在新冠病毒疫情下空氣消毒及對環境的影響

萬家秀，劉吉寧，石振華

（1.蘭州資源環境職業技術學院，甘肅蘭州 730000；2.中石化寧波工程有限公司蘭州分公司，甘肅蘭州 730060）

新型冠狀病毒肺炎（以下簡稱“新冠肺炎”）的傳播歸因于大飛沫和表面接觸[1]。然而準確確定呼吸道病毒如何在人與人之間傳播仍具有挑戰性。目前對于上呼吸道病毒感染的傳播方式一直存在爭議，隨著疫情的深入，有證據表明新冠肺炎主要是空氣的傳播的結果。Jones指出最初被認為主要傳播途徑中，醫護人員之間的傳播只有8%是通過表面接觸傳播的[2]。由此可見對新冠疫情的防控措施中，通過空氣消毒在傳播途徑上進行阻遏具有重要的意義。

對環境條件較敏感的新冠病毒，可以通過物理法、化學法消毒有效滅活。目前常見可以大范圍且易于操作的消毒方式有，75%的乙醇或氯消毒劑、過氧乙酸、脂溶劑和三氯甲烷的化學消毒法；也通過紫外線（UV）和熱力消毒的物理法均可有效滅活病毒[3]。然而消毒試劑的大量使用對人體健康以及生態環境的影響逐漸引起重視，因此有必要了解這些方法并且進行科學的使用。

1 空氣消毒技術簡介

空氣消毒可以降低空氣傳染病的傳播風險。常用物理消毒法、化學試劑消毒法以及中藥熏蒸法將空氣中的致病微生物進行滅活的操作。

1.1 物理方法

物理方法指的是利用物理手段，如使用自然界的光波、電流、聲波、射線以及通風換氣和過濾，截獲、殺滅空氣中各種微生物或使空氣中的微生物僅短暫停留，阻礙空氣中微生物的生長繁殖從而達到凈化空氣的目的[4]。這種方法最大的優點就是可以防止二次污染。

1.1.1 通風

通風可分為自然通風和機械通風。自然通風是最常見的空氣消毒技術，可以有效地減少空氣傳播感染的風險，沿用至今。然而它的局限就是建筑并不總是為自然通風而設計，然而機械通風可彌補這一問題，對于密閉且致病微生物含量較高的室內，機械通風系統可以加快空氣流通，使室內致病微生物含量迅速下降，有效凈化空氣。

1.1.2 過濾除菌

過濾除菌就是對菌體的截留，常見的除菌裝置有高效顆粒空氣過濾儀和高壓靜電吸附除菌儀。高效顆粒空氣過濾除菌儀僅對細菌有效，對于納米級的病毒則是沒有效果，且處理量較低，僅能處理一定范圍內的空氣。而且目前采用中央暖通空調系統的高水平過濾，對緩解新冠病毒也沒太大幫助[5]。高壓靜電吸附除菌是高壓電場作用下氣體分子被電離，在電場作用下定向運動，運動過程與空氣中的細菌、飄塵、氣溶膠等雜質進行吸附，此外高壓條件不可避免地產生一定濃度的臭氧，雖然臭氧的強氧化性可達到滅菌消毒的效果，但必須保證臭氧濃度在國標容許范圍內。國內學者研究該技術，發現高壓靜電吸附除菌消毒時無人在消毒場所效果較好，否則效果不盡人意。

1.1.3 等離子體技術

通過等離子體產生的高強度的電場和高速粒子產生的擊穿效應，配合活性自由基、高能紫外線光子的作用，破壞通過該區域微生物的蛋白質和核酸。據報道使用低溫條件下進行等離子體空氣消毒，消毒完畢3h后，空氣質量仍能維持Ⅲ類環境標準[6]。

1.1.4 紫外線輻射消毒

紫外線空氣消毒歷史已久[7]。它的原理是在特定波長范圍，微生物的核酸分子結構被破壞達到消毒效果。其中，由于超紫光機采用汞齊和金燈管（波長254nm），其效果優于一般紫外燈，可以在15min內消滅3m半徑內空氣中H1N1病毒、禽流感H5N1病毒、抗萬古霉素腸球菌等多種細菌和病毒。而且消毒過程中無臭氧產生、無殘留毒物、無二次污染，對環境中的物體也無腐蝕性[8]。

