兩種方法對(duì)空氣凈化器除菌效果的研究

李素娟 郭梓珊 袁英姿 葉烽釗 林培霞 謝小保

摘要：選取撞擊法和平板沉降法兩種空氣微生物采樣法，對(duì)兩種空氣凈化器處理前和處理后空氣中的自然菌分別進(jìn)行了采樣，通過(guò)比較凈化前和凈化后空氣中細(xì)菌菌落的數(shù)量變化，計(jì)算了微生物消亡率來(lái)評(píng)價(jià)兩種裝置的凈化效果，試驗(yàn)結(jié)果表明：光催化空氣凈化裝置對(duì)空氣微生物的消亡率更高，撞擊式采樣法對(duì)結(jié)果的評(píng)價(jià)更為合理。

關(guān)鍵詞：光催化空氣凈化裝置;紫外線空氣凈化裝置;微生物消亡率;撞擊法;沉降法

中圖分類號(hào)：R122.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）4-0084-03

1 引言

空氣是人類賴以生存的重要環(huán)境，也是微生物借以擴(kuò)散的媒介，空氣微生物主要附著在空氣氣溶膠細(xì)顆粒物表面，可較長(zhǎng)時(shí)間停留于空氣中，某些微生物隨空氣中細(xì)顆粒物穿過(guò)人體肺部存留在肺的深處，對(duì)身體的健康帶來(lái)嚴(yán)重的危害，也可隨空氣中細(xì)顆粒物被輸送到較遠(yuǎn)地區(qū)，給人類帶來(lái)許多傳染疾病。因此對(duì)公共場(chǎng)所空氣微生物的監(jiān)測(cè)，尤其對(duì)小于5 μm帶菌顆粒的監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。

在這種情況下，室內(nèi)空氣消毒的動(dòng)態(tài)消毒設(shè)備發(fā)展較快，各種空氣消毒設(shè)備先后進(jìn)入市場(chǎng)，目前以多因子組合空氣消毒器為主流發(fā)展方向，此類消毒器除菌效率高、技術(shù)較成熟，可以用于人在條件下持續(xù)性消毒，現(xiàn)已經(jīng)廣泛用于醫(yī)療衛(wèi)生、制藥、食品和電子行業(yè)的潔凈環(huán)境[2]。光催化技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)空氣凈化技術(shù)，具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、二次污染少，可以在常溫常壓下氧化分解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有機(jī)物等優(yōu)點(diǎn)。其顯現(xiàn)出的強(qiáng)氧化性和良好的綜合性能，使得光催化凈化技術(shù)在眾多類型空氣凈化技術(shù)中脫穎而出，成為空氣凈化的研究發(fā)展方向。本研究結(jié)果證明，光催化空氣凈化裝置在無(wú)人條件下其24 h的空氣凈化效果達(dá)到90%以上，較普通紫外線空氣凈化效果提高了差不多1倍。有實(shí)驗(yàn)表明光催化凈化裝置的臭氧濃度及紫外線強(qiáng)度泄露都極其微量，更利于人們的身體健康。

2 材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料

2.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品

光催化空氣凈化裝置和普通的紫外線空氣凈化器。光催化空氣凈化裝置主要利用光催化原理與負(fù)離子相結(jié)合進(jìn)行凈化消毒室內(nèi)空氣。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

（1）采樣器。采用JWL-IIC新型固體撞擊式多功能空氣微生物檢測(cè)儀。它是應(yīng)用慣性撞擊原理，通過(guò)抽氣動(dòng)力作用，使空氣通過(guò)狹縫或小孔產(chǎn)生高速氣流，使懸浮在空氣中的帶菌粒子撞擊到介質(zhì)上而被采集。再利用被采集空氣本身推動(dòng)光盤旋轉(zhuǎn)的特征，使采集到的微生物粒子均勻分布在介質(zhì)上，從而準(zhǔn)確測(cè)定環(huán)境中的帶菌粒子濃度。

菌落計(jì)算公式：

菌落數(shù)（ cfu/m³）一[平皿平均菌落數(shù)（N）×1000]÷[空氣流量（L）×采集時(shí)間（min）]

（2）培養(yǎng)箱。培養(yǎng)箱采用的是LRH- 250微電腦控制生化培養(yǎng)箱（上海以恒科技有限公司生產(chǎn)）。

（3）培養(yǎng)皿。采樣使用的培養(yǎng)皿有9cm的玻璃培養(yǎng)皿和直徑為5cm的塑料培養(yǎng)皿（和采樣器配合使用）。

（4）實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。取30 m³無(wú)人的空間作為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，房間密封條件較好。該房間主要用于消毒效果的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

（1）選擇兩個(gè)同樣大小30 m³同樣條件的房間為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，將兩臺(tái)空氣凈化器（普通紫外線空氣凈化器和光催化空氣凈化器）分別安置于兩個(gè)房間中心高1.8 m的位置。在啟動(dòng)消毒凈化器之前，用JWL - IIB新型固體撞擊式多功能空氣微生物檢測(cè)儀進(jìn)行對(duì)照組采樣，采樣點(diǎn)選擇對(duì)角線3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行采樣。關(guān)閉好空氣檢測(cè)室門窗，開啟空氣凈化裝置，分別于0.5 h、1 h、2h、4h、8h、24 h對(duì)空氣檢測(cè)室里的空氣按照對(duì)照相同的方法進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)算空氣的消亡率。空氣消亡率的計(jì)算公式為：

