紡織品消毒方法研究進展

田琳琳，張?zhí)祢?/p>

(北京服裝學院，北京 100029)

0 前言

紡織品是人類生活中不可或缺的“熟客”：日常衣物、家紡屢見不鮮；火車臥具、酒店床榻、洗浴器具等公共場合用品也常有接觸；甚至醫(yī)院、疾病檢疫中心、微生物研究所等特殊場所也有必備的專用織物。紡織品尤其是公共紡織品在多種情況下都會與人體產(chǎn)生密切接觸，如果沒有規(guī)范的消毒機制，極易引起交叉感染而傳播疾病[1]。因此，對紡織品進行規(guī)范有效的消毒十分必要。本文分析總結(jié)了在一定范圍內(nèi)適用于紡織品的幾種常見消毒方式。

1 消毒方法

在《消毒技術(shù)規(guī)范》[2]中對消毒這一名詞的定義為：殺滅或清除傳播媒介上病原微生物，使其達到無害化的處理。

目前較為成熟的消毒方法分為物理消毒法和化學消毒法。常用的物理消毒法有自然凈化、機械力清除、熱力消毒(干熱滅菌和濕熱滅菌)、輻射消毒、超聲波消毒和微波消毒[3]；化學消毒法有水溶液浸泡、噴灑或擦拭以及氣體熏蒸[4]。

消毒方法固然繁多，但由于紡織品自身的結(jié)構(gòu)性能特點，并非所有的消毒方式均適用。針對紡織品的常見消毒方法包括較傳統(tǒng)的方式，如干熱滅菌、洗滌、壓力蒸汽滅菌等，以及近年來應用較多的有紫外線消毒、臭氧消毒、環(huán)氧乙烷氣體滅菌等，生物消毒法近年來也逐漸進入公眾的視野。

1.1 洗滌

洗滌是通過物理加化學方法把織物上附著的有機物、無機物以及微生物盡量降到相對安全的水平?！夺t(yī)院醫(yī)用織物洗滌消毒技術(shù)規(guī)范》[5]將其定義為利用洗滌設備和洗滌劑(粉)，在水或有機溶劑中對使用后醫(yī)用織物進行清洗的過程。雖然《消毒技術(shù)規(guī)范》中將該種方式定義為去污，但在使用恰當工藝并選用合適的洗滌劑后，可以達到一定的消毒效果。

洗滌主要分為預洗、主洗、漂洗、中和及后續(xù)烘干整理幾部分，常見的是全自動或半自動洗衣機，有條件則可采用標準洗衣機來更精確的控制洗滌過程。

消毒一般性織物時預洗水溫一般不超過40 ℃，處于高水位狀態(tài)，洗滌時間為3min～5min。主洗分為熱洗滌和冷洗滌兩種方式。 熱洗滌溫度在70℃～90℃(溫度達75 ℃，洗滌時間>30 min；提高到80 ℃時，時間要>10 min)、低水位處理，適用于耐熱耐濕性好的織物；部分不耐熱耐濕的織物如毛織品等可采用冷洗滌：中溫(40℃～60℃)、低水位。對于特別不耐熱的某些織物，也可以把冷洗滌的溫度控制在更低的范圍(22℃～50℃)，但織物需在250mg/L～400mg/L的含氯消毒劑中浸泡20 min，才能達到較好的消毒效果[6]。漂洗采用低水位方式，處理溫度在65℃～70 ℃之間，漂洗次數(shù)≥3 次，每次時間≥3 min，且兩次漂洗間隔需進行一次脫水處理?？椢镏泻蛣┰谙礈爝^程中起養(yǎng)護作用，對織物進行中和處理十分必要，可在中、低水位，45℃～55℃的條件下對最后一次漂洗的水進行中和(中和后水中pH值應在5.8～6.5)5 min左右?？椢锵礈焱瓿珊筮€需進行后續(xù)烘干熨燙處理，一般烘干溫度不低于60 ℃才能起到理想的烘干效果。[3，5-7]。

