CN103805499A - 空气消毒效果管道评价系统 - Google Patents

Abstract

空气消毒效果评价系统，其特征在于：包括微生物气溶胶发生设备、气密柜、2个采样器和1个抽气泵；微生物气溶胶发生器主机置于气密柜外，盛放微生物溶液的雾化杯置于气密柜，微生物气溶胶发生器主机与雾化杯间通过软管连接；将一个采样器的抽气泵预先置于气密柜内，采样头置于气密柜外，该采样器的采样头的出入口独立与气密柜相通，形成一个闭合回路；空气净化器置于气密柜外，其进气口与气密柜相通，出气口与另一个采样器入口连接，另一个采样器的出口连到气密柜内，形成一个闭合回路；气密柜上安装的空气过滤器。本发明有效评价用于空气净化器对于经过其中的气溶胶微生物的一过性消毒效果，兼顾解决微生物气溶胶实验中生物安全性问题。

Description

空气消毒效果管道评价系统

技术领域

本项发明可用于公共卫生和环境卫生领域，包括一套细菌、真菌和病毒类微生物气溶胶发生和采样的密闭系统。供卫生监督、质检机构和空气净化产品研发机构用以评价空气净化产品对经过其中的空气微生物的一次性杀灭效果。

背景技术

空气污染所致的健康危害近年来表现的尤为严重。有研究报告（Lancet2012;PLOS Med2013;Am J Epidemiol.2013），空气污染不仅可造成呼吸道损伤，且可导致心血管病变和新生儿出生缺陷等，在中国仅2010年约有120万人的死亡归因于空气污染。特别是SARS、禽流感和结核等以空气为媒介传播的传染病对人类的健康则构成了直接威胁，人们愈加重视自己所处环境的空气质量。中华医学会会长、中国科学院陈竺院士，环保部环境规划院副院长兼总工王金南研究员等专家，于2013年12月14日在国际医学界权威杂志TheLancet(第382卷总第9909期)上，发表了题为China tackles the healtheffects of air pollution的文章，表明中国积极应对空气污染健康影响的态度。

目前，基于各种原理的空气净化产品应运而生，空气净化器产品数量和市场规模都在迅速扩增，亟需一套有效的质量评价方法。行之有效的空气消毒效果评价方法无论对于新产品的研发，还是对于商品质量的监督检验都是极为必要的。

空气净化器根据其使用的方式可分为单个空间使用和通风/空调管道系统使用两大类。目前无论是单个空间使用还是通风/空调管道系统使用的空气净化器，对于空气中微生物消毒效果的评价方法，都主要通过房间实验进行，即将净化器置于一小的密闭房间，在该房间人工发生微生物气溶胶，比较开启净化器前后所定量采集的气溶胶样品中活微生物数量的变化。这种方法可以评价净化器开启一定时间后，对于一定空间内气溶胶中微生物的消毒效果，但却难以比较气溶胶一次通过空气净化器前后的变化。而且，由于气溶胶容易受到气流和温度等环境因素的影响，房间试验的结果往往缺乏重复性；这种实验的评价方法由于需要在房间内采样，难以避免人员出入，微生物气溶胶的外泄不容易控制，试验后难以对所受到污染的环境和物品有效消毒，存在生物安全隐患。

而空气净化器对于气溶胶的一过性消毒效果，是其能够安全使用于通风/空调管道系统的保证，可以避免来自某一部位污染空气中的病原体经过通风/空调管道系统后污染建筑物内其它部位空间，对于控制公共建筑物内人员交叉感染至关重要。因此，建立一套能够用以评价空气净化产品对经过其中的空气微生物的一次性杀灭效果的评价系统具有重要意义。

