在新冠病毒疫情下空氣消毒及對(duì)環(huán)境的影響

萬家秀，劉吉寧，石振華

（1.蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730000；2.中石化寧波工程有限公司蘭州分公司，甘肅蘭州 730060）

新型冠狀病毒肺炎（以下簡(jiǎn)稱“新冠肺炎”）的傳播歸因于大飛沫和表面接觸[1]。然而準(zhǔn)確確定呼吸道病毒如何在人與人之間傳播仍具有挑戰(zhàn)性。目前對(duì)于上呼吸道病毒感染的傳播方式一直存在爭(zhēng)議，隨著疫情的深入，有證據(jù)表明新冠肺炎主要是空氣的傳播的結(jié)果。Jones指出最初被認(rèn)為主要傳播途徑中，醫(yī)護(hù)人員之間的傳播只有8%是通過表面接觸傳播的[2]。由此可見對(duì)新冠疫情的防控措施中，通過空氣消毒在傳播途徑上進(jìn)行阻遏具有重要的意義。

對(duì)環(huán)境條件較敏感的新冠病毒，可以通過物理法、化學(xué)法消毒有效滅活。目前常見可以大范圍且易于操作的消毒方式有，75%的乙醇或氯消毒劑、過氧乙酸、脂溶劑和三氯甲烷的化學(xué)消毒法；也通過紫外線（UV）和熱力消毒的物理法均可有效滅活病毒[3]。然而消毒試劑的大量使用對(duì)人體健康以及生態(tài)環(huán)境的影響逐漸引起重視，因此有必要了解這些方法并且進(jìn)行科學(xué)的使用。

1 空氣消毒技術(shù)簡(jiǎn)介

空氣消毒可以降低空氣傳染病的傳播風(fēng)險(xiǎn)。常用物理消毒法、化學(xué)試劑消毒法以及中藥熏蒸法將空氣中的致病微生物進(jìn)行滅活的操作。

1.1 物理方法

物理方法指的是利用物理手段，如使用自然界的光波、電流、聲波、射線以及通風(fēng)換氣和過濾，截獲、殺滅空氣中各種微生物或使空氣中的微生物僅短暫停留，阻礙空氣中微生物的生長(zhǎng)繁殖從而達(dá)到凈化空氣的目的[4]。這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以防止二次污染。

1.1.1 通風(fēng)

通風(fēng)可分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)。自然通風(fēng)是最常見的空氣消毒技術(shù)，可以有效地減少空氣傳播感染的風(fēng)險(xiǎn)，沿用至今。然而它的局限就是建筑并不總是為自然通風(fēng)而設(shè)計(jì)，然而機(jī)械通風(fēng)可彌補(bǔ)這一問題，對(duì)于密閉且致病微生物含量較高的室內(nèi)，機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)可以加快空氣流通，使室內(nèi)致病微生物含量迅速下降，有效凈化空氣。

1.1.2 過濾除菌

過濾除菌就是對(duì)菌體的截留，常見的除菌裝置有高效顆粒空氣過濾儀和高壓靜電吸附除菌儀。高效顆?？諝膺^濾除菌儀僅對(duì)細(xì)菌有效，對(duì)于納米級(jí)的病毒則是沒有效果，且處理量較低，僅能處理一定范圍內(nèi)的空氣。而且目前采用中央暖通空調(diào)系統(tǒng)的高水平過濾，對(duì)緩解新冠病毒也沒太大幫助[5]。高壓靜電吸附除菌是高壓電場(chǎng)作用下氣體分子被電離，在電場(chǎng)作用下定向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程與空氣中的細(xì)菌、飄塵、氣溶膠等雜質(zhì)進(jìn)行吸附，此外高壓條件不可避免地產(chǎn)生一定濃度的臭氧，雖然臭氧的強(qiáng)氧化性可達(dá)到滅菌消毒的效果，但必須保證臭氧濃度在國(guó)標(biāo)容許范圍內(nèi)。國(guó)內(nèi)學(xué)者研究該技術(shù)，發(fā)現(xiàn)高壓靜電吸附除菌消毒時(shí)無人在消毒場(chǎng)所效果較好，否則效果不盡人意。

