医院室内空气净化技术应用现状

张豫疆, 陈世豪

(郑州大学护理与健康学院, 河南 郑州, 450001)

医院空气质量是人们在医院就医时普遍所担忧的问题，医院作为人员流动巨大的场所，也从未停止过对室内空气净化消毒。本文通过列举医院内使用的不同的空气净化技术，阐述各种净化器的工作原理，比较出各种空气净化器的优缺点，为医院选择合适的空气净化器提供参考，同时增强人们对医院室内空气净化的认识。

1 常用的物理净化技术

常用的物理消毒净化技术原理是破坏细胞的结构，使细菌裂解、病毒无法复制。常见的有紫外线消毒技术、光电催化技术、等离子消毒技术。也可通过物理吸附的方法降低空气中的有害物质浓度，如静电吸附技术。

1.1 紫外线消毒技术

紫外光照射法是一种常见的空气消毒方法，波长260 nm的紫外线是DNA分子的主要吸收峰，紫外线的作用使同一条链DNA相邻嘧啶间形成胸腺嘧啶二聚体，引起双链结构扭曲变形，阻碍碱基正常配对，从而抑制DNA的复制[1]。紫外线消毒可以直接用于空气、饮用水净化，也可作用于物体表面，如伤口感染消毒。现如今空气消毒设备种类日益繁多，但紫外线消毒仍然是主要的方式[2-3]。紫外线照射具有消毒范围广的优点，但是其必须要维持一定的照射时间才能发挥有效作用，且紫外线辐射对人体也有一定的伤害[4]。目前医院使用的紫外线灯管有不同的规格，如20、30、40 W等，有实验说明紫外线灯管的功率较高时消毒效率较高，功率较低的紫外线灯可以通过延长照射时间来提高消毒效果[5]。

1.2 光催化消毒技术

纳米光催化技术可以利用各种途径的紫外光，在室温条件下将室内微生物灭活，将各种挥发性有机污染物予以光解消除。通常氧化剂选用纳米二氧化钛(TiO2)[6]，纳米TiO2光催化反应产生的活性羟基反应能高于有机物中各类化学键能，能快速有效地分解构成微生物的有机物，再加上其他活性氧物质的协同作用，通过直接或一系列氧化链式反应对生物细胞结构引起广泛的损坏性破坏，从而达到杀灭微生物的目的[7]。同时光催化剂还可降解细菌释放的有毒复合物，攻击细菌外层细胞，破坏细菌内部结构，从而彻底灭菌。纳米TiO2不仅具有高催化活性、强氧化还原性、稳定的化学性质，同时具有成本低廉、抗腐蚀作用强等优点，纳米TiO2光催化技术是目前应用最广泛的光催化技术[8]，可用于医院室内的空气净化，适用于各种动态的环境及各种类型的治疗室、储物室等环境。

1.3 高压静电吸附技术

高压静电吸附装置通过高压静电发生器可产生4～8 kV 的直流高压电压并在静电吸附装置内部形成强静电场。当室内空气通过静电吸附装置时，空气中的颗粒物以及微生物被迫带上正电荷并被吸附到负板上[9]。静电吸附装置具有捕捉直径为0.01μm的颗粒物的能力。 静电吸附型空气消毒机的核心是一种正离子发生器，能够不断地产生高浓度的正离子，空气中带负电的细菌处于正离子的包围中，细菌表面负离子与正离子接触，迅速获得饱和电量，通过电解过程快速释放能量，放出电荷，正离子穿透多孔的细胞壁渗透到细胞内部，破坏细胞电解质和细胞膜，通过电刺激作用杀死微生物以达到除菌目的，因此对人体无毒无害。静电吸附技术可以有效地去除空气中的苯类、甲醛、一氧化碳、氨等有害气体[10]，并能够滤除其他各种异味，例如血腥味、使用高频电刀电灼组织产生的焦味等，保持室内洁净的环境。

1.4 等离子消毒

等离子体空气消毒机的核心是等离子体发生器。等离子体空气消毒机利用等离子体静电场将细菌分解并击破，将尘埃极化并吸附，再组合药物浸渍型活性炭、静电网、光触媒催化装置等组件进行二次杀菌过滤。一方面等离子体空气消毒机内部巨大的电场作用，对细菌细胞膜构成严重击穿和破坏；另一方面打开气体分子键，生成一些单原子分子和负氧离子、氢氧根离子和自由氧原子等，具有活化和强氧化能力，激发态粒子又能辐射紫外线，对细菌、病毒具有很强的杀伤力[11]。

等离子体空气消毒机可以在有人员活动的动态环境下进行空气消毒并连续除菌，并使空气中微生物数量明显下降，克服了传统消毒方法一旦去除消毒因素后空气中微生物数量便很快增加的弊端，能够有力地控制医院感染。研究[12]显示，等离子体空气消毒机对小儿脑瘫病房的消毒效果可靠，能够有效降低脑瘫康复病区医院感染。高敏等[13]的实验表明，等离子空气净化器在急诊ICU中消毒2 h后，菌落的消亡率达到75%，消毒3 h后达到93.6%，在专家门诊的应用效果更加显著。

