表面污染的微生物清洁

表面污染的微生物清洁

1. 前言

多种工业生产中使用溶剂清洗来清洁表面污垢[1]。许多用于清洁的传统溶剂，如氯氟烃等对环境不利，而且，越来越多的法规中都在开始限制它们的使用，所以，最终将会被逐步地淘汰[2,3]。因此，需要寻找可替代这些溶剂的清洁方法。其中一种就是生物清洁，它可以利用自然产生的微生物来清除不同表面上多种多样的污垢。本文重点介绍表面污垢的微生物清洁。

2. 表面污垢和清洁水平

最常见的表面污垢种类包括微粒污垢、薄膜污垢或分子污垢，有可能是有机的、无机的、离子污染物和微生物污染物。还有一些特殊工业中会有一些金属污染物、有毒污染物和危险化学品污染物、放射性材料污染物和生物污染物。表面污垢可以有很多形式，也可能在表面呈现出不同的状态。一般污染来自机油和润滑油脂，液压液和清洗液，胶黏剂，蜡状物，人为污染和微粒物质。此外，同一表面上，可能会同时存在大量的不同类型的化学污垢。如何清洁取决于表面上污垢的数量、特性和种类。

精密技术应用中清洁度主要具体指对微粒和碳氢化合物等不易挥发性成分（NVR）的清洁。例如，全球民用和国防航天机构规定航空硬件的微粒的表面清洁度以微米/单位面积计算[4,5]，NVR以微克/平方厘米计算。清洁度是以污染度等级为基础建立的，微粒污染度通过工业标准IEST-STDCC1246D确立，等级从1～1000，NVR等级从AA5（0.1 mg/cm2）到J（0.025 mg/cm2）[6]。在一些商业应用中，精密清洁水平定义为一种有机污染物水平＜10μg污染物/cm2，尽管对于许多应用中要

求在1μg /cm2[6]。这种清洁程度既不能令人满意，也不能满足金属设备、电子装配、光学和激光组件、精密机械零件和电脑零件等的功能需求。

3. 背景

微生物清洁是生物降解这一广泛概念的一部分。顾名思义，生物降解是一种减轻污染的自然解决方案。它在技术定义为通过使用自然生物制剂，如细菌、酶或真菌等加速对有机化合物的分解。对于含碳污染物（油和油脂），最终产物是二氧化碳和水。生物降解是一种安全的、环境友好的处理多种有害垃圾的方式，可以用于清理石油泄漏和其他污染物，可以替代溶剂清洁，并得到环境保护署的支持。

微生物菌剂主要的微生物群体有六种[7]。

1）古生菌是单细胞原核细胞菌群，有时在新陈代谢过程中会产生甲烷。由于其特有的细胞膜和新陈代谢，古生菌广泛适用于各种环境条件。

2）细菌也是一种单细胞原核生物。具有独特的细胞壁和细胞膜，区别于古生菌。它们可以分解烃类污染物。

3）真菌是非光合作用的真核生物，直接从环境中吸收营养。这一种类包括蘑菇、霉菌和酵母菌。

4）原生生物是一类动物、非光合作用的真核生物，一般存在于潮湿的环境中。

5）病毒由核酸（DNA或RNA）、蛋白质组成，具有一些生命特征。但是，它们缺乏核糖体（合成蛋白质所需物质）、细胞膜这些对产生能量很重要的物质。而这些都是细胞所具有的特性。

6）微生物合并指的是不同微生物种类之间的组合和协作。

在这些微生物中，只有细菌（通常用）和真菌（不太常用）被用于去污[8-14]。当它被激活后，微生物分泌酶来分解污垢[15-17]。因此，在无菌条件下，从不同菌种制造纯酶，用于去污。微生物清洁应用于零部件清洁、艺术品清洁、石油泄漏清洁、废水清洁、家用及工业清洗。

应用于清洁领域的微生物在通常操作条件下需要是不致病的，并且不存在潜在的危害。它们归类为美国标准菌库（ATCC）种类I，对人类和环境都绝对安全，在操作和使用中不需要特殊的生物安全水平的实验室设施。它们不受ATCC、美国卫生、公共卫生署和毒品管理条例（TOSCA）的限制。

