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臭氧消毒面临的挑战与应对方案

发布日期: 2013 -5-18 浏览次数: 1770 次
 

1. 抗击‘非典’的启示     

我国的臭氧工作者,经过几十年的艰苦奋斗,特别是最近十几年的开拓创新,取得了非凡的成绩,创建了一支由几百家企业和研究所为骨干,组成的臭氧队伍,由这一支队伍支撑起一个朝阳产业,这就是臭氧产业。这一支产业大军虽然幼小,但在我国国民经济的发展中起着不可或缺的作用。无论在对水的处理还是在对空气的处理上,臭氧机越造越好,发挥的作用越来越大,应用面越来越宽,臭氧的队伍也越来越壮大和越来越成熟。   

但是任何新生事物的发展都不是一帆风顺的,会遇到多种困难,面临多方面的挑战。‘非典’时期,臭氧消毒发挥了重要的作用,但是比起消毒界的其他行业来说,臭氧消毒并没有期望中的那样‘火’,与环氧乙烷、过氧乙酸和众多的含氯消毒剂相比逊色多了,甚至还比不上紫外线消毒那么‘火’。臭氧业界期盼着国家行政机关或权威人士能够鲜明地充分肯定臭氧在‘非典’消毒中的应用,从而得到有力的支持,推动臭氧产业的加速发展。然而令人失望,国家行政机关发布的文件对臭氧消毒的提法都十分原则,权威人士的言论也相当谨慎。即使提到可以应用臭氧消毒,但声音相对比较微弱。下面引用的表《非芽孢污染场所、污染物品的消毒处理方法与剂量》,摘自《消毒技术规范》(2002版),从表中所列的项目可以看到,在众多的消毒场所和消毒方法中,臭氧被推荐使用的场所,仅仅是室内空气消毒一项。这个表在卫生部SARS防治的指导性文件《SARS防治消毒技术》中再次被引用和推荐,影响面比较大。这是一个代表性的文件,代表着并统一着社会各界对臭氧的态度,反映出臭氧在医院消毒中的地位和作用。当然也直接影响着臭氧的市场。   

 

 

消毒场所

 

消毒方法

 

用量

 

消毒时间

 

室外污染表面

 

1000mg/L~2000mg/L含氯消毒剂喷洒

 

500ml/m³

 

60 min~120min

 

漂****喷撒

 

20 g/m²~40g/m²

 

2h~4h

 

室内表面

 

250mg/L~500mg/L含氯消毒剂擦拭

 

适量

 

 

 

0.5% 新洁而灭擦拭

 

适量

 

 

 

0.5% 过氧乙酸熏蒸

 

适量

 

60 min~90min

 

1000mg/L~2000mg/L含氯消毒剂喷洒

 

100 ml/m²~500ml/m²

 

60 min~120min

 

2% 过氧乙酸气溶胶喷雾

 

8ml/m³

 

60min

 

0.2%~0.5% 过氧乙酸喷洒

 

350ml/m²

 

60min

 

室内地面 

 

0.1% 过氧乙酸拖地

 

适量

 

 

 

0.2%~0.5% 过氧乙酸喷洒

 

200 ml/m²~350ml/m²

 

60min

 

1000mg/L~2000mg/L含氯消毒剂喷洒

 

100 ml/m²~500ml/m²

 

60min~120min

 

室内空气 

 

紫外线照射

 

1W/m³

 

30 min~60min

 

臭氧消毒

 

5 mg/m³~10 mg/m³

 

30min

 

0.5% 过氧乙酸熏蒸

 

1 g/m³  

 

120min

 

餐,饮具 

 

蒸煮

 

100℃

 

10min~30min

 

含氯消毒剂浸泡

 

250 mg/L~500mg/L

 

15 min~30min

 

远红外线照射

 

120℃~150℃

 

15 min~20min

 

被褥、书籍、电器

 

环氧乙烷简易熏蒸

 

1500mg/L

 

16 min~24h

 

电话机

 

O.2%~0.5% 过氧乙酸擦拭

 

适量

 

 

 

服装、被单 

 

煮沸

 

100℃

 

30min

 

250mg/L~500mg/L含氯消毒剂浸泡

 

淹没被消毒物品

 

30min

 

0.04% 过氧乙酸浸泡

 

淹没被消毒物品

 

120min

 

游泳池水

 

含氯消毒剂消毒

 

余氯O.3mg/L~0.5mg/L

 

 

 

污水

 

10%~20% 漂****溶液搅匀

 

余氯4mg/L~6mg/L

 

30 min~120min

 