发明内容

为了有效评价用于空气净化器对于经过其中的气溶胶微生物的一过性消毒效果，兼顾解决微生物气溶胶实验中生物安全性问题，我们建立了一个空气消毒效果的管道评价系统。

该系统将微生物气溶胶发生设备、空气净化器工作的气密柜、2个空气微生物采样器和1个抽气泵有机整合，其中，一个采样器所采集的微生物气溶胶可指示进入净化器前的气溶胶样品，另一采样器采集通过空气净化器后的气溶胶，因此，该系统可以比较气溶胶一次性通过空气净化器前后的活微生物数量变化。

整个系统与周围环境空气生物学隔离，经过两个采样器后的残余微生物气溶胶不会排至外环境，而是回流至气密柜内。气密柜内置有紫外消毒灯和75%乙醇等消毒剂，实验结束后可在不打开气密柜的情况下对柜内空气和物品消毒处理。该系统可安装于在BSL实验室，但一般用于评价实验采用非致病微生物特别是缺陷型的非致病微生物，所以在一般实验室也可以应用。

空气消毒效果评价系统，其特征在于：包括微生物气溶胶发生设备、气密柜、2个采样器和1个抽气泵；

微生物气溶胶发生器主机置于气密柜外，盛放微生物溶液的雾化杯置于气密柜，微生物气溶胶发生器主机与雾化杯间通过软管连接；

将一个采样器的抽气泵预先置于气密柜内，采样头置于气密柜外，该采样器的采样头的出入口独立与气密柜相通，形成一个闭合回路；空气净化器置于气密柜外，其进气口与气密柜相通，出气口与另一个采样器入口连接，另一个采样器的出口连到气密柜内，形成一个闭合回路；

气密柜上安装的空气过滤器。

进一步还包括有消毒装置。例如内置有紫外消毒灯或消毒剂。

应用所述的空气消毒效果评价系统的方法，其特征在于：

微生物气溶胶发生器主机置于气密柜外，盛放微生物溶液的雾化杯置于气密柜内支架上，微生物气溶胶发生器主机与雾化杯间通过透明软管连接；

将一个采样器的抽气泵预先置于气密柜内，采样头置于气密柜外，采样头的出入口独立与气密柜相通；该采样器工作时间设置为10～30秒，用于采集气密柜内某一时间点的气溶胶样品，该样品指示进入净化器之前的气溶胶样品中微生物含量；

受试空气净化器置于气密柜外，其进气口与气密柜相通，出气口与另一个采样器的入口连接，另一个采样器被动连续采集经过净化后的空气微生物；

另一个采样器的出口通入气密柜内，靠上游的空气净化器内置气泵驱动；空气净化器工作期间排出的所有气体，均经另一个采样器回流入气密柜内；

两个采样器分别用于采集净化器出入口处的气溶胶样品，经过这两个采样器后的残余气溶胶均回流入气密柜内；

气密柜上安装的空气过滤器用于阻隔柜内外粒径≥0.1μm粒子。

本发明提供的空气消毒效果管道评价系统，具体为：

1、整个系统以一大容量（2立方米左右）气密柜为中心；

2、微生物气溶胶发生器主机置于气密柜外，盛放微生物溶液的雾化杯置于气密柜内支架上，气溶胶发生器主机与雾化杯间通过透明软管连接；

3、将一个采样器的抽气泵预先置于气密柜内，采样头置于气密柜外，采样头的出入口独立与气密柜相通。该采样器工作时间可设置为10～30秒，用于采集气密柜内某一时间点的气溶胶样品，该样品可以指示同一时间进入净化器之前的气溶胶样品中微生物含量；

4、受试空气净化器置于气密柜外，其进气口与气密柜相通，出气口与另一个采样器即图示的采样器II的入口连接，采样器II即被动连续采集经过净化后的空气微生物；

5、采样器II的出口通入气密柜内，不需要抽气泵，气流靠上游的空气净化器内置气泵驱动。受试净化器工作期间排出的所有气体，均经该采样器回流入气密柜内。

这样，两个采样器可分别用于采集净化器出入口处的气溶胶样品，经过这两个采样器后的残余气溶胶均回流入气密柜内，所有通路构成一个封闭系统。

根据GB13554-92《高效空气过滤器》，气密柜上安装的空气过滤器可以阻隔柜内外粒径≥0.1μm粒子（效率≥99.999%），这就包括病毒、细菌和真菌，因而不会造成微生物的泄露。

