空氣消毒效果管道評價系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】空氣消毒效果評價系統(tǒng)，其特征在于：包括微生物氣溶膠發(fā)生設備、氣密柜、2個采樣器和1個抽氣泵；微生物氣溶膠發(fā)生器主機置于氣密柜外，盛放微生物溶液的霧化杯置于氣密柜，微生物氣溶膠發(fā)生器主機與霧化杯間通過軟管連接；將一個采樣器的抽氣泵預先置于氣密柜內(nèi)，采樣頭置于氣密柜外，該采樣器的采樣頭的出入口獨立與氣密柜相通，形成一個閉合回路；空氣凈化器置于氣密柜外，其進氣口與氣密柜相通，出氣口與另一個采樣器入口連接，另一個采樣器的出口連到氣密柜內(nèi)，形成一個閉合回路；氣密柜上安裝的空氣過濾器。本發(fā)明有效評價用于空氣凈化器對于經(jīng)過其中的氣溶膠微生物的一過性消毒效果，兼顧解決微生物氣溶膠實驗中生物安全性問題。
【專利說明】空氣消毒效果管道評價系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001]本項發(fā)明可用于公共衛(wèi)生和環(huán)境衛(wèi)生領域，包括一套細菌、真菌和病毒類微生物氣溶膠發(fā)生和采樣的密閉系統(tǒng)。供衛(wèi)生監(jiān)督、質(zhì)檢機構(gòu)和空氣凈化產(chǎn)品研發(fā)機構(gòu)用以評價空氣凈化產(chǎn)品對經(jīng)過其中的空氣微生物的一次性殺滅效果。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣污染所致的健康危害近年來表現(xiàn)的尤為嚴重。有研究報告(Lancet2012; PLOSMed2013;Am J Epidemiol.2013)，空氣污染不僅可造成呼吸道損傷，且可導致心血管病變和新生兒出生缺陷等，在中國僅2010年約有120萬人的死亡歸因于空氣污染。特別是SARS、禽流感和結(jié)核等以空氣為媒介傳播的傳染病對人類的健康則構(gòu)成了直接威脅，人們愈加重視自己所處環(huán)境的空氣質(zhì)量。中華醫(yī)學會會長、中國科學院陳竺院士，環(huán)保部環(huán)境規(guī)劃院副院長兼總工王金南研究員等專家，于2013年12月14日在國際醫(yī)學界權(quán)威雜志TheLancet (第 382 卷總第 9909 期)上，發(fā)表了題為 China tackles the health effects ofair pollution的文章,表明中國積極應對空氣污染健康影響的態(tài)度。
[0003]目前，基于各種原理的空氣凈化產(chǎn)品應運而生，空氣凈化器產(chǎn)品數(shù)量和市場規(guī)模都在迅速擴增，亟需一套有效的質(zhì)量評價方法。行之有效的空氣消毒效果評價方法無論對于新產(chǎn)品的研發(fā)，還是對于商品質(zhì)量的監(jiān)督檢驗都是極為必要的。
[0004]空氣凈化器根據(jù)其使用的方式可分為單個空間使用和通風/空調(diào)管道系統(tǒng)使用兩大類。目前無論是單個空間使用還是通風/空調(diào)管道系統(tǒng)使用的空氣凈化器，對于空氣中微生物消毒效果的評價方法，都主要通過房間實驗進行，即將凈化器置于一小的密閉房間，在該房間人工發(fā)生微生物 氣溶膠，比較開啟凈化器前后所定量采集的氣溶膠樣品中活微生物數(shù)量的變化。這種方法可以評價凈化器開啟一定時間后，對于一定空間內(nèi)氣溶膠中微生物的消毒效果，但卻難以比較氣溶膠一次通過空氣凈化器前后的變化。而且，由于氣溶膠容易受到氣流和溫度等環(huán)境因素的影響，房間試驗的結(jié)果往往缺乏重復性；這種實驗的評價方法由于需要在房間內(nèi)采樣，難以避免人員出入，微生物氣溶膠的外泄不容易控制，試驗后難以對所受到污染的環(huán)境和物品有效消毒，存在生物安全隱患。