30000mg/L~50000mg/C溶液搅匀

 

 

 

 

 

粪便、分泌物 

 

漂****干粉搅匀

 

l:05

 

2h~6h

 

30000mg/L~50000mg/C含氯消毒剂

 

2:01

 

2h~6h

 

尿

 

漂****干粉搅匀

 

3%

 

2h~6h

 

10000ml/L氯含氯消毒剂搅匀

 

l:10

 

2h~6h

 

便器 

 

0.5 过氧乙酸浸泡

 

浸没便器

 

30min~60min

 

5000mg/L含氯消毒剂溶液浸泡

 

浸没便器

 

30 min~60min

 

手 

 

2% 碘酒、0.5% 碘伏、0.5%氯己定醇液擦拭

 

适量

 

1 min~2min

 

75% 乙醇、0.1% 新洁而灭浸泡

 

适量

 

5min

 

运输工具

 

2% 过氧乙酸气溶胶喷雾

 

8ml/m³

 

60min

另一方面,随着科学技术的发展和对消毒的广泛需求,加上抗击‘非典’的客观刺激,新技术新材料新工艺层出不穷,诸如《SARS病毒消杀仪》、  《等离子体净化器》等新型的消毒净化设 备和消毒剂相继研究成功,并投放市场,获得了推广和应用。因此,臭氧消毒在蓬勃发展的同时也遇到了前所未有的严峻挑战。

 

2. 臭氧消毒面临的挑战   

 

下面,我从不同的角度提出当前臭氧消毒所面临的挑战,看看消毒界对臭氧的评价和目前臭氧所处的地位,从而进一步认识‘臭氧’这个客观存在的事物,为采取应对方案提供科学的依据。  

2.1 消毒剂和灭菌剂  

臭氧能够杀灭多种微生物,是一种高效消毒剂,这是没有疑异的。但是,消毒剂不等于灭菌剂,两者是有区别的。灭菌剂(steri1a11t)的定义是可杀灭一切微生物使其达到灭菌要求的制剂,而消毒剂(disinfectant)的定义则是用于杀灭传播媒介上的微生物使其达到消毒或灭菌要求的制剂。两者的区别就在于‘一切’两字。这‘一切’两字就有了类别档次、强弱高低之分。消毒剂又可分为高效消毒剂、中效消毒剂和低效消毒剂三个档次,臭氧属于高效消毒剂范畴,但目前还不属于灭菌剂。而环氧乙烷、过氧乙酸、甲醛等都是灭菌剂。热力灭菌、电离辐射灭菌、微波灭菌、等离子体灭菌等都属于灭菌方法。因此从卫生部正式文件的分类上,形成了一种差异,给人以一种感觉,在杀菌能力的强弱上臭氧比环氧乙烷等灭菌剂、比热力灭菌等灭菌方法要低一个档次。再加上环氧乙烷等灭菌剂有其自身的优越性,因此在‘非典’时期,在多数正规的消毒场合,大部分是用环氧乙烷和过氧乙酸等灭菌剂,臭氧则很少在这种场合中使用,仅是一些外围的预防性、辅助性消毒。  ‘非典’过后,现在基本上也是还是这种状况。   

2.2 静态消毒和动态消毒   

大家知道,消毒有动态消毒和静态消毒之分。动态消毒是指有人流物流存在时的消毒,例如手术室、病房、重症监护室等场所,均会有人员的流动,所以这些场所的消毒,都属于动态消毒。静态消毒则是在没有人流物流存在时的消毒,例如无人值守的洁净室、实验室的消毒等。由于臭氧消毒时,当其浓度超过安全标准时对人体有害,所以《消毒技术规范》规定在臭氧消毒时间内,人员必须离开消毒现场。这就是静态消毒。所以,就臭氧消毒来说,是静态的。不过臭氧的静态消毒很有效。但是,在现在的市场上,可以进行动态消毒的新型机器已有不少,与臭氧静态消毒机相比,具有更多的优越性。例如,《静电除尘灭菌器》,它利用高压静电作用原理杀灭细菌和清除尘埃粒子;又如《等离子体空气净化机》,它是利用脉冲高压,使空气电离获得等离子体,杀灭细菌和净化空气;还有《纳米Ti02光催化净化器》,它利用纳米Ti02的光催化作用,联合活性炭—起共同作用,达到除尘灭菌净化空气的目的。这些新颖的高技术机器,在医院手术室、高档写字楼、银行、公共场所使用,各项指标都达到了动态消毒的要求,不会影响人员的活动,也不影响人体的健康,相反,对人体的健康有益。在这方面臭氧静态消毒机便稍逊一筹。相比之下,市场竞争处于劣势。臭氧消毒在这些高技术机器面前遇到了挑战,臭氧静态消毒机的市场份额变小了。   