本发明的效果如下：

1、将微生物气溶胶发生设备、容纳微生物气溶胶的气密柜、空气净化器和空气微生物采样器有机整合，形成密闭系统，在净化器和采样器工作之前和之后系统内空气都可以与周围环境空气生物学隔离。气密柜上安装有空气过滤器，可以保证柜内空气压力与外环境空气一致，又可以阻隔柜内外的微生物。

2、一个系统安装2个空气微生物采样器。采样器I与气密柜独立构成密闭回路，在空气净化器工作之前的短暂启动采样器I，采集的气溶胶样品可指示经过空气净化器之前的气溶胶中微生物的含量；之后即刻启动空气净化器，净化器排出的空气进入采样器II，采样器II即被动连续采集经过净化后的空气微生物。

3、经过2个微生物气溶胶采样器的残余气溶胶均回流入气密柜内，与外界空气严格隔离，内置有紫外消毒灯和消毒剂，实验结束后可在不打开气密柜的情况下对柜内空气和物品消毒处理，具有生物安全保障。

4、根据2个采样器的采样后微生物培养结果，和两个采样器工作时的各自的气流量，标准化比较经过净化器前后的单位体积气溶胶的微生物含量，可以计算出净化器对微生物的消杀率。

附图说明

图1空气消毒效果管道评价系统整体示意图

其中1-微生物气溶胶发生器主机；2-气密柜，3-空气过滤器，4-待测的空气净化器，5-采样器I，6-采样器II。

图2气密柜内部主要结构

其中11-微生物气溶胶发生器主机与雾化杯连接管；12-雾化杯；13-采样器I的抽气泵；14-采样器I与其相应抽气泵的连接气管；15-紫外消毒灯；16-紫外灯等附件的控制线路出入口。

图3空气净化器入口气溶胶中活微生物含量的拟合曲线。

具体实施方式

图1示用于检验空气净化器一过性消毒效果的管道评价系统中，微生物气溶胶发生设备、容纳微生物气溶胶的气密柜、待测空气净化器和2个采样器的整合方式，其中采样器I与气密柜独立构成密闭回路；气密柜内的气溶胶经过空气净化器、采样器II后，回流入柜内，箭头表示气溶胶的流动方向。图2示气密柜内部主要构成，包括盛有雾化液的雾化杯及其支架、采样器I的抽气泵和实验前后用于柜内消毒的紫外灯等附属器材，箭头表示气溶胶经过柜外的空气净化器和采样器II后回流入柜内。

1、系统安装后首先要进行气密性检验。在气密柜内雾化的非致病性的特征微生物气溶胶后，在柜体四周1m处至少设4个采样点采集空气微生物样本。每个采样点至少采集10升空气样本，培养24小时后各样本均未见特征菌落可认为气密性良好，方可开始消毒评价实验。

2、根据消毒评价的目的，选择适宜品种的非致病微生物进行培养。取1～10μl培养液以磷酸盐缓冲液或生理盐水稀释为微生物气溶胶发生液，推荐微生物含量在每毫升10⁶～10⁷个较为适当，将5毫升雾化发生液加入雾化杯内，将雾化杯置于气密柜内，关闭气密柜。

3、开启雾化发生器，雾化2分钟后同时开启两个采样器和空气净化器。采样器I采集30秒，以后间隔10、20和30分钟采样一次，共4次。空气净化器和采样器II持续工作2小时，分别间隔10分钟、20分钟、30分钟、60分钟更换1次采样皿。这里，采样器I采集的气溶胶样品指示经过空气净化器之前的气溶胶微生物含量；采样器II采集经过净化后的气溶胶样品。采样时间和采样间隔时间等均为建议，可根据需要调整。

