現今,二氧化氯作為一種安全、快速、有效的消毒劑,在食品加工器具、餐飲具、水的消毒處理和非金屬醫療器械等的消毒方麵有著廣泛的應用。
二氧化氯在常溫下是黃色氣體,有刺激性氣味,相對密度(水=1)3.09 和(空氣=1)2.3。一般認為,二氧化氯是(shi)通(tong)過(guo)抑(yi)製(zhi)細(xi)胞(bao)合(he)成(cheng)蛋(dan)白(bai)質(zhi)的(de)過(guo)程(cheng),選(xuan)擇(ze)性(xing)地(di)與(yu)蛋(dan)白(bai)質(zhi)中(zhong)某(mou)些(xie)氨(an)基(ji)酸(suan)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong),改(gai)變(bian)細(xi)胞(bao)膜(mo)的(de)通(tong)透(tou)性(xing)而(er)導(dao)致(zhi)細(xi)胞(bao)內(nei)某(mou)些(xie)關(guan)鍵(jian)物(wu)質(zhi)漏(lou)出(chu),強(qiang)的(de)氧(yang)化(hua)分(fen)解(jie)能(neng)力(li)導(dao)致(zhi)氨(an)基(ji)酸(suan)鏈(lian)斷(duan)裂(lie),蛋(dan)白(bai)質(zhi)失(shi)去(qu)功(gong)能(neng),對(dui) ATP 酶的破壞和使脂質過氧化等作用,從而使微生物死亡[。空氣中濃度為 8 mg/m³, 作用30min,即可對空氣中白色葡萄球菌的殺滅率達到99.96%, 對現場自然菌的殺滅率99.61%; 300 ppm氣體二氧化氯消毒 4 h能夠完全殺滅濾紙枯黑芽孢菌片; 濃度為1 500 mg/m³及設定的暴露時間下,布放在生物安全櫃內不同位置的濾紙片、鋼片、蛋白+濾紙片及蛋白+鋼片上的枯草杆菌黑色變種芽孢全部被殺滅;而氣體濃度為4500mg/m³, 作用40min, 對黃曲黴的抑菌率達 90%以上。
如(ru)上(shang)述(shu)文(wen)獻(xian)所(suo)示(shi),常(chang)規(gui)使(shi)用(yong)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)氣(qi)體(ti)在(zai)較(jiao)短(duan)時(shi)間(jian)內(nei)殺(sha)菌(jun)的(de)作(zuo)用(yong)濃(nong)度(du)一(yi)般(ban)較(jiao)高(gao),對(dui)呼(hu)吸(xi)道(dao)具(ju)有(you)刺(ci)激(ji)性(xing),消(xiao)毒(du)隻(zhi)能(neng)在(zai)無(wu)人(ren)條(tiao)件(jian)下(xia)進(jin)行(xing)。國(guo)內(nei)外(wai)關(guan)於(yu)低(di)於(yu)接(jie)觸(chu)容(rong)許(xu)濃(nong)度(du)值(zhi)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)氣(qi)體(ti)消(xiao)毒(du)效(xiao)果(guo)的(de)研(yan)究(jiu)和(he)報(bao)道(dao)為(wei)數(shu)不(bu)多(duo),但(dan)現(xian)有(you)文(wen)獻(xian)的(de)研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi),在(zai)該(gai)濃(nong)度(du)條(tiao)件(jian)下(xia),二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)氣(qi)體(ti)具(ju)有(you)對(dui)微(wei)生(sheng)物(wu)生(sheng)長(chang)抑(yi)製(zhi)和(he)殺(sha)滅(mie)作(zuo)用(yong);而較低濃度二氧化氯消毒劑目前多用於水體消毒方麵的研究。本文即對較低濃度的二氧化氯氣體和消毒劑的研究現狀作簡要總結。
