Efficacy of UV irradiation on eight species of Bacillus

Abstract

Ultraviolet irradiation has commonly been used in the indoor environment to eliminate or control infectious diseases such as tuberculosis in medical care facilities. Heating, ventilating, and air-conditioning (HVAC) system components such as duct-liners, cooling coils, drip-pans, interior insulation, and areas subjected to high levels of moisture can create an environment that is prone to biological contamination. Air supplied to indoor environments can carry biological contaminants that can expose numerous building occupants to pathogenic organisms. Possible terrorist activities could release biological agents into ambient air, or directly into a building environment, or HVAC system may expose multitudes of individuals to dangerous pathogens. The use of germicidal ultraviolet lamps (UVGI) in commercial and residential HVAC systems has increased. A method to determine the antimicrobial efficacy of UVGI irradiation was developed and tested on the surface of agar plates with eight varieties of Bacillus bacteria spores. Bacillus anthracis surrogates were used for their expected similar inactivation responses to UVGI irradiation. The percent kill and k value for each organism was calculated for various periods of exposure.Résumé : L'irradiation aux rayons ultraviolets a été fréquemment utilisée dans l'environnement intérieur afin d'éliminer ou de contrôler les maladies infectieuses, telles que la tuberculose, dans les établissements de soins médicaux. Les composantes du système CVC (chauffage, ventilation, climatisation), telles que les revêtements des conduits, les serpentins refroidisseurs, les bacs d'égouttement, l'isolation intérieure et les zones soumises à de forts niveaux d'humidité, peuvent créer un environnement prédisposé à la contamination biologique. L'air acheminé dans les environnements intérieurs peut transporter des contaminants biologiques, pouvant ainsi exposer plusieurs occupants du bâtiment à des organismes pathogènes. Des activités terroristes possibles pourraient libérer des agents biologiques dans l'air ambiant, ou directement dans l'environnement du bâtiment, ou encore le système de chauffage, ventilation et climatisation pourrait exposer une multitude de personnes à des pathogènes dangereux. L'utilisation des lampes germicides aux rayons ultraviolets dans les systèmes CVC commerciaux et résidentiels s'est accrue. Une méthode pour déterminer l'efficacité antimicrobienne de l'irradiation par des lampes germicides aux rayons ultraviolets a été développée et mise à l'épreuve sur la surface de plaques à la gélose comportant huit variétés de spores Bacillus. Des substituts de B. anthracis ont été utilisés pour leur réponse d'inactivation similaire prévue à l'irradiation par des lampes germicides aux rayons ultraviolets. Le pourcentage de destruction et la valeur k pour chaque organisme ont été calculés pour différentes périodes d'exposition.

UV-C Decontamination of Aerosolized and Surface-Bound Single Spores and Bioclusters

“…For example, Kowalski (2009) Menetrez et al (2006) reported D 90 values of greater than 175 J/m 2 for spores irradiated while resting on agar plates which is higher than our reported values. Menetrez used B. subtilus var.…”

“…Recent laboratory studies evaluating the kill effect of UV-C were conducted with single spores or close to single spore sizes on surfaces and in the air (Miller and Macher 2000;Ko et al 2002;Lin and Li 2002;Xu et al 2005;Foarde et al 2006;Menetrez 2006;Coohill and Sagripanti 2009;King et al 2011). However, by neglecting multispore clusters, little is known about the decay of potentially equally hazardous larger clusters such as those belonging to aerosols released by sneezing and coughing and other aerosols generated by crude or sophisticated methods.…”

Antimicrobial treatment and efficacy

“…anthracis stern.) exposed to UVGI irradiation (Menetrez et al, 2006(Menetrez et al, , 2008b. Most of these microorganisms have been identifi ed as being present in HVAC air-handling units (Levetin et al, 2001) and responsible for the transmission of airborne disease (Brickner et al, 2003).…”

“…With distance and irradiance constant, time of exposure is the controlling variable. The percent kill and k value for each organism were calculated for various periods of exposure (Menetrez et al, 2006(Menetrez et al, , 2008b.…”

“…Equation 13.1 can also indicate the ability of populations of microorganisms to withstand low to high doses of UVC irradiation (Brickner et al, 2003;Levetin et al, 2001;Menetrez et al, 2006Menetrez et al, , 2008bPhilips Lighting Division, 1992).…”