1.1.5 熱力法

熱力滅菌法是高溫條件下破壞菌體蛋白質和核酸的技術手段。有干熱和濕熱滅菌兩種方式。濕熱滅菌以較強的穿透力降解核酸，損傷菌體細胞膜，使蛋白質變性，且蒸汽與固體接觸產生汽化潛熱等優勢在醫院及實驗室仍廣泛采用[9]。

1.2 化學試劑法

化學試劑法利用化學噴劑，對污染空間進行大面積噴灑，通過化學試劑的消毒作用，使致病微生物死亡，達到空氣消毒的目的。新冠肺炎疫情期間因化學消毒效果明顯，易于大范圍操作而被廣泛使用。以下就幾種常用化學消毒劑進行比較。

1.2.1 過氧化氫

過氧化氫是一種強氧化劑，通過破壞微生物的通透性屏障，從而殺滅細菌繁殖體、細菌芽胞、真菌、病毒和分枝桿菌等微生物的作用，且分解后僅產生氧氣和水[10]。它具有殺菌能力強、刺激性小、腐蝕性低、易于氣化、消毒后不留毒性等優點。目前，市面及醫院常用規格為30g/L的過氧化氫消毒液（俗稱雙氧水）（HP），此外，可以制備成氣溶膠噴霧和以及消毒濕巾。

有報道對比了紫外線照射、3%的HP氣溶膠噴霧和空氣凈化消毒器對衛生院傳染病房消毒效果，結果顯示，在無人條件下，傳染病房室內使用3%的HP氣溶膠噴霧進行消毒細菌清除率更高；但有人條件下，僅空氣凈化消毒機能在消毒后將空氣中自然菌落數維持在較低水平[11]。可見HP空氣消毒也受到消毒范圍內有無人員的影響。

1.2.2 過氧乙酸

過氧乙酸消毒液屬于酸性氧化型殺菌消毒液，可應用于各種情況（甚至4℃的低水溫下），達到快速徹底殺滅細菌、真菌、病毒、藻類、芽孢等各種微生物的效果，分解產物無毒無害，不污染環境，滿足環保要求。

1.2.3 二氧化氯

二氧化氯屬于強的氧化性消毒劑，對細菌繁殖體、分枝桿菌、芽胞、病毒等微生物均有殺滅效果。且具有很好的擴散性和穿透性，在空氣終末消毒具有很大優勢，但由于含有氯，需要考慮使用劑量來應對毒性殘留的問題。

1.2.4 中藥熏蒸

我國中藥空氣消毒歷史久遠，如在端午節秉承至今的習俗：使用蒼術、艾葉熏蒸房間進行空氣消毒以驅瘴除穢[12]。主要原理是通過自然揮發或燃燒具有芳香氣味且能夠辟穢祛邪的中草藥，利用氣載作用下進入人體呼吸系統或到達皮膚表面進行消毒。郭艷玲等[13]通過將中藥熏蒸與紫外消毒對比研究，結果發現在關閉門窗無人活動的狀態下采用蒼術、艾葉煙熏對空氣消毒效果很好，可媲美于紫外線空氣消毒法。毛又玲等[14]也比較了過氧化氫噴霧法、蒼術熏蒸法及紫外線照射法的消毒效果，得出中藥熏蒸在消毒方面有著突出作用。因此中藥熏蒸在空氣消毒方面有一定的優勢。

