关于紫外线循环风空气消毒机质量控制问题的探讨

李广武，李小强，关永飞，郭文霞黑龙江省医院 .医学工程部；.感染管理科，黑龙江 哈尔滨 150036

关于紫外线循环风空气消毒机质量控制问题的探讨

李广武a，李小强a，关永飞a，郭文霞b
黑龙江省医院 a.医学工程部；b.感染管理科，黑龙江 哈尔滨 150036

针对空气循环风式消毒设备缺乏统一明确的质量控制规范。依据已颁布的2002年卫生部出版的《消毒技术规范》、紫外灯管生产行业标准，并结合厂家的相关说明，对循环风消毒机质量控制提出建议，主要针对专用高能紫外灯管的寿命进行了理论与实践层面的探讨。

循环风消毒机；最低消毒剂量；质量控制；紫外线消毒灯管；直接照射消毒

医疗机构利用紫外线消毒具有悠久的历史，使用 非常广泛，与臭氧消毒相比效果好且副作用较少，几乎所有医院都使用紫外线空气消毒设备。紫外线空气消毒主要应用足够剂量的紫外线对微生物的DNA、RNA结构造成破坏以达到消毒的原理，消毒效果显著频段为UVC段（100～275 nm），其峰值在254 nm效果最好，有害的副产物较少。紫外线空气消毒产品大致分为两种类型：直接照射（传统紫外灯管直接照射）和间接循环风照射。传统直接照射对人眼有伤害，适合无人房间使用、操作简单、成本低；间接循环风照射适合有人房间，可以连续工作，对人伤害较少，但成本较高，两者各有利弊。对于常规直接照射空气消毒的方法，我国卫生部于2002年颁布了《中华人民共和国卫生消毒技术规范》，其中明确规定质控标准：直接照射的紫外灯管寿命为1000 h或距离灯管1 m处照射强度不得低于70μ W/cm2。只要很好地坚持这个标准就可以保证空气消毒的质量。但是对于循环风空气消毒机却没有明确规定，尤其消毒机的核心器件——紫外灯管就没有详细规定如何确定它的寿命。现阶段主要依据厂家的使用说明书来确定灯管更换周期，如1000、2000、3000 h等，规范不统一，如果生硬套用《2002版本消毒技术规范》就有些不妥。

本文将《消毒技术规范》中规定的消毒最低标准、紫外灯管的《国家行业标准》做为依据，结合空气消毒机中空气的流速、流量及生产厂家提供相关数据进行理论估算，比较科学地提出了空气循环风消毒机质控最关键部件——紫外灯管的合理寿命的确定，以及其他常规质控内容，供专业人士借鉴。

1 理论依据

在《2002版本消毒技术规范》中，从两个方面描述了最低空气消毒标准：一是距离灯管1 m处照射强度不得低于70 μ w/cm2，且照射不低于30 min；二是每立方米空气内，紫外线灯管功率不低于1.5 W/m3，同样照射时间不低于30 min。根据第一种描述，最小消毒剂量为70 μ W/cm2×1800 s=126 mJ/cm2；根据第二种描述最小消毒剂量为1.5 W×1800 s=2700 J/m3=2.7J/L。根据这两个基础数据，下面分别用两种方法推论紫外灯管的合理寿命。

1.1 最小照射剂量法

根据某厂家提供的参数：灯管最大照射强度13800 μ w/cm2、有效消毒空间约20 L、换风量480 m3/h（即480×1000/3600=133L/s）；以一个60 m3的医疗房间为例，空气滞留机内照射区的平均时间为20 L/133 L/s=0.15 s、要达到最低消毒水平大约需要126 mJ/cm2÷13.8 mW=9 s的时间，也就是说需要9 s÷0.15 s=60次循环。实际上每台设备都装了4～6只灯管，按最小4只灯管计算理论，60÷4=15次循环即可达到消毒水平。以60 m3的房间为例，480÷60=8次/h，即每小时理论上房间内的空气可以循环8次，15次÷8次/h=1.87 h即可达到整个房间消毒的要求，厂家产品说明书标称2 h工作时间是有科学根据的。如果灯管老化到50%即6900μ W/cm2时（按国家行业标准必须达到5000 h工作时间），需要126 mJ/cm2÷6.9 mW/cm2=18 s的消毒时间可达标，即循环18÷0.15÷4=30次可达标，也就是说连续工作30÷8=3.75 h也可以达到最初的空气消毒效果，延长时间消毒效果是等价的。

1.2 功率估算法

根据《2002版消毒技术规范》规定，每立方米空气需要1.5 W紫外灯管照射30 min可达到消毒水平，即单位空气所需紫外功率为1.5 W×30 min×60 s=2700 J/m3（2.7 J/L）。引用“1.1节”的数据：60 m3的房间、480 m3/h通风量、消毒机20 L有效空间、0.15 s的滞留时间、每小时进行8次空气循环、4只30 W的高效灯管。在消毒照射区间单位体积内紫外平均灯管最低能量为4×30W÷20L×0.15s=0.9 J/L相当于900 J/m3；2700 J/m3÷900 J/m3=3次循环即可达到消毒要求，即连续开机0.375 h即可达到目的。现在高强度紫外灯管平均寿命为5000 h（按衰减50%计算），按这种方法计算，将开机时间延长1～2倍，即1～2 h也可满足空气消毒的目的。

