医药-紫外灭菌技术在微生物洁净领域的应用

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1、医药-紫外灭菌技术在微生物洁净领域的应用紫外灭菌技术在微生物洁净领域的应用2006年03月03日　　　　[摘要]本文主要讨论紫外线灭菌技术结合空调通风系统用于对室内循环空气进行动态灭菌的消毒模式。并结合工程应用实际对该模式的可行性和存在问题作初步的探讨。[关键词]UVGI紫外C微生物洁净动态灭菌1.引言UVGI（UltravioletGermicidalIrradiation）紫外线灭菌辐射技术在1800年即被成功应用于水消毒领域，应用于空气消毒始于1930年，但成功应用的不多（除目前广泛应用，但消毒效率很低的紫外灯明装静态照射模式外），直到目前，UVGI的空气消毒系统仍主要保留在科学理论的研

2、究领域。问题在于，缺乏对UVGI灯管，腔体辐射光强以及经过照射区域的微生物响应三者之间基本数据关系等方面的研究和实验，缺乏一个具有可预见性的设计指导原则，从而使其在空气消毒领域的应用进展缓慢。2.现代紫外C技术简介紫外线按波长分为A、B、C三个波段和真空紫外线，A波段320~400nm，B波段275~320nm，C波段200nm~275nm，真空紫外线100~200nm。其中C波段紫外线杀菌最有效，紫外线光会穿透微生物的细胞膜和细胞核，破坏DNA的分子键，使其失去复制能力或失去活性，从而达到杀菌消毒的目的。近些年一些相关行业的发展一定程度上推动了现代紫外的技术进步,如新的反射材料，新的紫外灯管

3、制造工艺，使紫外灯管C波的输出率更高（灭菌效率），灯管的使用寿命更长（C波衰减）。因UVGI技术独特的物理，动态灭菌的特性，从而使更多人关注其在空气消毒领域的应用，并开始作更多有益的研究和尝试。美国的炭疽热事件，国内于2003年的非典流行性病毒，以及中央空调的军团菌问题，都使得各国在近年加大了对紫外灭菌技术的研究和推广工作。3.微生物洁净领域消毒新模式尝试生物洁净领域（强调室内微生物污染的控制）指制药工业，化妆品工业，食品工业和医疗部门的手术室，特殊病室以及生物安全等方面；室内微生物污染的控制对提高产品质量，确保治疗，手术和抗感染控制极为重要。生物洁净的发展历史上滞后于工业洁净，由于认为空气中

4、细菌的大小多为0.5～10um，利用高效过滤器基本都可去除；病毒的大小为0.01～0.3um，其中大部分附着在悬浮尘粒上，也可利用高效过滤器去除，故其净化技术主要是参照工业洁净的做法，如逐级过滤，压差控制，净化等级等等，但二者又有着本质的区别（如表1）。通过分析可知，对于生物洁净系统，控制系统内的细菌滋生源,实时的灭菌处理比之滤除细菌，采用更大的换气次数量或更高效的末端过滤器以及严格的气流场更为重要。换而言之,如果可合理有效的发挥紫外C动态灭菌技术,则对于改变目前生物洁净室高标准,高投入的建设局面是会有相当裨益的。设想的紫外灭菌装置和空调通风系统的结合模式如下:（1）安装在表冷器表面,低功率紫

5、外线灯对湿表面长期照射,抑制霉菌繁殖。（2）高强度紫外发生装置安装在空调系统的回风道,捕获室内循环气流中携带的各种微生物.对室内空气进行持续性的灭菌消毒。4.工程应用在福建省协和医院血液科百级净化层流病房的设计过程中,经过对目前国内常用的消毒技术对比后,我们导入了紫外线空气灭菌模式,采用管道型紫外消毒装置——灭菌紫外灯源安装在通风管道中，不会对室内人员产生影响，但有效的发挥了紫外线的杀菌功能。每个病房的系统设置如右上图所示,紫外消毒装置1设置在回风箱位置,并直接照射表冷盘;紫外消毒装置2设置在送风道中,靠近高效层流罩位置,考虑高效过滤器表面易截留附菌颗粒,故该位置之紫外光既可处理送风气流,又可

6、使紫外余光洒在滤网表面(距离保持≧0.8m~1m,因为高强紫外线的长时间辐射对滤料的影响仍在测试当中)。目前尚无文献提供任何UVGI空气气流消毒系统效力设计以及可预见的严格的方法理论,由于空气微生物种类繁多、引起室内微生物浓度变化的干扰因素不易判定、检测结果需经培养才可得到、兼之通风系统形式的多样性等等因素，导致了消毒系统设计的优劣很难用直观量来加以评定,低剂量设计或超剂量设计的系统就是因为缺乏可引用的设计数据引起的，结果必然就是整个技术推广的迟缓。参照《消毒技术规范》2002版的相关规定，本项目希望通过严格的理论设计与后期跟踪性质的生物鉴定相结合的方法，以期获取一些可用的数值。由于篇幅有限，

7、紫外光强的理论数值计算以及生物鉴定的细节不作表述（不在本文讨论的范围），设计和检测的一些数据可参见下表：考虑多方面的因素，对动态气流的紫外辐射光强剂量的设计取值较小（常见的空气致病菌，单次通过杀灭率99.99％以上，紫外辐射剂量值一般需在10000(uw*sec/cm2)以上），由于紫外实时动态的消毒特性，在气相循环系统中我们认为完全可以采用低剂量的设计模式，一是强调空调系统中二次污染源的控制（湿