对于大多数的表面清洁情况，微生物是经过具体选择，用于降解不同类型烃类污染物的一种高度专业化的混合物。它们强有力地黏附在油脂上并进行分解，但同时却不会对工业级别的金属和天然橡胶产生分解作用。最常用于清洁烃类污染物的菌群是假单胞菌和芽孢杆菌[18-20]。脱硫弧菌

和去磺弧菌等不同的硫酸盐还原菌可以用来有效地去除建筑物表面的硫酸钙沉积物[21]，细菌将硫酸钙分解为Ca2+和 SO42-离子，并进一步将SO42-离子分解为S2-离子。

图4.1 A typical microbial cleaning life cycle diagram

4. 微生物清洁原理

微生物清洁烃类污染物的基本原理就是通过微生物作用将污染物转化为无害的CO2和水[9,22]。图4.1表示了一个清洗过程的生命周期图。在一个典型的表面清洁应用中，与污染表面接触的清洗液含有强效的表面活性剂/脱脂剂。表面活性剂降低污染物和零部件表面的表面张力，从表面分离污垢。微生物和营养物被释放到并存活在清洗液中。营养物通常被作为清洗混合物的一部分被加入，用来强化新生微生物，直到有足够量的油脂作为碳源引进。微生物分泌天然酶（例如脂肪酶【油脂】，淀粉酶【淀粉】和蛋白酶【蛋白质】），可以破坏烃类化合物的分子键，使污垢分子（油脂）分裂。这一作用过程释放的碳作为微生物的源营养。微生物被激活，开始分解油脂，然后通过细胞壁吸收，并进一步分解。污垢随着清洗液被排出，将清洗液过滤，滤去灰尘、油漆碎片和其他一些微粒物质。

部件清洁中，清洁作用开始于表面活性剂而非微生物。然而，尽管微生物不参与表面污染物的搬迁，但随着时间推进它们将会去除清洗系统中的任何烃类物质。在一个有利的、营养丰富的环境中，生物降解物质持续增加，最终遍布整个污染物溶液中，整体的微生物量以指数方式持续增加，直到所有可利用的烃类都被消耗掉，从而，最终得到洁净的不含烃类物质的清洁液。细菌繁殖非常迅速。一个单细胞在24h内可增长至1021[22]。清洗液可以在体系中循环再利用，清洗循环重复，清洁过程没有中断。

微生物释放的酶只能对污垢的一个表面产生作用，这就导致修复更慢、效率更低。因此，可以使用催化剂加速这一过程。通常，生物催化剂不但包含非离子表面活性剂、乳化剂和水，还含有微生物存活必须的营养物质。表面活性剂和乳化剂复配作用于污垢，可将污垢分解成非常小的小球，从而，使微生物能与污垢亲密接触。小球被酶包围，从而，加快污垢的分解速率。生物催化剂显著地增加了生物有效氧。催化剂加速了微生物繁殖速度，从而，使生物除污速度更快，降解更彻底。这一过程的副产物（纯烃类）为二氧化碳、水和可溶的脂肪酸。

有效的生物除污体系使用有氧和厌氧微生物相结合。通过喷嘴和龙头流动液体产生曝气，为某些菌株提供足够的氧气。同时，其他菌株对沉积在容器底部的污垢进行分解作用。

5. 清洗系统

对部件清洗应用来说，会专门设计清洁设备以达到最佳的清洗效果。而像艺术品清洁和家居清洁等，不需要特殊的设备。

5.1 部件清洁

市场上可以购买到几种规格和种类的微生物部件清洁产品。图4.2为几种独立的微生物部件清洁设备[24-30]。通常，这些加热清洁系统由上部洗涤槽和下部水槽、过滤组件（可以过滤掉明显的微粒物质，例如，沙子、粗砂、污垢和油漆碎片）、电源块、机载诊断系统、循环泵、清洁喷嘴和一个水槽曝气系统（用于增加微生物活性）组成。泵压力越高清洁效果越好。这些清洁体系

可以清洁20～200kg的部件。尽管最近引进了强力的清洁体系可以清洁整辆自行车，但是这些设备与传统的上部水槽溶剂设备相似，最好用于轻型手动清洗部件。该设备的零部件清洗机含有完整的自行车支架[31]。

图4.2 Examples of bioremediation parts washers. (a) Graymills BiomaticsTMParts Washer, (b) Bio-Circle, and (c) ChemFree Smart Washer[28-30].