2.3 臭氧的毒性   

臭氧的毒性及其对人体的危害,是最受人们关注的核心问题。在臭氧业界,大家都会有正确的认识,正如李汉忠教授所讲的“正确使用臭氧安全无害”。但是在社会各界,看法和提法差异甚大。甚至影响着臭氧的市场,束缚着臭氧产业的发展。    现在人们接受臭氧概念的渠道很多。保护高空臭氧层的宣传使人们知道了臭氧,但气象部门的空气质量预报,将臭氧浓度与可吸入颗粒物一起作为一项需要控制的质量指标,予以报告,人们有证据认为臭氧多了不好;在今年出台的我国第一个《室内空气质量标准》中,臭氧浓度又被定为一项受限制的指标;在一万米以上高空飞行的飞机,其机舱内臭氧浓度增高,为此,各国又作出了特别的规定,限制机舱内臭氧的浓度;汽车尾气排放产生臭氧,会影响健康;复印机产生臭氧也会影响健康;…凡此种种,给人造成讨厌臭氧的印象。这些都是臭氧的毒性惹的祸。于是臭氧遇到了来自多方面的质疑。   

使臭氧处于尴尬境地的是:在使用臭氧进行空气消毒的时候,按照《消毒技术规范》的要求,臭氧要保持较高的浓度,例如20-30mg/m³。当然在这样高的浓度下,消毒效果是很好的,但此时人员必须离开现场。为了不致影响人员健康,减少臭氧产量和浓度,做成臭氧产量每小时为一、二百毫克的‘氧吧’、‘清净器’等,使室内臭氧浓度维持在安全浓度以下,以清净室内空气为主要目标,改善空气环境,当然这也无可非议。但是谁来制订、批准、执行这样的标准呢? 所以现在这种毫克级的小家电,难以通过卫生部门的消毒检测,往往拿不到许可证。   

2.4 臭氧的腐蚀性    

臭氧的强氧化性决定了臭氧具有腐蚀性,在《消毒技术规范》中有一段客观的描述:臭氧“对多种物品有损坏,浓度越高对物品损害越重,可使铜片出现绿色锈斑、使普通橡胶老化,变色,弹性降低,以致变脆、断裂,使织物漂白褪色等。使用时应注意”。在实际使用过程中可以发现,臭氧能加速塑料的老化,对铝合金门窗、仪器仪表等有一定的腐蚀作用,短时间显不出来,时间长了就会造成不良影响,医院内橡胶制品比较多,实验室内仪器仪表比较多,写字楼里计算机比较多,这些都给臭氧机的应用带来了局限性。使用户在选用臭氧机时产生更多的疑虑。由于以上的种种原因,在轿车中应用臭氧消毒或净化空气的方案,汽车制造厂和出租车公司难下这个决心。   

2.5 臭氧的衍生物   

在臭氧的衍生物中,最主要的危害来自氮氧化物。国家有关卫生标准规定,臭氧中的氮氧化物浓度不得超过2.5%。氮氧化物具有强烈的刺激味,这种强烈的刺激味使人误以为就是臭氧的味道。氮氧化物的危害在于它在水中生成亚硝酸盐,亚硝酸盐是一种致癌物质,并使饮用水的口感变差。也影响臭氧管自身的寿命。特别是一些小型家用净水机,由于成本的限制,气源的处理就不很完善,氮氧化物就难以避免。随着臭氧应用面的不断扩大,以及对臭氧认识的不断加深,氮氧化物的危害引起了人们的重视,这不仅反映在水处理方面,同时也影响到空气处理,中央空调净化系统的用户提出要求使用没有氮氧化物的臭氧发生器,这又给臭氧消毒提出了极具挑战性的课题。

 

3.沉着应对,笑迎挑战   

 

以上列举了当前臭氧消毒遇到的挑战,仅仅反映了众多挑战中的一个侧面,这些都是客观存在的现实问题,使我们无法违避。但挑战并不是坏事,有挑战就意味着有机遇。只有直面挑战,依靠科学,不断地解决这些具体问题,臭氧产业才会在战胜挑战中发展壮大。那么如何应对这众多的挑战,下面谈谈我的一些思考,供大家研究。   

3.1 提倡科学臭氧    

臭氧是存在于人的意识之外的客观事物,它的所长和它的所短,都是客观存在,不依人的意志为转移。我们的任务是:科学地认识臭氧,科学地应用臭氧,科学地解决臭氧在应用中遇到的问题。这就是对待臭氧的唯物主义态度。   

