JP2015523991A - 室内環境における粒子状物質を除去するための方法 - Google Patents

Abstract

室内環境における生物学的増殖微生物の排除によって、あらゆる種類の粒子状物質を除去するための方法であって、粒子状物質を酸化する化合物を噴霧して、錯体を形成し、錯体を析出させるステップと、グラム陽性好気性胞子形成菌および／または通性嫌気性胞子形成菌の胞子の混合物を含む液体を噴霧して、追加の析出のための核として作用し、析出された粒子状物質を覆い、析出された粒子を代謝し、析出された粒子をグラム陽性細菌により吸収することにより、析出された粒子が再び浮遊することを防止するステップとの２つのステップを含み、両方の噴霧ステップにおける液滴サイズが５〜５０μｍに保持されて乾燥噴霧剤を生じさせることを特徴とする方法。

Description

本発明は、室内環境における粒子状物質を除去するための方法に関する。

より詳細には、本発明は、外部源または内部源からの、現在および過去の浮遊粒子状物質およびその残留物によって汚染された室内環境において、部屋、空間、および設備を衛生化することに関する。

粒子状物質（ＰＭ）は、空気中に浮遊する固体粒子および液体粒子の混合物を含む空気汚染物質である。ＰＭは、主に１０μｍ以下の空気動力学的直径（ＡＤ）を有する粒子からなる。微粒子は、２．５μｍ以下の空気動力学的直径を有する。

浮遊粒子は、大きさによって以下のように分類され得る。
− すべての浮遊粒子（０．０１μｍ〜１００μｍのＡＤ）を含む全浮遊粒子（ΤＳΡ）、
− ２．５μｍ〜１０μｍのＡＤを有する粗粒子、
− １０μ未満のＡＤを有し、小粒子と呼ばれるＰＭ１０または粒子、
− ２．５μｍ未満のＡＤを有し、微粒子とも呼ばれるＰＭ２．５または粒子、
− ０．１μｍ未満の直径を有し、超微粒子とも呼ばれるＰＭ０．１または粒子。

粒子源は、以下の３つのグループに大きく分けられる（ｗｗｗ．ｒｉｖｍ．ｎｌ、Ｈａｎｄｂｏｅｋ Ｂｉｎｎｅｎｍｉｌｉｅｕ ２００７）。
− 高温燃焼生成物の縮合：０．１μｍ未満の超微粒子、
− 大気中の空気汚染ガスの化学反応：０．１μｍ〜２．５μｍの微粒子、
− 摩耗、風食、積荷の移動等の機械的原因による粒子：２．５μｍ超の粗粒子または小粒子。

粒子は呼吸器系、消化器系、および血流中にまで侵入し得る。人に対する健康被害は、主にＰＭ２．５フラクションにより生じる。これらの粒子は、肺の最奥部へ侵入し、血液系またはリンパ系にも生じる（ＷＨＯ ａｉｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｈｅａｌｔｈ ｆａｃｔ ｓｈｅｅｔ Ｎｒ．３１３ Ｓｅｐｔ．２０１１）。

