在新冠病毒疫情下空气消毒及对环境的影响

万家秀，刘吉宁，石振华

（1.兰州资源环境职业技术学院，甘肃兰州 730000；2.中石化宁波工程有限公司兰州分公司，甘肃兰州 730060）

新型冠状病毒肺炎（以下简称“新冠肺炎”）的传播归因于大飞沫和表面接触[1]。然而准确确定呼吸道病毒如何在人与人之间传播仍具有挑战性。目前对于上呼吸道病毒感染的传播方式一直存在争议，随着疫情的深入，有证据表明新冠肺炎主要是空气的传播的结果。Jones指出最初被认为主要传播途径中，医护人员之间的传播只有8%是通过表面接触传播的[2]。由此可见对新冠疫情的防控措施中，通过空气消毒在传播途径上进行阻遏具有重要的意义。

对环境条件较敏感的新冠病毒，可以通过物理法、化学法消毒有效灭活。目前常见可以大范围且易于操作的消毒方式有，75%的乙醇或氯消毒剂、过氧乙酸、脂溶剂和三氯甲烷的化学消毒法；也通过紫外线（UV）和热力消毒的物理法均可有效灭活病毒[3]。然而消毒试剂的大量使用对人体健康以及生态环境的影响逐渐引起重视，因此有必要了解这些方法并且进行科学的使用。

1 空气消毒技术简介

空气消毒可以降低空气传染病的传播风险。常用物理消毒法、化学试剂消毒法以及中药熏蒸法将空气中的致病微生物进行灭活的操作。

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、电流、声波、射线以及通风换气和过滤，截获、杀灭空气中各种微生物或使空气中的微生物仅短暂停留，阻碍空气中微生物的生长繁殖从而达到净化空气的目的[4]。这种方法最大的优点就是可以防止二次污染。

1.1.1 通风

通风可分为自然通风和机械通风。自然通风是最常见的空气消毒技术，可以有效地减少空气传播感染的风险，沿用至今。然而它的局限就是建筑并不总是为自然通风而设计，然而机械通风可弥补这一问题，对于密闭且致病微生物含量较高的室内，机械通风系统可以加快空气流通，使室内致病微生物含量迅速下降，有效净化空气。

1.1.2 过滤除菌

过滤除菌就是对菌体的截留，常见的除菌装置有高效颗粒空气过滤仪和高压静电吸附除菌仪。高效颗粒空气过滤除菌仪仅对细菌有效，对于纳米级的病毒则是没有效果，且处理量较低，仅能处理一定范围内的空气。而且目前采用中央暖通空调系统的高水平过滤，对缓解新冠病毒也没太大帮助[5]。高压静电吸附除菌是高压电场作用下气体分子被电离，在电场作用下定向运动，运动过程与空气中的细菌、飘尘、气溶胶等杂质进行吸附，此外高压条件不可避免地产生一定浓度的臭氧，虽然臭氧的强氧化性可达到灭菌消毒的效果，但必须保证臭氧浓度在国标容许范围内。国内学者研究该技术，发现高压静电吸附除菌消毒时无人在消毒场所效果较好，否则效果不尽人意。

1.1.3 等离子体技术

通过等离子体产生的高强度的电场和高速粒子产生的击穿效应，配合活性自由基、高能紫外线光子的作用，破坏通过该区域微生物的蛋白质和核酸。据报道使用低温条件下进行等离子体空气消毒，消毒完毕3h后，空气质量仍能维持Ⅲ类环境标准[6]。

1.1.4 紫外线辐射消毒

紫外线空气消毒历史已久[7]。它的原理是在特定波长范围，微生物的核酸分子结构被破坏达到消毒效果。其中，由于超紫光机采用汞齐和金灯管（波长254nm），其效果优于一般紫外灯，可以在15min内消灭3m半径内空气中H1N1病毒、禽流感H5N1病毒、抗万古霉素肠球菌等多种细菌和病毒。而且消毒过程中无臭氧产生、无残留毒物、无二次污染，对环境中的物体也无腐蚀性[8]。

