两种方法对空气净化器除菌效果的研究

李素娟 郭梓珊 袁英姿 叶烽钊 林培霞 谢小保

摘要：选取撞击法和平板沉降法两种空气微生物采样法，对两种空气净化器处理前和处理后空气中的自然菌分别进行了采样，通过比较净化前和净化后空气中细菌菌落的数量变化，计算了微生物消亡率来评价两种装置的净化效果，试验结果表明：光催化空气净化装置对空气微生物的消亡率更高，撞击式采样法对结果的评价更为合理。

关键词：光催化空气净化装置;紫外线空气净化装置;微生物消亡率;撞击法;沉降法

中图分类号：R122.2

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）4-0084-03

1 引言

空气是人类赖以生存的重要环境，也是微生物借以扩散的媒介，空气微生物主要附着在空气气溶胶细颗粒物表面，可较长时间停留于空气中，某些微生物随空气中细颗粒物穿过人体肺部存留在肺的深处，对身体的健康带来严重的危害，也可随空气中细颗粒物被输送到较远地区，给人类带来许多传染疾病。因此对公共场所空气微生物的监测，尤其对小于5 μm带菌颗粒的监测显得尤为重要。

在这种情况下，室内空气消毒的动态消毒设备发展较快，各种空气消毒设备先后进入市场，目前以多因子组合空气消毒器为主流发展方向，此类消毒器除菌效率高、技术较成熟，可以用于人在条件下持续性消毒，现已经广泛用于医疗卫生、制药、食品和电子行业的洁净环境[2]。光催化技术是近几年发展起来的一项空气净化技术，具有反应条件温和、能耗低、二次污染少，可以在常温常压下氧化分解结构稳定的有机物等优点。其显现出的强氧化性和良好的综合性能，使得光催化净化技术在众多类型空气净化技术中脱颖而出，成为空气净化的研究发展方向。本研究结果证明，光催化空气净化装置在无人条件下其24 h的空气净化效果达到90%以上，较普通紫外线空气净化效果提高了差不多1倍。有实验表明光催化净化装置的臭氧浓度及紫外线强度泄露都极其微量，更利于人们的身体健康。

2 材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 实验样品

光催化空气净化装置和普通的紫外线空气净化器。光催化空气净化装置主要利用光催化原理与负离子相结合进行净化消毒室内空气。

2.1.2 实验仪器

（1）采样器。采用JWL-IIC新型固体撞击式多功能空气微生物检测仪。它是应用惯性撞击原理，通过抽气动力作用，使空气通过狭缝或小孔产生高速气流，使悬浮在空气中的带菌粒子撞击到介质上而被采集。再利用被采集空气本身推动光盘旋转的特征，使采集到的微生物粒子均匀分布在介质上，从而准确测定环境中的带菌粒子浓度。

菌落计算公式：

菌落数（ cfu/m³）一[平皿平均菌落数（N）×1000]÷[空气流量（L）×采集时间（min）]

（2）培养箱。培养箱采用的是LRH- 250微电脑控制生化培养箱（上海以恒科技有限公司生产）。

（3）培养皿。采样使用的培养皿有9cm的玻璃培养皿和直径为5cm的塑料培养皿（和采样器配合使用）。

（4）实验场所。取30 m³无人的空间作为现场实验场所，房间密封条件较好。该房间主要用于消毒效果的现场试验的。

2.2 实验方法

（1）选择两个同样大小30 m³同样条件的房间为实验场所，将两台空气净化器（普通紫外线空气净化器和光催化空气净化器）分别安置于两个房间中心高1.8 m的位置。在启动消毒净化器之前，用JWL - IIB新型固体撞击式多功能空气微生物检测仪进行对照组采样，采样点选择对角线3个点进行采样。关闭好空气检测室门窗，开启空气净化装置，分别于0.5 h、1 h、2h、4h、8h、24 h对空气检测室里的空气按照对照相同的方法进行检测，计算空气的消亡率。空气消亡率的计算公式为：

消亡率一（消毒前样本平均菌数一消毒后样本平均菌数）÷消毒前样本平均菌数×100%。

（2）以同样的方法安装空气净化器，在启动消毒净化器之前，用沉降法进行对照组采样。采样点选择对角线三个点，采样平板暴露时间为5 min。关闭好空气检测室门窗，开启空气净化装置，分别于0.5 h、th、2h、4h、8h、24 h对空气检测室里的空气按照对照相同的方法进行检测，计算空气的消亡率[4]。空气消亡率的计算公式为：

消亡率一（消毒前样本平均菌数一消毒后样本平均菌数）÷消毒前样本平均菌数×100%。

（3）在两个房间里分别安装两台同样的光催化空气净化器，安装方法同上。一个房间采用撞击式空气采样仪采样，一种采用平板沉降法进行采样，比较不同时间段两种方法采样所得空气消亡率的差别。

3 结果

3.1 两种净化器撞击法结果

用撞击法进行现场试验，所得结果如表1所示。

由试验结果知，光催化空气净化器在4h内空气净化效果就达到70%以上，24 h的杀菌率能达到90%以上，净化效果十分好。而紫外线空气净化器2～4 h其杀菌效果趋于稳定，即使再增加时间，其杀菌效果变化不大。

3.2 两种净化器沉降法结果

用沉降法進行现场试验，所得结果如表2所示。

由试验结果可以看出，用沉降法进行现场试验，当环境中的菌粒子浓度较低的时候，用平皿检测将很难收集到菌。从而使光催化空气净化器的净化效果达到100%，不能真实地反应出其净化效果。而紫外线净化器的净化效果趋于稳定时，由沉降菌也很难看到其净化效果的变化规律。

3.3 同种净化器两种检测方法的结果比较

把两台同样的光催化装置分别放到两个条件相同的房间，用撞击法和沉降法分别进行现场试验检测，多次实验后取消亡率的平均值，所得结果如表3所示。撞击法所得结果呈缓慢增长，当机器运行到8h以上时，其杀菌效率接近最高值，如果再延长机器作用时间，其自然菌消亡率也会随着作小幅度的提高。而沉降法到运行8h其所得自然菌消亡率达到91.31%，当再延长时间，平板法很难再采到沉降粒子了，沉降法就不再适用了。

4 结论

（1）光催化空气净化装置对空气微生物的消亡率远远高于紫外线空气净化装置，是一种比较新颖和高效的空气净化装置，其对室内空气的净化效果能够完全满足空气净化要求。

（2）撞击法和平皿沉降法在空气动力学概念上是完全不相同的两种方法，两种方法获得的监测结果既无可比性又不能互相换算。但撞击法对空气中的微小颗粒更为敏感，检测结果更为准确。

参考文献：

[1]陈新宇，徐巧兰，李名钊，等，撞击法和自然沉降法监测室内空气细菌总数捕获效果的研究[J].热带医学杂志，2007，7（3）：282～284.

[2]胡爱清，胡和平，段艳芳.光催化空气消毒器杀菌效果试验研究[J].中国消毒学杂志，2007，24（4）：357～359.

[3]钟嶷，郭重山，李小晖，等，自然沉降法和撞击法在空气细菌总数测定中的应用和比较[J].环境与健康杂志，2004，21（3）：149～152.

[4]李燕.撞击法和沉降法监测室内空气微生物结果比较[J].广西预防医学，2000，5（6）：298～300.

[5]卫生部法制与监督司.消毒技术规范[S].北京：中华人民共和国卫生部，2002：55.

[6]柳振安，龚镇奎，陈俐侃，等，光催化空气净化器效果实验报告[J].湖北预防医学杂志，2003，14（5）：26～27.