室内空气消毒方法研究进展

石琳;姚勇芳

【摘 要】Air disinfection is controlling indoor air of physical, chemical, and microbial pollution, improve the indoor air quality is the important measures to protect the safety of key people. This paper chooses years commonly used air disinfection methods such as physics disinfection method, chemical disinfection method and sterilization by traditional Chinese herbal medicine disinfection method to be reviewed.%空气消毒是控制室内空气的物理、化学和微生物污染,提高室内空气质量的重要措施,是保障人们生命安全的关键。本文就近年来常用的空气消毒方法如物理消毒方法、化学消毒方法和中药消毒方法进行了综述。 【期刊名称】《清远职业技术学院学报》 【年(卷),期】2011(004)006 【总页数】5页(P32-36)

【关键词】空气消毒;物理消毒;化学消毒;中药消毒 【作 者】石琳;姚勇芳

【作者单位】广东轻工职业技术学院食品系,广东广州510300;广东轻工职业技术学院食品系,广东广州510300 【正文语种】中 文 【中图分类】R122.1;R187

空气是人类赖以生存的物质，却也是病原微生物传播的重要途径，病原微生物主要以气溶胶的方式在空气中悬浮，通过呼吸系统进入人体，进而造成疾病传播。目前世界上有41种主要传染病，就有14种是经空气传播的，几乎占了主要传染病总数的三分之一。空气消毒和净化是改善空气质量的有效手段，它是预防控制传染源，防止交叉感染的重要措施，是保障人们生命安全的关键。本文现就室内空气消毒新技术和常用方法，如物理消毒法、化学消毒法、中草药消毒法进行综述。 1 物理消毒方法

物理消毒法是指利用通风换气及自然界中的光、电、声、射线、臭氧和一些有杀菌作用的气体化合物的作用，而使进入空气中的各种微生物仅短暂逗留，而不能生长繁殖，或采用物理净化、层流等方法净化空气[1]。物理消毒方法主要有层流净化、等离子体消毒、光催化消毒、紫外线消毒、空气离子消毒等。 1.1 过滤除菌

空气过滤除菌是以物理阻留的方法去除空气介质中的微生物。采用定期灭菌的干燥介质来阻截流过的空气中所含的微生物，从而制得无菌空气。常用的过滤介质有棉花、活性炭、玻璃纤维、有机合成纤维、有机和无机烧结材料等。利用空气洁净器(由预过滤器、复合过滤器、活性炭膜、静电场及负离子发生器等组成)在20℃，相对湿度60%的条件下，作用30 min，对空气中金黄色葡萄球菌和枯草杆菌黑色变种芽孢的消除率分别为99.99%与99.93%，作用60min时均达100%。 1.2 等离子体消毒

所谓等离子体(Plasma)是指高度电离的气体云，是气体在加热或强电磁场作用下电离而产生的，主要由电子、离子、原子、分子、活性自由基及射线等组成。等离子体的杀菌作用主要是在脉冲高压作用下，空气被激发产生带电粒子，带电粒子在电场中加速获得能量，与气体原子碰撞发生能量交换，从而使气体电离，即等离子

体空气中的微尘、气溶胶以及附着微生物在电磁场力作用下被吸引、集结、分解，等离子体的紫外光子、高能粒子、活性自由基等活性物质与细菌体内蛋白质和核酸发生反应，致细菌死亡[2]。而氧化性气体等离子体，能摧毁广谱微生物，包括革兰氏阴性和阳性菌、无性细菌、分枝细菌、酵母菌、真菌、亲脂性和亲水性病毒以及嗜氧和厌氧细菌孢子[3]。

等离子消毒机属贵重设备，管理机制还有待完善，没有规范标准的等离子低温灭菌操作规程、标准不统一且没有专人操作，造成了使用和管理上的困难。 1.3 光催化消毒

光催化消毒方法是近年来才发展起来的新技术，是在紫外线的照射下，利用光触媒所产生的具有强氧化性的羟氧自由基等活性成分来进行杀菌，使细菌和病毒的细胞壁和细胞膜被氧化，使酶失活，干扰蛋白质的合成，强氧化力还可破坏DNA的双螺旋结构，从而紊乱细胞代谢。同时还可以将室内环境空气中的化学结构复杂的有毒有害气体氧化还原、电解溶析、催化分解成化学结构简单、可分离的无毒无害气体。由于光腐性和化学腐蚀的原因，以纳米二氧化钛作为光触媒使用最广泛。如果金属银加二氧化钛，以UV-A作为激发光源，能够有效地提高光催化效率，可以对活细菌芽胞有效地消杀。 1.4 紫外线消毒

