等離子臭氧消毒技術在檔案實體保護中的應用研究

沈 琳/桐鄉市檔案館 王 悅/湖州市檔案館

張 雋/嘉興市檔案館 馬 林/中國人民解放軍國防科技大學

檔案安全是檔案工作的底線，是檔案事業的根基，要把檔案安全作為檔案工作不可動搖的一條原則。新修訂檔案法明確要求加強檔案安全管理，要求要建立健全檔案安全工作機制，加強檔案安全風險管理，提高檔案安全應急處置能力；要加強檔案信息化建設，并采取措施保障檔案信息安全等。各級各類檔案館是集中管理檔案的重要機構，承擔保管檔案的重要責任。當前，檔案館要切實抓好檔案安全工作，按照國家有關規定配置適宜檔案保存的庫房和必要的設施設備，不斷改善檔案保管硬件，加強檔案實體保護。研究檔案保護技術，具有重要現實意義。本文研究檔案消毒方式，對等離子臭氧消毒技術進行分析。

1 等離子臭氧消毒技術概述

1984年，我國初步建立了檔案保護學科，學界和實踐部門逐漸重視檔案實體保護這一課題。當時檔案實體的消毒方式主要有“化學藥品熏蒸法”和“物理殺蟲法”，但是前者安全性較差，容易引發紙張化學性腐蝕，甚至對工作人員的健康造成傷害；后者容易導致檔案受熱受潮，損傷紙質纖維。之后出現了低溫冷凍消毒法、真空充氮消毒法，因耗能高、滅菌效果差，沒有被廣泛采用。檔案館迫切需要既能滿足環保要求、保護工作人員身體健康，又能滿足檔案消毒要求，且對檔案基本無損害的技術和設備。

21世紀以來臭氧消毒法開始得到應用，它具有廣譜殺菌能力，在一定溫度和濕度下具有良好的消毒能力，且臭氧分解后無污染，不會環境污染或損害人體健康，且操作便捷、經濟實用。具體來說，臭氧消毒采用溶菌級方法，可消除常見蟲害，阻斷有害細菌的繁殖，通過破壞肉毒桿菌毒素的方式降低致病風險，還對常見的煙霉、曲霉等有極強的滅除功能。臭氧為氣體，具有彌漫性、空間充盈等特點，能迅速在空間內擴散開來，充滿整個滅菌環境，實現無死角滅菌。此外臭氧氣體具有不穩定性，在常溫下30—40分鐘內會自然分解為氧氣，不會形成化學殘留。低溫等離子體技術為交叉綜合性技術，產生方式通常包括介質阻擋放電、電暈放電、微波放電、射頻放電、輝光放電等，具有能耗低、效率高、無殘留、殺蟲滅菌能力良好等優勢。目前該技術已在大氣污染治理、醫學工程、微電子生產制造、軍事科技等領域得到廣泛應用。近年來，隨著工業技術的快速發展和實際應用的需要，低溫等離子體和臭氧相結合，形成等離子臭氧消毒技術，被應用于空氣消毒凈化、工業用水處理、農業病蟲害防治、食品加工、果蔬保鮮等多個領域，表現出良好的殺菌滅毒效果，而且工作效率高，使用后不會污染環境，也沒有殘留物，檔案館完全可以利用這一技術。

目前，桐鄉市檔案館和湖州市檔案館應用等離子臭氧檔案消毒艙（MQ-800W），對檔案實體進行阻斷式消毒，取得較好成效。等離子臭氧檔案消毒艙（MQ-800W）在制造過程中對艙體和可移動的消毒艙門進行完全密封處理，并在艙門關閉后進行正壓測試；合理安排風道流路，并在排氣過程中利用陶瓷活性炭進行空氣過濾，加速臭氧分解為氧氣的過程，還能避免臭氧泄露出來；在庫房內安置臭氧氣體監測裝置，將臭氧安全濃度設置在0.2ppm內，如意外發生臭氧泄漏，能立即自動切斷臭氧發生器的電源，并觸發聲光報警裝置。為保證一定時間內消毒艙里有純凈空氣，在使用時可根據現場的空氣質量，適當調整低溫等離子體的能量密度（功率）或風速，滿足為臭氧發生器提供純凈空氣的需要。此外，由于檔案材質不盡相同，可通過調整臭氧發生器功率的方式調整輸出氣體的風速，控制產生臭氧的濃度，或調整消毒時間，滿足不同材質檔案消毒的需求，最終達到保護檔案實體的目的。

本文將通過實驗，對等離子臭氧消毒技術的消毒效果進行驗證。

2 實驗方法與結果

2.1 實驗方法

本文涉及的檢測項目由設備應用單位、設備研制企業共同委托第三方檢測機構（具備CMA/CNAS認證），利用合規實驗菌種與實驗蟲體，按照實驗規范要求，在不侵犯第三方相關權益、明確保密責任的前提下，進行實驗、開展數據采集，并經相關權益方同意，發布實驗信息。