按照现代人们对臭氧的认识水平,臭氧尚不能杀灭传播媒介上的一切微生物,因而它被定位于消毒剂而不是灭菌剂。然而现在谁也不能肯定臭氧能够或者不能够杀灭SARS病毒,尽管有的消毒专家以及我们的臭氧同行,根据长时间从事臭氧消毒的实践经验,以及SARS病毒的存活能力,可以推断臭氧能够杀灭SARS病毒,但推断不能作为事实,事实结论只有在实验确认以后才能做出来。由于当前实验条件的限制,我们暂时还不能做这个试验,但并不等于我们永远不能做,如果将来我们通过试验证明臭氧能够杀灭SARS病毒,那么臭氧就又前进了,臭氧的地位就会随之而提高。人们对臭氧的认识是不断深化发展的,不会永远停留在一个水平上,臭氧还有许多新特性没有被我们所认识。这里面臭氧工作者对臭氧永无止境的探索起着至关重要的作用。这就是科学地认识臭氧的问题。   

臭氧的毒性及腐蚀性问题也是客观存在,为了人体的健康而提出对臭氧的质疑是理所当然的,我们贯彻‘以人为本’的思想,就一定要正确处理好臭氧的毒性等问题,防止臭氧机危及人体的健康。这就是要科学地应用臭氧的问题。现在的许多规范或标准限定了臭氧的浓度,表面上好像是贬低了臭氧,其实是指导我们科学地应用臭氧的法宝,说清臭氧毒性的来拢去脉,利用这些规范来宣传科学地应用臭氧的方法,增加了臭氧的透明度,用户知情,用得放心,有利于臭氧产品的推广,有利于扩大臭氧产品的市场占有率。科学地应用臭氧就是要在规范和标准的指导下正确地设计和制造精品臭氧发生器,造福于人类。   

3.2 科学地解决臭氧在应用中遇到的问题   

臭氧的衍生物是不可违避的重要问题,捂盖子是不可取的。只能遵循客观规律,科学地解决臭氧在应用中遇到的问题。其实,解决在制造过程中产生氮氧化物和避免氮氧化物的危害,有多种途径,例如:   

(1)      采用光子臭氧发生器。光子臭氧发生器是用180nm以下的超短波紫外线激发空气中的氧分子,产生光化学反应生成臭氧,氮气不参与这个反应,所以就不会产生氮氧化物,这是完全纯净的臭氧。用来制造臭氧消毒柜等臭氧设备,是非常合适的,现在已经取得了可喜的成绩。   

(2)      采用氧气作气源产生臭氧,避免了空气中的氮气在高压作用下电离,产生氮氧化物。这就是我们常用的一套臭氧发生器配一套制氧机(或富氧机)的一体化解决方案。已经得到了普遍的认同。   

(3)      采用低氮氧化物臭氧发生器。据报道这种臭氧发生器已经研发成功。它应用双层玻璃介质实现间隙放电产生臭氧,从而使氮氧化物减少到最小程度。这种低氮氧化物臭氧发生器,目前虽然尚处于试验阶段,但试验的实践给我们以启迪,那就是:应用科学的方法,进行创造性的探索,新性能的臭氧发生器一定会制造出来。过去,我们没有公斤级的臭氧发生器,现在我们已经研制成功,我国的自来水厂可以用我们国产的臭氧发生器了。这又是一个成功的例证。   

3.3 辩证地看待‘规范’和‘标准’   

规范和标准是一种约束,也是行为的指南。事实上,规范和标准不是静止不变的,它也是在不断改进、完善和发展着的,例如《床单位臭氧消毒机》等,在老版本的《消毒技术规范》中是没有的,臭氧成功地解决了床单位的消毒难题,制造成‘床单位臭氧消毒机’,解决了病床上枕头毛巾、被褥床单的消毒问题,于是在新版本的《消毒技术规范》中就加了进去(见《消毒技术规范》 3.10.2.5,)。这就明白告诉医院的用户,现在可以购买‘床单位臭氧消毒机’进行床单位的消毒了,胜过许多商业性的广告宣传。  《臭氧内窥镜清洗消毒机》也是这样。再有一个例子就是静电除尘器,经过八年的努力终于获得了承认,写进了规范,被允许在医院二类环境中使用。现在已经获得了相当数量的市场份额。我认为臭氧的其他消毒用途也必将逐一被认可。在本文一开始引用的表中,字面上目前仅有一项臭氧消毒,事实上,臭氧早已突破了这一项,在医院污水的处理方面、在终未消毒方面以及在洗涤等多方面,都有成功的应用,都将会加入该表的行 列。

