Hiệu quả diệt virus và vi khuẩn của tia cực tím (UV) và những lưu ý quan trọng khi ứng dụng trong chăn nuôi – thú y

HIỆU QUẢ DIỆT VIRUS VÀ VI KHUẨN CỦA TIA CỰC TÍM (UV) VÀ NHỮNG LƯU Ý QUAN TRỌNG KHI ỨNG DỤNG TRONG CHĂN NUÔI – THÚ Y

 

1. Giới thiệu chung

Trong bối cảnh dịch bệnh ngày càng diễn biến phức tạp và áp lực kiểm soát an toàn sinh học tại các trang trại, phòng thí nghiệm và cơ sở chăn nuôi ngày càng lớn, việc tìm kiếm các giải pháp khử trùng hiệu quả, nhanh chóng và không để lại tồn dư hóa chất là nhu cầu thiết yếu. Bên cạnh các biện pháp truyền thống như hóa chất sát trùng, nhiệt, ozone, formalin…, tia cực tím (UV), đặc biệt là UV-C, đang trở thành công cụ quan trọng trong hệ thống kiểm soát dịch bệnh hiện đại.

UV-C có khả năng tiêu diệt nhanh nhiều loại vi sinh vật gây bệnh như virus, vi khuẩn, nấm men, nấm mốc và bào tử mà không cần sử dụng hóa chất. Công nghệ này được ứng dụng rộng rãi trên thế giới trong lĩnh vực y tế, xử lý nước, công nghiệp thực phẩm và ngày càng phổ biến trong ngành chăn nuôi – thú y.

 2. Các loại tia UV – không phải UV nào cũng diệt khuẩn

Hình 1. Phân biệt các loại tia UV

(Nguồn: https://logoslighting.com/blog/uva-vs-uvb-vs-uvc-whats-the-difference/)

Không phải loại ánh sáng tím nào cũng có khả năng diệt khuẩn. UV được chia thành 3 vùng chính:

Bảng 1. Phân loại tia UV và đặc điểm

👉 Chỉ UVC có khả năng diệt virus và vi khuẩn.
👉 Đèn UV LED màu tím (400–420 nm) KHÔNG phải UV-C và không có tác dụng diệt khuẩn.

 3. Cơ chế diệt khuẩn của tia UV

Tia UV-C tiêu diệt vi sinh vật bằng hai cơ chế chính:

3.1. Cơ chế trực tiếp: phá hủy vật liệu di truyền (DNA/RNA)

Khi photon UV-C chiếu vào vi khuẩn hoặc virus:

• DNA/RNA hấp thụ năng lượng UV → hình thành Pyrimidine dimers như:
  • Thymine–thymine dimer (T=T)
  • Cytosine–thymine dimer
  • Uracil dimer (trong RNA của virus)

Kết quả:

• Làm biến dạng xoắn kép DNA/RNA\
• Chặn quá trình sao chép và phiên mã
• Vi sinh vật không thể nhân lên dẫn đến bị vô hoạt hoàn toàn

Đây là cơ chế mạnh nhất và quyết định hiệu quả của UV-C.

3.2. Cơ chế gián tiếp: tạo ra các dạng oxy hoạt tính (ROS-reactive oxygen species) và ozone

• UV tạo ra: Gốc hydroxyl (•OH)/ Superoxide (O₂•⁻)/ Hydrogen peroxide (H₂O₂)/ Ozone (O₃)
• ROS và ozone phá hủy: lipid màng tế bào/ protein và enzyme/ capsid virus/ cấu trúc RNA/DNA

Đặc biệt hiệu quả đối với virus có vỏ lipid như: SARS-CoV-2, Influenza, PRRSV, ASFV trong môi trường.

