[背景]高速公路收费站空气污染严重,收费人员存在较高的职业暴露风险,亟须研发适用于高速公路收费岗亭气载颗粒物和微生物病原体的净化方法.[目的]验证低温等离子体空气净化器对高速公路收费岗亭室内气载颗粒物和微生物的净化效果.[方法]基于对照干预实验设计,选取某高速公路收费站三个收费岗亭作为测点,开展 6 d的现场对照干预实验(无干预期:前3 d未开启低温等离子体净化器;干预期:后3 d每天9:00-17:00开启净化器).实验期间持续监测室内外等效直径小于 2.5 μm(PM2.5)和小于 10 μm(PM10)的可吸入颗粒物浓度;每天上午(9:00)、中午(12:00)和下午(17:00),使用浮游微生物采样器采集收费岗亭室内外空气样品,分析气载细菌总数;每天 9:00-17:00采用智能中流量颗粒物采样器持续采集最外侧出站口室内的气载颗粒样品,使用基因测序分析样品内含细菌和真菌种属明细及其相对丰度.采用独立样本t检验比较干预期和无干预期室内气载PM2.5、PM10 和细菌总数的浓度差异;采用α多样性分析、β多样性分析和t检验(两组比较),比较干预期 3 d和无干预期 3 d气载颗粒样品内含细菌和真菌具体种属及样品内含典型致病细菌和真菌病原体种属的物种多样性和相对丰度差异,以反映低温等离子体空气净化器对气载PM2.5、PM10 和微生物的净化效果.[结果]干预期室内PM2.5 和PM10 浓度及细菌总数的均值均低于无干预期室内均值(P<0.01或P<0.001);干预期 PM2.5 和 PM10 的室内浓度/室外浓度值(I/O)均低于无干预期(P<0.001);但干预期细菌总数的I/O值与无干预期比较,差异无统计学意义.以上午 9:00收费岗亭室内PM2.5 的平均浓度为基准,中午 12:00和下午 17:00的室内PM2.5 平均净化率分别为49.0%和 46.1%,PM10 为 49.7%和 45.4%,细菌总数为 50.8%和 49.9%.β多样性分析显示干预期和无干预期细菌种水平,真菌属水平和种水平上的物种组成成分均存在差异.与无干预期相比,干预期颗粒样品内含乳杆菌属等 10种细菌和圆酵母菌属等 7种真菌的相对丰度更低,但干预期枝孢霉科未分类属、多臂菌属和尾孢菌属真菌的丰度更高(均P<0.05).对于典型致病菌,干预期乳杆菌属细菌和狭窄梭菌属细菌的相对丰度分别降低了 73.5%和 86.9%,干预期篮状菌属真菌降低了53.5%,差异均有统计学意义(P<0.05).[结论]低温等离子体空气净化器对高速公路收费岗亭室内气载PM2.5、PM10 和浮游细菌具有较好的净化效果,但对室内气载颗粒内含部分真菌的净化作用可能有限.

近20年来,低温等离子体消毒灭菌技术迅速发展,展现出良好的应用前景.本文首先介绍了低温等离子体不同的产生方法与优缺点,其次综述了低温等离子体对细菌繁殖体、细菌芽孢、真菌、病毒及细菌和真菌毒素的杀灭效果,并从等离子体物理化学与细胞生物学两方面介绍了低温等离子体灭活微生物的机制,介绍了低温等离子体消毒灭菌技术的实际应用,包括对空气和医疗废水的消毒、医疗器械的消毒.最后针对当前研究现状和存在的问题做出了分析,展望了低温等离子体消毒灭菌技术应用于新型冠状病毒感染防治的可能性.

目的 利用低温空气等离子体反应装置,对模拟染菌载体聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)表面金黄色葡萄球菌的杀灭效果和机理进行研究.方法 采用双悬浮探针对空气等子体的电子温度以及电子自旋共振波谱对自由基浓度进行了测定;采用扫描电子显微镜观察等离子体处理前后细菌细胞的形态变化.结果 空气等离子体的灭菌效果符合放电区＞余辉区＞远程区的趋势;不同载体材料表面灭菌效果顺序与材料的亲水性一致;对数生长期的菌体比稳定期更容易被等离子体杀灭;有机污染物浓度增大,灭菌效果减弱;扫描电镜结果证实细菌细胞不同程度损伤,内容物逸出.结论 等离子体灭菌过程是由各种活性粒子协同作用对细菌细胞造成破损的结果,而自由基在其中起主导作用,紫外光仅起辅助作用.

目的 观察低温等离子体空气消毒机对空气中细菌和病毒气溶胶的灭活效果.方法 使用气溶胶发生器在密闭气溶胶暴露柜内分别发生细菌和病毒气溶胶,采用六级Andersen采样器采集柜内空气,评价该空气消毒机对人工发生的细菌和病毒气溶胶的灭活效果.结果 该低温等离子体空气消毒机对金黄色葡萄球菌、藤黄微球菌和噬菌体PhiX174气溶胶的净化效率(除菌率)分别为99.98％、99.98％和99.95％.结论 该低温等离子体空气消毒机对密闭空间内空气中细菌和病毒气溶胶灭活效果较好.