2 新冠肺炎期間空氣消毒技術的使用

2.1 化學消毒劑法

賈平驁等[15]對沈陽60個疫點終末消毒效果的進行檢測，發現使用20~30mL/m3濃度為30g/L的HP消毒液或5 000mg L-1的過氧乙酸（C2H4O3）消毒液的氣溶膠噴霧消毒法，或者通過含有效氯為1 000mg/L的消毒液或是ClO2濃度為500mg/L的消毒劑對地面、墻壁擦拭或氣溶膠噴霧消毒方法，各類場所消毒效果合格率均為100%。宋江勤等[16]選用2.5g·L-1的HP與60g·L-1復方過氧乙酸含過氧乙酸，使用量為22mL/m3對新型冠狀病毒核酸檢測實驗室的標本制備間進行噴霧消毒，結果發現所有采集的實驗室環境標本均未檢測到新冠病毒核酸陽性，無工作人員感染新冠病毒。證明該復方過氧乙酸可以起到保護工作人員安全的作用，對實驗室內環境中的新冠病毒具有殺滅效果。

2.2 紫外消毒

胡靜等[17]對新冠病毒專用CT機房分別采用紫外線消毒燈、等離子空氣循環消毒機，以及兩種方式相結合的消毒方法進行空氣消毒。應用自然沉降法采集樣本，結果說明兩種消毒技術的結合方式效果最佳，不僅對設備損傷小，又能達到持續性循環消毒效果，可以有效地避免交叉感染，是新冠病毒流行期間不錯的一種消毒方式。

3 空氣消毒后對環境的影響

新冠疫情爆發以來，全球HP和苯并氯銨（HCs）的市場從2019年的6.6億美元增加到2020年的7.8億美元[18]。截至2020年3月，中國僅在武漢發放的消毒劑至少有2 000t[19]。如此大量的使用，帶來環境二次污染，這些物質通過污廢水、氣溶膠進入環境，而且現在的污染治理技術還無法徹底去除，長期持留與環境中必然對環境有影響。有學者提出消毒劑對陸地和水生環境都有毒害[20]。

3.1 對水環境的影響

新冠肺炎爆發以來，全國已經大范圍進行了空氣消毒工作，空氣消毒劑中的含氯消毒劑對自然水體，特別是地表水有著很大的影響。尹煒等[21]研究了疫情期間河湖水環境中消毒劑殘留狀況，以武漢市為監測地點，數據顯示余氯在覆水中最高檢出值為0.4mg/L，廢水處理中攜帶的余氯可能對非目標生物產生影響。而且消毒劑大量的投用，與環境中的物質產生化學反應生成多種消毒副產物（DBPs），DBPs中以三氯甲烷的影響最為嚴重，對淡水藻類和浮萍有抑制作用。

3.2 對人體健康的危害

化學消毒劑消毒原理源自其強氧化性可以滅活病原微生物，但與此同時，這些化學試劑必然會對人體產生一定影響。殘留在環境的含氯消毒劑與天然水體中的腐殖酸和富里酸等有機物產生致癌化合物三鹵甲烷（THMs）[22]。慢性毒理學研究發現，暴露于DBPs可能導致人類的遺傳毒性、細胞毒性、哮喘、皮疹、膀胱癌和結腸癌[23]。

3.3 對微生物影響

消毒劑的使用目的是為了阻斷細菌病毒的傳播，但是當非目標微生物在處理環境下接觸后會受到影響。例如，HP可能破壞敏感的非靶生物的細胞功能。另外，化學消毒劑的使用使得微生物為了適應環境變化而發生變異，此過程中產生了抗性基因，宏觀上表現為微生物的耐藥性增加，消毒劑使用效果下降，而且耐藥性的微生物占據生態位促進微生物結構個進化，影響微生物結構多樣性，這樣有可能引起微生物生態系統的不平衡。

4 結束語

在環境消毒時如果能選擇物理方法盡量不使用化學試劑，如果能開發出中藥熏蒸的新技術對環境會更友好。然而新冠病毒的確嚴重危害著人們的健康，在新冠病毒流行期間大量化學消毒劑的使用，對環境帶來了不可小覷的影響，今后在新冠病毒速檢技術方面能夠提高的話，便可以給消毒劑的使用提供指導，可以在不同的環境選擇不同消毒方法及消毒劑使用劑量。在保證其消毒效果的同時又可以降低環境中殘留量，同時需要關注消毒劑殘留對非目標生物影響，采取相應的監測，此外，在末端治理中應多采用人工生態技術進行三廢消毒劑的處理。以上做法有利于消毒劑對環境影響的研究和控制。