1.1.5 热力法

热力灭菌法是高温条件下破坏菌体蛋白质和核酸的技术手段。有干热和湿热灭菌两种方式。湿热灭菌以较强的穿透力降解核酸，损伤菌体细胞膜，使蛋白质变性，且蒸汽与固体接触产生汽化潜热等优势在医院及实验室仍广泛采用[9]。

1.2 化学试剂法

化学试剂法利用化学喷剂，对污染空间进行大面积喷洒，通过化学试剂的消毒作用，使致病微生物死亡，达到空气消毒的目的。新冠肺炎疫情期间因化学消毒效果明显，易于大范围操作而被广泛使用。以下就几种常用化学消毒剂进行比较。

1.2.1 过氧化氢

过氧化氢是一种强氧化剂，通过破坏微生物的通透性屏障，从而杀灭细菌繁殖体、细菌芽胞、真菌、病毒和分枝杆菌等微生物的作用，且分解后仅产生氧气和水[10]。它具有杀菌能力强、刺激性小、腐蚀性低、易于气化、消毒后不留毒性等优点。目前，市面及医院常用规格为30g/L的过氧化氢消毒液（俗称双氧水）（HP），此外，可以制备成气溶胶喷雾和以及消毒湿巾。

有报道对比了紫外线照射、3%的HP气溶胶喷雾和空气净化消毒器对卫生院传染病房消毒效果，结果显示，在无人条件下，传染病房室内使用3%的HP气溶胶喷雾进行消毒细菌清除率更高；但有人条件下，仅空气净化消毒机能在消毒后将空气中自然菌落数维持在较低水平[11]。可见HP空气消毒也受到消毒范围内有无人员的影响。

1.2.2 过氧乙酸

过氧乙酸消毒液属于酸性氧化型杀菌消毒液，可应用于各种情况（甚至4℃的低水温下），达到快速彻底杀灭细菌、真菌、病毒、藻类、芽孢等各种微生物的效果，分解产物无毒无害，不污染环境，满足环保要求。

1.2.3 二氧化氯

二氧化氯属于强的氧化性消毒剂，对细菌繁殖体、分枝杆菌、芽胞、病毒等微生物均有杀灭效果。且具有很好的扩散性和穿透性，在空气终末消毒具有很大优势，但由于含有氯，需要考虑使用剂量来应对毒性残留的问题。

1.2.4 中药熏蒸

我国中药空气消毒历史久远，如在端午节秉承至今的习俗：使用苍术、艾叶熏蒸房间进行空气消毒以驱瘴除秽[12]。主要原理是通过自然挥发或燃烧具有芳香气味且能够辟秽祛邪的中草药，利用气载作用下进入人体呼吸系统或到达皮肤表面进行消毒。郭艳玲等[13]通过将中药熏蒸与紫外消毒对比研究，结果发现在关闭门窗无人活动的状态下采用苍术、艾叶烟熏对空气消毒效果很好，可媲美于紫外线空气消毒法。毛又玲等[14]也比较了过氧化氢喷雾法、苍术熏蒸法及紫外线照射法的消毒效果，得出中药熏蒸在消毒方面有着突出作用。因此中药熏蒸在空气消毒方面有一定的优势。

2 新冠肺炎期间空气消毒技术的使用

2.1 化学消毒剂法

贾平骜等[15]对沈阳60个疫点终末消毒效果的进行检测，发现使用20~30mL/m3浓度为30g/L的HP消毒液或5 000mg L-1的过氧乙酸（C2H4O3）消毒液的气溶胶喷雾消毒法，或者通过含有效氯为1 000mg/L的消毒液或是ClO2浓度为500mg/L的消毒剂对地面、墙壁擦拭或气溶胶喷雾消毒方法，各类场所消毒效果合格率均为100%。宋江勤等[16]选用2.5g·L-1的HP与60g·L-1复方过氧乙酸含过氧乙酸，使用量为22mL/m3对新型冠状病毒核酸检测实验室的标本制备间进行喷雾消毒，结果发现所有采集的实验室环境标本均未检测到新冠病毒核酸阳性，无工作人员感染新冠病毒。证明该复方过氧乙酸可以起到保护工作人员安全的作用，对实验室内环境中的新冠病毒具有杀灭效果。