織物在洗滌過程中受到的機械攪拌等物理作用，以及與洗滌劑之間發(fā)生的化學變化，都有可能使織物的結(jié)構(gòu)、性能會受到較大影響。因此某些織物，如毛織品、氨綸織物，并不適合采用洗滌消毒的方式。如何科學安全有效地處理洗滌廢液以及解決該過程需要的技術(shù)、監(jiān)測、財政問題也是洗滌消毒法的壁壘。

1.2 干熱滅菌

滅菌是指殺滅或清除傳播媒介上一切微生物的處理[2]。較于消毒而言，滅菌對織物的作用效果更強。干熱法可以通過較高熱力達到滅菌水平，因此可以稱之為干熱滅菌。

干熱滅菌適用于耐高溫、不耐濕熱以及蒸汽或氣體不易穿透物品的滅菌，具體操作包括燒灼和干烤。適用于紡織品的干烤法通常采用機械對流型烤箱，滅菌條件一般為：160 ℃下滅菌2 h ；若溫度增加到170 ℃，處理時間可縮短為1 h；當溫度提高到180 ℃，時間則可進一步減少到30 min[2]。

一般80 ℃ 以上的溫度，對殺滅微生物的效果即已較為顯著[4]。但一般的絲、毛、錦綸等織物，其耐受溫度較低，尤其毛類織物在高溫下會變性，導致性能惡化。因此，干熱滅菌僅適用棉、麻、滌等類織物。

1.3 壓力蒸汽滅菌

壓力蒸汽法同樣在合適的條件下可以達到滅菌要求，通常被定義為壓力蒸汽滅菌。該法適用于耐高溫、耐高濕類織物。根據(jù)排放冷空氣的方式和程度不同，滅菌器可分為下排氣式壓力蒸汽滅菌器(手提式、臥式、立式)和預真空壓力蒸汽滅菌器(預真空、脈動真空)、快速壓力蒸汽滅菌器(下排氣、預真空、正壓排氣)三大類[2]。各類滅菌器滅菌的具體參數(shù)如表1。

表1 壓力蒸汽滅菌條件表

快速滅菌法一般要求滅菌物品裸露，壓強為205.8 kPa(2.1 kg/cm2)，溫度132 ℃，滅菌僅需3min?；谠摲缇芷谝话悴话ǜ稍镫A段，紡織品經(jīng)處理后處于濕潤狀態(tài)[2]，無法立即使用，后續(xù)干燥過程可能形成新的污染，最好將其放在無菌室內(nèi)晾干保存。

壓力蒸汽滅菌消毒的特點是高溫環(huán)境、濕度大，所以并非適用于一切織物。例如純棉具有較好的吸濕排濕性且耐熱性好，錦綸雖耐濕性很好但耐熱性較差，純毛織物不耐濕也不耐熱性。因此，要根據(jù)各類織物自身的性能特點來確定是否可以采用該法，通常來說棉、麻、滌綸等耐高溫耐高濕的紡織品可以采用。

1.4 紫外線消毒

紫外線消毒具有安全、操作方便、經(jīng)濟、無有害物質(zhì)殘留、對物品損害較少的優(yōu)點，能在幾秒內(nèi)殺滅各種微生物，包括細菌繁殖體、芽孢、分枝桿菌、病毒、真菌、立克次體和支原體等[2]。

但紫外線易傷害人體皮膚及眼睛，需要做好人員防護措施。另外紫外線輻照能量低，穿透力弱，僅能殺滅直接照射到的微生物，消毒時必須使需消毒部位充分暴露于紫外線下[2]。

紫外線波長有一定范圍，如表2。并非任意紫外線均可用于織物消毒，正確選擇合適消毒波段直接關(guān)系到消毒效果好壞。消毒常用的紫外線波長為253.7nm。

表2 紫外線波長范圍表

影響紫外線消毒效果的因素有很多，溫度、濕度、照射時間、輻照強度、照射距離、照射方式、消毒環(huán)境及消毒對象等等，合理選擇消毒條件是紫外線消毒是否成功的關(guān)鍵。

對紫外線消毒效果影響因素的研究已持續(xù)多年，早期有研究[8]采用30 W高強度低臭氧紫外線燈(強度為100 μW.s/cm2)對空氣進行消毒，得出的最佳消毒條件為：溫度25 ℃、濕度50%、水平照射60 min，并且得出溫度對紫外線消毒效果影響最大；相同條件紫外線殺滅白色葡萄球菌效果最好，大腸桿菌次之，枯草桿菌最差的結(jié)論。