一般に、より小さい粒子（ＰＭ１０以下）および燃焼関連粒子は、より大きい機械的に形成された粒子よりも健康への影響がより重大である。

輸送、産業、または農業等の屋外ＰＭ源が、室内のＰＭ濃度の３分の２を定める。

建物内部のＰＭ空気汚染物質の人為起源および生物起源は、主に以下の通りである（ＷＨＯ ２００９，２０１０，Ｉｎｄｏｏｒ Ａｉｒ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｏｎ ｄａｍｐｎｅｓｓ ａｎｄ ｍｏｕｌｄｓ，；ＷＨＯ ２０１０，Ｉｎｄｏｏｒ Ａｉｒ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｏｎ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ；Ｗｏｒｌｄ Ｈｅａｌｔｈ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）。
ａ．人間によるもの
− たばこの煙、
− 燃焼プロセス：暖炉、ろうそく、火災、
− 調理、オーブンおよびグリル調理、
− 真空掃除、
− カーペットおよび室内装飾材料、
− 洗剤のリン酸塩、
− 人の皮膚片、
− デルタメトリン、テトラメトリン、およびペルメトリン等の殺虫剤、農薬、殺生物剤の残留物、ならびにエンドスルファン、リンデン、アトラジン、およびＤＤＴ等の残留性有機汚染物質（ＰＯＰ）、
− 洗浄剤およびその着臭剤の残留物：リモネン、
− 建物、建設資材、室内設備から放出される有害物質：ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、フタル酸塩類、難燃剤（ポリ臭素化ジフェニルエーテル（ＰＢＤＥ））、アスベスト、および人工鉱物繊維（ＭＭＭＦ）、
− 金属および半金属：水銀（Ｈｇ）、鉛（ｐｂ）、カドミウム（Ｃｄ）、モノブチルスズ、ジブチルスズ、トリブチルスズ、テトラブチルスズ、モノオクチルスズ、ジオクチルズズ、トリシクロヘキシルスズ、およびトリフェニルスズ等のスズ（Ｔｉ）、ならびにヒ素（Ａｓ）、
− 有機溶剤およびその他の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）。
ｂ．植物によるもの
− 花粉および植物残骸。
ｃ．細菌によるもの
− グラム陰性細菌の細胞溶解による内毒素、
− 外毒素。
ｄ．ウイルス、胞子、真菌類、藻類によるもの
− ウイルス、胞子、真菌類、および藻類を含む生物学的エアロゾル粒子。
ｅ．カビによるもの
− 揮発性有機化合物、アレルゲン、タンパク質および酵素、β（１−３）−グリカンおよびマイコトキシン等のカビの代謝産物／排泄物（ＤｅｍｕｌｌｅＢ．，２００９，"Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｙｃｏｔｏｘｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｗａｔｅｒ−ｄａｍａｇｅｄ ｍｏｕｌｄｙ ｉｎｔｅｒｉｏｒｓ ｉｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｉｃｋ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｙｎｄｒｏｍｅ．"，Ｐｈ．Ｄ．ｔｈｅｓｉｓ Ｆａｃｕｌｔｙ Ｐｈａｒｍａｃｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｈｅｎｔ）、
− 室内環境におけるヒ素中毒の特別なケースが、ＢｅｎｔｌｅｙおよびＣｈａｓｔｅｅｎ（２００２）により"Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔａｌｌｏｉｄｓ：Ａｒｓｅｎｉｃ，Ａｎｔｉｍｏｎｙ ａｎｄ Ｂｉｓｍｕｔｈ"（Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗｓ、Ｊｕｎｅ ２００２、２５０〜２７１ページ）に記載されており、ここでは、半金属がメチル基受容体として作用して、微生物により揮発性化合物を生成する。
ｆ．ネコ、イヌ、ウサギ、鳥等の動物およびペットによるもの
− 皮膚片、羽根、尿、および唾液からの排泄物およびアレルゲン。
ｇ．イエダニによるもの
− アレルゲン。

従来、このような室内環境におけるＰＭ汚染には、この目的で作られた空気清浄化装置によってイオン化粒子を空気中に供給することにより対処している。

イオン化された負帯電粒子は、汚染粒子が引き付けられる核として機能し、汚染粒子を析出させる。

このようなイオン化装置によっていくらかの軽減が得られるが、イオン化装置は、汚染の激しい室内環境を清浄化することも、残留粒子状物質自体を除去することもできない。

燃焼プロセスの具体的な原因は、建物の火災である。建物内の部屋および換気システムで火災が発生した後、このような場所および他の領域は、熱または換気シャフトからの吸引作用によって生じる空気圧差が原因となって、ＰＭにより汚染される。

火災の発生後、付近の他の建物が空気汚染による影響を受けるおそれがあり、特に付近の建物が病院である場合には、微生物汚染が危険要因となり得、別の建物の火災によって感染症が発生するおそれがある。

室内環境における粒子状物質の具体的な例は、低温での製品の保管、輸送、および製造等の冷蔵空間におけるカビおよび細菌から生じる揮発性有機化合物である。一部の低温微生物は、−１℃〜１８℃の低温で生育しながらＶＯＣを発生させることができる。

“ｎｅｂｕｌｉｓａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｌｔｈｙ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ｉｎ ａ ｃｏｌｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（“ｖｅｒｎｅｖｅｌｅｎ ｖａｎ ｇｅｚｏｎｄｅ ｍｉｃｒｏ−ｏｒｇａｎｉｓｍｅｎ ｉｎ ｅｅｎ ｋｏｕｄｅ ｏｍｇｅｖｉｎｇ”）と題する秘密プロジェクト（ＩＷＴ ＫＭＯ ｉｎｎｏｖａｔｉｅｐｒｏｊｅｃｔ １１０２７３）におけるＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｌｏｕｖａｉｎ（ＫＵ Ｌｅｕｖｅｎ）の科学研究中に、我々は、ペニシリウム・エクスパンサムおよびアペルギルスｓｐｐの低温での生育に対して試験した、バイオフィルム形成微生物および有効な抗真菌成分の生成と競合する、低温でのアミラーゼ活性、リパーゼ活性、プロテアーゼ活性、およびヌクレアーゼ活性により、スポロサルシナ属（スポロサルシナ・グロビスポラ、アクイマリナ、好冷細菌）、パエニスポロサルシナ（パエニスポロサルシナ・マクモエルドエンシス（ｍａｃｍｏｅｒｄｏｅｎｓｉｓ））、およびパエニバシラス（パエニバシラス・グラシアリス、アミロリティカス、パブリ、キシラネキセデン（ｘｙｌａｎｅｘｅｄｅｎｓ）、カスタネアエ（ｃａｓｔａｎｅａｅ）、マクカーリエンシス（ｍａｃｑｕａｒｉｅｎｓｉｓ）・アンタークティカス）から、好気性胞子形成低温細菌を選択、特定、および特徴付けすることができた。

本発明の目的は、室内環境を処理して、現在および過去の浮遊粒子状物質およびその残留物の汚染を、常温（１８℃〜３０℃）および低温（−１℃〜１８℃）で、生物学的増殖微生物の排除によって効果的に除去するための方法を提供することである。

欧州特許出願（ＥＰ２．３２９．８９３）は、内部空間の微生物学的清浄化のための方法についてすでに記載しており、第２段落において、本発明は、ウイルス、細菌、胞子、酵母、およびカビにより生物学的に汚染された内部空間を清浄化するためのものであり、方法が、汚染除去（微生物を破壊）する殺生物剤の自動噴霧である第１のステップと、生物学的安定性のための良性胞子形成菌の良性生物培養物の噴霧である連続した第２のステップとからなり、両ステップにおける噴霧により、５〜１０ミクロンの微液滴を送達することを特徴とすると述べられている。

段落００４９で、生物起源の臭気（蒸散臭、カビ臭、尿の臭い）がある場合、第１および第２の清浄化ステップを組み合わせることにより、微生物をすでに処理して臭気を変化させることが述べられている。

請求項８および請求項１１で、煙、火災臭、たばこの灰等の非生物起源の臭気がある場合には、第２ステップで、界面活性剤に基づいて錯体形成剤を良性生物学的溶液に添加する（段落００５４）ことが述べられている。このような界面活性剤は、タール等の油性物質を探し出して、表面の親水基とのミセル形成によって油性物質を単離する。このミセルは、結果として、臭気の中和によりこれらの油性物質の表面張力を低下させる。

この目的で、本発明は、
粒子状物質を酸化する化合物を噴霧して、錯体を形成し、錯体を析出させるステップと、
グラム陽性好気性胞子形成菌および／または通性嫌気性胞子形成菌の胞子の混合物を含む液体を噴霧して、追加の析出のための核として作用し、析出された粒子状物質を覆い、析出された粒子を代謝し、析出された粒子をグラム陽性細菌によって吸収することにより、析出された粒子が再び浮遊することを防止するステップとの２つのステップを含む、室内環境における粒子状物質を除去するための方法を提供する。

両方の噴霧ステップにおける液滴サイズが５〜５０μｍに保持されて乾燥噴霧剤を生じさせる。

第２のステップはすでに析出された粒子を必ず代謝して吸収するので、ＰＭが浮遊しなくなっているがすでに析出されている場合において、本方法を適用することができる。

この第２のステップは、ＰＭ残留物を代謝して吸収した後に、カビを良性細菌で駆逐することによってカビの生育を抑えるものであるため、ＰＭ残留物が再び浮遊することを防止する。

室内環境を処理するための本方法の利点は、例えば、これまで見落とされていた、火災後のカビの生育の急増を防止することを目的とする。

別の利点は、疎水性粒子が酸化によって親水性粒子に変化するため、析出可能な錯体を形成できることである。

別の利点は、噴霧ステップの液滴サイズが、一方では液滴が十分迅速に落下し、他方では液滴が十分に旋回して内部空間のすべての水平面および垂直面に到達するようなサイズであることである。