[0005]而空氣凈化器對于氣溶膠的一過性消毒效果，是其能夠安全使用于通風/空調(diào)管道系統(tǒng)的保證，可以避免來自某一部位污染空氣中的病原體經(jīng)過通風/空調(diào)管道系統(tǒng)后污染建筑物內(nèi)其它部位空間，對于控制公共建筑物內(nèi)人員交叉感染至關(guān)重要。因此，建立一套能夠用以評價空氣凈化產(chǎn)品對經(jīng)過其中的空氣微生物的一次性殺滅效果的評價系統(tǒng)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了有效評價用于空氣凈化器對于經(jīng)過其中的氣溶膠微生物的一過性消毒效果，兼顧解決微生物氣溶膠實驗中生物安全性問題，我們建立了一個空氣消毒效果的管道評價系統(tǒng)。[0007]該系統(tǒng)將微生物氣溶膠發(fā)生設備、空氣凈化器工作的氣密柜、2個空氣微生物采樣器和I個抽氣泵有機整合，其中，一個采樣器所采集的微生物氣溶膠可指示進入凈化器前的氣溶膠樣品，另一采樣器采集通過空氣凈化器后的氣溶膠，因此，該系統(tǒng)可以比較氣溶膠一次性通過空氣凈化器前后的活微生物數(shù)量變化。
[0008]整個系統(tǒng)與周圍環(huán)境空氣生物學隔離，經(jīng)過兩個采樣器后的殘余微生物氣溶膠不會排至外環(huán)境，而是回流至氣密柜內(nèi)。氣密柜內(nèi)置有紫外消毒燈和75%乙醇等消毒劑，實驗結(jié)束后可在不打開氣密柜的情況下對柜內(nèi)空氣和物品消毒處理。該系統(tǒng)可安裝于在BSL實驗室，但一般用于評價實驗采用非致病微生物特別是缺陷型的非致病微生物，所以在一般實驗室也可以應用。
[0009]空氣消毒效果評價系統(tǒng)，其特征在于:包括微生物氣溶膠發(fā)生設備、氣密柜、2個采樣器和I個抽氣泵；
[0010]微生物氣溶膠發(fā)生器主機置于氣密柜外，盛放微生物溶液的霧化杯置于氣密柜，微生物氣溶膠發(fā)生器主機與霧化杯間通過軟管連接；
[0011]將一個采樣器的抽氣泵預先置于氣密柜內(nèi)，采樣頭置于氣密柜外，該采樣器的采樣頭的出入口獨立與氣密柜相通，形成一個閉合回路；空氣凈化器置于氣密柜外，其進氣口與氣密柜相通，出氣口與另一個采樣器入口連接，另一個采樣器的出口連到氣密柜內(nèi)，形成一個閉合回路；
[0012]氣密柜上安裝的空氣過濾器。
[0013]進一步還包括有消毒裝置。例如內(nèi)置有紫外消毒燈或消毒劑。
[0014]應用所述的空氣消毒效果評價系統(tǒng)的方法，其特征在于:
[0015]微生物氣溶膠發(fā)生器主機置于氣密柜外,盛放微生物溶液的霧化杯置于氣密柜內(nèi)支架上，微生物氣溶膠發(fā)生器主機與霧化杯間通過透明軟管連接；
[0016]將一個采樣器的抽氣泵預先置于氣密柜內(nèi)，采樣頭置于氣密柜外，采樣頭的出入口獨立與氣密柜相通；該米樣器工作時間設置為10~30秒,用于米集氣密柜內(nèi)某一時間點的氣溶膠樣品，該樣品指示進入凈化器之前的氣溶膠樣品中微生物含量；
[0017]受試空氣凈化器置于氣密柜外，其進氣口與氣密柜相通，出氣口與另一個采樣器的入口連接，另一個采樣器被動連續(xù)采集經(jīng)過凈化后的空氣微生物；
[0018]另一個采樣器的出口通入氣密柜內(nèi)，靠上游的空氣凈化器內(nèi)置氣泵驅(qū)動；空氣凈化器工作期間排出的所有氣體，均經(jīng)另一個采樣器回流入氣密柜內(nèi)；
[0019]兩個采樣器分別用于采集凈化器出入口處的氣溶膠樣品，經(jīng)過這兩個采樣器后的殘余氣溶膠均回流入氣密柜內(nèi)；
[0020]氣密柜上安裝的空氣過濾器用于阻隔柜內(nèi)外粒徑≥0.1 μ m粒子。
[0021]本發(fā)明提供的空氣消毒效果管道評價系統(tǒng)，具體為:
[0022]1、整個系統(tǒng)以一大容量(2立方米左右)氣密柜為中心；
[0023]2、微生物氣溶膠發(fā)生器主機置于氣密柜外，盛放微生物溶液的霧化杯置于氣密柜內(nèi)支架上，氣溶膠發(fā)生器主機與霧化杯間通過透明軟管連接；
[0024]3、將一個采樣器的抽氣泵預先置于氣密柜內(nèi)，采樣頭置于氣密柜外，采樣頭的出入口獨立與氣密柜相通。該采樣器工作時間可設置為10~30秒，用于采集氣密柜內(nèi)某一時間點的氣溶膠樣品，該樣品可以指示同一時間進入凈化器之前的氣溶膠樣品中微生物含量;
