一種基于二氧化氯傳感器可應(yīng)用于現(xiàn)鈔的殺菌裝置的開(kāi)發(fā)

唐 成，唐銘澤，王淑軍，陳 勇，毛宇鵬，張 焱，劉興辰

(1.中國(guó)物品編碼中心，北京 100011；2.北方工業(yè)大學(xué)機(jī)械與材料工程學(xué)院，北京 100144；3.國(guó)家食品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心，北京 100015；4.南京龍淵微電子科技有限公司，江蘇 南京 210000；5.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

1 前言

中國(guó)是現(xiàn)鈔流通大國(guó)，現(xiàn)鈔是存放方式多樣且經(jīng)手人數(shù)最多的物品之一。據(jù)有關(guān)部門數(shù)據(jù)顯示，目前中國(guó)每年的現(xiàn)鈔通流量約為九萬(wàn)億元人民幣。而現(xiàn)鈔在流通過(guò)程中存在被不同的病毒及細(xì)菌所污染的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，存在于現(xiàn)鈔上的病毒細(xì)菌會(huì)隨著現(xiàn)鈔的流通進(jìn)行傳播，甚至流行，危害人體的健康，因此現(xiàn)鈔也成為了傳染疾病的媒介之一，而減少現(xiàn)鈔上的病毒細(xì)菌以降低流行病的傳播與流行是保護(hù)廣大人民群眾的身體健康的重要手段。同時(shí)，現(xiàn)金是國(guó)家金融體系的不可分割的重要媒介，款項(xiàng)調(diào)撥、處理等環(huán)節(jié)會(huì)不可避免地接觸到紙幣和硬幣。新冠病毒或其他病毒細(xì)菌污染的紙幣在流通過(guò)程中對(duì)運(yùn)輸、銀行從業(yè)人員及人民群眾的健康都是巨大的隱患，各國(guó)現(xiàn)有的現(xiàn)鈔殺菌系統(tǒng)存在許多問(wèn)題，如現(xiàn)鈔存放殺菌周期長(zhǎng)、殺菌效果不顯著、解決策略影響現(xiàn)鈔使用壽命、影響流通使用、存儲(chǔ)場(chǎng)所環(huán)境安全等等。因此，在疫情的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)下，各國(guó)急需建立一個(gè)可以保障人民身體健康不受新冠等其他病毒細(xì)菌侵害的更高效現(xiàn)鈔殺菌系統(tǒng)。

1.1 現(xiàn)鈔流通主要環(huán)節(jié)

現(xiàn)鈔主要從各商業(yè)銀行網(wǎng)點(diǎn)及ATM 自動(dòng)取款機(jī)被居民取出流入市場(chǎng)，在居民日常交易及消費(fèi)過(guò)程中從不同人員手中流通，流通場(chǎng)所主要涉及市場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、學(xué)校等人口密集場(chǎng)所，其中一部分現(xiàn)鈔會(huì)通過(guò)客戶存款及特定場(chǎng)所的集中回籠回到銀行。各銀行根據(jù)實(shí)際情況，會(huì)對(duì)支行回籠現(xiàn)金進(jìn)行消毒和清點(diǎn)，消毒方式主要采用紫外線、臭氧、高溫等，視情況再次將其投放回市場(chǎng)，破損或有安全隱患的現(xiàn)鈔則繳存人民銀行發(fā)行庫(kù)處理。

