空气消毒技术研究进展

邵宜波 顾有为 张 牣 张 婷

安徽医科大学第一附属医院，安徽合肥 230022

随着新的病原体不断出现，特别是通过空气传播的病原体造成的疾病，容易在全球范围内传播，这些病原体通过空气快速传播，传播范围极广，覆盖人群多，容易对社会造成较大影响。因此不断完善及开发高效的空气消毒技术势在必行。本文就当前的空气消毒技术应用方法做以下阐述。

1 静态空气消毒方法

1.1 紫外线消毒法

波长200～300 nm的紫外线都有杀菌能力，其中以260 nm的紫外线杀菌能力最强。在波长一定的条件下，紫外线的杀菌效率与强度和时间的乘积成正比。诱导了细菌细胞体内胸腺嘧啶二聚体的形成和DNA链的交联，从而抑制了DNA的复制[1]。消毒时要求30 W的紫外线灯管平均安装密度≥1.5 W/m3，灯管距离地面高度1.8～2.2 m，照射时间≥30 min，每日照射2次。该方法具有简便、低廉、效果明显等优点，是最经典常用的消毒方法。袁惠萍等[2-3]研究发现，辐射强度＞70 μW/cm2的紫外线灯连续照射空气1 h，对介入手术室杀菌率达85.04%。但是紫外线穿透力不强，灰尘或玻璃对其阻隔作用较大，室内温湿度过高或过低、距离过远和消毒时间不够会影响其消毒效果，因此使用紫外线消毒空气时，房间应清洁干燥，不能有尘埃和水雾的影响。另外紫外线光衰减很快，要加强灯管强度监测。考虑到臭氧危害人体，可以采用无臭氧石英紫外线杀菌灯，并且装置灯下方宜用反光罩，避免紫外线对人眼的伤害。此外，紫外线波长在254 nm时，病原体长时间反复暴露其中，抵抗力增强，容易发生变异[4]。

1.2 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，室温下分子结构不稳定，会在短时间内分解成氧气和单个氧原子，其利用强氧化作用将细菌杀死，剩下的氧原子重新自由组合成普通氧原子。臭氧作为消毒剂的优点有杀菌彻底、方法快捷、不易受外界影响等，无毒性物质残留，能够在除色除味的同时氧化分解有机物，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[5]。但臭氧对人体呼吸道黏膜有刺激性，浓度过高时可引起脉搏加速、疲倦、头疼。因此，使用臭氧消毒必须在无人的条件下，消毒后至少间隔半小时后才能进入。同时臭氧对人体和医疗设备具有腐蚀性，使用过程中存在设备维护困难等问题，因此臭氧很少作为单一的消毒剂，常与其他物理消毒方法联合使用。

1.3 化学消毒法

化学消毒法包括过氧化氢喷雾消毒和过氧乙酸熏蒸法等。由于简单经济、杀菌效果好，化学类消毒剂广泛应用于对医疗机构等场所的彻底消毒，主要通过喷雾或蒸汽的方式进行消毒，但在采用化学消毒剂进行消毒后，难免会在室内空间或物品表面产生化学试剂残留，因此在选择消毒剂种类和浓度时需要充分考虑消毒剂对物品材料本身的损坏、腐蚀作用。化学消毒法具体汇总如下。

1.3.1 过氧乙酸熏蒸法 过氧乙酸属于强氧化剂，其原理是将菌体蛋白质氧化而使微生物死亡。因其消毒后无残留，在医院应用较多。过氧乙酸的杀菌机制主要是利用其氧化作用，破坏细菌的遗传物质，打断DNA双链结构，同时干扰细菌代谢途径，阻止细菌繁殖。过氧乙酸杀菌范围广，杀菌效率高，降解速度快，适用于耐腐蚀物品、环境和室内空气等的消毒[6]。叶惠敏等[7]用2%过氧乙酸消毒1 h后，细菌杀灭率达到90%以上。但金属物品和纺织品容易被过氧乙酸腐蚀，同时过氧乙酸有明显的刺激性，因此该消毒方法只适用于无人状态下消毒。

1.3.2 过氧化氢喷雾消毒法 过氧化氢通过氧化还原作用方式杀菌，其具有杀菌速度快、效果强、毒性弱、无刺激性气味等优点，在室温条件下，用20～30 ml/m3用量的过氧化氢喷洒成雾状，作用半小时即达到灭菌效果。吴柳等[8]用汽化过氧化氢喷雾消毒空气1个周期后空气质量达到Ⅰ类环境要求。

1.3.3 过氧化氢干雾消毒法 过氧化氢干雾消毒法是一项逐步兴起的新技术，受到越来越多的关注及实际的应用，干雾是一种＜10 μm的水雾颗粒，让消毒液飘浮在空气中，避免沾湿东西，是一种安全、高效、环保的环境净化技术。适用于医院内精密仪器和设备较多的场所。

1.3.4 其他化学消毒法 包括二氧化氯喷雾消毒法、甲醛熏蒸消毒法、乳酸熏蒸消毒法等[9]。其中甲醛用于空气消毒会致癌，且无标准用量和消毒时间，故不用于空气消毒。

