摘 要：空氣凈化器在長時間運行之后水槽中會產(chǎn)生大量的黑褐色絮狀物污染物，影響觀感和加濕水潔凈質(zhì)量。本研究分析了絮狀物污染物成分和產(chǎn)生原因，研究了兩種高分子有機(jī)抗菌劑在空氣凈化器加濕水槽中的抗菌效果，并與目前常用的Ag+無機(jī)抗菌劑進(jìn)行對比，結(jié)果顯示兩種有機(jī)抗菌劑表現(xiàn)出更為優(yōu)越的抗菌效果。

關(guān)鍵詞：有機(jī)抗菌劑；空氣凈化器 ；抗菌防霉

1.引言：

在大氣污染日益嚴(yán)重的今天，空氣凈化器為人們提供潔凈、健康的室內(nèi)空氣而廣受歡迎。空氣凈化器具備除塵、除菌、加濕等一系列的功能。但是在提供高品質(zhì)的空氣的同時，微生物會在機(jī)器內(nèi)部聚集?？諝庵械幕覊m含有微生物生長所需的碳氮源，加上機(jī)器本身加濕功能提供的水份，這為微生物的生長提供了絕佳的生長環(huán)境。有害微生物的大量繁殖，不僅影響凈化器的功能，甚至還會提高空氣被有害微生物污染的風(fēng)險。

為了解決這一問題，必須采取一系列的抗菌防霉措施，如：添加抗菌劑、紫外殺菌等。添加抗菌劑由于其抗菌效果明顯、使用方便、壽命長等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。但是目前市面上的凈化器即使在加有抗菌母粒的情況下，長期運行后，其水槽中仍會有大量的絮狀污染物產(chǎn)生。本研究選取國內(nèi)與國外兩家凈化器產(chǎn)品，選用已經(jīng)在凈化器產(chǎn)品中應(yīng)用的無機(jī)抗菌劑和有效成分為OBPA（10，10-氧代雙吩惡吡）[5]和DCOIT（二氯辛基異噻唑啉酮）兩種有機(jī)抗菌劑為研究對象。其中有機(jī)抗菌劑具有殺菌速度快， 抗菌效能高， 加工方便等優(yōu)異性能。為了分析凈化器水槽中絮狀物的成份，以及為何產(chǎn)品之間絮狀物產(chǎn)生量會存在多少的差異，我們進(jìn)行了以下研究，并試圖尋找一種可以防治該絮狀物產(chǎn)生的方法。

2.實驗材料與方法

2.1 實驗材料

2.1.1 實驗儀器與試劑

原子吸收光譜儀、馬福爐、離心機(jī)、超凈工作臺、生化培養(yǎng)箱、高壓蒸汽滅菌鍋等。營養(yǎng)瓊脂、PDA固體培養(yǎng)基等。

2.1.2 實驗菌種

大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黑曲霉菌種均來自于廣東省微生物研究所。

2.1.3 抗菌母粒

抗菌母粒為六種（圖1），分別有已用于凈化器中的四種無機(jī)抗菌母粒，分別標(biāo)號為無機(jī)WJ1、WJ2、WJ3、WJ4，有機(jī)抗菌母粒兩種，分別編號為YJ1和YJ2。

2.2 實驗方法

2.2.1 菌種鑒定

水槽中的絮狀物取樣送廣東省微生物研究所進(jìn)行菌種鑒定。

2.2.3 抗菌母粒殺菌率測定

首先是菌種活化；其次分別稱取抗菌母粒，用單層紗布包好，置于水槽中用水沖洗。并在沖洗的第5天、第10天、第15天、第20天分別取樣進(jìn)行殺菌率測定。殺菌率測定采用平板菌落計數(shù)法，每個樣品做兩個平行，分別用于大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺菌率測定。

2.2.4 抗菌母粒防霉效果評價

制備黑曲霉孢子懸液，4℃冰箱保存?zhèn)溆谩７謩e稱取抗菌母粒，加入到含有無菌生理鹽水的試管中，常溫放置24h。然后分別往試管中加入黑曲霉孢子懸液，混勻。吸取混勻后的溶液，均勻涂布于PDA固體培養(yǎng)基平板上，28℃條件下培養(yǎng)2～3天，觀察霉菌生長情況。

