后疫情时代室内空气消毒与净化方式对比分析
2021-08-19谢金枝周金霞刘素梅王金柱XieJinzhiZhouJinxiaLiuSumeiWangJinzhu
■谢金枝,周金霞,刘素梅,王金柱 Xie Jinzhi & Zhou Jinxia & Liu Sumei & Wang Jinzhu
(焦作职工医学院基础医学部,河南焦作 454000)
据不完全统计,大部分人每天有70%以上的时间工作与生活在室内,室内空气质量是用来衡量环境健康和宜居的重要指标。世界卫生组织认为,空气中微生物(霉菌、细菌)浓度为700~1800 cfu/m3时有发生感染的危险。随着物质条件的不断改善,人们对生活与工作的环境也越来越重视,尤其是2019年底新冠疫情(COVID-19)在全世界蔓延之后,生活与工作的理念发生了巨大变化[1-2],对室内环境质量有了更严格的要求,空气清新、环境清洁已经成为健康生活与工作方式的最基本条件[3]。随着后疫情时代的来临,如何对室内环境进行消毒与净化更成了人们所关注的焦点。
室内空气消毒的方式有多种,如静电吸附消毒、化学消毒以及使用带有净化装置的空调系统等。但目前普通家庭室内空气消毒主要使用紫外线和中草药熏蒸等2种方式,且中草药熏蒸因其使用方便、成本低廉、气味芳香而受到青睐,其中艾叶(Artemisiae Argyi Folium)应用于室内消毒与防疫从古至今广为流传[4]。目前,许多学者对紫外线和艾叶及其精油在防疫与室内环境中消毒和净化功能进行了研究,对芳香类中药防治COVID-19的作用进行了探讨[5-7],有针对性地采取了相应的预防措施,并取得了较好的效果[8]。本文基于后疫情时代健康生活与工作方式的要求,以及艾叶对人畜无副作用、环境友好等特点,对紫外线和艾叶熏蒸消毒与净化功能等进行总结、试验与比较分析,旨在积极配合疫情防控工作,充分发挥各自的抑菌、杀菌和抗病毒的优势,为营造一个安全、洁静、健康、高效、温馨的室内环境提供支撑。
1 常见的室内消毒净化方式
1.1 紫外线照射
紫外线消毒是用一定波长的紫外线来破坏微生物细胞中的脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)的分子结构,导致其细胞死亡,从而达到杀菌与消毒的目的。目前,室内空气消毒所使用的紫外线消毒器具有多种型号,图1为紫外线消毒的场景:普通家庭可使用如图1(a)中所示的简易紫外线灯,其最大的特点是使用方便、价格低廉,但也存在杀毒范围较小、需要人工移动、手动开关等不足,在遮挡物较多的室内使用时易出现死角与残留。图1(b)中的紫外线消毒机器人安装有人体感应自主预警、主动断电等装置,能够自主导航、自主充电,可正对环境物体表面和空气,且功率大、消毒速度快、无污染、残留少,弥补了固定式灭杀方式的不足。不仅可在居室内使用,更适合于大型的公共空间,但价格较贵。
■图1 紫外线消毒场景,(a)简易紫外线灯,(b)紫外线消毒机器人
■图2 艾叶燃烧熏蒸,(a)焚烧烟熏,(b)艾烟熏蒸
■图3 蒸煮熏蒸设备与场景,(a)木桶蒸煮熏 蒸,(b)电子蒸煮熏蒸
■图4 电子熏蒸设备与场景
1.2 艾叶熏蒸
艾叶精油具有抗菌、抗病毒、抗凝血、抗过敏、杀虫等作用,用于室内环境的消毒与净化一般是单独使用,也可与菖蒲、苍术等中药共同使用。使用方式多样,如燃烧熏蒸、蒸煮熏蒸、电子熏蒸等。
1.2.1 燃烧熏蒸
传统的方法是直接焚烧艾叶烟熏,如图2(a)所示,由于烟雾量与释放速度不好控制且易增加MP2.5和超细颗粒物PM1,因此直接燃烧熏蒸在室内的使用越来越少了。目前多使用艾条,点燃后利用艾烟对空气消毒,如图2(b)所示。比较之下,使用艾条熏蒸空气消毒比自然通风、动态空气消毒机消毒更具优势,且在降低流感发病率方面有明显的效果。但艾叶燃烧过程中部分成分会发生热解,使得艾烟中含有微量的萘、苯酚及苯甲醛、CO、焦油等有害成分,会对机体血液循环系统、呼吸系统、免疫系统造成一定的影响,同时可形成气凝胶[9]。因此,加强艾烟的无害化处理,有助于艾叶在室内空气净化与消毒中的推广和普及。