1 低濃度二氧化氯的製備
1.1 二氧化氯氣體
二氧化氯氣體製備通常有化學法、 電解法和電化學方法等, 每種方法各有優缺點, 目前國內常用的方法有氯酸鈉法和亞氯酸鈉的化學方法。 由於低濃度二氧化氯氣體消毒技術實際發生濃度很低,並且要在空氣中保持此濃度不變,因此也相應出現了應用在線式二氧 化hua氯lv氣qi體ti濃nong度du檢jian測ce儀yi與yu二er氧yang化hua氯lv發fa生sheng器qi聯lian動dong技ji術shu的de設she備bei。通tong過guo采cai用yong進jin口kou電dian化hua學xue傳chuan感gan器qi和he分fen光guang光guang度du計ji法fa的de在zai線xian式shi濃nong度du檢jian測ce儀yi,實shi時shi調tiao節jie發fa生sheng器qi進jin液ye,加jia熱re汽qi化hua產chan生sheng二er氧yang化hua氯lv氣qi體ti或huo暫zan停ting工gong作zuo,以yi保bao持chi空kong間jian濃nong度du維wei持chi在zai一yi個ge低di濃nong度du範fan圍wei。
1.2 二氧化氯消毒劑
相比二氧化氯氣體,二氧化氯消毒劑的應用更為廣泛,應用態包括液體、 粉劑、 片劑等。液體消毒劑除需活化使用的二元包裝外,近些年還出現了一元包裝的穩定性二氧化氯溶液,使用和運輸更為簡便。作為低濃度使用時,二氧化氯消毒劑要按照產品說明書的要求,有些需先活化後再稀釋至低濃度使用。
2 低濃度二氧化氯的殺抑菌效果
2.1 低濃度二氧化氯氣體
2.1.1 對細菌和病毒的殺滅效果
Morino H等將0.05 ppm二氧化氯氣體處理暴露在39m³空間內的 A型流感病毒和大腸杆菌載體片,5h後,與暴露在空氣中不做二氧化氯處理相比較,滴度或菌數降低 5個對數值以上,對貓杯狀病毒和金黃色葡萄球菌降低2個對數值以上。將金黃色葡萄球菌、MS2噬菌體和φX174 噬菌體氣溶膠汙染在艙內, 用0.01 ppm或0.02 ppm的氣體二氧化氯處理120 min後,與自然衰亡相比,空氣存活菌數明顯下降。
Norio Ogata 等將小鼠暴露在流感病毒氣溶膠(1LD₅₀) 15 min並同時通入 0.03 ppm 二氧化氯氣體,和暴露在流感病毒氣溶膠的未做二氧化氯處理的小鼠進行比較,3d後,實驗組小鼠和對照組小鼠 TCID50 有明顯差異(P=0.003), 第16 d, 實驗組小鼠死亡率 0%,對照組70%(P=0.03)。該研究組在學校教室內將二氧化氯氣體維持在濃度0.01~0.03 ppm,38d後,發現二氧化氯處理組教室的學生曠課率(1272人,1.5%)低於未處理組教室(21643,4.0%), 有統計學意義。
奚小豔研究了二氧化氯氣體對圖書館閱覽室空間環境消毒的效果,結果發現,氣體濃度為 0.2mg/m³, 殺菌時間 60 min, 對空氣中細菌的殺滅率為 87.52%, 對書刊表麵自然菌殺滅率為48.69%; 該濃度下,對醫院病房內空氣殺菌 30min,殺菌率為93.07%。 當二氧化氯氣體濃度提高到0.9mg/m³,對體積約 60m³和 103 m³的密閉房間內消毒60 min, 空氣中自然菌消亡率可達(95.02±1.01)%和 (94.63±0.39)%, 為消毒合格水平。
2.1.2 對真菌的抑製和殺滅菌效果
Morino H 等觀察1m³密閉空間內二氧化氯氣體對鏈格孢黴菌生長的抑製效果。從實驗開始到 72h, 觀察到黴菌菌絲生長了1780μm, 而將0.075ppm二氧化氯通入後至 72h,菌絲隻生長了 49μm±17μm[, 表明 0.075 ppm 二氧化氯氣體對鏈格孢黴菌菌絲的生長有較明顯的抑製作用。