紫外线照射的消毒原理主要是它能使微生物细胞内的核酸、原浆蛋白和酶发生化学变化，使微生物突变或死亡，同时使空气中的氧电离，产生臭氧加强消毒作用。因紫外线照射时释放能量较低，所以穿透力较弱，微生物种类、颗粒物大小、温度、相对湿度、紫外灯功能、照射时间、空间体积和空气流速等因素会对其消毒效果产生影响，但紫外线消毒效果维持不长，停止照射1~2h后空气中含菌量基本回升到消毒前水平。波长在240nm~280nm的紫外线才具有杀菌能力，其中杀菌最强波段是250nm~270nm[4]，根据《消毒技术规范》的要求，适宜温度

20℃~40℃，湿度40%~60%,温度、湿度过高或过低均会影响消毒效果，应适当延长照射时间。国外把紫外线辐射消毒作为预防结核杆菌在空气中传播的重要措施之一[5]，紫外线辐射消毒对细菌繁殖体有好的消毒效果。用波长为254nm、辐射强为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，杀灭率可超过99.5%，但MS2噬菌体和腺病毒气溶胶对254nmUV-C，2608uW/cm2紫外线具有强的抵抗 力[6]。紫外线对人体皮肤及眼睛均有伤害，可致皮肤烧伤、角膜发炎、皮肤癌等；紫外线产生的臭氧催人老化，其气味使人难以接受，吸入过多会使人中毒，而臭氧进入血液与血红蛋白竞争氧气，故只能在无人的状态下进行空气消毒[7]。 1.5 空气离子消毒

空气离子（分为正离子和负离子）易与尘埃相吸附，成为带电大离子沉落，从而净化空气，而且离子能使细菌蛋白质表层的电性两极颠倒，造成细菌死亡。有研究结果显示：静态条件下空气正、负离子对空气中0.3～3mm颗粒物去除效果可达100%，其去除率与颗粒物的属性无关（如NaCl和萤光假单胞菌气溶胶），而是与离子浓度有关[8]。空气负离子能与臭氧产生协同作用，从而提高杀菌能力，对萤光假单胞菌和胡萝卜软腐欧文氏菌的杀灭率分别为99.3%和96%，而在臭氧单独作用下其杀灭率仅为24%和3l%[9]。 2 化学消毒方法

化学消毒法对室内空气进行消毒是一种传统方法，主要是应用化学试剂作用于微生物，使微生物蛋白质变性而杀灭病原体以达到预防感染、控制传染病传播和流行的方法。包括臭氧消毒、过氧乙酸消毒、二氧化氯消毒、戊二醛消毒、过氧化氢消毒等等。 2.1 臭氧消毒

臭氧是一种对空气中的微生物具有很强的杀灭作用的强氧化性气体，是目前已知的

最强的氧化剂。臭氧能够渗透细胞膜组织，通过破坏细胞膜，分解细胞内DNA和蛋白质等，来对细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等进行消杀，并可破坏肉毒杆菌毒素[10]。臭氧浓度达到0.1mg/L以上，会产生杀菌、除异味的作用；但超过0.15mg/L后，臭氧本身就会发出浓烈的恶臭，并且使用环境的温度不能超过30℃，否则可能产生致癌物质，而臭氧在空气中的半衰期一般为30~60 min，在常压下可自行分解为氧气[11]。浓度为500~600mg/m3臭氧对表皮葡萄球菌、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，其杀灭率均可达99%[12]。虽然臭氧具有广谱、高效、方便、无残留死角等优点，但对有机体、橡胶、塑料制品、电气元件有一定氧化作用，对设备有一定的危害,室内环境通常含有可以与臭氧反应的物质，与臭氧接触后，可形成多种低分子量的中间产物，产生二次污染；臭氧还对人体有伤害，可强烈刺激肌体的粘膜组织，引起支气管炎和肺部组织发炎等病变，出现咽喉干燥、咳嗽、胸闷、哮喘等呼吸道疾病。 2.2 过氧乙酸消毒