1.2.2 蒸煮熏蒸
艾叶煎煮熏蒸对室内空气清新与杀毒灭菌也具有较好的作用,且能够减轻艾叶焚烧和艾条点燃熏蒸产生的艾烟不适感,同时还可降低气凝胶的生成,这对老年人和患有呼吸道慢性病的人群来说更为有利。一般情况下多采用艾叶与其它中药如苍术、石菖蒲、桂枝等复方煎煮熏蒸,这样的消毒效果可能更优于艾烟熏蒸,在气味上也更能被接受。有报道称:在抗疫期间,复方煮沸熏蒸已用于预防新型冠状病毒导致的交叉感染,以及对收治新型冠状病毒肺炎患者的一般医院科室及ICU的空气消毒[10]。同时,在地方卫生院、敬老院等公共场所也使用较多。图3中所示为最常见的木桶煎煮和电子蒸煮熏蒸。
1.2.3 电子熏蒸
电子熏蒸的基本原理是通过电加热的方式对原料进行加热以促进其有效成分的释放与挥发,其最大的优势在于可以对剂量进行有效控制。目前有以艾叶和艾叶精油为原料的2种方式,其中以艾叶和艾叶粉末为原料的可将加热温度控制在艾叶燃点以下,逐步将精油从艾叶中“馏”出并释放到空气中,进而起到消毒的作用[11-12];而以艾叶提取精油为原料的电子熏蒸则是将精油滴加到熏蒸器中,通过适当的低温加热(有时甚至无需加热)即可将精油挥发到空气中以起到消毒与净化作用。图4所示为电子熏蒸器及其在室内中的应用场景。电子熏蒸较燃烧熏蒸与蒸煮熏蒸更具有优势,其不仅可控制精油释放与挥发的速度,同时还能够减少烟雾的生成,利于形成清新的室内环境,尤其是使用艾叶精油时更能减少烟雾污染。
2 消毒与净化效果评价
为了评价艾叶和紫外线对室内空气消毒与净化效果,以某校学生宿舍(3.3m×5.8m×2.8m)为例,采用紫外灯、燃烧熏蒸和电子熏蒸等三种方式消毒(使用时关闭门窗),计算室内空气中细菌菌落指数及杀菌率。其中:紫外线消毒使用1台HY-338T型紫外线消毒机,置于宿舍中央开机1h;燃烧熏蒸按照2.5g/m3的用量,燃尽为止;电子熏蒸使用实验室提取的艾叶精油,用量按照0.1g/m3配制,设定温度40 ℃、时间1h。
2.1 样品采集与统计
按照《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)使用平板沉降法采集菌落:将取样工具置于室内四角和中央,距离地面和墙角0.6m,开启取样工具暴露30min。然后将样本置于37℃恒温箱中培养48h,统计菌落数,并用公式(1)和(2)计算空气细菌菌落数和细菌下降率。
M为空气细菌菌落数(cfu/m3);N为平板菌落数(cfu/平板);T为平板暴露时间(min);A为平板面积(cm2);D为落菌率(%);M1和M2分别为施用前后细菌数(cfu/平板)。
2.2 结果分析与评价
试验结果见表1所示:采用紫外线灭菌后,3组试验中即刻后落菌率平均值为30.65%,3h后为5.0%;而燃烧熏蒸和电子熏蒸的即刻后落菌率和4h后落菌率的平均值分别为44.30%、6.89%和42.45%、6.96%。与紫外线的相比,虽然即刻后落菌率平均值较紫外线的高约12~14%,但3h后的相差较小,说明经过3h后三种方式的灭菌效果基本相同。考虑到电子熏蒸的烟雾较少,不易造成二次污染,因此推荐使用电子熏蒸。
表1 三种消毒与净化灭菌效果对比
需要强调的是,尽管上述方法均具有消毒与净化的作用,但通风换气是优化室内空气质量的重要方法。尤其是使用燃烧熏蒸时,多少都会产生微小颗粒物悬浮在空气中,如通风不佳可能会形成气凝胶,易造成二次污染。因此,在实际应用中可将紫外线消毒、艾叶熏蒸、空气净化装置与通风系统等联合使用,这样既可起到杀菌和消毒作用,又能减少PM1和MP2.5的侵害,提升室内空气质量。
3 结语
紫外线消毒和艾叶熏蒸作为传统的室内空气消毒与净化方法在后疫情时代再次受到关注,采用紫外线照射、燃烧熏蒸、蒸煮熏蒸和电子熏蒸等方式可以有效杀灭部分细菌。燃烧和电子熏蒸的即刻后落菌率平均值比紫外线照射的高出约12~14%,但3h后三种方式的灭菌效果基本相同。同时,电子熏蒸的烟雾较少,对清新室内空气、预防病毒感染的效果更佳。将紫外线与艾叶熏蒸相结合用于室内空气消毒与杀菌,这在防疫抗病、健体强身以及弘扬传统中医文化等方面均具有重要意义。