据资料,人体大约每6～7cm2的皮肤可带有1～104个细菌,其中约1%为病原性的,人的呼吸、讲话也会散发细菌。显然,对洁净厂房特别是相对洁净要求较高的生物洁净室来说,防止细菌的产生、去除及消灭细菌的存在是至关重要的。消毒与灭菌,就是去除及消灭细菌、保证生物洁净室微生物要求的两种有效方法。
2 消毒与灭菌是两个不同的概念
消毒与灭菌是两个不同的概念。所谓灭菌,就是杀死或去除物质中的全部微生物(包括细菌、病毒等),具有绝对的意义。也就是说,对应于灭菌就是未灭菌,不存在灭菌多与少的中间状态。从这方面来说,绝对的灭菌由于其很难达到或者达到无限长的时间而几乎不存在。
所谓消毒,就是杀死大多数病原微生物或者使之减少到一定程度的处理方式,在这个过程中有一部分细菌或者病毒由于对热力或者药力的抗性而不被破坏,具有相对的意义。也就是说,消毒剂本身具有一定的灭菌范围。
不难看出,这里对消毒与灭菌相对、绝对意义的理解,与我们平常的认识有所不同。我们平常所说的“灭菌”,准确地说应该称之为“杀菌”。
3 常用消毒与灭菌方法比较
消毒与灭菌,从机理上看,不外乎四种:干热法、湿热法、药物法、电磁辐射法。由这四种基本方法,衍生出适用范围、使用效果各不相同的多种消毒与灭菌方法。
3.1 常用的灭菌方法
常用的灭菌方法主要有:高温干燥灭菌、高压蒸汽灭菌、气体灭菌、过滤灭菌、放射线灭菌等等。详见表1。
3.2 常用的消毒方法主要有:煮沸和常压蒸汽消毒、低温消毒、紫外线照射消毒、药剂消毒等等。详见表2。
4 紫外线杀菌
紫外线照射是电磁辐射法的一种,在局部的洁净厂房中多有应用,但其效果有限,WHO的GMP(1992年版)第17.34条明文规定:“由于紫外线的效果有限,不得用于代替化学消毒。”第17.65条指出:“最终灭菌,不能使用紫外线辐照法。”
4.1 影响紫外线消毒灭菌效果的因素
影响紫外线消毒灭菌效果的因素有:
(1)灯管使用时间。紫外灯的杀菌力随使用时间的增加而减退,一般,紫外灯使用100h后的输出功率为额定输出功率,紫外灯点到70%额定功率时的点灯时间为平均寿命。国产紫外灯的平均寿命一般为2000h左右。
(2)环境条件。一般,环境温度在20℃、相对湿度为4060%条件下,紫外灯的灭菌效果最好。温度为0℃时,其出力不足60%。
(3)照射距离。在距灯管中心500mm以内,照射强度与距离成反比,而在500mm以上,照射强度大约与距离平方成反比。图1为1支15W紫外灯管照射强度与距离的关系。
(4)菌种。由于菌体的膜构造及形状各异,紫外线对菌种的杀菌作用即杀菌率也有不同。如把照射强度与照射时间的乘积假定为照射剂量,则当大肠杆菌所需剂量为1时,葡萄球菌、结核杆菌之类的约需13,枯草菌及其芽孢及酵母菌之类约需48,霉菌类约需250。
(5)安装方式。紫外线的穿透率较低,受遮挡、安装方式等影响较大。在生物洁净室内,一般有吊灯、侧灯、顶灯几种安装方式,其中以顶灯的杀菌效果最好。
由于紫外线杀菌效果的局限性以及杀菌时可能导致的对人体的破坏性,利用紫外灯对生物洁净室进行全面杀菌已很少使用,只有个别房间或局部工段如更衣室、洗间等有所应用。目前紫外线杀菌常用的是HVAC系统相结合的气相循环消毒方式。
4.2 气相循环消毒
气相循环消毒,就是采取某些措施,让空气有组织地循环流过紫外灯有效照射区,在增加照射时间和照射强度的同时,紫外线又不外泄伤人,且不产生臭氧,这样紫外灯可不关机使用,达到了对循环空气消毒的目的,消毒效果也大大提高。
图2是一个气相循环消毒用矩形容器的模型
5 甲醛消毒
甲醛消毒是药剂消毒的一种,也是当前生物洁净室消毒常用的一种方式。甲醛消毒有两种:一是就地消毒,只对洁净室的局部空间进行小范围的消毒,可采用甲醛直接在室内蒸发(或加热蒸发),效果较差,且消毒后的排毒不便。另一种是与HVAC系统结合,甲醛从带有夹套的消毒罐内溢出进入空调机组的送风点总管然后送入洁净室内,为加大甲醛的蒸发强度,消毒罐夹套内通有蒸汽。
甲醛在70℃以上极易蒸发,其与HVAC系统结合使用的流程如图3(图中“开、关”通过阀门实现):应当注意,由于甲醛中多含有微量的甲酸,而对镀锌风管等有一定的腐蚀性,建议采用不锈钢管
图4是一甲醛消毒罐(Dn=400,h=500,H=1350,Vg=0.08m3)的样图(其中,a为甲醛进口,b为甲醛出口,c为蒸汽进口,d为放水口,e为凝水出口)。
6 臭氧消毒
臭氧消毒,是新近发展起来的一种消毒方式。其特点在于使用方便、安全,安装灵活,杀菌消毒作用明显。
臭氧消毒需要安装臭氧发生器。臭氧发生器有多种安装方式:台式、移动式或分体式,直接放置在需要消毒的洁净室内;管道式,可以安装在HVAC系统的送、回风总管内(该处风管需扩大);此外,臭氧发生器还可以固定安装在净化空调机组中效过滤器的后端。后两种安装方式,在对洁净室进行消毒的
同时,对HVAC系统的风管、过滤器、内部设备等也起到了消毒作用。
目前,应用于洁净室消毒的臭氧发生器国内已有多个厂家生产。某一生物洁净室采用臭氧消毒时需要耗用的臭氧量(或需选用的臭氧发生器的产量)可参考有关厂家的资料。
与甲醛消毒相比,臭氧消毒的优势在于安装方便,与HVAC系统配合时对风管、过滤材料等无腐蚀性。