在現(xiàn)鈔流通的主要環(huán)節(jié)中，由于涉及人員及交易場(chǎng)所的復(fù)雜性，現(xiàn)鈔可能會(huì)在流通的過(guò)程中被污染，成為傳播疾病的潛在途徑。在流通主要環(huán)節(jié)中，由于條件的限制，居民通常不會(huì)對(duì)手中的現(xiàn)鈔進(jìn)行有效的消毒殺菌；盡管有些居民有意識(shí)地采用酒精噴灑等方式對(duì)現(xiàn)鈔進(jìn)行消毒，但由于酒精噴灑對(duì)現(xiàn)鈔表面的微生物殺滅效果有限，其效果往往不是很理想，而其他消毒方式如高溫消毒等更是會(huì)對(duì)現(xiàn)鈔造成損傷。因此，對(duì)現(xiàn)鈔進(jìn)行消毒殺菌的責(zé)任主要由銀行完成。銀行相比于個(gè)人，通常配有更專業(yè)的消毒設(shè)備及物資，如紫外線燈，更強(qiáng)力的消毒劑等等。在銀行營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)收入現(xiàn)金后，通常在點(diǎn)鈔的過(guò)程中會(huì)對(duì)現(xiàn)鈔用紫外線照射，在一些情況下也會(huì)采用消毒劑及高溫消毒的方法對(duì)收入現(xiàn)金進(jìn)行消毒封存，再視情況重新將其投入市場(chǎng)。

1.2 現(xiàn)鈔流通主要污染源及存在風(fēng)險(xiǎn)

現(xiàn)鈔在市場(chǎng)流通過(guò)程中所處環(huán)境及經(jīng)由人員復(fù)雜，通常攜帶有大量的污染物及致病菌，對(duì)于居民的健康和安全是一種潛在的威脅[1]。有研究表明，通過(guò)采用宏蛋白質(zhì)組的手段對(duì)現(xiàn)鈔表面殘留的蛋白質(zhì)物質(zhì)進(jìn)行分析，在現(xiàn)鈔表面分析檢出了包括家畜、野生動(dòng)物、寵物、植物、水產(chǎn)品、微生物在內(nèi)的82 個(gè)物種的蛋白質(zhì)；對(duì)其表面的微生物進(jìn)行近一步分析，發(fā)現(xiàn)其微生物包括細(xì)菌、真菌和病毒，其中更是含有多種對(duì)人類致病的細(xì)菌及病毒，這是一種潛在的公共衛(wèi)生安全隱患[2]。這種安全隱患更是對(duì)居民健康造成了極大的威脅。研究表明新冠病毒可在現(xiàn)鈔等粗糙物品表面存活數(shù)小時(shí)[3]，杜絕病毒通過(guò)現(xiàn)鈔流通傳播對(duì)疫情整體防控而言顯得極為重要。

1.3 我國(guó)對(duì)現(xiàn)鈔消殺的現(xiàn)行措施及主要存在問(wèn)題

為了有效抑制疫情的傳播，疫情防控重點(diǎn)地區(qū)迅速調(diào)整了其現(xiàn)鈔的流通和調(diào)撥政策。首先銀行暫停了全國(guó)范圍內(nèi)現(xiàn)鈔的跨省調(diào)撥和部分疫情嚴(yán)重地區(qū)的省內(nèi)跨市調(diào)撥，避免由于現(xiàn)金大面積流動(dòng)造成的病毒傳播。其次，在疫情發(fā)生前，銀行收入的現(xiàn)鈔經(jīng)過(guò)清點(diǎn)及消毒后，是被允許重新投入市場(chǎng)的，而疫情期間，疫情防控重點(diǎn)地區(qū)的回籠現(xiàn)鈔，在進(jìn)行更嚴(yán)格的紫外線或者高溫等消毒程序后，需至少在庫(kù)中存入14 d 以上才被允許重新投入市場(chǎng)，甚至直接銷毀，而在疫情防控非重點(diǎn)地區(qū)現(xiàn)鈔再重新投入市場(chǎng)前需存放7 d 以上。而對(duì)于車站、醫(yī)院等場(chǎng)所回籠的現(xiàn)金，銀行則以更嚴(yán)格的辦法進(jìn)行處理，進(jìn)行單獨(dú)消毒封存后，集中交存中國(guó)人民銀行，不得再次流回市場(chǎng)。

