中国公共卫生  2016, Vol. 32 Issue (6): 852-854   PDF    
固体高氧化还原电位消毒剂空气消毒效果评价
乌日乐1, 黄牧2, 王雨1, 李漫1, 李东力3, 刘慧颖1, 刘艳1, 李鹏飞1     
1. 沈阳医学院环境卫生教研室, 辽宁 沈阳 110034 ;
2. 沈阳市疾病预防控制中心 ;
3. 中国人民解放军沈阳军区联勤部疾病预防控制中心
摘要: 目的 研制固体高氧化还原电位消毒剂(SORPD),评价其对医院空气消毒效果。 方法 采用正交设计L9(34)对多种化学成分进行配比分析,确定SORPD配制方案;参照中华人民共和国卫生部《消毒技术规范》(2002年版)测定SORPD的氧化还原电位(ORP)、有效氯含量、腐蚀性与稳定性;使用超低容量喷雾器将浓度为 30 mg/L的SORPD,按照 10 mL/m3剂量对医院空气进行喷雾消毒,采用琼脂平皿自然沉降法采集空气细菌样本,计数细菌数,以消毒前及消毒后不同时间段菌落数变化和细菌杀灭率评价消毒效果。 结果 次氯酸钙作为A剂主料,苹果酸作为B剂主料,硅酸钠,溴化钠和三聚磷酸钠作为辅料所组成的配方为SORPD最佳组合;SORPD的稳定性检测结果显示,在54 ℃储存14 d ORP值下降率为1.4%,25 ℃存放6个月时有效氯含量下降5.4%,ORP值随着稀释倍数增加缓慢下降,稀释128倍时,ORP值 > 800 mV;SORPD对不锈钢无腐蚀性;采用SORPD空气消毒后30 min时,门诊大厅及理疗室菌落数降到最低点[分别为(3.2±0.92)、(2.3±0.67)cfu/皿],细菌杀灭率分别为90.7%、93.5%;SORPD空气消毒后60 min时,候诊室菌落数达到最低点[(3.7±1.03)cfu/皿],细菌杀灭率为87.9%;在消毒后3 h内SORPD对室内空气细菌杀灭率均保持在较高水平( > 75%)。 结论 固体高氧化还原电位消毒剂具有氧化还原电位高、稳定性好、腐蚀性低、空气消毒效果好等特点,便于运输与保存。
关键词固体高氧化还原电位消毒剂(SORPD)     氧化还原电位(ORP)     空气消毒     效果评价    
Development of a solid oxidizing reduction potential disinfectant and its efficiency as an air disinfectant
WU Ri-le1, HUANG Mu2, WANG Yu1, et al     
Department of Environmental Health, School of Public Health, Shenyang Medical College, Shenyang, Liaoning Province 110034, China
Abstract: Objective To prepare a high solid oxidation potential disinfectant(SORPD)and to evaluate the effectiveness of the SORPD when used for air disinfection in a hospital. Methods The component formula for the SORPD to be prepared were tested with a L9(34)orthogonal design.Oxidation-reduction potential (ORP),effective chlorine,corrosiveness,and stability of the prepared SORPD were determined according to the requirements in “Disinfection Technology Standards” issued by Ministry of Health of China in 2002.The concentration of the SORPD solution used for the disinfection of air in a hospital was 30 mg/L and the solution was administered using a ultralow volume sprayer at the dose of 10 ml/m3.The bacteria in the air were sampled using agar plate natural sedimentation method and the changes in bacteria count of the air samples before and after the disinfection with SORPD were analyzed for the evaluation of SORPD disinfection. Results The prepared SORPD is consisted of calcium hypochlorite (main ingredient A),malic acid (main ingredient B)and three minor ingredients (sodium silicate,sodium bromide,and sodium triphosphate).The results of stability test showed 1.4%and 5.4%decrease in ORP for the prepared SORPD after storage for 14 days under the ambient temperature of 54 ℃ and for 6 months under the ambient temperature of 25 ℃,respectively.The ORP value of the prepared SORPD decreased slowly with the increase of dilution ratio and the value was greater than 800 mV at a dilution ratio of 128;the concentration of effective chlorine for the prepared SORPD also declined with the increase of dilution ratio.The prepared SORPD was not corrosive to stainless steel.Thirty minutes after the disinfection with prepared SORPD,the bacteria count in the air samples from outpatient hall and physiotherapy room reached to the lowest number (3.2±0.92 and 2.3±0.67 colony form unit [cfu]/per plate),with the corresponding bactericide rate of 90.7%and 93.5%;the bacteria count for the air samples from waiting room reached to the lowest number of 3.7±1.03 cfu/plate one hour after the disinfection with the prepared SORPD,with a bactericide rate of 87.9%.The bactericide rate maintained at a relatively high level (>75%)within 3 hours after the air disinfection using the prepared SORPD. Conclusion The prepared SORPD is an effective air disinfectant with a high ORP value,good stability,and low corrosiveness.
Key words: solid oxidizing reduction potential disinfectant     oxidation-reduction potential     air disinfection     effectiveness evaluation    

