 UV 살균 램프의 자외선 종류