5.2 清洁溶液和微生物组成

各种各样的清洁溶液和微生物组份被用于许多不同清洁领域。应用中的强力去油溶液为无害、不腐蚀、中性、不易燃、无毒特性的水基去油溶液，对环境和人类不造成伤害。按照说明使用，不会产生有危害的液体废弃物或永久的危害。部件清洗产品制造商提供的去油溶液仅适用于自己的机器，并不推荐在其他产品中使用[32-34]。同样地，微生物混合物也是为专门的清洁体系而设计的。每一个独立的设备，对其特定温度、泡沫补偿、曝气参数、流速等除污条件都进行了最佳优化。如果微生物混合物被稀释或是清洁溶液构成改变，那么清洁产品的性能将会受到很大影响。如果在其他清洁中使用该溶液，将会降低微生物分解污垢效率、降低清洁性能，甚至会损坏机器导致保修无效。

一些商家出品了浓缩微生物清洁溶液，可用于手工清洗应用中传统的喷雾清洁体系[35-43]。这些溶液在使用中需要按照20∶1的比例稀释。

许多酶制剂清洁组分已经开发并被商业化[44-64]。配方中的酶为商业化产品，应用于各个公共设施和家居清洁领域[65-67]。第7节会对该应用进行部分探讨。

5.3 微生物应用

一些进行防锈处理、磷化、电镀、油漆、粉末涂敷、热镀锌或是涂层工业的部件清洗工业均得益于微生物清洁。微生物清洁已经成功地应用于石油化工厂、化工厂、炼油厂、食品加工厂、海洋驳船、机械工厂部件清洗机、卡车清洁、木

材加工厂和地下水处理等领域。第7节中将对应用案例进行探讨。

5.4 污垢类型

虽然，清洗液通常含有非常强效的表面活性剂，可以清洁多种污垢。但是，清洗液从配方设计到推荐应用都是用于清洁生物降解烃类污垢的，具体如下：

• 原油

• 其他油脂（切削油和车用机油）

• 液压传动液

• 溶剂

• 苯系物（苯、甲苯、乙苯和二甲苯）

• 油脂

• 润滑剂

• 胺类

• 木馏油

• 酚类

• 脂肪

• 核酸

微生物对该类污垢的清洁性能是十分突出的。例如，分析结果显示，生物去污产品中，烃类污垢一般在1400ppm范围。与其相比，其他传统非生物的液体清洗液的油脂污垢平均在20000ppm[9,11]。

微生物对油漆、油墨、胶水、黏合剂、密封胶、蜡、焦油、涂鸦、笔痕、橡胶和树脂等污垢也能很好地去除。

5.5 基质类型

像碳、不锈钢、镀锌钢、黄铜、合金、铝、塑料、陶瓷、玻璃纤维、玻璃/石英、纯银、镍、肽和混凝土等基质都可以被很好地清洁。清洗液不但可以有效地清洁金属部件，而且，清洗过程中不会损坏橡胶和塑料等其他非金属部件。对于所有的部件清洁产品，一些表面的清洁速率可能与其他表面不同，这是由于表面污垢的类型和程度不同造成的。因为清洁产品是在几乎中性和低温条件下使用的，在清洗过程中不会腐蚀金属部件。金属、塑料和玻璃纤维部件清洁后将会保持最初的状态。

5.6 部件清洁

部件清洁产品的使用操作简单，如图4.3所示。脱脂溶液通过上部水槽的喷嘴喷洒在被污染的部件上。将微生物和营养物引入位于下部水箱中的已使用过的去油溶液中，微生物被激活并开始分解溶液中的烃类污垢。将清洗液中的微粒物质过滤去除后，清洗液再循环至上部水槽用来清洗更多的部件。底部水槽的发热元件会维持最佳操作温度，使微生物活性最大，通常在323-360K。同时保持水槽本身的清洁（图4.4）。

运行良好的微生物清洁系统，定期产生的废弃物会阻塞使用过的过滤器，需要每3-8周替换一次。清洗液只有在失效时才需要更换，能使用好几年的时间。废弃物在未经测试认定为无害情况

下，通常会认定为有害。

图4.3 Cleaning of parts in a wash basin[30]. Source: Courtesy of J. Walter Co.,Ltd.

图4.4 Parts cleaner sink (a) prior to cleaning, and (b) after cleaning[30].