过氧乙酸是广谱、高效、速效、廉价的灭菌剂，具有强氧化作用，可以迅速杀灭各种微生物，包括病毒、细菌、真菌及芽孢。以1000mg/L过氧乙酸按10ml/m3用量进行气溶胶喷雾作用30min，对室内空气中自然菌消亡率大于90.00%。以含5000mg/L过氧乙酸的该消毒液，按20~30ml/m3用量进行气溶胶喷雾，密闭作用30min，对空气中自然菌降低率可达到99.99%；对物体表面上自然菌消除率可达到99.98%以上[13]。0.2%过氧乙酸，特别对结核杆菌(分枝杆菌)有较强的杀菌作用[14]。过氧乙酸容易分解为醋酸、水和氧，熏蒸消毒后，通风半小时，空气中的过氧乙酸几乎全部分解、消散。但过氧乙酸对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有强烈刺激作用。吸入后可引起喉、支气管的炎症、水肿、痉挛，化学性肺炎、肺水肿。接触后可引起烧灼感、咳嗽、喘息、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐。

2.3 二氧化氯消毒

二氧化氯具有快速、持久、无致癌致畸作用，且刺激气味小，是目前最符合理想的消毒剂种类。二氧化氯除对一般的细菌有杀灭作用外，对孢子、乙肝病毒等流行性病毒、藻类、铁细菌、硫酸盐还原菌、真菌等均有杀灭作用[15]。其杀菌消毒机理是靠其强氧化能力破坏微生物细胞赖以生存的酶，阻止蛋白质的合成。二氧化氯能通过与各种有色、臭味、有毒物质发生氧化反应，其残留生成物为H20、NaCl和微量C102、有机糖类等无毒物质[16]。因此，WHO将其列为Al级高效安全消毒剂。浓度2500mg/L的二氧化氯按5ml/m3喷雾消毒空气30min，对室内自然菌杀灭率为92.39%[17]。用含二氧化氯300mg/L的消毒剂溶液按10m3量在20m3气雾室内进行气溶胶喷雾消毒作用60min，对空气中白色葡萄球菌的杀灭率大于99.90%[18]。而空气中二氧化氯浓度达到50ppm时，作用20min就能100%杀灭大肠杆菌和葡萄球菌[19]。 2.4 戊二醛消毒

消毒上使用的戊二醛是1，5戊二醛(简称戊二醛)，为一种无色或淡黄色的油状液体，沸点为187~1℃，呈中性，蒸气压为2.93kPa(22mmHg)，挥发性低，在大于37℃蒸汽中可挥发[20]。消毒液中戊二醛含量取决于消毒对象数量、消毒前是否洗净和干燥、容器是否密闭以及环境温湿度等众多因素。戊二醛为低毒物质、弱蓄积性，及轻致敏性物质，无致突变作用，但有细胞毒性，而且由于价格较高，了临床上在空气消毒方面的应用。 2.5 过氧化氢消毒

过氧化氢是空气消毒常用的化学消毒剂，对微生物的杀灭具有高效、广谱等特点，具有杀菌作用快、杀菌能力强、杀菌谱广、刺激性小、腐蚀性低、容易气化、不留有毒性等优点。但消毒效果受温度、pH值、有机物、光、浓度、时间的影响[21]。如果用过氧化氢通过普通喷壶喷雾，其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，其对室内空气中自然菌消除率高达到88.26%[22]。用30g/L过氧化氢溶液，按50mg/m3用量进行气溶胶喷雾空气消毒，密闭作用30min，采样后做细菌培养，空气消毒达标率为98.41%[23]。过氧化氢对人体无明显黏膜刺激和过敏反应，但质量分数过高的过氧化氢溶液和蒸汽有较强的刺激作用，对人体的健康有损害，还对物体有腐蚀性。 3 中药消毒方法

中药消毒是近年来兴起的一项消毒技术，一方面起到空气消毒作用，另一方面中草药的芳香可以起到提神醒脑，净化清新空气，满足防病、优化环境的要求,还具有价格低廉、无毒副作用、气味芳香、不刺激眼睛、皮肤及呼吸道黏膜，对仪器设备无腐蚀，消毒过程人员无需避让等优点，所以中药消毒剂相关产品的研发不仅有重要的社会意义，而且有广阔的市场前景。

