陳谷珺

摘? 要：簡(jiǎn)要闡述過(guò)氧化氫的消毒原理，將幾種常見(jiàn)的過(guò)氧化氫消毒方式從系統(tǒng)原理、運(yùn)行操作和消毒效果等方面進(jìn)行對(duì)比描述，最后總結(jié)得出這幾種過(guò)氧化氫消毒方法的特點(diǎn)及運(yùn)用上的區(qū)別。

關(guān)鍵詞：消毒;過(guò)氧化氫;汽化;干霧;光能

中圖分類號(hào)：R187? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）22-0139-02

Abstract： This paper introduces the principle of hydrogen peroxide disinfection and compares several common disinfection methods of hydrogen peroxide from the aspects of system principle， operation and disinfection effect. In the end， it concludes the characteristics and application differences of these methods.

Keywords： disinfection; hydrogen peroxide; vaporization; dry fog; light energy

引言

如今，我國(guó)藥品的生產(chǎn)和研發(fā)已成為了醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展中必不可少的一部分，醫(yī)藥工業(yè)潔凈室必須達(dá)到規(guī)定的環(huán)境參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。潔凈室空氣中的微粒，可通過(guò)凈化空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置的三級(jí)過(guò)濾器（粗效+中效+高效）有效地濾除，而要?dú)绺∮卧跈C(jī)械設(shè)備、模具、容器和建筑物表面上的微生物（如：浮游菌、沉降菌）數(shù)量，則需要采用一些消毒滅菌的方法。本文將簡(jiǎn)要闡述過(guò)氧化氫的消毒原理并將幾種常見(jiàn)的過(guò)氧化氫消毒方式從系統(tǒng)原理、運(yùn)行操作和消毒效果等方面進(jìn)行對(duì)比描述，總結(jié)得出這幾種過(guò)氧化氫消毒方法的特點(diǎn)及運(yùn)用上的區(qū)別。

1 過(guò)氧化氫的消毒原理

過(guò)氧化氫（H2O2）是一種天然存在的化學(xué)物質(zhì)，它對(duì)大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、白色葡萄球菌、甲乙型肝炎病毒及真菌等多種微生物均有很好的殺滅作用。其消毒原理是由于過(guò)氧化氫中的氧（O-）是以高能態(tài)的形式存在，非常不穩(wěn)定，在常溫下隨時(shí)可分解還原成氧（O2）。在過(guò)氧化氫還原的過(guò)程中，會(huì)有氧原子分離出來(lái)，此時(shí)的氧原子具有極強(qiáng)的氧化和分解能力。它能迅速穿透細(xì)菌的細(xì)胞膜，與其發(fā)生不可逆的反應(yīng)，殺死細(xì)菌，它還可與病毒包膜發(fā)生氧化反應(yīng)，迅速殺死病毒。當(dāng)氧原子碰到有機(jī)或無(wú)機(jī)物時(shí)還會(huì)發(fā)生氧化作用，去除空氣中的有機(jī)污染物及異味，生成無(wú)毒的物質(zhì)，在消毒完成后分解為氧氣和水蒸氣。

2 常用過(guò)氧化氫消毒方法

現(xiàn)在市場(chǎng)上有諸多的過(guò)氧化氫消毒方式，常見(jiàn)的有汽化、干霧、光能等，這幾種技術(shù)手段各有千秋，現(xiàn)就系統(tǒng)原理、運(yùn)行操作和消毒效果三個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比描述。

2.1 系統(tǒng)原理

2.1.1 汽化過(guò)氧化氫

汽化過(guò)氧化氫消毒方法利用在常溫下，氣態(tài)過(guò)氧化氫的滅菌能力強(qiáng)于液態(tài)過(guò)氧化氫的特點(diǎn)，可達(dá)到徹底滅菌效果的一種手段。其系統(tǒng)原理是使用濃度為35%左右的雙氧水（液態(tài)H2O2），經(jīng)發(fā)生器汽化產(chǎn)生氣態(tài)過(guò)氧化氫，通過(guò)軟管送至潔凈室進(jìn)行滅菌消毒。這種消毒方式適用于小空間（200m3以下）的滅菌，如傳遞倉(cāng)、隔離器及小型實(shí)驗(yàn)室。

