随着人们对生活质量要求的提高, 对自身的生活居住环境要求也日益增高, 而室内空气质量的优劣与人的健康水平息息相关。近年来, 雾霾天气引起极大的社会关注, 空气净化器也广泛地走入居民生活之中。微生物附着在颗粒物上污染室内空气导致的健康风险, 主要包括微生物作为颗粒物导致机体的炎性反应和作为病原体的致病作用^[1]。在雾霾及中重度空气污染天气无法开窗通风的情况下, 使用空气净化器替代自然通风来去除颗粒物和微生物等污染, 已成为改善室内空气质量最有效的方法之一^[2]。在2003—2008年间, 具有微生物净化效果的空气净化器多采用简单的杀菌机制, 绝大多数采用紫外线臭氧技术^[3], 具有较好的杀灭微生物效果, 但该技术仅仅将空气微生物作为生物体而进行杀灭, 没有考虑将微生物作为颗粒物进行去除, 同时臭氧的残留也会产生健康危害^[4]。2008年之后, 各净化器生产厂商也在不断地更新技术, 空气净化器采用的技术由单一紫外臭氧除菌型向复合型改进, 在去除颗粒物的同时, 能更有效地去除微生物, 同时不产生臭氧残留, 避免对人体产生危害。

在进行空气净化器净化效果评价时, 多对不同净化时间的效果进行检测。因此在进行不同净化原理的空气净化器效果比较时, 应考虑持续净化条件下不同检测时间的综合效果。很多文章对此类资料的分析多采用两组资料t检验或单因素方差分析^[5], 而没有考虑到检测的结果在持续作用条件下不同时间点上的关联性或该指标随时间变化的趋势。本文选取了复合过滤型与紫外臭氧型空气净化器的除菌效果进行比较。

1 材料与方法 1.1 材料

选取送检厂家提供的市售代表性品牌, 其中复合过滤型空气净化器8台和紫外臭氧型空气净化器6台。复合过滤型空气净化器内分别放置高效过滤器(HEPA)滤网和活性炭滤网, 开启净化器后通过滤网对通过空气进行过滤, 将颗粒物及微生物捕捉到滤网上, 将过滤后的洁净空气送出; 在过滤的同时, 机器释放负离子, 负离子与空气中少量存在的正离子中和, 释放的能量导致其周围细菌结构的改变致使细菌死亡。紫外臭氧型空气净化器, 利用对细菌敏感的紫外线杀菌波段照射空气, 杀灭空气中的细菌。因紫外线的穿透力差, 有遮挡而照射不到的地方会形成死角影响空气消毒的效果; 在紫外线照射的同时, 释放一定浓度的臭氧, 臭氧可以迅速弥漫整个房间, 利用其生物化学氧化反应杀灭空气中的微生物。

1.2 设备与耗材

安德森六级生物采样器(美国ThermoAndersen公司), 营养琼脂培养基(北京陆桥技术有限责任公司), 恒温培养箱(日本三洋公司)。

1.3 检测方法

选择一空间为45 m³的房间, 关闭门窗, 先用安德森采样器采集空气中的自然菌。采样时, 采样器置室内中央距地面1.2 m高处, 每次采样时间为10 min。开启样机前, 对空气自然菌进行计数, 做为0时计数, 然后开启样机(复合型空气净化器需打开"负离子"功能并将风力调至最大)开始计时。分别于30、60、90及120 min时用同法分别采集空气中的自然菌。用同批次试验的培养基作为阴性对照, 放于37℃温箱中与试验样本一同培养48 h后记录结果, 将6级平板上所有菌落累加后计数。试验重复3次。结果以除菌率计算:

式中:t_n —不同时间点检测的空气自然菌计数, CFU/m³;

   t₀ —0时计数。

1.4 效果评价

现有的标准中, 对空气净化装置的净化效果要求主要有两个标准或规范:《家用和类似用途电器的抗菌除菌净化功能空气净化器的特殊要求》(GB 21551-2010)^[6], 规定"在模拟现场和现场试验条件下运行1 h, 其抗菌(除菌)率大于或等于50%"; 以及《消毒技术规规范》(卫生部2002版)^[7], 规定"试验重复3次或以上, 计算出每次的消亡率, 除有特殊要求者外, 对无人室内进行的空气消毒, 每次的自然菌消亡率均≥90%者为合格"。文中采用这两个标准或规范进行空气净化效果评价。

1.5 数据处理

采用EXCEL 2007整理数据, 数据统计采用3次平均的结果, SPSS 19.0进行统计处理, 用一般线性模型(general linear model)的repeated measures实现重复测量资料的方差分析, 并用multivariate实现组间的两两比较。重复测量采用方差分析, α=0.05。

2 结果 2.1 净化器除菌效果

8台复合过滤型空气净化器和6台紫外臭氧型空气净化器检测的除菌率结果见表 1。

2.2 净化效果分析

2.2.1 不同检测时间点关联性分析

数据关联性分析为判断不同检测时间点结果之间是否具有关联性, 需要对不同时间点(t₁-t₄)的结果进行数据相关性检验。SPSS 19.0中多采用球形检验(mauchly's test of sphericity)的结果判断重复测量数据之间是否存在相关性, 如果该检验P≥ 0.05, 说明重复测量数据之间不存在相关性, 可以采用单因素方差分析进行统计处理; 如果P < 0.05, 说明重复测量数据之间存在相关性, 应使用重复测量的方差分析进行统计处理。在实际测量中, 数据之间多存在相关性。本研究中, 两组数据的球形检验结果为, χ²=96.903, P=0.000。

检验结果显示, P < 0.05(P=0.000), 说明不同时间点(t₁-t₄)的检测结果之间具有相关性, 不能采用单因素方差分析进行统计处理, 需进行重复测量的方差分析。

2.2.2 净化时间及时间和净化器类型之间的交互作用

检验结果(表 2)显示, 净化时间的球形检验P < 0.05, 说明时间因素有统计学意义, 随着净化时间的延长, 净化效果越来越好; 而净化时间与净化器类型的交互作用的球形检验P> 0.05, 说明紫外臭氧型和复合过滤型空气净化器两组间比较无统计学意义, 提示两种类型的空气净化器净化效果差异不大。

2.3 结果评价

两种不同类型的空气净化器, 均能够达到《家用和类似用途电器的抗菌除菌净化功能空气净化器的特殊要求》(GB 21551-2010)^[6]规定的"在模拟现场和现场试验条件下运行1 h, 其抗菌(除菌)率≥50%"的要求(表 1); 但观察两组结果, 发现复合过滤型空气净化器多数(7/8) 可以在30 min内达到除菌率90%, 《消毒技术规规范》(卫生部2002版)^[7]的要求, 而紫外臭氧型空气净化器即使在运行120 min后, 仍有半数(3/6) 不能达到除菌率90%。

3 讨论

紫外臭氧型空气净化器虽然在空气消毒效果上与复合过滤型空气净化器无差异, 但其残留的臭氧浓度过高会对人体造成危害, 应在室内无人的状态下进行空气消毒。复合过滤型空气净化器将空气中微生物捕捉吸附到HEPA滤网的同时, 也将室内空气中的粉尘、烟尘和花粉等颗粒物捕捉吸附到HEPA滤网上, 在不宜开窗通风的雾霾天气里, 更为实用。