《消毒技術(shù)規(guī)范》中指出紫外線消毒溫度范圍是20℃～40℃，溫度過高過低均會影響消毒效果。因此，通常室溫下操作即可。消毒時的相對濕度不宜過高，若超過60%，應適當延長照射時間。照射劑量為輻照強度和照射時間的乘積，是影響紫外線消毒效果的一個重要因素。各類微生物需要的照射劑量不盡相同，見表3。

表3 不同種類微生物消毒所需紫外線照射劑量

值得注意的是紫外線燈使用過程中其輻照強度會逐漸降低，應定期測定消毒紫外線的強度，一旦降到要求強度以下要及時更換。

一些文章中[9-15]還提到了環(huán)境因素、有機物等對紫外線消毒效果的影響。若消毒環(huán)境濕度大，顆粒物、塵埃等氣溶膠多則易阻斷紫外線照射路徑，影響輻照強度，減弱其穿透力，降低有效殺菌率，故應保持消毒環(huán)境及紫外線燈表面干燥、清潔。另外微生物自身特質(zhì)也會影響消毒質(zhì)量。由于白天細菌體內(nèi)“光復合酶”易產(chǎn)生生物效應使其回復生物狀態(tài)以及人員流動、環(huán)境塵埃夜間較白天少，個別特殊場所如醫(yī)院等衛(wèi)生部門可選擇夜間進行消毒。

目前，有關(guān)紫外線消毒的研究主要是針對空氣、污水等的消毒處理，但對紡織品消毒具有很大的參考價值。面對紡織品這類具有粗糙表面的消毒對象時，要適當延長照射時間，且織物兩面都應受到均勻照射。具體操作時可采用H型低臭氧高強度紫外線燈照射，將織物垂直懸掛于兩排數(shù)量相同均勻分布的紫外線燈管之間，為保證其受到充分照射，織物應單層懸掛。同時需要考慮的是，經(jīng)多次測試可知單根紫外線燈管的中部位置輻照強度最大，均勻分布一排燈管的中間區(qū)域強度最高，故單件織物可放置于紫外消毒系統(tǒng)中心位置，處于非中心位置的織物要注意適當延長照射時間。

紫外線法消毒紡織品的工藝目前尚不完善，還存在效率、質(zhì)量、能耗等問題，如何高效利用及是否可實現(xiàn)工業(yè)化仍待更深一步摸索探討。

1.5 臭氧消毒

臭氧(O3)作為廣譜殺菌劑，可殺滅各類微生物(細菌繁殖體、芽胞、病毒、真菌肉毒桿菌毒素等)[2]。臭氧去除異味(如霉、腥、臭等)的性能很好，對不能直接洗滌的織物如毛制品的消毒有極大優(yōu)越性；對長期處理的織物(除印染織物)有明顯的增白還原效果；較于某些氣體熏蒸和紫外線僅能作用在物體表面的局限性，臭氧穿透力強，消毒徹底，操作簡便，安全可靠[16]。難能可貴的是若保證消毒后給予充分的循環(huán)時間，臭氧常溫常壓下可自行分解為氧氣，不會造成二次污染，是一種綠色消毒方式。

然而臭氧自身是有毒氣體，吸入過量會對人體造成傷害(國家規(guī)定大氣中允許濃度為0.2mg/m3)。另外臭氧是一種強氧化劑，易降低織物強度等性能，并且會使織物漂白褪色[2]。

考慮到臭氧水消毒的后續(xù)處理問題，宜利用臭氧氣體對紡織品進行消毒。氣體濃度、溫度、時間、相對濕度、有機物是影響臭氧氣體消毒效果的幾個主要因素。

通常情況下要達到滿意的物體表面消毒效果，臭氧濃度至少要達到60mg/m3，相對濕度需≥70%，處理時間在60min～120min左右[2]。

也有文獻中提出了略為不同的消毒工藝要求：臭氧濃度略低，在10ppm～20ppm(相當于21.4mg/m3～42.8mg/m3)之間，臭氧產(chǎn)量為25mg/h～50mg/h，相對濕度要求較高在90%左右[17]，說明濕度的提高可以在一定程度上彌補臭氧濃度的降低。

