多荷离子空气灭菌器空气灭菌效果分析

冯相斌

［摘要］室内空气中微生物污染程度是空气质量的重要标志。由空气传播引起疾病的暴发流行以及生物恐怖事件的发生，致使人们对空气中病原微生物污染愈加重视。空气消毒和净化是改善空气质量的有效手段。本文介绍一种新的安全有效的消毒灭菌设备，多荷离子灭菌器不污染环境，设备较轻便，安装方便，使用时间短，制造与使用成本较低等特点。此设备最大的优点是在人、畜在场的情况下可对空气进行消毒，因此可以应用于防治非典、禽流感、流感和空气除臭等方面。

［关键词］多荷离子灭菌器；空气消毒；微生物；消毒方法

1.引言

目前世界上41种主要传染病中，经空气传播的有14种，占各种传播疾病的首位。［1］病原微生物主要吸附在空气中不同粒径的尘埃粒子上，以气溶胶的方式悬浮于空气中，通过呼吸道进入人体，造成疾病的传播。世界卫生组织(WHO)报告，截至到2007年3月全球发现370多例禽流感患者，死亡160人［2］；2005年仅法国就确诊1500例军团病［3］；2003年5月7日WHO报告全世界32个国家感染SARS8439例，与SARS有关死亡812人［4］；沉寂10年的结核病再度在多个国家复发且在部分地区达到流行的程度［5］，这些数据都表明呼吸道传染病一旦暴发将引发严重后果。空气消毒是预防控制传染源，防止交叉感染的重要措施。室内空气消毒通常包括住家、医院、学校等地消毒，特别是对病人、易感人群集中的医院进行空气预防性消毒和终末消毒显得尤为重要。

2.常用的空气消毒灭菌方法

2.1物理消毒法

2.1.1层流净化层流净化是目前公认较为理想的用于医院手术室动态空气净化的措施。该方法由循环通风设备作为动力先对含非生物和生物粒子的空气通过初效、中效、高效三级过滤并控制新鲜空气自上而下流动方向，使受污染的空气均衡地由四周推出，同时始终保证室内空气处于正压状态，避免污染空气再次流人，使用该系统可使手术室的空气达到I类环境标准。手术室采用层流净化系统可以降低手术切口感染率。在普通手术室施行的I、Ⅱ类手术，切口感染率分别为0．59％和1．63％；而在层流洁净手术室施行的工、Ⅱ类手术，切口感染率则分别为0．25％和0．77％。

2.1.2紫外线辐射消毒在紫外灯照射下，微生物体内DNA复制和蛋白质合成遭到破坏，导致微生物失活或死亡。但紫外线消毒效果受微生物的种类、颗粒物的大小、温度、相对湿度、紫外线照射强度和空气流速等因素的影响。波长在100—290nln的紫外线才具有杀菌能力，其中波长为253.7nm的紫外线消毒效果最好。紫外线消毒也是被推荐用于预防结核病传播的重要手段之一，对细菌繁殖体有好的消毒效果。波长254nm、辐射强度9400uw／cm2的紫外线对含金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、粘质沙雷菌、枯草杆菌繁殖体和枯草杆菌芽孢的气溶胶照射0．5s，其杀灭率达99．5％以上，但MS2噬菌体和腺病毒气溶胶对254nmUV—C，2608mW／cm2紫外线有强的抵抗力。

2.1.3空气离子消毒空气离子(分为正离子和负离子)极易与尘埃相吸附，成为带电大离子沉落地面来净化空气，同时离子能使细菌蛋白质表层的电性两极颠倒，使细菌死亡。［6］尽管将空气离子用于商业空气消毒和净化存在争议，但研究结果显示：静态条件下空气正离子和负离子对空气中0．3～3mm颗粒物去除效果均能达到100％，去除率与颗粒物的属性无关(如NaC1和萤光假单胞菌气溶胶)，而与离子浓度有关。空气负离子能与臭氧产生协同作用提高杀菌能力，对萤光假单胞菌和胡萝卜软腐欧文氏菌的杀灭率为99．3％和96％，而在臭氧单独作用下杀灭率仅为24％和31％。