現(xiàn)鈔消殺及流通的現(xiàn)行政策最大程度避免了病毒通過(guò)現(xiàn)鈔傳播，保障了居民的健康安全。但由于現(xiàn)鈔調(diào)撥受到嚴(yán)格限制，部分現(xiàn)鈔需要進(jìn)行一段時(shí)間的封存甚至不再投入市場(chǎng)，各銀行網(wǎng)點(diǎn)的新鈔儲(chǔ)備有時(shí)不能及時(shí)地保障市場(chǎng)需求，對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)鈔的流通造成了一定的不便。我們亟需一種更高效便捷，既能杜絕病毒通過(guò)現(xiàn)鈔傳播，又能有效降低銀行成本及保障現(xiàn)鈔安全的現(xiàn)鈔消殺流通系統(tǒng)。

目前常用的消毒措施有以下幾種:紫外線，高溫消毒，臭氧，光觸媒消毒液，含氯消毒劑，苯酚類消毒劑，酒精噴劑。這些消毒措施在一定的使用條件下均對(duì)微生物有一定的殺滅效果，也具有相應(yīng)的局限性。紫外消毒是目前最常用的現(xiàn)鈔消毒方法，其殺菌率一般可以達(dá)到99%，然而紫外消毒也存在一定的缺陷，紫外線僅能殺滅被直接照射的表面微生物，因此難以在短時(shí)間內(nèi)高效地對(duì)每一張現(xiàn)鈔進(jìn)行有效消殺。臭氧是目前已知的消毒殺菌效果最強(qiáng)的氧化劑之一，臭氧在空氣中可以迅速擴(kuò)散且分布均勻，實(shí)現(xiàn)全方位“零”死角的消毒。然而由于其殺菌時(shí)間較長(zhǎng)，達(dá)到良好的殺菌效果一般需要連續(xù)消毒50 min～60 min，因此限制了其應(yīng)用。低毒或者無(wú)毒性的次氯酸鈉消毒劑目前在市場(chǎng)上應(yīng)用最為廣泛，然而次氯酸鈉消毒劑對(duì)人體皮膚和物體表面均有腐蝕性，也會(huì)對(duì)紙幣產(chǎn)生損傷。酒精噴劑已廣泛地用于人們的日常生活中，然而酒精噴劑的缺點(diǎn)是具有易燃性和脂溶性，具有一定的安全隱患，且對(duì)紙幣會(huì)造成一定的損傷。綜上所述，常用的消毒手段和試劑雖然可以起到一定的殺菌效果，然而在現(xiàn)鈔消殺的應(yīng)用上仍然存在一定的局限性，結(jié)合現(xiàn)鈔在市場(chǎng)中的流通和消毒劑的應(yīng)用條件，總的來(lái)說(shuō)，高效短時(shí)地實(shí)現(xiàn)單張現(xiàn)鈔的消殺并制定相應(yīng)的管理準(zhǔn)則是目前現(xiàn)鈔消殺的痛點(diǎn)。

2 現(xiàn)鈔消殺的食品級(jí)二氧化氯生成器的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)方案

