家用電器除菌技術及其在家庭防疫中的應用

杜林

博西家用電器（中國）有限公司安徽辦事處 安徽合肥 230000

1 引言

據《Cell》披露，人在一生中，時時刻刻都在被病原微生物侵襲。細菌、病毒無處不在，人類與病毒的斗爭將永無止境，且近年來有不斷增長的趨勢。截止到2019年已發現病毒種類近20萬種，而目前人類對病毒種類的認知還很少。隨著生活水平的提高，家用電器在中國的家庭中目前已基本普及。疫情期間，如2020年初暴發的新冠肺炎疫情，消費者使用具備殺滅病毒的除菌技術類家電，對保障消費者的健康以及防止疫情擴散尤為重要。然而，無論是普通的消費者還是部分家電從業人員，對家電除菌技術，殺菌、消毒概念還缺乏科學的認知。期望本文的分析能夠幫助消費者提高對健康除菌家電的防疫認知，讓消費者根據自己的需求選擇合適的家庭防疫類電器，以便更好地保護自己以及家人的身體健康。

2 家用電器的除菌、消毒技術

2.1 家電產品相關標準

家用電器的除菌是指“采用化學、物理等方法去除或減少作用對象上細菌、真菌的過程”，抗菌則指“采用化學、物理等方法殺滅細菌或妨礙細菌生長繁殖及其活性的過程”。國家標準化技術委員會在2008年開始建立家用電器包括健康安全在內的多項質量和標準體系。2010年先后發布了GB 21551.1-2008《家用和類似用途電器的抗菌、除菌功能 通則》以及GB 21551.2-2010《家用和類似用途電器的抗菌、除菌功能 抗菌材料的特殊要求》等6項強制性國家標準，對電冰箱、洗衣機、空調、空氣凈化器等產品的除菌、抗菌有了明確的技術要求和測試方法。在2015年發布空氣凈化器、多功能電子鞋柜、毛巾保溫箱、自動吸奶器國家標準或行業標準，并將家用干衣機、洗碗機等產品的抗菌、除菌要求及試驗方法列入國家標準的考核項目中。針對家電產品對金黃色葡萄球菌、大腸埃希氏菌、白色葡萄球菌、脊髓灰質炎病毒的除菌率，國標根據不同產品作出了不同的強制要求。同時，對家用電器除菌過程中釋放有危害化學物計量（如臭氧釋放等)也作出了明確的規定，具體如下：

（1）電冰箱除菌要求：在國標GB 21551.4-2010中，規定冰箱對金黃色葡萄球菌和大腸埃希氏菌的抗菌率要求＞90%。有害物釋放量要求：箱體周邊5cm任意處，臭氧釋放濃度＜0.1mg/m3；紫外線強度＜5μW/cm2。

（2）洗衣機除菌要求：在國標GB 21551.5-2010中，規定洗衣機產品對金黃色葡萄球菌和大腸埃希氏菌除菌率≥96%。衛生安全性要求方面，具備銀離子除菌技術的洗衣機，銀離子釋放應符合國標GB 18918-2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中限量0.1mg/L的規定。具備臭氧除菌功能的洗衣機，臭氧釋放應符合國標GB/T 18883-2002《室內空氣質量標準》中計量≤0.16mg/m3的規定。

（3）干衣機、洗碗機除菌要求：在QB/T 5132-2017與QB/T 5133-2017兩個行業標準中，規定干衣機和洗碗機對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的除菌率為99.9%。

（4）抗菌（除菌）空調除菌要求：在國標GB 21551.6-2010中，規定抗菌（除菌）類空調在模擬現場試驗條件下，空調運行1小時，除菌率≥50%。空調器自身產生有害物質要求：出風口5cm處，臭氧釋放濃度＜0.1mg/m3；裝置周邊5cm處，紫外線強度＜5μW/cm2；出風口20cm處，TOVC濃度＜0.15mg/m3；PM10濃度＜0.07mg/m3。具有抗菌功能的空調，其空氣凈化功能至少達到對PM10顆粒物凈化率＞40%，或對甲醛、氨、苯凈化率＞25%的一項指標。