2.2.5 抗菌母粒抑菌圈實驗

取大腸桿菌與金黃色葡萄球菌菌懸液，按1：1比例混勻。配制營養(yǎng)瓊脂，121℃高壓蒸汽滅菌。滅菌后待培養(yǎng)基室溫冷卻至40～50℃左右，加混勻后的菌懸液，然后搖勻倒平板。分別取一?？咕噶７胖糜谂浜玫钠桨迳希?7℃過夜培養(yǎng)后測定抑菌圈大小。

3.結(jié)果與分析

3.1 絮狀物菌種鑒定

空氣凈化器水槽中的絮狀污染物，送往廣東省微生物研究所進(jìn)行菌種鑒定。鑒定的結(jié)果顯示，該絮狀污染物所含有的微生物有木糖氧化產(chǎn)堿菌、少動鞘氨醇單孢菌、嗜麥芽糖寡養(yǎng)單孢菌、熱深藍(lán)紫鏈霉菌太原亞種和黑曲霉。

3.2 無機(jī)抗菌劑殺菌率及防霉效果

四種無機(jī)抗菌劑殺菌率如圖2和圖3所示，可以看出除WJ1樣品外，其他樣品對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺菌率在沖水20天內(nèi)均能維持在100%左右，但是WJ1樣品在第10天后其殺菌率就開始明顯下降，并在20天的時候已經(jīng)沒有殺菌作用。說明WJ2、WJ3、WJ4抗菌母粒對細(xì)菌的殺菌效果較好，且其長效性也較優(yōu)。但是WJ1雖然具有較好的殺菌效果，但是其長效性表現(xiàn)很差，隨著使用時間的延長，其殺菌效果會很明顯的下降，并最終失效。

國標(biāo)GB/T 24128-2009 塑料防霉性能試驗方法[3]中擬定了一個防霉性能評級標(biāo)準(zhǔn)，見表1。對于防霉制品而言，在PDA平板上培養(yǎng)了后，只有防霉等級在0和1級時才能算具有防霉功能。而WJ1、WJ2、WJ3、WJ4四個樣品的培養(yǎng)基平板，在培養(yǎng)后，整個平板上都長滿了黑曲霉，霉菌生長面積就遠(yuǎn)超過60%，說明這四種抗菌母粒的防霉效果都較差。結(jié)果說明四種抗菌母粒雖然防霉效果都較差。

3.3 有機(jī)抗菌母粒殺菌防霉效果

為了有效的防治空氣凈化器中的絮狀污染，我們選擇兩種有機(jī)抗菌母粒來替代無機(jī)抗菌劑，并對他們的殺菌防霉效果進(jìn)行評價。兩種有機(jī)抗菌母粒對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺菌效果如圖4和圖5所示。從圖中我們可以看出，兩種抗菌母粒在最初都具有較好的殺菌效果。但是隨著時間的延長，YJ1的殺菌效果會明顯降低，并最終達(dá)到無殺菌作用，而YJ2的對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺菌率能夠一直維持在100%。說明YJ1和YJ2雖然都具有較強的殺菌效果，但是很明顯YJ2具有更加持久有效的殺菌能力，而YJ1的長效性則表現(xiàn)的相當(dāng)糟糕。而YJ2的長霉面積則可以一直維持在10%以下，說明YJ2的防霉能力具有更好的長效性。

3.4抗菌母粒抑菌圈實驗

抑菌圈實驗的結(jié)果表2所示，本實驗只做了YJ1、YJ2、WJ1、WJ2、WJ3五個樣品的抑菌圈。從實驗的結(jié)果可以看出YJ1和YJ2具有很明顯的抑菌圈產(chǎn)生，而這兩種抗菌母粒均為有機(jī)型抗菌母粒，其他三種均為無機(jī)型抗菌母粒。結(jié)果說明有機(jī)型抗菌母粒具有比無機(jī)型抗菌母粒更為優(yōu)秀的抑菌效果。