為了解決上述現(xiàn)鈔消殺中存在的問(wèn)題，在充分研究和對(duì)比了不同種類的消殺技術(shù)后，筆者認(rèn)為食品級(jí)二氧化氯氣體可以運(yùn)用到現(xiàn)鈔消殺體系。食品級(jí)二氧化氯是被世界衛(wèi)生組織(WHO)列為A1 類別的消毒劑，也是國(guó)際公認(rèn)的安全、無(wú)“三致”效應(yīng)、對(duì)人體無(wú)影響且作用后無(wú)殘留的高活性殺菌劑[4－5]。目前我國(guó)市面上成熟且可控的以二氧化氯為消毒劑的產(chǎn)品有二氧化氯消毒緩釋器、二氧化氯消毒噴劑、二氧化氯空間消毒機(jī)和二氧化氯消毒液等[6－7]。結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有的現(xiàn)鈔處理設(shè)備和二氧化氯消毒劑的特性，可將如“高效氣態(tài)二氧化氯集成發(fā)生器”和“二氧化氯空間消毒可控緩釋技術(shù)”等目前已實(shí)現(xiàn)的技術(shù)與現(xiàn)鈔處理設(shè)備如點(diǎn)鈔機(jī)進(jìn)行改造配合，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)鈔清點(diǎn)過(guò)程中單張紙幣的無(wú)遺漏表面消殺，從根源上解決現(xiàn)鈔作為病毒及有害細(xì)菌的傳播途徑。同時(shí)結(jié)合國(guó)家對(duì)現(xiàn)鈔的管控和冠字號(hào)的追蹤，可以實(shí)現(xiàn)紙幣、硬幣流通過(guò)程中消殺的信息化管理，避免重復(fù)消殺，重復(fù)購(gòu)置消殺設(shè)備，以降低消殺的成本。

2.1 二氧化氯殺菌裝置設(shè)計(jì)

根據(jù)銀行網(wǎng)點(diǎn)和自助存儲(chǔ)設(shè)備中紙幣流通較多的特性，筆者設(shè)計(jì)以下基于食品級(jí)二氧化氯的紙幣消殺裝置(圖1)，本文著重于電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及裝置殺菌效果的驗(yàn)證。此裝置含有三個(gè)主要部分:第一部分為緩釋型食品級(jí)二氧化氯發(fā)生器，第二部分為含有二氧化氯濃度檢測(cè)器的儲(chǔ)存罐，第三部分為連接有二氧化氯噴氣閥的點(diǎn)鈔機(jī)。在第一部分的緩釋體系中，含有以A 和B 兩部分組成的二氧化氯發(fā)生器及二氧化氯氣體收集器。其中A 中為前驅(qū)物，常用亞氯酸鹽等粉末，放置于上方的小盒中，B 中為酸化劑，常以液體形式存在，如檸檬酸等，放置于下方的小盒中。上下疊放A、B 兩個(gè)安裝盒，前驅(qū)物便可通過(guò)粉末通道與酸化劑反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)食品級(jí)二氧化氯的產(chǎn)生。該粉末通道可以根據(jù)儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的二氧化氯濃度調(diào)節(jié)粉末進(jìn)入酸化劑中的速率，產(chǎn)生適量的二氧化氯，并緩慢釋放至點(diǎn)鈔機(jī)等清點(diǎn)類設(shè)備的適當(dāng)位置，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)鈔的表面消殺，以節(jié)約成本和實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化氯的更有效利用。二氧化氯儲(chǔ)存罐內(nèi)的的二氧化氯濃度檢測(cè)器可以對(duì)食品級(jí)二氧化氯的生產(chǎn)裝置進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，確保點(diǎn)鈔機(jī)等清點(diǎn)類設(shè)備中二氧化氯的濃度在有效消殺范圍內(nèi)。連接點(diǎn)鈔機(jī)的智能密閉噴氣閥可以確保點(diǎn)鈔機(jī)內(nèi)有充足的二氧化氯，以實(shí)現(xiàn)高效消殺。每一個(gè)與食品級(jí)二氧化氯發(fā)生器連接的現(xiàn)鈔消殺裝置會(huì)擁有一個(gè)獨(dú)特的二維碼，以跟蹤監(jiān)測(cè)A、B 反應(yīng)盒內(nèi)有效物質(zhì)的濃度并定期更換。本裝置中的可更換的緩釋型食品級(jí)二氧化氯發(fā)生器，是在現(xiàn)鈔消殺系統(tǒng)中設(shè)備改造的關(guān)鍵。