为探讨低温等离子体技术在殡仪场所空气消毒净化中的应用效果和设计适用于殡仪场所的空气净化器,以双介质阻挡低温等离子体技术为核心,设计制造了殡仪场所用空气净化器样机,并对其去除空气中的细菌、总挥发性有机化合物(TVOC)、PM10和PM2.5的性能进行测试.结果显示,启动该消毒装置60 min后,殡仪馆内空气细菌总数平均下降率为64.60％,TVOC、PM10和PM2.5的净化率分别为45.24％,14.79％和24.06％.提示低温等离子体技术能有效降低殡仪馆内空气中的细菌总数及TVOC、PM10、PM2.5浓度.

[目的]以低温等离子体净化器为依托, 研究低温等离子体对甲苯、丙酮、乙酸乙酯和四氯化碳四种挥发性有机物的净化性能.[方法]通过单一组分挥发性有机物体系和双组分挥发性有机物体系进行净化率和净化动力学的研究.[结果]在单一组分挥发性有机物体系中, 四种物质的净化率在300 min时均达到90％以上, 各物质的净化动力学曲线符合指数方程Ct=C0·e-kt, 净化速率呈现出四氯化碳>甲苯>丙酮=乙酸乙酯的规律.在双组分挥发性有机物混合体系 (丙酮、乙酸乙酯) 中, 相同条件下低温等离子体净化器对任一组分的净化率均低于单一组分, 且各组分的净化存在竞争关系, 相比于乙酸乙酯, 净化器对丙酮的净化显示出更高的速率.[结论]低温等离子体对几种挥发性有机物的净化效果明显, 净化速率快, 该技术可为工作场所空气中挥发性有机物的高效净化提供依据.

目的 观察基于光催化等离子体耦合技术的空气净化装置对典型空气污染物的净化效果,并观察其有效净化时间,确立合理的评价方法.方法 空气净化实验在5.5 m3的小型密闭实验舱中进行,将洁净空气吹入舱内,同时分别吹入配制的有害气体(苯、甲苯、二甲苯、甲醛、硫化氢、氨、二氧化氮、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳),混匀.通过对有害气体平衡时间的观察确定其初始浓度,并观察有害气体的自然衰减率.将空气净化装置置于舱中,采用上述方法配制相应浓度的有害气体,评价离子体、光触媒各单元及整机在1h内对典型有害气体的净化率及净化率的变化趋势,以确定净化装置的有效净化时间.结果 空气净化装置对不同典型空气污染物的平均净化率除一氧化碳(26.7±0.3％)、二氧化碳(25.3±0.2％)均能达到较理想的效果(81.6±0.1～100％).结论 空气净化装置对典型空气污染物均有明显的净化效果,适合用于坑道及室内空气中有害气体污染物的消除.但是空气净化器对二氧化碳、一氧化碳的净化能力仍需进一步改善.空气净化器对有害气体的净化能力是一定的,因此在空气净化器的净化能力范围内,确定有效净化时间,既能正确反映空气净化器的净化效能,又能减少不必要的能源浪费.

目的 观察一种等离子空气消毒机对车辆和学生宿舍空气和物体表面消毒效果.方法 采用空气微生物采样器和棉拭涂抹法,对低温等离子体消毒机消毒大巴车、小卧车和学生宿舍空气和物体表面的效果进行检测与评价.结果 该空气消毒机开机运行60 min,大巴车内空气和表面自然菌消亡率分别为90.63％和69.95％;运行30 min,小卧车内空气中自然菌平均消亡率为96.57％;运行60 min,小卧车和学生宿舍内空气中自然菌平均消亡率分别为95.33％和91.07％,物体表面自然菌消亡率分别为75.68％和64.95％.结论 该等离子体空气消毒机对车辆内和室内空气消毒效果较好,但对物体表面消毒效果不达标.

目的 观察新型低温等离子体空气消毒机对自然环境和人工染菌环境中微生物的灭活效果,进一步确定最低有效处理参数.方法 首先在0.5 m3的超净工作台和1.05 m3的密闭有机玻璃腔体内,用新型低温等离子空气消毒机对空气中自然菌进行不同参数下的灭活处理,其次在1.05 m3的密闭有机玻璃腔体内,人工喷洒金黄色葡萄球菌和大肠杆菌,用低温等离子空气消毒机进行处理,最后采用平板计数法评价该消毒机对空气中自然菌和人工菌的灭活效果.结果 低温等离子体空气消毒机在0.5 m3和1.05 m3密闭空间内,灭活自然菌的最低有效处理参数为13 kV、5 min或12 kV、10 min;低温等离子体空气消毒机在13 kV放电电压下处理20 min后,与处理前相比,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭率显著增加(P<0.0001),均可达到消毒规范要求[100％、(99.98±0.01)％≥99.90％].结论 新型低温等离子体空气消毒机对自然菌和人工菌的灭活均达到《消毒技术规范》规定的消毒合格标准.

目的 研制一款新型低温等离子体消毒装置,以实现医院等室内空间环境的实时动态消毒.方法 采用石英介质阻挡放电技术电离空气产生含多种带电粒子和活性氧组分的消毒因子,通过气流主动式释放消毒因子的方式实现空气环境净化和物体表面消毒.结果 实验证明该装置能制造出不含氮氧化物的消毒因子,经检验其能有效消除室内空气、平板表面以及隔离服上的细菌病毒.结论 该低温等离子体消毒装置具有较好的室内空气和表面的消毒能力,为阻断医院内环境中的病菌传播提供新的设备和技术手段.