操作指南如下：

微生物部件清洁系统十分有效并且易于操作。操作指南将会有助于维持系统的最佳清洁性能。

• 清洁液需要加热，并不断地通气以达到最佳清洁性能。大部分微生物需要在温暖的环境下生存，从而，可以高效地持续地分解烃类污垢，尽可能快地清洁溶液。所以，温暖的清洗液清洗效果要优于低温清洗液。

• 像消毒剂、漂白剂、溶剂、酸或是氯化物等腐蚀性的化学物质会使微生物失活，所以不能加入清洁液中。

• 专门为设备设计的清洗液应当维持最佳水平。如果微生物浓度降低或是清洁溶液构成改变，将会严重影响体系的清洁性能。

• 微生物适应污垢类型需要时间。如果微生物溶液刚开始清洁效果不好，等微生物适应新的污垢后，清洁性能就会大大提高。

• 突然增多的高浓度油脂会损害微生物。所以对于油脂过多的重垢部件，应当进行预清洗。

• 过滤器应当定期更换，以免固体在设备底部沉积，降低清洁性能。过滤器滤出的污染物也可达到有害标准。更换过滤器可以为微生物菌落引入新鲜清洁剂，从而，使体系可在最佳状态下运转。

• 清洁后的部件应当进行干燥，以免残留在表面的液体导致部件生锈或氧化。储存部件前应当涂膜。

• 从气溶胶或其他来源产生的溶剂等环境污染物会伤害微生物种群。清洗操作应当对其进行规避。

5.7 成本

部件的清洗产品是相对较为便宜，大约花费2500～ 8500美元，具体价格取决于清洗系统的尺寸和容量[28-31]。清洗成本通常不高。因为，微生物可以清洁溶液，从而释放出表面活性剂，可以清洁和乳化更多的污垢，从而对化学品消耗量极小。预混和原位激活微生物清洗剂不需要更换，当然，每8～10周需要把水箱里的清洗剂补充满，用来弥补溶液蒸发和清洗时残留在部件表面的损耗。清洗液本身的成本大约为每5加仑400美元，

但在使用过程中要按照20∶1的比例稀释。

微生物清洁能源消耗很小，因为整个清洗过程中操作温度在323～360K，仅需要很小的热能供给。一些系统提供商提供维修服务，费用约为600美元/年，提供两月一次电话服务[30]。微生物清洁方法的废弃物处理成本很低，因为主要的废弃物为过滤器，每3～8周更换一次。总的来说，微生物清洁成本低于溶剂清洁，如表4.1所示。

成本节约示例：

德州陆军国民警卫队1995年8月投资近15000美元购买了10台生物去污部件清洗机用以替代溶剂清洗产品来清洁汽车调度场。第一年，卫队清除了600加仑溶剂废弃物，并且显著减少了挥发性有机化合物的排放，在废弃物处理上节省了5130美元，并节省了每年4200美元购买溶剂的费用。预估回收期为18个月。一家大航空公司使用23台生物清洁设备替换溶剂清洁，第一年就减少了900加仑以上的溶剂使用量，节省费用超过80000美元[9]。

其他研究表明：使用水清洗设备和微生物清洁设备替代溶剂清洁设备，年成本可节省近40%，平均投资回收期为1.5年，还有回报期小于3个月的个案[10,68]。表4.1将微生物清洁和溶剂清洁的成本进行了对比。总成本包括设备、清洁溶剂、化学品及废弃物处理。微生物清洁的随后年度成本要稍高于第一年，这是清洁剂补给产生的费用。

作为美国海军雷克霍斯污染防治设备计划的一部分，将溶剂部件清洁系统与微生物部件清洁系统进行了对比[69,70]。生物去污体系减少废物流几近100%，节省了1800美元废弃物处理费用。此外，只要对洗涤剂偶尔进行补充，就可以一直循环使用。装备使用安全，不需要个人防护装备。