2.2化学消毒法

2.2.1臭氧消毒臭氧能渗透细胞膜组织，破坏细胞膜及分解细胞内DNA和蛋白质等来杀灭微生物。臭氧在空气中的半衰期一般为20～50min，在常压下可自行还原为氧气，不产生二次污染，这是其它化学消毒剂无可比拟的优点。500～600mg／m303对表皮葡萄球菌、藤黄色微球菌、柠檬节杆菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、鼠伤寒沙门杆菌、粘质沙雷菌、萤光假单胞菌和白色念珠菌作用60min，杀灭率均可达99％。

2.2.2二氧化氯、过氧化氢和过氧乙酸消毒它们都是室内空气消毒常用的强氧性化学消毒剂，对微生物的杀灭具有高效、广谱等特点，缺点是不稳定，需现用现配，并且高浓度可腐蚀物品，对人体有毒副作用，只适合终末消毒。将化学消毒剂制成气溶胶进行空气消毒能增加消毒剂对病原微生物的作用时间，可大大提高杀菌效率；相同条件下，将过氧化氢用普通喷壶喷雾对室内空气中自然菌平均消除率仅为4．46％，而采用气溶胶喷雾器喷雾对室内空气中自然菌消除率达到88．26％。

综上所述，上述各种方法基本上是针对某一行业而采取的特定的消毒灭菌技术和设备，使用范围存在一定的局限，技术上的应用也存在这样那样的缺点。对于流感、禽流感、非典的消毒，由于无法对疫源地的环境空气进行彻底有效的消毒、灭菌，使疫病能就地扑灭；对恐怖分子散发炭疽菌等生化袭击，也必须在现场对包括空气在内的整个空间环境进行彻底灭菌消毒才能阻断其扩散。因此人类需要的是一种常温、常压、安全、高效、不损害被消毒物品、不污染环境、设备安装方便、制造及使用成本较低、能广泛使用的新的消毒方法与设备。多荷离子灭菌设备具有上述的性能与优点。

3.多荷离子空气消毒灭菌器

3.1基本原理

由于任何化学元素的化学活泼性均与该元素原子核的最外层电子数目及其所处的状态有关。举例来说，氮在正常状态下，是非常稳定，不会与任何金属起氮化作用的。但如果用电子物理方法将空间的自由电子加速使其与氮分子发生电离碰撞，则氮原子核的最外层电子便会脱离原来的运行轨道成为自由电子，而此时的氮分子便成了带正电的氮离子，并具有了较强的化学活泼性，便会与其遇到的金属或周边物质起氮化作用。这里说的周边物质也包括微生物中的细胞、蛋白质等。沿着这样的思路分析，我们只要用适当的方法，把原来就已具有氧化作用的双原子氧结构的氧分子首先分解为两个氧原子，然后再将氧原子的外层电子去掉几个，使其成为缺少了多个电子的氧正离子，此时的氧离子的氧化作用肯定会较氧原子更强，会与细菌病毒起强烈的氧化作用，使其分解，使细胞死亡。在医学上，把具有未配对价电子的氧原子或带电的氧离子等通称为含氧基团，或称为氧自由基，它们具有高度的化学活性，极易与其它物质反应而生成新的自由基，导致基质消耗和氧化。本项目产品瞬时产生的多荷正氧离子就是一种氧自由基。医学实验已证明：氧自由基作用于细胞膜的多价不饱和脂酸使脂质过氧化，引起结构和功能受损，造成细胞膜电位差和细胞性水肿及溶酶体膜受损。最后会造成细胞自溶坏死。此外，含大量氧离子的氧自由基和水电离时产生的OH根可渗入细胞DNA的碱基中，使其发生股断裂或发生交联氧化；会使细胞中的蛋白质溶解度受下降，失去活性；等等，因而，会造成微生物变异死亡。这就是本项目用多荷离子（实际上就是上面说的带电含氧基团）进行消毒灭菌的理论依据。

