光等离子空气净化技术在地铁中的应用研究

沈　洪，张美玲，王　嘉（.广东省建筑设计研究院，广州 5000；.广州市泓信有限公司，广州5067）

光等离子空气净化技术在地铁中的应用研究

沈洪1，张美玲1，王嘉2
（1.广东省建筑设计研究院，广州 50010；2.广州市泓信有限公司，广州510627）

本文根据地铁中存在的细菌种类，提出了采用光等离子改善地铁环境空气质量，并介绍了光等离子灭菌原理，分析了其对不同菌种的灭菌效果，实验结果表明对白色葡萄球菌的灭菌率在99.94%以上，物表金黄色葡萄球菌的灭菌率为99.3%，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的灭菌率为77.1%，说明光等离子技术可以有效地消灭广州地铁所检出的菌种，可以有效地改善广州地铁的空气质量，确保公众出行健康，营造良好的乘车环境。

广州地铁；葡萄球菌；光等离子；灭菌率

1　引言

随着我国城市化进程的持续推进和室内交通运输压力的不断增加以及轨道交通在人们出行方式中所占的比重越来越大，地铁的客流量逐年增加，并日益呈现出高速化的趋势，根据西方发达国家经验，当轨道交通发展到一定阶段，城市地面道路交通的功能将不断弱化，据统计广州地铁每天将有5百万的客流量，这一数据可能将会逐年增加［1］。地铁客流量和行车速度的增加不可避免地引起地铁内空气品质下降的问题，由于地铁是相对封闭的空间，这些因素都给细菌的滋生提供了良好的环境。

2　广州地铁室内空气微生物调查研究

随着广州市经济水平的快速提高以及城市规模的扩大，对城市交通的需求也在逐日增加，地铁作为方便快捷、节能环保的交通工具，是重要的公共场所，不仅人群密集并且流动性大，而且处于地下室内，环境密闭，通风量不足，缺乏阳光照射，容易导致细菌、霉菌等微生物的滋生，进而威胁公众的健康。

广州地铁内公共环境卫生状况之所以会引起媒体和大众的关注，是因为在2015年10月29日广东药学院副教授姚振江等在国际学术期刊《科学报告》发表的关于广州地铁存在耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的文章［2］，该文章的研究从2013年11月份开始，分别在广州地铁1、2、3、4、5、8号线和APM线共7条线路上采集了320个样本，取样点涉及32个地铁车站，包括地铁中经常被乘客触碰的位置，例如扶手、座椅、售票机、自动扶梯等，对取得的样本进行检测，检测结果显示，193个取样点含有耐药性的葡萄球菌，比例超过60%，其中含有8个耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（MRSA），检出率为2.5%。抗药性细菌的检出表明地铁每日的消毒工作可能并不会消除所有的细菌，给地铁车厢及站台的消毒工作带来了一定的困难。

根据国际标准ISO 16814提出空气净化的措施包括空气过滤、静电除尘、活性炭吸附、光电催化、光等离子技术等其他改善措施［3］，本论文着重对光等离子技术改善地铁空间环境的效果进行研究

3　光等离子技术应用研究

3.1光等离子技术背景

等离子体（Plasma）在自然界中广泛存在。它是物质自然存在的第四态，前三态分别为固体、液体和气体状态。等离子体是电子、离子、自由基等构成的混合体。等离子体在现实生活中应用广泛，其中一项应用就是净化空气污染物。

等离子体的产生有多种方式。采用特定的深频紫外线照射空气使其电离，从而产生等离子，以这种方式产生的等离子被称为光等离子（PhotoPlasma）。光等离子中包含有各种活性氧粒子、自由基和电子等（如氢氧自由基*OH、氧自由基*O、超氧离子、微量臭氧O3等）。光等离子可主动“捕捉”空气中的各类污染物（如挥发性有机化合物、甲醛、细菌、病毒等），通过一连串的化学反应，快速地破坏污染物的结构并将其分解，直至将污染物最终转化为二氧化碳（CO2）和水分子（H2O）等无害物质。

实验研究显示，光等离子可以有效地杀灭细菌、病毒等有害微生物。

3.2光等离子杀菌效果测试

广东省疾病预防控制中心对光等离子的杀菌效果做过测试，实验在42m3的密闭空间中进行，采用的实验菌株为白色葡萄球菌，试验温度24～25℃，相对湿度50%～60%，采样用FA-1型撞击式空气微生物采样器，采样流量为28.3L/min，在室内中央距离地面1.0m设一个采样点。在消毒作用时间为0min、60min、120min时进行采样，对照组的采样器采样时间分别为5s、5s、5s，实验组采样时间分别为5s、5min、5min。对采集样本进行分析，表1为光等离子对白色葡萄球菌的灭菌效果数据。

