兩種方法對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，對兩種空氣凈化器處理前和處理后空氣中的自然菌分別進行了采樣，通過比較凈化前和凈化后空氣中細菌菌落的數量變化，計算了微生物消亡率來評價兩種裝置的凈化效果，試驗結果表明：光催化空氣凈化裝置對空氣微生物的消亡率更高，撞擊式采樣法對結果的評價更為合理。

關鍵詞：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：R122.2

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）4-0084-03

1 引言

空氣是人類賴以生存的重要環境，也是微生物借以擴散的媒介，空氣微生物主要附著在空氣氣溶膠細顆粒物表面，可較長時間停留于空氣中，某些微生物隨空氣中細顆粒物穿過人體肺部存留在肺的深處，對身體的健康帶來嚴重的危害，也可隨空氣中細顆粒物被輸送到較遠地區，給人類帶來許多傳染疾病。因此對公共場所空氣微生物的監測，尤其對小于5 μm帶菌顆粒的監測顯得尤為重要。

在這種情況下，室內空氣消毒的動態消毒設備發展較快，各種空氣消毒設備先后進入市場，目前以多因子組合空氣消毒器為主流發展方向，此類消毒器除菌效率高、技術較成熟，可以用于人在條件下持續性消毒，現已經廣泛用于醫療衛生、制藥、食品和電子行業的潔凈環境[2]。光催化技術是近幾年發展起來的一項空氣凈化技術，具有反應條件溫和、能耗低、二次污染少，可以在常溫常壓下氧化分解結構穩定的有機物等優點。其顯現出的強氧化性和良好的綜合性能，使得光催化凈化技術在眾多類型空氣凈化技術中脫穎而出，成為空氣凈化的研究發展方向。本研究結果證明，光催化空氣凈化裝置在無人條件下其24 h的空氣凈化效果達到90%以上，較普通紫外線空氣凈化效果提高了差不多1倍。有實驗表明光催化凈化裝置的臭氧濃度及紫外線強度泄露都極其微量，更利于人們的身體健康。

2 材料與方法

2.1 實驗材料

2.1.1 實驗樣品

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離子相結合進行凈化消毒室內空氣。

2.1.2 實驗儀器

（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儀。它是應用慣性撞擊原理，通過抽氣動力作用，使空氣通過狹縫或小孔產生高速氣流，使懸浮在空氣中的帶菌粒子撞擊到介質上而被采集。再利用被采集空氣本身推動光盤旋轉的特征，使采集到的微生物粒子均勻分布在介質上，從而準確測定環境中的帶菌粒子濃度。

菌落計算公式：

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

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

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

（4）實驗場所。取30 m³無人的空間作為現場實驗場所，房間密封條件較好。該房間主要用于消毒效果的現場試驗的。

2.2 實驗方法

（1）選擇兩個同樣大小30 m³同樣條件的房間為實驗場所，將兩臺空氣凈化器（普通紫外線空氣凈化器和光催化空氣凈化器）分別安置于兩個房間中心高1.8 m的位置。在啟動消毒凈化器之前，用JWL - IIB新型固體撞擊式多功能空氣微生物檢測儀進行對照組采樣，采樣點選擇對角線3個點進行采樣。關閉好空氣檢測室門窗，開啟空氣凈化裝置，分別于0.5 h、1 h、2h、4h、8h、24 h對空氣檢測室里的空氣按照對照相同的方法進行檢測，計算空氣的消亡率?？諝庀雎实挠嬎愎綖椋?/p>

消亡率一（消毒前樣本平均菌數一消毒后樣本平均菌數）÷消毒前樣本平均菌數×100%。

（2）以同樣的方法安裝空氣凈化器，在啟動消毒凈化器之前，用沉降法進行對照組采樣。采樣點選擇對角線三個點，采樣平板暴露時間為5 min。關閉好空氣檢測室門窗，開啟空氣凈化裝置，分別于0.5 h、th、2h、4h、8h、24 h對空氣檢測室里的空氣按照對照相同的方法進行檢測，計算空氣的消亡率[4]。空氣消亡率的計算公式為：

消亡率一（消毒前樣本平均菌數一消毒后樣本平均菌數）÷消毒前樣本平均菌數×100%。

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

3 結果

3.1 兩種凈化器撞擊法結果

用撞擊法進行現場試驗，所得結果如表1所示。

由試驗結果知，光催化空氣凈化器在4h內空氣凈化效果就達到70%以上，24 h的殺菌率能達到90%以上，凈化效果十分好。而紫外線空氣凈化器2～4 h其殺菌效果趨于穩定，即使再增加時間，其殺菌效果變化不大。

3.2 兩種凈化器沉降法結果

用沉降法進行現場試驗，所得結果如表2所示。

由試驗結果可以看出，用沉降法進行現場試驗，當環境中的菌粒子濃度較低的時候，用平皿檢測將很難收集到菌。從而使光催化空氣凈化器的凈化效果達到100%，不能真實地反應出其凈化效果。而紫外線凈化器的凈化效果趨于穩定時，由沉降菌也很難看到其凈化效果的變化規律。

3.3 同種凈化器兩種檢測方法的結果比較

把兩臺同樣的光催化裝置分別放到兩個條件相同的房間，用撞擊法和沉降法分別進行現場試驗檢測，多次實驗后取消亡率的平均值，所得結果如表3所示。撞擊法所得結果呈緩慢增長，當機器運行到8h以上時，其殺菌效率接近最高值，如果再延長機器作用時間，其自然菌消亡率也會隨著作小幅度的提高。而沉降法到運行8h其所得自然菌消亡率達到91.31%，當再延長時間，平板法很難再采到沉降粒子了，沉降法就不再適用了。

4 結論

（1）光催化空氣凈化裝置對空氣微生物的消亡率遠遠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，其對室內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力學概念上是完全不相同的兩種方法，兩種方法獲得的監測結果既無可比性又不能互相換算。但撞擊法對空氣中的微小顆粒更為敏感，檢測結果更為準確。

參考文獻：

[1]陳新宇，徐巧蘭，李名釗，等，撞擊法和自然沉降法監測室內空氣細菌總數捕獲效果的研究[J].熱帶醫學雜志，2007，7（3）：282～284.

[2]胡愛清，胡和平，段艷芳.光催化空氣消毒器殺菌效果試驗研究[J].中國消毒學雜志，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菌總數測定中的應用和比較[J].環境與健康雜志，2004，21（3）：149～152.

[4]李燕.撞擊法和沉降法監測室內空氣微生物結果比較[J].廣西預防醫學，2000，5（6）：298～300.

[5]衛生部法制與監督司.消毒技術規范[S].北京：中華人民共和國衛生部，2002：55.

[6]柳振安，龔鎮奎，陳俐侃，等，光催化空氣凈化器效果實驗報告[J].湖北預防醫學雜志，2003，14（5）：26～27.