圖1 現(xiàn)鈔消毒的食品級(jí)二氧化氯生成裝置

2.2 基于二氧化氯傳感器的智能噴氣閥的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文所使用的二氧化氯傳感器是一種基于固態(tài)聚合物電化學(xué)的傳感器[8]。技術(shù)依據(jù)是電化學(xué)氣體檢測(cè)原理，測(cè)量可以化學(xué)分解的各種氣體。傳感器是由三個(gè)與電解液接觸的電極構(gòu)成，典型電極由大表面積貴金屬及其他材料組成。電極、電解液和周圍空氣接觸，氣體通過(guò)多孔膜背面擴(kuò)散入傳感器的工作電極，在該電極上氣體被氧化或還原，這種電化學(xué)反應(yīng)引起流經(jīng)外部線路的電流。本文所采用的傳感器具備靈敏度高及檢測(cè)范圍廣的特點(diǎn)，最低檢測(cè)限可達(dá)到0.01×10－6，檢測(cè)范圍為0～500×10－6。經(jīng)過(guò)標(biāo)定后，傳感器預(yù)期壽命在常溫常濕下可工作三年以上。

如圖2 所示，本文所設(shè)計(jì)的智能密閉噴氣閥主要包括閥門開(kāi)關(guān)、反相施密特觸發(fā)器、二氧化氯傳感器、測(cè)量檢測(cè)表及可變電阻等主要部件構(gòu)成。在點(diǎn)鈔機(jī)環(huán)境中二氧化氯濃度的控制主要通過(guò)反相施密特觸發(fā)器和閥門開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)二氧化氯濃度過(guò)低，超過(guò)低閾值設(shè)定時(shí)，閥門打開(kāi)，持續(xù)釋放二氧化氯氣體。當(dāng)二氧化氯濃度過(guò)高，超過(guò)高閾值設(shè)定時(shí)，閥門關(guān)閉，避免過(guò)高濃度二氧化氯對(duì)現(xiàn)鈔及環(huán)境造成傷害。測(cè)量檢測(cè)表會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)輸出二氧化氯濃度，有助于研究最佳二氧化氯濃度及系統(tǒng)不斷優(yōu)化。

圖2 一種基于二氧化氯傳感器的智能密閉噴氣閥的結(jié)構(gòu)圖

3 緩釋型食品級(jí)二氧化氯生成器的搭建及殺菌效果測(cè)試

3.1 緩釋型二氧化氯發(fā)生器的初步搭建

本設(shè)計(jì)采用將次氯酸鈉粉末與食品級(jí)檸檬酸溶液存放于二元包裝中，在使用時(shí)將兩種物質(zhì)在發(fā)生器中混合的方法，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生器頂空環(huán)境釋放出有效濃度的二氧化氯氣體，并通過(guò)空氣泵將氣態(tài)二氧化氯輸送至裝有一定數(shù)量現(xiàn)鈔的點(diǎn)鈔機(jī)中，對(duì)氣態(tài)二氧化氯對(duì)現(xiàn)鈔表面微生物的殺滅效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.2 實(shí)驗(yàn)材料

次氯酸鈉(食品級(jí))，檸檬酸(食品級(jí))，二氧化氯發(fā)生器(裝有攪拌裝置的20 L 塑料容器)，空氣泵，自動(dòng)點(diǎn)鈔機(jī)，現(xiàn)鈔，氣態(tài)二氧化氯濃度檢測(cè)管(德?tīng)柛?，胰蛋白胨大豆肉湯培養(yǎng)基，胰蛋白胨大豆瓊脂培養(yǎng)基，平板計(jì)數(shù)瓊脂，孟加拉紅瓊脂，無(wú)菌棉拭子。微生物包括大腸桿菌(CMCC(B)44102)、金黃色葡萄球菌(CGMCC1.0089)、枯草芽孢桿菌(CGMCC1.1849)、沙門氏菌、糞腸球菌、白色念珠菌。

