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專注衛(wèi)生消毒劑生產(chǎn)企業(yè)(豫)衛(wèi)消證字(2020)第0013號

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恩科生物技術(shù)課堂,洞察二氧化氯技術(shù)動(dòng)態(tài)

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

低濃度二氧化氯消毒研究現(xiàn)狀
來源: | 發(fā)布日期:2024-03-22

現(xiàn)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(yī)療器械等的消毒方面有著廣泛的應(yīng)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(rèn)為,二氧化氯是通過抑制細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的過程,選擇性地與蛋白質(zhì)中某些氨基酸相互作用,改變細(xì)胞膜的通透性而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)某些關(guān)鍵物質(zhì)漏出,強(qiáng)的氧化分解能力導(dǎo)致氨基酸鏈斷裂,蛋白質(zhì)失去功能,對 ATP 酶的破壞和使脂質(zhì)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(dá)到99.96%, 對現(xiàn)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(shè)定的暴露時(shí)間下,布放在生物安全柜內(nèi)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(dá) 90%以上。

如上述文獻(xiàn)所示,常規(guī)使用二氧化氯氣體在較短時(shí)間內(nèi)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(jìn)行。國內(nèi)外關(guān)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(bào)道為數(shù)不多,但現(xiàn)有文獻(xiàn)的研究結(jié)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(xiàn)狀作簡要總結(jié)。

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(xué)法、 電解法和電化學(xué)方法等, 每種方法各有優(yōu)缺點(diǎn),  目前國內(nèi)常用的方法有氯酸鈉法和亞氯酸鈉的化學(xué)方法。 由于低濃度二氧化氯氣體消毒技術(shù)實(shí)際發(fā)生濃度很低,并且要在空氣中保持此濃度不變,因此也相應(yīng)出現(xiàn)了應(yīng)用在線式二氧 化氯氣體濃度檢測儀與二氧化氯發(fā)生器聯(lián)動(dòng)技術(shù)的設(shè)備。通過采用進(jìn)口電化學(xué)傳感器和分光光度計(jì)法的在線式濃度檢測儀,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)生器進(jìn)液,加熱汽化產(chǎn)生二氧化氯氣體或暫停工作,以保持空間濃度維持在一個(gè)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(yīng)用更為廣泛,應(yīng)用態(tài)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(xiàn)了一元包裝的穩(wěn)定性二氧化氯溶液,使用和運(yùn)輸更為簡便。作為低濃度使用時(shí),二氧化氯消毒劑要按照產(chǎn)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(xì)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(nèi)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(shù)降低 5個(gè)對數(shù)值以上,對貓杯狀病毒和金黃色葡萄球菌降低2個(gè)對數(shù)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(nèi), 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(shù)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(shí)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(jìn)行比較,3d后,實(shí)驗(yàn)組小鼠和對照組小鼠 TCID50 有明顯差異(P=0.003), 第16 d, 實(shí)驗(yàn)組小鼠死亡率 0%,對照組70%(P=0.03)。該研究組在學(xué)校教室內(nèi)將二氧化氯氣體維持在濃度0.01~0.03 ppm,38d后,發(fā)現(xiàn)二氧化氯處理組教室的學(xué)生曠課率(1272人,1.5%)低于未處理組教室(21643,4.0%), 有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

奚小艷研究了二氧化氯氣體對圖書館閱覽室空間環(huán)境消毒的效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn),氣體濃度為 0.2mg/m3, 殺菌時(shí)間 60 min, 對空氣中細(xì)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(yī)院病房內(nèi)空氣殺菌 30min,殺菌率為93.07%。 當(dāng)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(nèi)消毒60 min, 空氣中自然菌消亡率可達(dá)(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(nèi)二氧化氯氣體對鏈格孢霉菌生長的抑制效果。從實(shí)驗(yàn)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(shù)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(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》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(yī)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(dá)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(guān)報(bào)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(jīng)濾膜過濾后培養(yǎng),結(jié)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(xiàn)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(shù)、總大腸菌群達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(yī)院廢水, 處理30 min,剩余糞大腸菌群數(shù)量為去除率為93.03%; 增加投加量至 8mg/L 時(shí), 去除率 98.64%; 投加量至 10mg/L時(shí), 糞大腸菌群數(shù)為0, 可達(dá)到醫(yī)院廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。

