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              專注衛生消毒劑生產企業(豫)衛消證字(2020)第0013號

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              恩科生物技術課堂,洞察二氧化氯技術動態

              熱搜關鍵詞: 二氧化氯溶液 消毒凈化劑 過一硫酸氫鉀復合鹽 二氧化氯 亞硝酸還原酶

              低濃度二氧化氯消毒研究現狀
              來源: | 發布日期:2024-03-22

              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面有著廣泛的應用。

              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,二氧化氯是通過抑制細胞合成蛋白質的過程,選擇性地與蛋白質中某些氨基酸相互作用,改變細胞膜的通透性而導致細胞內某些關鍵物質漏出,強的氧化分解能力導致氨基酸鏈斷裂,蛋白質失去功能,對 ATP 酶的破壞和使脂質過氧化等作用,從而使微生物死亡[??諝庵袧舛葹?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,布放在生物安全柜內不同位置的濾紙片、鋼片、蛋白+濾紙片及蛋白+鋼片上的枯草桿菌黑色變種芽孢全部被殺滅;而氣體濃度為4500mg/m3, 作用40min, 對黃曲霉的抑菌率達 90%以上。

              如上述文獻所示,常規使用二氧化氯氣體在較短時間內殺菌的作用濃度一般較高,對呼吸道具有刺激性,消毒只能在無人條件下進行。國內外關于低于接觸容許濃度值的二氧化氯氣體消毒效果的研究和報道為數不多,但現有文獻的研究結果顯示,在該濃度條件下,二氧化氯氣體具有對微生物生長抑制和殺滅作用;而較低濃度二氧化氯消毒劑目前多用于水體消毒方面的研究。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。

              愛消除二氧化氯

              1 低濃度二氧化氯的制備

              1.1 二氧化氯氣體

              二氧化氯氣體制備通常有化學法、 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。 由于低濃度二氧化氯氣體消毒技術實際發生濃度很低,并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 化氯氣體濃度檢測儀與二氧化氯發生器聯動技術的設備。通過采用進口電化學傳感器和分光光度計法的在線式濃度檢測儀,實時調節發生器進液,加熱汽化產生二氧化氯氣體或暫停工作,以保持空間濃度維持在一個低濃度范圍。

              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,有些需先活化后再稀釋至低濃度使用。

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              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型流感病毒和大腸桿菌載體片,5h后,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 噬菌體氣溶膠污染在艙內, 用0.01 ppm或0.02 ppm的氣體二氧化氯處理120 min后,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(1LD??) 15 min并同時通入 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后,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后,發現二氧化氯處理組教室的學生曠課率(1272人,1.5%)低于未處理組教室(21643,4.0%), 有統計學意義。

              奚小艷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%, 對書刊表面自然菌殺滅率為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 對真菌的抑制和殺滅菌效果

              Morino H 等觀察1m3密閉空間內二氧化氯氣體對鏈格孢霉菌生長的抑制效果。從實驗開始到 72h, 觀察到霉菌菌絲生長了1780μm, 而將0.075ppm二氧化氯通入后至 72h,菌絲只生長了 49μm±17μm[, 表明 0.075 ppm 二氧化氯氣體對鏈格孢霉菌菌絲的生長有較明顯的抑制作用。

              霉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, 對葡萄致腐菌青霉的殺滅對數值為 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,經濾膜過濾后培養,結果水樣中大腸桿菌降至0cfu/mL; 在污染水樣中投入濃度0.2mg/L 的二氧化氯,作用15 min, 可使人工染菌水樣中大腸桿菌下降至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,對大腸桿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,剩余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。

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              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   的枯草桿菌黑色變種芽孢水樣中,按20mg/L 濃度投加二氧化氯,45min后,水體中枯草桿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后達到同樣的效果。

              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,有些是基于較高濃度的二氧化氯,但由于本身二氧化氯的殺菌機理相同,故對于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后, 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。

              對物體表面消毒來說,250ppm二氧化氯氣體在環境相對濕度為90%時消毒3h,枯草芽孢桿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桿菌芽孢的殺滅效果。

              對人工污染的載體片消毒,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桿菌殺滅對數值>3.0,對不銹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; 染菌懸液內含有機干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

              何文杰等發現, 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。

              對物體表面殺菌效果試驗表明,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于5,需將二氧化氯消毒劑濃度達到250mg/L,是含 0.3%BSA的 5倍; 對枯草桿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

              對于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,同時對于物體表面也有一定的殺菌效果。同時,在標準容許的限制范圍內(≤0.3mg/m3),可以有人員存在,對呼吸道和眼睛不會產生刺激作用,氣味也不明顯,感官上容易被人接受??蛇m用于公共場所及需長期保持空氣含菌量極低的場所,例如食品加工車間; 同時低濃度長期作用,有利于預防空氣傳播性疾病的交叉感染, 降低發病率; 減少物體表面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; 因其對霉菌的生長具有抑制作用,故對于需要防霉的場所,可長期保持防霉效果,相對于間歇噴灑消毒劑來說,抑菌效果也具有持續性。

              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),菌落總數小于 100 CFU/mL。為保證飲用水指標不超過限量,通常自來水廠不但要保證水廠的出水有一定的余氯,也要保證自來水到達與用戶接觸的管網末梢時也有一定量的余氯值。但在氯化消毒的同時,氯與水中某些有機物質發生化學反應生成一系列危害人類身體健康的消毒副產物,如果二氧化氯能完全替代液氯,將更為安全。近年來,相關研究顯示,二氧化氯聯合次氯酸鈉、液氯等共同作用,相比于單獨使用二氧化氯消毒效果和消毒副產物指標更優。

              目前對于低濃度二氧化氯的實驗室研究還不夠系統和深入,有待于我們進一步地探索。同時,研究低濃度二氧化氯的消毒、 抑菌效果和影響因素,可為今后低濃度二氧化氯在環境消毒、防霉保藏等方面的應用和開發提供依據。

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