1.1.3 等離子體技術(shù)

通過等離子體產(chǎn)生的高強(qiáng)度的電場(chǎng)和高速粒子產(chǎn)生的擊穿效應(yīng)，配合活性自由基、高能紫外線光子的作用，破壞通過該區(qū)域微生物的蛋白質(zhì)和核酸。據(jù)報(bào)道使用低溫條件下進(jìn)行等離子體空氣消毒，消毒完畢3h后，空氣質(zhì)量仍能維持Ⅲ類環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)[6]。

1.1.4 紫外線輻射消毒

紫外線空氣消毒歷史已久[7]。它的原理是在特定波長(zhǎng)范圍，微生物的核酸分子結(jié)構(gòu)被破壞達(dá)到消毒效果。其中，由于超紫光機(jī)采用汞齊和金燈管（波長(zhǎng)254nm），其效果優(yōu)于一般紫外燈，可以在15min內(nèi)消滅3m半徑內(nèi)空氣中H1N1病毒、禽流感H5N1病毒、抗萬古霉素腸球菌等多種細(xì)菌和病毒。而且消毒過程中無臭氧產(chǎn)生、無殘留毒物、無二次污染，對(duì)環(huán)境中的物體也無腐蝕性[8]。

1.1.5 熱力法

熱力滅菌法是高溫條件下破壞菌體蛋白質(zhì)和核酸的技術(shù)手段。有干熱和濕熱滅菌兩種方式。濕熱滅菌以較強(qiáng)的穿透力降解核酸，損傷菌體細(xì)胞膜，使蛋白質(zhì)變性，且蒸汽與固體接觸產(chǎn)生汽化潛熱等優(yōu)勢(shì)在醫(yī)院及實(shí)驗(yàn)室仍廣泛采用[9]。

1.2 化學(xué)試劑法

化學(xué)試劑法利用化學(xué)噴劑，對(duì)污染空間進(jìn)行大面積噴灑，通過化學(xué)試劑的消毒作用，使致病微生物死亡，達(dá)到空氣消毒的目的。新冠肺炎疫情期間因化學(xué)消毒效果明顯，易于大范圍操作而被廣泛使用。以下就幾種常用化學(xué)消毒劑進(jìn)行比較。

1.2.1 過氧化氫

過氧化氫是一種強(qiáng)氧化劑，通過破壞微生物的通透性屏障，從而殺滅細(xì)菌繁殖體、細(xì)菌芽胞、真菌、病毒和分枝桿菌等微生物的作用，且分解后僅產(chǎn)生氧氣和水[10]。它具有殺菌能力強(qiáng)、刺激性小、腐蝕性低、易于氣化、消毒后不留毒性等優(yōu)點(diǎn)。目前，市面及醫(yī)院常用規(guī)格為30g/L的過氧化氫消毒液（俗稱雙氧水）（HP），此外，可以制備成氣溶膠噴霧和以及消毒濕巾。

有報(bào)道對(duì)比了紫外線照射、3%的HP氣溶膠噴霧和空氣凈化消毒器對(duì)衛(wèi)生院傳染病房消毒效果，結(jié)果顯示，在無人條件下，傳染病房室內(nèi)使用3%的HP氣溶膠噴霧進(jìn)行消毒細(xì)菌清除率更高；但有人條件下，僅空氣凈化消毒機(jī)能在消毒后將空氣中自然菌落數(shù)維持在較低水平[11]?？梢奌P空氣消毒也受到消毒范圍內(nèi)有無人員的影響。