3.2灭菌效果分析

采用电子物理方法以获及多荷离子，这种新型灭菌器经检测灭菌效果如下：

序号检验机构检验内容结果1广州市防疫站检测枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率100%大肠肝菌杀灭率100%2广东省微生物分析检测中心检测枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率100%混合霉菌杀灭率99.99%空气除菌率（＞90%即合格）92%以上3广东省疾病预控中心白色葡萄球菌杀灭率（＞90%即合格）100%空气中自然菌的消亡率（＞90%即合格）96%此外，经广州市食品卫生检测站等机构检测，经本法消毒后在食品、药材等表面无毒性残留及新生成物。表明本灭菌法安全、无毒、效果好。经广州市环境保护研究所检测证实其排出的气体是普通空气，不产生污染。

本法亦可取代高温高压灭菌器及环氧乙烷灭菌器，以下是该法与国内外最先进的医疗器械消毒产品作比较：

产品名称

优缺点多荷离子灭菌器美国3M公司环氧乙烷灭菌器国产环氧乙烷灭菌器灭菌剂的名称及性能多荷离子，30分钟内自然复合成空气无毒无害高浓度环氧乙烷易燃、易爆、剧毒、致癌低浓度环氧乙烷易燃、易爆、剧毒、致癌灭菌剂的名称及性能多荷离子，30分钟内自然复合成空气无毒无害高浓度环氧乙烷易燃、易爆、剧毒、致癌低浓度环氧乙烷易燃、易爆、剧毒、致癌灭菌剂的名称及性能多荷离子，30分钟内自然复合成空气无毒无害高浓度环氧乙烷易燃、易爆、剧毒、致癌低浓度环氧乙烷易燃、易爆、剧毒、致癌灭菌剂的名称及性能多荷离子，30分钟内自然复合成空气无毒无害高浓度环氧乙烷易燃、易爆、剧毒、致癌低浓度环氧乙烷易燃、易爆、剧毒、致癌灭菌剂的来源及价格空气，成本极低专用密封罐装小瓶，高纯度

环氧乙烷气，价格昂贵专用大钢瓶管道输送低纯度

混合环氧乙烷，价格昂贵灭菌过程对环境的污染排除的离子废气会复合成空气、不污染废气只能向高空排放，污染空气废气排向下水道，污染周围水渠及环境灭菌温度常温（室温）＜55℃，灭菌室要加热并恒温＜65℃，灭菌室要加热并恒温灭菌时间2-4小时3-5小时6-24小时灭菌效果达卫生部标准能耗少（无须加热）为环氧乙烷1/2多（要加热保温）用途可用于医疗器械及广泛用于其它行业及空气消毒只能用于医疗器械价格为国产环氧乙烷灭菌器的1/2本项目完全摒弃了所有传统消毒方法，用先进的现代电子物理技术自主创新研发出来的一种一直为世人所期盼的常温、安全、无毒、不会损害被消毒物品、不会污染环境、灭菌时间短、灭菌效率高、安装操作方便、制造成本较低，填补国内外空白的新消毒方法和产品。本项目属原创性发明，并已取得国家发明专利证书，在国内外均处于领先水平，该装置2005年被评为国家级重点新产品，2006年获全国发明金奖，本项目的机理虽然还在不断验证之中，但由于符合美国FDA关于安全有效的原则，故目前已进入产品注册的成果转化阶段。

参考文献：

［1］许钟瞬等：空气洁净技术应用，北京，中国建筑工业出版社，1982．270-290．

［2］BRYDAKLB.Healthrisksconnectedwiththeavianfluviivs［J］.WiadParazyto1,2007,53(2):81.

［3］JARRAUDS,REYROLLEM,MEUGNIERH,etal.Legion-nairesdisease［J］.PresseMed,2007,36(2Pt2):279.

［4］WANGXW,LIJ,GUOT,etal.Concentrationanddetec-lionofSARScoronavirusinsewagefromXiaoTangShanHos-pitalandthe309thHospitaloftheChinesePeople'sLibera-lionAnny［J］.WaterSciTechno1,2005,52(8):213.

［5］傅小芳，刘金妹，顾崎，等．普通手术室和层流洁净手术室对手术切口感染率的影响［J］．中国感染控制杂志，2007，6(1)：24．

［6］陈祖毅，林立旺，李晓娜．等离子空气消毒机消毒净化效果实验观察［J］．中国感染控制杂志，2007，6(2)：l12．