4、净化器对微生物杀灭率的计算方法：采样器I采集进入空气净化器之前的气溶胶样品，每次采集时间30秒，而采样器II必须持续开启，无法直接对比，所以制作采样器I采样结果即空气净化器入口处活微生物含量的拟合曲线，取每时间段中间数值与采样器II的相应时间点结果进行对比，即可计算出空气净化器对微生物的杀灭率。

举例我们使用二级（4.7μm）微生物采样器对某空气净化器消毒试验后获得如下采样结果：

表1采样器1（空气净化器入口）采样结果

表2采样器2（空气净化器出口）采样结果

因采样器I为每次采集30秒，而采样器II为持续开启，不能直接对比，所以制作采样器I即空气净化器入口气溶胶中活微生物含量的拟合曲线（见图3），取每时间段中点数值即5、20和45分钟时的计算结果与采样器II结果进行对比。根据拟合曲线，求得时间t=5时，气溶胶中活菌量y≈156个；t=20时，y≈83；t=45时，y≈57。采样器I流量21.2升/分钟，每次采集时间30秒，每次采集的气溶胶体积为10.6升，因此在5、20和45分钟时经过净化器前的每升气溶胶中活菌数分别为14.717、7.830和5.377个。采样器II流量20升/分钟，实验期间持续工作，三次采集的气溶胶体积分别为200、400和600升，经过净化器后每升气溶胶中活菌数分别折合为0.020、0.005和0.000个。净化器的杀灭率（%）=（净化前活菌数-净化后活菌数）/净化前活菌数X100%，标准化比较采样器I、II的采样结果及相应杀灭率如表3：

表3标准化比较经过净化器前后的单位体积气溶胶的微生物含量

由此看出，该受试空气净化器对细菌的一过性杀灭效果良好，三次测试时点的杀菌率分别为99.86%、99.94%和100%，结果一致性良好。

Claims (3)

1.空气消毒效果评价系统，其特征在于：包括微生物气溶胶发生设备、气密柜、2个采样器和1个抽气泵；

微生物气溶胶发生器主机置于气密柜外，盛放微生物溶液的雾化杯置于气密柜，微生物气溶胶发生器主机与雾化杯间通过软管连接；

将一个采样器的抽气泵预先置于气密柜内，采样头置于气密柜外，该采样器的采样头的出入口独立与气密柜相通，形成一个闭合回路；空气净化器置于气密柜外，其进气口与气密柜相通，出气口与另一个采样器入口连接，另一个采样器的出口连到气密柜内，形成一个闭合回路；

气密柜上安装的空气过滤器。

2.根据权利要求1所述的空气消毒效果评价系统，其特征在于：还包括有消毒装置。

3.应用权利要求1所述的空气消毒效果评价系统的方法，其特征在于：

微生物气溶胶发生器主机置于气密柜外，盛放微生物溶液的雾化杯置于气密柜内支架上，微生物气溶胶发生器主机与雾化杯间通过透明软管连接；

将一个采样器的抽气泵预先置于气密柜内，采样头置于气密柜外，采样头的出入口独立与气密柜相通；该采样器工作时间设置为10～30秒，用于采集气密柜内某一时间点的气溶胶样品，该样品指示进入净化器之前的气溶胶样品中微生物含量；

受试空气净化器置于气密柜外，其进气口与气密柜相通，出气口与另一个采样器的入口连接，另一个采样器被动连续采集经过净化后的空气微生物；

另一个采样器的出口通入气密柜内，靠上游的空气净化器内置气泵驱动；空气净化器工作期间排出的所有气体，均经另一个采样器回流入气密柜内；

两个采样器分别用于采集净化器出入口处的气溶胶样品，经过这两个采样器后的残余气溶胶均回流入气密柜内；

气密柜上安装的空气过滤器用于阻隔柜内外粒径≥0.1μm粒子。

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