1.2.2 過氧乙酸

過氧乙酸消毒液屬于酸性氧化型殺菌消毒液，可應(yīng)用于各種情況（甚至4℃的低水溫下），達(dá)到快速徹底殺滅細(xì)菌、真菌、病毒、藻類、芽孢等各種微生物的效果，分解產(chǎn)物無毒無害，不污染環(huán)境，滿足環(huán)保要求。

1.2.3 二氧化氯

二氧化氯屬于強(qiáng)的氧化性消毒劑，對(duì)細(xì)菌繁殖體、分枝桿菌、芽胞、病毒等微生物均有殺滅效果。且具有很好的擴(kuò)散性和穿透性，在空氣終末消毒具有很大優(yōu)勢(shì)，但由于含有氯，需要考慮使用劑量來應(yīng)對(duì)毒性殘留的問題。

1.2.4 中藥熏蒸

我國(guó)中藥空氣消毒歷史久遠(yuǎn)，如在端午節(jié)秉承至今的習(xí)俗：使用蒼術(shù)、艾葉熏蒸房間進(jìn)行空氣消毒以驅(qū)瘴除穢[12]。主要原理是通過自然揮發(fā)或燃燒具有芳香氣味且能夠辟穢祛邪的中草藥，利用氣載作用下進(jìn)入人體呼吸系統(tǒng)或到達(dá)皮膚表面進(jìn)行消毒。郭艷玲等[13]通過將中藥熏蒸與紫外消毒對(duì)比研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在關(guān)閉門窗無人活動(dòng)的狀態(tài)下采用蒼術(shù)、艾葉煙熏對(duì)空氣消毒效果很好，可媲美于紫外線空氣消毒法。毛又玲等[14]也比較了過氧化氫噴霧法、蒼術(shù)熏蒸法及紫外線照射法的消毒效果，得出中藥熏蒸在消毒方面有著突出作用。因此中藥熏蒸在空氣消毒方面有一定的優(yōu)勢(shì)。

2 新冠肺炎期間空氣消毒技術(shù)的使用

2.1 化學(xué)消毒劑法

賈平驁等[15]對(duì)沈陽60個(gè)疫點(diǎn)終末消毒效果的進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)使用20~30mL/m3濃度為30g/L的HP消毒液或5 000mg L-1的過氧乙酸（C2H4O3）消毒液的氣溶膠噴霧消毒法，或者通過含有效氯為1 000mg/L的消毒液或是ClO2濃度為500mg/L的消毒劑對(duì)地面、墻壁擦拭或氣溶膠噴霧消毒方法，各類場(chǎng)所消毒效果合格率均為100%。宋江勤等[16]選用2.5g·L-1的HP與60g·L-1復(fù)方過氧乙酸含過氧乙酸，使用量為22mL/m3對(duì)新型冠狀病毒核酸檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)本制備間進(jìn)行噴霧消毒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有采集的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境標(biāo)本均未檢測(cè)到新冠病毒核酸陽性，無工作人員感染新冠病毒。證明該復(fù)方過氧乙酸可以起到保護(hù)工作人員安全的作用，對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)環(huán)境中的新冠病毒具有殺滅效果。

2.2 紫外消毒

胡靜等[17]對(duì)新冠病毒專用CT機(jī)房分別采用紫外線消毒燈、等離子空氣循環(huán)消毒機(jī)，以及兩種方式相結(jié)合的消毒方法進(jìn)行空氣消毒。應(yīng)用自然沉降法采集樣本，結(jié)果說明兩種消毒技術(shù)的結(jié)合方式效果最佳，不僅對(duì)設(shè)備損傷小，又能達(dá)到持續(xù)性循環(huán)消毒效果，可以有效地避免交叉感染，是新冠病毒流行期間不錯(cuò)的一種消毒方式。