2 常用的化学消毒净化技术

空气净化器化学消毒技术主要是指将具有消毒作用的化学制剂进行雾化、气化及熏蒸等操作的方法，使化学制剂散播到空气中，然后对空气中的微生物发挥作用。常见的化学消毒剂有二氧化氯、过氧乙酸、臭氧等。

2.1 二氧化氯喷雾消毒法

二氧化氯是一种既可以作为气态分子也可作为水溶液起效的理想消毒剂。我国《医疗机构消毒技术规范》将二氧化氯列为高水平消毒方法。《二氧化氯消毒剂卫生标准》中指出二氧化氯可用于医院污水及非金属医疗器械的消毒[14]。

二氧化氯消毒液常以喷雾及擦拭的方式对医院空间及物体表面进行消毒。二氧化氯液体制剂在使用过程中可能产生残留，而与液体消毒剂相比，气态二氧化氯具有扩散性强、穿透性强、无残留等特点，可在短时间内对空间的死角等达到高效消毒的作用[15]。Ogata等[16]利用≤0.03 ppm的气态二氧化氯对病房、手术室消毒120 min，微生物群落数量在消毒后大幅度降低，微生物群落数量由消毒前的(66.8±31.2)个/m3下降到(10.9 ±6.7)个/m3，体现了气态二氧化氯在极低浓度下的消毒能力。赵紫华等[17]将100 mg/L浓度、20 mL/m3用量的二氧化氯分别以普通喷雾、气溶胶喷雾和气体熏蒸 3 种方式对体积为1 m3密闭空间进行消毒 30 min后，杀菌率均达到90%，满足医院Ⅱ类空气环境标准。在我国二氧化氯应用的相关政策法规已比较健全，但国内医用二氧化氯产品开发和推广相对滞后[18]。

2.2 过氧乙酸雾化熏蒸法

过氧乙酸是一种常用的消毒剂，因其消毒后无残留，使用较为广泛。过氧乙酸的杀菌机制主要是借助过氧乙酸自身的氧化作用，持续与细胞的核酸中的碱基对发生反应，破坏DNA的双链结构，从而使细菌的遗传物质不能复制，同时也能与细胞中酶、氨基酸发生反应，从而破解细菌代谢，阻止细菌繁殖。过氧乙酸杀菌范围广，杀菌速度快，自身分解速度快[19]。雾化熏蒸法消毒是指在无人存在的密闭环境中，采用超声或微粒子喷雾等发生器产生过氧乙酸溶胶，进行医院室内空气的消毒。有研究[20]证明，将过氧乙酸稀释成3%～5%的水溶液，过氧乙酸用量按l g/m3加热薰蒸，在相对湿度60%～80%条件下作用2 h，可达到满意的空气消毒效果；也可用过氧乙酸低浓度喷雾，5 g/L过氧乙酸喷雾用量20～30 mL/m3，密闭作用30 min以上，即可达到良好的消毒效果。

2.3 臭氧消毒净化技术

臭氧是一种高效的具有强氧化性的消毒剂，能够在除色除味的同时氧化分解有机物。臭氧的氧化还原电位较高，能够破坏细菌的细胞壁、分解细胞膜、破坏遗传物质核酸及其组织结构，达到杀菌的效果。此外，臭氧对病毒、芽孢等生命力顽强的微生物也有很好的灭活效果[21]。臭氧作为消毒剂的优点有杀菌彻底、迅速、不易受外界影响等，但同时也具有明显的缺点，臭氧对人和医疗设备具有腐蚀性，使用中存在设备维护困难等问题。臭氧很少作为单一的消毒剂去消毒，常与其他物理方法联合使用杀菌。

3 其他空气净化技术

负离子沉降吸附技术是通过负离子降低可吸入颗粒物的浓度以及有效除去悬浮菌，从而起到消毒、杀菌的作用，同时能够分解部分对人体有害的有机化合物。有研究[22]表明，在儿童哮喘病房内使用负离子空气净化器能够有效地降低室内尘螨以及粉尘螨的浓度，从而降低患者和尘螨接触的概率，同时，在一定程度上改善过敏性哮喘的症状。负离子沉降吸附技术对改善室内空气品质效果显著，尤其适用于人流量较少或室内人员虽较多但活动强度不大，而污染物发生量较为稳定的闭合场所。

4 小结

医院内空气净化器的种类繁多，各自采用的消毒方法也不尽相同。采用物理方法消毒时多是结合多种方法共同作用。化学方法消毒多是用特殊的气溶胶发生装置或是雾化装置将消毒剂作用于相应的环境内，但这种方法多适用于无人、密闭的环境。针对相应的环境采用合适的空气净化器对医院室内的空气净化效果极为重要，选择合适的空气净化器有利于提高医院内的工作效率，降低医院感染的发生率，节约消毒成本。