[0025]4、受試空氣凈化器置于氣密柜外，其進氣口與氣密柜相通，出氣口與另一個采樣器即圖示的采樣器II的入口連接，采樣器II即被動連續(xù)采集經(jīng)過凈化后的空氣微生物；
[0026]5、采樣器II的出口通入氣密柜內(nèi)，不需要抽氣泵，氣流靠上游的空氣凈化器內(nèi)置氣泵驅(qū)動。受試凈化器工作期間排出的所有氣體，均經(jīng)該采樣器回流入氣密柜內(nèi)。
[0027]這樣，兩個采樣器可分別用于采集凈化器出入口處的氣溶膠樣品，經(jīng)過這兩個采樣器后的殘余氣溶膠均回流入氣密柜內(nèi)，所有通路構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)。
[0028]根據(jù)GB13554-92《高效空氣過濾器》，氣密柜上安裝的空氣過濾器可以阻隔柜內(nèi)外粒徑≥0.1ym粒子(效率≥99.999%)，這就包括病毒、細菌和真菌，因而不會造成微生物的泄露。
[0029]本發(fā)明的效果如下:
[0030]1、將微生物氣溶膠發(fā)生設備、容納微生物氣溶膠的氣密柜、空氣凈化器和空氣微生物采樣器有機整合，形成密閉系統(tǒng)，在凈化器和采樣器工作之前和之后系統(tǒng)內(nèi)空氣都可以與周圍環(huán)境空氣生物學隔離。氣密柜上安裝有空氣過濾器，可以保證柜內(nèi)空氣壓力與外環(huán)境空氣一致，又可以阻隔柜內(nèi)外的微生物。
[0031]2、一個系統(tǒng)安裝2個空氣微生物米樣器。米樣器I與氣密柜獨立構(gòu)成密閉回路,在空氣凈化器工作之前的短暫啟動采樣器I，采集的氣溶膠樣品可指示經(jīng)過空氣凈化器之前的氣溶膠中微生物的含量；之后即刻啟動空氣凈化器，凈化器排出的空氣進入采樣器II，采樣器II即被動連續(xù)采集經(jīng)過凈化后的空氣微生物。
[0032]3、經(jīng)過2個微生物氣溶膠采樣器的殘余氣溶膠均回流入氣密柜內(nèi)，與外界空氣嚴格隔離，內(nèi)置有紫外消毒燈和消毒劑，實驗結(jié)束后可在不打開氣密柜的情況下對柜內(nèi)空氣和物品消毒處理，具有生物安全保障。
[0033]4、根據(jù)2個采樣器的采樣后微生物培養(yǎng)結(jié)果，和兩個采樣器工作時的各自的氣流量，標準化比較經(jīng)過凈化器前后的單位體積氣溶膠的微生物含量，可以計算出凈化器對微生物的消殺率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1空氣消毒效果管道評價系統(tǒng)整體示意圖
[0035]其中1-微生物氣溶膠發(fā)生器主機；2_氣密柜，3-空氣過濾器，4-待測的空氣凈化器，5-米樣器I，6-米樣器II。
[0036]圖2氣密柜內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)
[0037]其中11-微生物氣溶膠發(fā)生器主機與霧化杯連接管；12_霧化杯；13_采樣器I的抽氣泵；14-采樣器I與其相應抽氣泵的連接氣管；15_紫外消毒燈；16_紫外燈等附件的控制線路出入口。
[0038]圖3空氣凈化器入口氣溶膠中活微生物含量的擬合曲線。
【具體實施方式】
[0039]圖1示用于檢驗空氣凈化器一過性消毒效果的管道評價系統(tǒng)中，微生物氣溶膠發(fā)生設備、容納微生物氣溶膠的氣密柜、待測空氣凈化器和2個采樣器的整合方式，其中采樣器I與氣密柜獨立構(gòu)成密閉回路；氣密柜內(nèi)的氣溶膠經(jīng)過空氣凈化器、采樣器II后，回流入柜內(nèi)，箭頭表示氣溶膠的流動方向。圖2示氣密柜內(nèi)部主要構(gòu)成，包括盛有霧化液的霧化杯及其支架、采樣器I的抽氣泵和實驗前后用于柜內(nèi)消毒的紫外燈等附屬器材，箭頭表示氣溶膠經(jīng)過柜外的空氣凈化器和采樣器II后回流入柜內(nèi)。