3 空氣消毒后對(duì)環(huán)境的影響

新冠疫情爆發(fā)以來，全球HP和苯并氯銨（HCs）的市場(chǎng)從2019年的6.6億美元增加到2020年的7.8億美元[18]。截至2020年3月，中國(guó)僅在武漢發(fā)放的消毒劑至少有2 000t[19]。如此大量的使用，帶來環(huán)境二次污染，這些物質(zhì)通過污廢水、氣溶膠進(jìn)入環(huán)境，而且現(xiàn)在的污染治理技術(shù)還無法徹底去除，長(zhǎng)期持留與環(huán)境中必然對(duì)環(huán)境有影響。有學(xué)者提出消毒劑對(duì)陸地和水生環(huán)境都有毒害[20]。

3.1 對(duì)水環(huán)境的影響

新冠肺炎爆發(fā)以來，全國(guó)已經(jīng)大范圍進(jìn)行了空氣消毒工作，空氣消毒劑中的含氯消毒劑對(duì)自然水體，特別是地表水有著很大的影響。尹煒等[21]研究了疫情期間河湖水環(huán)境中消毒劑殘留狀況，以武漢市為監(jiān)測(cè)地點(diǎn)，數(shù)據(jù)顯示余氯在覆水中最高檢出值為0.4mg/L，廢水處理中攜帶的余氯可能對(duì)非目標(biāo)生物產(chǎn)生影響。而且消毒劑大量的投用，與環(huán)境中的物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成多種消毒副產(chǎn)物（DBPs），DBPs中以三氯甲烷的影響最為嚴(yán)重，對(duì)淡水藻類和浮萍有抑制作用。

3.2 對(duì)人體健康的危害

化學(xué)消毒劑消毒原理源自其強(qiáng)氧化性可以滅活病原微生物，但與此同時(shí)，這些化學(xué)試劑必然會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定影響。殘留在環(huán)境的含氯消毒劑與天然水體中的腐殖酸和富里酸等有機(jī)物產(chǎn)生致癌化合物三鹵甲烷（THMs）[22]。慢性毒理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，暴露于DBPs可能導(dǎo)致人類的遺傳毒性、細(xì)胞毒性、哮喘、皮疹、膀胱癌和結(jié)腸癌[23]。

3.3 對(duì)微生物影響

消毒劑的使用目的是為了阻斷細(xì)菌病毒的傳播，但是當(dāng)非目標(biāo)微生物在處理環(huán)境下接觸后會(huì)受到影響。例如，HP可能破壞敏感的非靶生物的細(xì)胞功能。另外，化學(xué)消毒劑的使用使得微生物為了適應(yīng)環(huán)境變化而發(fā)生變異，此過程中產(chǎn)生了抗性基因，宏觀上表現(xiàn)為微生物的耐藥性增加，消毒劑使用效果下降，而且耐藥性的微生物占據(jù)生態(tài)位促進(jìn)微生物結(jié)構(gòu)個(gè)進(jìn)化，影響微生物結(jié)構(gòu)多樣性，這樣有可能引起微生物生態(tài)系統(tǒng)的不平衡。

4 結(jié)束語

在環(huán)境消毒時(shí)如果能選擇物理方法盡量不使用化學(xué)試劑，如果能開發(fā)出中藥熏蒸的新技術(shù)對(duì)環(huán)境會(huì)更友好。然而新冠病毒的確嚴(yán)重危害著人們的健康，在新冠病毒流行期間大量化學(xué)消毒劑的使用，對(duì)環(huán)境帶來了不可小覷的影響，今后在新冠病毒速檢技術(shù)方面能夠提高的話，便可以給消毒劑的使用提供指導(dǎo)，可以在不同的環(huán)境選擇不同消毒方法及消毒劑使用劑量。在保證其消毒效果的同時(shí)又可以降低環(huán)境中殘留量，同時(shí)需要關(guān)注消毒劑殘留對(duì)非目標(biāo)生物影響，采取相應(yīng)的監(jiān)測(cè)，此外，在末端治理中應(yīng)多采用人工生態(tài)技術(shù)進(jìn)行三廢消毒劑的處理。以上做法有利于消毒劑對(duì)環(huán)境影響的研究和控制。