其他一些研究中[18-20]也提出臭氧濃度、環(huán)境溫度、消毒時間不變時，適度增大相對濕度可提高消毒質(zhì)量的觀點。例如在臭氧濃度(150mg/m3)、溫度(室溫25℃)、消毒時間(2h)一定的條件下，將相對濕度從40%提高到70%，臭氧殺菌率從平均89.6%提高到將近100%。其可能的生物原因在于濕度的升高使細胞自身發(fā)生生物變化或其在表面聚集水分，從而增強了微生物對臭氧的敏感度。因此，可在處理前向消毒環(huán)境中亟待消毒織物上適當撒少量水或在消毒環(huán)境內(nèi)放置加濕器，以適當提高濕度，從而保證消毒效果。

大多數(shù)臭氧消毒實驗均選擇在室溫條件下進行，這是因為隨溫度升高，O3分解速率加快，O3產(chǎn)生量降低，影響消毒效果。另外，若紡織品表面附著有機物，其會消耗部分臭氧，同時形成微生物的“保護傘”，使消毒效果大打折扣。

采用臭氧氣體消毒法處理紡織品時，為使織物得到均勻充分的消毒，可將織物垂直懸掛(有晾桿或衣架)或平鋪(有透氣隔層)在臭氧消毒器中，具體放置形式因消毒器構(gòu)造而定。同時應注意操作規(guī)范，密封使用，做好防護措施且不要在臭氧濃度過量的房間內(nèi)滯留過久。消毒完成后要等臭氧完全分解(大約30 min)再徹底打開儀器，以免污染環(huán)境并對人體造成傷害。另外，目前尚缺乏臭氧消毒法對織物的外觀、服用性能等方面影響的研究報告。因此，臭氧氣體消毒在紡織品領(lǐng)域的應用潛力還有待進一步研究。

1.6 環(huán)氧乙烷氣體滅菌

環(huán)氧乙烷(EO)氣體對微生物的殺滅能力很強，同樣可達到滅菌水平，故習慣稱其為環(huán)氧乙烷氣體滅菌。這種方法廣譜高效、易擴散、易穿透、殺菌力強、作用溫度低、對滅菌對象無腐蝕性、損害小，滅菌效果可靠、有效期長，可用于不耐高溫與高濕的紡織品消毒，目前依舊是低溫滅菌技術(shù)中尤其是針對醫(yī)院布草應用最廣的。

美中不足的是環(huán)氧乙烷有一定毒性，易燃、易爆、易殘留(滅菌物中殘留EO的濃度應<15.2mg/m3;消毒環(huán)境中殘留EO的濃度應<1.82mg/m3)[2,21]。滅菌前需要抽真空(小中型儀器達53.3 kPa以上)、預濕(相對濕度≥50%、時間≥2 h)，但須注意滅菌對象上不可聚集水滴或過于濕潤，否則會導致滅菌質(zhì)量下降，滅菌后還需長時間解析，溫度在60℃時，機械通風8 h左右;50℃下,需要12 h;降到38℃時則需延長到32h～36h)[2,22]，全套環(huán)氧乙烷氣體滅菌處理過程耗時極長。有些文章中[4，16]提到將環(huán)氧乙烷與CO2混合使用可以降低其危險性。但當壓力較低時，混合氣體會明顯分層，影響滅菌效果。近幾年，第三代環(huán)氧乙烷低溫滅菌器(采用彌散理論和小氣量技術(shù)設計)的問世，在一定程度上解決了EO氣體泄漏及殘留難題[23]。

目前環(huán)氧乙烷滅菌器主要分為三類：大型、中型和小型，其中小型滅菌器自動化程度較高，被廣泛應用在醫(yī)療用品消毒中。滅菌工藝條件為：EO氣體濃度在800mg/L～1200mg/L，滅菌溫度范圍為55℃～60℃，相對濕度60%～80%，作用時間6 h左右。