传统消毒剂具有毒性、腐蚀性、刺激性,有害残留5~10年,存在严重的土壤、水系污染和职业伤害及细菌耐药性等威胁。近年来酸性氧化电位水(electrolyzed oxidizing water,EOW)成为新型消毒剂的研制热点。EOW原理为在自来水中加入适量氯化钠,通过电极,将含有0.05%氯化钠的自来水电解成具有高氧化还原电位(oxidizing reduction potential,ORP)、微量氯、pH值<2.7的特殊消毒水,具有灭菌效果可靠、迅速,无残留,无毒副作用等特点[1]。EOW在接触空气、光线、有机物或加温至50 ℃以上可逐渐还原成普通水[2],是一种绿色环保高效消毒剂,已应用于诸多领域,如创面愈合[3]、精神科病房空气消毒[4]、呼吸机管道消毒[5]、消化道内镜消毒[6-7]、消毒供应中心[8-9]等。但由于EOW为液体剂型、pH值低、不便于运输与存储、不够稳定、且具有一定腐蚀性,因此,其应用受到了一定限制。为使氧化还原电位消毒剂得到更广泛应用,本研究采用正交设计方法,研制固体高氧化还原电位消毒剂(solid oxidizing reduction potential disinfectant,SORPD),并进行稳定性及医院空气消毒效果评价,结果报告如下。

1 材料与方法 1.1 主要试剂与仪器

次氯酸钙、硫酸钠、硅酸钠(成都思天德生物技术有限公司),次氯酸钠(江苏瑞恒化学工业有限公司),丁二酸、苹果酸、氯化钠(上海亦瑞生物技术有限公司),十二烷基苯磺酸钠(上海一研生物科技有限公司),溴化钠、三聚磷酸钠(上海晨易生物科技有限公司);主料:次氯酸钙、次氯酸钠作为A剂,丁二酸、苹果酸作为B剂;辅料包括氯化钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、硅酸钠、溴化钠、三聚磷酸钠。L200型笔式pH/ORP计(上海三信仪表厂),1035BP型超低容量喷雾器(上海杰魁森实业有限公司)。

1.2 SORPD研制

采用正交设计(L9(34))方法对次氯酸钙、次氯酸钠、丁二酸、苹果酸进行主料的配比组合实验,及多种辅料进行配比组合实验;以SORPD的ORP值、有效氯含量、稳定性及腐蚀性确定SORPD配方的最优组合。

1.3 SORPD理化性质测定 1.3.1 SORPD中有效氯含量测定

有效氯含量的测定采用碘量法[中华人民共和国卫生部《消毒技术规范》(2002年版)][10]

1.3.2 SORPD的ORP值测定

采用氧化还原电位仪,在室温(25±2)℃条件下,按说明书将SORPD配制成溶液,用小烧杯取30 mL,放置于氧化还原电位测定仪探头下,测试开关旋至氧化还原电位档,测定5 min,直接读取氧化还原电位值,取3次平均值。

1.3.3 SORPD的稳定性评价

将SORPD在54 ℃ 温箱中存放14 d,测定ORP值;将SORPD在25 ℃避光环境下放置6个月,测定有效氯含量,依据ORP值和有效氯含量变化率评价SORPD的稳定性。

1.3.4 SORPD金属腐蚀性测定

SORPD对不锈钢、碳钢、铜、铝的腐蚀性测定参照文献[10]进行。

1.4 SORPD的空气消毒效果评价 1.4.1 SORPD消毒液配制及消毒方法

现场将SORPD二元包装固体粉末按1:1比例配制成浓度为30 mg/L的消毒液,按照10 mL/m3剂量使用超低容量喷雾器对某医院门诊大厅、候诊室、理疗室空气由内向外、自上而下的顺序进行喷雾消毒。

1.4.2 采样方法与细菌培养

按《公共场所卫生监测技术规范》(GB/T17220-1998)[11]设置采样布点,分别对医院门诊、候诊室、理疗室进行空气细菌采样;在室内空间4个角和中心共设5个采样点。每个采样点距地面约1.5 m,周边各点距墙壁1 m处放置三脚架,每个三脚架上放置2个直径为9 cm的普通琼脂平板;应用空气自然沉降法进行细菌采样,分别在消毒前、消毒后30、60、90、120、150、180 min采样;将琼脂平皿暴露10 min后取回放置于37 ℃恒温箱中培养48 h后计数菌落数[colony forming unit (cfu)/皿]。