黴菌的殺滅需提高二氧化氯濃度。氣體二氧化氯分別為 5、 10、 15 mg/m³, 殺菌作用30 min, 對葡萄致腐菌青黴的殺滅對數值為 2.62、 3.05 和 3.21[17]。
2.2 低濃度二氧化氯消毒劑
我國 GB 26366-2010《二氧化氯消毒劑衛生標準》中針對不同消毒對象, 推薦了二氧化氯消毒劑的使用劑量。其中對非金屬醫療器械高水平消毒的濃度劑量最高,建議使用400~600 mg/L 溶液浸泡15~30 min; 餐飲具、 食品加工器具和瓜果蔬菜等推薦使用濃度也達到100~150mg/L; 而生活飲用水和二次供水的推薦使用濃度相對最低,為1~2m g/L 消毒劑作用15~30min。 目前, 較低濃度消毒劑的相關報道也集中在研究對水體微生物的殺滅效果。
陳祖毅等在人工染菌水樣(含菌量: , 水溫20℃)中,加入0.5m g/L 二氧化氯作用5 min,經濾膜過濾後培養,結果水樣中大腸杆菌降至0cfu/mL; 在汙染水樣中投入濃度0.2mg/L 的二氧化氯,作用15 min, 可使人工染菌水樣中大腸杆菌下降至0 cfu/100mL;在現場自然水樣中投入濃度0.5mg/L二氧化氯,作用30min,可使水樣中自然菌總數、總大腸菌群達到生活飲用水衛生標準規定。李建文等將一種新型固體粉末狀二氧化氯消毒劑稀釋至有效濃度0.17 mg/L,作用5 min,對大腸杆菌和橙黃八疊球菌的殺滅率為100%。將6 mg/L 二氧化氯消毒劑投加入醫院廢水, 處理30 min,剩餘糞大腸菌群數量為去除率為93.03%; 增加投加量至 8mg/L 時, 去除率 98.64%; 投加量至 10mg/L時, 糞大腸菌群數為0, 可達到醫院廢水排放標準。
通過實驗也發現,對流感病毒的滅活,用5mg/L二氧化氯溶液作用5min和15 min,不能完全滅活血凝效價位1:640經 100 倍稀釋的流感病毒, 當作用時間延長至30 min,可將流感完全病毒滅活。
對含菌量為 的枯草杆菌黑色變種芽孢水樣中,按20mg/L 濃度投加二氧化氯,45min後,水體中枯草杆菌黑色變種芽孢濃度降至0 cfu/mL;按15mg/L 濃度投加二氧化氯,60min後達到同樣的效果。
3 殺菌效果的影響因素
消毒時,環境條件、菌種抗力和消毒對象不同等因素可能會影響消毒效果,開展相關研究、了解這些影響因素對實際使用中保證消毒滅菌效果、提高消毒效率,避免消毒失敗來說是必要的。雖然現有文獻報道,有些是基於較高濃度的二氧化氯,但由於本身二氧化氯的殺菌機理相同,故對於低濃度也具有參考價值。
3.1 二氧化氯氣體
有研究報道,環境溫度和相對濕度對二氧化氯氣體的空氣消毒效果無明顯影響; 將白色葡萄球菌菌液中加入 0.5%以上有機物小牛血清後, 在密閉空間內噴霧染菌,對 8.1mg/m³二 氧化氯氣體空氣消毒效果有明顯的影響。
對物體表麵消毒來說,250ppm二氧化氯氣體在環境相對濕度為90%時消毒3h,枯草芽孢杆菌生物指示菌片全部未長菌, 而濕度為 75%有半數長菌[5],表明增加濕度能提高對枯草杆菌芽孢的殺滅效果。
對人工汙染的載體片消毒,針對不同載體的殺菌效果不同,以濃度為 的二氧化氯氣體熏蒸作用60 min,對布片上金黃色葡萄球菌和大腸杆菌殺滅對數值>3.0,對不鏽鋼載體菌片的殺滅對數值分別為 2.32 和 2.38,對玻璃載體菌片殺滅對數值分別為 1.69和1.86; 染菌懸液內含有機幹擾物同樣對二氧化氯氣體殺菌效果有明顯影響。
3.2 二氧化氯消毒劑
何文傑等發現, pH 在 6.0~9.0之間變化, 對 2m g/L 二氧化氯的消毒效果基本不受影響,而溫度的升高會加強0.3 mg/L 二氧化氯的滅菌效果; 隨著培養基稀釋倍數的增加,達到相同去除率所需的 CT 值明顯增大; 水中的投加也將明顯降低 0.2mg/L 二氧化氯的消毒效能。
對物體表麵殺菌效果試驗表明,有機物含量不同對二氧化氯殺菌效果也有明顯影響。在相同作用時間下,菌懸液內含3%BSA,對金黃色葡萄球菌和白色念珠菌殺滅對數值大於5,需將二氧化氯消毒劑濃度達到250mg/L,是含 0.3%BSA的 5倍; 對枯草杆菌芽孢的作用濃度需達到 550mg/L, 是含 0.3%BSA 的 2.2 倍。
4 結論和展望