溫度、濕度、濃度、滅菌時間、待滅菌物品厚度、附著有機物等均對EO滅菌效果有很大影響。近年來的一些研究表明這幾大因素之間互有聯(lián)系，彼此影響。一方面，在一定的溫度和相對濕度條件下，微生物殺滅率隨EO濃度的升高而明顯增大，滅菌時間也會在EO濃度達到最高點之前隨其加大而相應縮短；另一方面，溫度升高，滅菌環(huán)境內(nèi)的蒸汽壓也會隨之增大，從而使EO穿透力加強，提高滅菌效率。但當溫度高到足以使EO發(fā)揮最大效用時，繼續(xù)升溫，滅菌效用不會增強(例如溫度在50℃～57℃，600mg/L、800mg/L、1500mg/L三種濃度的滅菌效果基本一致)[24-30]。

因此，可以靈活調(diào)整相關(guān)幾項影響因素的水平，來達到既適應被滅菌物品的具體情況以及環(huán)境要求，又能適當?shù)玫綕M意的滅菌結(jié)果。比如可適當延長滅菌時間，提高滅菌溫度，來減少EO用量，以節(jié)約成本并且降低EO殘留率，減少操作的安全隱患；也可以在達到濃度最高點之前，適度加大EO濃度，以縮短滅菌時間并提高滅菌效率。針對不耐熱織物，可適當增加EO濃度，延長滅菌時間以彌補降低溫度帶來的影響等等。而如何準確有效地控制協(xié)調(diào)各因素使環(huán)氧乙烷氣體滅菌法能夠揚長避短，取得最佳效果，值得深入探討。

近年來有關(guān)環(huán)氧乙烷氣體滅菌的研究大部分是針對醫(yī)院等衛(wèi)生部門的小批次診療用品，雖有借鑒意義，但應用到公共紡織品消毒中還需權(quán)衡以下幾方面的影響：新型滅菌器價格昂貴是否適合投入工業(yè)化使用；大批量紡織品同時消毒的安全隱患增大；大規(guī)模使用時如何妥善處理廢氣。

1.7 生物消毒

生物消毒是指用所用的消毒劑由植物提取物(可抗菌植物、中草藥等)、微生物(如某些廣譜噬菌體、細菌質(zhì)粒、噬菌蛭弧菌、梭狀芽孢菌、類桿菌等等)、微生物代謝產(chǎn)物(多肽、毒素等)以及生物酶(溶葡萄菌酶、細菌胞壁溶解酶、霉菌胞壁溶解酶)等制備。生物消毒劑可自然降解，不會污染環(huán)境，屬于實際無毒級化合物，是一種綠色環(huán)保的消毒方式。

目前相關(guān)研究[31-32]主要針對污水、污泥、土壤處理等方面，消毒機理并不明確，并未得到廣泛應用。但由于生物消毒法的成本相對低廉、工藝簡單、靈活實用，因此有望在紡織品消毒中得到有效地應用。

2 結(jié)論

近年來涉及到紡織品消毒的研究主要集中在醫(yī)院布草、鐵路臥具等社會性公共紡織品上，鮮見家用紡織品適用的消毒方法研究。而廢舊紡織品的回收利用中可利用價值最高的形式是二手服裝[33]。一些發(fā)達國家已開放二手服裝市場，并且建立了較為完善的回收循環(huán)體系[34]。而國內(nèi)在二手服裝市場開放的問題上一直裹步不前，最顧慮的的就是安全衛(wèi)生隱患[35]，所以國內(nèi)急需明確系統(tǒng)的二手服裝消毒規(guī)范來降低交易風險，推動行業(yè)發(fā)展。

“既要金山銀山，也要綠水青山；綠水青山就是金山銀山”，二手服裝循環(huán)再利用契合新時代發(fā)展主題，對循環(huán)、低碳、綠色經(jīng)濟發(fā)展有重大意義。如何將公共紡織品消毒方法準確快速地接軌到二手服裝消毒領(lǐng)域，如何有針對性的選擇適用有效的消毒方法，如何制定規(guī)范約束亂象叢生的 “地下”二手服裝市場，如何讓廣大消費者在二手服裝交易中無后顧之憂，需要我們投入大量精力去探討研究。屆時有關(guān)公共紡織品的消毒研究將具有極大的借鑒參考意義。