1.4.3 消毒效果评价

以消毒前、消毒后不同时间菌落数变化及细菌杀灭率评价消毒效果。杀灭率=(消毒前菌落数 消毒后菌落数)/消毒前菌落数×100%。

1.5 统计分析

计量数据以x±s表示;采用SPSS 13.0软件对数据进行统计分析,组间比较采用单因素方差分析;P  0.05为差异有统计学意义。

2 结 果 2.1 SORPD组成与稳定性(表 1)
表 1 SORPD倍比稀释后有效氯含量与ORP值变化情况

正交设计实验结果显示,以次氯酸钙作为A剂主料,苹果酸作为B剂主料,硅酸钠,溴化钠和三聚磷酸钠作为辅料为SORPD最佳组合。稳定性测试结果显示,SORPD在54 ℃ 温箱中存放14 d,ORP值下降1.50%,在25 ℃ 放置6个月,有效氯含量下降5.40%;对有效氯为2 000 mg/L的SORPD原液进行倍比稀释,有效氯含量随稀释倍数增加而下降,ORP值随着稀释倍数的增加呈缓慢下降趋势,稀释128倍时,ORP值仍>800 mV。

2.2 SORPD对金属腐蚀性

采用SORPD消毒剂配制成的溶液(有效氯含量为150 mg/L)对不锈钢、碳钢、铜、铝的腐蚀速率分别为0.000 0、2.236 2、0.254 0、0.255 4 mm/a;即SORPD对不锈钢基本无腐蚀性,对其他金属具有中度腐蚀性。

2.3 空气消毒效果评价 2.3.1 消毒对象一般情况(表 2)
表 2 SORPD对医院室内空气消毒效果评价(x±s,cfu/皿)

在某医院随机选择3个消毒现场,门诊大厅:面积67.5 m2,平均人流量36人次/h,室温14.5 ℃,相对湿度为3.1%;候诊室:面积48.8 m2,平均人流量13人次/h,室温14.9℃,相对湿度为27%;理疗室:面积38.8 m2,平均人流量4人次/h,室温20℃,相对湿度为34.2%。

2.3.2 消毒前后消毒场所中菌落数变化(表 2)

与消毒前比较,消毒后门诊大厅、候诊室、理疗室空气菌落总数明显下降,差异均具有统计学意义(均P< 0.05);消毒后30 min时,门诊大厅和理疗室菌落数降到最低点,候诊室菌落数在消毒后60 min时降到最低点,此后虽略有回升,但直至消毒后180 min 时,门诊大厅、候诊室、理疗室空气菌落总数仍明显低于消毒前。

2.3.3 SORPD对医院空气中细菌杀灭率

结果显示,应用SORPD对医院门诊大厅、候诊室和理疗室空气消毒后,室内空气中平均菌落数快速下降,在消毒后30 min时,细菌杀灭率分别达到90.7%、87.9%和93.5%;此后,细菌杀灭率随时间推移有所下降,到消毒后180 min时,细菌杀灭率分别为77.9%、76.7%和81.5%,仍维持在较高水平。

3 讨 论

病原体可引起传染病暴发,且可能引发严重后果,如SARS、禽流感、甲型H1N1、MERS等传染病均给人类社会带来巨大灾难。使用空气消毒剂对环境消毒是控制传染病暴发流行最有效的措施之一。但传统的化学消毒剂多数具有毒性、腐蚀性、刺激性及有害残留,细菌耐药性的产生也会干扰消毒效果。理想的消毒剂应具有杀菌谱广、杀菌效果好、作用速度快,同时应具有稳定性好、无毒、无腐蚀、无刺激、无残留、对人和动物安全、对环境污染程度低等特点。研究表明SORPD无毒性[11],具有良好的杀菌效果[12-15]。国内有研究认为氧化还原电位消毒剂液体制剂稳定性差[16-17],也有学者持相反观点[18]。本研究利用次氯酸盐、有机酸发生化学反应时产生高氧化还原电位和一定含量的有效氯原理,通过正交设计筛选制备的SORPD便于运输和保存、使用方便、成本低,消毒剂中加入一定辅料(稳定剂),使其有效氯稳定,ORP值可维持在较高水平。本研究结果显示,SORPD的稳定性良好,在54 ℃ 温箱中存放14 d,ORP值仅下降1.50%;25 ℃ 放置6个月,有效氯含量仅下降5.40%;SORPD配制成的溶液对不锈钢材料无腐蚀性,对其他金属材料具有中度腐蚀性;采用SORPD配制的溶液对医院门诊大厅、候诊室和理疗室空气进行消毒结果显示,效果良好,且消毒作用可以维持较长时间(>180 min)。提示,SORPD具有稳定性好、腐蚀性低、空气消毒效果好等特点,可用于人员密集场所空气消毒;对于传染病流行期间的应急消毒、控制传染病暴发流行具有重要意义。

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