本方法の利点は、化学的な第１のステップの直後に第２のステップが続くことにより、内部空気を清浄化し、処理開始後１時間以内に人が内部空間に入ることができるようにすることである。

これは、第１のステップの酸化化合物の残留物が、微生物学的な第２のステップによって中和されることにより達成され得る。

本方法の別の利点は、第２のステップのみにおいて、生きた微生物の胞子が使用されることにより、生体の使用およびこれらの生体に対する考えられるアレルギー反応を未然に防ぐことである。

本方法の別の利点は、方法を完全に自動的に実行することができるため、処理中に人が介入する必要がないことである。

好ましくは、粒子状物質を酸化する酸化化合物が、過酸化水素および過酢酸等の過酸化物、またはエタノールおよびｏ．／ｐ．−ｔ．Ｂｕ−シクロヘキシルアセテートおよびフィクソライド（ｆｉｘｏｌｉｄｅ）の混合物である。

過酸化物を酸化化合物として使用する利点は、過酸化物が酸素および水のみを反応生成物として残すことである。

酸化化合物溶液の一般的な組成は、
エタノール：１０〜１５ｖｏｌ％、
ｏ．ｔ．Ｂｕ−シクロヘキシルアセテート：０．１〜１ｖｏｌ％、
ｐ．ｔ．Ｂｕ−シクロヘキシルアセテート：０．１〜１ｖｏｌ％、
フィクソライド：０．１ｖｏｌ％未満である。

フィクソライドは、ＣＡＳ登録番号１５０６−０２−１を持つ二環式化合物であり、欧州においてＥＣ２１６−１３３−４として登録されている。

好ましくは、グラム陽性好気性胞子形成菌および／または通性嫌気性胞子形成菌の胞子が、バシラス・サブチルス、バシラス・アミロリケファシエンス、バシラス・プミルス、バシラス・リチェニホルミス、およびバシラス・メガテリウム等のバシラス種のメンバーである。

低温の適用には、スポロサルシナ種、パエニスポロサルシナ種、およびパエニバシラス種の胞子が好ましい。

この低温の適用の利点は、生物排除もこのような低温で可能なことである。

別の利点は、胞子が酸化粒子を胞子の表面に付着させて、酸化粒子を析出させる核として機能することである。

このような良性微生物の利点は、カビを排除することができるため、例えば火災の発生後に急増するカビの生育を、攻撃的な有毒化学物質をさらに添加する必要なしに、持続可能な方法で防止することである。

本方法の別の利点は、良性微生物が粒子状物質を代謝するため、粒子状物質が再び浮遊しないことである。

本方法の別の利点は、グラム陽性細菌の胞子の生育がカビの生育よりも速いため、急増するカビの生育、ならびにマイコトキシン、ＶＯＣ、アレルゲン、およびβ−グリカン等の粒子状物質の生成を防止することである。

本発明の特徴をより十分に示すために、以下で、添付図面を参照しながら、改良された装置の好ましい実施形態について、限定的な特徴を含まない例として説明する。

本発明の方法の第１のステップを概略的に示す図である。 本発明の方法の第２のステップを概略的に示す図である。 清浄化後の内部空間を示す図である。 本発明の方法により発生する微液滴の液滴サイズの分布を示す図である。

図１は、噴霧器３を用いた酸化化合物２の噴霧による、内部空間１の処理の第１のステップを示す。

図２は、１時間未満の経過後の内部空間１の処理の第２のステップを示し、ここでは、バシラス種、ならびに／またはスポロサルシナ種、パエニスポロサルシナ種、およびパエニバシラス種の胞子等の、基準グラム陽性好気性胞子形成菌の胞子の良性生物培養物４が同一の室内環境内に噴霧される。

図３は、２つの処理ステップ後の清浄化された空間を示し、ここでは、処理開始後１時間で、居住者が内部空間に再び入ることができる。

図４は、室内環境における本発明の方法の噴霧ステップによって発生する微液滴の体積サイズの分布を示す。略すべての液滴のサイズが、５〜５０μｍである。

本発明の方法は、第１のステップにおいて、噴霧器が５〜５０μｍの小さい噴霧液滴を生じさせる酸化化合物の溶液を噴霧することによって作用する。

液滴は、内部空間の空気中および内部空間の表面全体に広がり、これにより、粒子状物質を酸化させて錯体を形成し、錯体を析出させるために、空気中を流れる粒子状物質から空気自体を洗浄し、表面の粒子状物質を酸化させる。