1.4 中药空气消毒法

中药空气消毒法一直就有应用于临床[10-11]。雄黄、雌黄、朱砂、矾石等作为防疫常用的中药，具有杀虫灭毒效果。艾叶、苍术作为代表性植物类中药对空气中的细菌具有一定的灭活效果，而且作用持续时间较长，值得临床应用推广[12]。昆明市中医医院的皮丽仙等[11]对新冠肺炎疑似病例隔离病室用清艾条熏蒸法进行空气消毒，结果与空气消毒机消毒室内效果一致，为新冠肺炎疫情防范提供新的消毒方法。中药消毒剂因其消毒效果理想、对人体无害、对物品无腐蚀、可提升室内舒适性等特点，越来越受到大家的欢迎。

2 动态空气净化消毒方法

2.1 通风换气与保持室内洁净

降低室内病原微生物数量的有效方法之一是通风。在内外空气流通的状态下，30 min内微生物可减少75%，75 min内最多可减少99.5%，140 min后基本无细菌存在，说明通风换气是简单易行的消毒方式。

2.2 空气层流净化系统

层流净化系统消毒的原理是通过空气洁净技术来控制空气中的微生物，多用在手术室环境中，该净化系统具有高效过滤、消毒空气的作用，从而达到降尘除菌效果。唐葶婷等[13]研究表明层流净化是手术室空气消毒最佳方法，对手术切口感染率的降低有一定的效果。王冠容等[14]发现用层流洁净技术可降低手术室Ⅰ、Ⅱ类手术切口感染率，同时可稳定手术全程沉降菌落数量，但因其成本过高、结构复杂、较难维护，还需要较高的建筑施工，因此很难在中小型医院普及。

2.3 循环风紫外线空气消毒器

循环风紫外线消毒器是新出现的一种动态消毒方法，主要由高强度紫外线灯和过滤系统组成，该方法可过滤灰尘、消灭细菌等微生物。吴雪桃[15]研究发现循环风紫外线消毒机开机半小时后增加了手术室细菌死亡率。谢冰[16]在手术过程中使用循环风紫外线消毒器也能达到理想的消毒效果。刘景等[17]发现在门诊患者采血过程中利用循环风空气消毒机加上护理干预后达到理想的空气消毒效果，降低了采血室空气菌落数。该消毒方法经济、方便，能够明显减少空气中的细菌数。

2.4 等离子空气消毒器

等离子体空气消毒器是一种经济有效的空气消毒方法，通过双极等离子静电场将灰尘极化并吸附，分解带负电荷细菌，再组合有药物成分的活性炭、静电网、光触媒等装置等进行再次杀菌过滤，处理后的空气不停净化循环，室内环境基本保持无菌、无尘状态。该方法可以有效防止空气中的细菌繁殖再生，能消除和净化空气中有毒有害气体和异臭味，价格成本低，对周围环境无危害，对细菌、病毒等病原菌也有较强的消杀效果，同时具有方便安装、容易维护和节能高效的特点[18-20]。郑威等[21]研究发现等离子体消毒机能减少细菌和尘埃颗粒数量，同时随着时间的延长，消毒效果远高于紫外线，该方法适合无层流设备或手术量较多的医院。

2.5 光催化消毒技术

纳米光催化技术原理是利用多种来源的紫外光在室温条件下杀灭病原微生物。选用纳米二氧化钛（TiO2）[22-23]，纳米TiO2光催化反应产生的活性羟基反应能量高于有机物中各类化学键，能快速有效地分解微生物体内成分，再配合其他活性氧物质，通过直接或间接的氧化反应广泛的破坏生物细胞结构，从而达到杀灭微生物的目的[24]，同时光催化剂还可以通过破坏细菌内外双层结构，降解细菌毒性成分，从而彻底灭菌。纳米TiO2不仅催化活性强、稳定性高，同时应用方便、耐腐蚀。目前已经成为运用最广泛的光催化技术之一[25]，可用于医院各种环境的空气净化。

综上所述，物理消毒法和化学消毒剂能够有效杀灭病原微生物，但多应用于无人状态，而且化学消毒剂的残留可能会对环境和人类健康造成威胁，而动态空气消毒法作为一种新兴技术近年来备受关注，如等离子体中含有高能带电粒子、活性粒子、紫外线和强电场等多种消毒因子，消毒效果好，适用于有人环境，同时对周围环境无影响。在进行空气消毒时，我们应了解每种消毒方式优缺点，合理使用。随着时代的发展，空气消毒技术发展日新月异，单一消毒方法不能满足当前的要求，这就需要综合几种消毒技术联合应用，如已经出现的智能空间消毒机器人，它完美融合了过氧化氢、等离子体、紫外线三种功能，可自由切换，实现了在无人或有人状态下持续消毒的要求。今后我们在实际工作中可应用一种或几种消毒方式，联合使用以达到最佳效果，满足公共场所的空气消毒实际需求，这对今后构建国家生物安全体系有重要意义。