該消毒工藝分為兩種，干氣滅菌VHP（Vaporized Hydrogen Peroxide）和微冷凝HPV（Hydrogen Peroxide Vapor）[1]。其中干氣滅菌通過(guò)閃蒸技術(shù)，將過(guò)氧化氫中的水分去除，同時(shí)產(chǎn)生濃度均勻的消毒氣體。這種滅菌方式適用于耐高溫且宜受潮的物品消毒，如固體制劑、纖維產(chǎn)品和金屬制品等，該系統(tǒng)初始和運(yùn)行成本均較高。微冷凝工藝用于遇高溫和潮濕均不發(fā)生變化或損壞的物品消毒，不適用于醫(yī)藥潔凈室的空間消毒，在此不再贅述。

2.1.2 過(guò)氧化氫干霧

過(guò)氧化氫干霧滅菌系統(tǒng)的工作原理是使用電機(jī)帶動(dòng)葉片高速旋轉(zhuǎn)，將液態(tài)過(guò)氧化氫打碎至直徑小于10微米的液體顆粒，形成氣溶膠狀態(tài)的干霧，向潔凈空間噴撒進(jìn)行消毒工作。這種消毒方式適用于大空間（200m3以上）的滅菌，例如GMP潔凈車間和醫(yī)院手術(shù)室等。該裝置的初始成本低，僅為汽化過(guò)氧化氫裝置的1/25左右。

其滅菌原理是利用干霧在空中作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)且不會(huì)沉降、無(wú)法聚合在一起產(chǎn)生大液滴和其接觸后會(huì)反彈且不破裂的獨(dú)有特性進(jìn)行空間滅菌，當(dāng)干霧顆粒越小時(shí)，在空氣中懸浮時(shí)間就越長(zhǎng)，其消毒效果越好[2]。使用干霧滅菌具有良好的擴(kuò)散性和不易腐蝕彩鋼板及設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，但干霧系統(tǒng)裝置也有占用空間大和散熱量高的缺點(diǎn)。

2.1.3 光能過(guò)氧化氫

光能過(guò)氧化氫的消毒原理是通過(guò)光子管發(fā)出的高能光輻射，使空氣中的氧氣和水蒸汽吸收光能量，引起分子間的變化，使分子鍵斷裂，從而激發(fā)產(chǎn)生以過(guò)氧化氫為主的高級(jí)氧化氣體，包括過(guò)氧化氫、羥基自由基等[3]，再與光波協(xié)同共生對(duì)空間進(jìn)行消毒，當(dāng)今較為先進(jìn)的光能技術(shù)為納米光子凈化技術(shù)。

該消毒系統(tǒng)無(wú)需加入消毒劑，僅通過(guò)光子管就可產(chǎn)生過(guò)氧化氫為主的高級(jí)氧化氣體，其散熱量遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)方式。其運(yùn)行能耗相對(duì)傳統(tǒng)方式僅20%左右，且可連續(xù)運(yùn)行大于8000小時(shí)，因此光能過(guò)氧化氫裝置的初始和運(yùn)行成本均比汽化過(guò)氧化氫和過(guò)氧化氫干霧低。

2.2 運(yùn)行操作

任何方式的過(guò)氧化氫滅菌在啟動(dòng)消毒模式前，必須使?jié)崈魠^(qū)域內(nèi)人流和物流出入口處的門保持關(guān)閉狀態(tài)。為保證消毒效果的均勻性，系統(tǒng)內(nèi)其他潔凈室的門都應(yīng)保持開啟狀態(tài)。

汽化過(guò)氧化氫（VHP）的滅菌周期為2-3小時(shí)。該滅菌方式在啟動(dòng)消毒程序之前必須對(duì)滅菌空間除濕，避免出現(xiàn)冷凝的情況，且在消毒的過(guò)程中，氣態(tài)過(guò)氧化氫會(huì)不斷地分解產(chǎn)生水蒸氣和氧氣，需全程調(diào)節(jié)濕度避免結(jié)露。在消毒完成后，還需通風(fēng)將剩余消毒氣體排出，直至接觸表面殘留濃度小于1ppm。

