气体ClO2对医院病房应用环境杀菌效果研究＊

白小龙，杨思静，牛浩刚，吴卫东，奚小艳，晋日亚

（中北大学 化工与环境学院，山西 太原 030051）

医院病房空气中病原微生物的污染程度与医院感染有一定关系，住院患者大多抵抗力低下，加之患者聚集，彼此间可能带来不同的感染源，若杀菌不善，极易引起交叉感染［1］，因此医院病房消毒是预防和控制医院感染发生的重要环节.国内外对医院杀菌的方式有臭氧［2］、紫外线［3-4］、过氧化氢、化学消毒剂和空气清洁器等［5］，这些方法虽能起到了较好的杀灭效果，但杀菌不彻底，有残留，效率低，且存在副作用［6］，不能完全满足医院环境工作的要求.

ClO2是目前国际上公认的新一代广谱、高效、安全的绿色杀菌消毒剂［7］，它几乎对所有细菌、霉菌、真菌、病毒都有杀灭作用［8］，被联合国卫生组织列为A1级［9］.由于气体ClO2具有很好的扩散性、穿透性、使用均匀性［10-12］、毒后无残留、杀菌效果好等优点，因此在室内空间气体ClO2杀菌研究的基础上［13］，将气体ClO2应用于病原微生物较多的医院病房.此研究对提高医院空气消毒水平，减少医院感染的发生率具有一定的意义.

1 材料与方法

1.1 主要试剂及仪器

1.1.1 实验材料

葡萄糖（天津市博迪化工有限公司）；琼脂粉（北京奥博星生物技术有限责任公司）；牛肉膏（北京奥博星生物技术有限责任公司）；蛋白胨（北京奥博星生物技术有限责任公司）；无水乙醇（天津市德恩化学试剂有限公司）；亚氯酸钠（天津市光复精细化工研究所）；盐酸（太原化肥厂化学试剂厂）；氯化钠（天津市申泰化学试剂有限公司）.

1.1.2 实验仪器

ESJ200-4型电子分析天平（沈阳龙腾电子有限公司）；BJ-2CD型净化工作台（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；YXQ-LS-18S1型自动手提式灭菌器（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；ZDHW 型电热套（北京中兴伟业仪器有限公司）；JB-3型定时恒温磁力搅拌器（上海雷滋新泾仪器有限公司）；WDY V1-1000型微量移液器（上海求精生化试剂仪器有限公司）；SPX-250B-Z 型微电脑生化培养箱（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；BCD-202K 型伊莱克斯家用电冰箱（伊莱克斯中国电器有限公司）；TYJ-2A 型菌落计数器（上海华光仪器仪表有限公司）；QC-1B 型大气采样仪（北京劳动保护科学研究所）；高纯度气体二氧化氯发生器（自制）.

1.2 实验地点与采样方法

1.2.1 实验地点

中北大学附属医院病房.

1.2.2 空气方法

采用梅花点分布采样法，布点按如室内面积≤30m2，则设一对角线上3 个点，即中心1 个点，两端距墙1 m 处各1 个点；如室内面积≥30m2，则设东西南北中5点，均距墙1 m.使用QC-1B 型大气采样仪，设定采气流量为5L／min，采气时间为5min，用平板涂布法对采集到的病原微生物进行接种，并进行菌落计数.按公式换算为所测单位体积空气菌落总数［14］，即

1.2.3 物体表面采样

用浸有无菌生理盐水的棉拭子，涂抹病房桌子表面25cm2范围，将采样后的棉拭子放入装有10mL 生理盐水的试管中，摇匀后，移液、涂布于平板培养基上，在37℃恒温培养48h，统计平皿中的菌落数，并按公式换算为所测单位面积物体表面的菌落总数［14］，即

1.3 实验过程

ClO2可以杀灭病房内的大多数细菌，所以将细菌总数作为考察灭菌效果的指标.杀菌前，空气采样16次，菌落总数未超标的为6次，细菌菌落总数合格率为37.5%，物体表面采样16次，细菌菌落总数合格率为25%.因此，采用传统杀菌法对医院病房进行杀菌不能完全满足医院杀菌卫生标准GB15982-2012［15］的相关要求.

根据美国职业安全与健康组织规定，在平均8h 工作日环境中，气体ClO2最大允许浓度值为0.3mg／m3.考虑到医护人员和病人的安全，气体ClO2浓度梯度设置为（0.2，0.3，0.4，0.5，0.6）mg／m3，各浓度杀菌（5，10，15，20，25，30，40，60）min 后分别采样，选取具有代表性的杀菌时间段10∶00～11∶00 和20∶00～21∶00，第一个是以自然光源为主，而第二个则是以日光灯光线为主.