表1 对使用循环风空气消毒机的科室长期监测结果

2 讨论与分析

从以上两种方法来看，第一种方法是从辐照强度最低极限来推论的，相对比较准确，第二种方法属于宏观估算得出的结论，两者相差大约3倍。考虑到直接照射与间接循环风式照射环境大不相同，间接照射属于近距离（≤10 cm）高强度照射，基本不存在紫外线距离衰减问题，加之在设备消毒舱内配置了紫外线反射层，使照射效果大大增强，尤其是现代紫外灯管产品皆属于高强度长寿命灯管，实际消毒效果可能远大于理论估算值。根据国家标准GB19258-1012关于紫外灯管产品相关标准得知，对消毒紫外灯管寿命进行了定义：灯管照射强度衰减至85%时，灯管工作时间应不低于2000 h；当强度衰减至50%时，灯管工作时间定义为平均寿命，规定不低于5000 h，适当延长工作时间完全可以补偿灯管功率衰减的影响。

3 实际验证

根据《2012医疗机构消毒技术规范》对紫外线灯管照射强度及紫外线循环风进行紫外线消毒的效果进行监测，具体检测内容及方法：① 紫外线灯辐照度值的测定（使用上海嘉定学联仪表厂生产的ZDZ-1型紫外线辐照计）；②紫外线强度照射指示卡监测；③ 生物监测法空气消毒的效果监测（注：南方有些医院就以空气培养的结果确定消毒机器是否合格）。我院共有25个使用紫外线循环风的临床科室，主要为处置室、换药室等，截至2013年12月，对其长期监测结果，见表1。

4 结论

理论和实践都表明，适当延长消毒工作时间可以使旧设备满足空气消毒要求，这里暂且定义：2000 h可以定为灯管寿命的年轻期；2000～3000 h定义为中年期；3000～5000 h时以内为老年期。我们建议：年轻期根本不需要更换灯管，按要求正常时间（2 h）工作即可保证消毒效果；中年期的灯管可增加50%消毒时间，完全能达到新设备的效果，但需要加强监测；老年期的灯管建议增加100%即增加1倍的工作时间，也可完全达到新设备的同样的空气消毒水平。当然达到如上情况的先决条件是每件设备必须定期做好保养质控工作，包括定期（每个月）清洗过滤网、用酒精擦拭灯管，清洁表面灰尘等日常保养等工作。同时房间要保持清洁干燥，注意房间的温度和湿度。

总之，根据现有的消毒技术规范、国家相关产品行业标准，以及对使用中的产品的真实监测情况，我们可以比较科学地定义灯管的寿命，医用高效紫外灯管在连续工作2000 h以内是绝对安全的，超过的要适当增加的工作时间即可做到相应的补偿。科学地确定灯管寿命、确定更换周期，是保证空气消毒质量的关键，同时也会大大节约资金、减少不必要频繁更换灯管的浪费，但必须以空气细菌培养结果为依据标准。

[1] 卫生部卫法监发[2002]282号,消毒技术规范[S].

[2] 卫生部WS/T 367-2012,医疗机构消毒技术规范[S].

[3] GB19258-1012,紫外消毒灯行业标准[S].

[4] 李汴生,阮征.非热杀菌技术与应用[M].北京:化学工业出版社, 2004.

[5] 贾兴真,张聿为,银燕,等.辽宁省医疗机构消毒质量监测[J].中国消毒学杂志,2012,(1):56-57.

[6] 张艳.紫外消毒模型开发与设备优化研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2010.

[7] 王恒桓,于良军.医用紫外线强度无损伤实时监测系统的设计与实现[J].中国医疗设备,2013,28(1):27-30.

[8] 张文福.感染与消毒——新世纪的挑战[J].中国消毒学杂志, 2012,(1):1-4.

Discussion on the Quality Control of Ultraviolet Circulating Air Disinfector

LI Guang-wua, LI Xiao-qianga, GUAN Yong-feia, GUO Wen-xiab
a. Department of Medical Engineering; b. Department of Infection Control, Heilongjiang Provincial Hospital, Harbin Heilongjiang 150036, China

In view of the lack of uniform quality control standards for circulating air disinfector, this paper puts forward some suggestions on quality control of circulating air disinfector on the basis of Technical Standard for Disinfection published by Chinese Ministry of Health, as well as industrial standard of UV lamp. Life cycle of high-energy UV lamp is also discussed in this paper.

circulating air disinfectors; minimum disinfectant dosage; quality control; ultraviolet disinfection lamp; direct irradiation disinfection

TH771+.4

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.01.038

1674-1633(2015)01-0117-03

2014-09-03

作者邮箱：gg5@126.com