用物理方法对室内空气进行除菌和杀菌是目前消毒研究发展方向,因为物理方法效果可靠,不残留有害物质,对环境无影响,作用效果可持续保持。目前用于室内空气物理除菌洁净技术主要包括过滤除菌技术,紫外线照射技术,静电除菌技术,高电压场除菌技术和等离子体净化技术等。
(一)过滤除菌净化技术
过滤除菌技术在空气净化中的使用主要是层流洁净系统和局部净化装置中。在层流洁净系统中应用详见本章第四节“室内空气洁净技术”。在局部净化装置中是与紫外线照射和静电除菌技术组合,形成多因子组合空气净化技术。
(二)紫外线照射消毒法
紫外线照射消毒室内空气是紫外线消毒最具有应用价值的消毒形式。紫外线消毒空气具有杀菌效果可靠、使用方便、不残留毒性、不污染环境、安全节约等诸多优点。紫外线消毒空气有两种主要形式。
1.紫外线直接照射法 利用紫外线杀菌灯直接照射空气是目前最常用的方法,适用于各种病房、治疗室和手术室等室内空气消毒,也可用在超净工作台柜内和操作箱内。
(1)紫外线灯具要求:室内消毒使用30W和40W低臭氧直管紫外线杀菌灯,辐射强度按新的标准规定,新出厂灯管辐射强度应≥110μW/cm2、使用寿命应≥5 000h;按房间体积紫外线分布功率达到1.5W/m3,安装距离均匀。
(2)安装要求:根据实际需要和使用方便,采用固定安装和移动灯具装置形式;固定照射应将紫外线灯管吊装在房间顶部距地面2.0m±0.2m的高度,也可安装在墙壁侧向照射或屏幕式照射。移动式照射可将灯管安装在移动车袈上,可进行多方向照射并随时移动;可在紫外线灯架上装抛光铝面的反光罩,可使紫外线辐射强度增加50%~100%,极大提高杀菌效果。
(3)使用方法:紫外线直接照射消毒空气,要求空气相对湿度能在40%~70%范围比较好,空气中相对湿度过高或含灰尘颗粒过高都会影响紫外线消毒效果。坚持每日至少1次以上紫外线照射消毒,在无人条件下进行。每次照射时间不少于30min,手术室等重点部门应照射60min。
2.紫外线间接照射消毒法 为避免紫外线照射对人体的伤害,解决人在条件下的消毒问题,可采用紫外线间接照射法进行空气消毒。
(1)反向照射法:将安装在倒V形反光罩下的紫外线灯在室内一定高度(距地面1.5m)转向房顶方向照射,使上部空气达到消毒,利用上下空气不断交换以达到整个室内空气净化的目的。在满足紫外线照射强度的条件下,反向照射对微生物的清除率相当于换气60次/h空气冲刷效果。
(2)紫外线循环风消毒器:也属于间接照射法,将高强度紫外线灯安装在金属抛光面反射箱内设计制作成紫外线循环风消毒器,靠风机迫使室内空气不断地经过消毒器循环,达到净化空气。研究证明,在一个标准房间内启动紫外线循环风消毒器作用60min以上,可将空气中自然细菌降低90%以上,单独紫外线循环风消毒器很难使室内空气卫生水平保持在Ⅱ类环境标准。目前,在空气净化技术领域多将紫外线灯与其他除菌因子组合成多因子循环风空气净化装置。
(三)静电吸附除菌空气净化技术
静电吸附除菌是利用工业电除尘的原理,在小型化技术方面有所创新。静电除菌原理如下:
1.采用细线放电极与蜂巢状铝箱收集极形成极线装置 用这种装置配以高频高压恒流电压,产生高强度的正离子,形成组合式静电场,造成正离子浸润效应。当空气中的细菌处于正离子的极度包围之中,迅速获得饱和电量。带负电的细菌在高强度、高能量的正离子浸润作用下,会迅速发生电解和能量释放过程,由于快速的能量释放,细菌的细胞壁会遭受严重破坏。足够的正离子会穿透多空的细胞壁,渗透到细胞内部,破坏细胞内电解质,损坏细胞膜,导致细菌死亡。
2.采用镜像力荷电吸附作用 用中性纤维滤材,空气中颗粒污染物在电离区带上饱和电量的电荷后进入纤维过滤层,构成了镜像力吸引的条件,使其克服惯性阻力与黏滞阻力进入到中性纤维层表面而被吸附。国内吴吉祥等研制的MKJ型空气洁净器创新的采用了三级净化:即预过滤→高效过滤→活性炭吸附,组合式正离子静电吸附除菌,并采用大风量循环空气净化,以保证室内空气的置换量以达到空气净化。静电空气净化装置较好地解决了医院重点部门如手术室、ICU、母婴病房、血液透习室等有人情况下的空气持续消毒问题,不仅对空气中微生物颗粒有清除作用,对尘埃颗粒也具有净化作用,可使医院室内空气净化洁净度达到1万~10万级。易滨等在手术室和ICU进行有人情况下对此类装置空气消毒试验,结果显示,开机30min后,空气中自然菌有明显降低,在手术持续期间使空气微生物维持在较低水平。试验还证明,以静电吸附为主要作用因子的净化器,有人活动情况下,除菌效果不稳定,空气细菌含量随消毒时间延长而降低(表21-3)。
表21-3 静电吸附法对手术室和ICU病房空气自然
菌净化效果
注:开机前菌数为405~933cfu/m3,对照间与实验间接近
(四)等离子体除菌技术
国外利用等离子体技术研制出医疗器械灭菌装置早已用于临床消毒实践,但尚未见用等离子体原理进行空气消毒的报道。近年来,国内不仅引进低温等离子体灭菌技术生产出怕热怕湿医疗器械灭菌装置,而且研制出等离子体空气杀菌净化机。该机利用空气等离子体发生装置,以其放电频率6.4kHz,两个放电电极间距离为1.8mm,循环风量为1 200m3/h。当空气通过两电极间电磁场时,发生辉光放电形成等离子体,对空气进行杀菌。研究证明,用非热放电功率为40W,通风量为800m3/h的等离子体净化器作用60min,可使室内空气中自然菌下降率达到97%,同时对空气中悬浮颗粒和有害气体亦有良好的净化作用。此种消毒器可以用于人在条件下消毒。
(五)高电压场空气消毒技术
利用高电压(约6kV)所产生的离子体电场,对经过离子场的空气作用,从而达到杀灭空气中微生物的目的。将高电压所形成的离子场、高效过滤、负离子等因子进行科学组合,生产出高电压空气消毒器。经过试验证明,将该空气消毒器置于室内开机作用30min以上,对空气中人工污染的金黄色葡萄球菌清除率可达99.9%以上,对枯草杆菌黑色变种芽孢清除率达到99%以上;开机60min以上,对室内空气中自然菌清除率可达90%以上。
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