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通過實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn),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(jià)位1:640經(jīng) 100 倍稀釋的流感病毒, 當(dāng)作用時(shí)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(dá)到同樣的效果。

3 殺菌效果的影響因素

消毒時(shí),環(huán)境條件、菌種抗力和消毒對象不同等因素可能會(huì)影響消毒效果,開展相關(guān)研究、了解這些影響因素對實(shí)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(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)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(jī)理相同,故對于低濃度也具有參考價(jià)值。

3.1 二氧化氯氣體

有研究報(bào)道,環(huán)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(jī)物小牛血清后, 在密閉空間內(nèi)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(huán)境相對濕度為90%時(shí)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(shù)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(shù)值>3.0,對不銹鋼載體菌片的殺滅對數(shù)值分別為 2.32 和 2.38,對玻璃載體菌片殺滅對數(shù)值分別為 1.69和1.86; 染菌懸液內(nèi)含有機(jī)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(fā)現(xiàn), 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(huì)加強(qiáng)0.3 mg/L 二氧化氯的滅菌效果; 隨著培養(yǎng)基稀釋倍數(shù)的增加,達(dá)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(yàn)表明,有機(jī)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(shí)間下,菌懸液內(nèi)含3%BSA,對金黃色葡萄球菌和白色念珠菌殺滅對數(shù)值大于5,需將二氧化氯消毒劑濃度達(dá)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(dá)到 550mg/L, 是含 0.3%BSA 的 2.2 倍。

4 結(jié)論和展望

對于環(huán)境中二氧化氯氣體濃度的安全限量,其作業(yè)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(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》GBZ2.1-2007規(guī)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(shí)間加權(quán)平均容許濃度值為 0.3 mg/m3,短時(shí)間內(nèi)接觸容許濃度值為( 目前,在此濃度下的二氧化氯相關(guān)研究在國內(nèi)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(shí)對于物體表面也有一定的殺菌效果。同時(shí),在標(biāo)準(zhǔn)容許的限制范圍內(nèi)(≤0.3mg/m3),可以有人員存在,對呼吸道和眼睛不會(huì)產(chǎn)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(shí)低濃度長期作用,有利于預(yù)防空氣傳播性疾病的交叉感染, 降低發(fā)病率; 減少物體表面病原微生物負(fù)載水平,消毒效果具有持續(xù)性,對醫(yī)院病房、 門診等容易通過物品接觸感染的環(huán)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(xù)性。

我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定,總大腸菌群不得檢出(MPN/mL或CFU/mL),菌落總數(shù)小于 100 CFU/mL。為保證飲用水指標(biāo)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(dá)與用戶接觸的管網(wǎng)末梢時(shí)也有一定量的余氯值。但在氯化消毒的同時(shí),氯與水中某些有機(jī)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成一系列危害人類身體健康的消毒副產(chǎn)物,如果二氧化氯能完全替代液氯,將更為安全。近年來,相關(guān)研究顯示,二氧化氯聯(lián)合次氯酸鈉、液氯等共同作用,相比于單獨(dú)使用二氧化氯消毒效果和消毒副產(chǎn)物指標(biāo)更優(yōu)。

目前對于低濃度二氧化氯的實(shí)驗(yàn)室研究還不夠系統(tǒng)和深入,有待于我們進(jìn)一步地探索。同時(shí),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(huán)境消毒、防霉保藏等方面的應(yīng)用和開發(fā)提供依據(jù)。

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