關于紫外線循環風空氣消毒機質量控制問題的探討

李廣武，李小強，關永飛，郭文霞黑龍江省醫院 .醫學工程部；.感染管理科，黑龍江 哈爾濱 150036

關于紫外線循環風空氣消毒機質量控制問題的探討

李廣武a，李小強a，關永飛a，郭文霞b
黑龍江省醫院 a.醫學工程部；b.感染管理科，黑龍江 哈爾濱 150036

針對空氣循環風式消毒設備缺乏統一明確的質量控制規范。依據已頒布的2002年衛生部出版的《消毒技術規范》、紫外燈管生產行業標準，并結合廠家的相關說明，對循環風消毒機質量控制提出建議，主要針對專用高能紫外燈管的壽命進行了理論與實踐層面的探討。

循環風消毒機；最低消毒劑量；質量控制；紫外線消毒燈管；直接照射消毒

醫療機構利用紫外線消毒具有悠久的歷史，使用 非常廣泛，與臭氧消毒相比效果好且副作用較少，幾乎所有醫院都使用紫外線空氣消毒設備。紫外線空氣消毒主要應用足夠劑量的紫外線對微生物的DNA、RNA結構造成破壞以達到消毒的原理，消毒效果顯著頻段為UVC段（100～275 nm），其峰值在254 nm效果最好，有害的副產物較少。紫外線空氣消毒產品大致分為兩種類型：直接照射（傳統紫外燈管直接照射）和間接循環風照射。傳統直接照射對人眼有傷害，適合無人房間使用、操作簡單、成本低；間接循環風照射適合有人房間，可以連續工作，對人傷害較少，但成本較高，兩者各有利弊。對于常規直接照射空氣消毒的方法，我國衛生部于2002年頒布了《中華人民共和國衛生消毒技術規范》，其中明確規定質控標準：直接照射的紫外燈管壽命為1000 h或距離燈管1 m處照射強度不得低于70μ W/cm2。只要很好地堅持這個標準就可以保證空氣消毒的質量。但是對于循環風空氣消毒機卻沒有明確規定，尤其消毒機的核心器件——紫外燈管就沒有詳細規定如何確定它的壽命。現階段主要依據廠家的使用說明書來確定燈管更換周期，如1000、2000、3000 h等，規范不統一，如果生硬套用《2002版本消毒技術規范》就有些不妥。

本文將《消毒技術規范》中規定的消毒最低標準、紫外燈管的《國家行業標準》做為依據，結合空氣消毒機中空氣的流速、流量及生產廠家提供相關數據進行理論估算，比較科學地提出了空氣循環風消毒機質控最關鍵部件——紫外燈管的合理壽命的確定，以及其他常規質控內容，供專業人士借鑒。

1 理論依據

在《2002版本消毒技術規范》中，從兩個方面描述了最低空氣消毒標準：一是距離燈管1 m處照射強度不得低于70 μ w/cm2，且照射不低于30 min；二是每立方米空氣內，紫外線燈管功率不低于1.5 W/m3，同樣照射時間不低于30 min。根據第一種描述，最小消毒劑量為70 μ W/cm2×1800 s=126 mJ/cm2；根據第二種描述最小消毒劑量為1.5 W×1800 s=2700 J/m3=2.7J/L。根據這兩個基礎數據，下面分別用兩種方法推論紫外燈管的合理壽命。

1.1 最小照射劑量法

根據某廠家提供的參數：燈管最大照射強度13800 μ w/cm2、有效消毒空間約20 L、換風量480 m3/h（即480×1000/3600=133L/s）；以一個60 m3的醫療房間為例，空氣滯留機內照射區的平均時間為20 L/133 L/s=0.15 s、要達到最低消毒水平大約需要126 mJ/cm2÷13.8 mW=9 s的時間，也就是說需要9 s÷0.15 s=60次循環。實際上每臺設備都裝了4～6只燈管，按最小4只燈管計算理論，60÷4=15次循環即可達到消毒水平。以60 m3的房間為例，480÷60=8次/h，即每小時理論上房間內的空氣可以循環8次，15次÷8次/h=1.87 h即可達到整個房間消毒的要求，廠家產品說明書標稱2 h工作時間是有科學根據的。如果燈管老化到50%即6900μ W/cm2時（按國家行業標準必須達到5000 h工作時間），需要126 mJ/cm2÷6.9 mW/cm2=18 s的消毒時間可達標，即循環18÷0.15÷4=30次可達標，也就是說連續工作30÷8=3.75 h也可以達到最初的空氣消毒效果，延長時間消毒效果是等價的。

1.2 功率估算法

根據《2002版消毒技術規范》規定，每立方米空氣需要1.5 W紫外燈管照射30 min可達到消毒水平，即單位空氣所需紫外功率為1.5 W×30 min×60 s=2700 J/m3（2.7 J/L）。引用“1.1節”的數據：60 m3的房間、480 m3/h通風量、消毒機20 L有效空間、0.15 s的滯留時間、每小時進行8次空氣循環、4只30 W的高效燈管。在消毒照射區間單位體積內紫外平均燈管最低能量為4×30W÷20L×0.15s=0.9 J/L相當于900 J/m3；2700 J/m3÷900 J/m3=3次循環即可達到消毒要求，即連續開機0.375 h即可達到目的。現在高強度紫外燈管平均壽命為5000 h（按衰減50%計算），按這種方法計算，將開機時間延長1～2倍，即1～2 h也可滿足空氣消毒的目的。

