地铁通风空调系统中空气微生物传播与消毒的控制方法研究

吴丹

摘要：地铁地下车站设备区及公共区均采用空调通风系统，为车站设备提供满足工艺性要求的空调环境、也为乘客及工作人员提供了舒适性空调。地下车站的空间密闭性较强，地铁作为城市公共交通系统，运营时段客流量大，且全年站厅站台温度控制在相对恒温状态，非常有利于微生物的滋生，如果车站的通风空调系统在设计或运营时考虑、管理不当，就会滋生大量的微生物，进而通过气溶胶的传播方式污染车站公共区的空气以及影响乘客、工作人员的健康。做好相应的空气消毒是目前最为重要的事情，对室内微生物以及颗粒物的净化消毒效果有着很高的要求。本文以地铁通风空调系统为研究对象，并对微生物的生态特性进行基础性探讨，以此研究地铁通风空调环境对微生物的预防、消毒以及杀灭技术，对提高空调系统的空气净化消毒具有重大的理论、实践价值和社会意义。

关键词：地铁;空调环境;气溶胶;微生物;消毒

一、前言

目前大多数人们每天会选择地铁作为出行的交通工具，使用率较高，而地铁中每一节车厢内均会安装空调，设置空调系统原本是为人们提供一个安全、舒适的乘坐环境，但如果空调系统被污染，就反而可能成为污染物传播扩散的途径，危害人们的身心健康和生命安全。通风空调系统对微生物的传播主要以气溶胶（Aerosol）的形式，气溶胶是固态或液态微粒悬浮在气体介质中的分散系统[1]。人类赖以生存的大气就是一个宏大的“气溶胶世界”，人类时刻都处身其中，反过来又对其组成来源、传播及其作用产生重大影响。针对地铁通风空调系统中微生物的传播方式进行相应的消毒杀菌处理，为出行的人群能够有安全、舒适的乘坐环境提供强有力的保障，现具体报告如下：

二、微生物的生态特性

真菌是一种不能进行光合作用靠寄生或腐生的真核微生物，它是建筑中的主要微生物染污物。建筑中的真菌一般来自室外，通过建筑通风系统进入室内，且它的浓度会随温度的变化而变化。通风形式和通风量会影响建筑室内真菌浓度。当室内没有微生物污染时，室内的浓度和室外的浓度几乎是一样的，但是由于系统的过滤，微生物的总数会逐渐减少。细菌对疾病的传播能力决定了它在空气中的生存能力，与建筑有关的细菌病原体能在非人体环境下迅速繁殖，细菌从室外污染源进入室内后，遇到适宜的条件会迅速增值扩散。尤其在地铁空调环境中还存在像病毒、螨虫以及其他衣原体、支原体等微生物。

三、地铁通风空调系统中微生物的传播方式及危害

（一）微生物的主要传播方式

空气中缺乏微生物生长繁殖的碳源，因而微生物不能独立存在于空气环境中。微生物主要是附着在尘埃表面或藏匿于细小液滴中，以微生物气溶胶的载体形式悬浮在空气中。或者积聚在固体表面以菌落形态存在。人体直接接触微生物本体的概率比直接暴露在微生物气溶胶环境中的概率小很多，而且以空气为传播途径的微生物气溶胶污 染对人体危害性更大[2]。

地铁通风空调室内微生物气溶胶的源头主要有以下几处[3]：①通风空调系统风管和空气处理机组中积尘伴微生物生 长，风机开启后风管受到震动，积尘从风管内壁剥落并扬起，积尘中的微生物随送风气流进入室内，形成微生物气溶胶;通风空调系统冷却塔、水管和空气处理机组中积存的液体蒸发后形成液滴，含有微生物的液滴进入空气形成微生物气溶胶;②带菌人员通过呼吸道系统以交谈飞沫、咳嗽、喷嚏等直接向空气排入含有微生物的液滴，继而形 成微生物气溶胶;③室外含有微生物的气溶胶空气通过通风空调系统新风引入地铁室内。

（二）通风空调系统微生物引发的危害

地铁通风空调环境中微生物种类有细菌、真菌、病毒、原生动物、微生物代谢产物（内毒素、细胞碎屑、细胞尸体）。

传染性疾病由微生物本身（细菌、真菌、病毒、原生 动物、）引发，通过空气途径传播的常见传染性疾病有麻疹、风疹、水痘、流感、流行性脑脊髓膜炎、肺结核、流行性脑膜炎。

非传染性疾病主要由微生物及其代謝产物（内毒素、细胞碎屑、细胞尸体）引发。例如细菌和真菌代谢过程产生的内毒素进入空气中形成气溶胶，危害人体呼吸系统，产生发热、喷嚏、咳嗽等症状。某些细菌产生的内毒素会损害肺部细胞，增大肺癌的发病率。某些微生物及其代谢产物会诱发人体中毒，如黄曲霉、大肠杆菌、肉毒杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌[4]。临床症状多为突发性消化系统疾病，如腹泻、头痛、皮肤红肿等。