（5）空氣凈化器除菌要求：在國標GB 21551.3-2010、GB/T 18801-2015中，規定空氣凈化器在模擬現場和現場實驗條件下，對白色葡萄球菌捕獲率要＞95%，除菌率≥50%。空氣凈化功能至少達到PM10顆粒物凈化率＞40%，或對甲醛、氨、苯凈化率＞25%。有害物質釋放量要求：出風口5cm處，臭氧＜0.1mg/m3；裝置周邊30cm處，紫外線強度＜5μW/cm2；出風口20cm處，TOVC濃度＜0.15mg/m3；PM10濃度＜0.07mg/m3。

（6）消毒柜除菌要求：在國標GB 17988-2008中，規定消毒柜對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌殺滅率為：一星級消毒柜（*)滅殺率≥99.9%，二星級消毒柜(**)滅殺率≥99.9%。對脊髓灰質炎病毒滅殺規定：一星級無要求，二星級消毒柜(**)滅活感染滴度(TCID50)脊髓灰質炎病毒≥105，滅活率≥99.99%。臭氧消毒型工作要求：一星級臭氧消毒室內臭氧濃度≥20mg/m3,消毒時間≥30min。二星級臭氧消毒室內臭氧濃度≥40mg/m3，消毒時間≥60min。高溫消毒型工作要求：一星級消毒柜要求消毒柜內消毒溫度≥100℃，消毒時間應≥15min。二星級消毒柜要求消毒柜內消毒溫度≥120℃，消毒時間應≥15min。消毒柜臭氧釋放濃度≤0.2mg/m3。

（7）鞋柜除菌要求：在行業標準QB/T 5134-2017中，規定鞋柜對白色葡萄球菌、金黃色葡萄球菌除菌率達到90%。臭氧、溫度限值：電子鞋柜在任何工作周期內，臭氧濃度≤30mg/m3，溫度≤50℃，臭氧濃度釋放≤0.1mg/m3。

2.2 家電產品除菌技術

除消毒液除菌外，現有家電產品的除菌技術有：銀離子除菌、高溫除菌、電解水除菌、等離子除菌、光波除菌、臭氧除菌等，具體如表1所示。

3 病毒與細菌的滅活技術

3.1 病毒與細菌的區別

中科院武漢病毒研究所的石正麗[11]在中國生物技術網關于《追蹤SARS源頭》的演講中說到，很多人都容易把細菌和病毒混淆在一起。事實上，病毒與細菌在體態上存在差異，細菌與病毒之間的直徑、長寬相差1000倍，病毒從十幾到幾百納米，需要電子顯微鏡才能看到，細菌用普通顯微鏡就能看到。另外，病毒與細菌生命形態、繁殖方式以及對人類的影響，都存在差異。

3.2 家電除菌技術細菌滅活以及冠狀病毒的滅活對比

現有研究表明，以下方法已被實驗室證實能夠對已發現的多種冠狀病毒進行有效滅活，如：臭氧滅殺、紫外線滅殺、高溫滅殺、次氯酸鈉滅殺、二氧化氯滅殺、酒精滅殺，以及酚類化合物、聚氨類化合物、過氧類化合物等化學物滅殺[12][13]。

通過對比大腸桿菌等病原微生物殺滅研究數據以及不同冠狀病毒的殺滅科研實驗結果，可以分析搭載除菌技術的家電是否具備對冠狀病毒的滅活功能。

表1 家電除菌技術原理

3.3 消毒除菌技術在家電中的應用

通過細菌的科研滅活和家電除菌技術的除菌滅活對比分析，發現可以對冠狀病毒滅活的家電除菌技術有高溫除菌技術、紫外線除菌技術以及臭氧除菌技術三種。同時，通過對比大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色葡萄球菌、脊髓灰質炎和2019-nCoV冠狀病毒的滅活，可以得出如下結論：

（1）用高溫除菌技術已被證實能夠有效滅活所有的病毒和細菌，可以有效防疫。

（2）紫外線除菌技術，對金黃色葡萄球菌滅活率大于99%的家電產品，能夠滅活部分冠狀病毒。因紫外燈管連續使用時間超過1000小時后，輻射強度不能確定，不推薦用于家庭新冠防疫。

（3）對于臭氧除菌技術，通過馮遵成[18]、洪波[19]的實驗數據研究后發現，常溫下用臭氧氣體滅活大腸桿菌需超過41ppm熏蒸90min，這個方式足以滅活IBV病毒和SARS病毒，推測可以滅活2019-nCoV。從臭氧滅活大腸桿菌受濕度影響而對表面的IBV冠狀病毒滅活不受濕度影響來看，能夠滅活大腸桿菌的相同濃度與作用時間的臭氧水，是否也能夠滅活冠狀病毒還需要進一步研究。由此，對于現有常溫下單獨用氣體臭氧除菌技術的家電程序，是否能夠具備冠狀病毒的滅殺能力，還需進一步研究。