3.3 實(shí)驗(yàn)步驟

3.3.1 實(shí)驗(yàn)菌懸液的制備

將大腸埃希氏菌(CMCC(B)44102)、金黃色葡萄球菌(CGMCC1.0089)、枯草芽孢桿菌(CGMCC1.1849)、沙門氏菌、糞腸球菌、白色念珠菌分別于胰蛋白胨大豆肉湯培養(yǎng)基中活化，在37 ℃培養(yǎng)箱中過(guò)夜培養(yǎng)后，在胰蛋白胨大豆瓊脂培養(yǎng)皿上劃板，在37 ℃培養(yǎng)箱中過(guò)夜培養(yǎng)后挑取單菌落于胰蛋白胨大豆肉湯培養(yǎng)基中，在37 ℃下懸搖直至獲得濃度為1×108CFU/mL的菌懸液[9]。

3.3.2 含菌人民幣的制備

將100 元人民幣放入菌懸液中進(jìn)行浸泡，使其全部均勻沾滿菌液，將人民幣在無(wú)菌工作臺(tái)中進(jìn)行通風(fēng)晾干后，準(zhǔn)備放入事先消毒好的點(diǎn)鈔機(jī)中。

3.3.3 食品級(jí)二氧化氯發(fā)生器的使用

將酸化劑(食品級(jí)檸檬酸)溶解于去離子水中，后將前驅(qū)物(次氯酸鈉)以一定比例緩慢加入到檸檬酸水溶液中，打開(kāi)發(fā)生器中的攪拌裝置對(duì)混合溶液進(jìn)行均勻緩慢攪拌，數(shù)分鐘后，將空氣泵打開(kāi)使發(fā)生器中含有二氧化氯的頂空霧狀氣體通過(guò)噴氣閥均勻噴灑至自動(dòng)點(diǎn)鈔機(jī)中的人民幣表面。

3.3.4 人民幣點(diǎn)鈔消毒模擬實(shí)驗(yàn)

打開(kāi)點(diǎn)鈔機(jī)電源開(kāi)關(guān)預(yù)熱五分鐘，打開(kāi)噴霧噴氣閥后，啟動(dòng)點(diǎn)鈔機(jī)對(duì)人民幣重復(fù)進(jìn)行兩次點(diǎn)鈔過(guò)程，點(diǎn)鈔機(jī)在點(diǎn)鈔過(guò)程中通過(guò)噴氣閥對(duì)人民幣正反兩面進(jìn)行霧化消毒處理。點(diǎn)鈔完成后，用無(wú)菌棉拭子對(duì)人民幣表面進(jìn)行涂抹法采樣后，在37 ℃恒溫培養(yǎng)48 h后(白色念珠菌在25 ℃恒溫培養(yǎng)72 h)，進(jìn)行活菌培養(yǎng)計(jì)數(shù)[10－11]。部分未被放入點(diǎn)鈔機(jī)中的含菌人民幣被以同樣方法計(jì)數(shù)作為對(duì)照。整個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，最終結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.1 點(diǎn)鈔機(jī)及周圍環(huán)境二氧化氯氣體濃度