過(guò)氧化氫干霧系統(tǒng)的滅菌周期約3小時(shí)。干霧擴(kuò)散設(shè)備應(yīng)設(shè)置在潔凈區(qū)域內(nèi)的主要房間內(nèi)，為避免遮擋噴霧，其噴嘴應(yīng)距離墻壁和設(shè)備1米以上，以便于干霧的擴(kuò)散，達(dá)到最佳消毒效果。

光能過(guò)氧化氫方式與上述兩種消毒方式的操作方式不同。該消毒裝置設(shè)置在凈化空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)段內(nèi)，利用空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)風(fēng)作為過(guò)氧化氫、羥自由基的載體，即將消毒氣體由空調(diào)系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓，通過(guò)送風(fēng)管擴(kuò)散送至每個(gè)房間，如此便能均勻全面地對(duì)整個(gè)潔凈區(qū)域滅菌，其消毒周期約1-2小時(shí)。剩余的過(guò)氧化氫在消毒完成后分解為水和氧氣，再通過(guò)回風(fēng)至空調(diào)機(jī)組進(jìn)行過(guò)濾循環(huán)，所以無(wú)需設(shè)置消毒排風(fēng)系統(tǒng)，可節(jié)省初始投資費(fèi)用。空調(diào)系統(tǒng)啟動(dòng)消毒模式及恢復(fù)工作模式時(shí)，必須遵循圖1所示控制步驟。

2.3 消毒效果

瑞典倫德大學(xué)對(duì)汽化過(guò)氧化氫和過(guò)氧化氫干霧的消毒效果進(jìn)行了研究。他們使用1臺(tái)過(guò)氧化氫發(fā)生器和2臺(tái)過(guò)氧化氫干霧擴(kuò)散器，用6-log嗜熱脂肪芽孢桿菌生物指示劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且每種技術(shù)重復(fù)三次。在三輪測(cè)試中，所有的生物指示劑均被汽化過(guò)氧化氫滅活，而干霧過(guò)氧化擴(kuò)散器在第一輪測(cè)試中滅活率僅為10%，在隨后兩輪測(cè)試中，滅活率為79%。

光能過(guò)氧化氫系統(tǒng)不同于前兩種消毒方式，在滅菌過(guò)程中，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的風(fēng)管也進(jìn)行了消毒，同時(shí)對(duì)高效過(guò)濾器也起到溶菌疏導(dǎo)作用。但其過(guò)氧化氫僅由光子管激發(fā)產(chǎn)生，因此消毒氣體的濃度及消毒效果取決于光子管的技術(shù)及質(zhì)量。上海市疾病預(yù)防中心對(duì)某個(gè)光能過(guò)氧化氫消毒裝置進(jìn)行空氣消毒模擬現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，在體積為20m3的實(shí)驗(yàn)室（溫度：20℃，相對(duì)濕度60%）內(nèi)使用氣溶膠發(fā)生器，用FA-1型多級(jí)撞擊式空氣微生物采樣器采樣，使用營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，該消毒裝置開機(jī)60分鐘后，對(duì)白色葡萄球菌殺滅率為99.97%-99.99%。

3 總結(jié)

汽化過(guò)氧化氫、過(guò)氧化氫干霧及光能過(guò)氧化氫消毒方式之間的對(duì)比結(jié)論見(jiàn)表1。

通過(guò)表1可發(fā)現(xiàn)這幾種過(guò)氧化氫消毒方法的特點(diǎn)以及在運(yùn)用上的區(qū)別，在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，選擇適合的消毒方法，發(fā)揮其最大的功能優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉萬(wàn)忠.淺談過(guò)氧化氫消毒技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].工藝與裝備，2016，29（10）：41-49.

[2]宋大海.制藥廠干霧過(guò)氧化氫滅菌最新技術(shù)替代傳統(tǒng)熏蒸[J].工藝與裝備，2015，20（7）：44-49.

[3]朱大慶，林忠平.病床表面殺菌消毒的試驗(yàn)研究[J].質(zhì)控與安全，2008，29（8）：115-117.