 4. Mức độ nhạy cảm của các nhóm vi sinh vật đối với tia UV-C

Bảng 2. Độ nhạy cảm của vi sinh vật đối với tia UV-C

5. Dữ liệu thực nghiệm tiêu biểu

• SARS-CoV-2: giảm > 99,9% sau 3,7 mJ/cm² (Storm et al., 2021)
• Influenza A: bất hoạt gần như hoàn toàn sau 10–15 mJ/cm²
• E.coli: giảm 99% sau 20 mJ/cm²
• Staphylococcus aureus: cần 25–40 mJ/cm²
• Bacillus subtilis (bào tử): ≥ 100 mJ/cm² mới đạt hiệu quả tương tự

Ghi chú: Liều UV (mJ/cm²) = Cường độ UV (mW/cm²) × Thời gian chiếu (giây)

 6. Vai trò quan trọng của ozone trong khử trùng

Một số đèn UVC phát 185 nm sẽ tạo ozone từ oxy trong không khí:

O₂ → UVC 185 nm → O• → O₃ (ozone)

Ozone có khả năng:

• Lan tỏa vào vị trí tia UV không chiếu tới
• Oxy hóa mạnh vi khuẩn và virus
• Tăng hiệu quả khử trùng toàn diện

Tuy nhiên:

• Ozone gây kích ứng mũi, mắt, đường hô hấp
• Phải mở thông gió 10–20 phút sau khi chiếu đèn

7. Lưu ý quan trọng khi lựa chọn đèn UV cho trang trại

Hình 2. Mô phỏng việc sử dụng đèn UV-C trong khử trùng trại

 7.1. Những tiêu chí bắt buộc

• Đèn phải ghi rõ UV-C / 254 nm / Germicidal Lamp
• Bóng làm bằng thủy tinh thạch anh (Quartz glass) – truyền UV tốt hơn thủy tinh thường
• Công suất phù hợp diện tích chuồng trại
• Cần bộ chấn lưu đúng chuẩn để duy trì cường độ UV ổn định

7.2. Tránh nhầm lẫn với các loại đèn KHÔNG CÓ TÁC DỤNG diệt khuẩn

⚠ Đèn LED tím 400–420 nm → Chỉ phát sáng, không phải UV-C

⚠ Đèn “tia UV spa – thẩm mỹ” → Không phải đèn diệt khuẩn

⚠ Đèn giá rẻ không chứng nhận → Cường độ UV thấp, không hiệu quả

7.3. Lắp đặt đúng kỹ thuật

• Treo cao 2–2,5 m
• Không để vật che chắn
• Lau bụi hàng tuần
• Thay đèn sau 6–12 tháng (dù mắt thường thấy vẫn sáng nhưng UV đã giảm 30–50%)

7.4. An toàn sử dụng

• Tuyệt đối không bật UV-C khi có người hoặc vật nuôi
• UV gây: viêm giác mạc/ bỏng da/ hỏng mô
• Nếu dùng đèn ozone, cơ sở bắt buộc phải lắp đặt hệ thống thông gió.

8. Kết luận

Tia UV-C là công nghệ khử trùng mạnh, nhanh và không dùng hóa chất. Khi hiểu đúng cơ chế tác dụng, độ nhạy vi sinh vật, liều UV cần thiết và cách chọn đúng loại đèn, UV-C có thể trở thành công cụ quan trọng trong các trang trại chăn nuôi, cơ sở thú y, phòng xét nghiệm, nhà máy sản xuất thực phẩm cũng như trong môi trường bệnh viện.

Ứng dụng đúng kỹ thuật giúp nâng cao hiệu quả an toàn sinh học, giảm nguy cơ bùng phát dịch và giảm phụ thuộc vào hóa chất sát trùng.

 

Tài liệu tham khảo

Cutler, T. D., & Zimmerman, J. J. (2011). Ultraviolet irradiation and the inactivation of infectious pathogens. Veterinary Microbiology, 150(1–2), 47–54.

Elgujja, A., Altalhi, H., & Ezreqat, S. (2020). Review of the efficacy of ultraviolet C for surface decontamination. Journal of Nature and Science of Medicine, 3(1), 8–12.

Gómez-López, V. M., et al. (2021). Inactivation of foodborne viruses by ultraviolet light: A review. Foods, 10(12), 3141.

Kowalski, W. (2019). Ultraviolet Germicidal Irradiation Handbook. Springer.

Memarzadeh, F., Olmsted, R. N., & Bartley, J. M. (2021). A review of recent evidence for utilizing ultraviolet irradiation. Frontiers in Public Health, 9, 744948.

Storm, N., McKay, L. G., Downs, S. N., et al. (2021). Rapid and complete inactivation of SARS-CoV-2 by ultraviolet-C irradiation. Scientific Reports, 11, 6260.