在三次人民幣點(diǎn)鈔消毒模擬實(shí)驗(yàn)中，對(duì)不同位置二氧化氯氣體的濃度進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果表明，在我們?cè)O(shè)計(jì)的氣態(tài)二氧化氯發(fā)生裝置中，通過(guò)將酸化劑和前驅(qū)物混合攪拌，一定濃度的二氧化氯確實(shí)產(chǎn)生，通過(guò)空氣泵的輸送，有效濃度為224×10－6的二氧化氯氣體能夠通過(guò)噴氣閥噴灑到人民幣表面，在點(diǎn)鈔口附近的二氧化氯濃度有所降低，約為200×10－6，但其濃度理論上可以達(dá)到對(duì)多種細(xì)菌和真菌的有效殺滅。實(shí)驗(yàn)中不同位置二氧化氯濃度如表1 所示。智能密閉噴氣閥在每次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)濃度達(dá)到200×10－6時(shí)都能及時(shí)關(guān)閉，具有很好的穩(wěn)定性。有研究表明[12]，采用檸檬酸和二氧化氯儲(chǔ)存液混合的方式可以制成一種液態(tài)二氧化氯緩釋劑。此緩釋劑生成的二氧化氯含量較高且具有很好的殺菌效果。采用該方法制成的最終濃度為50×10－6的二氧化氯溶液對(duì)含有金黃色葡萄球菌、白色念珠菌和大腸桿菌的溶液進(jìn)行10 min 的消殺處理，結(jié)果表明可以達(dá)到100%的殺菌率。然而雖然二氧化氯儲(chǔ)存液較為穩(wěn)定，檸檬酸活化后的液態(tài)消毒劑不穩(wěn)定，二氧化氯的含量會(huì)隨放置時(shí)間的延長(zhǎng)而迅速下降，因此此液態(tài)消毒劑需在臨用前活化配制。另一種液體二氧化氯緩釋消毒劑可以通過(guò)載體進(jìn)行定量殺菌。研究結(jié)果表明，使用二氧化氯濃度為100×10－6的二氧化氯緩釋消毒劑，其作用6 min 對(duì)大腸桿菌的殺滅率達(dá)100%。

表1 人民幣點(diǎn)鈔消毒模擬實(shí)驗(yàn)中不同位置二氧化氯氣體濃度

在本實(shí)驗(yàn)中，我們同樣對(duì)點(diǎn)鈔機(jī)使用環(huán)境中的二氧化氯濃度進(jìn)行檢測(cè)，空氣中二氧化氯濃度始終低于5×10－6，這對(duì)點(diǎn)鈔機(jī)使用者及環(huán)境都是一個(gè)安全值，符合?工作場(chǎng)所有害職業(yè)接觸限值第一部分:化學(xué)有害因素?GBZ 2.1—2019 的要求?？諝庵袣埩舻亩趸葧?huì)不斷降解，更可通過(guò)加強(qiáng)使用場(chǎng)所的空氣流通來(lái)避免環(huán)境中殘留二氧化氯的累積和其可能帶來(lái)的危害[13]。

4.2 人民幣點(diǎn)鈔消毒實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，由表2 結(jié)果證明，通過(guò)使用所設(shè)計(jì)的食品級(jí)二氧化氯生成裝置在點(diǎn)鈔機(jī)兩次點(diǎn)鈔過(guò)程中對(duì)人民幣表面進(jìn)行消毒殺菌，對(duì)不同細(xì)菌及真菌均具有非常顯著的效果，殺滅對(duì)數(shù)值均達(dá)到五個(gè)對(duì)數(shù)以上，有效滅菌率均達(dá)到99.999%。這與我們預(yù)期的結(jié)果一致[14－15]，200×10－6有效濃度的二氧化氯氣體能夠?qū)Χ鄶?shù)微生物包括致病菌有強(qiáng)效的消殺作用。

表2 人民幣表面微生物殺滅結(jié)果

4.3 點(diǎn)鈔消毒實(shí)驗(yàn)對(duì)人民幣的影響

通過(guò)三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)點(diǎn)鈔機(jī)兩次點(diǎn)鈔的人民幣表面未出現(xiàn)任何破損或其他損傷，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存中，人民幣的顏色和質(zhì)地與對(duì)照組相比無(wú)顯著性差別，這表示我們的二氧化氯消毒殺菌裝置不會(huì)對(duì)人民幣的質(zhì)量及使用壽命造成影響。

綜上所述，我們開(kāi)發(fā)的二氧化氯消毒殺菌裝置已經(jīng)較為成熟且充分可控。使用食品級(jí)的二氧化氯不僅可以解決常用消毒劑在現(xiàn)鈔殺菌中的諸多局限性，例如僅限表面消毒、加熱不均導(dǎo)致儀器損傷或消毒劑本身對(duì)現(xiàn)鈔有損傷等，且對(duì)人體無(wú)任何副作用。因此，筆者認(rèn)為以二氧化氯為消毒劑的現(xiàn)鈔殺菌儀器將會(huì)廣泛應(yīng)用于日常生活中。