实验结果表明，光等离子空气消毒器开机60 min，对照组白葡萄球菌的自然衰亡率在48.56%以下，试验组对白色葡萄球菌的灭菌率在99.94%以上，说明光等离子对白色葡萄球菌的消灭效果显著。

韩国服装检测研究院对光等离子的灭菌效果也曾做过类似实验，实验菌种为物表金黄色葡萄球菌，灭菌时间为30～180min，灭菌效率为99.3%。马泰巴尔斯国家传染病研究所实验结果表明:光等离子对金黄色葡萄球菌的灭菌率为91.2%；对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的灭菌率为77.1%。

所以针对广州地铁检测出的菌种采用光等离子技术可以有效地去除。

3.3光等离子应用案例分析

深圳某地铁换乘站，由于人流量大，其站台男卫生间空气污染严重，异味刺鼻。利用光等离子对卫生间进行空气净化处理。净化后，卫生间内空气污染大幅降低，异味去除明显。表2为由深圳市计量质量检测研究院负责进行的净化前后的对比测试结果。实验结果表明，光等离子对空气中存在细菌的去除率为92.7%，除菌效果显著。

表1　光等离子对白色葡萄球菌的杀灭效果

表2　净化前后对比测试结果

深圳另一地铁换乘站的大厅男卫生间在安装空气净化器半年后，请第三方检测机构—深圳市福田区疾病预防控制中心测试空气中及物体表面的细菌含量。测试结果（见表3）表明，空气净化器可以有效地使室内细菌含量始终处于较低的水平，持续改善及维持室内空气质量。

表3　光等离子杀菌净化效果

4　结论

随着地下交通的不断发展，为确保公众出行健康，营造良好的乘车环境，地铁内公共环境卫生状况越来越受到重视；随着地铁内细菌种类的检出，地铁空气净化和消毒方法也应该逐渐改善，原来普通的消毒已不能消灭所有的细菌，所以应该使用更高级别的空气净化方法。本文介绍了光等离子灭菌原理并分析了其对不同菌种的灭菌效果，实验结果表明光等离子对葡萄球菌的消灭效果显著，对白色葡萄球菌的灭菌率在99.94%以上，物表金黄色葡萄球菌的灭菌率为99.3%，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的灭菌率为77.1%，说明光等离子技术可以有效的消灭广州地铁所检出的菌种。本文还介绍了光等离子在深圳地铁的应用进行的测试，测试结果表明光等离子具有很好的细菌消灭效果，并能很好的改善空气中的异味。

［1］孙海燕.广州地铁2010年客流预测与运能规划的分析与研究［J］.科技信息，2008，（17）:374 -375

［2］Yang Peng，Qianting Ou，Dongxin Lin.Metro system in Guangzhou as a hazardous reservoir ofmethicillinresistant staphylococci:findings from a point-prevalencemolecular epidemiologic study.Sientific Report

［3］ISO/TC 205.ISO/DIS 16814 Building environment design-indoor air quality-methods of expressing the quality of indoor air for human occupancy［S］.Geneva，2005

The App lication of Plasma Air Purification Technology in Metro

SHEN Hong1，ZHANG Meiling1，WANG Jia2
（1.The Architectural Design&Research Institute of Guangdong Province，Guangzhou 510010，China；2.Guangzhou Hongxin Co.，LTD，Guangzhou 510627，China）

According to the type of bacteria present in the subway，proposed the use of plasma to improve air quality in themetro environment，and introduces the plasma sterilization principle，analyzes its sterilization effect of different strains，the experimental results show that the sterilization rate of white staphylococcusmore than 99.94%，sterilants table Staphylococcus aureus was 99.3%，and sterilization methicillin-resistant Staphylococcus aureus （MRSA）rate of77.1%，indicating that plasma technology can effectively eliminate the detected bacteria of Guangzhou Metro，can effectively improve the air quality in Guangzhou subway，ensure public travel health，to create a good traveling environment.

Guangzhou Metro；Staphylococcus；Plasma；Sterilization rate

TU834.8 文献标示码:B

10.3696/J.ISSN.1005-9180.2016.02.013

ISSN1005-9180（2016）02-066-04

2016-3-28

沈洪（1960年），男，高级工程师，从事民用建筑空调设计。Email:895677991@qq.com