第２のステップでは、バシラス種、ならびに／またはスポロサルシナ種、パエニスポロサルシナ種、およびパエニバシラス種の胞子等の、グラム陽性胞子形成菌４の胞子を含む溶液が噴霧され、以下の効果を有する。
− 中和により、第１のステップからの残留酸化剤を低減させる、
− 内部空間における噴霧により、グラム陽性胞子形成菌の胞子、ならびに／またはスポロサルシナ、パエニスポロサルシナ、およびパエニバシラスの胞子を均一に拡散させる、
− グラム陽性細菌の胞子の生育がカビの生育よりも速いことにより、急増するカビの生育を防止し、安定した正常なミクロフローラを形成する、
− グラム陽性微生物の生育がグラム陰性細菌の生育よりも速いことにより、室内環境における内毒素および外毒素の産生を防止する、
− 低温で、スポロサルシナ種、パエニスポロサルシナ種、およびパエニバシラス種という特定の種が、高いアミラーゼ活性、プロテアーゼ活性、リパーゼ活性、およびヌクレアーゼ活性によるバイオフィルム形成微生物、ならびにカビに対する抗真菌成分の生成と競合する、
− グラム陽性細菌の胞子が析出された粒子を代謝して析出された粒子を吸収することにより、析出された粒子が再び浮遊することを防止する。

室内環境の処理は１時間以内に終了し、防護のない人が短時間のうちに内部空間に入ることができるようにする。

したがって、方法の利点は、不適切で効果のない従来の清浄化技術を使用せずに、影響を受けた部屋または内部空間を、再び居住できるように非常に迅速に解放できることである。

本発明は、例として記載され図示された実施形態に限定されるものではなく、粒子状物質による汚染後に建物内部を処理するためのこのような改良された発明を、本発明の範囲から逸脱することなく種々の形態で実現することができる。

Claims (8)

1. 室内環境における生物学的増殖微生物の排除によって、あらゆる種類の粒子状物質を除去するための方法であって、
   粒子状物質を酸化する化合物を噴霧して、錯体を形成し、前記錯体を析出させるステップと、
   グラム陽性好気性胞子形成菌および／または通性嫌気性胞子形成菌の胞子の混合物を含む液体を噴霧して、追加の析出のための核として作用し、析出された粒子状物質を覆い、析出された粒子を代謝し、析出された粒子を前記グラム陽性細菌により吸収することにより、前記析出された粒子が再び浮遊することを防止するステップとの２つのステップを含み、
   両方の噴霧ステップにおける液滴サイズが５〜５０μｍに保持されて乾燥噴霧剤を生じさせることを特徴とする方法。
2. 粒子状物質を酸化する前記化合物が、過酸化物、またはエタノールおよびｏ．／ｐ．−ｔ．Ｂｕ−シクロヘキシルアセテートおよびフィクソライドの混合物であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記グラム陽性好気性胞子形成菌および／または通性嫌気性胞子形成菌が、バシラス・サブチルス、バシラス・アミロリケファシエンス、バシラス・プミルス、バシラス・リチェニホルミス、およびバシラス・メガテリウム等のバシラス種のメンバーであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. −１℃〜１８℃の低温で粒子状物質を除去する適用について、前記グラム陽性好気性胞子形成菌および／または前記通性嫌気性胞子形成菌が、スポロサルシナ種、パエニスポロサルシナ種、およびパエニバシラス種のメンバーであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 室内環境の処理が１時間以内に終了し、防護のない人が１時間後に内部空間に入ることができるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. グラム陽性細菌の胞子の生育がカビの生育よりも速いことにより、急増するカビの生育、ならびにマイコトキシン、ＶＯＣ、アレルゲン、およびβ−グリカン等の粒子状物質の生成を防止することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. グラム陽性微生物の生育がグラム陰性細菌の生育よりも速いことにより、前記室内環境における内毒素および外毒素の産生を防止することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. 前記第２の噴霧ステップのみが室内環境を処理するために使用されること、および室内環境においてすでに析出された粒子状物質のために使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

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