光等離子空氣凈化技術(shù)在地鐵中的應(yīng)用研究

沈　洪，張美玲，王　嘉（.廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，廣州 5000；.廣州市泓信有限公司，廣州5067）

光等離子空氣凈化技術(shù)在地鐵中的應(yīng)用研究

沈洪1，張美玲1，王嘉2
（1.廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，廣州 50010；2.廣州市泓信有限公司，廣州510627）

本文根據(jù)地鐵中存在的細(xì)菌種類，提出了采用光等離子改善地鐵環(huán)境空氣質(zhì)量，并介紹了光等離子滅菌原理，分析了其對(duì)不同菌種的滅菌效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)白色葡萄球菌的滅菌率在99.94%以上，物表金黃色葡萄球菌的滅菌率為99.3%，對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）的滅菌率為77.1%，說(shuō)明光等離子技術(shù)可以有效地消滅廣州地鐵所檢出的菌種，可以有效地改善廣州地鐵的空氣質(zhì)量，確保公眾出行健康，營(yíng)造良好的乘車環(huán)境。

廣州地鐵；葡萄球菌；光等離子；滅菌率

1　引言

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)和室內(nèi)交通運(yùn)輸壓力的不斷增加以及軌道交通在人們出行方式中所占的比重越來(lái)越大，地鐵的客流量逐年增加，并日益呈現(xiàn)出高速化的趨勢(shì)，根據(jù)西方發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)軌道交通發(fā)展到一定階段，城市地面道路交通的功能將不斷弱化，據(jù)統(tǒng)計(jì)廣州地鐵每天將有5百萬(wàn)的客流量，這一數(shù)據(jù)可能將會(huì)逐年增加［1］。地鐵客流量和行車速度的增加不可避免地引起地鐵內(nèi)空氣品質(zhì)下降的問(wèn)題，由于地鐵是相對(duì)封閉的空間，這些因素都給細(xì)菌的滋生提供了良好的環(huán)境。

2　廣州地鐵室內(nèi)空氣微生物調(diào)查研究

隨著廣州市經(jīng)濟(jì)水平的快速提高以及城市規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)城市交通的需求也在逐日增加，地鐵作為方便快捷、節(jié)能環(huán)保的交通工具，是重要的公共場(chǎng)所，不僅人群密集并且流動(dòng)性大，而且處于地下室內(nèi)，環(huán)境密閉，通風(fēng)量不足，缺乏陽(yáng)光照射，容易導(dǎo)致細(xì)菌、霉菌等微生物的滋生，進(jìn)而威脅公眾的健康。

廣州地鐵內(nèi)公共環(huán)境衛(wèi)生狀況之所以會(huì)引起媒體和大眾的關(guān)注，是因?yàn)樵?015年10月29日廣東藥學(xué)院副教授姚振江等在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)報(bào)告》發(fā)表的關(guān)于廣州地鐵存在耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的文章［2］，該文章的研究從2013年11月份開始，分別在廣州地鐵1、2、3、4、5、8號(hào)線和APM線共7條線路上采集了320個(gè)樣本，取樣點(diǎn)涉及32個(gè)地鐵車站，包括地鐵中經(jīng)常被乘客觸碰的位置，例如扶手、座椅、售票機(jī)、自動(dòng)扶梯等，對(duì)取得的樣本進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，193個(gè)取樣點(diǎn)含有耐藥性的葡萄球菌，比例超過(guò)60%，其中含有8個(gè)耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌（MRSA），檢出率為2.5%。抗藥性細(xì)菌的檢出表明地鐵每日的消毒工作可能并不會(huì)消除所有的細(xì)菌，給地鐵車廂及站臺(tái)的消毒工作帶來(lái)了一定的困難。

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 16814提出空氣凈化的措施包括空氣過(guò)濾、靜電除塵、活性炭吸附、光電催化、光等離子技術(shù)等其他改善措施［3］，本論文著重對(duì)光等離子技術(shù)改善地鐵空間環(huán)境的效果進(jìn)行研究

3　光等離子技術(shù)應(yīng)用研究

3.1光等離子技術(shù)背景

等離子體（Plasma）在自然界中廣泛存在。它是物質(zhì)自然存在的第四態(tài)，前三態(tài)分別為固體、液體和氣體狀態(tài)。等離子體是電子、離子、自由基等構(gòu)成的混合體。等離子體在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用廣泛，其中一項(xiàng)應(yīng)用就是凈化空氣污染物。

等離子體的產(chǎn)生有多種方式。采用特定的深頻紫外線照射空氣使其電離，從而產(chǎn)生等離子，以這種方式產(chǎn)生的等離子被稱為光等離子（PhotoPlasma）。光等離子中包含有各種活性氧粒子、自由基和電子等（如氫氧自由基*OH、氧自由基*O、超氧離子、微量臭氧O3等）。光等離子可主動(dòng)“捕捉”空氣中的各類污染物（如揮發(fā)性有機(jī)化合物、甲醛、細(xì)菌、病毒等），通過(guò)一連串的化學(xué)反應(yīng)，快速地破壞污染物的結(jié)構(gòu)并將其分解，直至將污染物最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳（CO2）和水分子（H2O）等無(wú)害物質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)研究顯示，光等離子可以有效地殺滅細(xì)菌、病毒等有害微生物。