通过杀菌前、后对空气和物体表面采样，平板涂布法进行接种，对采集到的病原微生物进行菌落计数（为确保实验数据的准确性，每个浓度梯度做三个平行样）.具体实验过程如图1 所示.

杀菌率

式中：η为杀菌率，%；N1为杀菌前平均菌落数；N2为杀菌后平均菌落数.

图1 实验流程图Fig.1 Flow chart of the experiment

1.4 评价标准

根据我国医院杀菌卫生标准GB15982-2012［15］进行评价，内科病房属Ⅲ类环境，空气中细菌菌落总数应≤500cfu／m3，物体表面细菌菌落总数应≤10cfu／cm2.

2 实验结果与分析

2.1 实验结果

为研究气体ClO2浓度和杀菌时间对杀菌效果的影响，绘制了杀菌时间段为20∶00～21∶00（日光灯下），不同ClO2气体浓度下杀菌时间与杀菌率的关系图，如图2 所示；为研究不同杀菌时间段和杀菌时间对杀菌效果的影响，绘制了气体ClO2浓度为0.3mg／m3下，不同杀菌时间段内杀菌时间与杀菌率的关系图，如图3 所示.

图2 不同浓度下杀菌时间与杀菌率的关系Fig.2 Relationship between sterilization time and sterilization rate of different concentrations

图3 不同杀菌时间段内杀菌时间与杀菌率的关系Fig.3 Relationship between sterilization time and sterilization rate in different periods of time

2.2 结果分析

2.2.1 气体ClO2浓度及杀菌时间对杀菌效果的影响

从图2 可以看出，在相同杀菌时间下，随着气体ClO2浓度的升高，杀菌率不断提高.在杀菌时间为15min 时，0.3mg／m3气体ClO2的杀菌率仅为74.9%，0.5mg／m3气体ClO2的杀菌率为88.4%，0.6 mg／m3气 体ClO2的杀菌率已达到91.4%.

从图2 还可以看出，随着杀菌时间的延长，各种气体ClO2浓度下的杀菌率均逐渐提高.当气体ClO2浓度为0.3mg／m3时，随着杀菌时间的延长，杀菌率明显提高，在杀菌时间为5min 时，空气杀菌率仅为48.2%；10 min 时杀菌率为63.5%，30min 时杀菌率达到96.3%，60min时空气杀菌率达到99.8%.其主要原因是气体ClO2具有很好的扩散性、穿透性、使用均匀性.随着时间的增加，气体ClO2逐渐分布均匀，高效灭菌的特性能更有效地发挥，杀菌效果较好.根据美国职业安全与健康组织规定，在气体ClO2浓度为0.3mg／m3时进行杀菌，不会对人体造成影响.因此气体ClO2浓度0.3mg／m3，杀菌时间60min为对医院病房杀菌的最佳条件.

2.2.2 最佳时间段对杀菌效果的影响

主要研究在气体ClO2浓度为0.3mg／m3，杀菌时间为60min 条件下，不同杀菌时间段对杀菌率的影响.选取杀菌时间段为10∶00～11∶00，20∶00～21∶00，第一个是以自然光源为主，而第二个则是以日光灯光线为主的杀菌效果，以便确定气体ClO2对医院病房杀菌的最佳时间段.

从图3 可以看出，杀菌时间段对杀菌效果有一定影响.有文献报道，不同光源对气体ClO2的光降解有一定影响，自然光下的降解速率≥日光灯下的降解速率［16］.由此，在杀菌时间段为10∶00～11∶00（自然光下）时，气体ClO2降解速率较快，导致浓度下降较快而影响杀菌效果，因此气体ClO2对医院病房的杀菌效果的最佳时间段为20∶00～21∶00（日光灯下）.

在气体ClO2浓度为0.3mg／m3时，在不同时间段内，杀菌前后，医院病房空气及物体表面细菌平均菌落数如表1 所示.

表1 医院病房空气和物体表面杀菌前后平均菌落数及杀菌率Tab.1 The average colony count and sterilization rate of the ward air and object surface before and after sterilization

3 结论

气体ClO2是一种高效的杀菌消毒剂，在对医院病房杀菌效果的实验研究中，气体ClO2浓度、杀菌时间、杀菌时间段对杀菌效果都有一定影响，其中气体ClO2的浓度对杀菌效果的影响是最大的；当ClO2浓度一定时，杀菌时间的延长有助于杀菌率的提高；在一定条件下，提高ClO2浓度、延长杀菌时间，杀窥效果显著.在气体ClO2浓度为0.3mg／m3，杀菌时间为60min，杀菌时间段为20∶00～21∶00（日光灯下）时，对空气的一次杀菌率达到99.8%，对物体表面的杀菌率达到93.9%，是在有人活动的条件下，对医院病房进行杀菌的最佳条件.

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