表1 對使用循環風空氣消毒機的科室長期監測結果

2 討論與分析

從以上兩種方法來看，第一種方法是從輻照強度最低極限來推論的，相對比較準確，第二種方法屬于宏觀估算得出的結論，兩者相差大約3倍。考慮到直接照射與間接循環風式照射環境大不相同，間接照射屬于近距離（≤10 cm）高強度照射，基本不存在紫外線距離衰減問題，加之在設備消毒艙內配置了紫外線反射層，使照射效果大大增強，尤其是現代紫外燈管產品皆屬于高強度長壽命燈管，實際消毒效果可能遠大于理論估算值。根據國家標準GB19258-1012關于紫外燈管產品相關標準得知，對消毒紫外燈管壽命進行了定義：燈管照射強度衰減至85%時，燈管工作時間應不低于2000 h；當強度衰減至50%時，燈管工作時間定義為平均壽命，規定不低于5000 h，適當延長工作時間完全可以補償燈管功率衰減的影響。

3 實際驗證

根據《2012醫療機構消毒技術規范》對紫外線燈管照射強度及紫外線循環風進行紫外線消毒的效果進行監測，具體檢測內容及方法：① 紫外線燈輻照度值的測定（使用上海嘉定學聯儀表廠生產的ZDZ-1型紫外線輻照計）；②紫外線強度照射指示卡監測；③ 生物監測法空氣消毒的效果監測（注：南方有些醫院就以空氣培養的結果確定消毒機器是否合格）。我院共有25個使用紫外線循環風的臨床科室，主要為處置室、換藥室等，截至2013年12月，對其長期監測結果，見表1。

4 結論

理論和實踐都表明，適當延長消毒工作時間可以使舊設備滿足空氣消毒要求，這里暫且定義：2000 h可以定為燈管壽命的年輕期；2000～3000 h定義為中年期；3000～5000 h時以內為老年期。我們建議：年輕期根本不需要更換燈管，按要求正常時間（2 h）工作即可保證消毒效果；中年期的燈管可增加50%消毒時間，完全能達到新設備的效果，但需要加強監測；老年期的燈管建議增加100%即增加1倍的工作時間，也可完全達到新設備的同樣的空氣消毒水平。當然達到如上情況的先決條件是每件設備必須定期做好保養質控工作，包括定期（每個月）清洗過濾網、用酒精擦拭燈管，清潔表面灰塵等日常保養等工作。同時房間要保持清潔干燥，注意房間的溫度和濕度。

總之，根據現有的消毒技術規范、國家相關產品行業標準，以及對使用中的產品的真實監測情況，我們可以比較科學地定義燈管的壽命，醫用高效紫外燈管在連續工作2000 h以內是絕對安全的，超過的要適當增加的工作時間即可做到相應的補償。科學地確定燈管壽命、確定更換周期，是保證空氣消毒質量的關鍵，同時也會大大節約資金、減少不必要頻繁更換燈管的浪費，但必須以空氣細菌培養結果為依據標準。

[1] 衛生部衛法監發[2002]282號,消毒技術規范[S].

[2] 衛生部WS/T 367-2012,醫療機構消毒技術規范[S].

[3] GB19258-1012,紫外消毒燈行業標準[S].

[4] 李汴生,阮征.非熱殺菌技術與應用[M].北京:化學工業出版社, 2004.

[5] 賈興真,張聿為,銀燕,等.遼寧省醫療機構消毒質量監測[J].中國消毒學雜志,2012,(1):56-57.

[6] 張艷.紫外消毒模型開發與設備優化研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學,2010.

[7] 王恒桓,于良軍.醫用紫外線強度無損傷實時監測系統的設計與實現[J].中國醫療設備,2013,28(1):27-30.

[8] 張文福.感染與消毒——新世紀的挑戰[J].中國消毒學雜志, 2012,(1):1-4.

Discussion on the Quality Control of Ultraviolet Circulating Air Disinfector

LI Guang-wua, LI Xiao-qianga, GUAN Yong-feia, GUO Wen-xiab
a. Department of Medical Engineering; b. Department of Infection Control, Heilongjiang Provincial Hospital, Harbin Heilongjiang 150036, China

In view of the lack of uniform quality control standards for circulating air disinfector, this paper puts forward some suggestions on quality control of circulating air disinfector on the basis of Technical Standard for Disinfection published by Chinese Ministry of Health, as well as industrial standard of UV lamp. Life cycle of high-energy UV lamp is also discussed in this paper.

circulating air disinfectors; minimum disinfectant dosage; quality control; ultraviolet disinfection lamp; direct irradiation disinfection

TH771+.4

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.01.038

1674-1633(2015)01-0117-03

2014-09-03

作者郵箱：gg5@126.com