中药空气消毒的机理是药物成分随烟雾与高热的产生直接作用于蛋白质上的氨基、巯基等部位，使微生物新陈代谢发生障碍而死亡。而中药消毒方法主要有热挥散法，气溶胶法。 3.1 热挥散法消毒

热挥散法消毒是通过加热使中草药中的有效成分挥散于空气中从而进行消毒的方法。药液煮沸法、药材烟熏法、电热散香法都属于热挥散法。 3.1.1 药液煮沸法

药液煮沸法是将中草药直接加水煮沸，或提取制成消毒液后加热煮沸，使蒸汽均匀弥散于被消毒空间的消毒方法。如金银花、连翘、蒲公英、紫花地丁各30g，置室内加水2kg，煮沸30min进行空气消毒，消毒后比消毒前的菌株数量明显减少；如用苍术、薄荷、藿香、黄连、连翘、贯众等加水1000mL煮沸30min，同样，消毒后菌落数量明显减少；如用苍术、荆芥、丁香、薄荷等制成消毒剂，在1m3消毒柜内，按240mg/h速度加热蒸发90min，可将空气中的金色葡萄珠菌100%

杀灭；在70m3室内，按240mg/h速度将药液煮沸60min，可杀灭空气中自然菌69.73%。 3.1.2 药材烟熏法 3.1.2.1 直接烟熏法

直接烟熏法为流传最早的中医传统空气消毒法，将单味药材直接或加乙醇助烯剂浸泡后点燃，烟熏空气进行消毒。古人就有用苍术、白芷烟熏避瘟的习惯；民间端午节有用苍术、艾叶熏房间以驱瘴、除秽的习俗。如用艾条20g，在室内点燃1h，消毒合格率达94.4%。艾条按1.7g/m3的用量，在室点燃烟熏1h，其空气合格率可达94.4%（细菌菌落总数≤500cfu/cm3)。葛朝珍等[24]观察了艾叶烟熏的抑菌作用，发现艾叶烟熏20min后可抑制金黄色葡球菌和乙型溶血型链球菌，熏30min可抑制大肠杆菌，熏50min可抑制绿脓杆菌。 3.1.2.2 燃香烟熏法

燃香烟熏法是指药材按一定的比例混合，加助燃剂，卷制成药香，点燃后烟熏空气进行消毒的方法。用艾叶、苍术、石菖蒲按照3∶1∶1比例，混合制成燃香，按15g/m3的用量烟熏消毒，通过与紫外线消毒的方法进行对比，结果表明，中药对霉菌的杀灭效果明显优于紫外线。用诃子和艾叶按比例卷成药条，按0.5g/m3的用量烟熏消毒，通过与同剂量艾条烟熏法（成分：艾条、丁香、干姜、苍术、川椒）和紫外线照射法对比，结果表明，用艾条、诃子烟熏法消毒后，空气中细菌含量平均减少96.8%，其效果优于紫外线照射法和艾条烟熏法。用香薷、藿香、白芷等制成燃香，按0.37~0.54g/m3的用量，烟熏消毒30~60min，其消毒效果与紫外线照射、甲醛熏蒸法和乳酸熏蒸法不存在明显差异，完全可达到空气消毒标准。用对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、链球菌等高度敏感的苍术、白芷、金银花等中草药加助燃剂制成燃香，按2g/m3用量点燃密闭6h~12h，与40%甲醛熏蒸法（12g/m3，加高锰酸钾6g）进行对比。两种方法的结果，均达到国家卫生学标

准（细菌菌落数<200cfu），两种方法无显着差异（P>0.05）[25]。 3.1.2.3 药片烟熏法

药片烟熏是指药材粉碎后加助燃剂压成药片，点燃烟熏空气消毒。该方法具有燃烧迅速，烟雾显著却无明显烟尘，刺激性小的特点。用艾叶、苍术、蛇床子、茵陈、黄柏等中药加工成中药空气消毒片，点燃药片，空气中自然菌平均消除率可达80.09%，观察到烟味明显，无明显烟尘降落，无明显刺激性[26]。用艾叶、苍术、蛇床子、茵陈、黄柏、香蔫、白芷、藿香等粉碎后加助燃剂制成片，按0.3g/ m3的用量，点燃烟熏，其结果达到要求，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的杀菌效果明显[27]。 3.1.3 电热散香法 3.1.3.1 药片散热法