6. 生物清洁的优缺点

6.1 优点

1. 污垢被分解成无害的终端产物，如水、CO2和可溶脂肪酸。

2. 微生物清洁是一个自然和安全的过程，是不腐蚀和环境友好的过程，不产生有害物和排放。

3. 生物去污减少了对溶剂和其他有害物的运输和需求。

4. 生物清洁比传统溶剂清洁技术更加经济。

5. 清洁操作在温和条件下进行，仅需极低的能量供给来维持比环境温度稍高的清洁温度。

6. 微生物是非病原微生物，在正常操作条件下，完全安全，没有公认的潜在危害。

7. 微生物分解烃类污垢速率每7天可以达到80%。

8. 多数的生物去污部件清洗设备可以清洁大号的、牢固的、较脏的部件。

9. 部件通常在第一步就被清洁干净。即使污垢部件上较小的裂缝和紧凑的空间也能被清洁干净，这是因为微生物可以紧密和顺畅地与部件相

接触。

表4.1 传统溶剂清洁与微生物清洁成本对比

10. 微生物能够不断地清洁溶液和水槽，所以，部件总可以处于在干净的清洁溶液中。

11. 微生物提高了清洁剂的清洁性能。水槽中的生物去污过程，会释放出更多的表面活性剂，从而，可以清洁和乳化更多的污垢。

12. 微生物已经可以被用来成功地清洁从原油到碳氢薄膜等多种污垢。

13. 清洁操作可以低温进行，从而消耗能量很低。

14. 清洁成本低。

15. 系统不需要进行停机保养。

16. 操作系统使用简单。

17. 废弃物处理成本低，过滤嘴是仅需要处理的废物流，而且，废弃量也很低。

18. 清洁剂为中性、不腐蚀，对皮肤无刺激，不会使皮肤干裂。

6.2 缺点

1. 微生物对灭菌剂敏感，如漂白剂或剧毒农药和鼠药等能杀活的强效化学物质。

2. 在医疗和食品加工工业，多余的微生物会和残留的细菌作用，不利于保持卫生条件，和其他清洁应用中一样会影响清洁性能。

3. 该过程主要适用于可生物降解的烃类污垢的去除。许多无机污垢、大颗粒和其他的杂物是无法清洁的。

4. 微生物清洁通常不适用于灵敏元件的高精密度清洁。

5. 对每一种清洁设备来说，微生物清洁剂的构成都是唯一的。

6. 过滤器是主要的废物流，必须作为有害垃圾进行处理。

7. 与溶剂清洁相比，微生物清洁可能需要更多的擦洗工作。

8. 较难清洁重垢和顽固污渍。

9. 保持微生物存活需要正确的操作培训。

10. 工人可能对某些气味反感。

11. 与传统溶剂清洁相比，清洁时间可能更长。

7. 应用

微生物清洁已经成功地应用于石油化工厂、化工厂、炼油厂、食品加工厂、海洋驳船、机械工厂部件清洗机、卡车清洁、木材加工厂和地下水处理等领域。部件清洗、油脂清洗、艺术品清洗和结构体清洁、表面清洁和杀菌及家居清洁已有相关报道。被清洁的污垢类型包括可生物降解油脂、润滑剂、细菌污染物和硫酸盐沉积物。部分清洁应用讨论如下。

7.1 部件清洁

这是最常见的微生物清洁应用，如第5节所示。几千个部件清洁设备安装在世界各地，比传统溶剂清洁更加的划算。大部分情况下，清洁效果与溶剂清洁相当或者更优。

7.2 油脂去污

工业生产和活动中经常会在混凝土和其他一些地板表面留下油斑，当油脂污垢积累到一定厚度不及时去除的时候就会造成安全隐患。如货车加油站、机械车间地面、制造基地和其他类似场所。生物清洁可以成功地清除污垢和残留碎片。图4.5展示了一个货车加油站在用2∶1稀释后的微生物清洁剂水溶液清洁前后的状况[36]。将溶液喷洒在1670m2的污染区域，清洁液与污垢作用约4h后，对表面进行强力冲洗。清洗结果显示了微生物清洁效果非常显著。

从产品供应商的网站还可以看到许多利用微生物和酶清除下水道、生产设备的除油器、医院、饭店、食品加工设备和其他类似场所的重度油垢的案例[36-43][65-67]。图4.6显示，过微生物清洁可以有效地清洁被含油污泥重度污染的水槽。

一种清洁光滑表面的新方法是用蛋白质增强表面活性剂替代微生物增强表面活性剂[12]。这一方法的优点是不增加细菌到本地环境中，因此，避免了与原有细菌的共栖。在清洁或擦拭过程中，蛋白质增加了废水中原有细菌的新陈代谢。