消亡率一（消毒前樣本平均菌數(shù)一消毒后樣本平均菌數(shù)）÷消毒前樣本平均菌數(shù)×100%。

（2）以同樣的方法安裝空氣凈化器，在啟動(dòng)消毒凈化器之前，用沉降法進(jìn)行對(duì)照組采樣。采樣點(diǎn)選擇對(duì)角線三個(gè)點(diǎn)，采樣平板暴露時(shí)間為5 min。關(guān)閉好空氣檢測(cè)室門窗，開啟空氣凈化裝置，分別于0.5 h、th、2h、4h、8h、24 h對(duì)空氣檢測(cè)室里的空氣按照對(duì)照相同的方法進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)算空氣的消亡率[4]。空氣消亡率的計(jì)算公式為：

消亡率一（消毒前樣本平均菌數(shù)一消毒后樣本平均菌數(shù)）÷消毒前樣本平均菌數(shù)×100%。

（3）在兩個(gè)房間里分別安裝兩臺(tái)同樣的光催化空氣凈化器，安裝方法同上。一個(gè)房間采用撞擊式空氣采樣儀采樣，一種采用平板沉降法進(jìn)行采樣，比較不同時(shí)間段兩種方法采樣所得空氣消亡率的差別。

3 結(jié)果

3.1 兩種凈化器撞擊法結(jié)果

用撞擊法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，所得結(jié)果如表1所示。

由試驗(yàn)結(jié)果知，光催化空氣凈化器在4h內(nèi)空氣凈化效果就達(dá)到70%以上，24 h的殺菌率能達(dá)到90%以上，凈化效果十分好。而紫外線空氣凈化器2～4 h其殺菌效果趨于穩(wěn)定，即使再增加時(shí)間，其殺菌效果變化不大。

3.2 兩種凈化器沉降法結(jié)果

用沉降法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，所得結(jié)果如表2所示。

由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，用沉降法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，當(dāng)環(huán)境中的菌粒子濃度較低的時(shí)候，用平皿檢測(cè)將很難收集到菌。從而使光催化空氣凈化器的凈化效果達(dá)到100%，不能真實(shí)地反應(yīng)出其凈化效果。而紫外線凈化器的凈化效果趨于穩(wěn)定時(shí)，由沉降菌也很難看到其凈化效果的變化規(guī)律。

3.3 同種凈化器兩種檢測(cè)方法的結(jié)果比較

把兩臺(tái)同樣的光催化裝置分別放到兩個(gè)條件相同的房間，用撞擊法和沉降法分別進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)，多次實(shí)驗(yàn)后取消亡率的平均值，所得結(jié)果如表3所示。撞擊法所得結(jié)果呈緩慢增長(zhǎng)，當(dāng)機(jī)器運(yùn)行到8h以上時(shí)，其殺菌效率接近最高值，如果再延長(zhǎng)機(jī)器作用時(shí)間，其自然菌消亡率也會(huì)隨著作小幅度的提高。而沉降法到運(yùn)行8h其所得自然菌消亡率達(dá)到91.31%，當(dāng)再延長(zhǎng)時(shí)間，平板法很難再采到沉降粒子了，沉降法就不再適用了。

4 結(jié)論

（1）光催化空氣凈化裝置對(duì)空氣微生物的消亡率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于紫外線空氣凈化裝置，是一種比較新穎和高效的空氣凈化裝置，其對(duì)室內(nèi)空氣的凈化效果能夠完全滿足空氣凈化要求。

（2）撞擊法和平皿沉降法在空氣動(dòng)力學(xué)概念上是完全不相同的兩種方法，兩種方法獲得的監(jiān)測(cè)結(jié)果既無(wú)可比性又不能互相換算。但撞擊法對(duì)空氣中的微小顆粒更為敏感，檢測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳新宇，徐巧蘭，李名釗，等，撞擊法和自然沉降法監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣細(xì)菌總數(shù)捕獲效果的研究[J].熱帶醫(yī)學(xué)雜志，2007，7（3）：282～284.

[2]胡愛(ài)清，胡和平，段艷芳.光催化空氣消毒器殺菌效果試驗(yàn)研究[J].中國(guó)消毒學(xué)雜志，2007，24（4）：357～359.

[3]鐘嶷，郭重山，李小暉，等，自然沉降法和撞擊法在空氣細(xì)菌總數(shù)測(cè)定中的應(yīng)用和比較[J].環(huán)境與健康雜志，2004，21（3）：149～152.

[4]李燕.撞擊法和沉降法監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣微生物結(jié)果比較[J].廣西預(yù)防醫(yī)學(xué)，2000，5（6）：298～300.

[5]衛(wèi)生部法制與監(jiān)督司.消毒技術(shù)規(guī)范[S].北京：中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部，2002：55.

[6]柳振安，龔鎮(zhèn)奎，陳俐侃，等，光催化空氣凈化器效果實(shí)驗(yàn)報(bào)告[J].湖北預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2003，14（5）：26～27.