3.2光等離子殺菌效果測(cè)試

廣東省疾病預(yù)防控制中心對(duì)光等離子的殺菌效果做過(guò)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)在42m3的密閉空間中進(jìn)行，采用的實(shí)驗(yàn)菌株為白色葡萄球菌，試驗(yàn)溫度24～25℃，相對(duì)濕度50%～60%，采樣用FA-1型撞擊式空氣微生物采樣器，采樣流量為28.3L/min，在室內(nèi)中央距離地面1.0m設(shè)一個(gè)采樣點(diǎn)。在消毒作用時(shí)間為0min、60min、120min時(shí)進(jìn)行采樣，對(duì)照組的采樣器采樣時(shí)間分別為5s、5s、5s，實(shí)驗(yàn)組采樣時(shí)間分別為5s、5min、5min。對(duì)采集樣本進(jìn)行分析，表1為光等離子對(duì)白色葡萄球菌的滅菌效果數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，光等離子空氣消毒器開機(jī)60 min，對(duì)照組白葡萄球菌的自然衰亡率在48.56%以下，試驗(yàn)組對(duì)白色葡萄球菌的滅菌率在99.94%以上，說(shuō)明光等離子對(duì)白色葡萄球菌的消滅效果顯著。

韓國(guó)服裝檢測(cè)研究院對(duì)光等離子的滅菌效果也曾做過(guò)類似實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)菌種為物表金黃色葡萄球菌，滅菌時(shí)間為30～180min，滅菌效率為99.3%。馬泰巴爾斯國(guó)家傳染病研究所實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:光等離子對(duì)金黃色葡萄球菌的滅菌率為91.2%；對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）的滅菌率為77.1%。

所以針對(duì)廣州地鐵檢測(cè)出的菌種采用光等離子技術(shù)可以有效地去除。

3.3光等離子應(yīng)用案例分析

深圳某地鐵換乘站，由于人流量大，其站臺(tái)男衛(wèi)生間空氣污染嚴(yán)重，異味刺鼻。利用光等離子對(duì)衛(wèi)生間進(jìn)行空氣凈化處理。凈化后，衛(wèi)生間內(nèi)空氣污染大幅降低，異味去除明顯。表2為由深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院負(fù)責(zé)進(jìn)行的凈化前后的對(duì)比測(cè)試結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，光等離子對(duì)空氣中存在細(xì)菌的去除率為92.7%，除菌效果顯著。

表1　光等離子對(duì)白色葡萄球菌的殺滅效果

表2　凈化前后對(duì)比測(cè)試結(jié)果

深圳另一地鐵換乘站的大廳男衛(wèi)生間在安裝空氣凈化器半年后，請(qǐng)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)—深圳市福田區(qū)疾病預(yù)防控制中心測(cè)試空氣中及物體表面的細(xì)菌含量。測(cè)試結(jié)果（見表3）表明，空氣凈化器可以有效地使室內(nèi)細(xì)菌含量始終處于較低的水平，持續(xù)改善及維持室內(nèi)空氣質(zhì)量。

表3　光等離子殺菌凈化效果

4　結(jié)論

隨著地下交通的不斷發(fā)展，為確保公眾出行健康，營(yíng)造良好的乘車環(huán)境，地鐵內(nèi)公共環(huán)境衛(wèi)生狀況越來(lái)越受到重視；隨著地鐵內(nèi)細(xì)菌種類的檢出，地鐵空氣凈化和消毒方法也應(yīng)該逐漸改善，原來(lái)普通的消毒已不能消滅所有的細(xì)菌，所以應(yīng)該使用更高級(jí)別的空氣凈化方法。本文介紹了光等離子滅菌原理并分析了其對(duì)不同菌種的滅菌效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明光等離子對(duì)葡萄球菌的消滅效果顯著，對(duì)白色葡萄球菌的滅菌率在99.94%以上，物表金黃色葡萄球菌的滅菌率為99.3%，對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）的滅菌率為77.1%，說(shuō)明光等離子技術(shù)可以有效的消滅廣州地鐵所檢出的菌種。本文還介紹了光等離子在深圳地鐵的應(yīng)用進(jìn)行的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明光等離子具有很好的細(xì)菌消滅效果，并能很好的改善空氣中的異味。

［1］孫海燕.廣州地鐵2010年客流預(yù)測(cè)與運(yùn)能規(guī)劃的分析與研究［J］.科技信息，2008，（17）:374 -375

［2］Yang Peng，Qianting Ou，Dongxin Lin.Metro system in Guangzhou as a hazardous reservoir ofmethicillinresistant staphylococci:findings from a point-prevalencemolecular epidemiologic study.Sientific Report

［3］ISO/TC 205.ISO/DIS 16814 Building environment design-indoor air quality-methods of expressing the quality of indoor air for human occupancy［S］.Geneva，2005

The App lication of Plasma Air Purification Technology in Metro

SHEN Hong1，ZHANG Meiling1，WANG Jia2
（1.The Architectural Design&Research Institute of Guangdong Province，Guangzhou 510010，China；2.Guangzhou Hongxin Co.，LTD，Guangzhou 510627，China）

According to the type of bacteria present in the subway，proposed the use of plasma to improve air quality in themetro environment，and introduces the plasma sterilization principle，analyzes its sterilization effect of different strains，the experimental results show that the sterilization rate of white staphylococcusmore than 99.94%，sterilants table Staphylococcus aureus was 99.3%，and sterilization methicillin-resistant Staphylococcus aureus （MRSA）rate of77.1%，indicating that plasma technology can effectively eliminate the detected bacteria of Guangzhou Metro，can effectively improve the air quality in Guangzhou subway，ensure public travel health，to create a good traveling environment.

Guangzhou Metro；Staphylococcus；Plasma；Sterilization rate

TU834.8 文獻(xiàn)標(biāo)示碼:B

10.3696/J.ISSN.1005-9180.2016.02.013

ISSN1005-9180（2016）02-066-04

2016-3-28

沈洪（1960年），男，高級(jí)工程師，從事民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)。Email:895677991@qq.com