7.3 油田中硫酸盐还原菌

硫酸盐还原菌的危害之一就是会产生硫化氢，由于硫化氢存在的毒性[71-73]，会导致对管线、钻井平台和其他设备的腐蚀。针对一些微生物清洁操作提出了要控制油田硫酸盐还原菌污染物，包括通过增加硝酸盐减少H2S的产生。具体方法可以参考近期相关文献[73]。

7.4 细菌表征和表面清洁监控

大部分细菌很小，直径约为1μm，不易从表面去除。利用微生物方法清洁部件或表面，可能会在划痕、裂缝或其他狭小空间残留细菌。补救措施和清洁监控对原位可视化和细菌表征有一定的需求。由于装备固定和面积较大，这一要求无法直接满足。最近，一项使用醋酸纤维胶带的复制技术被研制出用于表征电子显微镜下不锈钢表面的食源性细菌[74]。复制品的显微图片上细菌清晰可

见，如图4.7。文献[75]中对表面清洁程度的表征和测量方法进行了描述。

图4.5 Photos of a truck fueling bay before (a) and after (b) microbial cleaning[36].

图4.6 A cleaning tank (a) after drainage but before cleaning, and (b) after microbial treatment[34].

7.5 生物去汞

像汞等重金属不能被天然的细菌转化成为无毒物质，之前尝试过制造基因工程菌来进行重金属修复，但是没有成功[76-78]。在近期的一项研究中，一个转基因体系被研究用于汞修复[79]。研究中提出的体系强调了细菌中的金属硫蛋白和多磷酸激酶，对汞有抵抗力并能抑制汞积累。这一研究的细菌体系提供了一种可行的汞去污技术，可能用于汞污染表面的清洁。

7.6 创伤清洁

一些酶清洁体系被用来进行创伤清理[80,81]。清创术就是通过手术切除或酶清洁等方法去除已坏死、失活或被污染组织，从而去除伤口杂质，促进伤口愈合[82]。清洁中通过加压流体喷射刺入皮肤，来输送或去除清洁剂；负压热疗流体输送装置连接创伤部位；连接单个或多个注入和排出管，以便持续地输送清洁剂；或者使用超音速气液技术喷淋装置。最为常见的是用植物蛋白酶溶

液进行清洁，溶液中含有活化剂和抑制剂等添加剂，用于维持清洁剂中酶的活性[81]。

图4.7 Inverted image of a cellulose acetate replica of bacteria in a vegetable marinade[74]. The scale bar is 5μm.

7.7 杀菌和清洁

在食品和卫生方面，细菌和病毒感染可能会传染到全体人员和病人，这一问题受到越来越多人的关注。传染扩散的原因之一就是因为表面杀菌的无效和不彻底。许多细菌、病毒和病原体，如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌对传统的清洁剂和杀菌剂具有一定的抵抗力。已经研发出一种新的抗菌清洁剂含有不同的酶（蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶或是几种酶的混合物）、微生物（芽孢杆菌或假单胞菌）和表面活性剂，以水为载体，pH为5.5～13.5时[19]，最小催化活性为95%。该清洁剂对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、肠球菌、糖肽中间体金黄色葡萄球菌等几种具有抗药性的菌群非常有效，可用于疫区的清洁和消毒。还可以用于细菌、病毒和真菌的杀灭和抑活，从而阻止污垢的传播。不同的配方可以用于清洁金属、陶瓷、玻璃、塑料部件、混凝土、瓷砖地板、除油器，以及家居清洁。可以去除积碳、油脂、烃类、淀粉、肉及奶制品污垢。

除了表面清洁和消毒，含有季铵盐和苯并噻唑组分的清洁剂对抑制微生物生长也是至关重要的[83]。

另一个关注的重要领域就是隐形眼镜等眼睛用品是否得到充分地清洁和消毒。文献中已经提出了几种使用微生物清洁组分的方法来清洁、消毒和保存隐形眼镜[84,85]。

医疗机构中，手术器械的不充分清洁会给病人带来灾难性的后果[86]。含有生物蛋白酶成分的洗涤剂对内窥镜等关键性的医疗器械具有很好的清洁效果。对于血渍和蛋白质污垢的去除尤为重要。用于杀菌过程的戊二醛和过氧乙酸可以固化残留的血蛋白。同样地，清除体液、组织液、残留有机物和生物膜对于正确清洁和后续的高温杀菌至关重要。通常，这些洗涤剂配方能在较低温度下加快清洁周期，通过延长器具使用寿命节约成本，并能在深度的杀菌和消毒之前，通过深度清洁减少感染风险[65]。

