臭氧消毒效果驗證方法

　　“制藥廠中央空調凈化內置式臭氧消毒系統已經到了需要更新升級的時候了！”臭氧產業聯合會主任、清華大學的李漢忠高工日前在接受記者采訪時指出，近十幾年來，由于臭氧設備廠家進行惡性價格競爭，造成產品性能下降，并且在制藥企業已經得到廣泛應用的內置式臭氧消毒設備存在維護及檢測困難等諸多問題，因此，設備更新換代，以及規范使用及驗證等，已經成為制藥業臭氧消毒技術應用領域的迫切需要解決的關鍵問題。

　　李漢忠高工表示，面對這些迫切的問題，臭氧產業聯合會將不遺余力地與制藥企業開展合作，為其提供技術支持。內置式設備問題突出據了解，自上世紀90年代制藥工業實施GMP認證以來，臭氧技術開始進入制藥廠空氣凈化消毒領域。江蘇省的鎮江康爾臭氧公司是先行者，他們與相關設計部門合作，首先開發了用于中央空調HVAC系統的消毒凈化用內置式臭氧設備，并開創了在供氣管道上裝設“發生器接頭體”的改裝模式，解決了系統與空間消毒的難題。

　　但是，由于臭氧設備的技術含量低，20世紀90年代末期新生了一大批小型臭氧生產企業。他們與凈化公司向制藥廠推廣廉價的中央空調凈化系統用內置式臭氧設備，由此導致產品指標無法檢測、性能降低快等嚴重問題。人工產生臭氧的方法有光化學法、電化學法、電暈放電法等。工業應用的臭氧設備絕大多數是能耗最低的電暈放電技術方法，即含氧氣體在交變高壓電場下產生電暈放電，O2分解聚合成O3。

　　李漢忠高工告訴記者，對于空氣凈化系統和空間的消毒，要求合理配置一定規格的臭氧發生器。目前在制藥廠HVAC中央空調供風系統中安裝的發生器有內置式和外置式兩種。目前普遍應用的內置式臭氧系統存在的問題主要有三點：一是臭氧發生元件均為沿面放電型，大多采用充惰性氣體的玻璃管網式沿面放電臭氧管。這種臭氧器件在國外被稱作臭氧燈，國外生產的此類發生器一般被安裝在食品冷藏船上用以食品防霉保鮮。

　　我國上世紀80年代開始生產此類器件，但是由于工藝不嚴格，存在臭氧發生能力衰減快的缺點，使用后臭氧發生量會越來越少，消毒效果很差，使用壽命短。但是，由于其生產簡單、價格低廉，所以制藥廠空氣消毒設備的生產廠家仍以此進行低價競爭。二是內置式發生器無氣源，靠管道送風帶走臭氧，臭氧量發生變動因素很難測定，廠家也只是估算其產量，設計參數很難保證。三是由于濕度和塵埃的影響，使臭氧發生量加劇降低，并容易造成打火引燃過濾器等材料，從而引發事故。

　　這種發生器的維護和修理也很困難，據李漢忠高工介紹，外置式臭氧發生器是標準型發生器產品，符合國家相關行業標準要求。該發生器配置氣源干燥凈化系統、臭氧發生室、冷卻系統、電源與控制保護系統等，因此穩定、安全。其臭氧發生量可準確測定。在使用中，可將標準型發生器放在空調機房內，臭氧隨輸出管被引入主供風道，隨供風通入各消毒空間，從而達到特定的消毒效果。發生器的控制系統可以與空調機組連接協調工作，其還可帶多個空調機組，利用電磁閥分時控制，各空調機組分時工作。

　　李漢忠高工強調，雖然外置式發生器的價格比內置式要高得多，但其可靠的性能、穩定的消毒效果和較長的使用壽命，對滿足制藥過程的殺菌要求是完全必要的。精確量化臭氧需要量是難點據李漢忠高工介紹，制藥廠利用中央空調系統進行空氣凈化消毒處理，其臭氧需要量包括充填空調送風管道容積和車間空間容積的臭氧量、正壓泄露量和自然分解量。

　　到目前為止，由于臭氧的半衰期難以確定、中央空調新風補充量變動大等原因，需要的臭氧量難以精確量化。目前，可參考國外食品加工車間消毒的推薦量和國內制藥企業的經驗，按Q0=2.5×C0×V計算臭氧產量（其中Q0為需要的臭氧發生量，單位為克/小時；C0為空間消毒要求的臭氧濃度，單位為毫克/立方米；V是車間空間容積與送風管道容積之和，單位為立方米）。控制關鍵參數臭氧發生器投入使用后應確定消毒工藝參數：臭氧濃度、消毒時間、溫度、濕度。日常運行中應定期監測臭氧濃度。

　　臭氧空氣消毒的主要參數為濃度（C）和作用時間（t），消毒效果K=Ct。環境條件為溫度和濕度。李漢忠高工告訴記者，在消毒時間與溫度、濕度大致相同的條件下，臭氧濃度與消毒殺菌效果存在對應關系。過去由于沒有合適的儀器和缺乏手段，供應廠商與用戶都很少檢測現場空間臭氧濃度。

　　很多使用單位都直接采細菌樣化驗來確定消毒效果，不合格時也難以找出確切的原因。現在測定臭氧濃度的方法很多，在現場檢測空間臭氧濃度的便攜式儀器有一種為新西蘭aeroQUAL公司的臭氧監測儀，其可適時指示濃度值，又有接口可在線繪出過程曲線。臭氧發生器在驗收時應檢測其臭氧濃度與產量，確定是否合格。據介紹，實際應用表明，在常溫條件下，相對濕度（RH）在70%以上消毒效果較好。

　　對于凈化條件很好的制藥企業的HVAC供氣系統，在常溫和RH70%條件下，10毫克/立方米的臭氧濃度和60分鐘的消毒時間，可達到萬級潔凈度對消毒的要求。對百級標準要求可以提高臭氧濃度或延長消毒時間。效果檢測應避免有機物影響在采訪中，李漢忠高工特別強調，由于臭氧以其氧化性能殺滅微生物，因此，其殺菌效果的檢測與驗證與其他消毒劑有所區別，在實際操作中應予以注意。

　　例如空氣中細菌采樣有空氣撞擊式采樣法和平皿沉降法，技術人員都應在消毒前后各采幾組樣，以確定殺菌率與存在細菌數。其中以撞擊式采樣為好，而用平皿采樣時應在停止送風后進行。值得討論的是，目前制藥業通用的消毒效果驗證方法都是將試驗菌種的菌懸液直接涂復在培蓋基上，再作效果驗證。

　　對此，李漢忠高工指出，由于細菌實際已被培養基有機物浸潤，消毒時臭氧首先與有機物接觸發生氧化反應而被快速消耗，因此其與細菌接觸氧化的作用大大降低，這是造成檢測結果不十分滿意的主要原因。對此，將試驗菌種制成生理鹽水菌懸液（不加干擾劑），直接噴霧在實驗空間或注入平皿，在平皿內使其均勻擴散成液膜，然后進行臭氧殺菌，通過培養檢測殺菌效果并確定其相對應的臭氧濃度和消毒時間。這種方法可以避免有機物對殺菌效果的影響。