过敏及免疫性疾病主要由微生物及其代谢产物引发。过敏性疾病有过敏性鼻炎、过敏性哮喘、皮疹，免疫性疾病有过敏性肺炎、加湿热病。过敏是指人体免疫细胞受到进入体内的微生物刺激而产生一种免疫物质（ lgE 抗 体），引发机体一系列免疫症状，可导致细胞通透性增大、过敏、皮肤红肿、腹泻等反应。鼻炎与微生物代谢产物（内毒素、细胞碎屑、细胞尸体）有关。哮喘对空气中的螨虫、真菌、皮屑敏感。过敏性肺炎主要由放线菌感染肺部引发，该细菌可在 通风空调系统中的加湿器孳生，通过送风气流形成微生物气溶胶感染地铁内人员[26]。加湿热病是细菌代谢产物中的内毒素形成的气溶胶被人体吸入后感染的，该细菌在空调加湿器中生存。

四、消毒方法

在地铁车厢内空调微生物的消毒方法主要是化学消毒和物理消毒法。采用化学药剂对通风空调风管内壁或空气处理机组部件进行擦拭。在送风口使用化学药剂熏蒸，通过送风带动蒸汽对风管或空气处理机组部件消毒。向冷冻水、冷凝水管道投放化学药剂，循环流动以消毒。常用于通风空调消毒的化学药剂有二澳海因、二氧化氯、二氯异氰尿酸钠。化学药剂消毒方法的优点是可以快速杀菌消毒，化学药剂造价较低，消毒投入劳动力较少，因而可以减少系统维护费用。缺点是不能够有效去除风管内壁的积尘，无法从源头上破坏微生物繁殖的载体。并且化学药剂消毒后室内残留一部分药剂，挥发后形VOCs，对人的呼吸系统、 消化系统、神经系统、免疫系统会产生一定损伤[5]。化学药剂在杀菌的同时也会促使细菌耐药性提高，导致日后再次使用化学药剂杀菌效果变差。某些化学药剂还会导致通风空调部件氧化锈蚀。

物理清洗风管，安装时预留检修口，便于人员进入风管清洗。对 于风管较大尺寸的干管，可直接人工进入清洗。目前在大空间公共区域通风空调系统的杀菌消毒采用较多的是静电方式电子空气净化技术，已有的案例说明这种技术是杀菌率是高效安全的，并且对人体不构成潜在危害。净化器为空气平板式全金属结构模块式，采用高压静电金属板吸附技术，结合了高压静电和动态极化这两项空气净化技术。具备高效除尘、高效杀菌等综合净化功能。其由主体模块、高压电离模块、金属板吸附模块等组成。净化器采用24V 安全电压，通过内置电子控制模块转换成高压电源输出给电离层，使其通过的粒子荷电而被后面的金属板吸附，从而有效吸附空气中的尘埃粒子（可有效吸附粒径小至 0.01um 的细小颗粒污染物）[6]。同时集尘系统捕获的细菌、病毒、孢子、霉菌等有害微生物在高压电场的作用下失去活力并被杀死。

总之，通过在地铁公共区通风空调系统的组合空调机组等设备设置消毒净化系统，可以防止微生物在设备表面繁殖生长，有效减少因微生物的传播给人群带来的危害。同时可以提高公共区的空气品质，改善地铁公共交通的候车、乘车环境，提高舒适度和卫生标准。

五、小结

空调通风系统主宰车站空气交换和小气候调节，对室内空气质量和室内环境舒适度起着决定性作用。但车站室内空气同时并受外部环境条件、旅客流量和屏蔽门挤压出的隧道风等因素影响，放大了微生物的传播空间，及时采取有效的消毒方法很有必要，改善地铁环境中空气质量、降低微生物污染和致病风险提供安全保障。保证地铁内的良好空气卫生状况，让人民群众可以安全健康地乘坐地铁，放心出行。

参考文献：

[1]石斌，刘俊玲，孙言凤，潘锋.电子式空气净化消毒装置在集中空调通风系统中的应用[J].公共卫生与预防医學，2017，28（04）：94-96.

[2]肖栋天，石发恩.通风空调环境中微生物气溶胶污染及其防治[J].环境科学与技术，2017，40（08）：139-152.

[3]黄意府，麻晓莉，王孔前，何敏，黄荣峥.公共场所集中空调通风系统清洗消毒效果调查分析[J].应用预防医学，2020，26（03）：247-251.

[4]王凯.地铁空调不同净化处理方式对送风中污染物的影响[J].上海预防医学，2018，30（06）：539-543.

[5]刘慧，陈丽琼，卢彩兰，张景平.公共场所集中空调通风系统卫生状况研究进展[J].中国卫生工程学，2020，19（03）：477-479.

[6]刘国丹，傅碧峰，于慧俐，武在天.用于地铁车厢的空气杀菌装置杀灭细菌效果的试验研究[J].城市轨道交通研究，2018，21（06）：10-12.