7.8 艺术品清洁

具有历史和文物价值的纪念碑、石雕和艺术品的损坏问题得到越来越多的关注[21]。暴露在室外环境下或室内温度和相对湿度等不可控因素的影响下，导致了对艺术品的侵蚀和磨损，这些损坏主要是不同污染物导致的大气污染造成的。艺术品的侵蚀和磨损是一个包含了化学、物理和生物机理的复杂过程。例如，石头表面出现的黑色盐壳就是大气污染物（二氧化硫形成硫酸）、石头（碳酸钙和硫酸反应生成硫酸钙）和微生物之间

的化学和微生物相互作用的结果，微生物作用后形成草酸钙沉积在表面。灰尘和污垢与硫酸钙、草酸钙结合，最终在表面形成黑色的污垢层。已有一些技术被提出用来清洁和修复石砌建筑物、壁画、大理石表面和其他物品，文献[87-97]显示微生物在清洁艺术品上的效果是较为成功的。图4.8展示了意大利比萨纪念公墓的Stories of the Holy Fathers壁画经过施氏假单胞菌株清洁2h前后的对比[97]。对比显示，对壁画的修复作用是非常显著的。

考虑到艺术品表面的精致和脆弱的特性，清洁过程基本都是手工小心操作。尽管生物修复非常有前景，但是与其他物理、化学和机械清洁相比，生物清洁技术的风险还不能完全规避的[21]。

7.9 家居和公共设施清洁

微生物清洁产品最主要和广泛的用途之一就是用作洗涤剂，去除织物上的污垢。其他的家居和公共设施微生物清洁涉及地板、厨房硬表面、浴室、衣帽间、车库、码头和类似的工具、装备（超滤膜、热交换器）等方面，此外，还可用于气味控制。已经有很多酶制剂被作为添加剂或混合成分应用于洗涤剂和其他家用及公用设施清洁领域[44-67,98]。在这些领域，微生物清洁在低温条件下的清洁效果显著；减少了表面活性剂等化学物的使用量；清洁过程温和，可延长设备使用寿命；靶向去除不同污垢；安全和健康风险更低。

8. 结论

综上所述可知，生物清洁在许多领域都可作为传统溶剂清洁的有效替代。微生物清洁是基于微生物对烃类污垢的亲和力，并将污垢分解为无害的二氧化碳、水和可溶脂肪酸原理。操作和处理过程中微生物为非致病和安全的。该过程与传统溶剂清洁相比，环境友好，费用更低，但是，不适用于高精密度的清洁应用。微生物清洁典型的应用包括部件清洁；混凝土和其他地板表面，生产工厂除油器和排水装置，医院、餐馆、食品生产设备及其他类似场所的油脂去污；净化；艺术品和纪念碑的清洁；卫生机构的清洁和杀菌；伤口清创；油田硫酸盐还原菌控制；汞生物去污；家居和公共设施清洁应用。

潘华 编译自——D e ve l o p m e n t s i n s u r f a c e contamination and cleaning

图4.8 Effect of biocleaning with Pseudomonas stutzeri bacterial strain on the Stories of the Holy Fathers fresco before (a) and after (b) treatment[97]. A color version of this figure appears in the color plate section.

[1] J.B. Durkee, Cleaning with solvents, in: R. Kohli, K.L. Mittal

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[2] U.S. EPA, The U.S. Solvent Cleaning Industry and the Transition to Non-ozone Depleting Substances, EPA Report U.S. Environmental Protection Agency (EPA), Washington, D.C., 2004. www.epa.gov/ozone/snap/solvents/EPASolventMarketReport.pdf.

[3] U.S. EPA, HCFC Phaseout Schedule, U.S. Environmental Protection Agency, Washington, D.C., 2012. http://www.epa. gov/ozone/title6/phaseout/hcfc.html.

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更 正

本刊第11期第54页《有机硅及其在汽车美容护理中的运用》一文，第二作者应为罗纲，因编辑排版错误，错排成了罗刚，特此更正，并向作者及广大读者致歉。

《中国洗涤用品工业》杂志社

二零一五年一月六日