2.2 紫外消毒

胡静等[17]对新冠病毒专用CT机房分别采用紫外线消毒灯、等离子空气循环消毒机，以及两种方式相结合的消毒方法进行空气消毒。应用自然沉降法采集样本，结果说明两种消毒技术的结合方式效果最佳，不仅对设备损伤小，又能达到持续性循环消毒效果，可以有效地避免交叉感染，是新冠病毒流行期间不错的一种消毒方式。

3 空气消毒后对环境的影响

新冠疫情爆发以来，全球HP和苯并氯铵（HCs）的市场从2019年的6.6亿美元增加到2020年的7.8亿美元[18]。截至2020年3月，中国仅在武汉发放的消毒剂至少有2 000t[19]。如此大量的使用，带来环境二次污染，这些物质通过污废水、气溶胶进入环境，而且现在的污染治理技术还无法彻底去除，长期持留与环境中必然对环境有影响。有学者提出消毒剂对陆地和水生环境都有毒害[20]。

3.1 对水环境的影响

新冠肺炎爆发以来，全国已经大范围进行了空气消毒工作，空气消毒剂中的含氯消毒剂对自然水体，特别是地表水有着很大的影响。尹炜等[21]研究了疫情期间河湖水环境中消毒剂残留状况，以武汉市为监测地点，数据显示余氯在覆水中最高检出值为0.4mg/L，废水处理中携带的余氯可能对非目标生物产生影响。而且消毒剂大量的投用，与环境中的物质产生化学反应生成多种消毒副产物（DBPs），DBPs中以三氯甲烷的影响最为严重，对淡水藻类和浮萍有抑制作用。

3.2 对人体健康的危害

化学消毒剂消毒原理源自其强氧化性可以灭活病原微生物，但与此同时，这些化学试剂必然会对人体产生一定影响。残留在环境的含氯消毒剂与天然水体中的腐殖酸和富里酸等有机物产生致癌化合物三卤甲烷（THMs）[22]。慢性毒理学研究发现，暴露于DBPs可能导致人类的遗传毒性、细胞毒性、哮喘、皮疹、膀胱癌和结肠癌[23]。

3.3 对微生物影响

消毒剂的使用目的是为了阻断细菌病毒的传播，但是当非目标微生物在处理环境下接触后会受到影响。例如，HP可能破坏敏感的非靶生物的细胞功能。另外，化学消毒剂的使用使得微生物为了适应环境变化而发生变异，此过程中产生了抗性基因，宏观上表现为微生物的耐药性增加，消毒剂使用效果下降，而且耐药性的微生物占据生态位促进微生物结构个进化，影响微生物结构多样性，这样有可能引起微生物生态系统的不平衡。

4 结束语

在环境消毒时如果能选择物理方法尽量不使用化学试剂，如果能开发出中药熏蒸的新技术对环境会更友好。然而新冠病毒的确严重危害着人们的健康，在新冠病毒流行期间大量化学消毒剂的使用，对环境带来了不可小觑的影响，今后在新冠病毒速检技术方面能够提高的话，便可以给消毒剂的使用提供指导，可以在不同的环境选择不同消毒方法及消毒剂使用剂量。在保证其消毒效果的同时又可以降低环境中残留量，同时需要关注消毒剂残留对非目标生物影响，采取相应的监测，此外，在末端治理中应多采用人工生态技术进行三废消毒剂的处理。以上做法有利于消毒剂对环境影响的研究和控制。