应该明白一个事实,那就是我们必须先做,做出成绩来,确有效果,才能获得公众的承认。美国人在最初也怀疑臭氧的作用,也特别担心臭氧的毒性对人体的危害,但美国的FDA经过周密的调查研究以后,得出实际无害的结论,发表公告允许臭氧应用于食品,大大促进了美国臭氧产业的发展,也鼓舞了世界各国的臭氧生产企业。但是美国必竞离中国百姓太远,我希望通过我们的臭氧信息网、臭氧产业联合会,向中国的‘SFDA’(中国食品药品监督管理局)提出一个请求,希望能像美国FDA那样发表一个关于中国臭氧的公告,以正视听。这必将大大鼓舞臭氧业界的士气,推动中国臭氧产业的发展,为中国国民经济的发展作出更大的贡献。   

3.4 博采众长为我所用    

现代的应用科学多数不会停留在单一的学科上,都是互相渗透互相引用,你中有我,我中有你,多是多学科的综合应用,起点高,实用性好。臭氧具有两重性,要做到扬长避短,臭氧就不能单科独进,要协同相关的其他学科及其先进技术,结合起来,博采众长,为我所用。如上所述,臭氧有极好的静态消毒效果,动态消毒比不上等离子体,比不上高压静电和紫外循环风等灭菌方法,在大流量的污水处理方面也比不上紫外C及光催化技术,所以我们不能故步自封,要扩大视野,在发挥臭氧作用的同时,吸收其他学科的先进技术,创造臭氧技术的精品。    

这里介绍几种有益的思考,仅供参考:   

(1)    采用臭氧循环风,将臭氧的静态消毒转变为动态消毒。

这是模仿紫外循环风一样的做法,将臭氧发生器安装在一个机柜内,利用风机的作用,迫使室内空气通过机柜进行循环,由于柜内有高浓度的臭氧,室内空气被循环消毒。为了不让剩余的臭氧进入室内空间,还需将剩余的臭氧分解或吸附掉,使室内空间的臭氧浓度降低至允许浓度以下。尽管这种臭氧循环风的机型仍需继续改进,但其恩路和方法是可取的。           

(2)    当我们仔细分析等离子体发生装置、高压静电除尘灭菌装置和臭氧发生装置,就会发现,这三种技术好像是兄弟姐妹,也好像是隔壁邻居,由于各自的目标不同,所以各自的侧重不同,技术处理也就不同。臭氧发生装置是使电极在高电压的作用下尽可能多的产生臭氧,等离子体发生装置是电极在高电压的作用下尽可能使空气离子化,最小限度地产生臭氧,而静电除尘灭菌装置也是电极在高电压的作用下,使尘埃粒子荷电,在电场内发生偏转、吸附,最大限度地集尘和击毙微生物。现在这些技术被应用在国民经济的许多领域,有广泛的应用。给我们的启迪是可以将它们的技术融于一体,既能发挥等离子体和静电除尘灭菌的动态消毒净化作用,又能发挥臭氧的静态消毒作用。   

(3)      再一个典型例子就是纳米Ti02的光催化作用。光催化空气净化器早已闻世,它与过滤技术相结合,具有明显的净化空气的作用,反映了国内外纳米新技术的先进性和实用性。这是一款能够进行动态消毒的新颖机型。但是,我们知道,任何事物都是一分为二的,动态消毒机也有它的不足之处。这是因为动态机基本上都是应用循环风机对室内空气进行循环消毒净化,由于种种原因,室内总会存在空气的循环死角,这些死角的地方空气循环不起来,这就造成了现有的动态消毒机的不彻底性和不稳定性。解决方案是将臭氧消毒和光催化技术结合起来,(和等离子体消毒结合起来,和高压静电除尘结合起来,)组成一种新的机型,于是这种机型既具备臭氧静态消毒的特长,又具备其他消毒技术的动态消毒的特长。这种机型也已经闻世,表现出良好的性能。   

例子当然还可以列举更多,例如对待文章开头所述的过氧乙酸、环氧乙烷等化学灭菌剂,其灭菌能力是首屈一指的,但它们也有许多不足之处,深入分析这些不足之处,发挥臭氧的强项,采用适当的技术,创造更为先进的机型。所以我们并不需要局限在某一项具体的技术上,而是要更多的改进我们的设计思想和探索途径,博采众长,为我所用,这才是取之不尽的源泉。

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