對於環境中二氧化氯氣體濃度的安全限量,其作業場所中空氣中二氧化氯濃度不得超過0.1 ppmv,即0.28 mg/m³[9]。 我國職業衛生標準《工作場所有害因素職業接觸限值》GBZ2.1-2007規定:工人工作場所空氣中氣體二氧化氯日工作8h、周工作 40 h的時間加權平均容許濃度值為 0.3 mg/m³,短時間內接觸容許濃度值為( 目前,在此濃度下的二氧化氯相關研究在國內外開展的有限,但初步的研究表明,其對白色葡萄球菌、 自然菌、噬菌體病毒等具有一定的消毒效果,同時對於物體表麵也有一定的殺菌效果。同時,在標準容許的限製範圍內(≤0.3mg/m³),keyiyourenyuancunzai,duihuxidaoheyanjingbuhuichanshengcijizuoyong,qiweiyebumingxian,ganguanshangrongyibeirenjieshou。keshiyongyugonggongchangsuojixuchangqibaochikongqihanjunliangjididechangsuo,lirushipinjiagongchejian; 同時低濃度長期作用,有利於預防空氣傳播性疾病的交叉感染, 降低發病率; 減少物體表麵病原微生物負載水平,消毒效果具有持續性,對醫院病房、 門診等容易通過物品接觸感染的環境具有意義; 因(yin)其(qi)對(dui)黴(mei)菌(jun)的(de)生(sheng)長(chang)具(ju)有(you)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong),故(gu)對(dui)於(yu)需(xu)要(yao)防(fang)黴(mei)的(de)場(chang)所(suo),可(ke)長(chang)期(qi)保(bao)持(chi)防(fang)黴(mei)效(xiao)果(guo),相(xiang)對(dui)於(yu)間(jian)歇(xie)噴(pen)灑(sa)消(xiao)毒(du)劑(ji)來(lai)說(shuo),抑(yi)菌(jun)效(xiao)果(guo)也(ye)具(ju)有(you)持(chi)續(xu)性(xing)。
我國《生活飲用水衛生標準》中規定,總大腸菌群不得檢出(MPN/mL或CFU/mL),菌落總數小於 100 CFU/mL。weibaozhengyinyongshuizhibiaobuchaoguoxianliang,tongchangzilaishuichangbudanyaobaozhengshuichangdechushuiyouyidingdeyulv,yeyaobaozhengzilaishuidaodayuyonghujiechudeguanwangmoshaoshiyeyouyidingliangdeyulv值zhi。但dan在zai氯lv化hua消xiao毒du的de同tong時shi,氯lv與yu水shui中zhong某mou些xie有you機ji物wu質zhi發fa生sheng化hua學xue反fan應ying生sheng成cheng一yi係xi列lie危wei害hai人ren類lei身shen體ti健jian康kang的de消xiao毒du副fu產chan物wu,如ru果guo二er氧yang化hua氯lv能neng完wan全quan替ti代dai液ye氯lv,將jiang更geng為wei安an全quan。近jin年nian來lai,相xiang關guan研yan究jiu顯xian示shi,二er氧yang化hua氯lv聯lian合he次ci氯lv酸suan鈉na、液氯等共同作用,相比於單獨使用二氧化氯消毒效果和消毒副產物指標更優。
目前對於低濃度二氧化氯的實驗室研究還不夠係統和深入,有待於我們進一步地探索。同時,研究低濃度二氧化氯的消毒、 抑菌效果和影響因素,可為今後低濃度二氧化氯在環境消毒、防黴保藏等方麵的應用和開發提供依據。
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