一是實驗設備及材料。實驗主要設備為等離子臭氧檔案消毒艙（MQ-800W）；另外需要用到的紫外分光光度計、恒溫培養箱、溫濕度計等均為第三方檢測機構的常規實驗設備。活體蟲為環境檢測技術實驗室自養。

二是等離子臭氧檔案消毒艙設備運行環境及狀態。設備運行時間為滅菌時間（60分鐘）與殘余氣體排出時間（≥30分鐘）相加之和；設備運行室內環境要求溫度為19.8℃，相對濕三是采樣依據。臭氧采樣依據《公共場所衛生檢驗方法第2部分：化學因素》；霉菌采樣依據《公共場所衛生檢驗方法第4部分：公共用品用具微生物》；溫度采樣依據《公共場所衛生檢驗方法第1部分：物理因素》；相對濕度采樣依據《公共場所衛生檢驗方法第1部分：物理因素》；風速采樣依據《公共場所衛生檢驗方法第1部分：物理因素》；室內大氣壓采樣依據《公共場所衛生檢驗方法第1部分：物理因素》。

四是評判依據。臭氧泄露情況依據《公共場所衛生指標及限值要求》評判；其他實驗結果暫無相關評判依據。

2.2 實驗結果

利用等離子臭氧檔案消毒艙（MQ-800W），對協作檔案館的實體檔案進行殺蟲實驗、紙質檔案滅菌實驗、臭氧氣體泄漏檢測，并對紙張消毒前后物理性能和文字密度進行測定、對常見字跡消毒后的色差變化進行測定。實驗結果如下。

2.2.1 在檔案消毒過程中，無論是消毒艙內的臭氧殘留還是消毒艙外臭氧泄露，數量均小于限值0.16 mg/m3，符合國家標準，對檔案館環境和操作人員沒有影響（表1、2）。

表1：臭氧泄漏檢測結果

表2：臭氧殘留檢測結果

2.2.2 等離子臭氧技術可有效殺滅檔案盒上的白色念珠菌與黑曲霉，殺滅率分別達99.7%、96.4%。使用4種活體蟲參與實驗，每種各50個、共200個，實驗結束后發現一共殺死了161個，有效率達80.5%（表3、4）。

表3：霉菌滅菌效果檢測結果

表4：殺蟲實驗

2.2.3 使用4種常用紙張，考察消毒后紙張機械強度的抗張力、撕裂度和耐折度。經過30次消毒后這些數值雖然都有改變，但極其微小（表5）。

表5：紙張消毒前后物理性能的測定

2.2.4 檢測黑色打印字跡、純藍墨水字跡、紅色墨水字跡，發現消毒后文字密度沒有變化，因此對紙質檔案字跡能夠起到保護作用（表6）。

表6：紙張消毒前后文字密度的測定

2.2.5 在所設定的標準條件下，持續消毒60分鐘，研究3種常見的紙張字跡材料即黑色打印字跡、純藍墨水字跡、紅色墨水字跡的色差變化，發現字跡色差改變不大（表7，詳見后頁）。

可以看出，使用等離子臭氧檔案消毒艙進行檔案消毒殺蟲滅菌，產生對環境有害污染物的泄露量，都符合國家標準規定的限值要求，不會損害工作人員的身體健康。使用4種常用紙張即報紙、復印紙、宣紙、印刷紙進行實驗，發現紙張消毒前和消毒后的抗張力、撕裂度和耐折度雖然都有變化，但其變化的幅度都不大，因此可以認為臭氧氣體對4種紙張的影響較小。在所設定的標準條件下，持續消毒60分鐘，發現3種常見的紙張字跡材料，即黑色打印字跡、純藍墨水字跡、紅色墨水字跡，其字跡色差改變不大。綜上，等離子臭氧技術對檔案材料的負面影響是微小的。

3 結論

利用等離子臭氧消毒技術，采用低溫等離子體臭氧檔案消毒艙，可以起到有效的殺菌消毒作用，達到保護檔案實體的目的。首先，消毒艙能將塵埃極化并吸附，經過處理的潔凈空氣大量快速循環流動，使消毒艙內的環境保持無塵狀態；消毒艙在殺蟲滅菌的同時，也除去了霉、腥、臭等異味，廣譜殺菌，消毒艙內呈無菌、無異味狀態；臭氧可以快速分解為氧氣，這是等離子臭氧消毒技術的獨特優點，消毒完成后艙內的臭氧在30分鐘后開始分解，不會存有任何殘留物，消毒結束后無需再次清潔。

表7：常見字跡消毒前后色差變化的測定