[0040]1、系統(tǒng)安裝后首先要進行氣密性檢驗。在氣密柜內(nèi)霧化的非致病性的特征微生物氣溶膠后，在柜體四周Im處至少設4個采樣點采集空氣微生物樣本。每個采樣點至少采集10升空氣樣本，培養(yǎng)24小時后各樣本均未見特征菌落可認為氣密性良好，方可開始消毒評價實驗。
[0041]2、根據(jù)消毒評價的目的，選擇適宜品種的非致病微生物進行培養(yǎng)。取I~10 μ I培養(yǎng)液以磷酸鹽緩沖液或生理鹽水稀釋為微生物氣溶膠發(fā)生液，推薦微生物含量在每毫升IO6~IO7個較為適當，將5毫升霧化發(fā)生液加入霧化杯內(nèi)，將霧化杯置于氣密柜內(nèi)，關(guān)閉氣密柜。
[0042]3、開啟霧化發(fā)生器，霧化2分鐘后同時開啟兩個采樣器和空氣凈化器。采樣器I采集30秒，以后間隔10、20和30分鐘采樣一次，共4次?？諝鈨艋骱筒蓸悠鱅I持續(xù)工作2小時，分別間隔10分鐘、20分鐘、30分鐘、60分鐘更換I次采樣皿。這里，采樣器I采集的氣溶膠樣品指示經(jīng)過空氣凈化器之前的氣溶膠微生物含量；采樣器II采集經(jīng)過凈化后的氣溶膠樣品。采樣時間和采樣間隔時間等均為建議，可根據(jù)需要調(diào)整。
[0043]4、凈化器對微生物殺滅率的計算方法:采樣器I采集進入空氣凈化器之前的氣溶膠樣品，每次采集時間30秒，而采樣器II必須持續(xù)開啟，無法直接對比，所以制作采樣器I采樣結(jié)果即空氣凈化器入口處活微生物含量的擬合曲線，取每時間段中間數(shù)值與采樣器II的相應時間點結(jié)果進行對比，即可計算出空氣凈化器對微生物的殺滅率。
[0044]舉例我們使用二級(4.7 μ m)微生物采樣器對某空氣凈化器消毒試驗后獲得如下采樣結(jié)果:
[0045]表1采樣器I (空氣凈化器入口)采樣結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.空氣消毒效果評價系統(tǒng)，其特征在于:包括微生物氣溶膠發(fā)生設備、氣密柜、2個采樣器和I個抽氣泵； 微生物氣溶膠發(fā)生器主機置于氣密柜外，盛放微生物溶液的霧化杯置于氣密柜，微生物氣溶膠發(fā)生器主機與霧化杯間通過軟管連接； 將一個采樣器的抽氣泵預先置于氣密柜內(nèi)，采樣頭置于氣密柜外，該采樣器的采樣頭的出入口獨立與氣密柜相通，形成一個閉合回路；空氣凈化器置于氣密柜外，其進氣口與氣密柜相通，出氣口與另一個采樣器入口連接，另一個采樣器的出口連到氣密柜內(nèi)，形成一個閉合回路； 氣密柜上安裝的空氣過濾器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣消毒效果評價系統(tǒng)，其特征在于:還包括有消毒裝置。
3.應用權(quán)利要求1所述的空氣消毒效果評價系統(tǒng)的方法，其特征在于: 微生物氣溶膠發(fā)生器主機置于氣密柜外，盛放微生物溶液的霧化杯置于氣密柜內(nèi)支架上，微生物氣溶膠發(fā)生器主機與霧化杯間通過透明軟管連接； 將一個采樣器的抽氣泵預先置于氣密柜內(nèi)，采樣頭置于氣密柜外，采樣頭的出入口獨立與氣密柜相通；該采樣器工作時間設置為10~30秒，用于采集氣密柜內(nèi)某一時間點的氣溶膠樣品，該樣品指示進入凈化器之前的氣溶膠樣品中微生物含量； 受試空氣凈化器置于 氣密柜外，其進氣口與氣密柜相通，出氣口與另一個采樣器的入口連接，另一個采樣器被動連續(xù)采集經(jīng)過凈化后的空氣微生物； 另一個采樣器的出口通入氣密柜內(nèi)，靠上游的空氣凈化器內(nèi)置氣泵驅(qū)動；空氣凈化器工作期間排出的所有氣體，均經(jīng)另一個采樣器回流入氣密柜內(nèi)； 兩個采樣器分別用于采集凈化器出入口處的氣溶膠樣品，經(jīng)過這兩個采樣器后的殘余氣溶膠均回流入氣密柜內(nèi)； 氣密柜上安裝的空氣過濾器用于阻隔柜內(nèi)外粒徑> 0.1 μ m粒子。
【文檔編號】C12Q1/06GK103805499SQ201410025474
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】王明連, 張松, 呂岫華 申請人:北京工業(yè)大學