4.討論

自然界中微生物的種類非常的多，但是對人有害的微生物主要集中在細(xì)菌和霉菌兩大類?？諝鈨艋髟谔幚砦⑸锏倪^程中，大量的微生物在機(jī)器內(nèi)部聚集，加上灰塵及水槽等為微生物的生長提供絕佳的生長條件，所以微生物很容易滋生。由于微生物的大量生長，凈化器在長期運行后會產(chǎn)生絮狀物。菌種鑒定結(jié)果顯示絮狀物中有細(xì)菌也有霉菌。但是細(xì)菌在水槽中大量生長是分散的，所以不會形成絮狀物，只是會使水槽中的水變渾濁。霉菌是以菌絲和孢子的方式進(jìn)行生長繁殖，所以當(dāng)霉菌在水槽中大量生長時會產(chǎn)生大量的菌絲，并且聚團(tuán)形成絮狀物。霉菌的最適生長溫度在28℃左右，而這個溫度與凈化器運行的溫度相近，這就為霉菌的生長提供了更為有利的生長條件。經(jīng)過上述分析，我們推測凈化器水槽中的絮狀污染物主要是霉菌。

微生物的防治包括抗菌和防霉兩個方面。目前市面上的凈化器產(chǎn)品主要采用無機(jī)抗菌劑來進(jìn)行抗菌和防霉。無機(jī)抗菌劑的主要有效成分為金屬離子，如Ag+、Cu2+、Zn2+等。Ag+由于其顯著優(yōu)于其他金屬離子的抗菌特性而運用的最為廣泛。從實驗的結(jié)果也可以看出，WJ2、WJ3、WJ4三個銀系抗菌母粒均表現(xiàn)出優(yōu)異且長效的殺菌能力。

但是從防霉實驗的結(jié)果來看，WJ1、WJ2、WJ3、WJ4四種銀系抗菌劑的防霉效果卻非常的不理想。霉菌屬于真菌，在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上真菌會比細(xì)菌多一層細(xì)胞壁。銀離子要達(dá)到防霉效果，必須穿過細(xì)胞壁和細(xì)胞膜兩層結(jié)構(gòu)才能進(jìn)入到霉菌體內(nèi)發(fā)揮殺菌作用。真菌細(xì)胞壁的主要成分為幾丁質(zhì)（甲殼素），這是一種結(jié)構(gòu)非常致密的成份，會嚴(yán)重阻礙銀離子的穿透。因此由于細(xì)胞壁的影響，會使得銀離子對霉菌的殺菌抑菌效果大大降低。

為了更好的解決凈化器防霉問題，我們選擇有機(jī)抗菌母粒YJ1和YJ2來進(jìn)行研究。YJ1和YJ2的有效成分為OBPA（10，10-氧代雙吩惡吡）[5]和DCOIT（二氯辛基異噻唑啉酮）[6]。這兩種有機(jī)抗菌劑的抗菌機(jī)理為帶有正電荷的有機(jī)分子鏈與細(xì)菌和霉菌的細(xì)胞膜表面陰離子結(jié)合或

與巰基反應(yīng)，從而破壞微生物細(xì)胞膜和細(xì)胞壁的組成，使其細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)如：K+、DNA、RNA等泄露，最終導(dǎo)致菌體死亡，從而起到抑菌、殺菌作用。它們與銀離子殺菌最大的區(qū)別在于它們不是穿透細(xì)胞膜，而是直接破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁。有機(jī)抗菌劑對UDP-乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)化酶起抑制作用，UDP-乙酰葡萄糖胺是幾丁質(zhì)合成的前體。這就導(dǎo)致待聚合的乙酰葡萄糖胺不能形成幾丁質(zhì)，細(xì)胞壁的形成受到破壞。所以有機(jī)抗菌劑會有比無機(jī)抗菌劑更為優(yōu)越的防霉效果。從實驗的結(jié)果來看，YJ1雖然最初也有較強的殺菌防霉效果，但是在沖水之后其殺菌防霉效果大大降低，不適合在產(chǎn)品中應(yīng)用。而YJ2則表現(xiàn)出長效而優(yōu)異的殺菌防霉效果，所以可以考慮作為凈化器水槽中抗菌防霉的方案。

5.結(jié)論

通過實驗結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)凈化器水槽中的絮狀污染物主要為霉菌生長引起。目前市面上的凈化器產(chǎn)品主要以無機(jī)抗菌劑為主。無機(jī)抗菌母粒具有較優(yōu)的殺菌效果，但是其防霉能力較差，達(dá)不到防霉要求。有機(jī)抗菌劑YJ2同時具備優(yōu)秀的長效殺菌及防霉能力，可以考慮作為解決空氣凈化器水槽中絮狀污染物的方案。

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作者簡介：李一然（1987.8-），主要研究方向：高分子材料的應(yīng)用。