表2 病毒細菌區別

表3 大腸桿菌等細菌、病毒與冠狀病毒的滅活對比

4 具備防疫功能的家電類型

通過上述分析可知，在眾多家電除菌技術中，高溫除菌技術是殺滅病毒的有效技術，此類家電產品是防疫家電的主流選擇。但由于家電涉及的產品種類、型號功能豐富，且普通消費者對健康類產品缺乏認知，選購存在一定難度。從上文的分析看，能夠滅殺、去除病毒的家電主要有以下幾類：

（1）干衣機產品，具有大于99%金黃色葡萄球菌除菌證書的產品（非螨蟲滅活除菌證）。干衣機有熱泵型和電熱型兩種，熱泵型較為節能。干衣機絨毛收集器可以有效過濾織物毛絮同時避免織物毛絮附著在機器內部中造成污染。干衣機不僅能夠對外套消毒，還可以用配套的烘籃對鞋子進行消毒。建議消費者關注要點：除菌證書、熱泵型、絨毛收集器。

（2）洗衣機產品，具有大于99%金黃色葡萄球菌除菌證書的單洗或者洗烘一體的產品。對于使用活氧除菌功能的滾筒洗衣機，除菌程序應疊加大于56℃的洗滌。建議消費者關注要點：滾筒洗衣機、除菌證書、品牌。

（3）洗碗機產品，具有大于99.99%金黃色葡萄球菌除菌證書的產品。避免病毒在疫情期間通過廚房下水道氣溶膠傳播，使用余溫和熱交換烘干的洗碗機無風險。建議消費者關注要點：品牌、除菌證書、烘干方式。

（4）消毒柜產品，使用臭氧消毒方式的消毒柜，二星級可以有效防疫。使用高溫消毒方式的消毒柜，一星二星均可有效防疫。建議消費者關注要點：消毒柜星級、品牌、除菌證書。

（5）空氣凈化器產品。按劉昌孝等人的研究，冠狀病毒尺寸有兩類：尺寸與直徑在80nm～220nm的多形性球形冠狀病毒；120nm～140nm的圓盤形、腎形或棒狀的圓環冠狀病毒[25]，和尺寸與直徑在80nm～120nm的HIMI病毒相近。因此具備HIMI病毒過濾能力的空氣凈化器應可以過濾新冠病毒。建議消費者關注要點：固態污染物CADR值、除菌證書。選擇具有HIMI除菌率大于99.9%的除菌證書。固態污染物CADR值以及HIMI病毒除菌證書。按GB/T 18801-2015適用面積計算方法中對F.4的參數規定，不同情況下應適當改變凈化器使用面積的計算過程中的參數。污染嚴重時，房間使用面積除以0.07即為CADR值，如30m2應選擇不低于428m3/h的固態CADR值。一般情況下或者污染不嚴重時，用房間使用面積除以0.12即可，30m2選擇不低于250m3/h的固態CADR值。

5 結論

可應用于家電的高溫除菌和臭氧除菌是目前可以被證實滅活冠狀病毒的有效技術，其他除菌技術對冠狀病毒的滅活尚缺乏實驗數據支撐，還需要進一步研究。常溫常壓下臭氧技術對2019-nCoV的滅活推薦使用41ppm作用90min。綜上分析，可用于防疫的家用電器產品有干衣機、滾筒洗衣機、洗碗機、消毒柜和空氣凈化器，其他品類的家電能否用于防疫還需進一步研究。

病毒不會因為這次疫情的結束而徹底消失，正如《Nuture》中的文章所言“As coronavirus spreads,the time to think about the next epidemic is now”，我們必須未雨綢繆，從現在開始為下一場疫情做好充分準備[26]。為進一步滿足消費者日益增長的健康需求，將合適的消殺技術應用于消費者日常使用的家電產品，來阻止病毒對人體的侵害，對14億人口體量的大國具有非同尋常的意義，建議加大對病毒滅活的研究。相信不久的將來，會有更多的跨界家電出現，能夠被證實有效防疫的除菌家電產品會逐漸增多。