5 結(jié)論與展望

現(xiàn)鈔不僅是百姓日常生活中的交易媒介，也是各國(guó)金融體系中不可或缺的重要媒介，許多金融體系環(huán)節(jié)都不可以避免地會(huì)有現(xiàn)鈔的使用。然而現(xiàn)鈔作為細(xì)菌病毒的潛在傳播載體，對(duì)人類的身體健康是一個(gè)較大威脅。因此一個(gè)高效的現(xiàn)鈔消殺體系急需建立。

目前，市面上常用的消殺劑在現(xiàn)鈔的消殺應(yīng)用中效果不佳，存在不少的缺陷。二氧化氯作為一種較為新型的消殺劑，已在國(guó)內(nèi)外的果蔬防腐和公共區(qū)域消殺中廣泛應(yīng)用[16－17]。因此，二氧化氯氣體在現(xiàn)鈔消殺領(lǐng)域是十分具有應(yīng)用前景的。因此將二氧化氯與現(xiàn)鈔流通過(guò)程中的環(huán)節(jié)連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的每張現(xiàn)鈔的消殺成為提高現(xiàn)鈔安全性的關(guān)鍵。

筆者將液態(tài)食品級(jí)二氧化氯緩釋劑與現(xiàn)鈔流通體系中的點(diǎn)鈔機(jī)結(jié)合，提出了一個(gè)可調(diào)控二氧化氯濃度的現(xiàn)鈔消殺體系，以實(shí)現(xiàn)在點(diǎn)鈔過(guò)程中對(duì)每張現(xiàn)鈔的高效消殺。僅需定期對(duì)液態(tài)食品級(jí)二氧化氯緩釋劑體系進(jìn)行物料的補(bǔ)充，便可以持續(xù)地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)鈔的高效消殺。同樣，在現(xiàn)鈔的儲(chǔ)存過(guò)程中，可基于研發(fā)的食品級(jí)二氧化氯消毒可控緩釋模塊，對(duì)現(xiàn)鈔流通和靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)施(現(xiàn)鈔庫(kù)房、存儲(chǔ)柜、周轉(zhuǎn)箱、運(yùn)輸車輛及工作空間)的消殺去味設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，視不同空間及環(huán)境，設(shè)計(jì)基于環(huán)保二氧化氯消毒劑的不同類型、不同容量/大小、不同控制模式的消殺去味設(shè)備，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)鈔周轉(zhuǎn)箱(袋、盒、柜)、現(xiàn)鈔運(yùn)輸設(shè)施(押運(yùn)車)、現(xiàn)鈔存儲(chǔ)設(shè)施(庫(kù)房)及工作空間等現(xiàn)金流通環(huán)節(jié)的殺菌和除異味功能。同時(shí)基于現(xiàn)鈔流通全生命周期、全鏈條上的多網(wǎng)點(diǎn)、多中心的營(yíng)業(yè)場(chǎng)所、庫(kù)房設(shè)備及設(shè)施布局，直至現(xiàn)鈔使用者，采用基于全球統(tǒng)一編碼標(biāo)識(shí)體系與自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，特別是大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能等技術(shù)，和中國(guó)人民銀行推行的?區(qū)域現(xiàn)金處理中心?六省市試點(diǎn)文件精神結(jié)合，搭建創(chuàng)新的中國(guó)現(xiàn)鈔公共衛(wèi)生管理服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)每一張紙幣在流通中可查詢、可追溯的同時(shí)，保證中國(guó)現(xiàn)鈔流通全程的安全、高效、衛(wèi)生和綠色，讓百姓能放心使用現(xiàn)鈔[18]。客觀地說(shuō)，這一研究填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白，為全球提供了“中國(guó)方案”。