药片散热法是将中草药按一定工艺制成药片，使用时利用加热装置加热散香，进行空气消毒。如将有效成分为植物杀菌活性物质的空气清菌片加热，将有效成分挥散空气中，结果表明，空气清菌片在30min后开始起效，并有持续的消毒效果，消毒1h后，室内细菌消亡率分别为62.22%和65.24%。用丁香、黄柏、陈皮、蒿本等制成草留香中药空气杀菌消毒剂，加热散香，结果表明，草留香作用2h，空气中自然菌减少90.08%，30min和60min的杀菌率分别为59.62%和80.10%[28]。 3.1.3.2 浸润散香法

浸润散香法是对药材有效成分进行提取精制。将蚊香片空白基质浸于提取液lmin，利用电蚊香加热散香，进行空气消毒。用艾叶、藿香、苍术、丁香、丹皮、金银花等提取有效成分，浸于空白电蚊香片1min。晾干，使用时电蚊香加热挥发，结果表明该消毒剂在2h内有持续消毒效果，以1h时消毒效果最佳。 3.2 气溶胶法消毒

喷雾法是用喷雾器将药材提取液均匀喷雾到空气中的消毒方法。该方法不仅具有消毒作用，而且还具有沉降尘埃，湿化、清新空气的特点，现越来越受到关注，其缺点是药液易对墙壁、衣物等造成染色。 3.2.1 中药气雾剂

提取中草药有效成分，加入一些挥发性有机物做成气雾剂。以板蓝根、苍术、薄荷、藿香等制成的空气清新剂与紫外线照射、84消毒液喷雾、艾条烟熏进行空气消毒的样本作细菌总数动态比较，结果其消毒效果好于其它3种方法[29]。同时，气雾剂罐装成品使用方便，雾粒微小轻细，分布均匀，便于扩散，但容器以挥发性有机物作抛射剂成本较高，特别是以丙烷、丁烷、二甲醚等挥发性有机物作抛射剂，会造成空气二次污染，使用范围受到。 3.2.2 药液喷雾法

药液喷雾法是将药材用水或有机溶剂提取其有效成分并进行精制。利用喷雾器将提取液均匀喷雾到被消毒空间，进行消毒。用板蓝根、大青叶、贯众、金银花、黄芩等乙醇浸泡制成消毒液，加入香精后喷雾消毒。实验结果表明，对金黄色葡萄球菌杀灭力强，对大肠杆菌也有抑制作用，对室内空气中细菌的杀灭率为50.8%~70.%。用千里光、荆芥、连翘等中药配制成空气消毒液（含量为160mg/mL）喷雾消毒，结果表明，在5、10、20min对金黄色葡萄球菌杀灭率均在99.94%以上。用大青叶、连翘、板蓝根、金银花、艾叶等中草药制备而成的青连消毒原液按lml/m3，均匀喷雾青连消毒剂原液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌作用5min杀灭率分别是98.23%、99.03%、97.40%；作用l0min对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌杀灭率为100%[30]。 4 展望

目前用于室内空气消毒方法主要是紫外线照射和甲醛熏蒸，也用乳酸、过氧化氢、84消毒液、臭氧发生器等化学和物理方法。这些方法对杀灭致病微生物具有作用

快速，有效浓度低，效果较好的特点，但各自均有一定的缺陷，如毒性、刺激性、金属腐蚀性、持续效果差；而且许多方法其本身又构成污染物，对人体健康有不同程度的影响，不适合有人环境；消毒时所有人员必须离场，操作系统需要有防护措施；消毒后异味不能很快消除，长期使用会对人体有蓄积中毒的隐患等。紫外线照射臭氧浓度超过0.3mg/ m3、时间过长可能使人体皮肤产生红斑或引起紫外线眼炎及臭氧中毒、脱发、掉眉毛等副作用，同时紫外线照射消毒效果维持不长，停止照射后细菌很快回升，会受紫外灯强度、洁净度、环境温度、相对湿度、遮挡物和距离等因素影响。甲醛熏蒸辛辣味太浓，有致癌性。

中药本身就可以治疗人体疾病，许多中药又具有较强的抗菌抗病毒作用，对空气消毒具有广泛的使用价值，特别是在有人条件下，能够安全、有效地对空气进行消毒。 同时，许多中草药都具有抗菌、抗病毒功能，提取中药中有效的杀菌成分并加以强化，应用于空气消毒具有良好的应用前景，这将是今后空气消毒研究工作的重点之一。

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